井泵研究进展
 一.定义

井泵是抽取地下水的主要设备，主要有潜水井泵和长轴深井泵两种产品。

1．长轴深井泵是一种立式离心泵或混流泵，具有单个或若干个旋转叶轮，从与轴同心的抽水部件排水。

 抽水部件借助导水系统悬挂固定，导水系统内装有将功率传递至叶轮的一系列立式传动轴，而原动机处于液流外面。整个机组用于从开式水池或封闭吸水系统中抽水。

2．潜水井泵是一种以立式导流壳式的泵与连续在水下运行的电机直连成一体的组合机组。

 机组借助扬水管悬吊于支撑板上，并通过潜水电缆接受电能。

 两种产品的水泵部分是基本相同的，不同之处主要是驱动动力及其与水泵部分的联结方式。显然，两者既存在相似之处，又存在差别。

 在40多年的发展中，彼此之间既相互竞争，同时又相互促进，经过市场不断淘汰和筛选，终形成优势互补的稳定的产品系列。

 泵壳有轴向剖分式和径向剖分式两种。大多数单级泵的壳体都是蜗壳式的，多级泵径向剖分壳体一般为环形壳体或圆形壳体。

 一般蜗壳式泵壳内腔呈螺旋型液道，用以收集从叶轮中甩出的液体，并引向扩散管至泵出口。泵壳承受全部的工作压力和液体的热负荷。

右图为250QJ125型号的结构图 。
 

图1 QJ型井用潜水泵结构图
1.泵体2.环形空间3.叶轮4.螺栓
 

 二. 井泵的发展历程

民国35年(1946年)陈阿金等5人合资创办洽兴抽水机修理社(现上海深井泵厂),设在建国西路339号。它是国内第一家生产深井泵的工厂。当年制造出国内第一台6英寸深井泵。国外井泵的发展比较早，技术上也比较完善。从1928年第一台潜水井泵的发明到1961年已经全面地标准化。

近几十年来，国外的制造商主要在拓宽产品的应用领域和市场竞争力上下功夫。而我国从60年代初才刚刚起步。通过几代人的努力实现了从无到有，从落后到接近国外先进水平的大跨步。下面仅以井泵的水力性能为主线对井泵技术的发展历程作扼要回顾。

农业灌溉和人畜饮水是至关农业发展的重要因素。能否有效地提水则关系着我国广大农田生产的成败。同农业机械化一样，我国的农田提水方式也经历了漫长的演变历程──从手工、畜力到机械化。

在我国的广大农村，人工提水为古老和普遍。伴随着人们对工具的不断改进，逐渐采用辘轳及水车提水。借助畜力又在前者的基础上更进了一步。资料表明59年以前大多使用手摇水车提水，但部分地区采用了几种立式活塞提水泵，动力为拖拉机或畜力，明显省力。

沈阳水泵厂于1959年对北方地区调查表明当时的提水方式主要有三种 ：

1）解放式水车，畜力带动；

2）离心式水泵，较普遍的是泵放在地面上，也有安装在地下的，受井内条件影响大，时常中断工作；

3）深井泵，泵工作部分在井下，传动支承部分用扬水管与传动轴联接。其中第三种即属长轴深井泵。由于设计经验不足，该泵效率比同性能离心泵低10%以上，但从工程实用角度无疑是三者之中好的，这也有力地解决了深井取水，特别是北方地区深井取水的难题。此后的发展历史大致可以总结如下：

（1）我国潜水井泵的发展大致经历了三个阶段：

1.60~70年代中后期的摸索阶段

1960年上海江宁电机厂首先试制出2.2JN潜水电泵，填补了国内空白。

水泵部分采取叶轮配空间导叶形式，水流从叶轮出来经过空间导叶消除环量，以减小损失。初的设计不是很理想，效率仅为35%。

1965年上海水泵厂进一步试制出2.2Kw的系列化产品，效率达到57.5~75.5%，已接近国外先进效率指标。从水力设计资料看叶轮和导叶的流道面积变化均匀，说明当时已较好地掌握了水力设计方法。JN型主要针对河湖、沟渠、土井浅水作业，严格来讲，早期的JN泵不属井泵系列。但其发展经验，尤其是早期叶轮与导流壳的水力设计经验是弥足珍贵的。

JN型经过3次较大变革成功发展成QY型作业面泵。而北方深井提水也迫切需要相应的产品。65年前后国内已经开始研制，由于历史的原因，国家于70年左右才开始着手组织北方地区研究、设计、试验NQ型农用潜水电泵的工作。

1972年1月北方八省（市）对NQ系列潜水电泵的设计、系列化进行了总结；同年3月于石家庄水泵厂对四种口径九个品种NQ系列潜水电泵制定了统一的定型方案。此后各地如雨后春笋般相继开发出各种型号NQ型潜水电泵。NQ型的水泵部分由进水节、叶轮、导流壳和逆止阀等组成，结构整齐，布置合理。这样便于厂家形成多品种、系列化产品，很好地满足了农业生产需要。从资料看当时普遍采用一般离心泵叶轮配上空间导叶作为泵体部分。这种生搬硬套既不符合井泵特殊的结构要求和工况，也不符合井泵内部流动原理，造成能量损耗较大，往往达不到预期的指标，效率普遍较低，当时的设计者也注意到了。

 2.70年代中后期~80年代大规模生产和全面研究阶段

由于结构上深井潜水泵受井径限制，而且工作部分深入水下，工况不同于一般离心泵，有必要从流动原理着手，系统加以研究。

由于历史原因，一直到70年代中后期，针对性的水力模型研究都迟迟没有开展。1977年，中国农机院开始了部分离心式潜水泵水力模型的研究，揭开了井用潜水泵全面深入研究的序幕，通过研究效率普遍提高3~6%。研究从设计、模型、铸造及加工各环节详细作了试验、分析和探讨，达到了深入的理论和经验积累。

随后80年代初中国农机院又掀起了深入研究井用潜水泵的高潮，针对叶轮和导叶水力设计理论进行了深入的探讨，取得了丰硕的成果。

在这些成果的基础上，促成80年代NQ型井泵的大规模系列化生产。这一时期全国各地潜水泵厂如雨后春笋般迅速发展起来，并且相继开发出各自的系列，达到潜水井泵生产的高峰期。

从资料看这一时期比较成熟的设计之一是模仿普通立式多级离心泵，采用正反导叶，叶轮采用优秀水力模型，导叶设计采用等速度矩原理。另一种采用空间导叶，叶轮采用优秀水力模型，考虑叶轮与空间导叶的相互作用，把两者作为一个整体来设计。这些设计思想在当时的产品中得到很好得贯彻和体现。

这一时期一些厂家还引进国外厂品进行仿制和改进，如沈阳水泵厂引进西德Ritz公司的66系列潜水泵，并加以改进，效果比国外80年代初的产品略有提高，虽然还追不上同时期国外的技术水平，但80年代蓬勃的发展说明我国在井泵的设计水平上较六、七十年代已有了总体的提高。

80年代中后期NQ型泵逐渐退出历史舞台，为QJ系列取代。后者在结构和性能方面都有所优化和提升，QJ这一型号也一直沿用至今。

 3.90年代以来发展趋缓

在中国农机院80年代初掀起的研究高潮过后，井泵的研究基本处于停滞状态，也不难理解，十余年的生产经验表明井泵性能基本维持在原来的基础上，也就是说原有的水力模型是比较优秀的，那么对于井泵这种量大面广的产品，厂家更关注如何节约成本，而不是水力设计方法的研究。

大规模系统化的模型研究已不可能，比较普遍的是厂家对产品略微改进，或者通过引进国外高档次产品加以仿制和吸收。但另一方面，理论研究工作仍然在继续。较有共识之一，在大比速时，叶轮向后倾斜，再配上空间导叶，这种设计比采用普通离心叶轮(不向后倾斜)的性能要高，并且在形式上不断变化中。其二，在小比速时，采用优秀叶轮，配上正反导叶，当时的产品都明显地反映了这两种典型形式。