电动润滑泵多功能控制器设计文献综述

 2022-08-05 14:33:40

国内外泵产品的发展沿革及前景

泵产品是主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等,也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物液体的通用机械设备。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体,使液体能量增加。广泛地应用于石油、化工、冶金、城建、核电和国防军工等经济各部门,与我们的日常生活也是息息相关,已成为各种流体装置不可替代的装备。[7]泵产品的品种规格较为繁杂,分别具有不同的功能和属性多数需要能够长时间连续运行。因此,国民经济各个部门对泵产品的质量要求非常严格,要确保足够长的运作周期,否则将会影响整套装置的正常运行。以下将对泵产品的发展沿革以及发展前景进行阐述。

国外泵产品发展沿革:根据现有资料表示,泵的起源可以追溯到公元前17世纪例如埃及的链泵,中国的桔槔,以及公元前11世纪的辘轳和公元1世纪的水车。这些古代提水器具都为后来泵的发展做了铺垫,其中较为著名的是阿基米德发明的螺旋杆,其原理仍为现代螺旋泵所利用。公元前200年左右,古希腊工匠克特西比乌斯的灭火泵是一种最原始的活塞泵,已具备典型活塞泵的主要元件,但只是在出现了蒸汽机之后活塞泵才得到迅速发展。1840—1850年,美国沃辛顿发明泵缸和蒸汽缸对置的,蒸汽直接作用的活塞泵,标志着现代活塞泵的形成。19世纪是活塞泵发展的高潮时期,当时已用于水压机等多种机械中。然而随着需水量的剧增,从20世纪20年代起,效率低下的活塞泵逐渐被高速的离心泵和回转泵所代替。回转泵的出现与工业上对液体输送的要求日益多样化有关。早在1588年就有了关于四叶片滑片泵的记载,以后陆续出现了其他各种回转泵,但直到19世纪回转泵仍存在泄露大、磨损大和效率低等缺点。20世纪初,人们解决了转子润滑和密封等问题,并采用高速电动机驱动,适合较高压力、中小流量和各种粘性液体的回转泵才得到迅速发展。回转泵的类型和适宜输送的液体种类之多为其他各类泵所不及。[2]1689年,法国物理学家帕潘发明了四叶片叶轮的蜗壳离心泵。1818年在美国出现的具有径向直叶片、半开双吸叶片和蜗壳的所谓马萨诸塞泵更接近于现代离心泵。1851—1875年带有导叶的多级离心泵相继被发明,为发展高扬程离心泵奠定了基础。1754年,瑞士数学家欧拉提出了叶轮式水力机械的基本方程式,奠定了离心泵设计的理论基础,到19世纪末高速电动机的发明为离心泵提供理性动力源,离心泵的优越性得以更好的发挥。[6]在英国的雷诺和德国的普夫莱德雷尔等许多学者的理论研究和实践的基础上,离心泵的效率大大提高,它的性能范围和使用频率也日益扩大,已成为现代应用最广、产量最大的泵。

国内泵产品发展沿革:近代泵,自意大利拉梅利发明滑片泵至今,泵已发展到5000多个品种,跨越了433年历史长河。而泵的机器制造,即泵产业,自1790至今也有整整226年历史。对于我们中国来说泵极其机器制造是国外传进来的。中国泵制造业自1868年开始萌芽、成长、发展至今,已有145年的历史。 [11] [12]

通常我们把1868年开始至1949年中华人民共和国成立前,称为中国泵产业的萌芽期。在当年那个内忧外患的年代就测绘制造出中国第一台20cm深井泵。中华人民共和国成立后,进入了三年国民经济恢复期,各地抓紧恢复原有生产水泵的机器厂,1951年上海机器厂就制造170cm轴流泵3台、146cm混流泵2台,为福建长东连炳港排灌站提供设备,使颗粒不收的荒地变成旱涝保丰收的丰产地。[4]

1953年我国开始大规模经济建设,成立了14家专业水泵厂,开发出K型系列单级离心泵、SM系列多级泵、Д型系列双吸泵。1957年后一机部组织张传布等工程师对全国生产泵的企业进行调查,1959年开始布点和规划。这样自1958年开始至1984年,一机部和各省机械厅局对工业泵各厂共投资12000万元。也是在1959年底,全国水泵行业组织在沈阳成立。泵行业成立后,开展了行业联合设计,行业产品质量检查、评比,泵行业产品标准制定,加速全国泵行业发展,到60年代末,全国泵专业工厂50家,兼业泵生产厂200余家,泵年产量58.24万台,近1000个品种。为了加快石油、化工和矿山用泵开发和生产,1972年第一机械工业部和各省机械厅局又一次对主要工业泵厂进行大规模投资,共计3396.2万元,通过这次大规模投资、技术改造,增强了石油、化工、矿山用泵研发、生产能力。Y型系列离心油泵、F型系列耐腐蚀泵、DKS型系列输油管线泵、FN型熔融尿泵、高速部分流泵、矿山多级泵相继生产出来,供用户使用。[6][4]

20世纪80年代,我国进入改革开放期,中国泵产业进入了快速成长期。1985年后,清一色的国有和二轻大集体的209家水泵厂伴随着乡镇水泵厂兴起,到1990年中国泵产业数迅速增加到949家,生产泵366.4万台,销售额34.29亿元,占世界泵产值排名第7位,排在世界主要工业国美国、日本、德国、英国、法国、意大利之后。20世纪90年代初,随着市场经济环境逐步形成,民营泵业兴起,仅温州泵阀企业到1998年有100余家,产值15亿元,温岭大大小小泵企业,包括个体企业近400家,销售额也在10亿左右。20世纪最后10年,中国泵企业迅猛增加,到1996年泵工业厂家和公司达1459家,年产泵739.58万台,销售额120.34亿元。

从1998年至2012年是中国泵业发展史上,发展最快的15年,也是辉煌的15年。在这15年中,民营泵公司发展势头很好,不仅公司数目成几何级数增长至2000年的3240个公司,而且产品销售势头也是突飞猛进,逐步把国有泵公司抛在后头。更为可喜的是全球泵业十强等一大批公司也是在15年之内进入中国,投资开设工厂,成为中国泵制造的一部分。他们不仅给中国泵工业带来高端的、稀缺的泵产品,还带来新技术、新的管理思想,促进了中国泵产业与技术进步。现今的中国泵业,据2011年国家统计局统计,中国泵制造公司年销售收入超过2000万元的公司有1116家,实现营业收入1530亿元,生产泵9701万台,是1996年的12倍还多。[2]15年来,中国泵业实现了高速发展,已经是世界泵制造的第一大国,超过了美国泵制造业。这15年是中国泵业发展史上高速发展的15年、辉煌的15年。

随着世界信息革命席卷全球,再加上中国经济在新世纪高速发展,中国泵工业的设计制图技术、冶炼铸造技术、制造技术和泵测试技术都获得了巨大进步。整个设计、加工研发周期大大缩短。这种设计数字化、信息化、现代化给叶片泵设计、制造带来了巨大进步。[7]在制造技术上,泵行业各公司,尤其是一些重点骨干企业,在近五年来,综合实力全面提高,成批引入了数控机床,淘汰旧的机床。为了满足核电用泵、火电用泵的高精度加工要求,进口了镗铣加工中心,如上海凯泉先后从国外进口了德国九轴五联动落地镗铣加工中心;意大利六轴五联动加工中心;德国六轴五联动龙门镗铣加工中心;意大利的4m重型高精立式车铣中心;意大利2.5m重型高精立式车铣中心等。这些先进制造母机将全面提升了加工制造能力和制造水平。随着制造技术高速发展,打破了中国泵产业长期徘徊在中、低端产品设计制造,而大量高端产品一直依赖进口的局面。近年,南水北调、西气东输、大型火电、石化、核电和国防等重大工程启动,尤其是核电用泵的首台首套国产化和海军舰艇泵喷设计、制造,推动我国高端泵设计制造长足进步,水平和产品质量都有了较大提高,研制出一大批拥有自主知识产权的新产品,核电站用核二、三级泵,基本上实现了国产化,打破了国外的技术封锁和市场垄断。[4]目前核电泵国产化率已达到了75%以上。

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