白 娟，姜 華，姜廣利

（山東兗州煤業(yè)公司，a.綜機(jī)管理中心；b.鮑店煤礦綜安工區(qū)；c.鮑店煤礦綜采辦，山東 兗州273500）

本裝置的目的，是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中風(fēng)動(dòng)水泵空吸的問題，提供了一種感應(yīng)水位高低、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、提高效率與改善工作強(qiáng)度的風(fēng)動(dòng)水泵的懸磁控制裝置，本文就改善這種狀況而研制的風(fēng)動(dòng)水泵的自動(dòng)磁力控制裝置的研究，進(jìn)行了闡述探討。

1 懸磁控制裝置簡介

長期以來，電動(dòng)水泵和風(fēng)動(dòng)水泵都需要專人看護(hù)巡視，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。看顧不善，還容易造成水泵吸空。水泵吸空后，葉輪空轉(zhuǎn)，短時(shí)間內(nèi)就會(huì)造成水泵損壞，嚴(yán)重的還會(huì)產(chǎn)生火星，在井下及封閉環(huán)境作業(yè)時(shí)，容易引燃危險(xiǎn)氣體。

如每臺(tái)泵都需安排1個(gè)人看守的話，3個(gè)班次就要安排3個(gè)人，20臺(tái)泵就需要60人，每人每月工資3 000元，就要付出18萬元，泵還容易損壞。

當(dāng)前，安全生產(chǎn)形勢(shì)依然相當(dāng)嚴(yán)峻。在當(dāng)代這么一個(gè)高速度、高能量運(yùn)行的系統(tǒng)中，一個(gè)小小的失誤或缺陷，往往會(huì)帶來慘重的災(zāi)難；企業(yè)必須堅(jiān)持“安全第一，預(yù)防為主”的方針。國內(nèi)外大量事實(shí)證明，安全投入的產(chǎn)出比、預(yù)防性效果與事后整改效果比重，“預(yù)防為主”也是最有經(jīng)濟(jì)效益的。科技的進(jìn)步，從根本上為搞好安全生產(chǎn)創(chuàng)造了有利的條件。

在此，我們運(yùn)用先進(jìn)可靠的磁力控制技術(shù)，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中泵空吸這種難以解決的問題，提供了一種可以感應(yīng)水位高低、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、提高效率、改善工作強(qiáng)度的風(fēng)動(dòng)水泵的懸磁控制裝置。

懸磁控制裝置是一種新型磁力自動(dòng)控制裝置，懸磁控制主要應(yīng)用于風(fēng)動(dòng)水泵，主要組成部分如圖1所示。

圖1 安裝有懸磁控制裝置的風(fēng)動(dòng)水泵

本自動(dòng)控制的風(fēng)動(dòng)水泵工作原理如下：

圖1所示的安裝有懸磁控制的風(fēng)動(dòng)水泵，包括：泵4，泵連接設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口1、連接板3，泵底部還設(shè)置有吸水口6、排水口5，泵還通過連接管8連接設(shè)置有自動(dòng)控制閥體2，閥體連接設(shè)置有限位浮球7。

這樣設(shè)置，自動(dòng)控制的風(fēng)動(dòng)水泵，可以通過設(shè)置在閥體2下部不銹鋼材質(zhì)的限位浮球7感應(yīng)水位，水位高時(shí)，浮球上移；水位下降時(shí)，浮球下移，再通過閥體2來控制泵的啟閉，通過開啟或關(guān)閉泵4，啟動(dòng)或完成抽水。

工業(yè)性試驗(yàn)時(shí)，通過連接工業(yè)風(fēng)管，大約有5 MPa的壓力，水位從10 cm開始注水，注到25～30 cm時(shí)，浮球打開風(fēng)道活塞，打開風(fēng)道，風(fēng)從風(fēng)道來到風(fēng)動(dòng)渦輪式水泵，啟動(dòng)水泵開始排水，10 s后水位達(dá)到初始水位10 cm，浮球下滑，活塞復(fù)位，關(guān)閉風(fēng)道，排水結(jié)束。這是幾經(jīng)曲折、多次失敗，總結(jié)多次試驗(yàn)失敗的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)后，經(jīng)過多次改造才達(dá)到的滿意效果。

閥桿1和閥芯含有強(qiáng)磁，且極性相同，為排斥狀態(tài)，并不接觸，懸于閥體內(nèi)部，這就是起名為懸磁的原因。在設(shè)計(jì)之初，也曾想用浮子來控制活塞的同時(shí)控制閥門，經(jīng)查詢這種設(shè)想在上世紀(jì)90年代就有人想到，并設(shè)計(jì)完成專利申請(qǐng)，但該設(shè)想有其不可彌補(bǔ)的缺陷，內(nèi)部磨損較為嚴(yán)重，并且易受風(fēng)道中風(fēng)的影響，開啟或者關(guān)閉時(shí)不能嚴(yán)密關(guān)閉，造成風(fēng)力損失，并伴隨著風(fēng)的響聲產(chǎn)生噪音，給人造成一種裝置有缺陷的印象。

使用懸磁控制的風(fēng)動(dòng)水泵，在整個(gè)運(yùn)行過程，都是利用磁力的變化來實(shí)現(xiàn)的，因此具有如下的優(yōu)點(diǎn)：

（1）無需操作控制。利用水泵啟停前后的水位差，作為控制力，具有隨水位的高低自動(dòng)啟閉的功能，完全消除人為、設(shè)備等引起的誤操作。

（2）操作簡單，試用工況范圍廣。在惡劣的井下環(huán)境中，可以完全自動(dòng)工作，不受環(huán)境變化影響，適用于各種酸、堿度高而人難以長期監(jiān)控的地方。

（3）基本無需維修。由于其結(jié)構(gòu)簡單，用磁力來控制閥門的開閉，維護(hù)工作量大大減少。

（4）阻力損失小。采用重量輕耐磨蝕材料，經(jīng)過高精度加工，配合緊密，無用功損失最大限度減少。

2 幾個(gè)問題的解決和特點(diǎn)說明

（1）裝置壽命長。而風(fēng)動(dòng)渦輪式只作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且只與壓縮空氣發(fā)生摩擦，為防止空轉(zhuǎn)造成限速的摩擦輪摩擦發(fā)熱，溫度升高而損壞部件，特又配備上懸磁控制閥件。各部件結(jié)構(gòu)緊湊，配合科學(xué)緊密，經(jīng)久耐用，不易損壞。

（2）與現(xiàn)有技術(shù)相比，本已申請(qǐng)實(shí)用新型專利的懸磁控制裝置具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，懸磁控制風(fēng)動(dòng)水泵，能大幅度提高效率，節(jié)約人力物力，從而有利于提高使用方的經(jīng)濟(jì)效益和企業(yè)形象。

（3）浮球控制裝置與風(fēng)道完全隔離，不受風(fēng)的影響，完全靠磁力來完成控制過程。因?yàn)閮牲c(diǎn)之間如果有所聯(lián)通的話，不管密封如何，使用一段時(shí)間后，自然而然會(huì)產(chǎn)生漏風(fēng)現(xiàn)象。控制裝置與風(fēng)道隔絕后，杜絕了這種因素的產(chǎn)生，該設(shè)想十分新穎，在之前的控制裝置中還未有人使用，而且工業(yè)性試驗(yàn)的效果也令人十分滿意。

3 結(jié)束語

本裝置是一種感應(yīng)水位高低、對(duì)風(fēng)動(dòng)水泵實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的裝置，可以提高效率，改善工作強(qiáng)度，通過高新技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)控制了自動(dòng)化。使用了懸磁控制的風(fēng)動(dòng)水泵，可以適用于礦山開拓、豎井井筒施工、地下峒室工程的排水施工，對(duì)礦山工作尤為適應(yīng)。

此外，凡備有空壓機(jī)的各種現(xiàn)場施工排水、坑道排放清水、濁水、泥砂、泥漿、煤渣水和各種礦渣水，均能廣泛運(yùn)用，對(duì)風(fēng)動(dòng)水泵不僅起到控制作用，而且還保護(hù)了風(fēng)動(dòng)水泵，延長其使用壽命。該設(shè)想新穎，節(jié)約了設(shè)備投入，還節(jié)省了人工，節(jié)約了成本投入，使用前景十分看好。該裝置已申請(qǐng)國家實(shí)用新型專利，申請(qǐng)?zhí)枮?01120363779.5。

[1]李河宗，馬希青，黃素霞.礦用風(fēng)動(dòng)水泵的虛擬優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].煤礦機(jī)械，2005，（12）：26-27.

[2]朱保林，張淑佳，林 鋒，胡清波.離心泵葉輪設(shè)計(jì)方法現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].水泵技術(shù)，2005，（2）：37-38

[3]李國棟.當(dāng)代磁學(xué)[M].合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，1999.