蔣忠根 梁紅

【摘要】潛水式塑料電泵是歐美家庭花園、噴泉用泵首先的增壓設備。但因塑料件形變大、剛性相對鑄鐵件遠遠要低，且與介質長時間接觸后會吸水膨脹，導致密封處易滲漏失效引起電泵故障。故潛水式塑料電泵故障發(fā)生率高一直是眾多水泵企業(yè)及科研機構的難題。本文將對潛水式塑料電泵故障發(fā)生原因進行重點研究與探索，并對產生的問題提出了解決方案。

【關鍵詞】塑料泵；密封失效；泄漏；故障

一、簡述

潛水式塑料電泵具有外觀精美、體積小、重量輕、耐腐蝕、耐高溫等優(yōu)點深受廣大消費者青睞。在歐美家庭花園、噴泉用泵中得到廣泛采用。我公司生產潛水式塑料電泵已有20多年的歷史，已成功開發(fā)了30～750W等系列共計20多個規(guī)格的潛水式塑料電泵，流量、揚程范圍廣深受廣大用戶的歡迎。

二、問題的提出

據(jù)近幾年歐美市場用戶反饋潛水式塑料電泵質量不穩(wěn)定，故障發(fā)生率在20%以上，遠遠高于其它類型的潛水泵。因故障發(fā)生率高，用戶抱怨大，給公司造成了很大損失。公司組織相關技術專家對故障潛水式塑料電泵進行解體后分析，主要存在以下幾方面不足：一是塑料件密封處泄漏失效引起電泵故障；二是電纜線護套處泄漏失效引起電泵故障；三是單端面機械密封長時間間隙泄漏導致電泵燒毀。

三、原因分析

潛水式塑料電泵（圖1）因塑料件穩(wěn)定性差、剛性不及鑄件，且與介質長時間接觸后會吸水膨脹，導致密封處易泄漏失效引起電泵故障。本文對塑料泵引起故障的各個原因進行了分析：

1、氣堵密封處泄漏進水導致電機燒毀。氣堵密封失效主要是O形圈老化及M6銅嵌件斷裂引起，這種密封失效所占比例相對較少。

2、護套密封處泄漏進水導致電機燒毀。產生原因是護套材質不好及設計壓縮量過大，導致長時間受力引起橡膠過早老化導致電纜線處密封失效，最終引起電泵燒毀。

3、O形圈密封處失效引起電泵進水故障。產生原因是密封處塑料部件形變大及塑料件與介質長時間接觸后吸水膨脹。因密封部件橢圓大，O形圈受力不均勻極易導致密封失效引起電泵泄漏故障。

4、單端面機械密封處密封失效導致電泵燒毀。從圖1可以看到設計時采用了單端面機械密封，單端面機械密封的缺點是電泵長時間運行時會產生間隙滲漏，且對零件的尺寸精度及形位公差要求很高。當電泵長時間運行后工況稍不穩(wěn)定時密封處極易失效引起電泵故障。

四、解決方案

方案一：對塑料泵結構優(yōu)化，增加一道油封密封及裝配工藝的控制。（見圖2）

1、為防止圖一中氣堵密封處泄漏失效，我們對連接嵌件材質進行明確規(guī)定采用HPb59-1。這樣可有效防止銅嵌件斷裂問題，而在裝配M6螺釘時涂適量樂泰密封膠567，可有效防止泄漏，增強密封效果。

2、對護套壓縮量進行重新設計，經核查部件尺寸發(fā)現(xiàn)護套壓縮量為6mm，因過渡壓縮導致橡膠件過早老化。設計后的護套壓縮量為3mm。

3、對塑料件形位公差嚴格控制。原來配合處塑料件橢圓度在1.5-2mm左右，因橢圓大導致O形圈受力不均勻，導致密封效果差。因此在圖紙中明確規(guī)定橢圓度必須控制在1mm內。在注塑加工時可對塑料件用工裝固定來保證其圓柱度符合圖紙要求。

4、為防止單端面機械密封處間隙泄漏，可在是電機殼處增加一只φ12×φ24×4.5油封。這樣相當于多了一道密封。一旦機械密封發(fā)生間隙泄漏可有效阻止介質進入電機部件。

經過方案一對塑料泵結構改進，經用戶驗證塑料泵故障發(fā)生率基本能控制在10%左右。因此該解決方案取得了一定的效果。但電泵故障率與其它潛水泵相比仍然偏高。

方案二：對塑料泵結構重新設計。（見圖3）采用環(huán)氧樹脂填充電機部件來保護電機，杜絕了電泵進水的可能。從而徹底解決塑料泵因電機進水導致電泵燒毀問題。

結構分析：

1、該塑料屏蔽泵由兩個屏蔽套對定子及轉子進行隔離，有效防止了工作介質進入電機及轉子鐵芯。屏蔽套設計厚度為0.4mm，材質采用不銹鋼304材料。因為有屏蔽套的存在，定子與轉子間的間隙加大。造成電動機性能下降，導致電泵效率略偏低。

2、上下兩滑動軸承采用碳化硅材質。使用效果較好，壽命一般可達3年以上。

從圖3結構圖可以看到，方案二在設計時采用了環(huán)氧樹脂對電泵定子填充技術，從而達到保護電機的作用，在定轉子間又采用了屏蔽套隔離技術。該類型塑料泵取消了傳統(tǒng)潛水泵機械密封裝置，沒有動密封故能實現(xiàn)完全無泄漏運行。該泵設計時把泵和電機連在一起，電泵葉輪與轉子固定在陶瓷軸上，利用屏蔽套將轉子與定子隔離，轉子在介質中平穩(wěn)運轉。新型塑料電泵具有以下特點：

1、安全性能高、結構簡單緊湊。因轉子與定子由各自屏蔽套隔離保護，可有效阻止與介質接觸。即使長時間運行磨損后屏蔽套破裂也不會產生外泄漏的危險。

2、全封閉。設計時采用了環(huán)氧樹脂填充及屏蔽套隔離技術有效解決了傳統(tǒng)密封裝置的不足。因此可以做到完全無泄漏。適合輸送易燃、易爆及腐蝕性較強等?；?。

3、噪聲低、運行平穩(wěn)，免維護。經過方案二對塑料電泵重新設計，結構上采用了環(huán)氧樹脂填充及屏蔽套隔離技術，徹底解決了塑料電泵故障率高難題。真正意義上實現(xiàn)了無泄漏運行。經投產以來，歐美用戶普遍反應良好。

五、結語

新一代無泄漏屏蔽電泵的成功開發(fā)徹底解決了塑料泵故障率高問題。該泵具有安全性高、噪聲低、運行平穩(wěn)，免維護等優(yōu)點?？梢宰龅酵耆珶o泄漏運行，適合輸送易燃、易爆及腐蝕性較強等危險化學品，因此深受國內外消費者的青睞。本文詳細的闡述公司潛水塑料泵發(fā)展歷程，并對運行時產生故障進行分析討論，同時提出了一系列切實可行的解決措施。