王的泵阀人才

上世纪80年代末，只有普通的清水潜水泵和潜水排污泵，王教授发明的潜水泵开辟了泵的新领域。

首次提出了多级排沙潜水泵的概念和完整方案。

80年代后期只有卧式单级砂泵，流量大，扬程低。很多工程排水急需的高扬程、小流量的砂泵产品当时还是空白。不得不用普通的多级离心泵来更换，但是使用寿命很短，有的不到1天甚至几十分钟就磨损。

王教授发明的多级排沙潜水泵和多级矿用立式泵，为泵的研发开辟了新的领域，指明了新的方向。

●首次提出两栖砂泵的概念和完整方案。

同一个水泵既可以做立式砂泵，又可以做排沙的潜水泵，是名副其实的“两栖砂泵”。具有完善的单级和多级系列产品的矿用立式泵的推出，开辟了泵的新领域，为其发展提供了新思路。

●提出一个解决方案，允许泵首次空转。

这项技术的引进是水泵技术发展的重大突破——“泵不允许空转”已成为历史。

●首次提出“水杯理论”并给出解决方案。

将水杯倒置垂直放入水中，杯中有压缩空气。如果把潜水泵设计成一个杯子，把潜水电机放在“压缩空气”中，潜水电机就相当于在地面上工作，可以大大提高潜水电机的防水可靠性。早在1975中，王教授就研制出了多种“气封潜水泵”。1986年，我国引入专利制度，1988年，这一新的自主核心技术获得专利。在后来设计的潜水泵系列中，不断改变“气室”的结构，以满足不同环境的要求。

●首次提出“清淤泵过载理论”，并给出解决方案。

泵的功率等于流体比重、流量和扬程的乘积(W=ρgQH)。普通潜水泵按清水或低比重污水设计的电机，显然没有足够的动力来泵送和排出泥沙泥浆。而且当水中有泥沙时，泥沙颗粒会卡在泵口环的缝隙中，负载会进一步增大，所以砂泵电机的功率要远远高于理论功率。但是更换大功率电机会使体积和重量增加很多，成本也会大幅上升。

王教授认为，普通水泵电机采用风冷，壳水冷却，额定输出功率会大大提高。1998期间，王教授自费在浙江机电学院电机检测中心完成了以下试验:将一台标准Y系列55kW电机的定子和转子放入双层机壳内水冷，通过了82.5kW的热负荷试验，也就是说55kW风冷电机变成了82.5kW潜油电机，验证了他的推断，为系列产品的设计提供了依据。清淤用潜水泵和矿用立式泵采用双层电机壳水冷，在体积、重量和成本增加不大的情况下，大大提高了电机功率，从而延长了电机寿命。

●首次提出“潜水封印理论”，并给出解决方案。

王教授认为，潜油电机不可能做到“绝对密封”，会因为各种原因导致“受潮”、“结露”、“进水”。在设计潜油电机的时候，要换个思路。只要解决好“电机进入后的水如何处理”的问题，电机的使用寿命就会延长。为此，增加了“储水室”和“小排水孔”，使进入电机的水汇集在“储水室”中，再通过“小排水孔”排出体外。这样，即使电机被淹，也不会对电机的安全造成毁灭性的威胁，延长电机的使用寿命。

●首次提出潜水泵会爆炸的理论，并给出解决方案。

王教授提出，使用“普通潜水泵”强行排出泥沙泥浆时，存在一个隐患——电机过载产生高温蒸汽，导致电机爆炸。指出普通潜水泵本身发生爆炸事故的原因之一是存在设计缺陷——没有泄压阀，存在先天性安全隐患。所以潜油电机上加了“安全阀”的结构，从根本上解决了这个问题。

●首次提出“砂泵口环磨损理论”，并给出解决方案。

王教授认为，口环是砂泵中最先磨损的部件。口环磨损会导致流量降低，导致排水管内流速降低，导致泥沙滞留在泵腔内，甚至管道内的大沙粒会回落到泵腔内。泵腔内大量沙粒的堆积是叶轮快速磨损报废的主要原因(传统上砂泵磨损是叶轮磨损，磨损的主要部位是叶片)。根据这一理论，首次将合金钢和硬质合金材料应用于泵口环，替代铸钢和铸铁，使泵在排泥时的寿命提高一倍。这项技术在90年代中期也在MD卧式泵上得到推广应用，使用寿命也提高了一倍。产生了广泛的社会效益。

●首次提出“大沙团阻塞理论”，并给出解决方案。

砂泵在工作时，吸入滤网容易堵塞，最终形成较大的砂团。流量从大到慢逐渐减小，最后管道内的沙子全部回落。打磨叶轮所有叶片只需要20 ~ 30分钟。这种现象最有可能发生在泵送含有大颗粒砂和砾石的浓缩沉积物浆时。

王教授提出了几个解决方案:1，吸水滤网面积异常增大；2.为采砂设计的液压搅拌器；3.采用双层大滤网；4.加高压水冲洗；5.在排水管的出口处加一个闸阀。当水量不足，管道中的沙沙声停止时，立即关闭闸阀，然后再打开。这个简单的操作也会溶解掉大砂块，打开滤网，水泵出来的水马上恢复正常。

●首次推出符合蔡氏两相流理论的潜水泵。

普通离心泵在排出泥沙浆体时效率会下降，因为这些泵是按清水“单相流”的条件设计的，而不是按固液“两相流”设计的。设计初期考虑了水中泥沙对泵效率的影响，采用了新的结构，提高了使用寿命和泵效率。1991年，在清华大学水泵专家主持的新产品鉴定会上，其设计原理被证明恰好符合“蔡氏两相流理论”，检验报告证明该产品高效节能，因此第一代排沙潜水泵作为“蔡氏两相流理论”在全国应用的经典范例进行推广。

●第一个取得清淤用潜水泵防爆合格证；

1990年，我国出台了煤矿安全标准管理体系，并于1992年正式实施。

排沙潜水泵的发展历程与荣誉。

●世界上第一台排砂潜水泵——独创创新的第一代排砂潜水泵。

◆ 1988申请个人专利，1989授予专利，1989诞生KGQ12-50矿用防爆潜水泵。

◆1990，通过国家检验中心型式试验，取得防爆检验合格证，检验资料和图纸在国家安全生产监督管理总局上海矿山设备检验中心备案。

◆1991年通过了中国统一煤矿总公司、清华大学、中国机械工业技术公司、能源部、东煤公司、煤炭研究所、沈阳水泵研究所、中国农业机械研究所、浙江省农业机械研究所等十余家单位专家的联合鉴定。(科技成果鉴定证书编号:(91)中煤通用技术鉴定字。181)上述水泵专业的领军专家，以及参加鉴定会的机械部、劳动部、国家专利局的负责人，对比国内外标准后，都大为震惊。前一组技术参数其实是同时出现在同一个潜水泵上的。

◆1991年获得:国家新产品证书、国家火炬项目证书、第二届北京国际博览会金奖、全国火炬高新技术及产品交易会金奖；

◆ 1991入选“八五期间国家重点推广项目”(编号:龚1-1-4-2)；

1993获科学技术金窗奖(由国家科委、国家科委、中国科学院联合颁发)；

◆ 1995:科技进步奖(煤炭部颁发)；

“发明家王”成了“挖沙潜水泵”的代名词。

◆ 1992 ~ 1994，在第一代产品试制过程中，科技成果接收单位参照金奖产品自主研发了KGQ18-12型2.2kW、KGQ15-20型3kW、KGQ50-50。

图35第二代整体铸造排沙潜水泵。

◆在1999申请三项个人发明专利。1999中介绍了代表性产品:150BSQ100 75kW防爆排沙潜水泵。

◆第二代清淤用潜水泵增加了电机安全装置，采用了新叶轮泵体结构、新接线座、新机械密封、不解体电缆更换新技术等多项专利新技术措施。

●第三代，全焊接两栖潜水泵，用于清淤。

◆ 1999申请个人专利，2000年授予专利权，2003年正式上市:全焊接“两栖泵”BSQ系列排沙潜水泵。2003年发布了《清淤用潜水泵技术标准》。

◆图37与前两代产品相比，第三代潜水泵采用了全新的技术，包括授权的发明专利技术。

◆整机采用钢板焊接，大大减轻了重量。

◆首次提出“两栖泵”的概念。

◆大功率高扬程潜水泵首次下水成功，填补了国内外空白。

◆增加辅助装置后最大下潜深度可高达80米。

◆第三代潜水泵排沙量可达70%。

效率更高，使用寿命更长，维护更容易，产品更加完善成熟。

图37电机由气室、排水管、储水室、储油室、排水孔和一对安全阀共同保护。

●矿用立式泵——挖沙用第四代潜水泵。

◆2004年申请个人专利，2005年被授予专利权。

◆2005年，矿用立式水泵技术标准发布。

◆矿用立式泵的底部增加了侧吸管和底吸管接口，连接吸入软管和底阀。

◆矿用立式泵取消了原有的普通潜水泵滤网，代之以带底阀的笼式滤网或不带底阀的笼式滤网。

3.学生