高效节能多级自平衡离心泵（专利号：ZL201520676487.5）
技术原理
高效节能定制水泵最基本的原理是通过优化水泵的水力设计、结构设计及提高产品的制造精度来提高水泵本身的效率，再根据水泵现场运行的工况条件量身定制高效节能水泵来匹配整个循环水系统，使水泵处在最佳工况条件下运行从而达到节能降耗的目的。
高效节能定制水泵的设计是通过对水泵进出水流道、叶轮、壳体、导叶等整体泵装置流场数值模拟计算，对整个装置在不同工况下的水力损失进行分析，优化设计，综合调整；通过对流体系统中当前水泵运行数据的系统分析、研究系统存在的不利因素，了解循环水系统的运行规律；凭借专有模拟计算软件及技术对水泵的实际运行工况进行分析，研究、结合循环水系统的管路特性，准确判断整个循环水系统中引起系统高能耗的原因。通过整改目前管网存在的不利因素，采用系统纠偏优化技术，根据系统流体力学特性，构建流体力学模型，结合系统运行负荷，并按照最佳工况参数量身设计、依据“壳随叶动”技术开模定做“高效节能水泵”及相应的配件，替换目前处于高功耗、低效率运行的水泵，实现系统优化、消除“无效能耗”，提高水泵自身效率及系统输送效率，达到最佳节能效果。
设计标准
我公司的多级离心泵，按照国家和行业最新标准 GB/T5656-2008、GB/T5657-2013、JB/T1051- 2006、GB/T13006-2013、GB/T13007-2011 和MT/T114-2005 部分采用国际标准设计、制造的一种自平衡型耐磨多级离心泵。
产品设计
我公司运用先进的设计理念和先进的流体设计软件，优化设计水力模型， 并通过美国 FLUENT 流场仿真软件进行流场仿真，把叶轮、导叶等内部的三元立体空间无限地分割，通过对叶轮、导叶等流道内的各工作点的分析，建立起完整真实的叶轮、导叶内流动的教学模型。通过这一方法，我们对叶轮、导叶流道分析可以做的更精准，反应流体的流场、压力分布也最接近实际。叶轮、导叶出口为射流和尾迹（漩涡）的流动特征，在设计计算中得以体现。之后我们用 3D 打印技术做出模型，因此我们设计的叶轮、导叶等也就能更好地满足工矿要求，效率显著提高。
水泵的整体机构、主要部、组件设计完成，用ANSYS 软件进行结构强度、疲劳有限元分析，用 3DMAX 系统仿真软件进行再优化设计。
结构特点
长期以来我国生产的多级离心泵，其转子部件上叶轮的安装方向（吸入口）一致，泵在工作时由于叶轮前后盖板面积差别大，使泵转子产生很大向前移动的轴向力，这个力是任何结构形式的轴承都承载不了的，所以只能靠平衡盘、平衡环这种机构来平衡这个巨大的轴向力；由于平衡盘、平衡环在轴向力的作用下旋转摩擦，使之两结构件快速磨损而失效，往往因更换不及时而导致泵的失效。而且每次更换平衡盘、平衡环时需要将后端轴承体、轴套、轴承、填料函体拆除，造成维修工作量大，工作强度高和其他相关件的不必要损伤破坏及因拆装次数的增加而使零部件精度下降的情况；另外一个较大的缺陷是由于末级压力高而导致出水侧填料处泄漏量 大，轴套磨损严重，造成使用场地和环境的污染。这一点也是使用者较为难以解决的头痛事。由此可知传统形式带有平衡盘、平衡环机构的泵因平衡盘、平衡环的摩擦而导致连续稳定运转周期短，并因平衡盘、平衡环的机械摩擦使泵的效率降低；泄漏严重，易损件多，维修工作量和成本高。
自平衡型耐磨多级离心泵，由于结构的根本变化而解决了以上问题。自平衡泵在结构上的改变使转子部件上的叶轮在轴上对称部署，即有一半数量的叶轮吸入口方向和另一半叶轮吸入口方向相反。泵在工作时一半叶轮因前后盖板面积差产生的轴向力由另一半叶轮因前后盖板面积差产生的轴向力自动抵消，使转子实现相对平衡，转子的自动平衡消除了轴向力，故而取消了平衡盘、平衡环平衡机构，同时也消除了平衡盘、环的机械摩擦而产生的摩擦力，从而提高了泵的工作效率；由于转子上叶轮是对称布置，后端填料函体的工作压力是平衡盘机构泵的 1/2，而最高工作压力的叶轮又和中间出水段相通，（此处无需填料密封），所以有效的解决了泄漏问题；因该设计取消了平衡盘、平衡环机构，从而提高了泵的工作效率，是泵的连续有效运行周期延续到设备的大修周期，泄漏量有效得到遏制。
轴承的温开和防尘是水泵设计不可忽略得环节，我们在设计中增加了轴承的循环冷却系统，使轴承在较好得环境下运行，轴承的密封如何关系到它的寿命，此处我们采用了双重机构密封，在轴承压盖前侧轴套上我们设计有大直径挡水盘，在轴承压盖上我们还设计有橡胶骨架油封，这种双重密封既能有效的防水又能更好的防 尘，有效提高了泵的使用寿命和可靠性。轴承采用进口SKF 或 FAG 滚动轴承。
产品运行特点
我公司生产的水泵运行平稳、可靠、低噪、吸程高、效率高且高效区域宽阔平坦，抗汽蚀性能好、耐磨、耐腐蚀，结构紧凑合理等特点。保证在正常使用情况下水泵连续无故障运行时间大于 JB/T53062-1999 标准规定，质量保证期为 12 个月。
主要部件材质及工艺过程介绍
我公司提供产品的材质不低于 GB/T5657 和 MT/T114 标准规定的要求，部分高于标准规定的要求。根据 多年的生产经验和现场工业运行经验，我公司技术人员经过潜心研究，在材质的应用中进行了科学的调整，承压部件（进水段、中段、出水段、填料函体、导叶、末导叶、反导叶）均为 2Cr13 不锈钢材质并经过热处理，提高了泵的承压能力和抗水锤冲击能力，铸件采用消失模铸造工艺；转子部件：首级叶轮、次叶轮、反叶轮全部采用 3Cr13 不锈钢材质腊模精铸工艺并经二次淬火处理，提高耐磨性，同时叶轮口环处、叶轮挡套、出水段轴套、次级进水段轴套外圆熔覆超耐磨硬质合金， 首口环、次口环、导叶套、出水段衬套、次级进水段衬套采用 304材质内孔熔覆超耐磨硬质合金；泵轴采购 40CrNiM0A 锻造材质并调质定性处理。不锈钢轴套表层堆焊硬质合金增加抗磨性。
主要部件材质及工艺过程介绍
承压零部件：进水段，次级进水段，中段，出水段，填料函体等采用消失模铸造工艺，均为 2Cr13 不锈钢材质，经过热处理消除铸件应力，使零件得几何尺寸和形状位置公差保持稳定，并提高泵的承压能力和抗水锤冲击能力；
过流部件：首级叶轮，次级叶轮，反叶轮，导叶，反导叶，末导叶等均为 3Cr13 不锈钢材质并采用蜡模精密铸造工艺，退火处理后进行粗加工，半精加工，淬火处理后再进行精加工。这样既能把零件的内应力去除，又能提高硬度，从而提高了耐磨蚀能力；口 环，次口环，导叶套均采用 3Cr 基材堆焊镍基合金；泵轴采用40CrNiMoA 钢锭锻打成形，退火处理后粗加工，调质处理后半精加工，然后再对轴做定性热处理之后精加工。这样复杂的加工和热处理工艺，首先消除了轴锻打时产生的内应力，又得到了致密的晶格组织，并使泵轴有较高的综合机械性能和很好的稳定性。
轴套，叶轮挡套我们同样是用 3Cr13 不锈钢锭模锻成形的，它同样需要进行热处理，我们采用这样复杂的加工和热处理工艺的目的是可以从根本上解决铸造件所不能达到的晶格组织，而且不会因铸造缺陷产生的泄露对轴造成损伤，同时使成形后的零件几何尺寸和形状位置公差的稳定性提高，轴套与叶轮挡套相比较多了个堆焊工艺，即：在轴套粗加工后在其外圆表面堆焊硬质合金，这样使轴套的外表面更加耐磨，达到减小维修工作量，改善工作环境的目的，提高了泵的寿命。
