王慶武[排沙泵專家]

王慶武[排沙泵專家]

王慶武,字雲石,男,江蘇徐州人。1986年入江蘇省國畫院,師從當代著名山水畫家宋玉麟先生。其作品具有深厚的傳統功底和鮮明的個人風格,給人以甜而不俗,秀而不媚,嚴謹中有疏放,清麗中含生辣的藝術感受。

工作履歷

王慶武曾是東北煤礦的一名普通技術員,因首創"排沙潛水泵",一改國際上普遍認為的潛水泵不能抽沙的論斷。之後他一夜成名,隨後職稱三級跳,1995年晉升教授級高工。十幾年來,他置個人榮辱於肚外,一 直執著他的排沙泵技術研究.現 在他終於有了屬於自己的研究所和工廠。

主要成就

早年在礦山工作,針對礦山排水的實際問題進行課題研究。繼“清水潛水泵”、“污水潛水泵”之後第一次提出“排沙潛水泵”概念。其研製的排沙潛水泵系列產品在富含泥沙的排水環境工作,壽命是潛污泵和清水潛水泵的5~10倍。第一次提出“兩棲泵”概念,其研製的礦用立泵系列產品既可當潛水泵使用也可當立泵使用。其設計理念大大拓展了水泵的套用領域,對未來水泵的發展指明了新的方向。王慶武教授擁有幾十項專利,是排沙潛水泵 和礦用立泵的唯一發明人與專利權人。由於其突出貢獻,1992獲國務院頒發《政府特殊津貼》。1994年,其照片入選新華社慶祝建國45周年新聞圖片展(No.31全套41張)。

科研成果與貢獻

首次 提出 排沙潛水泵 的概念與完整方案。

80年代末期只有普通的清水潛水泵和潛污泵,王慶武教授發明的排沙潛水泵開拓了水泵新的領域;

首次 提出 多級排沙潛水泵 的概念與完整方案。

80年代末期只有大流量、低揚程的臥式單級沙泵。很多工程排水急需的各種高揚程小流量沙泵產品,當時屬於空白。不得已採用普通多級離心泵頂替,但壽命非常短,有的不到1天甚至幾十分鐘就磨損報廢。

王慶武教授發明的多級排沙潛水泵和多級礦用立泵開拓了新的領域,更為水泵研究發展指出了新的方向;

首次 提出兩棲沙泵的概念與完整方案。

同一台水泵,既可當立式沙泵使用,又可當排沙潛水泵使用,是名符其實的“兩棲沙泵”。擁有完善的單級、多級系列產品的礦用立泵的推出,開拓了水泵新的領域,為水泵的發展提供了新的思路;

首次 提出允許水泵空轉的解決方案。

該技術的推出是水泵技術發展過程中的重大突破——“水泵不許空轉”成為歷史。

首次 提出“水杯理論”,並給出解決方案。

將水杯倒立垂直放入水中,杯記憶體有壓縮的空氣。如果將潛水泵設計成水杯式樣,將潛水電機放在“壓縮空氣”中,潛水電機就相當於在地面上工作,可大幅提高潛水電機的防水可靠性。王慶武教授早在1975年就研究試製出多款“空氣密封潛水泵”。1986年中國引進專利制度,1988年,這項新的自主核心技術申報了專利,在隨後設計的排沙潛水泵系列產品中,不斷變換“空氣室”的結構,以適應不同環境的要求。

首次 提出“排沙水泵的過載理論”,並給出解決方案。

水泵功率等於流體比重、流量、揚程的乘積 (W=ρgQH)。普通潛水泵按照清水或低比重的污水設計的電機,抽排泥沙漿功率顯然不足。而且水中含沙時,泥沙顆粒會卡在泵口環間隙處,負載進一步增大,因此沙泵電機功率應該遠大於理論功率值。但更換大功率電機,體積、重量都要增加很多,成本還要大幅上升。

王慶武教授認為,普通水泵的電機用風冷卻,同一台電機改為外殼水冷卻,額定輸出功率會大幅增加。1998年,王慶武教授自費在浙江省機電院電機檢測中心完成以下試驗:用標準Y系列55kW的電機定轉子,裝入雙層機殼水冷卻,通過了82.5kW熱負載試驗,也就是說55kW的風冷電機變成了82.5kW的潛水電機,驗證了自己的推斷,為系列產品設計提供了依據。排沙潛水泵和礦用立泵採用雙層電機外殼水冷卻,在體積、重量、成本增幅不大的情況下,大幅提高了電機功率,從而提高了電機的壽命。

首次 提出“潛水密封理論”,並給出解決方案。

王慶武教授認為潛水電機不可能做到“絕對密封”,相對會因為各種原因導致電機“受潮”、“結露”、“進水”。設計潛水電機時應轉變思路,只要解決了“電機進水後應該如何處理”的問題,就會延長電機使用壽命。為此增設了“儲水室”、“放水小孔”等,以便將進入電機的水收集在“儲水室”內,再用“放水小孔”排出體外。這樣,即便電機進水,也不會對電機安全構成毀滅性威脅,延長了電機的使用壽命。

首次 提出“潛水泵會爆炸理論” ,並給出解決方案。

王慶武教授提出用“普通潛水泵”強行排泥沙漿時,存在隱患——電機過載產生高溫蒸汽,導致電機爆炸。並提出普通潛水泵自身爆炸事故的原因之一是存在設計缺陷——不帶泄壓安全閥,存在先天性安全隱患。為此,在潛水電機上增設了“安全閥”等結構,從根本上解決了這個難題。

首次 提出“沙泵口環磨損理論” ,並給出解決方案。

王慶武教授認為口環是沙泵最先磨損,也是最容易磨損的部位。口環磨損,會導致流量下降,從而使排水管內的流速下降,導致泥沙滯留在泵腔內,甚至管道內的大沙粒會回落到泵腔內。泵腔內積聚大量的沙粒是導致葉輪快速磨損報廢的主要原因(傳統觀念認為的沙泵磨損是葉輪磨損,磨損的主要部位是葉片)。根據這個理論,首次將合金鋼、硬質合金材料套用到水泵口環上,替代了鑄鋼、鑄鐵,使水泵排泥漿時的壽命成倍增長。該技術在90年代中期同樣在MD臥泵上推廣套用,其壽命也成倍增長。產生了廣泛的社會效益。

首次 提出“大沙團堵塞理論” ,並給出解決方案。

沙泵工作時,吸水濾網很容易堵塞,最終形成大沙團,流量由大逐漸減少,管道流速逐漸變慢,最終管道內沙粒全部回落,只需20~30分鐘,會使葉輪的葉片全部磨光。這種現象在抽排含有大顆粒沙石的濃度泥沙漿時最容易出現。

王慶武教授提出了多項解決方案:1、吸水濾網面積超常規地加大;2、為采沙而設計的水利攪拌器;3、採用雙層大濾網;4、加高壓水沖刷;5、在排水管出口處增設一個閘閥,當出水不足,管道內“沙沙”聲音停止時,立即關閉閘閥,隨後再打開,這樣簡單操作也會化解大沙團,打通濾網,水泵的出水立即恢復正常。

首次 推出符合“蔡氏二相流理論”的潛水泵。

普通離心泵排泥沙漿時效率會下降,這是因為這些泵是按照清水“一相流”的條件設計的,而不是按照固液“二相流”的條件設計的。排沙潛水泵設計初期,就考慮到了水中泥沙給泵效率帶來的影響,採用了新型的結構,提高壽命的同時還提高了泵效率。1991年,在清華大學水泵專家主持的新產品鑑定會上,其設計原理被證明恰好符合“蔡氏二相流理論”,檢驗報告證明產品高效節能,因此第一代排沙潛水泵又被作為“蔡氏二相流理論”套用的經典範例在全國推廣。

首台 獲得排沙潛水泵類產品的防爆合格證;

1990年我們國家引進了煤礦安標管理制度,1992年正式實施。

排沙潛水泵開發歷程與榮譽

世界首台 排沙潛水泵——原始創新 第一代,分件鑄造的排沙潛水泵

◆ 1988年申請個人專利,1989年專利授權,1989年誕生KGQ12-50型4kW礦用隔爆型排沙潛水泵。

◆ 1990年,通過國家級檢驗中心的型式試驗,取得《防爆檢驗合格證》,檢驗資料、圖紙存檔在國家安全生產上海礦用設備檢測檢驗中心。

◆ 1991年,在北京通過了由中國統配煤礦總公司組織,由 清華大學、中國機械工業技術公司、能源部、東煤公司、煤科總院、瀋陽水泵研究所、中國農機院水泵所、浙江省機械院水泵所等十多家單位的專家聯合鑑定。(《科學技術成果鑑定證書》編號:(91)中煤總技鑒字第181號)上述水泵專業前沿專家,以及參加鑑定會的 機械部、勞動部、國家專利局的負責人在對比國內外標準後,大為震驚,前面的那一組《技術參數》,居然在同一台潛水泵上同時出現,從此改寫了潛水泵標準。

◆ 1991年獲得:《國家級新產品證書》、《國家級火炬項目證書》、《第二屆北京國際博覽會金獎》、《全國火炬高新技術及產品展交會金獎》;

◆ 1991年入選:《85期間國家級重點推廣項目》(編號:工1-1-4-2);

◆ 1993年獲得:《科技金窗獎》(國家科委、國家科工委、中科院等單位聯合頒發);

◆ 1995年獲得:《科技進步獎》(煤炭部頒發);

“發明人王慶武”一時成了“排沙潛水泵”代名詞。

◆ 1992~1994年,在第一代產品試生產期間,其科技成果接產單位參照《金獎產品》自行開發了KGQ18-12型2.2kW、KGQ15-20型3kW、KGQ50-50型37kW、KGQ30-80型37kW等多種規格產品,雖然未進行過型式試驗的檢驗和糾偏,產品沒有最終定型,卻依然得到市場的默許,被眾多廠家仿製,一直紅火到今天。

照片35

第二代,集成鑄造的排沙潛水泵

◆ 1999年申請三項個人發明專利。1999年推出代表性產品:150BSQ100型75kW防爆排沙潛水泵。

◆ 第二代排沙潛水泵增加了電機安全裝置,採用了新型葉輪泵體結構、新型接線座、新型機械密封、新型不解體就能更換電纜的技術等多項專利新技術措施。

第三代,全焊接的兩棲式排沙潛水泵

◆ 1999年申請個人專利,2000年授予專利權,2003年正式推出:全焊接的“兩棲泵”BSQ系列排沙潛水泵。2003年發布排沙潛水泵技術標準。

照片37

相對前兩代產品,第三代排沙潛水泵使用全新技術,包括已授權的發明專利技術。

◆ 整機全部採用鋼板焊接,大大減輕重量。

◆ 首次提出“兩棲泵”概念。

◆ 首次成功推出了大功率、高揚程排沙潛水泵產品,填補了國內外空白。

◆ 增加輔助裝置後最大潛水深度可高達80米。

◆ 第三代排沙潛水泵,最大排沙濃度可高達70%。

◆ 效率更高、使用壽命更長、更便於維護,產品也更加趨於完美、成熟。

照片37

電機有“空氣室”、“放水管”、“儲水室”、“儲油室”、“放水小孔”和一 對“安全閥”的聯合保護。

礦用立泵——第四代排沙潛水泵

◆ 2004年申請個人專利,2005年授予專利權。

◆ 2005年發布礦用立泵技術標準。

◆ 礦用立泵在整機的底部增設了側吸水管和底吸水管接口,用來連線吸水軟管和底閥。

◆ 礦用立泵已取消了原有普通潛水泵濾網,改用底閥籠型濾網或無底閥的籠型濾網。

3.學生

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