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； |
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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，當時屬于空白。不得已采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； |
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首次提出水陸兩用沙泵的概念與完整方案
同一臺水泵，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"水陸兩用沙泵"或"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； |
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| 首次提出可埋在沙石下工作的礦用立泵的概念與完整方案
在洪水浪頭沖下來沙石，特別是洪災潰壩時涌來大量沙石之后，現有的潛水泵或者普通離心泵都會被埋在沙石下，立刻喪失排水能力。這種情形多見于露天礦的洪災，一般需要重新購買水泵，鋪設臨時排水管，導致停產大約半年，損失慘重。一種改進的專業排沙的大功率礦用立泵，能在上述洪災中，即使已經埋在沙石下，也可以照常排水。平常無水災時可以及時排走流到水泵吸水濾網跟前的沙粒碎石，以防止大量沙粒碎石淤積在濾網之外影響排水通暢。
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首次提出串車式兩棲沙泵機組的概念與完整方案
礦井搶險需要大型水泵排水時，往往因為大型水泵體積太大、重量太重無法安裝，或者因為功率太大無法啟動。采用多臺小功率水泵串聯使用來解決這個難題，這樣的水泵要求滿足可分散串聯、集中串聯、移動分散串聯、可立式臥式安裝、斜井有軌道時用自帶車輪移動安裝、斜井無礦車時用自帶浮筒移動安裝、可空轉的兩棲沙泵。該產品推出，為礦山搶險救援提供了新的解決方案； |
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首次提出允許水泵空轉的解決方案
礦井搶險需要大型水泵排水時，往往因為大型水泵體積太大、重量太重無法安裝，或者因為功率太大無法啟動。采用多臺小功率水泵串聯使用來解決這個難題，這樣的水泵要求滿足可分散串聯、集中串聯、移動分散串聯、可立式臥式安裝、斜井有軌道時用自帶車輪移動安裝、斜井無礦車時用自帶浮筒移動安裝、可空轉的兩棲沙泵。該產品推出，為礦山搶險救援提供了新的解決方案； |
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首次提出"水杯理論"，并給出解決方案
將水杯倒立垂直放入水中，杯內存有壓縮的空氣。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，潛水電機就相當于在地面上工作，可大幅提高潛水電機的防水可靠性。王慶武教授早在1975年就研究試制出多款"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，在隨后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。 |
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首次提出"排沙水泵的過載理論"，并給出解決方案
水泵功率等于流體比重、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于理論功率值。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，普通電機采用自然散熱加風扇輔助冷卻，同一臺電機改為外殼強制水冷后，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的風冷普通電機變成了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采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，從而提高了電機的扛過載能力。 |
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首次提出"潛水密封理論"，并給出解決方案
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"。設計潛水電機時應改變傳統設計時追究"絕對密封"的思路，轉變思想，只要解決了"電機進水后應該如何處理"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"等結構，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。 |
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首次提出"潛水泵會爆炸理論" ，并給出解決方案
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。并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隱患。 |
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首次提出"沙泵口環磨損理論" ，并給出解決方案
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從葉輪葉片磨損開始）。根據這個理論，首次將合金鋼、硬質合金材料應用到水泵口環上，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臥泵上推廣應用，其壽命也大幅增長。產生了廣泛的社會效益。 |
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首次提出"大沙團堵塞理論" ，并給出解決方案
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、采用雙層大濾網；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，隨后再打開，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。 |
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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，采用了新型的結構，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鑒定會上，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"應用的經典范例在全國推廣。 |
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首臺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。第一代KGQ12-50 4.0kW排沙潛水泵1990年11月首家取得《防爆合格證》，1992年4月取得《煤安證》，是最早取得此類證書的防爆潛水泵。1999年第二代150BSQ100 75kW排沙潛水泵取得《防爆合格證》，這是當時國內最大功率的防爆潛水泵（其他防爆潛水泵最大功率只有37kW），這個記錄直到2005年才被打破。目前，很多防爆潛水泵都采用王慶武教授的原創設計結構（例如防爆電機的主要部件防爆接線座、機械密封等零件）。 |
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獨家技術