潛水泵（submersible pump），是一種利用液體的流速來改變氣壓，實現提水的流體輸送設備。特點是體積小、重量輕、安裝方便、移運靈活，工作適應性強。第一臺潛水泵于1904年由美國布朗·杰克遜 (Byron Jackson) 公司的工程師們設計并制造。潛水泵由水泵、電機、密封和若干零件組成。工作時全部浸沒在水中，利用壓力的不斷遞增完成提水。潛水泵一般流量可以達到5~650m3/h、揚程可達到10-550米。潛水泵根據電機的密封形式，可分為干式、半干式、充油式和濕式四種。可以應用于城市排水管、水環境改善、礦山搶險、工業冷卻、農田灌溉、海水提升、輪船調載、噴泉景觀等諸多領域。
發展歷史
1904年，為適應某些特殊場合如需要井中提水等工況，美國布朗·杰克遜 (Byron Jackson) 公司的工程師們設計并制造了泵和電動機臥式連接并可在水下使用的世界上第一臺干式(充氣式)潛水電泵，取代深井泵，這也是公認的第一個成功的潛水式電機泵(First successful submersible motorpump),也是現代潛水泵的“鼻祖”。
1928年，美國布朗·杰克遜 (Byron Jackson) 公司又發明了泵與電動機立式連接的潛水電泵，這是早期的井用潛水電泵。電動機結構分別為充水式、干式和充油式。早期的潛水電泵主要用于給水工業、地鐵排水、水力灌溉站和采礦工業等合。
20世紀30年代，英國海沃·德泰勒(Hayward Tyler)、德國KSB公司和里茨公司(RITZ)、瑞典飛力公司(Flygt)、美國BJ公司、TRW公司、日本日立制作所公司等相繼開始生產深井潛水泵。如德國普格公司(Pleuger)研制的深井潛水電泵成功應用于如地下鐵道系統排水和提升日常飲用水。潛水泵吸引了許多工程專家和工程技術人員的眼光，普渃格公司的產品在莫斯科地鐵、法國、墨西哥和阿根廷的水力灌溉站等許多工程中得到大規模應用。
1948年，瑞典Sterbery-Flygt公司首次制造了世界上第一臺小型排水用作業面潛水電泵，從根本上簡化了泵的形式，簡化了潛水電泵的結構，發明了電機軸與泵葉輪直接連接方式，降低了潛水電泵的制造成本近一半，很快成為建筑工業以及采礦工業的主要排水設備。1956年，該公司研發成功并推廣了B系列潛水排污泵，用于輸送工業流程、生活污水、工業廢水等中含有固體顆粒懸浮物或纖維狀懸浮物的液體。很快就在市政、環保、輕工、化工、礦山、冶金、制藥、 食品等行業推廣應用，成為污水處理工程的主要設備之一。
工作原理
由潛水電機驅動潛水泵的葉輪旋轉，使葉輪進口處形成真空，將水吸入，水在葉輪葉片的作用下產生離心力，從而獲得速度能和壓力能。具有一定能量的水通過導流殼，經過擴壓器，進入下一級葉輪，隨著泵級數的增加，壓力不斷遞增，最后從泵出口排出管流出。
基本構造
雖然有多種類型的潛水泵，但是它們的基本構造都是一樣的，都是由水泵、電動機、密封和若干附件構成的。成套設備包括控制柜、潛水電纜、揚水管、潛水電泵和潛水電機。
水泵
水泵位于整個潛水泵的上端,是潛水泵的主體,完成吸水及揚水任務。水泵依靠與電動機同軸的泵葉輪在旋轉時產生升力或離心力，通過導向件(或泵體)的導流作用吸水。
電動機
不同類別的潛水泵使用的電機不同，一般采用三相鼠籠型立式電動機或單相立式電動機。電機轉速一般為2950r/min。
密封
密封部分的作用是保證潛水泵長期在水中運行而不漏水。潛水泵的密封分靜密封和動密封兩種。前者是在潛水泵的各固定零部件處,使用橡膠密封圈借助于緊固件的壓力達到密封作用;后者是指電動機轉動軸的外伸處(葉輪端)采用的密封盒，密封中的兩塊動磨塊隨軸一起轉動，在彈簧的壓力下分別與兩塊靜止磨塊進行端面對磨，組成了兩道密封面。密封盒和油浸式電動機的空腔內必須加入優質的N7#、 N15#機械油或 DB25 型變壓器油。整體式密封盒裝配后需經氣壓試驗。5分鐘內不允許漏氣。因此，它能有效地阻止水從電動機轉軸處漏入電動機內部,從而保證潛水泵在潛入水中后能可靠地工作。潛水泵的壽命在一定程度上決定于其靜、動密封的好壞。
基本分類
潛水泵的種類很多，為了達到不同的使用目的，并適應不同的工作條件，潛水泵的類型可按電機的密封形式、用途、主軸布置方式等進行分類。
根據電機的密封形式分類
潛水泵按電機的密封形式，可分為干式、半干式、充油式和濕式四種。
干式潛水泵
干式潛水電泵是采用在電動機內充入壓縮空氣或在電動機的軸伸端用機械密封或油密封等方法，阻止水或潮濕氣體進入電動機內腔，以確保電動機長期潛入水中的定子繞組可靠絕緣，保證電機安全可靠運行。干式潛水電泵結構簡單，由于轉子在空氣中轉動，摩擦損失小，電動機效率較高。
半干式潛水泵
半干式潛水電泵是將電機的定子密封，而轉子在水中旋轉，一般用很薄的非磁性不銹鋼或無磁性耐腐蝕薄金屬做成圓簡將定子封閉。這種潛水電動機可作成全貫流式水泵。
充油式潛水泵
充油式潛水電泵將絕緣油(變器油或定子油)充滿在電動機內，防止水或潮濕氣體進入電動機繞組，油不僅可絕緣，還可起冷卻和潤滑作用。電動機內的絕緣油可以是有壓的也可以是無壓的。為了防止油泄漏出來，也防止水浸入，軸端采用嚴格的密封措施。由于電動機內充油，粘性大，轉子旋轉時機械摩擦損耗增加，因此這種電動機效率較干式電動機低3%~5%左右。
濕式潛水泵
濕式潛水電動機又稱充水式潛水電動機。它是在定子內腔充入一般純凈的清水或蒸餾水，轉子在清水中轉動;定子繞組采用耐水絕緣導線或合成樹脂澆注，將定子包裹封閉起來。由于它不需要象干式或充油式那樣嚴密防水，所以結構大大簡化。關鍵是需防止內部零件銹蝕和泥砂浸入，且需采用高強度耐水絕緣導線。
根據用途分類
潛水泵按照用途可分為井用潛水電泵、污水污物潛水電泵、礦用潛水電泵(包括礦用隔爆型和礦用一般型)、高溫高壓潛水電泵等多個種類。
井用潛水電泵
井用潛水電泵的潛水電動機多采用濕式和充油式。若為供水用泵，為防止井水污染，多采用濕式潛水電動機。井用潛水電泵的潛水電動機大多裝置在水泵的下端，吸水口在電動機與水泵之間，通常稱為上吸式潛水電泵。其最大外徑因受井徑限制，常采用細長的電動機和多級導葉式 (空間導葉或徑向導葉)的水泵。井用潛水電泵主要用于從井中提取地下水，供城鎮、工礦企業或農田灌溉用。
污水污物潛水泵
污水潛水泵采用一般采用旋流式、單流道式、雙流道式、多流道式、螺旋離心式或開式葉輪結構。這里的污水污物是指各類污水或含有泥沙、纖維物、糞便 、礦石等混合液體。這種混合液體有懸浮、半懸浮和非懸浮3種狀態，不能簡單地將污水、污物分割開來。污水污物潛水泵實際上是輸送液固混合的二相流體泵，并不是指既可排污水，又可排污物。通過顆粒最大直徑是污水污物潛水泵的主要性能指標，是表征輸送液固混合液體時不發生堵塞的能力。污水污物潛水泵在工業、市政、水利、建筑業、食品、醫院、飯店等行業具有廣泛的應用。主要用于輸送含有固體及纖維物的淤泥、廢水、城市污水。
不銹鋼多級深井潛水泵
深井潛水泵一改傳統水泵笨重、噪音大、能耗高的特點 ，從結構上解決普通潛水泵的低流量、低揚程的缺陷。不銹鋼深井潛水泵是在美國井用潛水泵的基礎上，進行性能優化設計和外觀改造，制成FVP系列噴泉泵。該泵屬于多級泵，可以實現單級泵所不能達到的噴泉高度要求。由于采用了不銹鋼材質，強度、性能都得到很大提升。多級泵可以任意調節，滿足不同的噴泉高度選擇。同時水泵直接放置于水中，不會產生吸上揚程、氣蝕等現象，能耗較小，噪音低。不銹鋼多級深井潛水泵適合快速發展的移動式噴泉需求。
熱水深井潛水泵
熱水深井潛水泵會對井進行密封，防止井內涌上來的蒸汽和水對干式電機造成危害。對于不同的零件采用HT200、Q235A等不同的材質，以避免地熱水對泵零部件的電化學腐蝕，確保泵運行的可靠性和運行壽命。熱水深井潛水泵軸承材料采用耐熱、耐磨、自潤滑且熱膨脹系數與軸承體差異不大的有機高分子化合物聚合材料制作，使軸承與軸承體、軸承與轉動軸之間的過盈量和間隙更易控制。熱水深井潛水泵適用于地熱井中，用于提取地熱水。
防爆型排沙潛水泵
防爆排沙潛水泵是一種新型潛水泵，適用于有甲烷爆炸危險的環境中。適用于抽放含有固體顆粒的污水，在煤礦立井、斜井施工排水、礦井無水倉井底主排水、采掘工作面排水、主井井底撤煤倉自動排水、老塘排水、無人區涌水自動排水、清水倉排水、清理淤泥沙排水、救災搶險排水等場所。
風動潛水泵
風動潛水泵是一種潛入水中以壓縮空氣為動力的水泵。在立井掘進初期井筒較淺且涌水量不大時，風動潛水泵可以代替吊泵用來排水;亦可在掘進中期和后期，用其將工作面水窩的水轉排至吊桶提出井口(當涌水量很小時)。由于風動潛水泵的葉輪工作時浸在水中，故起動前不必灌引水，使用時也不必考慮吸程問題。又由于潛水泵的動力是壓縮空氣，故在使用中較為安全、可靠。此潛水泵一般都比較小，零件多數采用鋁合金制造，重量較輕，便于移動使用。適用于立井、巷道等掘進工作面排水之用。
根據主軸布置方式分類
潛水泵按照主軸布置方式可分為立式潛水泵和臥式潛水泵。
立式潛水泵
立式潛水泵的潛水電機垂直安裝，泵裝置主要組成包括進水流道、水泵葉輪、水泵導葉體、潛水電機和出水流道。受立式泵結構特點的影響，立式潛水泵的潛水電機只能布置在水泵的出水側。立式潛水泵采用的進水流道主要有肘形、簸箕形、鐘形和雙向進水流道等，采用的出水流道主要有井筒式、虹吸式、蝸殼式和雙向出水流道等。其中，立式潛水泵裝置進水流道的常用型式為簸箕形和肘形，出水流道常用型式為井筒式和虹吸式。
井筒式潛水泵
立式潛水泵中的井筒式潛水泵大多應用于工程實際中。其特征是在水泵導葉體之后布置斷面形狀為圓形的井筒，潛水電機布置在井筒內與導葉體出口相接。井筒頂部為井蓋，潛水電泵可從井蓋處整體吊出。
井筒式潛水泵具有節省工程投資、安裝方便、運行穩定和可靠性高等優點。井筒式潛水泵的主要缺點是出水流道作 90°轉向時的流道內流態差，水頭損失大，泵裝置效率低。
虹吸式潛水泵
虹吸式潛水泵裝置利用真空破壞閥進行斷流，無需增設拍門和檢修閘門，既能節省投資，又能提高機組運行可靠性、減少維護。同時，虹吸式潛水泵裝置出水流道的水頭損失較其它型式小，泵裝置效率較高，長期運行能夠節省費用。
臥式潛水泵
臥式潛水泵的泵軸水平安裝，其流道形狀簡單，進、出水水流均保持水平方向，無需在進、出水流道內轉向，流態平順均勻，明顯優于立式潛水泵，臥式潛水泵裝置效率比立式潛水泵裝置高。目前得到應用的臥式潛水泵裝置從立式潛水泵裝置演變而來，電機布置方式順理成章地沿用了后置布置方式，形成了電機后置的潛水貫流泵裝置。采用貫流泵可減少泵站開挖深度，降低泵房高度和簡化水工建筑物的結構，節省土建費用。潛水電機具有結構緊湊、電機外徑小和安裝檢修方便等優點。
性能指標
各類潛水泵通用的性能指標包括電動機轉速，揚程，流量，功率，排水管內徑，運行效率及汽蝕余量。
電動機轉速
轉速是水泵葉輪每分鐘的轉數，單位是r/min。潛水泵的其它性能參數都隨轉速而變化。通常水泵銘牌上標的轉速是水泵的額定轉速。銘牌上所標其它性能參數都是在這一額定轉速下試驗得出或根據試驗資料換算得出的，如流量與轉速成正比，揚程與轉速的平方成正比，輸入功率與轉速的立方成正比。
揚程
揚程是水泵能夠抽水的高度，包括從水源水面到水泵出水管中的中心垂直高度，單位用米表示。揚程的大小直接影響著水泵的使用效果。影響揚程的主要因素是轉速和進出口壓力。在不對潛水泵壽命造成影響的情況下，水泵的轉速越高，其揚程越高。潛水泵的進口壓力越高，出口壓力越低，水泵的揚程也會相應地增加。反之，進口壓力越低，出口壓力越高，水泵的揚程也會相應地降低。同時，在不同的流量工況下，不同的葉輪葉片數會對揚程產生不同的影響：在小流量工況下，葉片數的增加提高了空間導葉葉片流道內整流效果，泵的揚程隨葉片數的增加而提高。在大流量工況下，過多的葉片會產生較多的水力損失，較少的葉片數有利于水泵揚程的提高。
流量
流量又稱出水量，是指水泵在單位時間內輸出的水量，單位是L/s或立方米。不同的潛水泵對流量的要求不同，要看具體的潛水泵類型。
功率
水泵的功率分有效功率、泵軸功率和配套功率3種:有效功率是指水泵對水做的功率;動力機傳給水泵軸的功率叫泵軸功率，也叫輸入功率，泵軸功率比有效功率大，因為水泵運轉時要損耗一部分功率;配套功率是一臺水泵應選配動力機的額定功率。考慮安全通常使配套功率大于泵軸功率。
運行效率
電動機輸出的有效功率與電動機電源輸入功率的比值為運行效率，用百分數表示。電動機效率一般在60%~90%，額定功率越小，效率越低。影響效率的因素主要在于電動機內部的線圈電阻引起的發熱、磁通量通過定子和轉子硅鋼片的損耗以及其它的機械損耗。電動機效率是考核電動機質量的一個很重要的綜合指標。
汽蝕余量（允許吸上真空高度）
汽蝕是指水泵口的壓力過分下降導致水汽化出現氣泡，氣泡對葉輪或葉片金屬表面的高壓作用如同高速的錘擊，經過長時間多次的作用，使金屬表面產生脆化而剝落。這一整個過程稱為“汽蝕”。因此汽蝕現象是水泵使用中極惡劣的現象之一，應予防止。汽蝕余量的物理意義是為防止水泵內部產生汽蝕，在水泵進口高于汽化壓力的富余能量，對于不同的水泵要求不同，不是一個定值，需根據汽蝕試驗確定。所以汽蝕余量確定水泵吸上水的最大垂直高度，單位用米表示。它是用來確定水泵安裝高度的依據。
關鍵技術
瑞典的xylem飛力（Xylem-Flygt）公司在1999年推出飛力N技術，革新了潛水污水泵。飛力Ｎ葉輪（半開式無堵塞葉輪）采用了一種獨特的設計，該葉輪采用大流道設計并可以軸向移動，具有防纏繞特性，即使在嚴酷的環境下長纖維及污物也可以輕松通過。此項新技術可以實現更高的效率輸送污水，而不發生堵塞。既不會發生局部堵塞，也不會出現堵塞物停留，污物將隨污水一起被輸送，意味著泵保持高效率運行。這種泵采用雙葉片葉輪，可以避免部分堵塞引起的效率損失，不必拆開水泵就可以維持葉輪清潔，很容易維持較高的水力效率。
應用領域
工業領域
潛水泵在工業領域一般應用于建筑基坑排水、城市排澇、海洋石油、輸送污水等場合。在基坑施工過程中，它能有效地控制基坑內部水位、排除基坑中大量地下水，保證基坑地面、墻面穩定可靠。在城市排澇過程中，潛水泵現場安裝方便，水泵集水池和機械間可以合二為一,大大減少了土建工程,降低泵站工程總造價 40%左右。在海洋石油領域中，潛水泵因其結構簡單，安裝簡便節省空間，被廣泛作為海上石油平臺的海水提升泵，用于提升海水為平臺提供生產和生活用水，一般為立式多級渦輪泵。在用于輸送污水淤泥時，污水污物潛水泵在工業、市政、水利、建筑業、食品、醫院、飯店等行業具有廣泛的應用。
農業領域
潛水泵在農業領域一般應用于農田排灌、噴灌、養殖業排水管等場合。在農田防護區排灌站，利用潛水泵的優勢，采用泵閘合建方案，不必另外建立泵站，從而可以取消泵站引水渠、進水池、泵站基礎設施的建設，減少了工程量和投資；也可以解決普通電泵難以過駝峰的問題。在灌溉取水中,與采用普通泵房相比，采用潛水泵房具有結構簡單、安裝管理方便、降低工程投資、占用渠道過流斷面小等優點。
礦井搶險
對于礦井水災害的防治和救治，井底泵房的傳統排水模式抗水性弱，當突發洪水事故時，如果總涌水量大于總排水能力，則會造成井底積水，直接威脅泵房的安全，礦井排水系統癱瘓，釀成礦山水災造成重大損失。如果井下排水系統采用潛水式排水系統，在井底泵房被淹時，排水系統仍可正常運行，可全面提高礦井的抗水災害能力。
大功率潛水泵在礦井搶險中的應用相比傳統臥泵來講具有較強選擇優勢與信號傳輸優勢。在礦井突發水量較大時，通過大功率潛水泵一方面可通過自身系統與其他設備的配合進行排水，另一方面經過單片機對信號的運算處理，輸出與其相對應的高頻信號可將準確的水倉信號傳遞給礦井作業人員，由此采取相應的措施，以保證搶險救災力度的最大化，降低不必要的損失。
發展趨勢
未來潛水泵發展不再是追求數量，而是更注重產品技術含量；一些低端產品、靠低價占有市場份額的中小型潛水泵生產廠家逐漸會被淘汰，最終留下來生產廠家必須是靠技術、靠服務經營的。科技發展日新月異，潛水電泵生產廠家必須進行技術革新，產品升級改造，把電子信息技術應用在潛水泵生產制造過程中，延長水泵使用壽命，提高電機效率。
潛水泵市場應嘗試多元化研發潛水泵，發展相關配套產品，如下吸式潛水泵、浮箱式潛水泵、臥式潛水泵、消防泵以及灌流泵，形成優勢互補，研發可移動大流量水泵，用與抗洪搶險、農田灌溉和市政排水。傳統大流量提水需要先建設泵站，然后選取大流量離心泵。隨著科技發展，采用可移動大流量水泵，降低成本，縮短工期，不僅可以在水面漂浮，而且也可以在水面上移動，不受地形條件限制；通過智能控制器，隨時可以觀察水泵使用情況，嚴格控制水泵流量和揚程。
標準規范
型號規范
潛水泵種類較多，但型號規范大體相同，下面以井用潛水泵、小型潛水泵和污水污物潛水泵為例分別闡述型號規范。
井用潛水電泵的型號第一部分為潛水泵適用井的直徑，用數字表示，單位為mm。第二部分為泵的形式，用字母表示，按中國國家技術監督局1991年頒布的標準，井用潛水電泵的形式用QJ表示。第三部分為泵的流量，用數字表示，單位為 立方米/h。第四部分為潛水泵的揚程，用數字表示，單位為m。第五部分為潛水泵的級數。
小型潛水泵的型號第一部分為泵的形式，用字母表示：“Q”代表潛水;“M”代表單相電動機，若為三相電動機則不加任何字母;“Y”代表充油式電動機；“S”代表充水式電動機；“X”代表下泵式，若為上泵式也不加任何字母。第二部分為潛水泵的流量，用數字表示，單位為 m3/h。第三部分為潛水泵的揚程，用數字表示，單位為m。第四部分為電機的額定功率，用數字表示，單位為kW。
污水污物潛水泵的型號與上述潛水泵一樣用字母和阿拉伯數字表示。
其他
潛水泵的使用
潛水泵在投入運行前，首先須對電源和線路作一次全面檢查:檢查電源電壓是否正常，線路連接是否完好、正確;空氣開關的過電流保護是否有效，切不可在無保護裝置的情況下運行，以防損壞電機。如果沒有空氣開關，可用三相閘刀開關接上保險絲代替。其次，檢查潛水泵淹沒深度是否符合要求，若有問題，應予排除。只有在以上各項檢查均符合要求后，方可合閘運行。在潛水泵運行過程中，必須有專人看管，并注意傾聽電機與水泵運轉聲音是否正常，運行是否平穩，出水量有無異常變化。而且，應隨著水位的下降及時下降潛水泵位置，以使潛水泵保持合理的淹沒深度。
在運行中，如果出水量顯著減少，電機突然停轉或出現異常聲音，需要提起潛水泵進行檢查時，必須先切斷電源，以保證安全。如果接地不良，發現開關、機組或電路有漏電現象時，應迅速切斷電源，找出原因，排除后方可投入運行。潛水泵的“開”和“停”，不宜過于頻繁，因電機起動時，通過的電流量很大，如多次連續起動，電機內熱量積聚，溫度升高，影響繞組絕緣性能，甚至將繞組燒毀。一般停機后，如需起動，應間隔3~ 5 min，以使電機散熱降溫，避免電機遭受高溫。潛水泵運行時，嚴禁在出水處洗手、洗東西，以防潛水泵漏電使水中帶電而造成人身觸電事故。
潛水電泵用后，水浸電機應放凈電機內清水，將電泵清洗干凈，涂油防銹，并豎直放在干燥處保管；使用1年后，應對潛水泵的銹蝕進行清除，之后涂上防銹漆。使用2年后，應拆開潛水泵所有部件，進行去垢、擦洗、檢查、除銹、刷漆，更換嚴重磨損或損壞的零件，然后按技術要求重新裝配好。潛水泵不用時，不能長期泡在水中，應將其提上來，經保養后，放置在干燥、通風的室內，下面墊上木塊，不可使泵體直接與地面接觸，以防電機受潮。
常見故障與檢修方法
參考資料 >
國內外潛水泵(污水泵)的發展歷程、技術發展方向及市場應用.流程工業.2023-09-18