[发明专利]一种电动应急消防泵有效
申请号: | 201210171717.3 | 申请日: | 2012-05-25 |
公开(公告)号: | CN102678576A | 公开(公告)日: | 2012-09-19 |
发明(设计)人: | 包耀红 | 申请(专利权)人: | 包耀红;宁波瑞德森船用泵制造有限公司 |
主分类号: | F04D13/06 | 分类号: | F04D13/06;F04D29/42;F04D29/00 |
代理公司: | 北京捷诚信通专利事务所(普通合伙) 11221 | 代理人: | 魏殿绅;庞炳良 |
地址: | 315700 浙*** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 电动 应急 消防泵 | ||
技术领域
本发明涉及船用消防设备,具体说是一种电动应急消防泵。尤指船用电动应急消防泵。
背景技术
应急消防泵作为船上重要的辅机设备,关系到船舶的生命安全,其作用不可替代。船用应急消防泵除了达到必需的排量和压头外,最为重要的是必须具备良好的自吸功能,即具有快速的抽气和排气功能以及较高的自吸高度。
从泵的品种来说,作为船用应急消防泵首先必须是离心泵而不是容积泵。因为如果是容积泵(如螺杆泵和齿轮泵),由于其(一)造价很高;(二)输送的介质必须具有像润滑油一样的具有很好的润滑性。因此容积泵一般是不作为应急消防泵使用的。众所周知,普通离心泵是不具备自吸功能的,不能直接作为船舶的应急消防泵使用。
那么使普通离心泵具备自吸功能有以下几个方面途径(目前在普遍使用的):
1、在离心泵的吸入管路底部安装单向阀。也就是通常说的底阀。底阀的作用就是使吸入管路充满水,通过离心泵叶轮旋转使吸入管路产生负压,从而使得底阀打开,把外部水源引入到泵内,使泵可以正常工作。
但是这里就有一个问题,由于底阀是在吸入管路的底部,即和外部水源(如大海或江河)直接接触,而吸入管路在船舶建造完毕后是无法移动的。也就是说,一旦该底阀出现如密封不严或脱落等问题,是无法进行维修或者更换的。
因此对于使用安装底阀的办法达到自吸的办法,作为应急消防是有隐患的,也是不可靠的。全世界没有哪家船级社是允许应急消防泵采用如此方法的
2、外混或内混式自吸离心泵。它的原理是通过离心叶轮高速旋转(一般出口圆周速度要超过20米/秒),叶轮进口产生负压,进行抽气。为了实现自吸,泵的结构上必须满足以下几个条件:
(1)保证泵停车后,泵内有足够的水储存下来(因为没有液体只有空气,即使叶轮旋转再快也不会产生离心力也就无法产生负压),为此需要在泵体进口处配有单向阀。并且泵体进口必须高于叶轮中心线,以防止泵体内的液体在泵停车后因虹吸作用而被排到吸入管路中去。
(2)为了有效进行气液分离,为此需要有足够容积的气液分离室(目的是为了使得流速降低,靠液体和气体的比重不同而进行气液分离)。
(3)分离出来的液体不断返回到叶轮中去,为此必须要有回流孔以及容积足够大的流道,使分离后的液体返回叶轮中。
(4)为了使抽气和排气隔离,叶轮外圆与泵体的隔舌之间必须保持很小的间隙。
为此,势必造成以下后果:
(1)泵的效率大幅下降(由上面的(123)引起);
(2)泵的体积大幅增大(由上面的(123)引起);
(3)泵的振动和噪音大幅增加(由上面的(4)引起)。
另外,由于这种结构的泵的排气是靠降低流速而进行气液分离的,排气效果显然比不上直接排气来的快,因此该泵的自吸能力相对较差,一般要求吸液面与泵进口之间的吸入管路长度小于泵安装高度再加20D(D为吸入管通径)。因此该泵的应用受到了限制,一般也只能使用在排水量为2000吨以下的船舶上。
3、外挂自吸装置
迄今为止有两种外挂自吸装置可以帮助普通离心泵实现自吸:
(一)喷射泵。它的作用原理是:压缩气体通过锥形管,根据流体力学伯努利方程,锥形管通径较小的也就是断面积较小的流速较快,那么它的压力也较低,即产生负压,因此压缩气体的压力越高,通过锥形管的流速就越低,产生的负压就越大,抽气效果也就越好。一般喷射泵当压缩空气压力在7公斤/每平方厘米以上并且提供足够的气量时,其真空度可达到9米,也就是说,抽气效果比较理想,自吸时间和自吸高度都很好。
但是这里有个问题就是:喷射泵要消耗很大的气量,为确保应急消防泵随时能够工作,必须给其配备专用的气源才行,这无形中增加了船舶的造价以及复杂程度,另外船舶的空间也有限,单独配备气源空间上是否允许也未可知。
还有一个问题就是:喷射泵当压缩气体高速通过时会产生巨大的噪音,这对于在海军舰艇尤其是潜艇上使用受到了限制。
(二)水环式真空泵。它的作用原理是:通过真空叶轮旋转,水被真空叶轮抛向四周,由于离心力的作用,水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。此时真空叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间,而这一空间又被真空叶轮分成叶片数目相等的若干个小腔。如果以真空叶轮的上部0°为起点,那么真空叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大,且与吸气口相通,此时气体被吸入,当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝;当真空叶轮继续旋转时,小腔由大变小,使气体被压缩;当小腔与排气口相通时,气体便被排出泵外,从而实现自吸。
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