[发明专利]一种电动应急消防泵

说明书

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。