第九章船用泵

第九章 船用泵【学习目标】掌握船用泵的种类和性能参数；掌握往复泵、齿轮泵和离心泵的基本结构、工作原理、工作特点、日常维护管理。第一节 船用泵概述一、船用泵的分类泵是船上应用较广、数量和类型较多的辅助机械，它用于输送液体或提高液体机械能。船用泵的分类见表9-1。表9-1 船用泵的分类分类方式种 类用途或工作原理用途船舶动力装置用泵燃油泵、滑油泵、锅炉给水泵等船舶通用泵舱底水泵、压载水泵、消防泵等特殊船用泵货油泵、洗舱泵、泥浆泵等工作原理容积式泵往复泵活塞泵、柱塞泵依靠泵内工作部件的运动，使其工作容积周期性地变化而实现吸人、排出液体回转泵齿轮泵、叶片泵、螺杆泵叶轮式泵离心泵、旋涡泵、轴流泵依靠叶轮带动液体高速回转输送液体喷射泵水喷射泵、水喷射真空泵、蒸汽喷射泵利用具有一定压力的工作流体产生的高速射流来引射液体二、船用泵的性能参数为了表明泵的性能，便于比较和选用，在泵的铭牌和说明书上通常给出了泵的性能参数，见表9-2。铭牌上标注的性能参数是泵额定工况运行时的参数，而泵在运行中的参数为工作参数，不同于铭牌上标注的参数。表9-2 船用泵的性能参数参数含 义单位备 注流量在单位时间内所排送液体的数量，包括体积流量和质量流量，体积流量用Q表示，质量流量用G表示m3/h或L/min泵铭牌标注的流量为额定的体积流量扬程传给单位重量液体的机械能，或单位重量流体通过泵后所增加的机械能，用H表示m又称压头或排出压力。容积式泵铭牌上标注的往往为额定排出压力（1MPa100m水柱高度）功率输出功率是指泵在单位时间内实际传给排出液体的能量，用Pe表示；输入功率是指单位时间内原动机传给泵的能量，用P表示w输出功率又称有效功率，输入功率又称轴功率，泵铭牌上标注输入功率效率泵的输出功率与输入功率之比泵的效率总是低于100%，因泵内存在能量损失转速泵轴每分钟回转次数，用n表示r/min允许吸上真空高度泵在不发生汽蚀的前提下，泵进口处能达到的最大真空度（水柱高度），用H表示m一般泵的允许吸上真空高度为2.57m第二节 往复泵一、往复泵的基本结构和工作原理往复泵的基本结构如图9-1所示，它由活塞（或柱塞）、泵缸、吸入阀、排出阀等组成。图9-1 往复泵1-活塞 2-泵缸 3-吸入阀 4-排出阀当活塞（或柱塞）在泵缸内作往复运动，泵缸容积变化，使泵缸内压力下降与上升而吸入和排出流体。活塞（或柱塞）不断地作往复运动，液体不断地被吸入和排出，从而实现液体的输送。活塞（或柱塞）在泵缸内一个往复行程中吸、排液体的次数称为作用数。按作用次数，往复泵可分为单作用泵（1次作用）、双作用泵（2次作用）和多作用泵（3次及以上作用）。二、往复泵的工作特点往复泵的流量随时间不断变化，是不均匀的。在14次作用泵中，其中3次作用泵的流量是最均匀的。往复泵流量的不均匀可采用多作用泵和在泵的出口加装空气室来改善。三、往复泵的日常使用与管理1、往复泵的启动（1）检查泵各部件的技术状况，检查泵内、外有无妨碍运动的物体，对刚检修过的泵先用人力转动12个往复行程。（2）检查滑油箱内的油量是否充足，并在需要人工加油的各摩擦部位加适量的滑油。（3）填料箱压盖应不歪斜，松紧要适当。（4）查明电动机转向与泵的转向是否一致（防止供应滑油的齿轮泵转向不对而造成不供油）。（5）全开管路上的吸人和排出截止阀，接通电源，启动泵。启动时应运转正常，各有关仪表的读数要符合要求。2、往复泵的运行（1）查看吸、排压力表读数是否在正常范围内，发现失常应及时采取措施，以免损坏泵；填料箱是否有过量漏泄现象，如有漏泄，以不成串为宜；滑油箱的油量是否足够，油温是否正常，压力是否在要求范围内。（2）随时察听泵各运动部件有无不正常的响声。（3）用手触摸填料箱、减速箱、各轴承是否发热，一般不超过70，以不烫手为宜。（4）注意电动机在工作时有无异常的气味。3、往复泵的停车（1）切断电源，使泵停止工作；依次关闭吸、排截止阀。（2）外界温度低于0时，应将泵缸内的存液全部放尽，以防冻裂。（3）长期停用时，应拆开泵，将水擦干，涂上油脂后再装配保管。 四、往复泵的常见故障及处理往复泵的常见故障及处理见表9-3。表9-3 往复泵的常见故障及处理故 障可能原因处 理启动后不排水或排量不足水柜无水补水吸入或排出阀未开或开度不足全开吸入管漏气查明漏处，堵漏吸人滤网或底阀堵塞清洗滤器或清除堵塞物胶木活塞环干缩引水浸泡活塞环、缸套或填料磨损过大换新或修复安全阀弹簧太松更换弹簧阀泄漏、损坏或搁起检修或清除阀下杂物吸高太大降低泵的安装高度吸入管或缸内产生汽蚀现象减少管路或缸内流阻安全阀顶开或电机过载排出截止阀未开大开截止阀排出管路堵塞查明堵因，清除堵塞物排出压力过高，安全阀未开查明并校验安全阀缸内落入异物卡死活塞取出异物泵久置不用锈蚀拆开除锈填料太紧调整或更换填料箱泄漏填料失效换新填料压盖未上紧拧紧压盖活塞杆变形修复活塞杆摩擦部件发热摩擦间隙太小调整间隙滑油不足加足滑油摩擦面不干净清洗后更换滑油缸内有异响活塞松动拧紧固定活塞的螺母缸内有异物取出填料过紧重新调节活塞环断裂更换新活塞环传动件间隙太大调整活塞环天地间隙太大更换活塞环活塞杆的固定螺母松动拧紧固定螺母轴承松动检修轴承吸高太大，吸管太长，转速太高降低吸高、转速，缩短管长空气室缺少空气产生水击现象空气室充气阀箱内有异响吸、排阀弹簧断裂或弹力不足换新阀盘与升程限制器撞击减少阀的升程第三节 齿轮泵齿轮泵按齿形分为正轮齿泵、斜齿轮泵和人字形齿泵；按啮合方式分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵；按转动方向分有可逆转齿轮泵和不可逆转齿轮泵。一、齿轮泵的基本结构和工作原理齿轮泵的结构如图9-2所示。它由泵体、主动齿轮，从动齿轮和泵轴等组成。主动齿轮、从动齿轮、泵壳和端盖构成左右两个工作空间，即吸入腔（左腔）和排出腔（右腔）。图9-2 齿轮泵1-主动齿轮 2-泵体 3-从动齿轮当主动齿轮按顺时针方向旋转时，左腔轮齿退出啮合，容积增大，压力降低，吸入液体；右腔轮齿进入啮合，容积减小，压力升高，排出液体。只要齿轮连续旋转，齿轮泵就不断地吸入和排出液体，实现液体的输送。二、齿轮泵的工作特点齿轮泵的轮齿退出啮合一侧为吸入腔，进入啮合一侧为排出腔，齿轮泵不能反转，否则，将改变吸、排方向。齿轮泵的径向（齿顶）间隙、轴向（端面）间隙和啮合间隙对容积效率的影响较大，尤其是轴向（端面）间隙影响最大。齿轮泵的齿轮均承受大小不等、方向不同的不平衡径向力，且从动齿轮大于主动齿轮。三、齿轮泵的日常使用与管理1、齿轮泵的启动（1）启动前必须确保齿轮泵内有油，避免启动过程发生干摩擦，造成工作面严重磨损。（2）启动前检查齿轮泵的转向是否正确，以免齿轮泵反转而改变吸、排方向。2、齿轮泵的运行（1）齿轮泵不宜在超出额定压力下工作，以免电动机过载或齿轮泵损坏。（2）齿轮泵的轴封允许有少量渗漏，以利于密封面的润滑和冷却，但不能泄漏成串。（3）齿轮泵工作中吸入压力不应过低，应经常清洗滤器，开足吸入截止阀，保持合适的油温。（4）应保持吸入油面有足够的高度，确保吸入管路密封良好，以免吸入空气而引起齿轮泵的流量下降和产生噪声。五、齿轮泵的常见故障及处理齿轮泵的常见故障及处理见表9-4。表9-4 齿轮泵的常见故障及处理故 障可能原因处 理不能排油或流量不足泵不能回转或转速太低检查电源或拆检油泵电动机反转重新接线吸人管或吸入滤器堵塞检查管路或清洗滤器吸油管露出液面加油至油尺基准线吸油管漏气检查管路消除漏气吸、排阀未开或开度不足开足吸、排阀内部间间隙太大或安全阀漏泄拆泵检查启动前泵内无油向泵内灌油泵磨损太快油液含磨料性杂质加强过滤或更换油液长期空转防止空转排出压力过高设法降低排出压力泵装配失误检修校正工作噪声太大吸入滤器堵塞清洗滤器吸人滤器容量太小换用大容量的滤器吸油管太细或堵塞更换或疏通管路漏入空气消除漏气油箱内有气泡检查回油管，防止发生气泡油位太低加油至油标线泵产生机械摩擦拆检泵轴、齿轮、啮合面和轴承第四节 离心泵离心泵在船上多用于循环水泵、冷却水泵、压载舱泵、舱底水泵、消防泵等。一、离心泵的基本结构和工作原理离心泵按泵轴的布置方式分为立式泵和卧式泵；按液体进入叶轮的方式分为单吸泵、双吸泵；按叶轮的数目分为单级泵、多级泵；按泵壳结合面的方式分为轴向分裂式、径向分裂式。单级离心泵的基本结构和工作原理如图9-3所示。它由泵壳、叶轮和泵轴等组成。泵壳为螺旋渐扩形，叶片为弧形，叶轮装于泵壳内。泵轴的一端与叶轮相连，另一端伸出泵壳外与原动机相连。图9-3 离心泵 1-吸入接管 2-泵体 3-叶轮 4-排出接管 5-泵轴当离心泵内充满液体时，叶轮旋转，液体受叶片的推压，随叶轮一起旋转，在离心力作用下，自叶轮中心向外甩出，经排出接管（扩压管）排出，同时，叶轮中心形成一定的真空，在吸入液面的大气压力作用下，液体经吸入管进入离心泵内。叶轮不停地旋转，液体连续不断地被吸入和排出，实现液体的连续输送。二、离心泵的工作特点吸、排连续，流量均匀，适用范围广。能抽送含杂质的污水。转速高，可直接与原动机相连，尺寸小，重量轻，价格低。易损件少，管理和维修简便。流量随工作压头而变，便于调节流量。产生的最大压头为封闭压头，其值有限，无须设安全阀。额定压头主要决定于叶轮的外径和转速，单级泵特别适宜中、大排量和中压头。轴功率在流量为零时最小，适宜封闭启动。不能输送空气，无自吸能力，启动前需要灌水或引水驱除泵内空气。但采用专用的抽空装置和特殊的泵壳结构，也可具有自吸能力。不能反转，叶片均采用后弯叶片，要防止反转或叶轮的前后方向装反。三、离心泵的日常使用与管理1、离心泵的启动（1）对于新安装或检修的离心泵，在第一次启动时应检查它的转向是否正确。（2）检修后第一次启动，必须在启动前用手盘动泵轴，检查叶轮转动是否灵活，有无卡阻和轴线失中等情况。（3）清除妨碍泵运转的杂物，检视机座及所有连接部件的紧固情况，检查并加足滑油。（4）灌水或引水驱除泵内空气，直至泵壳上的空气旋塞有水流出时，旋紧空气旋塞。（5）开启填料箱的水封管及轴承润滑水管上的截止阀（若有）。（6）启动离心泵时，开足吸入阀，关闭排出阀，使泵在封闭状态下启动，以减少电动机启负荷。（7）观察转速表和泵的吸、排压力表读数，并注意运转声响。如发现原动机负荷过大，泵排压建立不起来或运转有异常声响，均须停泵检查。（8）当离心泵的转速和压力已趋于正常时，可慢慢开启排出阀。应防止泵长时间封闭运行，封闭运行时间一般不超过2min。2、离心泵的运行（1）注意离心泵运转有无异常的声响和振动。（2）检查各仪表（主要是吸、排压力表）的读数是否正常、稳定。（3）检查轴承的滑油温是否正常，轴承工作温度不宜超过70。（4）检查轴封装置的工作情况和各管接头的紧密性。轴封不应发热，允许有少量滴漏，但不能滴液成串。3、离心泵的停车（1）首先关闭离心泵的排出阀，以便在轻负荷下停泵。（2）停泵。（3）关闭离心泵的吸入阀及其他管路上的有关阀件。（4）消除在运行中发现的问题，作好清洁工作。（5）如停车后短期不再使用，应将离心泵内的积水放干净。四、离心泵的常见故障及处理离心泵的常见故障及处理见表9-5。表9-5 离心泵常见故障及处理故 障可能原因处 理泵启动后不出水未引水、引水装置失灵或底阀漏检查引水装置和底阀并引水吸人端漏气严重消除漏气吸人管露出液面加接吸入管或提高吸人液面吸高太大降低吸高吸入管流阻太大清洗滤器，开足吸入阀吸、排阀未开或底阀锈死打开吸、排阀或检修底阀吸液温度过高降低液温叶轮松脱、淤塞或损坏检查或更换叶轮转速太低或反转检查泵或电源流量不足转速不足检查泵或电源阻漏环磨损严重修理或更换阻漏环吸入管或轴封漏气消除漏气吸入液面低以致吸入都分液体提高吸入液面吸、排阀未开足开足吸、排阀发生了汽蚀现象提高吸入压力填料轴封泄漏严重填料失效填料轴封处间隙过大压紧填料压盖填料失效更换填料轴封处产生裂痕修理或更换轴弯曲或轴线不正校直或更换泵轴，校正轴线工作时发生噪声和振动地脚螺栓松动拧紧地脚螺栓联轴器对中不良或轴线不正校正轴线轴承磨损或损坏更换轴承泵轴弯曲校直或更换 本章小结船用泵数量、类型较多，其中，往复泵、齿轮泵和离心泵应用较广。往复泵和齿轮泵属于容积泵；离心泵属于叶轮泵，其排量大，不须设安全阀，常用作水泵。做好船用泵的维护管理，及时处理常见故障。 考试样题解析例题1、下列不属于叶轮式泵的是（ ）。A.离心泵 B.旋涡泵 C.轴流泵 D.叶片泵解析：答案为D。叶轮式泵是依靠叶轮带动液体高速回转输送液体的，其工作部件是叶轮，包括离心泵、旋涡泵和轴流泵，而叶片泵的工作部件是叶片，它属于容积式泵。例题2、下列不是往复泵基本结构的（ ）。A.活塞 B.齿轮 C.吸入阀 D.排出阀解析：答案为B。往复泵的基本结构包括活塞、泵缸、吸入阀和排出阀，齿轮不是往复泵的部件。例题3、下列（ ）无自吸能力，启动前需要灌水或引水驱除泵内空气。A.活塞泵 B.齿轮泵 C.柱塞泵 D.离心泵解析：答案为D。离心泵不能输送空气，无自吸能力，启动前需要灌水或引水驱除泵内空气。