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船用泵的基本技術(shù)要求

2020-10-28

眾所周知,任何現(xiàn)代化的船舶都需要有各種類型和各種用途的船用泵來(lái)為它的航行、停泊、生活、戰(zhàn)斗和安全等方面服務(wù),或者協(xié)助完成某些特殊使命。由于船舶特有的獨(dú)立性、航行能力、承載能力、戰(zhàn)斗能力、安全性能以及體積的要求與限制等方面的原因,必然會(huì)對(duì)船用泵提出一些不同于其它用途泵及陸用泵的特殊要求。這些特殊要求,通常被稱為船用條件。正是由于這些船用條件,使得船用泵在參數(shù)選取、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工制造、材料選用、試驗(yàn)方法和使用條件等方面具有一定程度的特殊性。只有具備這些特殊性的船用泵,才能夠滿足船舶在速度、穩(wěn)性、生命力、機(jī)動(dòng)性、續(xù)航力和隱蔽性等技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)性能及安全可靠性方面的需要。

一般說(shuō)來(lái),船舶對(duì)船用泵的基本要求有如下幾個(gè)方面

一、泵的可靠性
對(duì)于任何用途的泵都有可靠性要求,但對(duì)船用泵特別顯得重要。這除了保障航行、戰(zhàn)斗及安全等方面的需要之外,還由于船舶在維護(hù)和拆修等方面的困難條件所致。大家知道,船舶在很多情況下都是遠(yuǎn)離港口碼頭的,各方面的條件都受到很大的限制,如果船用泵一旦出了某種故障,這將和其它船用機(jī)械設(shè)備一樣,不僅會(huì)影響到機(jī)器自身和所在系統(tǒng)的工作,而且還有可能影響到船舶的正常航行。
泵的工作可靠性系指它在特定的運(yùn)行和維護(hù)條件下連續(xù)工作的能力。船用泵的工作可靠性對(duì)于保證船舶正常航行、完成特定使命都是十分重要的。船舶是一個(gè)具有有限體積和重量的活動(dòng)建筑,它的活動(dòng)會(huì)受到許多外界情況的影響和干擾,如武器發(fā)射、水下爆炸以及機(jī)器運(yùn)行時(shí)引起的沖擊和振動(dòng)、風(fēng)浪及其它海情引起的搖擺以及特殊情況下產(chǎn)生的橫向和縱向傾斜等。在這些情況下為船舶各個(gè)系統(tǒng)服務(wù)的船用泵必須具有良好的工作可靠性。

二、泵的經(jīng)濟(jì)性
由于船舶在航行時(shí)是一個(gè)獨(dú)立的體系,因而它所具有的能源儲(chǔ)備(如煤、油或電等)是有限的。但是在船舶上泵的數(shù)量很多,它們所消耗的能量在船用設(shè)備的總耗能量中占有一定的比重,因此總是會(huì)對(duì)船用泵的經(jīng)濟(jì)性提出一定的要求。包括船用泵在內(nèi)的船用設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性,會(huì)對(duì)提高船舶的續(xù)航力帶來(lái)好處,因?yàn)檫@樣可以在攜帶同樣燃料的情況下使船舶的航行距離或時(shí)間增加。
和其它用途泵一樣,船用泵的經(jīng)濟(jì)性常常用泵的效率值來(lái)衡量。當(dāng)然,對(duì)于某些泵也可用耗油量、耗電量或耗汽量等準(zhǔn)則來(lái)衡量。
減少泵中過(guò)流部分液流的能量損失是提高泵的經(jīng)濟(jì)性的一個(gè)重要方法,然而這種方法常常只有在減低液流速度即加大過(guò)流通道面積之后才能實(shí)現(xiàn),因此勢(shì)必會(huì)引起泵機(jī)組尺寸加大。在船用泵設(shè)計(jì)的時(shí)候,這是一對(duì)需要針對(duì)具體情況進(jìn)行分析并有側(cè)重處理的矛盾。當(dāng)然,較根本的方法應(yīng)該是提高泵本身的設(shè)計(jì)效率,而且還應(yīng)使泵處于較佳工況或接近較佳工況下運(yùn)轉(zhuǎn)。但這往往會(huì)受到許多因素的限制。通常的做法是:對(duì)大功率的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的船用泵側(cè)重于經(jīng)濟(jì)性;對(duì)小功率的短時(shí)間運(yùn)行的船用泵側(cè)重于外形輪廓尺寸和重量,當(dāng)然也必須同時(shí)顧及效率。

三、泵的重量和外形輪廓尺寸
船用泵由于其使用要求比較高,而且又常常是在比較惡劣的環(huán)境條件下運(yùn)轉(zhuǎn),所以其主要零部件所采用的材料常常要優(yōu)于陸用泵的材料,有些零部件甚至是用較為貴重的有色金屬或合金制成的。因此,船用泵的成本在一定程度上取決于它的重量和輪廓尺寸。同時(shí),減輕船用泵的重量和縮小它的輪廓尺寸對(duì)降低船舶的造價(jià)也起一定影響。這點(diǎn)對(duì)于軍用艦艇更為重要。船用泵重量和輪廓尺寸的減小,在一定程度上將會(huì)提高艦艇的承載能力或作戰(zhàn)能力(可攜更多武器彈藥),從而也就提高了艦艇的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和戰(zhàn)術(shù)性能。
另一方面,由于艙室的面積在船舶上十分有限,因而常常會(huì)對(duì)船用泵的外形尺寸提出某種要求,特別是艦艇用泵,以利于在艙室中的布置。這一點(diǎn)正是立式離心泵在船舶上得到廣泛應(yīng)用的一種重要原因。

四、泵的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)性
船用泵的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)性系指它們?cè)谕饨鐥l件和所在系統(tǒng)工況發(fā)生變化的情況下能否迅速改變運(yùn)轉(zhuǎn)工況以適應(yīng)新的工作條件的能力。船舶的航行是受著許多外界條件的限制的,如載重量的變化、航速的變換以及風(fēng)浪、戰(zhàn)斗或事故等條件的出現(xiàn),需要改變船舶的航速,因此就要求其運(yùn)行及控制系統(tǒng)應(yīng)具有較大的靈活性。在上述系統(tǒng)內(nèi)工作的泵當(dāng)然也不例外,如動(dòng)力裝置系統(tǒng)中的鍋爐給水泵和冷凝水泵等等。
另外,船用泵應(yīng)該具有良好的啟動(dòng)性能,以便在需要時(shí)能立即投入使用。這一特性對(duì)于船舶安全保障系統(tǒng)中使用的泵(如消防泵和應(yīng)急救生泵)來(lái)說(shuō)顯得特別重要。
對(duì)于遠(yuǎn)洋船舶,尤其是軍用船舶動(dòng)力裝置系統(tǒng)中的泵來(lái)說(shuō),由于船舶的航速必須能夠大幅度變化,因而還須具有能在流量大幅度變化情況下穩(wěn)定工作的能力

五、泵的易拆裝性
在船舶上有各種各樣的裝置和設(shè)備,它們的安裝布置都必須十分緊湊。由于船舶的艙室面積和空間體積有限,因此對(duì)每種裝置和設(shè)備所占的面積和空間也有比較嚴(yán)格的控制。再加上船舶上拆修和安裝條件的困難以及操機(jī)人員數(shù)量和技術(shù)水平的限制,因而特別要求船用泵使用可靠以及維護(hù)保養(yǎng)和拆修更換方便。這一點(diǎn)對(duì)于軍用艦艇尤為突出。
由于艦艇的結(jié)構(gòu)布置和使用要求所致,有些泵必須或不得不裝在艙室的低處或角落,或者與其它設(shè)備密集地靠近在一起。如果泵因結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜而造成拆裝困難,那么就可能直接影響泵在緊急情況下的拆卸更換,甚至?xí)o艦艇的運(yùn)行造成影響。

六、泵零件的通用性
船舶上泵的數(shù)量是比較多的,為了減少船用泵備用零部件的品種和數(shù)量,簡(jiǎn)化對(duì)泵的維護(hù)檢修和更換的工作量,除了應(yīng)在結(jié)構(gòu)中盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件之外,還應(yīng)該使船用泵的零件具有較大的互換性,使部件具有較大的通用性?偠灾,由于船舶自身的特殊性,因而也就對(duì)為其服務(wù)的船用泵提出一些較為特殊的要求。如果將其中較重要的要求用簡(jiǎn)短的文字婦納起來(lái),可以把它們寫成“輕、便、牢、靠”四個(gè)字:
“輕”——重量輕,尺寸小,結(jié)構(gòu)輕巧
“便”——結(jié)構(gòu)合理,便于布置、安裝、檢查、維修和零部件的更換
“牢”——有足夠的強(qiáng)度和剛度,能承受外界傳入的機(jī)減振動(dòng)和船體的播擺和風(fēng)浪的顛簸和沖擊;
“靠”——性能參數(shù)合理,運(yùn)行調(diào)節(jié)方便,工作穩(wěn)定可靠,使用壽命長(zhǎng)。