1离心泵的装置及工作原理
(1)为了使离心泵能正常工作,离心泵必须配备一定的管路和管件,这种配备有一定管路系统的离心泵称为离心泵装置。主要有底阀、吸入管路、出口阀、出口管线等。
(2)离心泵的结构:①离心泵的品种很多,各种类型泵的结构虽然不同,但主要零部件基本相同;②主要零部件有泵壳、泵盖、泵体、叶轮、密封环、泵轴、机封或填料函、联轴器、轴承等。
2消防泵的结构要求
(1)消防泵的性能要求。消防泵在使用期间,由于产生的及时性,就会利用大量水。但随着水量的不断增加,操作人员就不可能按照严格要求来实施,从而大开阀门。为了保证良好的灭火效果,在这期间就要保证水压不能降低。而且,在用水量减少期间,也不能将压力调太高,必须利用压管以及管道附件来实施。特别是用水量的不固定现象,所以消防泵的设计不仅要满足大流量稳定性,还要保证小流量的稳定运行。
(2)消防泵的紧急要求。火灾发生期间,消防泵的使用就会产生及时性[1]。所以消防泵的设计要求还要具有一定适应性。一方面,消防泵在遇到火情期间,保证能够及时启动。另一方面,当消防泵用水量产生递增、递减等情况时,还要对消防泵进行调整,从而使它在使用期间满足一定要求。
(3)消防泵的可靠要求。消防泵的设计要求就要满足较大可靠性。消防泵在一般情况下是不运行的,所以运行的数量比较少,产生的可靠性就无法验证。消防泵的可靠性表现在多种情况下,如:泵本身的控制系统、管路系统等。根据泵的本身情况进行分析,影响可靠性变化为。第一,泵的部件选择是否实现足够强度,因为消防泵的进出口阀门是开启状态的,主要因为该系统的利用频率比较短。所以泵阀门在启动期间呈现大开状态,就会导致各个部件存在较大扭矩。第二,泵本身结构的合理性,由于消防泵流量比较大,产生的扬程、推力也比较大,所以要保护轴承,就要实现结构平衡性。第三,材料的选择要考虑特殊物质。第四,驱动机的选择要根据消防泵的工作范围,选择具有足够富裕度的驱动机[2]。第五,驱动机的控制系统也要保证可靠性,特别是消防泵的紧急情况下,能够实现控制系统的准确运行。
3改进消防泵的相关技术
(1)性能曲线设计
根据消防泵的性能要求,如果性能曲线设计要平坦,出口安装角的设计就要比较大。而且,为了避免在曲线设计期间出现驼峰曲线,安装的叶片出口角就要比较小。由于叶片数与扬程之间具有较大影响,所以在设计期间就要对叶片进行调整,并对已经增大的角口进行补偿。要防止驼峰现象,就要减少叶片的安装数量。根据泵在运行期间产生的功率变化,如果叶片出口安装角比较大,功率就要变大,如果减少叶片数,功率就会产生较大消耗。但由于消防泵的运行并不是长期的,产生的消耗问题不能损失较大的经济效益,所以机械设计人员在设计期间,要对泵运行的可靠性进行考虑。
(2)适应性设计:
①发生火情期间。发生火情期间,能够使消防泵自动启动[3]。主要在控制系统期间,当该泵接到相关信号,就能及时将驱动电机、发动机以及发电机组等装置启动。而且,消防泵在发生火情期间,由于消防泵自身具有良好吸入性,在入口处产生的危害较小,所以泵在运行期间能够有效避免气蚀现象的出现。消防泵在启动期间都很及时,所以在灌泵期间存在较大制约性,所以在消防泵入口就要有一定的倒灌高度。这样不仅能够保证泵在入口处由于正压出现汽蚀现象,还能使消防泵在快速启动期间保证良好安全性;②变频调速装置。消防泵在机械设计期间,还要与变频调速装置进行结合。当该装置在用水量中不断升高并超出合理的工作范围,在能够确定水量合理要求情况下,还要保证压力的合理性,但这种现象的存在,只依靠消防泵的自身特征是不能完成的。所以在系统中应安装变频调速装置,并能够在短时间内提高电力转速。
(3)可靠性设计:
①部件设计。消防泵在设计期间要具有足够的强度以及足够的刚度,这样才能使它适应大启动扭矩,如果在操作期间超出标准范围,也能够体现较大适应性。所以部件的实际要求应遵循几种形式。如:泵轴应为整体设计,特别要设计具有充足刚性的、加粗的泵轴。对于叶轮的叶片设计,设计的基础形式应适量加厚。对于泵径向以及推力的轴承设计,应选择轴承质量比较高、负荷性进行设计;②泵结构设计。消防泵的结构设计要保证合理性,由于泵在运行期间,它能够实现较大轴向推力,所以要对结构进行合理设计才能实现平衡性。如:对于大流量消防泵设计,应实现双吸式。如果由于相关因素要选择单吸式,特别是大流量悬臂叶轮的选择,也要实现平衡性设计要求,从而保证消防泵在使用期间造成轴承较大推力,影响消防泵无法正常工作;③部件材料。消防泵的设计在材料选择上要具有良好耐腐蚀性。特别在海水中使用的消防泵,对泵体叶轮接触海水部位的相关材料要选择耐海水腐蚀、具有足够腐蚀裕度的材料。主要是由于海水中的藻类以及贝壳类植物繁殖比较快,如果不对这些物体进行处理,繁殖的生物体就会将泵口堵住[5]。如果相关的贝壳物体进入叶轮中,就会影响叶片质量。所以消防泵在海水中的泵设计不仅要选择抗腐蚀的材料,还要对海水消防泵池定期进行化学处理;④驱动机。在选择驱动机期间,要根据电机的驱动系数来选择,由于电力在使用期间的系数不能超过1.16,在任何情况下,都应根据大流量启动功率、运行期间的功率、富裕度以及泵运行性能的相关曲线来确定。电动机的选择还要根据电源的稳定性、可靠性进行选择,特别是选择独立电源,应放在防火建筑以及发电机组中进行使用。消防泵电机的选择还应对断路器以及转过电流进行保护。由于消防泵安装在水池或水中,电机组容易受潮,所以电机选择一定要安装空间加热器,从而避免出现短路现象。
4消防泵机械应急起泵装置
机械应急起泵装置具有一定的特殊性,其起泵功能能够应用于不同的起泵方式中。例如,可以应用于全压启动、降压启动中。而在一般的消防泵控制柜中,都安置有消防泵启动操作手柄,当应急启动之后,系统就会拉动手柄,在拉动的动作,能够与泵内的机械闭合回路进行接触,导致接触器回路闭合。然后水泵电机直接处于全压启动状态中。在降压消防泵应急启动环节中,主要分为三种启动模式。第一,直接应急启动模式。直接的应急启动模式是这些应急启动中最为简单的一种启动方式。在消防泵的控制中,当有紧急情况出现时,只需要通过机械应急手柄闭合主接触器,就能够实现应急起泵。第二,在星三角启动控制中,需要机械应急手柄将两个运行中的接触器闭合,然后就能够实现应急起泵。第三,在软启动控制器中,通过机械应急手柄的操作,将旁路中的接触器进行闭合,实现应急起泵。在以上所有的降压启动控制器中,需要应急起泵的操作时,都需要在应急手柄将控制器闭合后,能够使得消防泵电机进入到运行状态。
5结论
消防泵的结构要求决定了装置的设计流程,为了对消防泵机械应急装置进行设计,机械人员就要根据相关的制定标准,根据消防泵的结构要求以及相关技术,制定我国高技术水平的消防泵,从而实现消防泵在各个行业的工作需要。