Lodné čerpadlá: typy, klasifikácia, vlastnosti, účel

História stavby lodí s koreňmi sa datuje do dávnych čias - prvá zmienka o plávaní sa objavila pred viac ako piatimitisíc rokmi. Potom sa ľudia pohybovali pozdĺž riek a morí na lodiach poháňaných veslovými mužmi. Odvtedy sa stavba lodí stala obrovským prielom a dnes tento priemysel zaujíma vedúce postavenie v hospodárskom a politickom sektore rozvoja krajiny.

K dnešnému dňu sa vo všeobecnosti prijíma terminológia, podľa ktorej je námorné plavidlo plavebné zariadenie veľkého rozsahu určené na morský rybolov, prepravu tovaru alebo prepravu cestujúcich. Námorná loď je vojenský plavecký prístroj. Pre riadne fungovanie ktoréhokoľvek z týchto typov plavidiel je potrebná spoľahlivá prevádzka všetkých prvkov a systémov. Predovšetkým je potrebné zabezpečiť optimálnu prevádzku lodných čerpadiel, pretože pohyb rôznych kvapalín cez potrubia plavidla je konštantný.

Prečo potrebujeme čerpadlá na lodi?

Spočiatku boli čerpadlá vytvorené výlučne na zdvíhanie vody. Prvým modelom lodného hydraulického zariadenia, určeného na čerpanie vody z nádrží, bolo ručné piestové čerpadlo. Teraz je všeobecne známy ako čerpadlový motor. Zavedenie parných elektrární na lodiach zabezpečilo vzhľad pístových čerpadiel s parným pohonom.

Iné, modernejšie typy hydraulických mechanizmov sa začali šíriť v stavbe lodí spolu s vývojom technológie. Obrovskú úlohu pri vývoji nových čerpadiel zohrali vzhľad elektromotorov. Ich zavedenie zabezpečilo zvýšenie rýchlosti otáčania pracovnej časti zariadenia a výkonu čerpadla.

V súčasnej dobe sa čerpadlá nachádzajú vo všetkých odvetviach národného hospodárstva. Stavba lodí sa nestala výnimkou. V súčasnosti sa všetky existujúce typy takýchto zariadení aktívne používajú v námornej stavbe lodí.

Čo je čerpadlo?

Čerpadlo je zariadenie určené na premiestňovanie kvapaliny z dolnej úrovne do hornej. Niekedy s pomocou tohto mechanizmu sa kvapalina prepravuje, aby jej poskytla určité množstvo energie alebo zvýšila tlak. V hlavných systémoch námornej lode sa čerpadlá používajú takmer všade: nachádzajú sa v systémoch elektrární, hydraulických pohonoch, systémoch podpory života posádky atď.

Princíp činnosti čerpadla

Premenou energie motora lodnej pumpy na energiu pohybujúcej sa tekutiny tieto zariadenia spôsobujú, že sa pohybuje v požadovanom smere (stúpa, pohybuje sa horizontálne alebo cirkuluje vo vnútri uzavretého systému). Vytvorením potrebnej prepravy určitej pracovnej tekutiny sú takéto hydraulické zariadenia v každom prípade súčasťou čerpacieho systému, ktorého základná schéma je vhodná na dodávku vody alebo kanalizácie.

Schematický diagram každej čerpacej stanice plavidla

Ako hnací mechanizmus v tejto schéme sa používa elektrický motor pripojený k sieti. Prívod pracovnej tekutiny pochádza z dolnej nádrže a pohybuje sa pozdĺž potrubia tlakového potrubia na hornú úroveň kvôli konverzii energie. Súčasne je energia pracovnej tekutiny prechádzajúcej cez čerpadlo vždy väčšia ako energia pred čerpadlom.

Výbojka závisí od napájania, výkonu a účinnosti zariadenia. Je to prírastok špecifickej energie kvapaliny, ktorá sa prepravuje z miesta vstupu do čerpadla pred tým, ako opustí. Vyjadruje sa v metroch a určuje výšku zdvihu alebo dráhu pracovného prostriedku.

Hlavné charakteristiky hydraulického zariadenia

Dodávka tekutiny je charakterizovaná objemom na jednotku času. Optimálny výkon čerpadla je potrebný na vytvorenie požadovanej hlavy a prekonanie všetkých typov strát, ktoré sa nedajú vyhnúť pri prechode kvapaliny potrubím. Výkon čerpadla, vyjadrený v kW, určuje výkon pohonného motora a inštalovanú kapacitu celej čerpacej stanice.

Koeficient účinnosti čerpadla určuje účelnosť jeho použitia pri zmene základných parametrov čerpacej stanice.

Ako lodné čerpadlá

Všetky typy čerpadiel inštalovaných na lodi sú klasifikované podľa týchto charakteristík:

• Pri umiestnení hnacieho hriadeľa (horizontálne alebo vertikálne).
• Typ pohonu (elektrický pohon, pohon turbíny alebo pohon z piestového mechanizmu). Pohonný mechanizmus čerpadla je možné pripojiť priamo na hnací hriadeľ alebo cez prevodovku. Môže fungovať samostatne alebo samostatne. Samostatné čerpadlá môžu pracovať nezávisle od ostatných inštalácií a neautonómne (pripájané) čerpadlá sú poháňané mechanizmom, ktorý prevádzkujú.
• Na základe vytvorenej hlavy (nízky tlak, stredný tlak alebo vysoký tlak).
• K dispozícii je aj klasifikácia lodných čerpadiel na zamýšľaný účel . Môžu byť špeciálne, všeobecné alebo určené na obsluhu určitých jednotiek a mechanizmov plavidla alebo elektrárne lode.

Špeciálne čerpadlá môžu byť použité na premiestňovanie vody do náklonu alebo ozdobných nádrží plaveckého zariadenia, na prepravu kvapalného nákladu alebo na odstránenie zvyškov z nákladných priestorov. S ich pomocou môžu dodávať teplej vode do umývacích zariadení týchto oddelení. Záchranné plavidlá môžu byť vybavené výkonnými čerpadlami na odvádzanie vody a protipožiarnymi nádobami - s veľkou produktivitou požiarnych čerpadiel.

Čerpadlá používané pri vybavovaní hlavných a pomocných jednotiek plavidla sa používajú na neprerušenú a efektívnu prevádzku týchto prvkov. Zvyčajne sa zavádzajú do strojno-kotolní a elektrární. Zahŕňajú: čerpanie paliva, palivo, olej, živiny, kondenzát, voda a iné typy zariadení.

Lodné čerpadlá a ich charakteristiky

V závislosti od princípu prevádzky sú objemové čerpadlá - čepeľ, prevodovka, skrutka. Čerpadlá môžu byť odstredivé alebo prúdové. Môžu byť klasifikované podľa účelu a typu použitia. Napríklad existujú čerpadlá záťaže, útesy, živiny (používané na dodávku oleja alebo vody do chladiaceho systému), oheň, tlak a ďalšie. Podstatou činnosti objemových čerpadiel je periodické dodávanie oddelených množstiev pracovnej tekutiny zo sacieho priestoru do kompresnej komory.

Najjednoduchšie volumetrické hydraulické mechanizmy sú čerpadlá s rotačnými piestami. Vratné čerpadlá sa bežne používajú vo všeobecných lodných systémoch, strojoch a mechanizmoch hydraulických pohonných jednotiek, hlavnom systéme motora a údržbe riadenia.

Odstredivé čerpadlá sa vzťahujú na zariadenia s hydrodynamickým účinkom. Hlavným pracovným telesom v nich je otočné koleso, na ktorom sú lopatky alebo čepele. Sú to tí, ktorí prenášajú potrebné tekutiny a riadia tok. Tieto zariadenia poskytujú nepretržitý prúd kvapaliny, t.j. Podávač je rovnomerne rozložený. Privádzanie pracovného prostriedku (výstup čerpadla) je ovplyvnené veľkosťou obežného kolesa a rýchlosťou jeho otáčania. Veľké priemery obežného kolesa pri vysokých rýchlostiach zabezpečujú väčší hydraulický výkon.

Odstredivé čerpadlá sú charakterizované nepretržitým prúdom kvapaliny a v dôsledku toho rovnomernou dodávkou. Prietok (výkon) čerpadla závisí od veľkosti obežného kolesa a od frekvencie jeho otáčania: čím je väčší priemer a rýchlosť obežného kolesa, tým vyššia je kapacita čerpadla. Veľmi často sa zvyšuje dodávka kvapalných odstredivých čerpadiel, ktoré sa vykonávajú vo viacerých kolesových konštrukciách.

Podľa typu pracovného agenta sú lopatkové čerpadlá rozdelené na odstredivé a axiálne čerpadlá (niekedy nazývané vrtuľové čerpadlá). Zahŕňa to aj vortexové hydraulické zariadenia. V odstredivých a vortexových čerpadlách sa pracovná kvapalina môže pohybovať radiálne a v axiálnych (vrtuľových) čerpadlách pozdĺž osi hriadeľa.

V tryskových čerpadlách sa energia dodáva spolu s prietokom pracovného prostriedku (kvapalina alebo para). Potenciálna energia prúdu v dýze čerpadla sa mení na kinetickú. V dôsledku vysokorýchlostného prietoku pracovného toku do sacieho priestoru samotné pracovné činidlo strháva kvapalinu alebo plyn z tejto komory. Zmiešaný prúd sa pohybuje pozdĺž výstupného potrubia difuzérom. Schopnosť vysušiť odsávanie a vytvoriť hlboké vákuum môže zabezpečiť prevádzku čerpadla pod vodou. Nízka účinnosť a neautonomnosť tohto typu čerpadiel je však ich nevýhodou.

Prúdové čerpadlo určené na vstrekovanie pracovnej kvapaliny, t.j. na zvýšenie jeho tlaku, sa nazýva injektor. Vstrekovacie čerpadlá sa často používajú na napájanie parných generátorov malých plavidiel. Injektory sa nazývajú tryskové čerpadlá, ktoré zabezpečujú absorpciu pracovnej tekutiny. Používajú sa pri odstraňovaní vzduchu alebo kondenzátu z akýchkoľvek priestorov alebo jednotiek.

typy

Veľmi bežným typom hydraulického zariadenia je zubové čerpadlo (NS). Podávač je pár prevodových stupňov v hermeticky uzavretom kryte. Keď sa kolesá začnú otáčať, zuby, ktoré neprichádzajú do kontaktu, vytvárajú zväčšenie objemu a kvapalina sa nasáva cez spodný vstup. Dávkové množstvá prichádzajúcej kvapaliny sa postupne hromadia v priestore medzi kolesami a sú nútené na ich vonkajšiu stranu. Pracovný prostriedok teda vstupuje do kompresnej komory a prechádza do výstupnej trubice. Tento typ lodných čerpadiel sa používa na čerpanie viskóznych kvapalín s dobrými mazacími vlastnosťami, napríklad palivom alebo olejom.

Čerpadlá so skrutkami na nádobách sa tiež týkajú objemových čerpadiel. Podľa toho, koľko pracovných prvkov má čerpadlo, rozlišujte jedno-, dvoj-, troj- alebo viacsvorkové zariadenia.

Pri otáčaní hnacieho hriadeľa skrutka robí komplexný rotačný pohyb, pri ktorom pracovná tekutina prichádzajúca zo sacieho hrdla vstupuje do medzikusového priestoru. Keď sa vrták otáča do určitého uhla, pracovné činidlo v skrutkovej komore je uzamknuté. Prevádzka skrutiek vedie k vstreknutiu pracovného činidla do tlakového potrubia. Ak sa akumuluje príliš veľa tekutín a zvyšuje sa tlak, otvorí sa v tlakovej komore špeciálny poistný ventil - prebytočná kvapalina sa vypustí späť do vstupnej komory.

Princíp činnosti vertikálneho odstredivého čerpadla nádoby je založený na nepretržitom dodávaní pracovnej tekutiny. Pracovným telesom čerpadla je rotor so špeciálnymi lopatkami upevnenými na otočnom hnacom hriadeli. Pohon sa vykonáva elektromotorom. Keď je odstredivé čerpadlo v prevádzke, energia motora sa prenáša do kvapaliny otáčaním lopatiek. Súčasne vytvárajú potrebný tlak, pod akciou ktorého sa pracovný agent pohybuje od vstupu na výstup.

Vertikálne viacstupňové odstredivé čerpadlá sa používajú takmer všade vo všetkých elektrárňach. Viacstupňové lodné čerpadlá sa používajú tam, kde sú potrebné vysoké tlaky pracovných médií. Princíp fungovania takýchto zariadení spočíva v tom, že kvapalina, ktorá dosiahla potrebný tlak v jednom stupni, prúdi do výstupnej dýzy v ďalšom stupni, kde jej tlak opäť stúpa.

V závislosti od výkonu môžu byť čerpadlá rôznej konštrukcie. Obrovská sila vstrekovacích čerpadiel veľkých tankerov môže dosiahnuť desiatky tisíc ton tekutiny za hodinu.

Účel čerpadla na plavidle

Čerpadlá na lodiach sú potrebné na čerpanie morskej vody alebo ich použitie v rôznych základných systémoch plaveckého zariadenia. Obvykle sú to také všeobecné systémy, ako sú:

• Požiaru.
• Odvodnenie.
• chladenie
• Sanitárne.
• Bilge.
• Balast.

Najdôležitejšie systémy plaveckého zariadenia, kde sa používajú rôzne typy čerpadiel

Na zabezpečenie požiarnej bezpečnosti na palube každej lode musí byť lodné hasiace zariadenie. Zvyčajne sú tieto jednotky kompaktné a ľahké. Ak chcete efektívne reagovať na požiar a rýchlo vyhľadať ohňa, čerpadlo sa musí rýchlo spustiť. V tomto prípade musí požiarne čerpadlo poskytnúť potrebnú hlavu a prietok, aby sa zabezpečil silný prúd vody.

V prípade plnenia nádrží morskou vodou sa používa sušiace čerpadlo. Pre bezpečnostné požiadavky by mali byť na obchodných alebo dopravných plavidlách aspoň dve čerpadlá. Pre vložky pre cestujúcich sú potrebné tri takéto čerpadlá. A jeden z nich by mal produkovať len odvlhčovanie, zatiaľ čo ostatné dva môžu byť použité na iné účely, ale musia byť nutne zahrnuté do všeobecného odvodňovacieho systému.

Chladiace alebo vykurovacie systémy sú potrebné na vykurovanie alebo znižovanie teploty prevádzkových kvapalín v lodných inštaláciách. Napríklad, pred privádzaním paliva do spaľovacieho motora, musí byť vyčistený a vykurovaný. Ale mazací olej je naopak potrebné, aby sa ochladil. Pohyb pracovnej tekutiny je zabezpečený prevádzkou špeciálnych čerpadiel.

Na zabezpečenie pohodlného bývania posádky je potrebný sanitárny systém lode. Prevádzkovanie takéhoto systému je zabezpečené sanitárnymi čerpadlami. S ich pomocou sa do kúpeľne dodáva pitná voda alebo voda z vodovodu.

Systém balastu slúži na odčerpávanie a naplnenie záťažových nádrží nádoby morskou vodou.