Ladijske črpalke: vrste, razvrstitev, značilnosti, namen

Zgodovina ladjedelništva s koreninami se nadaljuje v starodavne čase - prva omemba plavalnih sredstev se je pojavila pred več kot pet tisoč leti. Potem so se ljudje preselili po rekah in morjih na ladje, ki so jih vodili vesli. Od takrat je ladjedelništvo doseglo izjemen preboj in danes ta industrija zavzema vodilno mesto v gospodarskem in političnem sektorju razvoja države.

Danes je terminologija splošno sprejeta, po kateri je morsko plovilo velika naprava za plavanje, namenjena za morski ribolov, prevoz blaga ali prevoz potnikov. Pomorsko plovilo je vojaška plavalna naprava. Za pravilno delovanje katere koli od teh vrst plovil je potrebno zanesljivo delovanje vseh elementov in sistemov. Najprej je treba zagotoviti optimalno delovanje ladijskih črpalk, saj je gibanje različnih tekočin skozi cevovode plovila konstantno.

Zakaj potrebujemo črpalke na ladji?

Na začetku so bile črpalke izdelane izključno za dviganje vode. Prvi model ladijske hidravlične naprave, namenjene črpanju vode iz skladišč, je bila ročna batna črpalka. Zdaj je splošno znano kot motor črpalke. Uvedba parnih elektrarn na ladjah je predstavljala batne črpalke s parnim pogonom.

Druge, sodobnejše vrste hidravličnih mehanizmov so se začele razširjati v ladjedelništvu skupaj z razvojem tehnologije. Ogromno vlogo pri razvoju novih črpalk je igral električni motor. Njihova uvedba je zagotovila povečanje hitrosti vrtenja delovnega dela naprave in moč črpalke.

Danes so črpalke našle široko uporabo v vseh panogah nacionalnega gospodarstva. Ladjedelniško območje ni postalo izjema. Trenutno se vse obstoječe vrste takšnih naprav aktivno uporabljajo v pomorskem ladjedelništvu.

Kaj je črpalka?

Črpalka je naprava, namenjena premikanju tekočine od spodnjega nivoja do zgornjega. Včasih s pomočjo tega mehanizma tekočina prevažamo, da dobimo določeno količino energije ali povečamo tlak. V glavnih sistemih morskega plovila se črpalke uporabljajo skoraj povsod: nameščene so v sisteme elektrarn, hidravlične pogone, sisteme za vzdrževanje posadke itd.

Načelo delovanja črpalke

Preoblikovanje energije ladijski motor te naprave povzročajo, da se premika v želeni smeri (da se dvigne navzgor, premakne vodoravno ali kroži znotraj zaprtega sistema). Ustvarjanje potrebnega prevoza določenega delovnega tekočine so takšne hidravlične naprave v vsakem primeru vključene v črpalni sistem, katerega osnovna shema je primerna za oskrbo z vodo ali za odvajanje odpadne vode.

Shematski diagram katere koli črpalne postaje plovila

Kot pogonski mehanizem v tej shemi se uporablja električni motor, priključen na električno omrežje. Sesanje delovne tekočine izvira iz spodnjega bazena in se zaradi pretvorbe energije premika vzdolž tlačne cevi na zgornjo raven. Hkrati je energija delovne tekočine, ki poteka skozi črpalko, vedno večja od energije pred črpalko.

Izpušna glava je odvisna od dovajanja, moči in učinkovitosti naprave. To je povečanje specifične energije tekočine, ki se prevaža od točke vstopa v črpalko, preden jo zapusti. Izraženo v metrih, določa višino dvigala ali potovalno razdaljo delovnega sredstva.

Glavne značilnosti hidravlične naprave

Za dovod tekočine je značilna njena prostornina na enoto časa. Optimalna moč črpalke je potrebna za ustvarjanje zahtevane glave in premagovanje vseh vrst izgub, ki so neizogibne, ko se tekočina premika skozi cevovod. Moč črpalke, izražene v kW, določa moč pogonskega motorja in nameščeno zmogljivost celotne črpalne postaje.

Koeficient učinkovitosti črpalke določa ustreznost njegove uporabe pri menjavi glavnih parametrov črpalna postaja.

Kako črpati črpalke

Vse vrste črpalk, nameščenih na ladji, so razvrščene v skladu z naslednjimi značilnostmi:

• S položajem pogonske gredi (vodoravno ali navpično).
• Z vrsto pogona (električni pogon, pogon turbine ali pogon batnega mehanizma). Pogonski mehanizem črpalke lahko priključite neposredno na pogonsko gred ali prek menjalnika. Deluje samostojno ali samostojno. Samostojne črpalke lahko delujejo neodvisno od drugih naprav, neavtonomne (obesne) črpalke pa poganja mehanizem, ki ga delujejo.
• Na moč ustvarjene glave (nizkotlačni, srednjetlačni ali visokotlačni).
• Obstaja tudi klasifikacija ladijskih črpalk po dogovoru. Lahko so posebni, splošni ali namenjeni za servisiranje določenih enot in mehanizmov plovila ali ladijske elektrarne.

Posebne črpalke je mogoče uporabiti za premikanje vode na pete ali rezervoarje plavalne naprave, za prevoz tekočega tovora ali za odstranjevanje ostankov iz tovornih prostorov. S svojo pomočjo lahko dobavljajo vročo vodo pralnim napravam teh predelkov. Reševalci plovil so lahko opremljeni z močnimi drenažnimi črpalkami, požarne črpalke pa ognjeodporne črpalke z veliko produktivnostjo.

Črpalke, ki se uporabljajo pri opremljanju glavnih in pomožnih enot plovila, se uporabljajo za neprekinjeno in učinkovito delovanje teh elementov. Ponavadi so uvedeni v kotlovnicah in elektrarnah. Vključujejo: črpanje goriva, gorivo, olje, hranila, kondenzat, vodo in druge vrste naprav.

Ladijske črpalke in njihove značilnosti

Odvisno od principa delovanja so volumetrične črpalke - rezilo, orodje, vijak. Črpalke so lahko centrifugalne ali jet. Razvrščajo jih po namenu in vrsti uporabe. Na primer, obstajajo črpalke balasta, kalužna, hranilna snov (ki se uporablja za oskrbo olja ali vode s hladilnim sistemom), požar, pritisk in drugo. Bistvo delovanja volumetričnih črpalk je periodična dobava ločene količine delovne tekočine iz sesalne komore v kompresijsko komoro.

Najpreprostejši volumetrični hidravlični mehanizmi so rotacijsko-batne črpalke. Črpalne črpalke se običajno uporabljajo v splošnih ladijskih sistemih, strojih in mehanizmih hidravličnega pogona, glavnem sistemu motorja in vzdrževanju krmilnih naprav.

Centrifugalne črpalke se nanašajo na naprave hidrodinamičnega delovanja. Glavno delovno telo v njih je vrtljivo kolo, na katerem so rezila ali rezila. Ti so tisti, ki prenašajo potrebno energijo in usmerjajo tok. Te naprave zagotavljajo neprekinjen tok curka tekočine, t.j. krma je enakomerno porazdeljena. Na krmilo delovnega sredstva (izhodna moč črpalke) vpliva velikost rotorja in njegova hitrost vrtenja. Velik diametri impelerja pri visokih hitrostih zagotavljajo večjo hidravlično moč.

Za centrifugalne črpalke je značilen kontinuirni curki tekočine in posledično enakomernost dobave. Pretok (zmogljivost) črpalke je odvisen od velikosti rotorja in hitrosti vrtenja: večji je premer in hitrost rotorja, večja je zmogljivost črpalke. Zelo pogosto za povečanje pretoka tekočih centrifugalnih črpalk izvedemo v večkolesni izvedbi.

Po tipu delovnega sredstva se črpalke delijo na centrifugalne in aksialne črpalke (včasih imenovane propelerske črpalke). To vključuje tudi vrtalne hidravlične naprave. V centrifugalnih in vrtinčne črpalke Delovna tekočina se lahko premika radialno in v osni (propeler) - vzdolž osi gredi.

V črpalkah je energija dobavljena skupaj s tokom delovnega sredstva (tekočine ali pare). Potencialna energija pretoka v šobi črpalke postane kinetična. Zaradi visoke hitrosti pretoka delovnega toka v sesalno komoro, sam delovni agent vnaša tekočino ali plin iz te komore. Mešani tok poteka vzdolž razelektritve skozi difuzor. Zmožnost suhe sesanja in ustvarjanje globokega vakuuma lahko zagotovijo delovanje črpalke pod vodo. Vendar pa je slaba učinkovitost in ne-avtonomnost te vrste črpalk njihova pomanjkljivost.

Jetrna črpalka, namenjena injiciranju delovne tekočine, t.j. za povečanje njenega tlaka, se imenuje injektor. Vbrizgalne črpalke se pogosto uporabljajo za oskrbo parnih generatorjev majhnih plovil. Injektorji se kličejo jet črpalke, zagotavljanje absorpcije delovne tekočine. Uporabljajo se pri odstranjevanju zraka ali kondenzata iz vseh prostorov ali enot.

Vrste

Zelo pogost tip hidravlične naprave je zobna črpalka (NS). Podajalnik je par orodij v hermetično zaprtem ohišju. Ko se kolesa začnejo vrteti, zobje, ki ne pridejo v stik, povzročijo povečanje glasnosti in tekočina se vpije skozi spodnji vstop. Delci dohodne tekočine se postopoma kopičijo v prostoru med kolesi in so prisiljeni na svojo zunanjo stran. Torej delovno sredstvo vstopi v kompresijsko komoro in vstopi v izhodno cev. Te vrste ladijskih črpalk se uporabljajo za črpanje viskoznih tekočin z dobrimi mazalnimi lastnostmi, na primer gorivo ali olje.

Vijačne črpalke na ladjah se nanašajo tudi na obsežne. Odvisno od tega, koliko delovnih elementov ima črpalka, razlikujemo naprave z enim, dvema, tremi ali več vijaki.

Ko se pogonska gred vrti, vijak izvede zapleteno vrtljivo gibanje, pri katerem delovna tekočina, ki prihaja iz sesalne šobe, vstopi v medbančni prostor. Ko je vijak obrnjen v določen kot, je delovno sredstvo v vijačni komori zaklenjeno, kot je bilo. Delovanje vijakov povzroči vbrizgavanje delovnega sredstva v tla. Če se tekočina prekomerno nabira in se tlak poveča, se v kompresijski komori odpre poseben varnostni ventil - odvečna tekočina se vrne nazaj v vstopno komoro.

Načelo delovanja navpične centrifugalne črpalke plovila temelji na stalnem dovajanju delovne tekočine. Delovno telo črpalke je rotor s posebnimi rezili, pritrjenimi na vrtljivi pogonski gredi. Pogon se izvaja z električnim motorjem. Ko centrifugalna črpalka teče, se energija motorja prenese v tekočino z vrtljivimi lopaticami. V tem primeru ustvarijo potreben pritisk, pod katerim je zagotovljeno gibanje delovnega sredstva od vhoda v vtičnico.

Navpično večstopenjske centrifugalne črpalke se uporabljajo skoraj povsod, v vseh elektrarnah. Večstopenjske ladijske črpalke se uporabljajo, kadar so potrebni visoki tlaki delovnega medija. Načelo delovanja takšnih naprav je, da tekočina, ki je dosegla potreben tlak v eni stopnji, teče v izhodno šobo skozi naslednjo stopnjo, kjer se njen pritisk ponovno dvigne.

Črpalke so lahko različno oblikovane glede na moč. Ogromna moč tlačnih črpalk velikih tankerjev lahko doseže več deset tisoč ton tekočine na uro.

Namen črpalke na plovilu

Črpalke na plovilih so potrebne za črpanje morske vode ali njihovo uporabo v različnih osnovnih sistemih plavalne naprave. Običajno gre za splošne sisteme, kot so:

• Ognjevarna.
• Desikant.
• Hlajenje
• Sanitarni.
• Kanalizacija.
• Balast.

Najpomembnejši sistemi plavalne opreme, kjer se uporabljajo različne vrste črpalk

Da bi zagotovili požarno varnost na krovu vsake ladje, bi morala biti ladijska požarna črpalka. Običajno so te enote kompaktne in lahke. Za učinkovito odzivanje na ogenj in hitro iskanje ognjišča je treba črpalko hitro zagnati. V tem primeru mora požarna črpalka zagotoviti potrebno glavo in tok, da se zagotovi močan vodni curek.

V primeru polnjenja posod z morsko vodo se uporablja sušilna črpalka. Za varnostne zahteve mora biti na komercialnih ali transportnih plovilih vsaj dve kalužni črpalki. Za potniške obloge so potrebne tri črpalke. In eden od njih bi moral proizvesti le razkuževanje, drugi pa se lahko uporabljajo za druge namene, vendar jih je nujno treba vključiti v splošni drenažni sistem.

Hladilni ali ogrevalni sistemi so potrebni za segrevanje ali znižanje temperature delovnih tekočin ladijskih naprav. Torej, na primer, pred dovajanjem goriva na motor z notranjim izgorevanjem, ga je treba očistiti in ogreti. Toda mazalno olje je potrebno, nasprotno, ohladiti. Premik delovne tekočine je zagotovljen z delovanjem posebnih črpalk.

Za zagotovitev udobnega življenja posadke je potreben sanitarni sistem ladje. Delovanje takega sistema zagotavljajo sanitarne črpalke. S svojo pomočjo je v kopalnici dobavljena pitna voda ali vodovodna voda.

Sistem za balast služi za odvajanje in zapolnitev balastnih rezervoarjev plovila z morsko vodo.