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消防泵機(jī)械設(shè)計(jì)啟泵裝置的探討論文
目前,我國(guó)消防泵的制定要求還沒有相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)期間只是根據(jù)系統(tǒng)要求的流量、制造廠的樣本進(jìn)行選擇的。但消防泵的該種設(shè)計(jì)并不能在消防中得到較好應(yīng)用。而且,消防泵制造廠也沒有對(duì)根據(jù)它的特殊要求進(jìn)行研究,導(dǎo)致市場(chǎng)中的消防泵在技術(shù)領(lǐng)域缺乏相關(guān)依據(jù)。
1離心泵的裝置及工作原理
(1)為了使離心泵能正常工作,離心泵必須配備一定的管路和管件,這種配備有一定管路系統(tǒng)的離心泵稱為離心泵裝置。主要有底閥、吸入管路、出口閥、出口管線等。
(2)離心泵的結(jié)構(gòu):①離心泵的品種很多,各種類型泵的結(jié)構(gòu)雖然不同,但主要零部件基本相同;②主要零部件有泵殼、泵蓋、泵體、葉輪、密封環(huán)、泵軸、機(jī)封或填料函、聯(lián)軸器、軸承等。
2消防泵的結(jié)構(gòu)要求
(1)消防泵的性能要求。消防泵在使用期間,由于產(chǎn)生的及時(shí)性,就會(huì)利用大量水。但隨著水量的不斷增加,操作人員就不可能按照嚴(yán)格要求來(lái)實(shí)施,從而大開閥門。為了保證良好的滅火效果,在這期間就要保證水壓不能降低。而且,在用水量減少期間,也不能將壓力調(diào)太高,必須利用壓管以及管道附件來(lái)實(shí)施。特別是用水量的不固定現(xiàn)象,所以消防泵的設(shè)計(jì)不僅要滿足大流量穩(wěn)定性,還要保證小流量的穩(wěn)定運(yùn)行。
(2)消防泵的緊急要求。火災(zāi)發(fā)生期間,消防泵的使用就會(huì)產(chǎn)生及時(shí)性[1]。所以消防泵的設(shè)計(jì)要求還要具有一定適應(yīng)性。一方面,消防泵在遇到火情期間,保證能夠及時(shí)啟動(dòng)。另一方面,當(dāng)消防泵用水量產(chǎn)生遞增、遞減等情況時(shí),還要對(duì)消防泵進(jìn)行調(diào)整,從而使它在使用期間滿足一定要求。
(3)消防泵的可靠要求。消防泵的設(shè)計(jì)要求就要滿足較大可靠性。消防泵在一般情況下是不運(yùn)行的,所以運(yùn)行的數(shù)量比較少,產(chǎn)生的可靠性就無(wú)法驗(yàn)證。消防泵的可靠性表現(xiàn)在多種情況下,如:泵本身的控制系統(tǒng)、管路系統(tǒng)等。根據(jù)泵的本身情況進(jìn)行分析,影響可靠性變化為。第一,泵的部件選擇是否實(shí)現(xiàn)足夠強(qiáng)度,因?yàn)橄辣玫倪M(jìn)出口閥門是開啟狀態(tài)的,主要因?yàn)樵撓到y(tǒng)的利用頻率比較短。所以泵閥門在啟動(dòng)期間呈現(xiàn)大開狀態(tài),就會(huì)導(dǎo)致各個(gè)部件存在較大扭矩。第二,泵本身結(jié)構(gòu)的合理性,由于消防泵流量比較大,產(chǎn)生的揚(yáng)程、推力也比較大,所以要保護(hù)軸承,就要實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)平衡性。第三,材料的選擇要考慮特殊物質(zhì)。第四,驅(qū)動(dòng)機(jī)的選擇要根據(jù)消防泵的工作范圍,選擇具有足夠富裕度的驅(qū)動(dòng)機(jī)[2]。第五,驅(qū)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)也要保證可靠性,特別是消防泵的緊急情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確運(yùn)行。
3改進(jìn)消防泵的相關(guān)技術(shù)
(1)性能曲線設(shè)計(jì)
根據(jù)消防泵的性能要求,如果性能曲線設(shè)計(jì)要平坦,出口安裝角的設(shè)計(jì)就要比較大。而且,為了避免在曲線設(shè)計(jì)期間出現(xiàn)駝峰曲線,安裝的葉片出口角就要比較小。由于葉片數(shù)與揚(yáng)程之間具有較大影響,所以在設(shè)計(jì)期間就要對(duì)葉片進(jìn)行調(diào)整,并對(duì)已經(jīng)增大的角口進(jìn)行補(bǔ)償。要防止駝峰現(xiàn)象,就要減少葉片的安裝數(shù)量。根據(jù)泵在運(yùn)行期間產(chǎn)生的功率變化,如果葉片出口安裝角比較大,功率就要變大,如果減少葉片數(shù),功率就會(huì)產(chǎn)生較大消耗。但由于消防泵的運(yùn)行并不是長(zhǎng)期的,產(chǎn)生的消耗問題不能損失較大的經(jīng)濟(jì)效益,所以機(jī)械設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)期間,要對(duì)泵運(yùn)行的可靠性進(jìn)行考慮。
(2)適應(yīng)性設(shè)計(jì):
�、侔l(fā)生火情期間。發(fā)生火情期間,能夠使消防泵自動(dòng)啟動(dòng)[3]。主要在控制系統(tǒng)期間,當(dāng)該泵接到相關(guān)信號(hào),就能及時(shí)將驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)以及發(fā)電機(jī)組等裝置啟動(dòng)。而且,消防泵在發(fā)生火情期間,由于消防泵自身具有良好吸入性,在入口處產(chǎn)生的危害較小,所以泵在運(yùn)行期間能夠有效避免氣蝕現(xiàn)象的出現(xiàn)。消防泵在啟動(dòng)期間都很及時(shí),所以在灌泵期間存在較大制約性,所以在消防泵入口就要有一定的倒灌高度。這樣不僅能夠保證泵在入口處由于正壓出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象,還能使消防泵在快速啟動(dòng)期間保證良好安全性;②變頻調(diào)速裝置。消防泵在機(jī)械設(shè)計(jì)期間,還要與變頻調(diào)速裝置進(jìn)行結(jié)合。當(dāng)該裝置在用水量中不斷升高并超出合理的工作范圍,在能夠確定水量合理要求情況下,還要保證壓力的合理性,但這種現(xiàn)象的存在,只依靠消防泵的自身特征是不能完成的。所以在系統(tǒng)中應(yīng)安裝變頻調(diào)速裝置,并能夠在短時(shí)間內(nèi)提高電力轉(zhuǎn)速。
(3)可靠性設(shè)計(jì):
�、俨考O(shè)計(jì)。消防泵在設(shè)計(jì)期間要具有足夠的強(qiáng)度以及足夠的剛度,這樣才能使它適應(yīng)大啟動(dòng)扭矩,如果在操作期間超出標(biāo)準(zhǔn)范圍,也能夠體現(xiàn)較大適應(yīng)性。所以部件的實(shí)際要求應(yīng)遵循幾種形式。如:泵軸應(yīng)為整體設(shè)計(jì),特別要設(shè)計(jì)具有充足剛性的、加粗的泵軸。對(duì)于葉輪的葉片設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)形式應(yīng)適量加厚。對(duì)于泵徑向以及推力的軸承設(shè)計(jì),應(yīng)選擇軸承質(zhì)量比較高、負(fù)荷性進(jìn)行設(shè)計(jì);②泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。消防泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要保證合理性,由于泵在運(yùn)行期間,它能夠?qū)崿F(xiàn)較大軸向推力,所以要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)才能實(shí)現(xiàn)平衡性。如:對(duì)于大流量消防泵設(shè)計(jì),應(yīng)實(shí)現(xiàn)雙吸式。如果由于相關(guān)因素要選擇單吸式,特別是大流量懸臂葉輪的選擇,也要實(shí)現(xiàn)平衡性設(shè)計(jì)要求,從而保證消防泵在使用期間造成軸承較大推力,影響消防泵無(wú)法正常工作;③部件材料。消防泵的設(shè)計(jì)在材料選擇上要具有良好耐腐蝕性。特別在海水中使用的消防泵,對(duì)泵體葉輪接觸海水部位的相關(guān)材料要選擇耐海水腐蝕、具有足夠腐蝕裕度的材料。主要是由于海水中的藻類以及貝殼類植物繁殖比較快,如果不對(duì)這些物體進(jìn)行處理,繁殖的生物體就會(huì)將泵口堵住[5]。如果相關(guān)的貝殼物體進(jìn)入葉輪中,就會(huì)影響葉片質(zhì)量。所以消防泵在海水中的泵設(shè)計(jì)不僅要選擇抗腐蝕的材料,還要對(duì)海水消防泵池定期進(jìn)行化學(xué)處理;④驅(qū)動(dòng)機(jī)。在選擇驅(qū)動(dòng)機(jī)期間,要根據(jù)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系數(shù)來(lái)選擇,由于電力在使用期間的系數(shù)不能超過1.16,在任何情況下,都應(yīng)根據(jù)大流量啟動(dòng)功率、運(yùn)行期間的功率、富裕度以及泵運(yùn)行性能的相關(guān)曲線來(lái)確定。電動(dòng)機(jī)的選擇還要根據(jù)電源的穩(wěn)定性、可靠性進(jìn)行選擇,特別是選擇獨(dú)立電源,應(yīng)放在防火建筑以及發(fā)電機(jī)組中進(jìn)行使用。消防泵電機(jī)的選擇還應(yīng)對(duì)斷路器以及轉(zhuǎn)過電流進(jìn)行保護(hù)。由于消防泵安裝在水池或水中,電機(jī)組容易受潮,所以電機(jī)選擇一定要安裝空間加熱器,從而避免出現(xiàn)短路現(xiàn)象。
4消防泵機(jī)械應(yīng)急起泵裝置
機(jī)械應(yīng)急起泵裝置具有一定的特殊性,其起泵功能能夠應(yīng)用于不同的起泵方式中。例如,可以應(yīng)用于全壓?jiǎn)?dòng)、降壓?jiǎn)?dòng)中。而在一般的消防泵控制柜中,都安置有消防泵啟動(dòng)操作手柄,當(dāng)應(yīng)急啟動(dòng)之后,系統(tǒng)就會(huì)拉動(dòng)手柄,在拉動(dòng)的動(dòng)作,能夠與泵內(nèi)的機(jī)械閉合回路進(jìn)行接觸,導(dǎo)致接觸器回路閉合。然后水泵電機(jī)直接處于全壓?jiǎn)?dòng)狀態(tài)中。在降壓消防泵應(yīng)急啟動(dòng)環(huán)節(jié)中,主要分為三種啟動(dòng)模式。第一,直接應(yīng)急啟動(dòng)模式。直接的應(yīng)急啟動(dòng)模式是這些應(yīng)急啟動(dòng)中最為簡(jiǎn)單的一種啟動(dòng)方式。在消防泵的控制中,當(dāng)有緊急情況出現(xiàn)時(shí),只需要通過機(jī)械應(yīng)急手柄閉合主接觸器,就能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)急起泵。第二,在星三角啟動(dòng)控制中,需要機(jī)械應(yīng)急手柄將兩個(gè)運(yùn)行中的接觸器閉合,然后就能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)急起泵。第三,在軟啟動(dòng)控制器中,通過機(jī)械應(yīng)急手柄的操作,將旁路中的接觸器進(jìn)行閉合,實(shí)現(xiàn)應(yīng)急起泵。在以上所有的降壓?jiǎn)?dòng)控制器中,需要應(yīng)急起泵的操作時(shí),都需要在應(yīng)急手柄將控制器閉合后,能夠使得消防泵電機(jī)進(jìn)入到運(yùn)行狀態(tài)。
5結(jié)論
消防泵的結(jié)構(gòu)要求決定了裝置的設(shè)計(jì)流程,為了對(duì)消防泵機(jī)械應(yīng)急裝置進(jìn)行設(shè)計(jì),機(jī)械人員就要根據(jù)相關(guān)的制定標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)消防泵的結(jié)構(gòu)要求以及相關(guān)技術(shù),制定我國(guó)高技術(shù)水平的消防泵,從而實(shí)現(xiàn)消防泵在各個(gè)行業(yè)的工作需要。
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