1、第二章 船用泵及閥件Ø學習目的知識目標：1、 了解船用泵的功用及其分類2、 初步了解泵的性能參數3、 初步熟悉容積式泵、葉輪式泵、噴射泵的結構及區別4、 初步了解船用常見泵的結構與原理5、 了解船用閥門的功用及其分類6、 初步熟悉閘閥、截止閥、節流閥、止回閥、安全閥的功能及結構7、 簡單了解閥門執行裝置的分類與結構能力目標：1、 識別往復泵、離心泵、噴射泵的基本構造，了解三者特點及使用環境。2、 了解船用閥門分類，能識別，能操作閥門，了解各類閥門基本工作原理。第一節 船用泵概述在船上經常需要輸送水、油和其它各種液體，這些輸送任務都是通過一種稱為泵的設備來完成的，所以泵是用來輸送液體的

2、一種機械。一、泵的功用液體不可能自發地從壓力比較低處流入壓力比較高處，而需要向輸送的液體提供足夠的機械能才能達到輸送液體的目的，從這種意義講，泵是用來提高液體機械能的一種設備。液體機械能有位能、動能和壓力能三種形式，它們之間可以相互轉換。機械能量較低的液體是不可能自發地到達機械能量較高的位置，況且液體在管路中流動還要克服管路阻力而損失一部分能量。    例如，鍋爐給水需要顯著提高液體的壓力能；將壓載水駁出舷外，需要提高液體的位能，這些液體的輸送都需要用泵來完成。圖 2-1 船用泵類二、泵的分類1、按用途可分為：船舶通用泵：是為船舶營運及船上人員生活需要而

3、設置的，是機動船舶都須裝備的泵，主要有壓載水泵、艙底水泵、消防水泵、衛生水泵和淡水泵等。船舶動力裝置用泵：是為船舶動力裝置的工作需要而設置的。柴油機船舶主要有燃油駁運泵、燃油輸送泵、主機缸套和活塞冷卻泵、海水循環泵、潤滑油泵、潤滑油駁運泵、柴油發電機的冷卻水泵和海水泵等。船舶輔助機械用泵：主要是為船舶輔助機械提供服務的。船舶專用泵：是用來滿足特殊船舶的需要，如油船上的貨油泵、挖泥船上的吸泥泵、破冰船上的壓載泵、深水打撈船上的打撈泵、消防船上的消防泵以及油船上的貨油泵等。2、按工作原理可以分為：容積式泵：靠工作部件的運動造成工作容積周期性地增大和縮小而吸排液體，并靠工作部件的擠壓把機械能傳給液體

4、，達到輸送液體的目的。容積式泵可根據吸排液體部件的運動特點分為往復泵和回轉泵。根據運動部件結構不同，分為活塞泵、柱塞泵、齒輪泵、螺桿泵、葉片泵和水環泵。葉輪式泵：主要是通過工作葉片帶動液體高速轉動，使液體的能量增加，然后再將動能轉換為壓力能，從而完成吸排作用的。根據泵的葉輪和流道結構特點的不同可分為離心泵、軸流泵、混流泵和旋渦泵。噴射泵：是通過噴射工作流體所產生的高速射流，吸引周圍流體，進行動量交換，把動能傳給輸送的流體，然后再將動能轉換為壓力能，從而達到輸送流體的目的。有水射水泵、水射真空泵、蒸汽噴射泵和空氣噴射泵等。三、泵的性能參數1、轉速轉速是指泵軸每分鐘的回轉數，用n表示，單位是rmi

5、n。大多數泵系由原動機直接傳動，二者轉速相同。但電動往復泵一般需經過減速，故其泵軸(曲軸)的轉速比原動機要低。2、功率和效率泵的功率有輸出功率和輸入功率。輸出功率又稱為有效功率，指泵單位時間內實際傳給液體的能量，用Pe表示，泵的輸入功率也稱軸功率，是指泵軸所接受的功率，用P表示。由于泵在實際工作中總存在各種能量損失，所以泵的有效功率總小于軸功率，可用效率來衡量。輸出功率和輸入功率之比稱為泵的效率，即Pe/P 。效率表示泵性能的好壞以及動力的利用程度，效率越高說明泵的工作越經濟。3、流量是指泵在單位時間內所輸送液體的量，可用容積或質量來度量，分別稱為容積流量Q(m3s)或質量流量G(kgs)。4

6、、揚程（壓頭）指單位重量液體通過泵后所增加的機械能，常用H表示，單位是m。單位重量液體的機械能又稱水頭，因此，泵的揚程即為泵使液體所增加的水頭。如揚程全部用來提高液體位能，而假設不存在管路阻力損失，則揚程即為泵使液體所能上升的高度。5、允許吸上真空度泵工作時所允許的最大吸入真空度, 用Hs表示，單位是MPa。泵工作時吸入口處的真空度高到一定程度時，由于液體在泵內的最低壓力降到其飽和蒸汽壓力，液體就可能在泵內汽化，使泵不能正常工作。允許吸上真空度是泵吸入性能好壞的重要標志。它主要和泵的型式與結構有關，泵內壓降小的泵允許吸上真空度就大。大氣壓力入降低、液體溫度增高或泵流量增大，也都會使允許吸上真空

7、度減小。泵銘牌上的Hs是由制造廠在標準大氣壓(760mmHg)下以常溫(20)清水在額定工況下進行試驗而得出的。水泵的允許吸上真空度常用水柱高度(m)來表示，稱為允許吸上真空高度，用Hs表示。四、船舶主要泵型工作原理簡介 1、往復泵：屬于容積式泵，它是利用活塞或柱塞在泵缸中作往復運動，從而引起工作腔室的容積變化來產生吸排作用。因此，可稱為活塞泵或柱塞泵。結構如圖2-2所示。圖2-2 往復泵原理工作原理：活塞右移時，排出閥關閉，吸入閥開啟，開始吸液，當活塞移至右端點時，吸液行程結束；活塞由右端點向左移時，吸入閥關閉，排出閥開啟，開始排液，當活塞移至左端點時，排液行程結束。在上述的往復泵中，活塞在

8、一個往復行程中只吸排一次，這種泵因為只有一個工作空間，吸入和排出過程是交替進行的，我們把這樣的往復泵稱為單作用泵，它的排出過程是斷續進行，其流量極不均勻。為了提高往復泵的流量并使其流量更均勻，往往采用多作用泵。如圖2-3所示，在一個泵缸中有兩個工作空間，每個空間都有自己的吸人閥和排出閥，這樣，活塞在一個往復行程中各完成兩次吸、排，我們稱它為雙作用往復泵。當轉速、泵缸尺寸相同時，雙作用往復泵流量比單作用往復泵大約增加一倍，輸液也比較均勻。另外還有三作用往復泵和雙缸四作用往復泵等。往復泵的特點：有自吸能力。可以產生很高的壓頭。理論流量與壓頭無關。輸送液體不均勻。轉速不能太高。當輸送的液體含有固體雜

9、質時，泵閥容易摩擦和墊起。所以，在吸入口常設濾器。結構比較復雜，易損件多。圖2-3 雙作用泵示意圖由于具有以上特點，在流量相同時往復泵比其它泵笨重，造價較高，管理和維護工作比較繁瑣，所以在許多場合已經被離心泵所取代。但在工作中容易吸入氣體，在需要有比較好自吸能力的場所，如艙底水泵、鍋爐給水泵和油輪掃艙泵，常常采用往復泵。2、離心泵：屬于葉輪式泵，它用以產生吸排液體的主要部件是具有葉瓣的葉輪，當葉輪由原動機帶動回轉時，充滿在葉輪中的液體被帶動作高速旋轉而獲得離心力，從進口流向出口，因而稱為離心泵。 主要工作部件是葉輪和泵殼。葉輪亦稱工作輪，通常是由57個弧形葉片和前后圓形蓋板所構成。葉輪用鍵和螺

10、母固定在泵軸的一端，為了防止高速旋轉時葉輪松動，螺母采用反扣螺紋，軸的另一端則通過填料箱伸出泵殼之外，由原動機驅動順時針方向回轉。泵殼呈螺線形，亦稱螺殼或蝸殼，螺殼借兩法蘭分別與吸入管和排出管相接。如圖2-4所示。圖2-4 離心泵結構工作原理：泵工作時，預先充滿在泵中的液體，在葉片推壓下被迫隨葉輪一起回轉，產生一定的離心力，把液體從葉輪進口向葉輪外周甩出。與此同時，在葉輪中心形成一定的真空，因此，液體在吸入液面上的大氣壓力作用下，就會不斷地經吸入管、泵的吸入口進入葉輪。從葉輪流出的液體，壓力和速度都比進入葉輪時增加了很多。螺殼將它們匯聚并平穩地導向擴壓管。擴壓管流道截面是逐漸增大，從而使液體流

11、速降低，大部分動能轉變為壓力能，然后進入排出管。葉輪不停地等速回轉，液體的吸排也就連續均勻地進行。顯然，液體通過泵所增加的能量是原動機經葉輪對液體作功的結果。 因為空氣的密度很小，在標準狀況下約為淡水的1800，這樣，當葉輪回轉時，由于空氣所產生的離心力很小，在泵的吸入口處也就只能產生不大的真空，泵中仍然存有空氣，并且此空氣的壓力和液面上的大氣壓力相差不大，所以液體不能流入泵中，泵也就無法供液，所以說離心泵沒有自吸能力。為此，當離心泵吸人口的位置高于液面時，必須先向泵中灌滿水，進行引水。離心泵特點：供液均勻，工作平穩，而且流量容易調節； 重量輕而外形尺寸小；能與高速原動機直接相連而無需減速；對

12、雜質不敏感，易損件少，能輸送多種液體(包括泥漿等)；結構簡單緊湊，工作可靠，易于管理和維修。離心泵在船上的數量和使用范圍都超過了其它類型泵。但它所存在的主要缺點是沒有自吸能力，從而使離心泵適宜布置在吸入液面以下。否則，起動前必須引水，或采用具有自吸裝置的離心泵。在船上，離心泵應用較多，如循環水泵、冷卻水泵、凝水泵、給水泵、飲用水泵、衛生水泵、壓載水泵、艙底水泵、消防水泵和貨油泵等。3、噴射泵：靠高壓工作流體經噴嘴后產生的高速射流來引射被吸流體，與之進行動量交換，以使被引射流體的能量增加，從而實現吸排作用。常用的工作流體有水、水蒸氣、空氣。被引射流體則可以是氣體、液體或有流動性的固、液混合物。工

13、作原理：以水為工作流體和為引射流體的水射水泵。水射水泵主要由噴嘴、吸入室、混合室和擴壓室等幾部分組成，如圖2-5所示。工作流體自噴嘴噴出，由于射流質點的橫向紊動和擴散作用，與周圍的介質進行動量交換并將其帶走，使吸入室形成低壓，從而將被引射流體吸入。混合室又稱喉管。常做成圓柱形。中、低揚程泵也可將混合室做成圓錐形與圓柱形相組合，以減少混合時的能量損失。圖2-5 噴射泵及其結構噴射泵特點：效率較低。結構簡單，體積小，價格低廉。沒有運動部件，工作可靠，噪聲很小，使用壽命長。只有當噴嘴因口徑長期使用后，過分磨損導致性能降低，才需更換備件。吸人性能好。不僅有很高的自吸能力，而且抽送液體時的允許吸上真空度

14、也很高。可輸送含固體雜質的污濁液體，即使被水浸沒也能工作。由于以上特點，水噴射泵在船上被用作應急艙底水泵或工作時間較短的貨艙疏水泵。知識鏈接船舶用泵檢修一般流程適用于船舶離心泵、往復泵、齒輪泵、螺桿泵、旋渦泵、水環式真空泵等船用泵的檢修。 1、準備 在有條件的情況下，應進行拆前勘驗工作，其內容如下： 測量、記錄泵浦起動電流及工作電流、電壓值。 測量、記錄泵浦在出水閥全閉、半開和全開三種狀態下出口端壓力值和吸口真空度。檢查泵浦工作是否平穩，有無燥音和振動。 測量、記錄泵浦軸承處溫度。 檢查連軸節對中狀況以及軸封處、泵體結合面等處滲漏情況。 2、拆解 在機控室處切斷電源，掛上警示牌，由專業電工在泵

15、浦處將泵用馬達線拆開，并作好保護電線工作。如為蒸汽動力泵，應關閉蒸汽并掛警示牌。確認并關閉泵的進出口閥。泵浦有條件下必須整臺吊運進車間進行修理，進車間的泵浦需做好標識。拆下泵浦后留在現場的空間應做好相應的防護工作（拉紅白旗或加蓋），防止他人掉入。泵浦的吊運注意事項參照作業指導書吊運作業和安全操作規程。吊運過程中拆除的花鐵板及欄桿需及時恢復。在拆泵以及換新泵底座時，如需動火施工，必須先將動火相關位置作好清油工作。特別是換新底座，需注意泵底座下部是否為油艙，如果是油艙應安排清油、通風、測爆，審批妥動火單。油類泵拆卸時，嚴禁動火施工，需手工拆除。在拆卸時需做好防污染工作，并且需確認周圍無其他部門與人

16、員的動火作業。吊運油泵時悶好進出口，防止污染環境。 3、拆后勘驗及修補在拆修泵浦過程中，注意保留泵浦原部件，所拆下的零件應擺放整齊，做好記錄，并掛上標識牌。泵浦拆解后工作人員應將檢查的情況及時通報。檢查并記錄各零件的氣蝕、腐蝕及磨損情況。檢查、測量泵軸，做好記錄。檢查和測量并記錄離心泵葉輪阻水環間隙；往復泵活塞和缸套間隙；齒輪泵齒隙和齒頂與泵體間隙和端面間隙；螺桿泵螺桿與泵殼的徑向間隙；旋渦泵的端面間隙；水環式真空泵的端面間隙及葉輪與泵殼的徑向間隙。檢查并記錄各軸承間隙。 根據測量和勘驗記錄換新或修配不符合要求的零件。修理可以采用焊補、粘接、鑲套等工藝方法進行。在裝配時應根據要求配對各種間隙，

17、新制零件應符合要求，新裝配完工的泵浦轉動應輕松自如，不得有任何卡阻現象。泵裝配結束后應進行泵壓檢查試驗，壓力為工作壓力的1.5倍10分鐘不得滲漏（對泵殼修補而言）。4、裝配及復檢驗裝配完工后還必須對泵浦的軸向竄動及徑向間隙進行復測量，對泵浦的連軸節與泵浦的支架座平面跳動量和司必克同軸度復測，看是否符合規定的要求。如不符合要求，必須經機 加工或修理至符合要求。同時對泵的機械密封進行密封試驗。（將泵充滿液體，轉動泵軸，看機械密封處有無液體滴漏。）凡上鏜床鏜孔的泵殼體，同時檢查支架座的平面跳動量和司必克的同軸度，如不符合要求，必須加工至符合要求后再下車。 裝配結束后應進行檢查和運行試驗，試驗前應檢查

18、各儀表是否準確，泵浦及管系中是否充滿介質，有無漏水漏油現象。檢查連軸節對中狀況，轉動有無卡阻；起動前先點動一下，觀察運轉方向是否正確，檢查電動機起動時的電流及工作時的工作電流和工作電壓。檢查泵在出口閥全閉、半開和全開三種狀態下出口端壓力值及真空度，并檢查運行是否平穩、有無振動現象，隨時檢查軸承溫度，工作一小時后測量軸承溫度升高值，軸封處有無漏液現象等。確定泵是否能保證系統要求。在泵調試完成后，關閉泵浦進、出口閥，并關閉電源或動力汽源閥，撤去操作警示牌。第二節 船用閥門概述閥門是流體輸送系統中的控制部件，具有截斷、調節、導流、防止逆流、穩壓、分流或溢流泄壓等功能。用于流體控制系統的閥門，從最簡單

19、的截止閥到極為復雜的自控系統中所用的各種閥門，其品種和規格相當繁多。閥門可用于控制空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質、泥漿、油品、液態金屬和放射性介質等各種類型流體的流動。船舶上多用于控制壓縮空氣、冷卻水、液壓油等流體。一、閥門的分類閥門的種類很多，且有多種分類方法，按用途和作用一般分為：1、截斷閥類： 主要用于截斷或接通介質流。包括閘閥、截止閥、隔膜閥、旋塞閥2、調節閥類： 主要用于調節介質的流量、壓力等。包括調節閥、節流閥、減壓閥等。3、止回閥類： 用于阻止介質倒流。包括各種結構的止回閥。4、分流閥類： 用于分配、分離或混合介質。包括各種結構的分配閥和疏水閥等。5、安全閥類： 用于超壓安全保護

20、。包括各種類型的安全閥。二、船舶常用閥門介紹圖2-6 常見閘閥結構及外形1、閘閥：閘閥是指啟閉體(閥板)由閥桿帶動閥座密封面作升降運動的閥門，可接通或截斷流體的通道。當閥門部分開啟時，在閘板背面產生渦流，易引起閘板的侵蝕和震動，也易損壞閥座密封面，修理困難。閘閥通常適用于不需要經常啟閉，而且保持閘板全開或全閉的工況。不適用于作為調節或節流使用。如圖2-6所示。2、截止閥和節流閥截止閥和節流閥都是向下閉合式閥門，啟閉件（閥瓣）由閥桿帶動，沿閥座軸線作升降運動來啟閉閥門。截止閥的閥桿軸線與閥座密封面垂直，通過帶動閥芯的上下升降進行開斷。一旦處于開啟狀態，它的閥座和閥瓣密封面之間就不再有接觸，并具有

21、非常可靠的切斷動作，因而它的密封面機械磨損較小，由于大部分截止閥的閥座和閥瓣比較容易修理或更換密封元件時無需把整個閥門從管線上拆下來，這對于閥門和管線焊接成一體的場合是很適用的。圖2-7 常見截止閥結構及外形節流閥與截止閥的結構基本相同，只是閥瓣的形狀不同：截止閥的閥瓣為盤形，節流閥的閥瓣多為圓錐流線型，特別適用于節流，可以改變通道的截面積，用以調節介質的流量與壓力。介質通過此類閥門時的流動方向發生了變化，因此閥門的流動阻力較高。此外，引入的流體從閥芯下部引入稱為正裝，從閥芯上部引入稱為反裝，正裝時閥門開啟省力，關閉費力，反裝時，閥門關閉嚴密，開啟費力，此類閥門一般正裝。如圖2-7所示。3、止

22、回閥止回閥是指依靠介質本身流動而自動開、閉閥瓣，用來防止介質倒流的閥門。它的作用圖2-8 常見止回閥結構及外形是只允許介質向一個方向流動，而且阻止方向流動。通常這種閥門是自動工作的，在一個方向流動的流體壓力作用下，閥瓣打開；流體反方向流動時，由流體壓力和閥瓣的自重作用于閥座，從而切斷流動。包括旋啟式止回閥和升降式止回閥。如圖2-8所示。4、安全閥安全閥是自動閥門，它不借助任何外力，利用介質本身的壓力來排出一定量的流體，以防止系統內壓力超過預定的安全值。當壓力恢復到安全值后，閥門再自行關閉以阻止介質繼續流出。安全閥的作用原理是基于力平衡，一旦閥瓣所受壓力大于彈簧設定壓力時，閥瓣就會被此壓力推開，

23、其壓力容器內的氣（液）體會被排出，以降低該壓力容器內的壓力。如圖2-9所示。圖2-9 常見安全閥結構及外形選用安全閥要求靈敏度高、具有規定的排放壓力、在使用過程中保證強度、密封及安全可靠、動作性能的允許偏差和極限值。三、閥門執行裝置閥門執行裝置一般分為兩大類：氣動執行裝置、電動執行裝置1、閥門氣動執行裝置安全、可靠、成本低，使用維修方便，是閥門驅動機構中的一大分支。氣動裝置在具有防爆要求的場合應用較多。閥門氣動驅動裝置采用氣源的工作壓較低，圖2-10 一般閥門電動執行機構構造結構尺寸不大，閥門氣動驅動裝置的總推力也不很大。 2、電動執行機構一般由電機、減速箱、手操機構、機械位置指示機構等一些部

24、件組成。與其他閥門驅動裝置相比，電動驅動裝置具有動力源廣泛，操作迅速、方便等特點，并且容易滿足各種控制要求。所以，在閥門驅動裝置中，電動裝置占主導地位。如圖2-10所示。閥門在船舶上的用途是廣泛的，往往它所起到的作用也很大。例如在液壓系統中閥門能夠控制系統的運轉；在機艙各類管路系統中，閥門同樣也對維護運行設備的正常運轉起著重要作用。盡管如此，閥門同其它產品比較往往被人們忽視，在安裝機器設備時，人們往往把重點放在主要機器設備方面而忽略閥門的安裝；或者選用錯誤型號、規格的閥門等情況。這些作法都會使整個生產效率降低或停產、或造成種種其它事故發生。因此，對閥門的選用、安裝、使用等都必須進行認真負責的工

25、作，尤其對現代化船舶運行、生產和建設更應如此。知識鏈接船舶閥門操作方法及注意事項1、手動閥門的開閉手動閥門是使用最廣的閥門，它的手輪或手柄，是按照普通的人力來設計的，考慮了密封面的強度和必要的關閉力。有些人習慣于使用板手，應嚴格注意，不要用力過大過猛，否則容易損壞密封面，或板斷手輪、手柄。啟閉閥門，用力應該平穩，不可沖擊。某些沖擊啟閉的高壓閥門各部件已經考慮了這種沖擊力與一般閥門不能等同。對于蒸氣閥門，開啟前，應預先加熱，并排除凝結水，開啟時，應盡量徐緩，以免發生水擊現象。當閥門全開后，應將手輪倒轉少許，使螺紋之間嚴緊，以免松動損傷。對于明桿閥門，要記住全開和全閉時的閥桿位置，避免全開時撞擊上

26、死點。并便于檢查全閉時是否正常。假如閥辦脫落，或閥芯密封之間嵌入較大雜物，全閉時的閥桿位置就要變化。管路初用時，內部臟物較多，可將閥門微啟，利用介質的高速流動，將其沖走，然后輕輕關閉（不能快閉、猛閉，以防殘留雜質夾傷密封面），再次開啟，如此重復多次，沖凈臟物，再投入正常工作。常開閥門，密封面上可能粘有臟物，關閉時也要用上述方法將其沖刷干凈，然后正式關嚴。如手輪、手柄損壞或丟失，應立即配齊，不可用活絡板手代替，以免損壞閥桿四方，啟閉不靈，以致在生產中發生事故。某些介質，在閥門關閉后冷卻，使閥件收縮，操作人員就應于適當時間再關閉一次，讓密封面不留細縫，否則，介質從細縫高速流過，很容易沖蝕密封面。2

27、、一般注意事項200以上的高溫閥門，由于安裝時處于常溫，而正常使用后，溫度升高，螺栓受熱膨脹，間隙加大，所以必須再次擰緊，叫做“熱緊”，操作人員要注意這一工作，否則容易發生泄露。天氣寒冷時，水閥長期閉停，應將閥后積水排除。汽閥停汽后，也要排除凝結水。閥底有如絲堵，可將它打開排水。非金屬閥門，有的硬脆，有的強度較低，操作時，開閉力不能太大，尤其不能使猛勁。還要注意辟免物件磕碰。新閥門使用時，填料不要壓得太緊，以不漏為度，以免閥桿受壓太大，加快磨損，而又啟閉費勁。操作時，如發現操作過于費勁，如為填料太緊，可適當放松，如閥桿歪斜，應通知人員修理。有的閥門，在關閉狀態時，關閉件受熱膨脹，造成開啟困難；

28、如果必須在此時開啟，可將閥蓋螺紋擰松半圈至一圈，消除閥桿應力，然后板動手輪。思考與訓練一、課后的思考要點 一）、選擇題 1、不會使泵允許吸上真空度減小的是 （ ） A、大氣壓降低； B、液體飽和蒸汽壓力降低；C、泵流量增大； D、泵內壓降增大 2、下列屬于容積式泵的是 （ ） A、往復泵； B、旋渦泵；C、 噴射泵； D、離心泵3、往復泵閥箱被吸入閥和排出閥分隔為三層，中層通 （ ）A、吸入管； B、排出管；C、 泵缸 ； D、.空氣室；4、離心泵與往復泵相比，是其主要的特點。 （ ）A、流量不均勻； B、自吸能力差；C、不能抽送含雜質的污水； D、管理維修較麻煩5、水噴射泵在船上不用作。 （