CN116480576A - 一种单螺杆泵防止高低压运转和干摩擦保护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种单螺杆泵防止高低压运转和干摩擦保护系统，包括单螺杆泵和单螺杆泵自带的电磁阀，还包括压力监测装置和电气控制箱；所述压力监测装置安装于单螺杆泵出口处并与电气控制箱相连；压力监测装置设有压力开关和压力表，压力表监测单螺杆泵出口压力，压力开关根据压力表数值触发开启/闭合；所述压力开关包括低压压力开关和高压压力开关；低压压力开关触发压力为P1，高压压力开关触发压力为P2；所述电气控制箱内设有电磁阀控制开关，所述控制开关连接所述低压压力开关、高压压力开关。本发明的系统可有效的防止单螺杆泵在启动阶段及正常运行工作中干摩擦情况的发生，提高了船舶轮机系统运行的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于船舶制造技术领域，特别涉及一种单螺杆泵防止高低压运转和干摩擦保护系统。
背景技术
在船舶轮机系统中，机舱常会产生一些油污水汇积在舱底水舱，柴油机泄放污油及分油机分离后的油渣常汇积在油渣舱，这些污水和油渣中常带有固体颗粒杂质而不适宜齿轮泵和多螺杆泵，单螺杆泵常被用于驳运这种类型的油污水和油渣到焚烧炉系统或排岸。船舶机舱结构中，油污水舱和油渣舱一般布置在机舱的最底层，单螺杆泵通常安装在这些舱室顶部工作。
单螺杆泵工作时通过螺杆转子与橡胶定子间直接摩擦形成密闭空间来抽吸液体，为了防止橡胶因温度过高而分解变质，单螺杆泵工作时需要液体来冷却润滑，船舶系统常用电磁阀控制淡水喷入润滑。单螺杆泵的出口压力也不能过高，过高的压力也会损坏泵体。所以防止单螺杆泵超压及干摩擦是单螺杆泵正常工作的前提，也是延长单螺杆泵工作寿命的关键。
防止单螺杆泵干摩擦主要是控制淡水注入泵体，目前船用单螺杆泵厂家控制淡水注入的方式主要有：1）延时启动方式，泵工作前注入淡水，延时20-30秒后启动泵，同时停止淡水注入；2）淡水不停止方式，泵启动时注入淡水，泵工作时淡水不停止，泵停止运转后才停止淡水注入。3）压力开关控制方式，泵工作前注入淡水，延时20-30后启动泵，等泵出口压力达到设定值后停止淡水注入。
以上防止单螺杆泵干摩擦的方式都有一定的缺点。如：方式1）如果延时结束时泵抽不上来水则还会产生泵干摩擦情况；方法2）泵工作时间淡水不停止，浪费大量淡水；方式3）压力开关可以确保泵启动抽吸到液体后淡水停止，但是当泵因抽空舱室或液体中含大量空气造成出口压力低时不能停止泵运行，这时也会出现干摩擦而损坏泵。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种单螺杆泵防止高低压运转和干摩擦保护系统，通过一个压力监测装置联合一套电气控制元件来联合控制，该系统不仅能解决单螺杆泵启动过程时的干摩擦问题，同时可以解决单螺杆泵工作过程中的高压过载、低压抽空及空运转干摩擦等问题，在泵工作过程中对单螺杆泵进行全方位保护。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种单螺杆泵防止高低压运转和干摩擦保护系统，包括单螺杆泵和单螺杆泵自带的电磁阀，还包括压力监测装置和电气控制箱；
所述压力监测装置安装于单螺杆泵出口处并与电气控制箱相连；压力监测装置设有压力开关和压力表，压力表监测单螺杆泵出口压力，压力开关根据压力表数值触发开启/闭合；所述压力开关包括低压压力开关和高压压力开关；低压压力开关触发压力为P1，高压压力开关触发压力为P2；
所述电气控制箱内设有电磁阀控制开关，所述控制开关连接所述低压压力开关、高压压力开关；
所述系统控制过程如下：
按下启动按钮，立即打开电磁阀开始注水，延时S1秒后启动单螺杆泵，单螺杆泵启动运转起S2秒后，电磁阀关闭，停止注水，高压压力开关和低压压力开关接入控制回路；当单螺杆泵出口压力正常，在P1与P2之间时：高压压力开关触点闭合，低压压力开关触点闭合，则单螺杆泵保持运行；当单螺杆泵出口压力异常时：大于P2时高压压力开关触点打开，停泵；或者小于P1时低压压力开关触点打开，停泵。
作为一种优选的实施方式，所述单螺杆泵的电气控制电路包括延时继电器KT1、延时继电器KT2和主接触器KM1；
所述高压压力开关、低压压力开关串联后并联在延时继电器KT2第一延时触点两端，所述延时继电器KT2第一延时触点与延时继电器KT1瞬时触点串联后并联在起动按钮两端，所述起动按钮用于控制系统运转，起动按钮一端接电源线，另一端连接停止按钮；
所述电磁阀与延时继电器KT2第二延时触点串联形成第一支路；所述主接触器KM1的线圈、延时继电器KT2的线圈并联后与延时继电器KT1延时触点串联形成第二支路；所述第一支路、第二支路与延时继电器KT1的线圈并联，并联电路一端接地线，另一端通过停止按钮连至起动按钮；所述停止按钮用于控制系统断电；
所述主接触器KM1的常开触点作为单螺杆泵电机的控制开关，在主接触器线圈得电后闭合，使单螺杆泵电机接入电路，驱动单螺杆泵工作；
所述电气控制电路中，高压压力开关为常闭，低压压力开关为常开；延时继电器KT1的延时触点设定为延时S1秒后闭合，瞬时触点为得电后闭合；延时继电器KT2的延时触点设定为延时S2秒后断开。
作为一种优选的实施方式，所述S1范围为（0，30s]。
作为一种优选的实施方式，所述S2根据压力监测状态调整，保证运行S2秒后，单螺杆泵的压力高于安全阀的压力设定值，从而使低压压力开关触点闭合，此时低压开关及高压开关串接在控制回路中。
作为一种优选的实施方式，所述单螺杆泵的电机连接主电源，由主电源供电；主电源上并联变压器，所述电源线、地线连接变压器输出端，为延时继电器KT1、延时继电器KT2、主接触器KM1、压力开关和电磁阀供电。
作为一种优选的实施方式，P1＜Ps＜P2＜Pmax，其中Ps为单螺杆泵自带安全阀的压力设定值，Pmax为泵的最大工作压力。
作为一种优选的实施方式，所述压力表为充液耐振机械指针压力表。
作为一种优选的实施方式，所述压力监测装置和电气控制箱安装在单螺杆泵所在的轮机管系中。
本发明的系统可有效的防止单螺杆泵在启动阶段及正常运行工作中干摩擦情况的发生，即节约了淡水资源，又防止了泵运行中高低压故障造成的干摩擦，为单螺杆泵的长期安全运行提供了技术保障，提高了船舶轮机系统运行的可靠性，提高了设备的运行寿命，提高了经济效益。
附图说明
图1为本发明管系电气系统图。
图2为本发明压力监测装置示意图。
图3为本发明泵工作控制原理示意图。
图4为本发明电气控制箱电气原理图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示为本发明管系电气系统图，所述系统的主要组成包括单螺杆泵1，压力监测装置2，电气控制箱3，单螺杆泵1所带电磁阀4，以及其它必要的阀件及管附件组成。压力监测装置2安装于单螺杆泵1出口处并与电气控制箱3相连；压力监测装置2设有压力开关和压力表7，压力表7监测单螺杆泵1出口压力，压力开关根据压力表7数值触发开启/闭合。如图2所示，将两个高压压力开关6、低压压力开关5和压力表7固定在压力表板上，对应安装三通测试阀、压力表紫铜毛细管及仪表阀，做成一表板组合件作为压力监测装置2安装在单螺杆泵1出口并与电气控制箱3相连，作为压力监测控制输出信号。
通过电气控制箱3启动单螺杆泵1，开始阶段先控制电磁阀4打开注入淡水，延时S1秒（时间可调）后单螺杆泵1启动，再次延时S2秒后且此时单螺杆泵1出口压力（压力表7监测压力）大于压力监测装置低压压力开关设定值P1时，电磁阀4关闭，淡水停止注入。单螺杆泵1在正常工作时，当压力大于压力监测装置2高压压力开关设定值P2时，单螺杆泵1停止工作；单螺杆泵1在正常工作时当压力小于压力监测装置2低压压力开关设定值P1时，单螺杆泵1也停止工作。
如图3所示为本发明泵工作控制原理示意图，按下电气控制箱3开始启动程序，第一步控制电磁阀4打开注入淡水，延时S1秒（时间可调）后启动单螺杆泵1，再次延时S2秒后关闭电磁阀4停止注水，高压压力开关6低压压力开关5接入控制回路。此时单螺杆泵1出口压力应大于压力监测装置2低压压力开关设定值P1，如果此时压力没有达到P1值，低压压力开关5没有闭合，泵停止。如果泵和管路一切正常，需要调整S2的时间，使得时间足够让泵达到正常压力。单螺杆泵1在正常工作时的压力值在0到泵最大工作压力Pmax之间，单螺杆泵自带安全阀，安全阀压力设定值为Ps；单螺杆泵1正常工作时的压力值应在P1和Ps之间，当单螺杆泵1工作压力低于P1值时，说明此时泵故障或系统内没有水了，此时通过电气控制箱3控制单螺杆泵1停止工作；当单螺杆泵1工作压力高于P2值时，此时泵自带安全阀已损坏，单螺杆泵1为非正常工作，此时通过电气控制箱3控制单螺杆泵1也停止工作。
本发明的电气控制箱3电气原理图如图4所示，包括延时继电器KT1、延时继电器KT2和主接触器KM1；
高压压力开关6、低压压力开关5串联后并联在延时继电器KT2第一延时触点两端，所述延时继电器KT2第一延时触点与延时继电器KT1瞬时触点串联后并联在起动按钮两端，所述起动按钮用于控制系统运转，起动按钮一端接电源线，另一端连接停止按钮；
电磁阀（4）与延时继电器KT2第二延时触点串联形成第一支路；所述主接触器KM1的线圈、延时继电器KT2的线圈并联后与延时继电器KT1延时触点串联形成第二支路；所述第一支路、第二支路与延时继电器KT1的线圈并联，并联电路一端接地线，另一端通过停止按钮连至起动按钮；所述停止按钮用于控制系统断电；
主接触器KM1的常开触点作为单螺杆泵1电机的控制开关，在主接触器线圈得电后闭合，使单螺杆泵1电机接入电路，驱动单螺杆泵1工作；
所述电气控制电路中，高压压力开关6为常闭，低压压力开关5为常开；延时继电器KT1的延时触点设定为延时S1秒后闭合，瞬时触点为得电后闭合；延时继电器KT2的延时触点设定为延时S2秒后断开；未通电状态下无压力，低压压力开关5断开，高压压力开关6闭合。单螺杆泵1的电机连接440V主电源，由主电源供电；主电源上并联440V/220V变压器，所述电源线、地线连接变压器220V输出端，为延时继电器KT1、延时继电器KT2、主接触器KM1、压力开关和电磁阀供电。
本实施例中，延时继电器KT1和延时继电器KT2的延时范围设置为0-30秒。
将压力控制器和电气控制箱安装在泵所在的轮机管系中，用相应的管子和电缆连接系统中各设备，根据泵的压头参数调整压力控制器中高低压力开关的压力设定值，设定电气控制箱中的延时继电器时间参数，调整系统到工作状态。
因单螺杆泵安装在舱室上面工作，泵开始运转时先抽空泵进口前管路中的空气后，才能抽吸到油污水，在泵启动前预先注入淡水防止泵启动时干摩擦；在泵启动后再延时一段时间注水，在确保泵充分抽吸到液体并能自行润滑时（泵出口压力超过压力控制器中低压开关设定值）关闭电磁阀停止淡水注入，这样完全防止泵启动及初期运转时的干摩擦出现；电磁阀关闭信号同时控制压力控制器中高、低压压力开关的控制功能，确保压力开关能进行下一步控制工作；压力控制器中高压压力开关防止泵工作时出口堵塞产生高压损坏泵体，压力控制器中低压压力开关能预防泵抽空液体后低压干运转，确保泵工作时不会因故障等产生干摩擦现象，压力表能清楚显示泵出口压力状态。
船舶常用单螺杆泵正常P1值设定在1 bar，且P1值应小于安全阀的设定值Ps，P2值通常比Ps值大1 bar，且P2值小于Pmax。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，对于本领域的普通技术人员而言，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种单螺杆泵防止高低压运转和干摩擦保护系统，包括单螺杆泵（1）和单螺杆泵（1）自带的电磁阀（4），其特征在于，还包括压力监测装置（2）和电气控制箱（3）；
所述压力监测装置（2）安装于单螺杆泵（1）出口处并与电气控制箱（3）相连；压力监测装置设有压力开关和压力表（7），压力表（7）监测单螺杆泵（1）出口压力，压力开关根据压力表（7）数值触发开启/闭合；所述压力开关包括低压压力开关（5）和高压压力开关（6）；低压压力开关（5）触发压力为P1，高压压力开关（6）触发压力为P2；
所述电气控制箱（3）内设有电磁阀（4）控制开关，所述控制开关连接所述低压压力开关（5）、高压压力开关（6）；
所述系统控制过程如下：
按下启动按钮，立即打开电磁阀（4）开始注水，延时S1秒后启动单螺杆泵（1），单螺杆泵（1）启动运转起S2秒后，电磁阀（4）关闭，停止注水，高压压力开关（6）和低压压力开关（5）接入控制回路；当单螺杆泵（1）出口压力正常，高压压力开关（6）和低压压力开关（5）触点闭合，形成闭合回路，单螺杆泵（1）保持运行；当单螺杆泵（1）出口压力异常：大于P2时高压压力开关（6）触点打开，停泵；或者小于P1时低压压力开关（5）触点打开，停泵。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述单螺杆泵的电气控制电路包括延时继电器KT1、延时继电器KT2和主接触器KM1；
所述高压压力开关（6）、低压压力开关（5）串联后并联在延时继电器KT2第一延时触点两端，所述延时继电器KT2第一延时触点与延时继电器KT1瞬时触点串联后并联在起动按钮两端，所述起动按钮用于控制系统运转，起动按钮一端接电源线，另一端连接停止按钮；
所述电磁阀（4）与延时继电器KT2第二延时触点串联形成第一支路；所述主接触器KM1的线圈、延时继电器KT2的线圈并联后与延时继电器KT1延时触点串联形成第二支路；所述第一支路、第二支路与延时继电器KT1的线圈并联，并联电路一端接地线，另一端通过停止按钮连至起动按钮；所述停止按钮用于控制系统断电；
所述主接触器KM1的常开触点作为单螺杆泵（1）电机的控制开关，在主接触器线圈得电后闭合，使单螺杆泵（1）电机接入电路，驱动单螺杆泵（1）工作；
所述电气控制电路中，高压压力开关（6）为常闭，低压压力开关（5）为常开；延时继电器KT1的延时触点设定为延时S1秒后闭合，瞬时触点为得电后闭合；延时继电器KT2的延时触点设定为延时S2秒后断开。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述S1范围为（0，30s]。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述S2根据压力监测状态调整，保证运行S2秒后，单螺杆泵（1）的压力高于单螺杆泵（1）自带安全阀的压力设定值。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述单螺杆泵（1）的电机连接主电源，由主电源供电；主电源上并联变压器，所述电源线、地线连接变压器输出端，为延时继电器KT1、延时继电器KT2、主接触器KM1、压力开关和电磁阀供电。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，P1＜Ps＜P2＜Pmax，其中Ps为单螺杆泵（1）自带安全阀的压力设定值，Pmax为泵的最大工作压力。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述压力表（7）为充液耐振机械指针压力表。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述压力监测装置（2）和电气控制箱（3）安装在单螺杆泵（1）所在的轮机管系中。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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