משאבות : הנושא
כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית מן השנים 1985-2009 הנושא :משאבות הסבר ,בעזרת שרטוטי חתך ,את המבנה ופעולתן של שתיים מתוך המשאבות האלה :משאבה ידנית )בוכנאית( ,משאבת כנפיים גמישות ) ,(jabscoמשאבה צנטריפוגלית] .קיץ [2007 א. משאבה בוכנאית ידנית משמשת לשאיבת כמויות קטנות של נוזלים ,בדרך כלל שמנים ודלקים .שימוש נפוץ של משאבה מסוג זה הוא ריקון אגן השמן במנועי דיזל קטנים ומהירים. השסתומים יכולים להיות בצורת כדוריות פלדה ,ללא קפיצים. המשאבה בנויה מצילינדר ,בוכנה המופעלת ידנית ושני שסתומים חד-כיוונייים ,אחד ליניקה והשני לסניקה .שסתום הסניקה בנוי בתוך הבוכנה עצמה .הרמת הבוכנה גורמת ליצירת תת לחץ בצילינדר ,והנוזל נשאב לתוכו בגלל הפרש הלחצים בין הלחץ האטמוספרי לבין הלחץ הנמוך בצילינדר .הורדת הבוכנה גורמת לשסתום היניקה להיסגר ולשסתום הסניקה להיפתח, והיא דוחקת את הנוזל החוצה. משאבת ידנית בוכנאית ידית הפעלה שסתום סניקה בתוך הבוכנה שסתום יניקה ב. משאבת כנפיים גמישות – ראו תשובה לשאלה מקיץ .1988 ג. משאבה צנטריפוגלית – ראו תשובה לשאלה מקיץ .2004 פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית /משאבות )(1985-2009 עמוד 1מתוך 14 כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית שרטט חתך כללי העובר בניצב לצירי הגלגלים של משאבת גלגלי שיניים .סמן את כיוון הסיבוב של הגלגלים ואת כיוון זרימת הנוזל .לאיזה סוג נוזלים משאבה זו מתאימה .הסבר את פעולת המשאבה .הסבר כיצד מכוונים את הלחץ במשאבה מסוג זה] .קיץ [2007 שסתום ביטחון המשמש גם לכיוון לחץ הסניקה משאבת גלגלי שיניים פשוטה משאבת גלגלי שיניים מתאימה לשאיבת שמנים ודלקים. המשאבה בעלת שני גלגלי שיניים ,אחד מניע והשני מונע .פעולת השאיבה מתבצעת במקום בו השיניים המשולבות של שני הגלגלים מתרחקות זו מזו והנפח ביניהן גדל .תת הלחץ גורם לנוזל להישאב פנימה ,הוא ממלא את החללים בין השיניים ומוסע בתוכן הלאה סביב היקף המשאבה. במקום בו השיניים משתלבות מחדש ,הנפח ביניהן קטן ,לחץ הנוזל גדל והוא נסנק החוצה מבית המשאבה .מאחר שגלגלי השיניים מותאמים היטב זה לזה ושיני הגג"ש המניע לוחצות על שיני הגג"ש המונע ,רק כמות זעירה של נוזל מצליחה לברוח חזרה לכיוון צד היניקה .גם המרווח הקטן בין קצות השיניים לבית המשאבה מונע בריחת נוזל מצד הסניקה לצד היניקה. שסתום ביטחון מגן על המשאבה מפני לחץ יתר ,על ידי פריקת עודף הלחץ מצד הסניקה לצד היניקה. באמצעותו ניתן לכוון את לחץ הסניקה של המשאבה ,על ידי הקשחה או הרפייה של קפיץ השסתום, באמצעות בורג כיוון ,עד קבלת הלחץ הרצוי. פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית /משאבות )(1985-2009 עמוד 2מתוך 14 כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית בחדר המכונות באונייה נמצאים בשימוש סוגים שונים של משאבות .באלו משאבות מקובל להשתמש למטרות הבאות? )א( משאבות במערכות קירור למנוע ראשי במערכות מי-ים ומים מתוקים? )ב( משאבות להעברת דלקים ושמנים? )ג( משאבות לשאיבת מי-שיפוליים? )ד( משאבות מי-הזנה לדוד באוניית מנוע? ]קיץ [2006 א. משאבות הקירור )מים מתוקים ומי-ים( הן משאבות צנטריפוגליות בעלות דרגה אחת. ב. משאבות להעברת דלקים ושמנים הן בדרך כלל משאבות בורגיות או שבשבים. ג. משאבות לשאיבת מי שיפוליים הן משאבות צנטריפוגליות בעלות סידור קבוע לפריימינג ,או משאבות בוכנאיות. ד. משאבות מי-הזנה לדוד באוניית מנוע הן משאבות צנטריפוגליות רב-דרגתיות מסוג טורבינה או סיהי. )א( הצג תרשים עקרוני של משאבת אוויר מסוג "טבעת מים") .ב( הסבר מדוע המשאבה שהצגת בסעיף א' מסווגת כמשאבת שינוי נפח ,אף על פי שמורכב בה "אימפלר" מסתובב ] .קיץ [2005 א. ראו תשובה לשאלה מקיץ .1989 המשאבה מסווגת כמשאבת שינוי נפח ,משום שפעולת השאיבה נעשית על ידי הגדלה והקטנה של חלל השאיבה באמצעות טבעת המים .תפקיד האימפלר ליצור את טבעת המים, אך הוא אינו משתתף בפעולת השאיבה עצמה. )א( הצג שרטוט חתך של משאבת גלגלי שיניים דו-כיוונית ופרט את עיקרון פעולתה) .ב( איזה אמצעי הגנה חייב להיות מותקן במשאבת גלגלי שיניים? הסבר מדוע] .קיץ [2004 א. ראו תשובה לשאלה מקיץ .2001 ב. המשאבה מצוידת בשסתום ביטחון בקו הסניקה ,כדי להגן עליה מפני לחץ יתר .משאבות שינוי נפח מסוגלות לבנות באופן תיאורטי לחץ אינסופי ,כך שאם יופעלו בטעות עם שסתום סניקה סגור ,ייגרם נזק למשאבה עצמה או לאביזרי המערכת .שסתום הביטחון פורק את עודף הלחץ חזרה לצד היניקה של המשאבה. )א( תאר בתרשים את המבנה העקרוני של משאבה צנטריפוגלית) .ב( האם חייבים להתקין שסתום ביטחון במשאבה צנטריפוגלית? נמק את תשובתך) .ג( האם משאבה צנטריפוגלית מסוגלת לשאוב מי שיפוליים ללא כל התקן נוסף? נמק את תשובתך] .קיץ [2004 א. משאבה צנטריפוגלית מעניקה לנוזל כוח צנטריפוגלי ומוסרת לו על ידי כך תוספת אנרגיה, הבאה לידי ביטוי בזרימת הנוזל ובהגברת לחצו .המאיץ מחובר אל הציר המניע ומסתובב במהירות רבה בתוך בית המשאבה .הנוזל נכנס אל מרכז המאיץ ,כפות המאיץ זורקות את הנוזל החוצה ומעניקות לו על ידי כך אנרגיה קינטית בעיקר .הנוזל העוזב את המאיץ נאסף אל מעטפת דמוית חילזון המקיפה אותו .לחילזון שטח חתך הולך וגדל ,ומטרתו להמיר חלק מהאנרגיה הקינטית של הנוזל ללחץ נוסף .לאחר המרת המהירות בלחץ נסנק הנוזל מן החילזון. ב. בניגוד למשאבות שינוי נפח ,משאבה צנטריפוגלית אינה זקוקה לשסתום ביטחון .כאשר מפעילים את המשאבה עם שסתום סניקה סגור ,היא בונה לחץ מקסימלי מסוים )עומד סגירה, (shut-off headשהוא נמוך יחסית ואינו מזיק לפעולתה .המים בתוך בית המשאבה מסתחררים ,הטמפרטורה שלהם עולה עקב החיכוך ,אך לא נגרם למשאבה נזק מכני בטווח קצר. פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית /משאבות )(1985-2009 עמוד 3מתוך 14 כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית ג. משאבה צנטריפוגלית ,המשמשת לשאיבת מי-שיפוליים ,היא בעלת עומק יניקה שלילי ,כלומר נמצאת מעל מפלס הנוזל הנשאב .מאחר שמשאבה צנטריפוגלית אינה מסוגלת לשאוב אוויר, יש לצייד אותה במשאבת פריימינג )כמו משאבת טבעת מים( ,המרוקנת את צינור היניקה של שרטוט סכמתי בחתך של משאבה צנטריפוגלית המשאבה מאוויר .כמו כן ניתן להרכיב על קו היניקה שסתום חד-כיווני ,שיבטיח כי צינור היניקה ובית המשאבה יישארו מלאים מים גם כשהיא מודממת. משאבת גלגלי שיניים משמשת כמשאבת שימון למנוע דיזל ימי )דו-כיווני( .המשאבה מונעת על ידי המנוע עצמו .שרטט חתך סכמתי העובר בניצב לצירי הגלגלים .סמן בחתך את כיוון הסיבוב של הגלגלים ואת כיוון זרימת השמן .הסבר את פעולת המשאבה .הסבר כיצד מכוונים את לחץ השמן במנוע כזה] .קיץ [2001 שסתום ביטחון שרטוט סכמתי של משאבת גג"ש דו-כיוונית פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית /משאבות )(1985-2009 עמוד 4מתוך 14 כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית המשאבה בעלת שני גלגלי שיניים ,אחד מניע והשני מונע .פעולת השאיבה מתבצעת במקום בו השיניים המשולבות של שני הגלגלים מתרחקות זו מזו והנפח ביניהן גדל .תת הלחץ גורם לנוזל להישאב פנימה ,הוא ממלא את החללים בין השיניים ומוסע בתוכן הלאה סביב היקף המשאבה. במקום בו השיניים משתלבות מחדש ,הנפח ביניהן קטן ,לחץ הנוזל גדל והוא נסנק החוצה מבית המשאבה .מאחר שגלגלי השיניים מותאמים היטב זה לזה ושיני הגג"ש המניע לוחצות על שיני הגג"ש המונע ,רק כמות זעירה של נוזל מצליחה לברוח חזרה לכיוון צד היניקה .גם המרווח הקטן בין קצות השיניים לבית המשאבה מונע בריחת נוזל מצד הסניקה לצד היניקה. משאבת גג"ש דו-כיוונית מצוידת בשני שסתומי יניקה ושני שסתומי סניקה .השסתומים נפתחים ונסגרים כתוצאה מהפרש הלחצים הפועלים משני צדיהם .תפקיד הקפיצים לשכך כוחות אינרציה הפועלים על השסתומים כשהם נפתחים ולסייע לסגירתם. את לחץ השמן מכוונים באמצעות שסתום הביטחון ,המורכב על המשאבה עצמה או על קו הסניקה, אשר פורק את עודף הלחץ חזרה ליניקת המשאבה או לאגן. ציין את שמה של משאבה שמסוגלת ליצור ואקום – ואינה אחת מהמשאבות הבאות :משאבת בוכנה ,משאבת גלגלי שיניים ,משאבה תבריגית .תאר בעזרת שרטוט חתך את המבנה ואת הפעולה של המשאבה] .קיץ [1998 ראו :משאבה סילונית בתשובה לשאלה מקיץ ,1989ומשאבות ג'בסקו ,שבשבים ,כנף חצצי סיבובית בתשובה לשאלה מקיץ .1988 ציין מה הן התקלות במקרים הבאים והסבר איך ניתן להתגבר עליהן) :א( דפיקות במשאבת בוכנה; )ב( ספיקה מועטה במשאבה צנטריפוגלית )התקלה אינה במערכת(; )ג( במדחס דו- דרגתי בעל בוכנה אחת נפתח שסתום הבטיחות של הדרגה הראשונה; )ד( בספרטור צנטריפוגלי יוצא דלק יחד עם המים בפתח יציאת המים] .קיץ [1998 א. ראו תשובה לשאלה מקיץ .1987 ב. סיבות אפשריות לספיקה נמוכה של משאבה צנטריפוגלית שאינן קשורות במערכת: (1המשאבה יונקת אוויר .כדי לאתר ולתקן את מקור התקלה ,יש לבדוק) :א( מפלס הנוזל במכל; )ב( אם האטם המכני או גובתת המילוא על ציר המשאבה פגומים ואינם אוטמים; )ג( אם חיבורי הצנרת והאביזרים השונים על קו היניקה אינם אטומים. (2המאיץ סתום חלקית .יש לפרק את האימפלר ולנקותו. (3מרווח גדול מדי בין שולי המאיץ לבית המשאבה הגורם לנוזל לחזור מצד הסניקה אל צד היניקה .יש לבדוק אם כפות המאיץ לא נשחקו עקב שימוש ואת המרווח של טבעות השחיקה ולשפץ בהתאם לצורך. (4כיוון הסיבוב של המשאבה אינו נכון .יש לבדוק את חיבורי המנוע החשמלי. שרטט חתך של משאבת טבעת מים והסבר את תפקידה ואת פעולתה] .קיץ [1997 ראה תשובה לשאלה מקיץ .1989 הסבר מהי המטרה המשותפת של שלושת הרכיבים הבאים ,וכיצד היא מושגת בכל אחד מהם: )א( מצמד צנטריפוגלי של ספרטור; )ב( משנק אוויר בכניסה למדחס; )ג( שסתום סניקה של משאבה צנטריפוגלית] .קיץ [1997 ג. משאבה צנטריפוגלית מופעלת כששסתום הסניקה שלה סגור ,כדי למנוע העמסת יתר של המנוע החשמלי המניע אותה .כאשר השסתום סגור ,ספיקת המשאבה אפס והעומס המופעל פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית /משאבות )(1985-2009 עמוד 5מתוך 14 כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית על המנוע החשמלי הוא מינימלי. המטרה המשותפת של שלושת הרכיבים הנ"ל היא מניעת העמסת יתר של המנוע החשמלי בהתנעה. הסבר ,בעזרת שרטוט ,את המבנה ואת הפעולה של משאבה תחילית ) (priming pumpמסוג טבעת מים .הסבר מה קובע את הקוטר הפנימי של טבעת המים] .קיץ [1995 ראה תשובה לשאלה מקיץ .1989 הסבר ,בעזרת שרטוט חתך ,את המבנה ואת פעולת המשאבה להוצאת אוויר ממשאבה צנטריפוגלית )משאבה תחילית ,(priming pump -לפי בחירתך] .קיץ [1994 ראה תשובה לשאלה מקיץ .1989 שרטט את המנגנונים הבאים) :א( מנגנון העברת התנועה ממנוע חשמלי עד לבוכנה של משאבה דו-פעולתית) .חלק משאלה( ]קיץ [1993 מנוע חשמלי בוכנת המים תמסורת חלזונית שרטוט סכמתי של מנגנון העברת התנועה במשאבה בוכנאית כפולה חשמלית לאלו תקלות תצפה במקרים הבאים) :א( כאשר יש אוויר בצד היניקה של משאבות מסוגים שונים .הבא שלוש דוגמאות) .ב( כאשר אין אוויר ב"בקבוק אוויר" של משאבת בוכנה) .ג( כיצד ניתן להחזיר את המשאבה לפעולה תקינה בכל אחד מהמקרים הנ"ל? )סעיפים א-ב(] .קיץ [1992 א. השפעת הימצאות אוויר בקו היניקה של המשאבות הבאות: ) (1משאבות צנטריפוגליות :המשאבה לא סונקת או ספיקת המשאבה קטנה מדי .משאבה צנטריפוגלית אינה מסוגלת לשאוב אוויר. ) (2משאבות בוכנאיות :ספיקת המשאבה נמוכה מדי ותנודות לחץ בסניקה. ) (3משאבות גג"ש ומשאבות בורגיות :ספיקת המשאבה קטנה מדי. ב. תפקיד תא האוויר בסניקת המשאבה לשכך את תנודות הלחץ ,הנוצרות כאשר הבוכנה מגיעה לקצה המהלך )נמ"ע ונמ"ת( ,שם מהירותה אפס .כאשר אין אוויר בתא האוויר ,תנודות הלחץ פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית /משאבות )(1985-2009 עמוד 6מתוך 14 כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית גורמות לריטוטים חזקים בצנרת ,להרס אביזרים על הצנרת ולנזקים למשאבה ולשסתומים עקב הלם מים) .ראו תשובה לשאלה מקיץ (.1987 ג. תיקון התקלות: ) (1במשאבות צנטריפוגליות יש לבצע פריימינג בקו היניקה )בין באופן ידני ובין על ידי משאבת פריימינג( ולדאוג שבית המשאבה יהיה מלא כולו מים .כמו כן יש לבדוק את האטם המכני או את גובתת המילוא על הציר ,כדי לוודא שלא נשאב דרכם אוויר לתוך בית המשאבה. ) (2במשאבות בוכנאיות ובמשאבות בורגיות וגלגלי שיניים יש לבדוק :אם המכל ממנו יונקת המשאבה מלא ,אם האטם המכני או גובתת המילוא תקינים ,אם חיבורי הצנרת בקו היניקה אטומים. ) (3כדי להחזיר משאבה בוכנאית לפעולה תקינה לאחר שתא האוויר התרוקן ,יש למלא את התא באוויר דחוס בלחץ הנמוך ב 0.3 bar -לערך מלחץ הסניקה של המשאבה. הסבר ,בעזרת שרטוט חתך ,את פעולתה ומבנה של אחת המשאבות :משאבה סילונית ,משאבת שבשבת ,משאבת טבעת מים] .קיץ [1989 משאבה סילונית ) (jet pumpפועלת על עיקרון ונטורי .כאשר מזרימים נוזל או גז דרך נחיר הולך ומתכנס ,כלומר בעל שטח חתך הולך וקטן ,מהירותו ביציאה מהנחיר תהיה גבוהה יותר ולחצו קטן יותר מאשר בכניסה לנחיר. במשאבה סילונית פשוטה מוזרמים מים בלחץ דרך נחיר הולך ומתכנס ,שבו מהירותם גוברת על חשבון לחצם .היציאה מן הנחיר קשורה אל תא היניקה .המים הפורצים במהירות גבוהה מן הנחיר, פוגעים בנוזל או באוויר הנמצא בתא היניקה ,מעניקים לו חלק מן האנרגיה הקינטית שלהם וסוחפים אותו הלאה" .סילוק" חלקיקי הנוזל או האוויר מצינור היניקה הוא הגורם לאפקט השאיבה .המים והנוזל או האוויר הנשאבים מתערבבים יחד ונסנקים דרך דיפיוזר בעל שטח חתך הולך וגדל. בדיפיוזר גדל הלחץ על חשבון המהירות. שימושי משאבה סילונית :יצירת ריק )ואקום( ושאיבת אוויר ממעבה או ממתקן להמתקת מי-ים, שאיבת מי שיפוליים ומכלים ,שאיבת מכלי ביוב ,תותח קצף לכיבוי אש ועוד .יתרונותיה העיקריים :אין לה חלקים נעים ,ולכן אינה נפגמת כתוצאה משאיבת נוזלים מלוכלכים כמו מי ביוב או מי שיפוליים; יכולה לשאוב אוויר ונוזלים; מסוגלת לעבוד גם כשהיא מוצפת כולה מים ,אינה זקוקה לתחזוקה שוטפת כמו משאבה רגילה ,אינה זקוקה לפריימינג. כניסת הנוזל או הגז השואב דיפיוזר יניקת הנוזל או הגז הנשאב סניקה נחיר הולך ומתכנס שרטוט סכמתי של משאבה סילונית )צינור ונטורי( משאבת שבשבים -ראו תשובה לשאלה מקיץ .1988 משאבת טבעת מים ) (water ring pumpמורכבת ממאיץ סגור ,הנע בתוך בית אובלי .בתקרת חלל השאיבה 4פתחים דמויי ירח ,שניים ליניקה ושניים לסניקה .לפני ההפעלה ממלאים את חלל השאיבה בכמות מדודה של מים .התנועה הסיבובית המהירה של המאיץ גורמת למים להסתחרר, פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית /משאבות )(1985-2009 עמוד 7מתוך 14 כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית הם נצמדים לדופן חלל השאיבה ומקבלים את צורתו ,צורת טבעת אובלית .תוך כדי הסיבוב מתרחקים המים מן המרכז באזור פתחי היניקה ומתקרבים אל המרכז באזור פתחי הסניקה .תנועות ההתקרבות וההתרחקות גורמות להקטנה ולהגדלת חלל השאיבה ,ועקב כך ליניקה ולסניקה של אוויר .האוויר הנשאב נלכד בין הכנפיים ומוסע מפתח היניקה אל פתח הסניקה .חשוב להדגיש ,כי טבעת המים עצמה היא אשר מבצעת את פעולת השאיבה ולא האימפלר; תפקידו להעניק למים אנרגיה קינטית ולסחרר אותם בבית המשאבה. כמות המים המוכנסת לחלל השאיבה לפני הפעלת המשאבה חייבת להיות מדויקת ,מאחר שהיא קובעת את הקוטר הפנימי של טבעת המים .כמות מים קטנה מדי )כתוצאה ממילוי לא מספיק או בשל התנדפות המים תוך כדי פעולת המשאבה( תיצור שינוי נפח קטן מדי ,ספיקת המשאבה תהיה קטנה מדי או שלא תשאב כלל .כמות מים גדולה מדי תחסום חלקית את פתחי היניקה והסניקה ,וספיקת המשאבה תקטן .אם בית המשאבה יוצף כולו במים ,לא תיווצר טבעת מים והמשאבה לא תשאב אוויר כלל. משאבת טבעת מים משמשת לריקון אוויר ) (priming pumpמצינור היניקה של משאבות צנטריפוגליות ,כמדחס אוויר ללחץ נמוך )כאשר נדרש אוויר נקי משמן סיכה( וכמשאבה ליצירת ואקום במעבי מערכת קיטור. גבול פנימי של טבעת המים פתח יניקה פתח סניקה מאיץ טבעת מים מסתובבת פתח יניקה פתח סניקה שרטוט סכמתי של משאבת טבעת מים )מבט אל תקרת בית המשאבה( פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית /משאבות )(1985-2009 עמוד 8מתוך 14 כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית הסבר ,בעזרת שרטוטי חתך ,את מבנן ופעולתן של שתיים מתוך המשאבות האלה :משאבה ידנית ,משאבת כנפיים גמישות ,משאבת שבשבת] .קיץ [1988 משאבה ידנית חצי-סיבובית משמשת לשאיבת כמויות קטנות של דלקים ,שמנים או מים .במרכז בית המשאבה מורכבת כנף ,המחוברת לידית ההפעלה ונעה בתנועה חצי סיבובית שמאלה וימינה .הכנף מצוידת בשני שסתומי סניקה אל-חוזרים .שתי מחיצות ,בחלקו התחתון של בית המשאבה ,יוצרות תא יניקה הקשור אל פתח היניקה .על כל אחת מהמחיצות הללו מותקן שסתום יניקה אל-חוזר .חלקי המשאבה עשויים יצקת ברונזה .ציר המשאבה אטום על ידי גובתת-מילוא. כאשר מסובבים את ידית ההפעלה ימינה ,גדל הנפח בין הכנף הניידת לבין המחיצה השמאלית ,ונוזל נשאב מתא היניקה אל תא השאיבה השמאלי .במהלך תנועה זו נפתח שסתום היניקה השמאלי ונסגר שסתום הסניקה השמאלי ,ונוזל המצוי בתא הסניקה נדחק החוצה על ידי הכנף הניידת .בו זמנית מתבצעת סניקה בתא השאיבה הימני ,שם נסגר שסתום היניקה ונפתח שסתום הסניקה ,ונוזל מתא היניקה הימני ממלא את תא הסניקה .הזזת ידית ההפעלה שמאלה תגרום לפעולה הפוכה: יניקה בתא השאיבה הימני וסניקה בתא השאיבה השמאלי .בכל פעם שנוספת כמות נוזל אל תא הסניקה ,נדחקת החוצה כמות זהה של נוזל אל מחוץ למשאבה. שרטוט סכמתי של משאבה ידנית חצי סיבובית משאבת כנפיים גמישות )משאבת ג'בסקו( משמשת כמשאבת קירור מי-ים במנועים קטנים ומהירים. למשאבה מאיץ גמיש ,העשוי מגומי סינתטי .אל החלק הפנימי העליון של בית המשאבה מחוברת פיקה דמויית ירח ,היוצרת את הבית האובלי בתוכו נע המאיץ .כשהכנף עוזבת את הפיקה היא מתיישרת ,הנפח בינה לבין הכנף שלפניה גדל ,וכתוצאה מכך נוצר במקום תת-לחץ הגורם לשאיבת נוזל מפתח היניקה .הנוזל הנשאב ממלא את החלל בין שתי כנפיים סמוכות ומוסע הלאה .כאשר הכנף התורנית מגיעה אל קצהו השני של האקצנטר ,היא מתכופפת ,החלל בינה לבין הכנף שאחריה קטן ,והנוזל נסנק אל פתח הסניקה .המאיץ מולבש בכוח על ציר משונן ,והוא ניתן להחלפה לאחר פירוק המכסה .אטם מכני מונע דליפת מים מבית המשאבה סביב הציר .המשאבות מסוג זה עשויות בדרך כלל יצקת ברונזה. פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית /משאבות )(1985-2009 עמוד 9מתוך 14 כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית פיקה פתח סניקה פתח יניקה אימפלר מגומי סינתטי שרטוט סכמתי של משאבת כנפיים גמישות )ג'בסקו( משאבות שבשבים ) (vane pumpsנחלקות לשני סוגים ,לפי צורת בית המשאבה: (1משאבות בעלות בית עגול ,כשהרוטור אינו מותקן במרכזו )רוטור אקצנטרי(. (2משאבות בעלות בית אובאלי ,כשהרוטור מותקן במרכזו )רוטור קונצנטרי(. רוטור שבשב בית משאבה שרטוט סכמתי של משאבת שבשבים המשאבה המתוארת היא בעלת רוטור אקצנטרי .הרוטור מצויד במספר חריצים רדיאליים ,בתוכם מחליקים בתנועה קווית כנפי מתכת מלבניות או צילינדריות .עם סיבוב הרוטור פועל על הכנפיים כוח צנטריפוגלי ,הן נזרקות החוצה ונצמדות לדופן בית המשאבה שבו ממוקם הרוטור בצורה אקצנטרית. פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית /משאבות )(1985-2009 עמוד 10מתוך 14 כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית החלל בין הכנפיים ובית המשאבה גדל וקטן לסירוגין בגלל האקצנטריות של סיבוב הרוטור ,כך שבחצי סיבוב אחד נוצרת יניקה ובחצי השני נוצרת סניקה .השמן שנינק ממלא את החללים בין הכנפיים ומוסע על ידן אל פתח הסניקה .היות שפעולת הכנפיים תלויה בכוח הצנטריפוגלי ,המשאבה תתחיל לשאוב רק כשתגיע למהירות סיבוב מסוימת .בית המשאבה ,הרוטור והכנפיים עשויים סגסוגת פלדה מוקשית .ספיקת המשאבה גדולה יותר ככל שהאקצנטריות גדולה יותר. במשאבות ,שבהן פתח יניקה אחד ופתח סניקה אחד ,פועל על הרוטור והמסבים דחף צידי כתוצאה מהפרש הלחצים בין היניקה והסניקה ,אורך החיים שלהן מתקצר והן אינן מתאימות לבניית לחצים גבוהים .ניתן לפתור את בעית הדחף הרדיאלי על ידי התקנת שני פתחי יניקה נגדיים ושני פתחי סניקה נגדיים הקשורים בתעלות פנימיות .משאבות מסוג זה מתאימות לאספקת שמן בלחץ גבוה. פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית /משאבות )(1985-2009 עמוד 11מתוך 14 כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית שרטט חתך של משאבה תבריגית )לאספקת שמן למנוע דיזל( .ציין בשרטוט כיצד ניתן לכוון את לחץ השמן לערך הרצוי] .קיץ [1987 בורג כיוון שסתום ביטחון וויסות לחץ רוטור בורגי גלגל שיניים מניע גלגל שיניים מונע מסב שרטוט סכמתי של משאבה בורגית עם שסתום ויסות לחץ פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית /משאבות )(1985-2009 עמוד 12מתוך 14 כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית לאלו תקלות תצפה במקרים הבאים) :א( אין אוויר בבקבוק אוויר של משאבת בוכנה) .ב( אין אוויר במיכל הידרופור לאספקת מים לאנייה .כיצד ניתן להחזיר המצב לפעולה תקינה בכל אחד מהמקרים הנ"ל? ]קיץ [1987 הסניקה במשאבה בוכנאית פוסקת כאשר הבוכנה מגיעה לקצה המהלך ,בו מהירותה אפס, וכתוצאה מכך לחץ הסניקה נופל זמנית .תנודות הלחץ גורמות לריטוטים חזקים בצנרת ,להרס אביזרים על הצנרת ולנזקים למשאבה ולשסתומים עקב הלם מים .תפקיד תא האוויר בסניקת המשאבה לשכך את תנודות הלחץ .התא מלא אוויר אטמוספרי ,אשר בזמן פעולת המשאבה נדחס על ידי הנוזל הנסנק ולחצו עולה .כאשר הבוכנה מגיעה לקצה המהלך ולחץ הנוזל מתחיל ליפול ,מתפשט האוויר הדחוס וגורם לנפילה הדרגתית ולא פתאומית בקו הסניקה של המשאבה .בנוסף לכך ,כאשר הבוכנה מתחילה לסנוק במהלך הבא ,כרית האוויר מונעת עלייה פתאומית של לחץ הסניקה .כדי להחזיר את המשאבה לפעולה תקינה ,יש למלא את תא האוויר באוויר דחוס בלחץ הנמוך ב 0.3 bar -לערך מלחץ הסניקה של המשאבה .קיימות משאבות המצוידות בתא אוויר גם על קו היניקה. א. שרטט מתווה של משאבה מסוג המאפשר שינוי הספיקה מאפס עד מקסימום ושינוי כיוון זרימת הנוזל .הסבר בקיצור פעולתה] .קיץ [1986 המשאבה המתוארת היא משאבה בוכנאית סובבת רדיאלית ) .(Hele-Shawבית הצילינדרים מונע על ידי מנוע חשמלי ,והוא מסתובב סביב ציר נייח בכיוון סיבוב קבוע .הבוכנות נעות יחד עם בית הצילינדרים בתנועה סיבובית .מוטות הבוכנות מחוברים באמצעות זחלנים לטבעת צפה ,שאינה מסתובבת אך ניתן להזיזה ימינה ושמאלה .הציר הנייח מצויד בשני מעברי שמן נפרדים. כאשר הטבעת במרכז בית המשאבה ,הבוכנות אינן נעות בתנועה קווית בתוך הצילינדרים שלהן, וספיקת המשאבה אפס .כאשר מזיזים את הטבעת ימינה ,נלחצות הבוכנות אל מרכז המשאבה בחצי הסיבוב העליון ונמשכות החוצה בחצי הסיבוב התחתון .כתוצאה מכך נשאב שמן מהפתח התחתון ונסנק אל הפתח העליון .כאשר מזיזים את הטבעת שמאלה ,נלחצות הבוכנות אל מרכז המשאבה בחצי הסיבוב התחתון ,ונמשכות החוצה בחצי הסיבוב העליון .במצב זה נשאב שמן מן הפתח העליון ונסנק אל הפתח התחתון. טבעת צפה יניקה סניקה סניקה יניקה הטבעת מוזזת שמאלה ציר נייח עם מעברים פנימיים בית צילינדרים מסתובב הטבעת מוזזת ימינה הטבעת הצפה במרכז שרטוט סכמתי של משאבה בוכנאית סובבת רדיאלית פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית /משאבות )(1985-2009 עמוד 13מתוך 14 כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית שרטט מתווה בחתך המסביר את עיקרון הפעולה של משאבה מסוג ספיקה משתנה ) variable .(delivery pumpהסבר בקיצור פעולתה] .קיץ [1985 המשאבה המתוארת היא בוכנאית סובבת צירית ) ,(axial piston pumpבה הבוכנות מסודרות סביב ציר ההנעה ובמקביל לו .בית הצילינדרים ואיתו הבוכנות מונעים בתנועה סיבובית על ידי מנוע חשמלי .התנועה הקווית של הבוכנות נוצרת על ידי דיסקת הטייה ) (swash plateנייחת .הבוכנות מחוברות לדיסקת ההטייה באמצעות חיבורים מפרקיים ,אשר נעים במעגל בתוך מסילה בדיסקת ההטייה עצמה .כאשר הבוכנות נדחפות פנימה על ידי דיסקת ההטייה הן סונקות ,וכאשר הן נמשכות החוצה הן יונקות .בבית המשאבה שתי תעלות ,אחת ליניקה והשניה לסניקה .שינוי הספיקה נעשה על ידי שינוי זווית ההטייה של הדיסקה .כאשר הדיסקה ניצבת לציר ההנעה ,הבוכנות מסתובבות אך אינן נעות בתנועה קווית וספיקת המשאבה אפס .כאשר מטים את דיסקת ההטייה בזווית מסוימת, הבוכנות נעות בתנועה קווית בתוך הצילינדרים שלהן והמשאבה יונקת וסונקת .ככל שזווית ההטייה גדולה יותר ,אורך המהלך של הבוכנות גדול יותר ולפיכך הספיקה גדולה יותר. משאבות מסוג זה משמשות לאספקת שמן בלחץ גבוה ובספיקה משתנה במערכות הגה ובמערכות הידראוליות. דיסקת הטיה לשינוי הספיקה בית צילינדרים מסתובב B A ציר מניע B A בוכנה בית משאבה נייח עם מעברים פנימיים בוכנות פתח יניקה פתח סניקה B-B A-A שרטוט סכמתי של משאבה בוכנאית סובבת צירית בעלת ספיקה משתנה פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית /משאבות )(1985-2009 עמוד 14מתוך 14
© Copyright 2024