К. Чайников - Общее устройство судов

Приводы управления арматурой, аппаратами и другими элементами систем бывают местными и дистанционными, приводимыми в действие вручную, с помощью механических двигателей или работающих автоматически. Дистанционные приводы могут быть валиковыми, гидравлическими, пневматическими и электрическими.

Гидравлические механизмы, преобразующие энергию движущейся в них жидкости в механическую работу рабочего органа, используются для управления арматурой, приводами и аппаратами.

Насосы – машины, преобразующие механическую энергию, получаемую от двигателей, приводящих их в движение, в приращение механической энергии протекающей в них жидкости.

В зависимости от конструкции и способа, которым совершается энергообмен, насосы подразделяются (рис. 67) на поршневые (объемные или вытеснения), в которых жидкость перемещается под действием поршня, совершающего возвратно-поступательное движение в рабочем цилиндре машины;

ротационные (роторные), в которых перемещение жидкости совершается под действием вращения зубчатых колес или винтов; лопастные, в которых жидкость перемещается под действием

Рис. 67 Схема действия насосов : а – поршневой простого действия ; б – центробежный; в – пропелерный; г – ротационный; д – водоотливной эжектор.

центробежных сил, возникающих при проходе жидкости через вращающееся рабочее колесо с лопатками;

струйные (эжекторы), в которых нагнетаемая жидкость получает приращение энергии под действием другой рабочей жидкости, обладающей необходимой кинетической энергией.

Газодувки – машины, преобразующие механическую энергию приводящих их в движение двигателей в приращение энергии перемещаемых ими газов. Так же, как и насосы, газодувки бывают лопастные, объемные (вытеснения) и струйные. В зависимости от величины развиваемого напора они разделяются на

1) вентиляторы, машины, служащие для перемещения воздуха и создающие давление до 0,3 атм;

2) газодувки-машины, служащие для сжатия и перемещения газа (воздуха) при давлении в пределах от 1,1 до 3,5 атм;

3) компрессоры, машины, осуществляющие сжатие и перемещение газов (воздуха) под давлением свыше 2,0 атм.

Общий принцип проектирования судовых систем заключается в оптимальном выборе трассы трубопровода и расположении ее элементов в соответствии с назначением, архитектурой судна и экономической целесообразностью. Обычно находят применение следующие два принципа проектирования судовых систем: общесудовой и принцип автономных участков. Общесудовой принцип предусматривает обслуживание всего судна в целом при управлении системой из одного поста. Этот принцип обеспечивает экономичность постройки, небольшие эксплуатационные расходы и может быть осуществлен как по линейной, так и по кольцевой схеме.

Принцип автономных участков характерен для судовых систем судов, к живучести которых предъявляют повышенные требования. Судно по длине в этом случае разбивают на несколько самостоятельных автономных участков с отдельными насосами.

В этом случае трубопровод может быть выполнен в виде линии или кольца, что оказывает значительное влияние на маневренность системы, ее живучесть и вес. Кольцевая схема трубопровода обеспечивает наибольшую живучесть системы, но требует большого количества разобщительной арматуры и других деталей, что делает систему громоздкой.

Линейная схема трубопровода на 15-30% легче кольцевой, требует меньшего внимания при эксплуатации, но обладает значительно меньшей живучестью.

Все трубопроводы должны быть проложены под защитой судовых конструкций, а там, где это невозможно, предусматривается специальная конструкционная защита.

На рис. 68 приведены принципиальные схемы проектирования судовых систем.

Рис. 68. Принципиальные схемы проводки трубопроводов судовых систем: а – линейная (общесудовая); б – принцип автономных участков; в – кольцевая; г – групповая; д – автономная. 1- трубопровод магистрали; 2 – механизмы, обслуживающие системы; 3 – разобщительные клапаны; 4 – задвижки клинкетные.

Общее расположение на судне судовой системы вычерчивается на специальной схеме, на которой в соответствии с отраслевой нормалью обозначаются конструктивные элементы системы, а на трубопроводах указываются длины прямых участков труб, их внутренние диаметры, расходы жидкости на участках, расположение границ участков по высоте и другие данные.

Гидравлический расчет судовых систем основывается на законах гидравлики и производится для определения диаметра условного прохода, скорости движения жидкости, производительности и напора насоса.

Методика расчета сложного трубопровода сводится к расчету составляющих его простых трубопроводов. Для упрощения гидравлических расчетов в практике широко используют номограммы, позволяющие определять различные расчетные величины.

Основой автоматизации судовых систем является выполнение разнообразных переключений запорной арматуры, пуск и остановка машин и поддержание заданных режимов работы системы без непосредственного участия обслуживающего персонала.

Для обеспечения автоматизации какого-либо элемента или всей системы полностью применяется совокупность ряда технических средств, представляющих собой автоматическую систему.

На судах применяются системы автоматического регулирования, автоматического контроля и сигнализации и автоматической защиты.

Автохматическое регулирование судовых систем осуществляет поддержание заданных параметров в системах через преобразователь, получающий информацию от параметра и действующий на регулятор энергии. Кроме того, система автоматического регулирования выполняет перевод установки с одного режима на другой. К объектам регулирования в судовых системах относятся гидравлические и пневматические емкости (цистерны, баллоны, трубопроводы и т. д.), машины (насосы, вентиляторы, компрессоры) и др.

Автоматический контроль параметров (давления, температуры и др.) в системах осуществляется контрольными приборами с автоматическими самозаписывающими устройствами.

Автоматическая сигнализация делится по назначению на предупредительную, извещающую и аварийную.

Предупредительная сигнализация сообщает о достижении критического состояния параметров системы, которое может предшествовать ее аварии.

Извещающая сигнализация подает сигнал о наступлении заданного состояния системы или о выполнении команды. Аварийная сигнализация извещает о наступлении аварийного режима системы.