Конструкція допоміжного обладнання холодильних установок: конденсатора, випарника, масловіддільника, технічне використання.

АППАРАТЫ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

Аппараты. Конденсатор служит для охлаждения перегретого пара и конденсации хладагента за счет передачи теплоты забортной воде или воздуху. Соответственно различают конденсаторы с водяным и воз­душным охлаждением.

Конденсаторы холодильных машин, обслуживающих провизионные кладовые, системы кондиционирования воздуха и более крупные объек­ты, охлаждаются забортной водой.

На рис. 103 показан кожухотрубный хладоновый конденсатор МКТР₂-3. Корпус конденсатора представляет собой стальную обечай­ку 4, к которой приварены латунные трубные решетки 2 и 8, штуцер 6 для подвода пара хладона, стакан 14, лапы 5 и 7 для установки элек­тродвигателя и компрессора и опорные лапы 12 для установки конден­сатора на фундамент. Охлаждающие трубки 11 выполнены из мельхио­ра (70% меди и 30% никеля) и имеют с наружной стороны накатные ребра для увеличения поверхности охлаждения. Концы трубок раз­вальцованы в трубных решетках. В каждом отверстии, в которое вхо­дит трубка, расточено по две канавки, что обеспечивает в процессе раз­вальцовки более плотное соединение трубок с решеткой и исключает их перемещение в трубной решетке при нагреве. Наружная теплопередающая поверхность 3,2 м². Трубные решетки конденсатора закрыты бронзовыми крышками 1 и 9, которые имеют перегородки, обеспечивающие шестиходовое движение воды по трубкам конденсатора. Крышки устанавливают на резиновых прокладках.

Перегретый пар хладона нагнетается компрессором в межтрубное пространство конденсатора, где пар охлаждается и конденсируется. Жидкий хладон собирается в нижней части, откуда через угловой вен­тиль 15 поступает в жидкостную линию. Применение дорогостоящих цветных металлов для изготовления конденсаторов вызывается необ­ходимостью не только обеспечить высокий коэффициент теплопровод­ности, но и воспрепятствовать эрозионному и коррозионному разру­шению его проточной части забортной водой при скорости воды поряд­ка 2,5 м/с.

 

Рис. 103. Хладоновый конденсатор

Кроме того, для защиты от разрушения трубок, трубных досок и крышек на крышке конденсатора устанавливают протекторы 10. По­явление течи в конденсаторе приводит к потере хладагента и попада­нию забортной воды в систему хладагента, а это оценивается как тяже­лая авария.

На корпусе конденсатора установлен клапан 3 для спуска возду­ха. В качестве предохранительного устройства имеется пробка 13, которая имеет сквозное отверстие 16, залитое легкоплавким сплавом 17, который при 65° С плавится и выпускает агент в атмосферу через аварийную трубу. Этим конденсатор предохраняется от взрыва при аварийном повышении давления, что возможно при пожаре, срыве ох­лаждения конденсатора и т. п.

Нижняя половина корпуса конденсатора не имеет охлаждающих трубок и вместе со стаканом 14 выполняет роль ресивера — сборника жидкого хладона емкостью 29 л. Высота столба жидкости в корпусе конденсатора (включая сборник) должна быть не менее 50—75 мм, а в крупных конденсаторах — не менее 100 мм. При малой высоте столба жидкости над отверстием трубопровода в слое жидкости образуется во­ронка, способствующая попаданию несконденсировавшегося пара в жидкостный трубопровод.

В установках средней и большой холодопроизводительности за конденсатором может устанавливаться линейный ресивер — верти­кально или горизонтально расположенный стальной цилиндрический сосуд. Ресивер является сборником холодильного агента, в него сте­кает сконденсировавшийся агент, освобождая теплообменную поверх­ность конденсатора. Для беспрепятственного стока агента в ресивер его устанавливают ниже конденсатора, а паровые полости обоих аппа­ратов для уравнивания давления в них соединяют уравнительной трубкой.

Конденсаторы и ресиверы установок средней и большой холодопроизводительности снабжены предохранительными клапанами (вместо легкоплавких пробок), открытие которых должно начинаться при давлении 0,21 МПа для R22 и при 0,14 МПа для R12. Выпускае­мый предохранительным клапаном агент отводится в атмосферу в безопасном для людей месте над палубой. Для контроля за герме­тичностью предохранительного клапана на отводящей трубе устанав­ливают жидкостный затвор со смотровым стеклом, заполненный водой.

Конденсатор с воздушным охлаждением представляет собой ребристотрубную батарею, интенсивно обдуваемую вентилятором, при­водимым в действие электродвигателем компрессора. Применяют та­кие конденсаторы только в мелких холодильных установках, обслужи­вающих провизионные шкафы, сатураторные установки, грузовые от­секи рефрижераторных контейнеров и т. п.

Регенеративный теплообменник представляет собой стальной ци­линдрический корпус, имеющий штуцеры для подвода и отвода жид­кого хладона и пара. Жидкий хладон из конденсатора (ресивера) по­ступает в красномедный змеевик, укрепленный сваркой внутри корпуса теплообменника. В корпусе снаружи змеевика в противоположном направлении движется холодный пар, всасываемый из испарителя компрессором. Снаружи теплообменник изолируется..

В испарителе происходит кипение и частичный перегрев холодиль­ного агента за счет теплоты охлаждаемой среды. В зависимости от системы охлаждения испарители можно разделить на две группы: непосредственного охлаждения и для охлаждения промежуточного хладоносителя (рассола или воды). Коэффициент теплопередачи испа­рителя зависит от его конструкции, свойств холодильного агента и охлаждаемой среды, а также скорости ее движения.

 

Рис. Ш4. Воздухоохладитель типа МВОФ

Для охлаждения провизионных кладовых применяют испарители типа ИРСН (испари­тель ребристый, сухой, настенный). Испаритель ИРСН-12,5 состоит из 12 красномедных горизонтальных труб диаметром 18 мм, последо­вательно соединённых коленами и образующих змеевик. Для увеличе­ния поверхности охлаждения на теплообменные трубки крепят латун­ные ребра толщиной 0,4 мм с интервалами 12,5 мм. После сборки ба­тарею облуживают в печи. Наружная поверхность охлаждения 12,5 м². Жидкий хладон из регулирующего вентиля поступает в испа­ритель через верхний штуцер, пар отсасывается компрессором через нижний штуцер. В испарителях с верхней подачей жидкого хладона отсутствует ярко выраженный уровень жидкости. Поэтому их назы­вают сухими. С целью увеличения удельной тепловой нагрузки испа­рителя, а также для обеспечения равномерной температуры по всему объему рефрижераторной кладовой применяют испарители с принуди­тельный циркуляцией воздуха, создаваемой встроенными в них электровентиляторами. Такие испарители принято называть воздухоох­ладителями.

Воздухоохладитель типа МВОФ (рис. 104), используют для прови­зионных кладовых с температурами от 2 до 12° С. Воздухоохладитель имеет медные трубки 3 с ребрами. Наружная поверхность охлаждения указывается в марке аппарата. Осевой вентилятор 5 с электродвига­телем / встроен в корпус 2 воздухоохладителя. Для отвода влаги, вы­павшей из воздуха при его охлаждении или оттаивании снеговой шубы, с поверхности охлаждения на поддоне воздухоохладителя предусмо­трен патрубок 4.

Воздухоохладители типа МВОФ-Э применяют для охлаждения кла­довых с низкими температурами от — 18 до + 2° С, они отличаются от рассмотренного наличием электрогрелок для оттаивания снеговой шубы. Ввиду существенных преимуществ на большинстве новостроящихся судов для охлаждения всех провизионных кладовых приме­няют воздухоохладители.

В холодильных установках, обслуживающих рефрижераторные трюмы посредством системы воздушного охлаждения, используют воздухоохладители непосредственного или рассольного охлаждения. В первом случае воздух отдает теплоту кипящему хладону, во вто­ром— холодному рассолу. Для охлаждения рассола (воды) применяют горизонтальные кожухотрубные испарители. Конструктивно они соот­ветствуют кожухотрубным конденсаторам. В этих аппаратах рассол циркулирует внутри трубок. Холодильный агент через регулируюсщий вентиль подается в испаритель снизу, заполняет 50% межтрубного пространства, где кипит, охлаждая рассол. Пар отсасывается сверху через сухопарник. Цилиндрический корпус испарителя снаружи изолирован.

Маслоотделитель устанавливают между компрессором и конденсатором для отделения масла, уносимо­го паром из компрессора. Отделение капель масла осуществляется за счет изменения направления движения пара. Иногда для этой же цели предусматривают проход пара через моток медной проволоки, разме­щенной в маслоотделителе.

Во всех конструкциях масло стекает в нижнюю часть маслоот­делителя, а пар агента направляется в конденсатор. Когда уровень масла в маслоотделителе повышается, поплавок всплывает, через си­стему рычагов открывает игольчатый клапан, и масло под действием разности давлений возвращается в картер компрессора.

Маслоотделитель устанавливают между компрессором и конденсатором для отделения масла, уносимо­го паром из компрессора. Отделение капель масла осуществляется за счет изменения направления движения пара. Иногда для этой же цели предусматривают проход пара через моток медной проволоки, разме­щенной в маслоотделителе.

Во всех конструкциях масло стекает в нижнюю часть маслоот­делителя, а пар агента направляется в конденсатор. Когда уровень масла в маслоотделителе повышается, поплавок всплывает, через си­стему рычагов открывает игольчатый клапан, и масло под действием разности давлений возвращается в картер компрессора.

Фильтры -г- осушители служат для поглощения влаги, оказавшей­ся в системе хладона, а также для задержания различных механиче­ских включений (окалины, песка и т. п.). Устанавливают фильтр-осу­шитель между конденсатором, или регенеративным теплообменником, если он предусмотрен и ТРВ. На отечественных судах применяют фильтры-осушители типа ОФФ-10 (рис. Ю5).Хладон поступает через штуцер /, проходит через сетку 16, гильзу 6 с адсорбентом — вещест­вом, поглощающим влагу, сетку 13, фильтр 5 из набора сеток и сукна и выходит через штуцер 14; 3 и 10 — уплотняющие прокладки. При постановке крышки 9 на фланец 11 пружина 8 посредством опорной пластины 12 прижимает кольцо 15 к донышку 2. На корпусе 4 стрелкой указано направление движения хладона.

 

 

Рис. 105. Фильтр-осушитель ОФФ-10.

Кроме фильтра-осушителя, который находится на жидкостном трубопроводе, может быть установлен газовый фильтр на всасываю­щей трубе компрессора. Он предназначен для отделения от пара ока­лин и частичек унесенного в систему адсорбента и для этой цели снаб­жен медной сеткой и фетровым чулком. Независимо от наличия этого фильтра компрессор снабжается своим сетчатым фильтром (см. рис. 94).

Хладоновые трубопроводы, имеющие наружный диаметр до 25 мм, выполняют из красно-медных тонкостенных труб. Трубопроводы боль­ших диаметров монтируют из стальных бесшовных труб. В качестве запорных проходных вентилей применяют сальниковые, сильфонные и мембранные вентили. Последние предпочтительнее, так как мембра­ны и сильфоны герметизируют полость клапана, заполненную агентом. В эксплуатации запорные вентили, независимо от их конструкции, сле­дует открывать до упора для того, чтобы бурт на штоке клапана, при­жимаясь к верхнему седлу, перекрывал путь хладону наружу.

Прокладочный материал прикрепляют для уплотнений соединений.

В связи с тем, что хладон и смазочное масло разъедают обычную резину, в качестве прокладочного материала используют хладонобензо-маслостойкую резину из синтетического каучука. Этим материалом уп­лотняют указатели уровня и смотровые стекла, сальники компрессо­ров, регулирующих и запорных вентилей, фланцевые соединения и т. п. Для уплотнения сальников регулирующих и запорных вентилей можно применять также асбестографитовую или хлопчатобумажную набивку квадратного сечения. Паронитовые прокладки толщиной 0,5—1 мм используют в соединениях отдельных деталей компрессоров, а также во фланцевых соединениях трубопроводов. Перед постановкой ее тщательно пропитывают горячим глицерином или маслом ХВ-12. Металлические прокладки из отожженной красной меди применяют в соединениях автоматических и контрольно-измерительных приборов.

 

34. Поршнева електрогідравлічна рульова машина. Експлуатаційні характеристики. Схема гідроприводу і варіанти його використання.

Функциональные схемы типовых рулевых машин.

На судах морского флота эксплуатируют разнообразные элект­рогидравлические рулевые машины зарубежных фирм. Рассмотрим основные схемы типовых ЭГРМ, дающие наиболее общее и нагляд­ное представление о составе и функциональных связях их основных элементов и узлов.

Одна из типовых современных ЭГРМ состоит из электрической системы управления и силовой части — гидравлической рулевой машины (рис 1.1). Принцип действия такой ЭГРМ заключается в следующем. При повороте штурвала на мостике в ту или другую сторону на угол а_ш сельсин С_ф вырабатывает соответственно по­ложительное или отрицательное напряжение м_ф, из которого вычи­тается сумма трех сигналов обратных связей: по положению руля и_а, по положению u_h и скорости перемещения и_тг управляющего валика. Сигналы обратных связей вырабатываются сельсинами С_а, C_h и тахогенератором ТГ, механически соединенными с рулем и управляющим валиком.

Суммарный сигнал и_ъ усиливается магнитным усилителем МУ до напряжения и_д, подаваемого на управляющую обмотку двухфазного

асинхронного исполнительного электродвигателя ИД, угол поворо­та которого 9 уменьшается редуктором Р до значения линейного перемещения И управляющего валика. Этот валик является выход­ным элементом электрической системы управления и задающим органом ГРМ.

Управляющий валик соединен с золотником следящего гидрав­лического усилителя ГУ, который в свою очередь механически со­единен с управляющим органом (блоком цилиндров) насоса регули­руемой подачи. В зависимости от значения и знака перемещения е (эксцентриситет или угол поворота люльки) насос подает рабочую жидкость в соответствующий цилиндр рулевого привода, и руль перекладывается на заданный угол а в сторону того или другого борта от диаметральной плоскости ДП судна

системы и, в частности, для улучшения переходного колебательного процесса

Рис. 1.1. Функциональная схема типовой ЭГРМ.

управляющего валика.

Обратные связи с сельсинами С„ и С_а применяют для обеспече­ния следящего принципа управления рулем. Это происходит следу­ющим образом. При появлении сигнала и_ч начинает перемещаться управляющий валик. Его перемещение h преобразуется сельсином C_h в сигнал и_н противоположного а_ф знака. Когда сумма этих сигна­лов и_£ станет равной нулю, валик останавливается в некотором положении /г, а насос получает задание е При этом начинается перекладка руля и сельсин С_а выдает сигнал и_а, пропорциональный а, но обратный по знаку сигналу ы_ф. Суммарный сигнал и_г становит­ся отрицательным, и под его действием исполнительный электро­двигатель ИД начинает вращаться в противоположном направле­нии, уменьшая выходной параметр h. Далее при неизменном сигна­ле «_ф (штурвал удерживается в нужном положении) уменьшается сигнал u_h до нуля и увеличивается и_а до момента равенства нулю суммарного сигнала u_z. В этот момент руль останавливается, а угол его перекладки а соответствует по значению и направлению углу поворота штурвала а_ш. При любых других поворотах штурвала следящая система работает аналогично

Обратную связь с тахогенератором ТГ применяют для улучше­ния динамических характеристик следящей системы и, в частности, для улучшения переходного колебательного процесса управляюще­го валика.

Таким образом, рассмотрена работа одной линии управления и ее насоса. Другая линия управления и второй насос работают ана­логичным образом.

Возможна также одновременная работа обеих линий управления и насосов от одного сигнала — поворота штурвала, что применяют в процессе эксплуатации для увеличения скорости перекладки руля.

Работа ЭГРМ в автоматическом режиме с одним (или другим) насосом осуществляется аналогично работе описанного ручного следящего управления с той разницей, что управляющий сигнал u,_f вырабатывается не вращением штурвала, а автоматическим прибо­ром — авторулевым.

Рассмотрим работу автономной плунжерной ГРМ (рис. 1.4). Два идентичных исполнительных механизма ИМ (от двух линий управ­ления) работают на один выходной управляющий элемент — шток 12, перемещение которого h является заданием для ГРМ на пере­кладку руля. Это задание с помощью рычагов BD (точка D при этом неподвижна) и FG, соединенных между собой в точке С, и штанги 17 передается насосам 8 регулируемой подачи, которые создают согласно полученным перемещениям е_х и е₂ регулируемых органов подачу Q_t и Q₂ рабочей жидкости.

Взаимное расположение насосов, приводимых в действие электро­двигателями 7, таково, что их подачи складываются. При работе насосов в цилиндрах 6 плунжерного привода создается перепад давлений (р,—р₂) и руль / посредством плунжеров 5 и румпеля 2 перемещается на некоторый угол а. При этом обратная механичес­кая связь 4, отстоящая на расстоянии г₀ от оси вращения баллера 3, возвращает посредством рычагов DB и FG штангу 17 в исходное среднее положение, при котором суммарное перемещение регулиру­емых органов насосов е = 0. Когда руль останавливается, его угол перекладки а соответствует заданию h по значению и направлению

Перемещение е штанги 17 в реальных условиях эксплуатации всегда несколько отличается от перемещений <?, и е₂ управляемых органов насосов из-за рассогласования их нулевых положений и люфтов в рычажном механизме управления насосами. Для согласо­вания нулевых положений применяют регулировочное устройство — винтовые соединения 15, 16 на концах штанги NL. Серьги АВ и HG компенсируют взаимное перемещение рычагов.

В случае отказа дистанционной системы управления рулевая машина приводится в действие штурвалом 10, соединяемым вруч­ную с редуктором 9. Указатели положения руля на мостике полу­чают электрический сигнал от датчика 14, приводимого в действие рычагом 13, который соединен со штоком 12.

Таким образом, данная ГРМ с механической обратной связью представляет собой самостоятельный замкнутый контур, т. е. авто­номную следящую систему, включенную последовательно замкну­тому контуру электрической следящей системы управления

Все ЭГРМ могут работать с любым иг двух или одновременно с обоими насосами. Различие между ними заключается в том, что в рассмотренных ранее ЭГРМ при работе одной линии управления и ее насоса другая линия управления со своим насосом выключена, а в случае ЭГРМ с автономной ГРМ (см рис 1.4) может работать любая линия управления с любым из двух или одновременно с обо­ими насосами. При этом регулируемые органы обоих насосов приво­дятся в движение от одной управляющей штанги независимо от того, находятся в действии один из двух или оба насоса. Насос включает­ся в работу запуском его электродвигателя с основного поста управ­ления (на мостике), а также из румпельного помещения.