Судовые вспомогательные механизмы

Судовые вспомогательные механизмы (СВМ) на судах РП и ММФ и обслуживающего флота обеспечивают работу главной силовой установки, обслуживают устройства и системы и повышают производительность труда.

 

Вспомогательные механизмы судов классифицирует по признакам:

по роду привода - автономные и приводные или навешанные.

по расположению - палубные и внутрикорпусные.

по роду энергии используемой для привода - паровые, электрические, гидравлические, пневматические, дизельные.

По назначению - рулевые, якорные, швартовые, грузовые, шлюпочные, буксирные, промысловые механизмы и насосы, а так же водоопреснители.

Должны отвечать требованиям: иметь минимальный вес и габариты; безотказно работать в морских условиях т.е. при качке дифференте и крене, быть надежным в эксплуатации, быть экономными, иметь простое управление, удобные в сочетании с автоматной и аварийной защитой, быть износоустойчивой. Эти требования важны т.к. СВМ потребляют энергию 40 - 60 % от мощности главной энергетической установки.

Основными механизмами в СВМ являются насосы.

Насосами называются гидравлические механизмы, которые предназначены для перемещения различных капельных жидкостей и сообщения или энергии, получаемой от привода. Изучением законов их равновесия и движения занимается наука - Гидромеханика. Основные параметры: всасывание, нагнетание, производительность.

Для определения этих величин есть КИП. При работе СЭУ требуется измерять давление, разряжение, температуру, расход и другие величины, для этой цели применяют: манометры, вакуметры, мановакуметры, расходомеры, тягомеры, напоромеры и дугие приборы величины которыхизмеряются в кгс/см² и МПа. Для измерения температуры применяют термометры: жидкостные, биметаллические, манометрические, термометры сопротивления и др. их измерения идут в ⁰С. Сигнализаторы контроля параметров работы ГД, ВДГ, СВМ, сигнализаторы уровня, для уверенности в точности показаний приборов производят поверки приборов и их замена по выбраковочным показателям.

 

 

Общие сведения о насосах и их классификация.

Насосы бывают:

1. Объемные насосы - поршневые ротационные, шестеренчатые и винтовые.

2. Лопастные насосы - за счет лопастей это центробежные, осевые, вихревые.

3. Струйные насосы - эжекторы и инжекторы.

4. В зависимости от перекачиваемой жидкости насосы могут быть: водяными, нефтяными, бензиновыми, рассольными и др. Приводы могут быть разными.

5. Общесудовые насосы - пожарные, балластные, трюмные, осушительные, санитарные.

6. Машинно-котельные - топливные, охлаждения, смазки, циркуляционные, конденсатные.

7. Промышленного и технологического - перекачки воды и рыбы, рассольные и жировые.

 

Основные параметры насосов.

Производительностью насоса - называется количество жидкости, подаваемой насосом в единицу времени м³/час.

Напором насоса - называется приращение энергии получаемое 1 кг перекачиваемой жидкости при прохождении через насос.

Коэффициент полезного действия насоса - характеризует и учитывает все потери при пересдаче мощности потребляемой (эффективной) к мощности полезной (гидравлической) и показывает, насколько совершенна конструкция насоса. Для разных насосов КПД разный.

Конструкция насосов.

Поршневые насосы - относятся к объемным. Классифицируются по кратности т.е. числу рабочих объемов жидкости за один двойной ход или оборот вала; насосы однократного и многократного действия.

По способу действия или количеству рабочих полостей в цилиндре: насосы, простого и двойного действия.

По конструкции поршней: насосы с дисковыми поршнями и плунжерные.

По характеру соединения с приводным двигателем: приводные - редукторные, бесредукторные; прямодействующие, у которых гидравлический и паровой поршни имеют общий шток: балансирные и кулачковые.

Плунжерный насос:

 

 

Поршневой насос двукратного действия:

 

 

Детали насоса: Кольца или уплотнения поршней изготавливают из самопружинящих металлических колец из чугуна, бронзы, стали или пластмассы: нарезанные кольца из эбонита, фибры или текстолита; манжетами из кожи, резины или прорезиненной ткани. Поршня бывают цельными и составными. Составные получили широкое применение т.к. удобнее сборка. В насосах со скоростью меньше ≤ 1 м/сек и давление от 5 до 30 кгс/мс² допускаются уплотнения любого типа, а с давлением выше только металлические. Металлические уплотнения пригодны для холодной и горячей жидкости, мягкие набивки с жидкостью до ≤ 35⁰С. Для выравнивания подачи жидкости применяются всасывании и нагнетании применяют воздушные колпаки. Устанавливаются ближе к клапанной пробке. Сущность действия воздушного колпака нагнетательной линии заключаются в том, что когда насос осуществляют увеличенную подачу, части жидкости поступает в колпак и сжимает находящийся там воздух, а при уменьшении подачи воздух вытесняет жидкость в нагнетательный трубопровод. На всасывающей линии воздушный колпак обеспечивает равномерное поступление жидкости в рабочие полости цилиндра и хорошее их наполнение т.к объем жидкости в колпаке значительно больше объема, описываемого поршнем при всасывании. Производительность насоса регулируется путем изменения частоты возвратно-поступательного движения или изменением частоты вращения двигателя. Когда скорость не регулируется, то регулируют величиной открытия всасывающего или нагнет. клапана или перепуском.

 

На рисунке, изображен ручной поршневой насос двукратного действия типа НР (Гарда) бывают разной производительности которая зависит от Д - диаметра и S - хода поршня.

Ротационные насосы

Ротационные или роторные, насосы, как и поршневые, входят в группу объемных насосов. В отличии от поршневых у ротационных насосов изменение объема, обеспечивается создание разности давлений при всасывании и нагнетании жидкости осуществляется роторами совершающими вращательное движение в корпусе насоса в зависимости от конструкции роторов, имеющих различную форму тел вращения, их можно разделить натри основных вида:

1. Роторно-зубчатые или шестеренчатые, у которых изменение объема осуществляется зубьями зубчатых колес - шестерен.

2. Роторно-винтовые, обеспечивающие изменение объема последствии винтовой резьбы (нарезка).

3. Роторно-пластичные с изменениями объема между пластинами-лопатками (шиберами).

Шестеренчатые насосы - различаются по следующему ряду признаков:

- по числу шестерен-роторов: двухшестеренчатые, трехшестеренчатые, многошестеренчатые;

-по характеру зацепления; внешнего зацепления, внутреннего зацепления;

-по форме зубьев, по характеру зацепления;

-по направлению вращения нереверсивные с постоянным направлением вращения, реверсивные - с двухсторонним вращением при постоянным направлении подачи жидкости;

-по поточности: однопоточные, двухпоточные, многопоточные.

Наибольшее распространение получил насос типа РЗ разной производительности и напора применяется в системах перекачки топлива, масла в гидравлике.

 

 

1- Крышка;

2- бронзовые втулки;

3- ведомый вал;

4- корпус;

5- ведущий вал;

6- стойка;

7- резиновые манжеты;

8- втулка;

9- упорное кольцо;

10- пробка спускового отверстия;

11- предохранительно-пропускной клапан;

12- пружина клапана;

13 - резьбовая втулка;

14 - шайба;

15 - регулировочный клапанный винт;

16 - колпачок клапана;

17 - сливное отверстие закрытое пробкой.

 

 

Реверсивные шестеренчатые насосы - осуществляют подачу смазочного масла на реверсивных двигателях, которые имеет привод от двигателя.

 

Особенностью устройства реверсивного двухроторного шестеренчатого насоса является наличие четырех откидных невозвратных самодействующих клапанов, из которых клапаны 2 и 10 всасывающие, а 3 и 9 нагнетательные. При вращении ротора 7 по часовой стрелке ведомая шестерня 13 вращается против и зубья выходят из зацепления слева. Клапан 2 откроется и жидкость из всасывающей полости 1 поступит к роторам насоса.

Нагнетания осуществляются справа через клапан 9 и канал 8 в нагнетательный патрубок. Если воздушный ротор вращается против часовой стрелки, разряжения создается справа и жидкость всасывается из канала 11 через приемный клапан 10, а нагнетается слева через отливной клапан 3 снова в нагнетательная полость 6 и тот же нагнетательный патрубок. При увеличении противодавления масло перепускается из нагнетательной полости через предохранительный перепускной клапан 5 и перепускной канал 4 обратно во всасывающую полость.

Для разгрузки осей шестерен впадины ведомой шестерни имеют радиальные отверстия 14, для предотвращения запирания жидкости во впадинах шестерен.

Винтовые насосы - можно подразделять по ряду дополнительных к основной классификации насосов признаков:

- по числу роторов-винтов: одновинтовые, двухвинтовые, трехвинтовые и многовинтовые;

-по профилю резьбы винтов;

-по поточности или стороны всасывания: однопроточные (с односторонним всасыванием), двухпоточные (с двухсторонним всасыванием);

-по направлению вращения: реверсивные и нереверсивные

Навешивае-мый на главные двигатели реверсивный двухпоточный винтовой насос с двухсторонним всасыванием изображен на рис.39

К корпусу крепятся два патрубка: приемный 8 и отливной 1. Они отделены от рабочей камеры насоса клапанным решетками с всасывающим 5 и нагнетательными 3 откидными клапанами имеющими ограничители 2. Ротор насоса представляет собой винт 4 с двухсторонней резьбой, лежащей на двух опорных шарикоподшипниках и имеющей на правом конце цилиндрическую шестерню 6, приводящую во вращении второй винт. Направления движения жидкости через фильтрующую сетку 7 при определенном направлении вращения ротора показано сплошными линиями, при изменениями вращения штриховыми. Следовательно, насос обеспечивает постоянные направление с подавляемой жидкости при изменении направления вращения коленчатого вала двигателя, от которого осуществляется привод насоса.

Резкое снижение, производительности может быть вызвано рядом причин:

- неплотностями соединений на всасывании;

- износом винтов-роторов;

- неправильный регулировкой пружины перепускного предохранительного клапана;

- повышенной или пониженной вязкостью перекачиваемой жидкости;

- высокой температурой перекачиваемой жидкости.

 

Винтовые насосы имеют следующие положительные свойства:

-возможность регулирования производительности насоса при постоянном напоре путем изменения частоты вращения роторов;

-небольшие габариты и массу;

-равномерную подачу жидкости;

-сухое всасывание;

-значительное давление нагнетания;

-высокий КПД от 0,91 до 0,97

производительность - 0,5 -200м³/₂

напор - 200кгс/см²

частота вращения - 750-8000 об/мин

 

Роторно-пластинчатые насосы

Роторно-пластинчатые или шиберныенасосы, у которых изменяются объемы, ограниченные двумя соседними пластинами (шиберами), поверхностями ротора и внутренними стенками статора (корпуса), явились развитием и усовершенствованием коловоротных насосов, у которых вытеснитель - само тело вращения (коловорот), был заменен вытеснителем - пластиной. В зависимости от числа пластин насосы могут быть двухпластиночными или многопластиночными. В корпусе 12 вращается эксцентрично расположенный в цилиндрической камере ротор 13. В пазах ротора свободно скользят две пластины 14, распираемые пружиной так, что выходящие из ротора концы пластин прижимаются к стенкам камеры. При вращении ротора по часовой стрелке пластина поворачивается, поджимаемая пружинной и действием центробежной силы. За ней в рабочей камере создается разряжение, а перед ней - давление. В результате из всасываемой трубы 9 через фильтр 10 воздух и пары жидкости всасываются в разреженную полость насоса, а затем через невозвратный клапан 3, механический сепаратор 6 и воздушную трубу 7 выходят в атмосферу. Насос с патрубками размещен в резервуаре 8, который до определенногоуровня заполнен маслом для предотвращения подсасывания воздуха. Уровень масла контролируют через смотровое стекло 4. Резервуар осушается через трубу 2 и верхние отверстия закрытое пробкой 5 или через нижнее с пробкой 1. Заполняется резервуар через отверстие с пробкой 11.

Насос используется как вакуумный для создания пониженного давление. Его недостаток состоит в неравномерности подачи (пульсации). Для выравнивания подачи применяют насосы с большим количеством пластин.

Лопастные насосы

Лопастными называются насосы, в которых движение перекачиваемой жидкости осуществляется за счет вращения лопастей. В зависимости от движения потока они классифицируются на: 1 -центробежные (поток жидкости перемещается от центра к периферии) 2 -осевые или пропеллерные (поток жидкости перемещается вдоль от насоса) 3 - вихревые (поток жидкости перемещается по кольцевой периферии вихреобразно) центробежный насос состоит: 1 -корпус спиралевидной формы, называемой улиткой, и ротор состоящий из рабочего колеса 2 с лопостями называемого крылаткой

 

 

 

Рабочее колесо жестко насажено на вал 3. К корпусу примыкают два патрубка всасывающий 4 и нагнетательный 5. За счет вращения рабочего колеса жидкости сообщается вращательное и радиально-поступательное движение от центра к переферии под действием центробежных сил. Центробежные насосы бывают самовсасывающие и несамовсасывающие. Насосы, устанавливаемые выше уровня всасываемой жидкости, иногда снабжают специальными устройствами-вакуумными насосами, обеспечивающими сухое всасывание.

Конструкция несамовсасываемого центробежного консольного насоса, с односторонним подводом жидкости, осуществляющего циркуляцию внутреннего контура охлаждающей воды дизеля, который крепится на двигателе изображен на рис.41.

Двигатель передает вращение на вал 10 через сидящую на призматичной шпонке шестерню 9. Вал лежит в радиальных шариковых подшипниках 11, укрепленных в корпусе 8. На консольный конец вала, имеющего защитную рубашку 12 с сальниковым уплотнением 13, насажено на шпонке 4 рабочее колесо с лопастями 5, закрепленное гайкой 3 и вращающейся между двумя кольцевыми вставками: передней 2 и задней 14. Вода поступает через всасывающий патрубок 1 и выходит через нагнетательный патрубок 6. Смазка кшарикоподшипникам подводится через месленку 7. Вихревые насосы выполняются одно и многоколесными производительностью

10-35м³/_ч при напоре 9,5 до 20кгс/см² .

Насосы устанавливаются на одном фундаменте с приводным двигателем через полумуфты, с эластичными пальцами и полумуфты обязательно центруются. Для увеличения напора и производительности можно набирать секции (крылатка и кольцевая камера). Насосы отличаются компактной конструкцией, хорошим всасыванием простотой конструкции.

Струйные насосы

Струйные насосы отличаются от ранее рассмотренных объемных и лопастных насосов тем, что в них отсутствуют движущие механические части. Разность давлений для всасывания и нагнетания обеспечивается с помощью рабочей жидкости, газа или пара, подаваемых от внешнего источника под давлением и сообщающих перекачиваемой жидкости необходимую энергию. На рис.61 изображен эжектор.

 

Эжектор состоит из: 1-полугайка «Шторца» подача рабочей жидкости; 2-латунное сопло; 3-корпус эжектора; 4-отводящая гайка «Шторца»; 5-нагнетальный патрубок;

6-колпачок цепочкой; 7-всасывающий патрубок.

Эжектор работает так: рабочая вода, обычно из пожарной магистрали, подается под давлением 4-5кгс/см² к соплу. Из выходного узкого сечения сопла вода поступает с большой скоростью в так называемую камеру смешения, при этом давление понижается. Проходя по узкому сечению диффузора (горлу) вода увлекает за собой воздух и создает разряжение в камере смешения, которое обеспечивает поступление жидкости из всасывающего патрубка 7. Благодаря трению и в результате обмена импульсами всасываемая вода смешивается и перемещается вместе с рабочей в нагнетательный патрубок. Подачу эжектора регулируют путем ввертывания или вывертывания сопла. Применяются паровые для создания вакуума в конденсаторах, испарительных установках и для осушения трюмов.

 

На рис.62 изображен пароструйный инжектор, используемый для подпитки парогенераторов, котлов. Рабочая смесь пар.

Инжектор - это струйный насос соединенный с обслуживаемым объектом нагнетательным патрубком.

 

Судовые системы

Классификация систем

В зависимости от назначения систем, можно разделить на общесудовые системы, системы пожаротушения, системы бытовые.

Общесудовые системы: осушительная, балластная, сточная.

Система пожаротушения: 1-водопожарная; 2-спринклерная; 3-паротушения; 4-система углекислотного тушения; 5-пенотушения; 6-жидкосного тушения; 7-система инертных газов; 8-система водораспыливания; 9-водяных завес; 10-водяного орошения.

Системы бытовые: водоснабжение питьевой, мытьевой, санитарной, заборной водой;

Сточно-фановая; отопления; вентиляция; кондиционирование воздуха.

Специальные системы танкеров: грузовая, зачистная, балластная; система подогрева груза; система инертных газов; газоотводная система; система вентиляции грузовых танков; система водяной мойки танков и мойки танков сырой нефтью.

Основные конструктивные элементы судовых систем:

1- насосы;

2- соответствующие емкости;

3- трубопроводы с переборочными стаканами;

4- арматура с ручным и дистанционным управлением;

5- сепаратор льяльных вод МО и система автоматического замера;

6-системы дистанционного контроля уровня или количества груза по емкостям.

 

Противопожарные системы:

А. Водо-пожарная система

Элементы системы: основные пожарные насосы - 2 шт. и аварийный насос от аварийного ДГ с запасом топлива на 36ч.работы переносные пожарные насосы (мотопомпы) трубопроводы, пожарные рожки, пожарные рукава с длиной 15-20м на открытой палубе и 10м во внутренних помещениях, распылители систем орошения, водяных завес и спринклерные.

Б. Система паротушения

Система паротушения предназначена для тушения пожаров в грузовых танках танкеров, пожаров в расходных и отстойных цистернах, в котле и котельном отделении, в утиль-котле в газовыпускных трубах ГД и ВДГ. Пар в систему паротушения подается от распределительного коллектора парового котла.

В. Система пенотушения

Применяется для тушения горящих нефтепродуктов на танкерах, тушения грузов в трюмах (самовоспламеняющихся-уголь, руда, прессованного хлопка). Существуют стационарные и переносные установки. Установка состоит из: емкости с пенообразователем, трубопроводы воды и арматура, парогенератор, в котором происходит смешивание воды, пенообразователя, воздуха. На танкерах и спасательных судах стоят лафетные стволы, стационарные.

Г. Система углекислотного (СО₂) и жидкостного тушения (СЖБ)

Предназначены для тушения пожара в МО, трюмах, грузовых танках и др.помещениях.

Основные элементы системы: баллоны СО₂ или емкости с бромэтилом, трубопроводы, распределительные станции, сигнализация.

На судах в основном применяются системы СО_2. Инструкция по эксплуатации и применению этих систем имеется на каждом судне и обучение экипажа по ним проводится на судовых занятиях и тренировках.

Осушительная система служит для удаления воды из сточных колодцев МО и трюмов. На грузовых судах должно быть не менее 2хосушительных насосов, на пассажирских судах должно быть не менее 3х. В качестве резервных осушительных насосов, могут применяться балластные и другие насосы общесудового назначения.

Осушительная система оборудуется самовсасывающими центробежными насосами либо поршневыми. Осушительная система оборудуется невозвратно-запорными клапанами и грязезащитными сетками. Аварийное осушение МО предусмотрено с помощью насосов забортной охлаждающей воды ГД. Машинное отделение, в зависимости от габаритов, имеет в носу и корме с левого и правого борта, по центру МО, линии вала сточные колодцы. Клинкеты могут быть с ручным или дистанционным приводом.

Сепаратор льяльных вод (СЛВ)

Международная конвенция по предупреждению загрязнения моря (МАРПОЛ 73/78) требует, чтобы каждое судно было оборудовано СЛВ, обеспечивающим очистку льяльных вод от нефтепродуктов до содержания их в стоке не более 15 мг/л. Обычно СЛВ состоит из насоса, отстойного сепаратора 1 ступени, фильтров, автоматических пневмоэлектрических клапанов, арматуры, трубопроводов, пульта управления и сигнализации.