Конструктивные элементы судовых систем. Трубы и арматура характеризуются условным проходом (внутренним диаметром) Dу и условным давлением Ру на которое они рассчитываются.

Трубы и арматура характеризуются условным проходом (внутренним диаметром) D_у и условным давлением Р_у на которое они рассчитываются.

Для соединения отдельных участков труб чаще всего используется сварка.

Однако при необходимости разборки участков при ремонте и замене используются следующие путевые соединения(см. рис. 12.1): фланцевое, резьбовое (фиттинговое), штуцерное, дюритовое (с гибким армированным элементом).

Рис. 12.1. Путевые соединения труб: а – фланцевое; б – резьбовое (фиттинговое); в – штуцерное; г – дюритовое (с гибким элементом)

При малых диаметрах трубопроводов используются краны(рис. 12.3) и манипуляторы (рис. 12.4).

Клапаны различного назначения показаны на рис. 12.5.

Рис. 12.2. Части судовых трубопроводов: а – колено; б – тройник; в – стакан переборочный

Запорный про­ходной имеет два положения (закрыто и открыто), невозвратно–запорный – тоже два (закрыто и невозврат), невозвратно–управляемый – три положения (закрыто, невозврат и открыто), невозвратно–проход­ной – одно (невозврат). Положение невозврат означает, что в одну сторону клапан пропускает жидкость, а в обратную – нет.

Рис. 12.3. Проходной клапан с рукояткой: 1 – корпус; 2 – пробка; 3 – сальник; 4– рукоятка	Рис. 12.4. Схемы действия кранов разных типов: I – проходной; II – трехходовой; III – трехходовой с Т–образной пробкой; IV – крановый манипулятор

На трубопроводах больших диаметров устанавливают клинкеты (рис. 12.6) и другую арматуру (типа «бабочка», шаровые и так далее). Клинкеты устанавливают, например, в кингстонных ящиках.

Рис. 12.5. Типы клапанов, а – запорный проходной; б – невозвратно–запорный угловой; в– невозвратно–управляемый; г –невозвратный проходной; д –трехклапанная коробка с невозвратно–запорными клапанами («гитара»):

1– корпус; 2– крышка; 3– шток; 4– маховик; 5– сальниковая набивка; 6– тарелка

Рис. 12.6. Клинкет: 1 – клин (диск); 2 – гайка ходовая; 3– корпус; 4 – шток; 5 – крышка; 6 – сальниковая набивка; 7– указатель хода диска; 8– маховик; 9– рукоятка	Рис. 12.7. Захлопка бортовая: 1– корпус; 2–крышка; 3– валик; 4 – тарелка; 5– пробка спускная

Рис. 12.8. Приёмный отросток (а), грязевые решётка (б) и коробка (в)

Клапаны обратные типа «захлопка» (см. рис. 12.7)– устройства, пропускающие поток рабочей среды в одну сторону и не пропускающие поток среды в другую сторону. Поток среды может быть потоком жидкости, газа (воздух, азот, углекислый газ и другие), потоком других частиц в трубе.

Приёмники и грязевые коробки изображены на рис. 12.8. Они предназначены для забора (приёмник), забора и очистки жидкости (коробки).

Мерительные трубы(см. рис. 12.9) служат для замера количества жидкостей в цистернах, льялах и так далее.

Нижнюю часть мерительной трубы закрепляют на небольшом расстоянии от днища цистерны, а верхнюю часть выводят на открытые палубы и закрывают завинчивающейся пробкой из сплавов меди (для предотвращения коррозии).

На кольце вокруг пробки выбивают название цистерны, в которую ведёт эта труба. При опускании в трубу мерительной рулетки с грузом или футштока, уровень жидкости отбивается на ленте (футштоке). Для улучшения видимости уровня на ленту рулетки или футшток наносят специальную пасту или мел.

На современных судах часто применяют также различные дистанционные устройства замера уровня и количества жидкостей в цистернах и других ёмкостях.

Воздушные трубы (см. рис. 12.10) служат для сообщения цистерны с атмосферой, чтобы при приёме жидкости в цистерне не возникала воздушная подушка, избыток давления, а при выкачке – вакуум.

Рис. 12.9. Измерительные (мерительные) трубы; а– со съёмной втулкой; б – с приварной втулкой и штатным футштоком:

1– труба; 2– пробка; 3– соединительная муфта; 4– кронштейн; 5– приварная планка;6– футшток.

Рис. 12.10. Головки воздушных труб: а– с поплавковым клапаном; б– с огнезащитной сеткой

Так как избыток давления и вакуум могут привести к потере прочности ограждающих конструкций, площадь сечения воздушных труб должна быть не меньше площади сечения наливных труб. Воздушные трубы также служат для вентиляции цистерн.

Воздушные трубы устанавливаются в самых высоких местах настила отсека и выводят обычно на верхние палубы. Верхние концы труб загибаются книзу (образуя так называемый «гусёк») или оборудуются поплавковыми клапанами для предотвращения попадания забортной воды в отсеки (брызги волн, мойка).

Судовые насосы

Насосами называют механизмы, с помощью которых жидкости транспортируются или перекачиваются из помещения с меньшим давлением в помещение с большим давлением.

В зависимости от принципа действия различают объёмные (поршневые, шестерённые, винтовые), центробежные (лопастные) и струйные насосы.

На судах насосы разделяют по их назначению: трюмные, балластные, питательные для масла и охлаждающей воды, пожарные, нагнетательные и так далее.

Объёмные насосы служат для того, чтобы периодически нагнетать отдельные количества жидкости из камеры всасывания в камеру сжатия.

Самый простой объёмный насос – это поршневой насос. Принцип, работы такого насоса двойного действия показан на рис. 12.11.

При движении поршня 1 вверх в полостях под ним создаётся разрежение и открывается всасывающий клапан 3, в полостях над поршнем – давление и открывается нагнетательный клапан 4 и жидкость из всасывающего трубопровода 6 поступает в нагнетательный трубопровод 7. При движении поршня вниз происходит аналогичное движение жидкости, но при этом открываются всасывающий 2 и нагнетательный 5 клапаны.

Рис. 12.11. Принцип действия поршневого насоса двойного действия:

1 – поршень; 2÷5 – клапаны; 6 – всасывающая труба; 7 – напорная труба

Рис. 12.12. Принцип действия шестерённого насоса

Другим очень распространенным видом объёмного насоса является шестерённый насос, показанный на рис. 12.12.

Подающий элемент состоит из двух зубчатых колёс, помещённых в герметическом корпусе. Одно из зубчатых колёс приводится во вращение, например, электродвигателем. При вращении колёс зубцы, выступающие из зубчатого венца, вызывают увеличение объёма в насосе, за счёт чего жидкость всасывается нижним входным патрубком.

Отдельные количества поступившей жидкости последовательно накапливаются в промежуточном пространстве между зубчатыми колёсами и подаются между корпусом насоса и колёсами к их внешней стороне. Наконец, жидкость поступает в камеру сжатия. За счёт последовательного вхождения колёс в зубчатый венец жидкость выдавливается в напорный патрубок.

Шестерённые насосы используются на судах для выкачивания вязких жидкостей с хорошими смазочными свойствами, таких как масло, топливо и так далее.

Рис. 12.13. Принцип действия винтового насоса: 1 – ведущий вал; 2 – ведомые винты; 3 – предохранительно–перепускной клапан

Винтовые насосы также относятся к группе объёмных насосов (см. рис. 12.13).

Жидкость от всасывающего патрубка поступает в промежуточные пространства между винтами, которые называются также камерами и расположены между ведущим винтом, подключённым непосредственно к двигателю, и ведомым.

После поворота винтов на определённый угол жидкость в камере запирается. Затем вдоль винтов она поступает наверх и оттуда нагнетается в напорный трубопровод.

При слишком сильном повышении давления в камере сжатия открывается предохранительный клапан, и жидкость течёт назад во впускную камеру.

Принцип действия центробежного насоса показан на рис.12.14.

Характерным признаком этих насосов является непрерывный поток жидкости.

Рис. 12.14. Принцип действия центробежного насоса

Рабочий орган насоса, ротор с лопатками, смонтирован на вращающемся валу насоса, который чаще всего подключается непосредственно к приводному электродвигателю. Лопатки вращающегося ротора передают энергию двигателя жидкости, протекающей через насос, создавая при этом давление, под воздействием которого жидкость идёт от входа к выходу.

Центробежные насосыповсеместно применяются в судовых энергетических установках. Они имеют различную конструкцию в зависимости от мощности. Так, мощность нагнетательных насосов для танкеров достигает нескольких тысяч тонн жидкости в час.

Если для перекачиваемой жидкости (например, для воды в пожарных насосах или в питательных насосах паровых котлов) требуется более высокое давление, применяют многоступенчатые насосы.

Принцип их действия состоит в том, что вода, достигшая определённого давления и покидающая первую ступень, течёт ко всасывающему патрубку следующей ступени, где давление снова повышается.

Принцип действия осевого насоса (рис. 12.15) состоит в следующем: при вращении крыльчатки рабочая жидкость засасывается в насос через всасывающий патрубок и под давлением направляется в нагнетательный. Рабочее колесо насоса имеет от двух до шести лопастей.

Осевые насосы примененяются в случаях, когда большую подачу (производительность) необходимо сочетать с незначительным напором, например, в качестве балластных насосов. Их также применяют на ледоколах для освобождения корпуса судна, зажатого во льдах – путём перекачивания воды с одного борта на другой, а затем в обратном направлении, что вызывает раскачивание корпуса судна (как у детской игрушки «ванька–встанька»).

Рис. 12.15. Осевой насос

Принцип действия струйного(эжекторного) насоса (рис. 12.16)основан на использовании явления эжекции (отсоса). Поэтому их называют эжекторами.

Рис. 12.16. Струйный насос

Эжектор – это струйный аппарат, в котором для отсасывания газов и жидкостей используется кинетическая энергия другого газа или жидкости.

Эжекторы используют для осушения некоторых помещений, удалённых от насоса, установленного в МО– цепной ящик, румпельное отделение и тому подобное.

Такие насосы используются для тушения пожара пеной. Через насос слева направо проходит забортная вода (эжектирующая жидкость) из пожарной магистрали под давление 0,6÷0,8 МПа.

В нижней части корпуса насоса образуется зона разрежения, в которую поступает сухой пенный порошок (эжектируемая жидкость), который захватывается потоком воды. В результате на выходе струйного насоса образуется жидкая пена.

На этом же принципе работает вытяжная вентиляция в железнодорожных вагонах и в автобусах.