1.3.10. Измерительные приборы и датчики давления
- Манометры и мановакуумметры. Наладка судовой системы и ее нормальное функционирование совместно с насосом невозможны без приборов, измеряющих давление воды на входе в насос и выходе из него. К выходному патрубку насоса присоединяетсяманометр, измеряющий давление выше атмосферного. Входной патрубок насоса, где может существовать давление меньше атмосферного присоединяется к мановакуумметру, который представляет собой манометр, шкала которого продлена в область отрицательных давлений, до -0.1 МПа. Для измерения давления меньше атмосферного применяется также вакуумметр, шкала которого градуирована от 0 до – 0.1 МПа. Однако, поскольку в приемной ветви насоса могут возникать давления выше атмосферного, применяют названный выше прибор, совмещающий обе функции.
Рис. 1.53 Манометровый щит и его элементы: а)-размещение оборудования на щите; 1- щит, 2-манометр; 3- мановакуумметр; 4- отличительные планки; б)- мановакуумметр; в)- манометровый клапан: 1-щит, 6- отверстие присоединения манометра; 7 вход среды; 8-отверстие для продувки или присоединения контрольного манометра
Манометр и мановакуумметр помещают на специальный манометровый щит и присоединяют к патрубкам насоса с помощью манометровых клапанов. Вид щита показан на рис. 1.53-а.Манометровый клапан позволяет удалять из манометра и трубопровода, ведущего к нему воздушные пробки, окалину и прочие возможные загрязнения, которые могут влиять на показания. Кроме этого, наличие отверстия продувки позволяет подключать к системе контрольный манометр и производить проверку щитового манометра без его отсоединения от системы.
Измерительные приборы подключаются к патрубкам насоса тонкими медными трубками с помощью штуцерных соединений Ду 6. Для того, чтобы вибрация насоса не передавалась на манометры на трубках делаются компенсаторы, в виде нескольких спиральных витков медных трубок. Если место установки щита также подвержено вибрации, щит крепится к судовым конструкциям через амортизаторы соответствующего типа и жесткости.
- Датчик - реле давления– не измеряет, а сигнализирует о наличии или отсутствии заданного значения давления. Это электромеханический прибор, в котором контакты замыкаются мембраной, перемещающейся силой давления жидкости в трубопроводе. Уровень давления задается расстоянием от мембраны до контакта. Такой датчик должен устанавливаться на магистрали за насосом (водопожарным, осушительным), а сигнал от него (о появлении давления в системе после включении насоса) должен поступать в ходовую рубку.
1.4 Насосы
Насосы и гидроаккумуляторы являются таким же важным элементом систем, как сердце в кровеносной системе человека, обеспечивая перемещение жидкости по трубопроводам. Насос - одно из древнейших технических средств подъема воды для орошения полей, полива садов (висячие сады Серамиды в древнем Вавилоне), наполнения бассейнов в банях и дворцах (шнековый насос Архимеда) и пр. Приводились они в движение рабами или животными.
Нужда в насосах в эпоху «угля и железа» привела к изобретению паровых машин, поскольку требовалась откачка воды из угольных шахт, а масштабы промышленной революции, начавшейся в 18 веке, не могли быть удовлетворены мускульной силой животных. Тогда же появились первые промышленные поршневые насосы– «близнецы-братья» паровых двигателей, дающих возвратно- поступательное движение поршня. Когда на смену эпохе пара пришло время ДВС и электродвигателей, настало времялопастных насосов–центробежныхиосевых, крыльчатки которых вращались с высокой скоростью этими двигателями. Простота и надежность трехфазных электродвигателей привели к тому, что более 90% всех насосов на судах, и вообще в технике, являются центробежными.
Гидроаккумуляторы также известны с древнейших времен – вначале это были искусственно заполняемые бассейны с водой и расположенные выше потребителей – фонтанов и ванн на виллах доисторических правителей. Затем, с появлением городских водопроводных сетей с трубами из чугуна и стали, энергия воды аккумулировалась в водонапорных башнях, до сих пор, украшающих небольшие города и станции железной дороги, где они использовались для быстрой заправки паровозов водой.
Когда энергия сжатого воздуха стала широко применяться в промышленности, появилась компактная разновидность гидроаккумулятора - пневмоцистерна, из которых вода вытекала под действием предварительно сжатого над водой воздуха.
Предполагается, что принцип действия основных типов насосов уже известен читателю из курса гидравлики. Для более подробного ознакомления с этим вопросом можно порекомендовать книги [ Колесников ] и [ Певзнер ]. Поэтому в дальнейшем обсуждаются те стороны характеристик и особенностей насосов, которые важны для проектирования систем.