1.4.3 Пневмоцистерны

Во некоторых системах необходимо поддерживать постоянный напор воды (водопожарных, водоснабжения и пр.). Использовать для этого постоянно работающий насос нецелесообразно, так как требуются дополнительные энергетические затраты и в том случае, когда расход воды в системе отсутствует. Поэтому, для поддержания напора без излишних затрат электроэнергии, используют пневмоцистерну (гидрофор, пневмогидроаккумулятор). Напор поддерживается предварительно сжатым в цистерне воздухом. Когда открывается кран умывальника или пожарный кран вода немедленно течет из них с заданным напором. Устройство пневмоцистерны показано на рисунке 1.64-а.

Вода вытесняется из цистерны давлением воздуха. Когда давление воздуха падает ниже заданного значения, включается насос, который обеспечивает напор воды уже без действия пневмоцистерны. Кроме подачи воды потребителям, насос заполняет пневмоцистерну, сжимая воздух над поверхностью воды; при достижении заданного давления насос автоматически выключается. При непо­средственном контакте воды и воздуха происходит растворе­ние последнего в воде и объем воздушной подушки над водой постоянно уменьшается.

Рис. 1.65. Пневмоцистерны а) – с подпиткой сжатым воздухом; 1- корпус; 2-насос; 3-водомерная колонка; 4-номинальный уровень воды; 5-воздушная подушка; 6- манометр; 7- питающий трубопровод сжатого воздуха; 8- невозвратные клапаны; 9- предохранительный клапан; 10- подача воды в систему. РДД -реле-датчик давления; ПУ- пусковое устройство двигателя насоса. б) -пневмоцистерна с эластичной мембраной: 11- мембрана

Для компенсации убывающего количества воздуха к пневмоцистерне подведен трубопровод сжатого воздуха. Когда уровень воды в цистерне под давлением становиться выше определенного, производят подпитку воз­душной подушки сжатым воздухом (вручную). Из-за этого пневмоцистерна имеет вид вертикальной колонны.

В современных пневмоцистернах вода отделена от воздуха эластичной мембраной, которая не допускает растворение воздуха. Подвода сжатого воздуха в них не требуется и пневмоцистерна занимает горизонтальное положение (рис. 1.64-б), что делает ее компактной.

Объем пневмоцистерны зависит от пикового часового расхода воды в системе и требуемого числа включений насоса (не более 6 в час). Особенности расчета будут приведены ниже, в п. 5.1.3

1.5 Цистерны

1.5.1 Виды и назначение цистерн

Цистерны являются начальной или конечной точкой движения жидкостей во многих общесудовых системах, формально не являясь элементом системы. Однако, при проектировании ряда систем проектанту необходимо разрабатывать и конструкции соответствующих цистерн

Цистерны по своей конструкции делятся на три принципиально разных типа – корпусные, встроенныеивкладные.

Корпусные цистерны в качестве одной или нескольких ограничивающих поверхностей имеют наружную обшивку судового корпуса. Такими являются балластные цистерны в двойном дне и бортах, цистерны запаса питьевой воды. Когда цистерна сверху ограничена палубой, а снизу днищем (или настилом второго дна) она носит названиедиптанк(англ. – глубокий танк).

Встроенныецистерны в качестве стенок имеют внутренние непроницаемые поверхности судна – части непроницаемых переборок, настил второго дна, внутренние стенки двойных бортов

Вкладныецистерны отделены от поверхностей корпуса, устанавливаются на фундаментах или навешиваются на переборки на кронштейнах.

Встроенные и вкладные цистерны применяются для сбора и хранения содержимого, которое при аварии, связанной с разрушением обшивки корпуса (днище, борта) может нанести существенный вред окружающей среде (топливо, масло, нефтесодержащие воды) или разрушить эту обшивку из-за агрессивности содержимого (фекальные воды).

Последние два типа цистерн должны быть устроены так, чтобы обеспечивался свободный полный доступ для осмотра наружных поверхностей их стенок. Кроме этого, ввиду того, что содержимое таких цистерн может образовывать внутри наросты на стенках, ребра набора должны быть снаружи цистерны.

Каждая цистерна, независимо от назначения и конструкции, должна быть оборудована:

- горловиной для доступа внутрь с целью очистки цистерны;

- устройством для измерения текущего уровня жидкости (см. п. 1.3.6, а);

- воздушной трубой с воздушной головкой (см. рис.1.40);

- системой подогрева цистерны, если есть вероятность замерзания содержимого.

- наполнительным трубопроводом;

- сливным трубопроводом.

Общие технические требования к вкладным цистернам регламентирует ОСТ5. 4356-89. В нем содержатся рекомендуемые размеры цистерн, значения пробных испытательных давлений, рекомендуемый материал – ВСт3 сп. Если объем цистерны более 3 м3, в ней должно быть две горловины (овальные в свету 400х600 мм или круглые диаметром 500мм) по возможности в наибольшем удалении друг от друга. В случае расположения горловины на высоте более 1 м от днища, внутри на стенке должен быть устроен скоб – трап.

Наиболее серьезное требование связано с максимальным рабочим давлением в цистерне. Если оно больше 0.07 МПа (7.0 м вод. ст.) то цистерна относится к категории сосудов под давлением и попадает под надзор Госгортехнадзора со своими жесткими правилами. С другой стороны, особые требования предъявляются Регистром для сосудов с температурой более 115⁰ С и давлением более 0.7 МПа (70 м вод. ст.). Для цистерн общесудовых систем давление и температура, как правило, не превышают этих значений.