Арматура судовых систем классификация арматуры
АРМАТУРА судовая
Трубопроводная арматура — У этого термина существуют и другие значения, см. Арматура. Памятник водопроводу в Мытищах, на вершине разноцветные задвижки … Википедия
30816 — ГОСТ 30816 < 2002>Арматура судовая фланцевая. Строительные длины. ОКС: 47.020.30 КГС: Д45 Судовые системы, трубопроводы и арматура Действие: С 01.01.2004 Текст документа: ГОСТ 30816 «Арматура судовая фланцевая. Строительные длины.» … Справочник ГОСТов
клапанная коробка — 3.1 клапанная коробка: Трубопроводная арматура, корпус которой оснащен двумя и более клапанами. Источник: ГОСТ 30816 2002: Арматура судовая фланцевая. Строительные длины оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Виды арматуры
Основным элементом судовой арматуры являются клапаны. В судовых системах применяются клапаны диаметром от 10 до 200 мм, управляемые вручную, с помощью маховика, либо автоматически.
Запорные клапаны предназначены для разобщения и герметизации отдельных участков трубопроводов. Изготавливаются из стали, бронзы, латуни или из легких сплавов.
Предохранительные клапаны предназначены для снижения и автоматического поддержания требуемого давления среды независимо от изменения расхода ее в трубопроводах. Подразделяются по конструкции на три типа: диафрагменные, мембранные и поршневые. Предохраняют трубопроводы и механизмы от разрушения при случайных повышениях давления в них сверх допустимого рабочего значения.
Предохранительный клапан (рис. 2.1) состоит из корпуса 1, тарелки 7, прижимаемой к седлу 8 через шток 6 цилиндрической пружиной 4, и нажимной втулки 3 для поджатия пружины. Клапан работает автоматически. Как только по какой-либо причине давление в трубопроводе превысит установленное значение давления затягом пружины в клапане, он откроется и пропустит некоторое количество рабочей среды из области повышенного давления в область меньшего давления (например, в атмосферу). После выхода части жидкости из трубопровода и понижения давления в нем до нормального клапан закроется.
Отрегулированный на определенное давление предохранительный клапан фиксируется постановкой пломб на скобу 2 с ушком 5. В целях уменьшения утечки жидкости шток в месте прохода через крышку имеет выточки, чередующиеся с выступами, которые в совокупности образуют лабиринтовое уплотнение.
Пропускная способность предохранительного клапана должна быть такой, чтобы давление в трубопроводе не могло превысить 1,1 рабочего. В качестве примера на рис. 2.2 показан предохранительный клапан, устанавливаемый на грузовых танках танкера.
Невозвратная (защитная) арматура (рис. 2.3) предназначена для пропуска рабочей среды только в одном направлении в трубопроводах различных систем, где требуется обеспечить движение жидкости только в одном заданном направлении и одновременно предотвратить ее движение в обратном направлении.
Невозвратные клапаны (рис. 2.3 а) открываются потоком среды, не имеют шпинделя и работают автоматически, пропуская среду в одном направлении, указанном стрелкой, из-под тарелки клапана. Их основными деталями являются корпус 1, крышка 2 и тарелка 3 с направляющим стаканом. Поступающая под тарелку жидкость своим давлением поднимает тарелку и проходит в трубопровод над клапаном. При движении жидкости в обратном направлении клапан закрывается под действием давления жидкости на тарелку сверху и собственной массы тарелки.
Невозвратно-запорный клапан (рис. 2.3. б) обеспечивает движение жидкости в одном направлении, в случае необходимости с помощью ручного привода (вращением маховика) 3 полностью перекрывая трубопровод. Невозвратно-запорные клапаны, в закрытом состоянии препятствующие движению среды в любом направлении, работают как стопорные, а в открытом состоянии (при поднятом штоке) - как невозвратные. В корпусе 1 расположены тарелка 6 и шпиндель 5, которые не соединены между собой. Шпиндель хвостовиком свободно входит в вертикальное отверстие тарелки. Таким образом, если вращением маховика 3 поднять шпиндель, то тарелка будет работать автоматически в пределах своего свободного хода, как у невозвратною клапана, обеспечивая одностороннее движение жидкости. Для перекрывания трубопровода вращением маховика опускают шпиндель и прижимают им тарелку к седлу клапана. Герметичность места прохода шпинделя через крышку 2 корпуса клапана обеспечивает сальник 4.
Захлопка (рис. 2.3 в) используется в качестве невозвратно-запорного устройства, рабочим органом которого является захлопка 5, шарнирно закрепленная на валике 4. Корпус 1 захлопки имеет обычный круглый 2 и фасонный бортовой 6 фланцы. В верхней части корпуса находится крышка 3. Захлопка открывается под действием давления протекающей среды либо с помощью ручного или автоматического привода.
Регулирующая арматура (редукционные и дроссельные клапаны, манипуляторы) предназначена для регулирования давления или направления течения рабочей среды.
Редукционный клапан (рис. 2.4) предназначен для снижения (редуцирования) давления жидкости и автоматического поддержания его на заданном постоянном уровне. Он состоит из корпуса 1, тарелки 2, связанной штоком с поршнем 3, который соединен с диафрагмой 4. Сверху над диафрагмой находится цилиндрическая пружина 5, сила натяжения которой регулируется винтом 6. Конструкция клапана позволяет автоматически уменьшать давление жидкости до требуемого установленного значения независимо от изменения его перед клапаном.
Допустим, что при рабочем давлении р1 перед клапаном размер щели между тарелкой и седлом обеспечивает понижение давления до требуемого р2. Если давление р1 перед клапаном увеличится, то, следовательно, повысится и давление р2 за ним, которое по косому каналу а передастся на диафрагму 4, сожмет пружину и поднимет тарелку. В результате этого давление р2 за клапаном уменьшится до своего первоначального значения. Если давление р1 до клапана уменьшится, то понизится и давление р2 за клапаном, вследствие чего уменьшится давление на мембрану, и под действием пружины клапан опустится, увеличивая проточную часть.
Дроссельный клапан (рис. 2.5) служит для снижения давления протекающей через него среды. В корпусе 2 клапана размещается тарелка 1, закрепленная на шпинделе 3, имеющем в верхней части нарезку. Шпиндель проходит через крышку 4 и фиксируется в требуемом положении стопорной гайкой 6. На выступающий конец шпинделя навинчивается колпачок 5. При подъеме тарелки между ней и внутренней поверхностью корпуса клапана образуется щель. Давление за клапаном понижается вследствие увеличения скорости движения жидкости при проходе через щель. Высоту подъема тарелки регулируют вручную. После установки ее в необходимое положение шпиндель фиксируют стопорной гайкой. Дроссельным клапаном можно плавно регулировать давление рабочей среды в широком диапазоне. Однако в отличие от редукционного дроссельный клапан при изменении режима работы системы автоматически не поддерживает в системе постоянное давление.
Запорная арматура. К арматуре подобного рода, в корпусе которой есть пробка с одной или несколькими прорезями различной формы, относятся краны. В целях обеспечения герметичности пробка плотно притирается к корпусу крана и имеет сальник с набивкой. По конструкции краны делятся на проходные, трёхходовые и манипуляторы , принципиально отличаясь числом и формой прорезей в пробке. У проходного крана в пробке одна прорезь, кран только перекрывает трубопровод. Трёхходовые краны с L - или Т -образной прорезью в пробке при нескольких её рабочих положениях обеспечивают различные переключения движения жидкости по трём трубам, подключённым к корпусу крана.
На рис. 2.6 показан шаровой кран «Naval» запорного типа, используемый в системах гидравлики и теплоснабжения. Тарельчатые пружины прижимают уплотнения к плавающему шару, поэтому он имеет высокую плотность при низких и высоких перепадах давления. Корпус и штуцеры сварены в единое целое.
Углеродно-тефлоновые уплотнительные прокладки, усиленные L-образными кольцами, являются стойкими к износу, воздействию химикалий и загрязнений. Благодаря отшлифованному и отполированному шару, изготовленному из высококачественной стали, кран лёгок в работе. Он не требует ухода, подтягивания или смазки, отличается быстрым монтажом и малыми эксплуатационными расходами для давлений до 4 МПа и температур до 100 . 200 °С.
Клапанные коробки - это устройства, в которых в едином корпусе устанавливаются два, три или более клапанов (рис. 2.7). Предназначены для централизации управления судовыми системами. Бывают запорного и невозвратно-запорного типа. Клапанные коробки с общим подводом жидкости и индивидуальным отводом жидкости от каждого клапана ставят обычно на нагнетательном трубопроводе насоса, обслуживающего несколько объектов.
В табл. 2.1 показан принцип действия кранового манипулятора, который отличается от крана тем, что обеспечивает только переключение трубопроводов. Клапанные коробки с индивидуальным подводом жидкости и общим отводом от них обычно ставят на всасывающей магистрали насоса. обслуживающего несколько объектов.
На рис. 2.8 показан клапан газоотвода на грузовом танке танкера, а на рис. 2.9 - поперечный разрез автоматического прессвакуумного клапана. Особенностью его является автоматический пропуск газов из танка в окружающую атмосферу, и, наоборот, в грузовой танк из атмосферы при изменении давления в нем (при условии, что давление в танке, соответственно, выше или ниже атмосферного).
В системе инертных газов (СИГ) применяются специальные запорные устройства водяного затвора, а также дыхательные клапаны газоотвода. При превышении давления в танке эти клапаны выпускают пары и газы в атмосферу, а в случае образования вакуума внутри танка, наоборот, впускают воздух из атмосферы в грузовой танк.
Прессвакуумный клапан с электроприводом предназначен для автоматического перекрытия подачи неагрессивных углеводородных газов в системах автоматического управления газоиспользующими устройствами. Под напряжением клапан открыт. При исчезновении напряжения он закрывается. После подачи напряжения клапан открывается вручную только после нажатия на взводной шток. Корпус - алюминий, электрическое питание - 12 В, 24 В, 230 В, максимальное давление на входе - 0,5 . 6 бар.
Клапан термозапорный (КТЗ) предназначен для автоматического перекрытия трубопровода, подводящего газ к бытовым и промышленным приборам в случае пожара. КТЗ находится в корпусе, в полости которого установлен подпружиненный затвор, удерживаемый в открытом положении термочувствительным элементом. При достижении температуры окружающей среды 100 °С термочувствительный элемент освобождает затвор, который перекрывает поток газа.
Клапан быстрозапорный имеет дистанционный привод для немедленного перекрытия трубопровода в случае аварийной ситуации из смежного помещения. Такие клапаны обычно устанавливаются на топливных магистралях, перекрывая подачу топлива к ГД, ВД и ВК. Он имеет «собачку», которая при необходимости дистанционным приводом мгновенно освобождает предварительно сжатую пружину, действующую на тарелку клапана и перекрывающую топливную магистраль в аварийной ситуации.
Проходной невозвратно-запорный клапан осушительной системы (рис. 2.10) имеет пневматический и ручной аварийные приводы. Поршень пневмопривода снизу соединен со штоком разгрузочного клапана, сверху - со штоком ручного привода.
Любая запорная арматура имеет гидравлическое сопротивление, которое оценивается соответствующим коэффициентом. Для некоторых типов (видов) запорной арматуры он составляет:
- клапаны сальниковые проходные 4,5 . 11,0;
- клапаны сальниковые прямоточные 0,3 . 2,5;
- клапаны мембранные 1,5 . 7,0;
- задвижки полнопроходные 0,1 . 1,2;
- краны шаровые полнопроходные 0,1 . 0,4.
Контроль арматуры выполняется поджатием сальников или добавлением набивки не реже одного раза в месяц. Проверка действия средств автоматики и автоматической арматуры, а также предохранительных средств и редукционных клапанов проводится не реже одного раза в месяц. Проверка показаний всех манометров и термометров должна проводиться не реже одного раза в год.
Запрещается вскрывать путевую арматуру на трубопроводах, связанных с забортными отверстиями, не убедившись в исправном действии и плотном закрытии бортовой арматуры на них.
Переборочные сальники и палубные втулки служат для обеспечения водонепроницаемости переборок и палуб при проходе сквозь них валов. В качестве переборочных сальников применяют круглые или прямоугольные задвижки с одним фланцем. Первые отличаются высокой надежностью, но имеют высокий порог, что затрудняет перетекание груза, вторые имеют низкий порог, но при этом наблюдается снижение надежности.
Дополнительно сильфоны часто применяются в уплотнителях центральных запорных клапанов (рис. 2.11).
Судовая запорно-регулирующая арматура. Приводы арматуры
Арматура – это устройства для управления транспортируемой по трубопроводам систем рабочей средой.
Корпуса арматуры изготовляют литыми, сварными или штампо-сварными. Материал арматуры должен соответствовать материалу труб, чтобы не вызывать контактную коррозию в местах соединения арматуры с трубами. Основными материалами служат сталь, чугуний, латунь, бронза.
Арматура подразделяется на общую и специальную.
Общая арматура применяется в большинстве систем, к ней относятся краны, клапаны, задвижки, захлопки и поворотные затворы.
1. Краны – вид арматуры, в которой канал трубопровода перекрывается цилиндрической, конической или шаровой пробкой с одной или с несколькими прорезями различной формы. Перекрытие канала обеспечивается притёртостью пробки, поэтому краны используются при относительно небольших диаметрах (до 80 мм) и давлениях (до 2,5 МПа).
Выделяют следующие виды кранов:
- проходные, имеющие одну прорезь в виде прямого канала и сообщающие между собой два трубопровода;
- трёхходовые, имеющие прорези L- или Т-образной формы и сообщающие между собой три трубопровода;
- манипуляторы, имеющие в пробке несколько прорезей различной формы и сообщающие между собой три, четыре и более трубопроводов (применяются, например, в системах гидравлики).
Достоинства кранов: сравнительно малое гидравлическое сопротивление, малая масса и габариты, быстродействие.
Недостатки: неполная герметичность, трудность притирки пробки, опасность гидравлического удара при быстром закрытии крана.
Наиболее совершенной конструкцией является кран с шаровой пробкой. Такой кран обладает хорошей герметичностью, и отсутствием гидравлического сопротивления (так как форма канала в пробке точно соответствует форме присоединяемого трубопровода), может применяться в трубопроводах диаметром до 250 мм и при давлениях среды до 4 МПа.
2. Клапаны – вид арматуры, в которой проход трубопровода перекрывается специальной деталью – тарелкой, перемещающейся возвратно-поступательно по нормали к плоскости седла (места перекрытия канала трубопровода). Клапаны применяются при диаметрах до 500 мм и давлениях до 6,5 МПа.
В зависимости от формы корпуса клапаны могут быть проходными и угловыми.
По выполняемым функциям выделяют следующие типы клапанов:
- запорный клапан (рисунок 1.3.2.1). У таких клапанов шток 6 и тарелка 2 жёстко связаны. В крайнем нижнем положении штока тарелка прижимается к седлу и перекрывает проход трубопровода, в крайнем верхнем положении штока тарелка поднимается над седлом и обеспечивает пропускание среды в обоих направлениях.
Рис. 1.3.2.1. Схема запорного клапана:
1- корпус, 2 – тарелка, 3 – дуги крышки,
4 – винтовой механизм, 5 – маховик, 6 – шток.
- невозвратный клапан (рисунок 1.3.2.2). Такие клапаны не имеют штока и маховика, тарелка 2 прижимается к седлу собственным весом, давлением среды и пружиной 4. Тарелка поднимается и пропускает среду только в том случае, если давление в нижней полости клапана больше, чем в верхней. В противном случае клапан будет закрыт. Таким образом, невозвратные клапаны служат для автоматического пропускания среды только в одном направлении.
Рис. 1.3.2.2. Схема невозвратного клапана:
1- корпус, 2 – тарелка, 3 – крышка с направляющей втулкой, 4 – пружина.
- невозвратно-запорный клапан (рисунок 1.3.2.3). В отличие от запорного клапана, шток и тарелка не связаны друг с другом. Опущенный шток прижимает тарелку к седлу и закрывает клапан. При поднятом штоке клапан работает как невозвратный, пропуская среду только в одном направлении, из нижней полости в верхнюю.
Рис. 1.3.2.3. Схема невозвратно-запорного клапана:
1 – корпус, 2 – тарелка, 3 – шток, 4 – маховик.
- невозвратно-управляемый клапан (рисунок 1.3.2.4). Сочетает в себе функции невозвратного и запорного клапанов. Шток 4 и тарелка 2 соединены между собой с определённым зазором с помощью втулки 3 и шайбы 6. В нижнем положении штока тарелка прижата к седлу и клапан закрыт, в верхнем положении штока тарелка поднята и среда может проходить в обоих направлениях, а в промежуточном положении клапан работает как невозвратный.
Рис. 1.3.2.4. Схема невозвратно-управляемого клапана:
1 – корпус, 2 – тарелка, 3 – втулка,
4 – шток, 5 – маховик, 6 – шайба.
- предохранительный клапан (рисунок 1.3.2.5). Предназначен для предотвращения разрушения трубопроводов при чрезмерном повышении давления среды. Тарелка 2 прижимается к седлу пружиной 4, сжатие которой регулируется специальным устройством 5. При превышении давления среды над рабочим тарелка отжимается от седла и клапан открывается. После выхода части среды из трубопровода и понижения давления в нём тарелка под действием пружины вновь прижимается к седлу, закрывая клапан.
Рис. 1.3.2.5. Схема предохранительного клапана:
1 – корпус, 2 – тарелка, 3 – направляющая втулка, 4 – пружина, 5 – механизм регулировки пружины.
- дроссельный клапан (рисунок 1.3.2.6). Служит для понижения статического давления рабочей среды в трубопроводе. Работает по принципу введения в поток среды дроссельного затвора обтекаемой формы, создающего значительное гидравлическое сопротивление.
Рис. 1.3.2.6. Схема дроссельного клапана:
1 – корпус, 2 – дроссельный затвор, 3 – шток, 4 – винтовой механизм.
- редукционный клапан (рисунок 1.3.2.7). Служит для понижения давления в трубопроводе и для автоматического поддержания пониженного давления на заданном уровне. Понижение давления среды происходит при её прохождении через кольцевую щель, образованную тарелкой 2 и седлом. Размер этой щели можно регулировать. Автоматическое поддержание заданного давления обеспечивает подвижная система из тарелки 2, поршня со штоком 3, рабочей 4 и вспомогательной 6 пружин. С одной стороны на эту систему действует создаваемая рабочей пружиной сила Р0, с другой стороны – сила редуцированного давления среды Рред и сила, создаваемая вспомогательной пружиной Р1. При выполнении условия Р0 = Рред + Р1 система находится в равновесии. При колебаниях редуцированного давления подвижная система приходит в движение, величина зазора между тарелкой и седлом изменяется, причём таким образом, что восстанавливается заданное значение редуцированного давления. Колебание давления на входе в клапан не сказывается на положении подвижной системы (оно действует на тарелку и поршень в противоположных направлениях). Настройка клапана на заданное давление осуществляется регулировкой сжатия рабочей пружины.
Рис. 1.3.2.7. Схема редукционного клапана:
1 – корпус, 2 – тарелка, 3 – поршень со штоком, 4 – рабочая пружина, 5 – поджимное устройство, 6 – вспомогательная пружина.
3. Задвижки – вид арматуры, в которой проход трубопровода перекрывается плоским или клиновидным затвором, перемещающимся по нормали к оси трубопровода. Применяются при диаметрах 50 – 1000 мм и более и при давлениях до 1,6 МПа. Задвижки с затвором в виде клина или двух шарнирно соединённых дисков называют клинкетами (рисунок 1.3.2.8).
Рис. 1.3.2.8. Схема клинкетной задвижки:
1 – корпус, 2 – клин, 3 – гайка, 4 – шток, 5 – ниша корпуса, 6 – маховик с рукояткой.
Задвижки с плоскими затворами используют для газообразных сред, задвижки с клиновидным затвором – для жидких сред.
Достоинства задвижек по сравнению с клапанами: меньшие масса и габариты, меньшее гидравлическое сопротивление, меньшее усилие закрытия.
Недостатки: плотность запирания трубопроводов меньше, чем у клапанов.
4. Захлопки (рис. 1.3.2.9) – вид арматуры, в которой проход трубопровода перекрывается пластиной, имеющей ось вращения в плоскости седла или в плоскости, параллельной седлу. Используются как правило в трубопроводах больших диаметров при давлениях до 1,0 МПа. По конструкции захлопки могут быть управляемыми (выполняют функцию запорных клапанов) и неуправляемыми (выполняют функцию невозвратных клапанов). Особенностью этого вида арматуры является наличие мягкого уплотнения 4.
Рис. 1.3.2.9. Схема захлопки:
1 – корпус, 2 – захлопка, 3 – ось, 4 – мягкое уплотнение.
5. Поворотные затворы – вид арматуры, в которой в качестве запорного органа служит круглый диск, поворачивающийся вокруг оси, проходящей через линию симметрии трубопровода. Применяются при диаметрах трубопроводов 300 – 1000 мм и при давлениях до 1,0 МПа. В закрытом положении диск перекрывает проход трубопровода, в открытом положении он повёрнут на 90 0 и обтекается средой с обеих сторон. Преимущества поворотных затворов – простота конструкции, малое гидравлическое сопротивление, малая масса и габариты.
Специальная арматура выполняет частные функции в той или иной системе, к ней относятся: кингстоны, шпигаты, грязевые коробки, конденсатоотводчики и др.
Приводы управления арматурой.
Приводы подразделяют на местные и дистанционные.
Местные приводы установлены непосредственно на объекте. К местным ручным приводам относят маховики, рукоятки, ключи, которые обычно входят в состав арматуры в качестве отдельных узлов.
Дистанционные приводы служат для управления в отдалении от объекта.
Основные требования к дистанционным приводам:
- осуществление надёжного контроля над закрытием и открытием арматуры;
- обеспечение требуемой скорости срабатывания;
- исключение самопроизвольного изменения режима работы управляемого объекта;
- возможность использования в случае необходимости резервных средств управления (ручных);
- бесперебойная работа в затопленных помещениях.
Дистанционные приводы подразделяют на механические, гидравлические, пневматические и электрические.
1. Механические приводы.
К механическим приводам относятся:
- тросовые приводы, представляющие собой систему тросов диаметром 3 – 7 мм и блоков;
- валиковые приводы, использующие для передачи крутящего момента валики, представляющие собой трубы диаметром 32 – 70 мм. Валики соединяются между собой с помощью соединительных и ходовых муфт. Изменение направления линии валиков осуществляется с помощью шарнирных муфт или конических зубчатых передач. К элементам набора валики крепятся кронштейнами. Непроницаемость прохода валиков через водонепроницаемые переборки и палубы обеспечивается использованием палубно-переборочных сальников.
Схема валикового привода представлена на рисунке 1.3.2.10.
Достоинство: простота и надёжность.
Недостатки: большая масса и габариты, малая скорость срабатывания и ограниченная дальность управления.
2. Гидравлические приводы.
В гидравлическом приводе потенциальная энергия (давление) жидкости, полученная в объёмном насосе, передаётся к исполнительному механизму и преобразуется в механическую работу открытия или закрытия арматуры. В качестве рабочих жидкостей в гидроприводах используют вязкие капельные жидкости, чаще всего минеральные масла высокой очистки. Для поддержания заданного давления (10 – 15 МПа) при неработающих насосах и обеспечения плавности срабатывания привода в его состав включают гидроаккумуляторы. В качестве распределительных устройств используются клапанные, крановые и золотниковые манипуляторы. В качестве исполнительных механизмов наибольшее распространение получили однополостные подпружиненные сервоприводы, двухполостные сервоприводы, реечные и рычажные гидромашинки, реже – гидромоторы.
Схема гидропривода представлена на рисунке 1.3.2.11.
Рис. 1.3.2.10. Схема гидравлического привода.
В состав привода входят бак с рабочей жидкостью (маслом) 1, насос 6, пневмогидроаккумулятор 4, трубопроводы 5, кран-манипулятор 3, исполнительный механизм 2 (двухполостной сервопривод), управляющий штоком клапана. С помощью крана-манипулятора поток масла направляется в одну из полостей гидроцилиндра 2, для другой полости одновременно открывается слив масла в бак.
Достоинства гидропривода: надёжность и плавность работы, возможность создания больших усилий и одновременного управления большим количеством арматуры, свобода компоновки.
Недостатки: большая масса, сложность монтажа и контроля работы исполнительных механизмов.
2. Пневматические приводы.
По принципу действия пневматический привод подобен гидравлическому, с той разницей, что в качестве рабочей среды используется сжатый воздух давлением до 4,5 МПа, получаемый от системы воздуха среднего давления.
Управление впуском воздуха осуществляется краном-манипулятором. Системы пневмопривода выполняются открытыми (отработавший в исполнительном механизме воздух стравливается в атмосферу).
Достоинства: пневматический привод легче гидравлического и проще по конструкции, обладает большей быстротой срабатывания.
Недостатки: из-за стравливания воздуха работа пневмопривода сопровождается шумом, расширение воздуха приводит к неравномерности срабатывания.
4. Электрические приводы.
Используется для преобразования электрической энергии в механическую работу закрытия или открытия арматуры.
В состав привода входят: источник электроэнергии, электрокабели, пульт управления и исполнительный механизм.
Питание электропривода осуществляется от общесудовой электросети или аккумуляторных батарей.
По характеру движения выходного звена электроприводы подразделяют на:
- поворотные, обеспечивающие поворот по дуге до 360 0 (для управления кранами и поворотными затворами);
- многооборотные, обеспечивающие вращательное движение выходного звена (для управления задвижками);
- прямоходные, обеспечивающие поступательное движение выходного звена (для управления клапанами).
В качестве исполнительных механизмов используются электродвигатели и электромагниты. Привод с электродвигателями получается очень громоздким и требует больших электрических мощностей, поэтому применяется редко - для клапанов и задвижек больших диаметров. Более широкое распространение получил электромагнитный привод, отличающийся малыми габаритами, быстротой действия и лёгкостью управления.
Общие сведения и классификация арматуры
Арматурой называются такие элементы трубопровода, которые позволяют осуществлять пуск системы в действие, разобщать отдельные ее участки, изменять расход и давление жидкости или газа, регулировать направления их движения.
Устанавливаемая в судовых трубопроводах и системах типовая ручная и автоматическая арматура подразделяется на следующие основные группы: клапаны и клапанные коробки, краны и крановые манипуляторы, клинкеты, приемные сетки и фильтры и т. д. Кроме типовой арматуры в трубопроводах и системах иногда применяют индивидуальную или специальную арматуру.
Важным условием надежного действия арматуры является правильность ее размещения на судне. Она должна быть установлена так, чтобы к ней всегда имелся свободный доступ для обслуживания и ремонта. Арматуру трубопровода в машинных, котельных и насосных отделениях и туннелях гребных валов располагают, как правило, выше настила. Если арматура находится под настилом, то ее следует располагать в непосредственной близости от него или снабжать длинными штоками и приводами для удобства управления. Клапаны и клинкеты должны закрываться при вращении маховиков или рукояток по часовой стрелке. Манометры и термометры полагается устанавливать в хорошо освещенных местах. На шкалах манометров ограничительные значения рабочего давления обычно отмечают красной чертой или другим способом.
В системах и трубопроводах арматуру закрепляют с помощью фланцевых, резьбовых, штуцерных, дюритовых и приварных соединений. Арматура должна быть надежной и малогабаритной при достаточных прочности, жесткости и плотности. Материал, из которого она изготовлена, должен быть стойким против коррозии и эрозии. Необходимо, чтобы конструкция арматуры исключала возможность пропускания среды через места сопряжения деталей, прокладки и уплотнительные поверхности.
Детали судовых систем
Наиболее распространенной арматурой в судовых системах являются
клапаны (рис.)—запорные устройства, у которых проходное отверстие
закрывается тарелкой, плотно прижатой к седлу в корпусе клапана. Положение тарелки фиксируется при помощи винтового штока. При вращении штока он получает поступательное перемещение вверх или
вниз. По способу соединения штока с тарелкой клапаны разделяются
на запорные, невозвратные, невозвратно-запорные и невозвратно-управляемые (рис.).
В запорном клапане шток соединен с тарелкой без зазора. При таком
соединении положение тарелки определяется положением штока. Подъем штока вызывает подъем тарелки и открывание клапана. При опускании штока тарелка плотно прижимается к седлу, закрывая клапан.
Невозвратный клапан штока не имеет. При повышениии давления в полости под тарелкой или при разрежении в верхней полости жидкость поднимает тарелку и проходит через клапан. После прекращения работы насоса тарелка под действием силы тяжести садится на седло клапана и препятствует перетеканию жидкости в обратном направлении. Невозвратные клапаны устанавливают
в системах, где нужно обеспечить движение жидкости только в одном направлении.
В тех случаях, когда нужно не только обеспечить одностороннее движение жидкости, но и полностью
перекрыть трубопровод, применяют невозвратно-запорные клапаны. У них шток не соединен с тарелкой. При верхнем положении штока тарелка может подниматься и клапан работает как невозвратный. Полностью опущенный шток плотно прижимает тарелку к седлу, чем обеспечивается перекрывание трубопровода.
Невозвратно-управляемый клапан имеет шток, который соединен с тарелкой с зазором. В случае небольшого подъема штока тарелка свободно лежит на седле и клапан работает как невозвратный. При дальнейшем подъеме штока вместе с ним поднимается тарелка, тем самым обеспечивая двустороннее движение жидкости. В крайнем нижнем положении шток прижимает тарелку к седлу, перекрывая клапан.
Для удобства обслуживания системы часто несколько клапанов имеют общий корпус. Такие клапанные коробки в зависимости от количества подключаемых к ним трубопроводов могут быть двух-, трех- и четырехклапанными.
Каждая судовая система работает при определенном давлении в магистрали. Для предупреждения случайного повышения давления на трубопроводах некоторых систем устанавливают предохранительные клапаны. В таких клапанах тарелка прижимается к седлу калиброванной пружиной, степень сжатия которой может регулироваться специальным винтом. При повышении давления сверх установленного предела клапан открывается и выпускает некоторое количество жидкости или газа, в результате чего давление в магистрали падает.
Следующую группу арматуры составляют краны (рис.). Кран представляет собой такое запорное
устройство, в котором трубопровод перекрывается плотно притертой пробкой. Для прохода жидкости в пробке имеется сквозное отверстие. Трубопровод перекрывают поворотом пробки на определенный угол. Но в кранах трудно обеспечить герметичность, поэтому они применяются в трубах с небольшим
диаметром и малым давлением.
В трубопроводах с значительными диаметрами часто применяют клинкеты (рис.), которые, имея небольшое гидравлическое сопротивление, в то же время обеспечивают хорошую плотность. В клинкетах проходное отверстие закрывается клиновой задвижкой, которая винтовым штоком может перемещаться в направлении, перпендикулярном оси трубопровода. Для того чтобы обеспечить необходимую плотность, задвижка и направляющие имеют небольшой уклон.
В системах с небольшим рабочим давлением при больших диаметрах труб применяют захлопки (рис.), представляющие собой шарнирный клапан. В большинстве случаев захлопки выполняют роль невозвратного клапана, т. е. пропускают жидкость в одном направлении и, закрываясь под действием силы тяжести, препятствуют проходу жидкости в другом направлении.
Управляют арматурой обычно с места ее установки вручную вращением маховика или поворотом рукоятки. Если арматура расположена в малодоступных местах, ею управляют при помощи дистанционного привода.
Наиболее простым видом дистанционного привода является ручной валиковый привод (рис. а). В этом случае вращение маховика передается штоку клапана через систему валиков, соединенных между собой муфтами. Если валик имеет ломаную ось вращения, отдельные части валика соединяются между собой при помощи шарниров или применяется коническая зубчатая передача.
При применении гидравлического дистанционного привода (рис.6) каждый клапан или клинкет имеет гидравлический цилиндр, внутри которого помещен поршень, соединенный штоком с тарелкой клапана. В цилиндр под давлением подается рабочая жидкость, что вызывает перемещение поршня, которое передается тарелке клапана, в результате чего клапан открывается или закрывается. Вместо жидкости в дистанционных приводах может применяться сжатый воздух. Такие пневмоприводы обычно применяют в быстродействующих пусковых клапанах противопожарных систем.
Насосы и вентиляторы. Они применяются для перемещения жидкости и газов в судовых системах. Из различных типов насосов на судах наиболее широко используют поршневые, центробежные и струйные.
Поршневые насосы (рис. а) перемещают жидкости возвратно-поступательным движением поршня.
Движение поршня вверх вызывает понижение давления в цилиндре, в результате чего нагнетательный клапан закрывается, а всасывающий открывается, и жидкость под действием атмосферного давления будет по всасывающему трубопроводу поступать в цилиндр. При обратном движении поршня всасывающий клапан закрывается, и жидкость через нагнетательный клапан выталкивается в напорный трубопровод. Так как жидкость поступает в цилиндр только под действием атмосферного
давления, то высота всасыванияне может превышать 10 м. Давление нагнетания в поршневом насосе может быть создано неограниченно высокое и оно зависит от производительности насоса.
В центробежных насосах (рис. б) перемещение жидкости происходит по действием центробежных
сил, которые возникают при вращении лопастного колеса. Центробежные силы отбрасывают жидкость
в спиралевидный канал, в результате чего в центре образуется разрежение, обеспечивающее приток
воды по всасывающему трубопроводу. Для пуска насоса его корпус и всасывающий трубопровод должны быть заполнены водой. Поэтому при расположении центробежного насоса выше уровня жидкости на конце приемного трубопровода устанавливают невозвратный клапан, что дает возможность при пуске залить насос водой.
Струйный насос, или эжектор (рис. в), состоит из диффузора, представляющего собой трубунебольшой длины, имеющую сужение в средней части. С одного конца в диффузор введена насадка,через которую подается рабочая вода или пар. Этим же концом диффузор сообщается с всасывающимтрубопроводом. Другой конец диффузора присоединен к нагнетательному трубопроводу. Рабочая вода или пар, вытекая с большой скоростью из насадки, увлекает за собой воздух, в результате чегосоздается разрежение, обеспечивающее подъем жидкости по всасывающемутрубопроводу.
Вентиляторы служат для перемещения воздуха или газа при давлении, не превышающем 5 кПа.
По принципу действия вентиляторы делятся на центробежные и осевые. В судовых системах наиболее часто применяют центробежные вентиляторы, которые работают на том же принципе, что и центробежные насосы.
Классификация трубопроводной судовой арматуры
Современное судно – это сложная система трубопроводов, которая призвана обеспечить живучесть не только самого корабля, но и перевозимых грузов, поэтому важную роль в функционировании этой системы играет судовая арматура. Она состоит из всевозможных деталей и элементов, например, это:
- Краны;
- Клапаны;
- Конденсатоотводчики;
- Кингстоны.
Их роль заключается в поддержании специальных и общесудовых трубопроводов в исправном функциональном состоянии.Учитывая тот факт, что арматура трубопроводов кораблей работает в сложных условиях агрессивных внешних и внутренних сред, то к её конструкциям и материалам, из которых она изготавливается, предъявляют жесткие требования.Детали и комплектующие трубопроводной арматуры судов должны иметь:
- Прочность и повышенную надёжность;
- Устойчивость к коррозийным процессам;
- Химическую деструкцию;
- Стойкость к гидравлическим ударам, вибрационную, шумовую.
Подбор трубопроводной арматуры на судах осуществляют очень тщательно. Это делается по двум основным причинам:
- Во-первых, использование её в агрессивной окружающей среде, например, соленая вода, если она используется на морских кораблях;
- Во-вторых, следует принимать во внимание перевозимые грузы, их агрессивные свойства, например, горючие материалы, нефть, кислотные продукты, материалы с активными компонентами и т. п.
При неправильном подборе компонентов в элементах конструкций судовой арматуры, весь комплекс трубопроводных коммуникаций может прийти в негодность, что может привести к сложным аварийным ситуациям на корабле.
Классификация по назначениюОна разделяется на 4 основные класса:
- Регулирующая служит для коррекции или поддержания функциональных параметров состояния среды.
- Запорная арматура отключает и изменяет направление потока в функциональных частях трубопроводов.
- Предохранительная несет в себе функцию защиты всей системы трубопроводов или отдельных их участков от утечек и повреждений.
- Контрольная осуществляет контроль и нормализацию параметров рабочих сред.
Самая распространенный класс из всех – это запорная арматура. Она обеспечивает корректную работу всей энергетической системы корабля, со всем комплексом оборудования и механизмов. Данный вид арматуры отрабатывает 2 основных цели:
- перекрывает потоки жидкостей или газов в различных секциях трубопроводов;
- корректирует параметры транспортируемых потоков.
По данному виду судовая трубопроводная арматура делится на 3 класса. Она может иметь:
- ручной привод;
- механический (электрический, пневматический, гидравлический, электромагнитный) привод;
- арматуру под привод, который расположен удаленно.
Современные средства автоматики позволяют всё управление арматурой осуществлять не просто удалённо, а автоматически, по специальным алгоритмам, прописанным в специальных программах комплекса управления кораблём.
Классификация по принципу управленияЗдесь имеется 2 основных класса – это управляемая арматура и автоматическая (или автономная) арматура.Управляемая арматураУправление рабочим циклом осуществляется по командам, которые подаются в заданные определенные моменты времени.Автономная арматураУправление и работа происходит исключительно под давлением транспортируемой среды.
В этот класс входят следующие устройства для трубопроводов:
- клапаны обратные;
- регуляторы давления;
- регуляторы уровня;
- клапаны предохранительные;
- конденсатоотводчики;
- клапаны перепускные.
Не так давно почти вся судовая арматура производилась из различных марок углеродистой стали, бронзы, чугуна, латуни. Времена изменились и на смену старым материалам стали приходить новые, обладающие лучшими антикоррозийными свойствами, более легкие и износостойкие:
- нержавеющая сталь;
- титан;
- сверхнадёжные сплавы, обладающие особыми характеристиками.
Стоит отметить, что улучшение качественных показателей применяемых материалов для производства арматуры и её компонентов, существенно сказалось на цене. Она стала выше и существенно. Но зато долговечность оборудования увеличилась в несколько раз.
Вся предлагаемая судовая трубопроводная арматура сертифицированаУчитывая сложные условия эксплуатации судовой арматуры и требования к безопасности морского и речного транспорта, вся она проходит сертификацию в Российском Морском Регистре Судоходства (РМРС).Сертификаты РМРС имеются на всю поставляемую арматуру: регулирующую, запорную, контрольную, предохранительную. Сертификат РМРС – документ, подтверждающий соответствие материалов и изделий, предназначенных для постройки и комплектации судов и плавучих средств требованиям Технического регламента о безопасности объектов внутреннего водного транспорта.В сертификате учтены требования международных конвенций и рекомендаций Международной морской организации (IMO), которая регламентирует технические требования, связанные с международным торговым судоходством. При необходимости в сертификате могут быть учтены все необходимые для конкретного изделия и материала иные нормативные документы.Наша компания следит за качеством поставляемой продукции и ценит репутацию своих клиентов. Сертификаты на судовую трубопроводную арматуру предоставляются по первому требованию заказчика и включены в необходимый перечень поставки.
Читайте также: