Судовые системы и оборудование: «Балластные системы», «Гирокомпасы»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Дальневосточный федеральный университет»

 

 

 

 

Филиал ДВФУ в г. Большой Камень

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

 

по дисциплине «Объекты морской техники»

Специальность код «180100.62 Кораблестроение, океанотехника и системотехника объектов морской инфраструктуры»

 

на тему «Судовые системы и оборудование: «Балластные системы», «Гирокомпасы».

 

 

 

 

 

Регистрационный №  ________ ___________  ___________________         подпись                  И.О.Фамилия « _____» ______________________  20   г.

Выполнил студент гр. 19202з        _Сычёв Иван Иванович   Проверил должность _________________  И.О.Фамилия              ________________________________________                        зачтено/незачтено

 

 

 

 

 

г. Большой Камень

2015

 

 

 

Содержание:

1 .   Балластные системы

2 . Гирокомпас

4 .  Гироскопический курсоуказатель ГКУ-1

5 . Гирокомпас Курс 4

6 . Литература

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

            Часть 1

             Балластные системы.

  Балластная система служит для  приема, перекачки по судну и  удаления за борт водяного  балласта. Балласт (забортную воду) принимают на судно для увеличения  осадки при порожнем рейсе  с целью улучшения работы гребных  винтов, для выравнивания крена  или дифферента, изменения остойчивости  судна.

  Вес принимаемого балласта у  сухогрузных судов составляет  примерно 15-20% водоизмещения, а у  танкеров - до 50% и более. В качестве  балластных емкостей используются  танки двойного дна, форпик, ахтерпик, бортовые и подпалубные цистерны (на рудовозах), диптанки, а на танкерах - грузовые или специальные балластные отсеки.

  На рис. 1 показана принципиальная схема балластной системы сухогрузного судна. Балластный насос 2 связан магистральными трубопроводами с распределительными клапанными коробками 3, от которых отходят трубы во все балластные цистерны. Каждая труба заканчивается в цистерне приемником 4, через который производится как прием, так и удаление балласта. Клапаны в распределительных коробках применяются запорного типа, пропускающие воду в обе стороны.

  Вода в систему поступает от  кингстона 1 с помощью насоса или  самотеком, удаление воды производится  насосом. Отливной трубопровод выведен  наружу выше грузовой ватерлинии  на 300 мм и снабжен бортовым  невозвратно-запорным клапаном 6. На  отливном трубопроводе имеется  сепаратор трюмных вод 5, поскольку  для балластировки иногда используют  порожние топливные танки, откуда  вода откачивается с остатками  нефтепродуктов. Разобщительный клапан 7 с дистанционным управлением  служит для отключения форпика  от системы в случае пробоины  в носовой части судна.

  Пример. Допустим, что надо принять  балласт в ахтерпик. Для этого  перед включением насоса надо  открыть кингстон I и клапаны б, в и д на клапанных коробках. Для откачки балласта из ахтерпика  за борт должны быть открыты  клапаны д, а, г на клапанных  коробках и соответствующие клапаны  на отливном трубопроводе. Для  приема балласта самотеком, например в какой-либо кормовой танк двойного дна, надо открыть кингстон 1, клапаны а, б на приемной клапанной коробке и соответствующий клапан в туннеле гребного вала.

Рис. 1. Принципиальная схема балластной системы

Легко убедиться по схеме, что система позволяет не только принимать или удалять балласт, но и перекачивать его из одной цистерны в другую.

На морских судах балластная система (рис.1) выполняется по централизованному принципу. От клапанных коробок, расположенных в машинном отделении, в каждую балластную цистерну проведена отдельная труба, по которой производится как наполнение, так и осушение цистерн. Поэтому в балластной системе применяется арматура запорного типа, допускающая движение жидкости в обоих направлениях.

Балластный трубопровод делают из стальных оцинкованных труб диаметром 50—200 мм. Их отличительный знак — одно широкое кольцо зеленого цвета. Трубы балластной системы проводят внутри двойного дна. Приемники балластного трубопровода устанавливают в самом низком месте цистерны. Чтобы понизить положение приемника, конец приемной трубы снабжается колоколообразным раструбом.

Забортную воду в балластную систему принимают через кингстон, установленный на днище или скуле судна в районе машинного отделения. Кингстон представляет собой клапан или клинкет, один фланец, которого закреплен к наружной обшивке судна. В месте установки кингстона обшивка имеет забортное отверстие, закрытое решеткой. Для продувания решетки к кингстону подведены трубопроводы водяной пожарной магистрали и свежего пара.

Отливной трубопровод балластной системы, снабженный невозвратно-запорным клапаном, выводят за борт над грузовой ватерлинией. Балластную систему должен обслуживать по крайней мере один насос. В качестве балластного может быть использован осушительный или пожарный насос, если в балластных танках не предусмотрено хранение запасов жидкого топлива. Все закрытые цистерны, которые могут заполняться жидкостью, должны иметь воздушные трубы диаметром не менее 50 мм. Воздушные трубы устанавливают в самом высоком месте цистерны. Если цистерны имеют значительный размер и плоский настил, то устанавливают несколько труб. Нижний конец трубы заканчивается сразу под настилом цистерны, верхний выводится на открытую палубу, где заканчивается «гуськом», загнутым книзу концом. «Гусек» предохраняет трубу от засорения и препятствует попаданию воды.

Рис.2 «Плавучий» клапан

Но во время шторма вода может проникнуть в воздушную трубу и при наличии «гуська».Надежным устройством, препятствующим попаданию воды в воздушную трубу и в то же время пропускающим воздух, является «плавучий» клапан (рис.2). Легкий пробковый или резиновый шар, находясь нормально в нижнем положении, не препятствует, проходу воздуха. При заливании клапана водой шар всплывает и плотно перекрывает воздушную трубу.

 

 

На верхнем конце воздушных труб, выходящих из топливных цистерн и коффердамов, устанавливают пламепрерывающую арматуру — огневые предохранители.

Все воздушные трубы имеют планки с отличительной надписью, где указаны номер и назначение цистерн. Их маркируют желтым и зеленым кольцами.

Для определения количества жидкости в балластных цистернах и цистернах жидкого топлива, а также в льялах и сборных колодцах устанавливают измерительные трубы с внутренним диаметром не менее 32 мм. Измерительную трубу (рис.3) располагают над самым низким местом цистерны. Нижний конец трубы почти вплотную доводят до днища цистерны. Вверх измерительная труба должна подниматься вертикально, без изгибов. Верхний конец трубы выводят на открытую палубу, где закрывают пробкой с винтовой нарезкой. На пробке делают надпись, указывающую наименование цистерны и номер трубы.

Из цистерн, расположенных под машинно-котельным отделением и туннелем гребного вала, измерительные трубы на палубу не выводят, а заканчивают в этих помещениях на некоторой высоте от второго дна.

 

          Рис.3 Измерительная  трубка

              Через такую трубу, оставленную по недосмотру открытой, при заполнении цистерны жидкость будет поступать в помещение. Поэтому все измерительные трубы, установленные в машинно-котельном отделении и туннеле гребного вала, должны иметь самозапирающиеся приспособления. Таким приспособлением является захлопка (кран), на рукоятке которой закреплен противовес.

  При нижнем положении противовеса  захлопка (кран) закрыта.

Уровень жидкости замеряют при помощи градуированной рейки — футштока. На тонкой цепочке или тросике футшток опускают в измерительную трубу. После извлечения футштока из цистерн по величине его смоченной части определяют уровень воды. Современные суда часто оборудуют системами дистанционного измерения уровня жидкости (рис.4), позволяющими производить все замеры с центрального поста. Из различных дистанционных указателей уровня наибольшее распространение на судах получили пневмеркаторные системы и дифманометры.

Датчиком в пневмеркатор ной системе является колпак (воздушный колокол), установленный в самом низком месте цистерны. От колпака к посту управления проведена трубка, которая соединяется с жидкостным манометром, представляющим собой указатель уровня. Перед снятием замеров измерительную трубу и колпак продувают сжатым воздухом, который вытесняет из колпака жидкость. В результате этого в колпаке устанавливается давление, равное давлению столба жидкости над колпаком. Это давление замеряют манометром и по его показаниям определяют количество жидкости в цистерне.

Рис.4 Система дистанционного замера уровня жидкости.

В дифманометре гидростатическое давление жидкости воспринимает мембрана. Прогибы мембраны вызывают перемещение сердечника в индукционной катушке преобразователя. Это приводит к изменению силы тока в электрической цепи и к соответствующему отклонению стрелки указателя уровня.

Для контроля уровня трюмных вод могут применяться также различные реле уровня, которые устанавливают в сборных колодцах. Реле уровня имеет открытый снизу колокол с размещенным в нем сильфоном.

При повышении уровня воды в сборном колодце повышается давление внутри колокола, в результате чего сильфон сжимается и замыкает контакты аварийной сигнализации.

Осушительная система должна всегда содержаться в исправном состоянии и в готовом к действию виде. Перед каждой погрузкой необходимо осмотреть и очистить сборные колодцы и сетки на приемных патрубках Грязевые коробки, расположенные в мащинно-котельном отделении, следует осматривать и очищать ежедневно. Все клапаны системы должны быть в исправном состоянии, а клапаны распределительных коробок — иметь надписи, указывающие на осушаемый отсек.

Безотказная работа осушительной системы во многом зависит от содержания в чистоте осушаемых помещений. Поэтому после каждой выгрузки грузовые трюмы должны быть чисто подметены и весь мусор удален за борт. При этом необходимо проверить плотность пайола и льяльных лючин.

Уровень воды в льялах и сборных колодцах следует замерять каждую вахту и результаты замеров заносить в журнал замеров уровня воды. Если уровень воды в льялах повышается, необходимо откачать ее до полного осушения, систематически замеряя уровень воды в этом отсеке. Одновременно следует выяснить поступление воды и принять необходимые меры для устранения этой причины.

После каждого ремонта, а также при освидетельствовании система подвергается гидравлическому испытанию. Если осушительный трубопровод неисправен или поломан трюмный насос, выход судна в море не разрешается.

Балластная система во всех случаях должна обеспечивать быстрый прием и удаление балласта. Для исправного действия системы балластные отсеки всегда должны быть чистыми. При постановке судна в док приемные кингстоны осматриваются и очищаются. Если неисправен балластный трубопровод, выход судна в плавание запрещается.

Все воздушные и измерительные трубы должны постоянно содержаться в исправном состоянии. Трубы, проходящие через грузовые помещения, необходимо защищать кожухами. При каждом повреждении кожуха следует проверять исправность трубы, а повреждение немедленно устранить.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Часть 2

         Гирокомпас

Гирокомпас — механический указатель направления истинного (географического) меридиана, предназначенный для определения курса объекта, а также азимута (пеленга) ориентируемого направления. Принцип действия гирокомпаса основан на использовании свойств гироскопа и суточного вращения Земли. Его идея была предложена французским учёным Фуко.

Гирокомпасы широко применяются в морской навигации и ракетной технике. Они имеют два важных преимущества перед магнитными компасами: они показывают направление на истинный полюс, то есть на ту точку, через которую проходит ось вращения Земли, в то время как магнитный компас указывает направление на магнитный полюс; они гораздо менее чувствительны к внешним магнитным полям, например, тем полям, которые создаются ферромагнитными деталями корпуса судна.

Принцип действия гирокомпаса                                                    

Гирокомпас — это по существу гироскоп, то есть вращающееся колесо (ротор), установленное в кардановом подвесе, который обеспечивает оси ротора свободную ориентацию в пространстве. Предположим, ротор начал вращаться вокруг своей оси, направление которой отлично от земной оси. В силу закона сохранения момента импульса, ротор будет сохранять свою ориентацию в пространстве. Поскольку Земля вращается, неподвижный относительно Земли наблюдатель видит, что ось гироскопа делает оборот за 24 часа. Такой вращающийся гироскоп сам по себе не является навигационным средством. Для возникновения прецессии ротор удерживают в плоскости горизонта, например, с помощью груза, удерживающего ось ротора в горизонтальном положении по отношению к земной поверхности. В этом случае сила тяжести будет создавать крутящий момент, и ось ротора будет поворачиваться на истинный север. Поскольку груз удерживает ось ротора в горизонтальном положении по отношению к земной поверхности, ось никогда не может совпадать с осью вращения Земли (кроме как на экваторе). Морской гирокомпас обычно основывается на гиросфере.

 Гиросфера - полый металлический шар, внутри которого имеются вращающиеся с высокой скоростью гироскопы. Привод вращения - электродвигатели. Сфера герметична, заполнена водородом для уменьшения потерь на трение, содержит небольшое количество смазывающего масла на дне. Для осуществления запитки электродвигателя сферы выполняются составными с токоизолируюшим бандажем между частями, питающее напряжение (обычно переменное высокой частоты) подается через токопроводящую жидкость, состоящую из воды, глицерина, спирта и борной кислоты, в которой плавает сфера. Основные конструктивные элементы.                                            Основной частью гирокомпаса является чувствительный элемент, неподвижный относительно меридиана. По конструкции чувствительного элемента все современные гирокомпасы делятся на одно- и двухроторные. Появление двухроторных гирокомпасов было вызвано необходимостью устранения вредного влияния качки на гирокомпас. При помощи двух особым образом подвешенных гироскопов обеспечивается указанная выше стабилизация чувствительного элемента в горизонтальной плоскости.