Сизых В.А. Судовая автоматика и аппаратура контроля

Подождите немного. Документ загружается.

судном и обращает внимание на срабатывание системы

сигнализации,

а световая в какой-то мере раскрывает

характер неисправности и указывает место ее возникно-

вения. Судовые энергетические установки оборудованы

различными схемами автоматической сигнализации на

переменном и постоянном токе. Однако по принципу

действия они весьма схожи между собой. Для электри-

ческого разделения цепей в схемы СПАСЗО вместо

промежуточных реле с большим числом контактов в

последнее время включают более надежные бесконтакт-

ные полупроводниковые элементы. Функциональная

схема такой системы (условно на пять контролируемых

параметров)

представлена на рис. 86.

В схему включены измерительные

преобразователи

температуры смазочного масла Е1.1, температуры воды

в системе охлаждения

Е1.2,

температуры выносного

упорного подшипника

Е1.3;

давления смазочного масла

в системе Е2.1 и в реверс-редукторе Е2.2, а также

дио-

ды

VI—У6;

резисторы

К1—К7,

конденсаторы

С1—С6,

сигнальные лампы

Н1—Н6

и электрический звонок

Н7.

Предположим, что при

падении

давления

масла в

смазочной системе замыкаются контакты измерительно-

го преобразователя Е2.1 и на панели ЦПУ загорается

сигнальная лампа Я5 («Давление

масла»).

Одновре-

менно происходит заряд конденсатора С4. Импульс за-

рядного тока протекает через катушку сигнального ре-

ле

К1

и оно своими контак-

тами

К1.2

включает общую

звуковую

сигнализацию

Н7.

Схема предусматривает

возможность отключения

звуковой сигнализации после

того, как ее услышал обслу-

живающий СЭУ персонал.

Для этого следует нажать

на кнопку 82, сигнальное

реле

К1

обесточивается, кон-

такты

К.1.2

размыкаются и

звуковая сигнализация пре-

кращается. В случае очеред-

ного срабатывания любого

другого преобразователя

сигнальное реле снова ока-

зывается под током и своими

Рис.

86. Функциональная

ма

системы

СПАСЗО

200

контактами включает электрический звонок Я7. При уст-

ранении неисправности контакты измерительного пре-

образователя Е2.1 размыкаются, лампа

Н5

гаснет и

конденсатор С4 разряжается через резистор

К.4.

Проверить исправность действия системы можно на-

жатием кнопки

5Л

В этом случае контакты всех изме-

рительных преобразователей Е1, Е2 оказываются зашун-

тированными,

при исправности СПАСЗО загораются

все сигнальные лампы и срабатывает звонок

Н7.

При

отпускании кнопки

лампы гаснут, звонок отключают

кнопкой 52. Для предотвращения ложных сигналов (на-

пример, при падении давления в смазочной системе в

период реверсирования или остановки дизеля) в схемы

СПАСЗО включают специальные блокировочные уст-

ройства. В системах

автоматической

сигнализации ди-

зелей 6ЧРН36/45, например, такую блокировку осуще-

ствляет реле давления воды. Когда нет давления в

системе

охлаждения,

реле отключает сигнальную цепь,

а при пуске дизеля, когда

навешенный

насос

системы

охлаждения создает заданное давление, реле включает

в действие СПАСЗО.

У дизелей 6С275Л блокировочное устройство

СПАСЗО выполнено в виде конечных выключателей,

механически связанных с рейками топливных

насосов,

а в схемах СПАСЗО дизелей

6ЧСП18/22

для блоки-

ровки ложных сигналов используется ток навешенного

генератора. Поскольку давление масла в смазочной

системе (и многие другие контролируемые параметры)

не достигают номинального значения в момент пуска

дизеля, в схемы СПАСЗО вводят реле времени, которое,

получив сигнал от блокировочных устройств, при пуске

дизеля на некоторое время задерживает подключение

сигнальных цепей.

Измерительные преобразователи СПАСЗО. Как пра-

вило, измерительные преобразователи неэлектрических

параметров (их называют также датчики или приемные

реле)

управляют цепями электрических схем с помо-

щью контактов. В качестве контактных измерительных

преобразователей температуры и давления в основном

используют манометрические комбинированные реле

(рис. 87). Измерительные преобразователи температуры

в комбинированном реле работают по принципу мано-

метрического термометра. Чувствительным элементом

реле является сильфон 7, нагруженный пружиной 2.

Внутренняя полость его через штуцер соединяется ка-

пиллярной трубкой с термобаллоном 8, вмонтирован-

ным в объект контроля. К верхнему подвижному доныш-

ку

сильфона

прикреплен шток 6. При повышении тем-

пературы контролируемой среды давление паров легко

испаряющейся жидкости в термобаллоне повышается, и

шток 6 замыкает контакты 3

микропереключателя

При понижении температуры среды перемещение штока

вниз осуществляется под действием пружины 2, сила

натяжения которой регулируется винтом /. В этом слу-

чае замыкается контакт 5 микропереключателя. Нес-

колько таких измерительных преобразователей (от од-

ного до четырех) встраивают в общий корпус реле; по

числу контролируемых параметров им

соответственно

присваивают индекс

КРМ-1,

КРМ-2,

КРМ-3,

КРМ-4.

Указанные измерительные преобразователи исполь-

зуют и для контроля давления среды. Комбинированные

реле, как реле давления, вместо термобаллона и капил-

лярной трубки

имеют

ниппель с прокладкой и накид-

ной

гайкой

для присоединения трубопровода, подающе-

го контролируемую среду (воду, топливо, масло) в по-

лость сильфона.

В качестве измерительных

преобразователей

давле-

ния в средствах

автоматизации,

том

числе и СПАСЗО,

широкое

распространение

получили

контактные реле

давления

РДК.

Реле (рис. 88) состоит из

трех

основных

частей: корпуса, контактной системы и регулирующего

Рис

87 Манометрическое

ком-

бинированное реле

КРМ

202

Рис 88

Контактное

реле

давления РДК

устройства. В нижней части корпуса 7 (на рисунке по-

казана его левая половина) установлены

поршни

6 и

мембраны 8. Колонки поршней упираются в подушку 5.

В верхней части корпуса смонтированы контактная сис-

тема (микропереключатели) 2, рычаги 1 и регулирую-

щее устройство. Последнее состоит из пружин 4, уста-

новленных на стержнях, которые жестко связаны с

корпусом. Сила натяжения пружин 4 регулируется гай-

ками 3.

При изменении давления среды один из микропере-

ключателей размыкает или замыкает цепь при нижнем,

другой — при верхнем пределах давления.

Для измерения, сигнализации и позиционного ре-

гулирования избыточного давления

или

разрежения

различных сред (воды, масла,

пара,

воздуха) в сред-

ствах автоматизации используют также электроконтакт-

ные

мановакуумметры.

Измерительный преобразователь

их имеет, как правило,

одновитковую

трубчатую пру-

жину, внутренняя полость которой соответствующим

штуцером соединена с контролируемой средой, и два

электрических контакта. При

замыкании

стрелкой ма-

нометра того или иного контакта в цепь сигнализации

подается

соответствующий

сигнал о падении или воз-

растании

давления контролируемой среды

В качестве измерительных преобразователей уровня

в СПАСЗО применяют преимущественно реле поплав-

кового типа

ПДУ50/5,

РП52

и ПРУ5. Измерительный

преобразователь уровня — реле ПДУ50/5 (рис. 89)

представляет собой поплавок

рычаг 8 которого,

'По-

ворачиваясь на оси

замыкает контакты 2 (нижнего

уровня) или контакты 9 (верхнего уровня). Фланцем

7 реле крепится к цистерне 6. В районе расположения

поплавка к цистерне приварен стакан 5 с отверстиями.

Внутри

него поддерживается такой же уровень жидко-

сти, как и в цистерне. Полость

микропереключателя

изо-

лирована от стакана

уплотнителышм

сильфоном 3.

При понижении уровня жидкости поплавок опускается

и замыкает контакты 2. Реле можно отрегулировать и

на подачу сигнала при повышении уровня жидкости.

Принцип действия поплавковых реле

ПРУ5

и РП52 тот

же, что и реле ПДУ, но они отличаются от него конст-

рукцией микропереключателя и формой поплавка.

В системах контроля за пожарной безопасностью

судовых помещений с дымовыми

извещателями

широко

203

Контактное реле

уровня ПДУ

Рис 90

Раде

полупроводни-

ковым фоторезистором

используют

полупроводниковые фоторезисторы. Конст-

руктивно такие преобразователи состоят из тонкого слоя

полупроводникового вещества 1 (рис. 90), нанесенного

на стеклянную пластину 2, а также соединенных с ним

электродов и корпуса 3. Фоторезисторы

пе

преобразу-

ют лучевую энергию в электрическую, а лишь

изменя-

ют свое сопротивление под действием светового потока.

При

задымленности

воздуха в контролируемом поме-

щении освещенность фоторезистора уменьшается, и на

пост управления поступает соответствующий

сигнал

пожаре.

Рассмотренные измерительные преобразователи

СПАСЗО относят к первичным приборам. В качестве

вторичных приборов в таких системах используют элек-

тромагнитные реле, диоды, резисторы, конденсаторы,

световые и звуковые сигнализаторы. Световые сигнали-

заторы выполняют в виде ламп с

оправами

из цветных

стекол (зеленых, красных, белых) или

специальных

табло, представляющих собой матовые прямоугольные

или круглые окна на панели поста

управления,

через

которые при включении сигнальной лампы можно про-

честь, например, «Уровень воды», «Температура топли-

ва», «Насос включен», «Клапан закрыт» и т. п.

В качестве звуковых сигнализаторов в

системах

используют обычные сирены и электрические звонки

Настройка и установка

измерительных

преобразова-

телей. Реле температуры и

давления

систем настраива-

ют специалисты

береговых

производственных

участков

(БПУ) и устанавливают их на двигатель полностью от-

регулированными. Регулировку реле по температуре и

давлению производят на специальных стендах. При на-

204

стройке измерительных преобразователей температуры

термобаллон устанавливают в сосуд с водой, имеющий

температуру на

3—4°С

ниже заданной температуры

срабатывания

реле Затем,

повышая

температуру

водыЗ

раза, по контрольному термометру определяют действи-

тельную температуру срабатывания

преобразователя.

Настройку его осуществляют поворотом регулировочно-

го винта. Аналогично настраивают и измерительные

преобразователи давления. При этом последние уста-

навливают в среду с давлением на

0,03—0,04

МПа выше

их заданного

давления

срабатывания и испытывают

3 раза при снижении давления до момента срабатыва-

ния.

Монтаж

реле температуры

давления

следуетпро-

изводить

лишь после тщательной проверки сохранности

капилляров,

термобаллонов и электрических соедине-

ний.

Во время эксплуатации СПАСЗО обслуживающий

персонал обязан: при смене вахты проверять лампы

переводом переключателя на щите сигнализации в по-

ложение «Проверка»; не реже одного раза замерять

сопротивление изоляции всей системы; один раз в те-

чение навигации вместе с работниками БПУ проверять

точность

срабатывания

всех

измерительных преобразо-

вателей.

Б эксплуатационных

условиях

надежность работы

измерительных преобразователей давления проверяют

на холостом ходу двигателя. При этом четыре-пять раз

повышают и понижают

углов\ю

скорость коленчатого

вала двигателя и определяют по манометру давление

масла

в системе при включении зеленых и красных

сигнальных ламп Несоответствие моментов срабатыва-

ния

измерительных преобразователей указанным в фор-

муляре устраняют поворотом ходового винта в положе-

ние, при котором указатель циферблата реле устанав-

ливается на заданное давление. Аналогично проверяют

измерительные

преобразователи температуры масла

и воды. Их обычно настраивают одновременно, что со-

кращает время работы двигателя в повышенном темпе-

ратурном режиме.

Изменения

температуры воды и мас-

ла на выходе из двигателя при настройке реле достига-

ют

п\тем

уменьшения и увеличения потока заборт-

ной воды, поступающей в водяной и масляный охлади-

тели.

205

Настройку

поплавковых

реле

производят

изменением

уровня

жидкости

в пределах, необходимых для сраба-

тывания контактов

микропереключателя.

Автоматическая

защита. К основным параметрам

срабатывания аварийной

защиты

дизелей относятся мак-

симально допустимые температуры воды и смазочного

масла,

минимально допустимое

давление

в смазочной

системе и

предельные

значения

>[ловой

скорости колен-

чатого вала. Целесообразность

применения

автоматиче-

ской зашиты

схдовых

дизелей по тем или иным парамет-

рам в каждом конкретном случае определяется проек-

тировщиками в

зависимости

от типа

СЭУ

и особенно-

стей ее эксплуатации.

При сверхвысокой угловой скорости коленчатого

вала дизель может «пойти

вразнос»,

что вызовет

серьезные аварийные повреждения. Падение давления

масла в смазочной системе может привести к

предава-

рпйному

режиму

продолжительностью

I—3

мин, пос-

ле чего также

возможна

авария дизеля. В связи с

кратковременностью

предаварийного

режима обслужи-

вающий персонал может и не заметить его. Поэтому

в установках с одним дизелем предусматривают авто-

матическую защиту только по угловой скорости колен-

чатого вала, так как срабатывание

автоматической

за-

шиты (выключение дизеля) в СЭУ с одним главным

двигателем может при определенных условиях создать

аварийные ситуации для судна в целом. В установках

с двумя и более дизелями автоматическую защиту

осуществляют по угловой скорости вала и давлению в

смазочной

системе.

С повышением

температуры

воды или смазочного

масла в

системах

дизеля

ухудшаются

показатели

ра-

боты установки

Изменение

указанных параметров

СЭУ не вызывает немедленно аварийных ситуаций,

поэтому

защита

дизелей по этим показателям осуще-

ствляется реже.

При достижении коленчатым валом дизеля пре-

дельной угловой скорости автоматическая защита вы-

ключает подачу

топлива

цилиндры

и одновременно

через систему тяг и рычагов специальной заслонкой пе-

рекрывает впускной коллектор. Подача воздуха в ка-

меры сгорания прекращается, что при выключенной

подаче топлива приводит к резкому

снижению

угло-

вой скорости вала дизеля.

206

Для защиты дизеля от «разноса» чаще всего ис-

пользуют автоматические предельные выключатели

' инерционного типа. Принцип действия одного из таких

•выключателей,

установленных

на дизелях

6ЧСП18/22,

•заключается в следующем. При нормальной работе

дизеля заслонка 4 удерживается штифтом в положе-

нии, указанном на рис. 91, а. Воздух из корпуса 3

глу-

^ителя

через

фильтр

патрубок

поступает

к ди-

зелю. С увеличением угловой скорости коленчатого

вала до установленных пределов стержень 12, сжимая

пружину 13 под действием

центробежных

сил, выдви-

гается из обода маховика 14 и поворачивает рычаг

11 против часовой стрелки Рычаг воздействует на за-

крепленный с ним в специальной оболочке гибкий ка-

нат 10, связанный со штифтом 8. Последний освобож-

дает шток 7 и заслонка 4 под действием пружины 5,

смещаясь влево, перекрывает патрубок 2. Подача воз-

духа к дизелю прекращается. Одновременно через пе-

реключатель 6 включаются приборы аварийной сигна-

лизации Открыть и закрыть заслонку вручную можно

рукояткой 9.

Ряд дизелей оборудованы инерционными выключа-

телями с измерительным преобразователем (стерж-

нем 2) (рис 91, б), смонтированным в специальном

диске распределительного вала 3. Центр тяжести вра-

щающейся массы измерительного преобразователя

рас-

положен эксцентрично по отношению к оси вала. Воз-

никающие в стержне 2 центробежные силы инерции

будут уравновешиваться пружиной до тех пор, пока

угловая скорость вала не превысит установленных

пределов С превышением предельной скорости стер-

жень сместится в сторону от центра, рычаг 4 освобо-

дится от защелки 1 и закроет воздушную заслонку на

всасывающем трубопроводе дизеля. Для его повтор-

ного запуска необходимо вручную установить защел-

ку в

положение,

указанное на рисунке

Некоторые дизели (в большинстве случаев вспо-

могательные) оборудуют

электромагнитными

стоп-уст-

ройствами (рис. 92) На схеме устройство показано в

нерабочем

состоянии. Сердечник 2 занимает

крайнее

правое положение и не оказывает никакого воздейст-

вия на рейку ТНВД. Обмотка 4 электромагнита обес-

точена. Когда для останова дизеля через реле угловой

скорости и микропереключатель

подается питание на

207

Рис. 91. Инерционные

выключатели

с измерительным

преобразова-

телем:

-—

маховике

коленчатого

вала,

б — в диске распределительного вала

Рис. 92. Электромагнитное

стоп-устройство

Рис. 93

Автомат

защиты дизеля

6ЧСШ5/18

обмотку 4,

магнитное

поле

втягивает,

сжимай

пружи-

ну 3, сердечник 2, связанный с рейкой ТНВД. Рейка

передвигается а положение нулевой подачи топлива и

дизель останавливается. Сердечник 2 в крайнем левом

положении стопорится фиксатором 5 Одновременно

через микропереключатель

прекращается подача пи-

тания

обмотки электромагнита. В нерабочее положение

сердечник возвращается с помощью пружины 3 при

вытягивании фиксатора 5.

На рис. 93 приведена схема автоматического выклю-

чателя,

смонтированного на дизелях 6ЧСП15/18. Вы-

ключатель каналами а и б соединен с топливной ма-

гистралью до ТНВД, каналом г — со смазочной систе-

мой дизеля. Шариковый клапан 4 препятствует проса-

чиванию топлива в смазочную магистраль неработаю-

щего дизеля Топливо

поступает

в магистраль к ТНВД

только в том

случае,

если окно в золотника 3 совпада-

ет с каналом б в корпусе 2 выключателя А совпадают

они

только

тогда, когда в смазочной системе дизеля

поддерживается нормальное давление и золотник 3

сдвинут влево. При падении давления в смазочной сис-

теме (и канале г) пружина

смещает золотник 3

вправо. Канал б перекрывается и подача топлива к

ТНВД прекращается. Золотник можно сдвинуть влево

при нажатии на

головку

Также действуют и реле

максимальных

температур

воды и

смазочного

масла. При повышении температу-

ры, а следовательно, и давления жидкости в термо-

баллоне сильфон реле прогибается ч через

систему

ры-

чагов перекрывает подачу топлива к ТНВД. В ряде

случаев автоматическая защита при срабатывании не

выключает дизель, а приводит к

изменению

парамет-

ров его работы, предотвращающему аварийные ситуа-

ции В качестве таких средств защиты используют

предохранительные

я перепускные клапаны различной

конструкции-

первые при повышении давления «страв-

ливают» рабочее тело в атмосферу, вторые — пере-

пускают его из полости высокого в полость низкого

давления.

Как правило, предохранительные клапаны монти-

руют в крышках цилиндров и корпусе картера. При

повышении давления в рабочей полости цилиндра или

внутри картера до предельных значений они открыва-

ются и часть газов по соответствующим каналам