РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СУДОВЫМ ВОДООТЛИВНЫМ НАСОСОМ Текст научной статьи по специальности «Техника и технологии»

Природные ресурсы, их современное состояние, охрана., промысловое и техническое использование

УДК 62-5:621.65

А.Е. Пулатов, С.Ю. Труднев

Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003 e-mail: [email protected]

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СУДОВЫМ ВОДООТЛИВНЫМ НАСОСОМ

В данной статье рассматривается проблема откачки воды из судов во время затопления. На сегодняшний день автоматизация водоотлива воды из пробоины актуальна, поскольку суда продолжают тонуть из-за несвоевременного реагирования на затопления судна в местах пробоин. В данной статье рассказывается об одном из способов откачки воды.

Ключевые слова: водоотливной насос, судно, автоматизация.

A.E. Pulatov, S.Yu. Trudnev

Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683003 e-mail: [email protected]

DEVELOPMENT OF AN AUTOMATIC CONTROL SYSTEM FOR THE SHIP'S DEWATERING PUMP

This article deals with the problem of pumping water from ships during flooding. Today, the automation of water drainage from a hole is relevant, since ships continue to sink due to an untimely response to the ship's flooding in the places of holes. This article describes one of the methods for pumping water.

Key words: sump pump, ship, automation.

С появлением кораблей возникла и проблема затопления трюмов при повреждении борта судна или других его частей, что может приводить к затоплению и гибели корабля. И в настоящее время эта проблема актуальна: сотни кораблей тонут из-за пробития борта корабля, и сотни людей гибнут. Есть ли способ уменьшить количество смертей среди моряков?

В данный момент суда оснащены водонепроницаемыми дверьми, которые плотно закрывают при повреждении борта корабля. Но такой способ не дает полной безопасности экипажа. При значительном пробитии корабля он не способен дойти до дока. Будь то пассажирский, рыболовный или грузовой корабль. Ремонт судна не всегда возможен на ходу из-за штормов или сильного пробития корпуса.

Возможен ли способ увеличить шанс судна добраться до дока?

Для циркуляции воды используют насосы. Они способны за короткий промежуток времени откачивать большой объем воды. Но какие насосы будут больше всего эффективны? Рассмотрим все преимущества и недостатки существующих видов водоотливных насосов.

Роторный насос (рис. 1). Принцип его работы в поступлении воды в область ее всасывания, откуда она поступает в ротор (элемент, осуществляющий свою работу путем выталкивания воды), откуда движется в область нагнетания [1-3].

Плюсы: высокий КПД, самовсасывание воды, перекачивание воды любой температуры, низкий уровень шума, отсутствие вибрации.

Минусы: вода должна быть без твердых веществ, что невозможно в море (ракушки, камни, песок), дорогостоящий ремонт.

Рис. 1. Схема роторного насоса

Поршневой насос (рис. 2). Принцип работы: вода попадает в нижний клапан, кривошип идет по траектории цилиндрического вала, который приводит в действие поршень, прикрепленный к шатуну. Поршень толкает воду в верхний клапан, откуда выходит вода. Плюсы: высокая прочность, простота.

Минусы: низкая производительность, т. к. вода поступает неравномерно.

Рис. 2. Поршневой насос

Мембранный насос (рис. 3). Принцип работы: мембрана выгибается, увеличивая объем камеры, создавая вакуум, куда всасывается вода через всасывающий патрубок. Когда камера заполнена водой, мембрана резко возвращается в исходную позицию, выталкивая воду через выходной патрубок.

Плюсы: может работать с любой средой, высокая универсальность.

Минусы: износ мембраны, неравномерность подачи воды.

Рис. 3. Мембранный насос

Природные ресурсы, их современное состояние, охрана, промысловое и техническое использование

Центробежный насос (рис. 4). Принцип работы: вода попадает во всасывающий патрубок, откуда она идет в работающую камеру, после чего попадает на лопасти, которые начинают движение вместе с водой. Центробежная сила перемещает воду к стенкам, создавая давление, которое выбрасывает воду через напорный патрубок насоса [4].

Плюсы: высокий КПД, простота.

Минусы: вода должна быть без твердых веществ, что невозможно в море (ракушки, камни, песок).

Рис. 4. Центробежный насос

На рис. 5 представлена модель водооткачивающего насоса, который начинает свою работу при достижении водой уровня датчика воды. Если уровень воды доходит до определенного уровня датчика, то срабатывает звуковой сигнал (в этой схеме взят пьезодинамик), который сообщает, что уровень воды достиг критического уровня. Также есть три светодиода, которые дают информацию о затоплении того или иного места пробития. Зеленый датчик показывает, что уровень воды не дошел до датчика или воды вовсе нет. Желтый показывает, что вода дошла до датчика, ее уровень в месте пробития некритический, но следует предпринимать действия для избегания большего затопления корабля. Красный показывает, что уровень воды критический и следует покидать судно.

5У 8

АО 7

ОКО 6

5

4

Е

Модуль Агскнпо

+ [ЧС

СОМ

N N0

Модуль реле 1 -канальный

Макетная доска

Датчик уровня воды

Источник тока

пьезодинамик

Рис. 5. Схема водоотливного насоса

Из вышесказанного можно предположить, что водоотливной насос поможет экипажам кораблей выжить или, по крайней мере, сократить жертвы среди людей в море. Также наиболее эффективными будут роторные и центробежные насосы, но при попадании твердых тел механизм может прийти в негодность. Однако поршневой насос является наиболее надежным.

Литература

1. Техника. Эксперт [Электронный ресурс] / Обзор основных типов насосов - URL: https://tehnika.expert/dlya-sada/nasos/vidy-i-ih-klassifikaciya.html#i-10 (дата обращения: 16.12.2021).

2. Лобачев П.В. Насосы и насосные станции. Издание 3-е, перераб. и доп. - M.: Стройиз-дат, 2012. - 320 c.

3. Черкасский В.М. Насосы, вентиляторы, компрессоры. - М.: Энергия, 2009. - 416 c.

4. ЛямаевБ.Ф. Гидроструйные насосы и установки. - М., 2012. - 127 c.