a:: -:::&

• h

. w .

0 ~

" IQ

CC •

a:: • Q

.....

• ~

-• t

-I

fI)-

iii: ~

>C

lID

M

. 111 a: ....

ICC ~

Z

-0

'-t <C

~ 0 ~

Z

.. -

'

'.

~ < ~

~

~ ~

~ ~

< ~ ::E 00

~

z <

u ~ ...

::E • ~

1.1. Schimbatoare de caldur3

Schimbatoarele de caldura sunt aparate care asigura transmiterea caldurii de Ia un fluid cald Ia altul rece. Cele doua lie hide sunt separate de un perete, prin care se face transferul de cal dura, ~i pot curge in acela~i sens sau In sens contrar.

1. i. Care este rolul ~i componenta sistemului de circulatie apii de mare pe 0 motonavii?

R. CaIdura produsa prin functionarea ma~inilor trebuie sa fie Indepartata In orice moment, pentru a se asigura 0 functionare corecta a acestora. Racirea poate fi realizata prin circulatia apei, a uIeiului sau aerului prin circuite special destinate.

In cazul navelor echipate cu motoare, apa de mare este folosita pentru circulatia prinracitoarele de ulei, de apa dulce ~i In mod direct prin compresoare ~i evaporatoare - fig. 1.

Sistemul poate dispune de doua pompe de circulatie, montate ca pompe princip,He, dintre care una este pompa de rezerva sau, numai cu 0

pompa de circulatie, iar ca pompa de rezerva putand fi folosita 0 pompa pentru aite servicii, uzual pompa de balast.

J>i c

I~ A

\£ 6

'I \ ~ Q-=Q=lj I-.!L s ' )

Fig . 1. Sistem de circula1ie apa de mare A - bordajul navei; B - gratar de intrare apa

C - venti! de aerisire la nivelul puntii; 0 - retulare peste bord 1. caseta de apa; 2. filtru; 3. pompa de circulatie apa de mare;

4. aspiratia santinei In caz deavarie; 5. dublul tund; 6. priza de mare superioara; 7. servicii generale; 8. la mat. auxiliare; 9. racitor de apa pentru pistoane;

10. tacitor de ulei ungere; 11. racitor de aer; 12. racitor de apa; 13. evaporator; 14. element de Incalzire; 15. valvula by-pass (ocolire);

16. ventile de aerisire; 17. venti! de drenaj; 18. la evaporator

7

Prizele de mare pot fi montate pe casetele de apa. Uzual, priza superioara este folosita in apele cu adancimi mici pentru a se evita aspiratia sedimentelor, iar priza de fund - se folose~tela mare larga, pentru a reduce riscul aspirarii aerului ~i pierderea aspiratiei atunci dnd nava ruleaza. Intre priza ~i partea superioara a casetei de apa trebuie sa existe 0 distanta de minim 330 mm, pentru a sepermite acumularea aerului care, apoi, este iudepartat prin casetele dispun de 0 conexiune pentru suflarea lor cu aer comprimat sau abur.

2. i. Ce materiale sunt folosite pentru constructia prizelor de mare? R. Corpurile valvulelor folosite ca prize de mare sunt confection ate

din otel sau alte materiale ductile (flexibile). Materialele. alternative sunt bronzul, fonta cu grafit sferoidal sau alte fonte de foarte buna calitate. Branzul are 0 buna rezistenta la coroziuni dar este foarte scump, motiv pentru care valvulele astfel construite sunt destinate navelor mici. Otylu} este mai ieftin dar este dispus la ruginire. In sistemul apei d~ mare otelul sau fonta corodabila actioneaza ca un anod de sacrificiu, asigurand protectia altor patti ale sist.emului.

3. i. Care este componenta circuitului de racire cu apa dulce? R. Circuitul de apa dulce cuprinde pompele de circulatie apa pentru

cama~ile de cilindru, racitoarele de apa dulce, anvelopele cilindrilor, chiulasele, supapele de evacuare, turbosuflantele ~i 0 conexiune la un evaporator. Daca racirea pistoanelor se face cu apa dulce, .circuitul poate fi in paralel cu circuitul de racire cilindrii, dar este recomandabil sa fie separat.

Sistemul de racire pistoane dispune de un racitor separat, un manifold de intrare, tubul telescopic, pistoane, manifold de evacuare, tanc de drenare ~i pompeo

4. i. Care sunt metodele de baza pentru controlul temperaturii in schimbatoarele de caldura?

R. Atunci dnd mediul de racire esfe apa de mare, pentru controlul temperaturii fluidului din schimbiitoarele de caldura sunt folosite urmatoarele metode: .

- reintoarcerea unei anumite parti din apa de mare descarcaHi la aspiratia pompei;

- ocolirea sau limitarea curgerii apei de mare; - by-pass-area curgerii unei parti sau a intregii cantitati de fluid cald.

8

Fiecare dintre aceste metode poate fi folosita in conjunctie cu oricare dintre celelalte. 0 apa de mare foarte rece poate produce un stres termic deosebit, motiv pentru care s-a stabilit ca, pentru 0 racire directa temperatura apei de mare trebuie mentinuta intre 40-49°C, limita superioara fiind necesara pentru limitarea formarii scalei .

5.1. Aratap care este componenta ~i constructia unui racitor cu tuburi.

. R.Racitoarele cu tuburi sunt schimbiitoare de caldura folosite pentru racirea apei dulci.de racire ~i a uleiului de ungere la motoare. La acestea, agentul de racire, uzual apa de mare, circula prin interiorul tuburilor, iar uleiul ' ~i apa dulce circula printre tuburi. Schema unui racitor cu d6ua treceri este prezentata in figura 2.

nti1)1 T nIH T 1,T ltl tl 2.

Fig. 2. Racitor cu 2 trece'ri 1. anvelopa racitorului; 2. tuburi; 3. placa tubulara de expansiune;

4. 'capac dorsal;S. placa tubulara zinc; 6. §icane; 7. anod de protectie; 8. intrare apa de mare; 9. ie§ire apa de mare

10. intrare ulei;11. ie§ire ulei; 12. capac frontal

" Apa ~i uleiul ce trebuie racite se afla"in contact direct cu exteriorul tuburilor ~i cu interiorul anvelopei (carcasei) racitorului. ~icanele directioneaza circulatia lichidelor in interiorul racitorului, sustin tuburile ~~ for~eazii cu aceste'a structura nurrlita fascicolul de tub uri. ' . .' Uzual, tuburile sunt confectignate din alama cu aluminlu (76%cupru; t2% zinc; 2% aluminiu) ~i sunt fixate in placile tubulare prin mandrinare. P~ntru a se preveni uzarea prematura a tijburilor, trebuie sa se 'evite turbulenta excesiva a apei ~i viteza mare de curgere prin tuburi. In acest sens,in cazul tuburilor din alama cu aluminiu, vit~za superioara a c;ireulatiei apei nu trebuie sa depa~easea 2,5 mlsee. Viteza apei nu tre.buie sa fie mai midi deeat 1 mls.

Capaeele, frontal ~i eel dorsal, sunt fabricate din fonta sau otel moale.

9

6. i. Ce este un condensor? R. Un schimbator de caldura de tip tubular folosit pentru

transformarea aburului lucrat in ma~inile cu abur in apa. Condensul este folosit pentru alimentarea ciildarilor. Prin acest procedeu se economise~te o cantitate mare de apa de alimentare ~i se cre~te randamentul total al instalatiei de abur. Un al doilea rol al condensorului este acela de a reduce presiunea, in partea de evacuare a unei ma~ini alternative sau turbine cu abur, imbunatatindu-le functionarea. Reformuland, un condensor are rolul de a reduce presiunea aburului pana la 0 valoare subatmosferica ~i de a recupera apa obtinuta sub forma de condensat.

7. i. Care sunt tipurile de condensoare folosite in instalatiile navale de forta ell abur?

R. In instalatiile navale cu ma~ini alternative sau turbine cu abur se folosesc, de regula, urmatoarele tipuri de condensoare:

a) cOlldensoare prin illjectie (amestec) - unde aburul este condensat prin amestecarea directa cu apa de racire. Sunt folosite la navele care naviga pe lac uri sau fluvii, unde nu se pune problema economisirii apei pentru alimentarea caldarilor.

b) condellsoare prill suprafata - la care racirea ~i condensarea aburului se face prin contactul direct al aburului, fara ca apa ~i aburul sa

se amestece. Condensoarele prin suprafata sunt specifice navelor maritime ~i,

pentru a realiza condensarea aburului au nevoie de: 0., pompa pentru circulatia apei de racire, 0. pompa de vid - penttu extractia condensului, a aerului ~i a vapo.rilo.r neco.ndensati.

8. i. Aratap componenta ~i funcponarea condensorului prin

sllprafata . R. Co.ndenso.arele prin suprafata cu cea mai larga utilizare sunt cele cu

dublu flux. Aburul prelucrat in diverse tipuri de ma~ini este introdus in co.ndenso.r printr-o deschidere practicata in partea superio.ara a anvelo.pei .. Anvelo.pa este inchisa la ambele capete cu capace. Tuburile sunt fixate in placile tubulare situate intre flan~ele anvelo.pei ~i cele ale casetelo.r de apa. Apa de racire este aspirata din mare de catre pompa de circulatie ~i este refulata prin partea inferioara a casetei frontale de unde, prin snopul inferior de tuburi ajunge in caseta opusa. Aici, directia de curgere se schimba, curgand in sens invers. Prin snopul superior de tuburi, ajunge in partea superioara a casetei frontale ~i de aici peste bordo

10

'·f ..

Fig. 3. condensor prin suprafa\a a - condensor uniflux b - condensor cu dub/u flux

a. anve/opa condensoru/ui; b. intrare abur; c. tuburi de racire; d. intrare apa de circu/atie; e. cutia de apa fro~ta/a inferioarii;

f. cutia de apa dorsa/a; g. cutia de apa fronta/a superioara; h. refu/are peste bord; i. p/aca de divizare; j. §icana deflector;

k. aspiratie umeda; /, m. capace guri de vizita; n, 0, p, q. capace de inspectie; r. supapa de siguranta;

s. conexiune pentru vacuumetru; t. conexiune pentru fierbere; u. tiranti; v. p/aca tubu/ara dorsa/a; w. p/aca tubu/ara (ronta/a;

x. aspiratie uscata; y. grinzi suport

Caseta frontala este impaqita la mijloc de 0 placa de separare, ce impiedica amestecarea apei de intrare cu cea de ie~ire ~i asigura trecerea dubla prin condensor. La intrarea aburului in condens~r este montata 0

placa deflectoare care disperseaza aburul ~i previne intalnirea directa a jetului de abur cu tuburile reci. Aburul dispersat condenseaza la intalnirea tuburilor reci ~i cade sub forma de apa in partea inferioara a condensorului de unde, prin intermediul pompei de vid, ajunge in baia calda. Aburul ~i condensul, intrate in contact cu tuburile, au 0

temperatura mai mare in momentul intrarii in condens~r deciit la ie~irea din acesta.

Aburul se deplaseaza inspre in jos iar apa de racire se deplaseaza inspre in sus astfel ca, apa calda intalne~te aburul cald, iar apa rece int~nne~te, in partea inferioara, aburul racit. Aceasta curgere este numita -in contracurent.

In capacele dorsal ~i frontal · sunt montate capace de vizita a casetelor de apa, iar in partea superioara a anvelopei sunt prevazute montaje pentru supape de siguranta ~i manovacumetre.

11

Placile tubulare sunt sustinute de tiranti longitudinali. Vidul in condensor este asigurat de catre 0 pompa de vid montata sub

acesta, pentru ca apa de condens sa patrunda in pompa prin ciidere libera. Pompa de vid nu poate sa ridice apa din condensor prin aspiratie, intrucat presiunea atmosferica nu actioneaza asupra apei din condensor. Condensorul prin suprafata functioneaza cu un vacuum moderat.

9. i. Faceti 0 descriere sumara a unui condensor prin suprafata pentru vid inaintat~

R. Acest tip de condensor este specific instalatiilor cu turbine de abur. Constructiv, condensorul este prezentat in fig . 4. Intrarea aburului se face pe la partea superioara, printr-o deschidere foarte larga practicata in anvelopa. Intre anvelopa ~i primul rand de tuburi exista un spatiu foarte mare, fapt ce permite 0 dispensie libera a aburului peste intreaga jumatate superioara a snopului de tuburi, a~a cum arata sagetile.

----'----

) I I- I \

Fig. 4.a. - condensor prin suprafa\a pentru vid inaintat

, a - intra rea aburului prelucrat; b - coloana intrare abur;

c - grup de tub uri; d - coridoare de trecere a aburului; e - put

cald; f - aspiratie umeda; 9 - §icane; h - spatH de aer §i

vapori necondensati; j, k - ie§iri ale aspiratiei uscate

12

Fig. 4.b. - sec\iune transversala printr-un condensor radial

a - cordon de abur; b - placa tubulara; c - proeminenta; d - traversa tubulara;

e - consolidare Tn forma de T; f - deflector; 9 - retinator de aer;

h - pasaj de aer; j - cutie interioara a putului cald; k - Put cald; 1- tubulatura

de aer §i vapori necondensati; m - drenaj; n - orificiu de venti/are

pentru pompa de condensat; o - sticla de nivel

Tuburile nu sunt dispuse uniform pe intreaga suprafata a· placilor tubulare. In partea superioara, spatiile dintre tub uri fiind mai largi permit intrarea libera a aburului dar, pe masura ce viteza aburului scade, spatiile dintre tuburi se ingusteaza mult in zona inferioara a condensului.

Intre fascicolele de tub uri exista un numar de pasaje pentru dispersarea rapida a aburului printre tuburi, reducand astfel rezistenta opusa la curgerea aburului de ciitre spatiile inguste dintre tuburi asigurand 0

condensare mai rapid a a aburului. Calea centrala a aburului conduce direct la recipientul de condens cald

fapt ce duce la cre~terea temperaturii condensului. Reincalzirea condensului ajuta la extragerea mai u~oara a oxigenului din acesta, fapt deosebit de important avand in vedere ca oxigenul este principal a sursa de corodare a componentelor caldarii.

Pe fiecare parte a portiunii inferioare a anvelopei condensorului sunt fixate placi deflectoare sub care se afla fascicole de tevi prin care circula apa rece, cu spatii foarte restranse intre ele. Sub deflectoare se acumuleaza aerul ~i vaporii necondensati. Acest montaj rike~te aerul ~i

vaporii a~a ca apa de circulatie este racita in parte a inferioara. Cu cat aerul este mai rece cu atat este mai dens ~i are 0 greutate mai mare pe unitatea de volum. Cu cat temperatura aerului este mai scazuta cu atat este mai u~or ~i efectiv indepartat din condensor, fapt ce duce la realizarea ~i mentinerea unui vid inaintat in condensor. In plus, din cauza formei ~i a dimensiunilor reduse a sectiunii de aer rece, presiunea aerului cre~te la parasirea acestei sectiuni.

10. i. Reprezentati schematic un condensor radial ~i aditati cum functioneaza.

R. Un astfel de condensor este prezentat in figura. 4.b. Este folosit in instalatiile de mare putere. Intre anvelopa ~i fascicolul de tuburi de racire exista un spatiu liber, care se extinde in jurul tuturor tuburilor. Intrarea aburului se face pe intreaga suprafata exterioara a tuburilor, fapt ce face sa-i scada viteza de deplasare ~i sa-i grabeasca condensarea. In plus, temperatura condensului este mentinuta la aproximativ aceea~i valoare cu aceea a aburului.

. - Condensorul este cu dublu flux, deasupra liniei orizontale de centru anvelopa are 0 sectiune rectangulara, iar sub linie este semicirculara. In 'acest fel, intrarea aburului se face printr-o sectiune largii ~i lunga, iar dispersia acestuia se face rapid ~i Tara deflector. Constructia anvelopei este intarita prin intermediul un or tuburi transversale ~i a unor bare in forma de T.

l3

Spatiul de vapori ~i aer se extinde pe intreaga lungime a anvelopei. Aerul patruns in condensor, avand densitatea mai mare de cat aburul, cade in partea inferioara a acestuia ~i se acumuleaza sub un deflector.

Condensul curge printr-o deschidere din partea inferioara a anvelopei intr-o cutie interioara din recipientul pentru condens cald. Curgand peste marginile cutiei, .condensul formeaza un inel de apa care previne intrarea presiunii din condensor in putul cald.

11. t Care sunt elementele constructive ale unui condensor prin

suprafata? R. Uzual, condensorul prin suprafata este construit din: a) - anvelopa condensorului - are forma cilindrica sau prismatica,

construita din tabla de otel naval. La ambele capete se termina cu flan~i de cuplare.

b) - casete de apa - au aceea~i forma cu anvelopa ~i sunt construite prin sudare din acela~i material. Pentru prevenirea coroziunii casetelor, acestea se pitureaza la interior cu pituri anticorozive. Casetele se inchid in ambele capete cu capace in care sunt montate zincurile de protectie

(fig. 5).

I~( ..'1=1,'

J ·;1,·'

'-*ll~ Fig. 5 - montarea zincurilor de protectie In

capacele casetelor de apa a) - zincuri; b) - capace

c) - placile tubulare - uzual sunt confectionate din mutz metal laminat, din bronz naval sau dintr-un aliaj format din 79% Cu, 29% Zn, 1 % Sn. Din cauza numarului mare de orificii practicate in placa, re;dstenta sa mecanica scade foarte mult astfel ca trebuie ranforsata pentru asigurarea rezistentei necesare.

d) - ~icanele - sunt placi confectionate din otel similare cu placile tubulare, destinate sa sustina tuburile in pozitie perfect orizontaHi. Gaurile practicate in ~icane au diametrul mai mare decat diametrul exterior al tuburilor.

e) - tuburile condensorului - sunt confectionate dintr-un aliaj cupru-nichel (70% Cu, 30% Ni) sau alamii cu aluminiu (76% Cu, 22% Zn, 8% AI) cu diametrul exterior cuprins intre 16-20 mm. Uzual, se preferii tuburi cu diametrul mai mare intrucat prin acestea se face un

14

transfer de ciildurii mai bun, au rezistenta mai mare ~i pot fi cura!ate mai u~or.

Materialele folosite au avantajul unei bune rezistente la coroziune.

12. t Aratap care sunt modalitatile de fixare a tuburilor in placile tubulare.

R. Fixarea tuburilor in placile tubulare se face prin urmatoarele metode:

a) - mandrinare - tuburile se mandrineaza numai la un capat, uzual la capatul prin care se face intrarea apei de riicire. La celalalt capiit tuburile se fixeaza in orificiile pliicii tubulare cu ajutorul unor garnituri alunecatoare. Prin mandrinare, capetele tuburilor se evazeazii spre placa tubularii (fig. 6), fapt ce reduce turbulenta apei la intrarea in tuburi. Cu cat curgerea apei prin tuburi este mai lini~titii, cu atat efectul de corodare al capetelor acestora este mai redus.

(a) (b)

Fig. 6 - Fixarea tuburilor prin mandrinare a - zimti practicati In placa tubulara; b - buc§a; c - filet practicat In buC§a

Pentru cre~terea fortei de fixare a tubului, giiurile placilor sunt filetate sau zimtuite. Filetul poate avea profil patrat sau in V.

Dacii se love~te mandrin area unui tub intr-o placii tubularii deja filetatii (b) - pe tub se introduce 0 buqa filetatii.

b) - cu garnituri ~i buc~a filetata - se face a~a cum este prezentat ·irifigura 7. Gaura din placa tubulara are diametrul mai mare decat tubul ~i este pregatita pentru imbinarea cu 0 buqii filetata. Garnitura de etan~are poate fi metalicii sau vegetal a, ~nur de condensor, este inserata intre tub ~i gaura pliicii ~i este stransii cu buc~a filetatii. Strangerea buc~ei se face cu 0 ~urubelnitii de tip coarbii. In figura (b) buqa este a~ezata la acela~i nivel cu tubul, iar expansiunea tubului se face la celiilaltcapiit al sau.

15

i" '" Fig. 7a - Fixarea tuburilor cu

garnitura l?i bucl?a filetata a - placa tubulara; b - tub; c - buC§a; d - garnitura de

etan§are; e - adancirea gaurii; f , - rotunjirea interioara a buc§ei

(0)

Fig. 7b - Etanl?area cu garnituri l? i bucl?a dreapta

a) a - tub; b - buc§a dreapta; c - garnitura; d - placa tubulara

, b) a - garnitura de etan§are din fibre; b - garnitura metalica; c -

tub; d - placa tubulara

In montajul din figura 7 este prezentat un montaj de fixare cu buqa filetata dreapta folosita la etan~area ca,patului de ie~ire a tubului, care este liber sa se contracte ~i sa se dilate in buqa. Garniturile se introduc in loca~ cu ajutorul unor scule de ~temuire. Numarul inelelor de garnituri depinde de adancimea presgarniturii formata in placa tubulara. Tuburile avariate se tamponeaza fie cu dopuri de lernnfie cu dopuri de bronz sau alama.

Condensorul poate functiona, pentru 0 anumita perioada de timp, cu un numar de tub uri de pana la 10% din total tamponate.

13. i. Care sunt condip.ile de constructie ~i cele functionale ale condensoarelor?

R. Condensoarele se construiesc functie de numarul de fluxuri ale apei de racire, cu:

a) - un singur flux - atunci cand apa de racire, de la intrare pana la ie~ire, parcurge 0 singura data condensorul.

b) - dublu flux - adica, apade racirecircula prin tuburile inferioare intr-un sens, iar prin tuburile superioare in sens opus. ,

I e) - tripl'u flux - la care apa face trei circuite prin snopul de tuburi. d) - patru fluxuri - la un asemenea condensor sensul apei de racire

se schimba de patru ori pe timpul cat se .afla in condensor. Condensoarele uniflux ~i cele cu dublu flux, in general, sunt folosite

pentru instalatiile mari ~i mijlocii, iar cele cu trei ~i patru fluxuri sunt folosite pentru instalatii1e de puteri mici ~i foarte mici.

Pentru. 0 buna mandrinare a tuburilor, intre diametrul exterior al tuburilor ~i eel interioral gaurilor din placile tubulare trebuie sa existe 0

toleranta .8 = (0,0005 - 0,2) de unde d = diametrul exterior al tubului care poatefi de: 16, 18, 19,22,24,25,26,30, 32, 38 mm. Legatura intre

16

turbina ~i condensor se face de maniera de a pennite dilatarea libera, pe vertical a ~i orizontala a condensorului.

14. i. Cum se face extragerea aerului din condensor? R. Cu ajutorul unei pompe de aer. La instalatiile mici ~i mijlocii, ca

pompe pentru aer sunt · folosite ejectoarele cu abur sau cu apa. Componenta unei astfel de instalatii este prezentata in figura 8.

r---£i:r'{'~ Spl't dlrlttc

Fig. 8 - Ejector in doua trepte, cu abur 1. ajutaj; 2. camera de amestec; 3. difuzor;

4. tub; A, C - ejectoare; RI - racitor intermediar;

R2 - racitor final

Etan~ietatea condensorului este considerata ca fiind buna atunci cand, scaderea vidului la oprirea pompei de aer, se afla cuprinsa intre 3-5 torr/minut. In cazul unui ejector in doua trepte, ca eel prezentat mai sus, amestecul aer-abur este aspirat de catre ejectorul A ~i este refulat in racitorul intermediar RJ, unde 0 parte din abur condenseaza, iar aerul este aspirat de catre ejectorul C, unde este comprimat ~i apoi este evacuat in racitorul final R2, de unde este evacuat prin tubul 4.

Presiunea aeruluiin condensor face ca temperatura condensatului sa fie mai mica decat temperatura de saturatie. Diferenta dintre temperaturi

. este subracirea condensului care scade randamentul instalatiei. 0 subracire mai mare apare ~i atunci cand fascicolul inferior de tuburi este scufundat in condensat. Subracirea condensatului duce la absorbtia oxigenului ~i la cre~terea vitezei de erodare.

15. t. Ce masuri se impun pentru intretinerea schimbatorului de clldura?

R. Pentru 0 buna functionare este necesar ca suprafetele de transfer a caldurii sa fie mentinute in stare curata, iar interiorul tuburilor libere de orice fel de obstructii. Aparitia murdariei este indicata de catre cre~terea progresiva a diferentei de temperatura intre cele doua fluide ~i

~ modificarea presiunii. Deteriorarea performantelor este generata de ' murdarirea partii apei de mare. Metodele de curatire depind de tipul

17

depozitelor formate ~i al schimbatorului de caldura. Depozitele cu structura moale pot fi Indepartate prin periere, iar cele cu oarecare duritate pot fi Indepartate prin curatire chimica. Accesul la curatarea tuburilor se face prin demontarea capacelor sau, In cazul racitoarelor de mici dimensiuni, prin extragerea fascicolului de tuburi. Indepartarea murdariei ~i a obstructiilor se face cu ajutorul sculelor livrate de catre fabricantul racitorului. Inaintea repunerii In functiune se recomanda spalarea tuburilor cu apa dulce.

Coroziunile produse de catre apa de mare pot provoca perforarea suprafetelor de schimb de ciildura ~i intrarea unui lichid In altu!' Uzual presiunea apei de mare se mentine mai sciizuta dedit a lichiqului pe care 11 race~te, pentru a reduce riscul patrunderii apei de mare In motor. Punerea In evidenta a scurgerilor este facuta prin pierderea rapida de ulei sau apa dulce ~i intrarea In functie a alarmelor de nivel minim.

Pentru stabilirea tuburilor spartt? se izoleaza racitorul, prin Inchiderea valvulelor de intrare-H;~ire apa de mare, desfacerea capacelor, ~tergerea uscata a placilor tubulare ~i observarea capetelor tuburilor, folosind 0

lu~na adecvata, pentru a observa scurgerile de lichid. Tuburile care prezinta scapari vor fi tamponate folosind dopuri de forma tronconica, confectionate din bronz sau leffi!l de br\ld, cu diamantul exterior egal cu diametrul interior al tubului ~i lungimea de 100 mm. Dopurile se bat bine' cu ciocanul Indi.t sa nu mai ramana In afara placii tubulare mai mult de

10-12 mm. Operatiunea de tamponare a tuburilor se Inscrie In jurnalul de ma~ini, specifidindu-se dat, ora, numarul ~i materialul dopurilor. La prima intrare a navei In ~antier, tuburile avariate vor fi Inlocuite. Un racitor poate functiona in bune conditii cu un numar de tuburi dopate, de 10% din

numarul total de tuburi.

1.2. Sistemul deaer comprimat

Aerul comprimat este un agent energetic pentru ma~inile pneumatice -sau pentru transportul particulelor solide la distanta. Este produs de catre compresoare, la presiuni care variazaintre ditiva ~i sute de bari.

1. i. Ce conditii se impun pentru aerul de lansare ~i cel de comandii de pe 0 motonavii ~i de p,e 0 navii cu abur?

R. Aerul pentru lansarea motorului principal ~i a motoarelor auxiliare pe 0 motonava ~i a motoarelor auxiliare de pe 0 nava cu abur, trebuie sa aiba 0 presiune cu valoarea cuprinsa intre 20·,30 bar. Aerul de comanda

18

cu presiune scazuta este necesar pentru ambele tipuri de nave ~i poate proveni de la un compresor de inalta presiune dupa trecerea printr-un reductor de presiune, sau de la un compresor special montat. Aerul de comanda trebuie sa fie curat, uscat ~i liber de gdisirni. Uzual, aerul de comanda de joasa presiune este furnizat de catre un compresor de joasa presiune liber de ulei, sau din buteliile principale de aer dupa ce este trecut printr-un reductor de presiune, uscator, separator de ulei ~i filtre.

2. I., Reprezentap schematic instalatia de aer lansare ~i aratap condipile de exploatare ale acesteia.

R. ,Sistemul de aer lansare pentru motorul principal - fig. 1 - este format din doua compresoare de aer ~i doua butelii, cu capacitate suficienta pentru a asigura douasprezece lansari consecutive pentru un motor nereversibil, fara sa fie necesara reumplerea lor.

Uzual, buteliile de aer sunt prevazute cu supape de siguranta dar, In unele cazuri, acestea sunt protejate la suprapresiune de catre supapele de siguranta montate pe compresoare. In ,cazul in care supapele de siguranta pot fi izola,te de pe butelii, acestea (buteliile) trebuie sa fie prevazute cu dopuri ,t\1tibile pentru a permite eliberarea aerului in eventualitatea unui incendiu. - J

'. G

))

er 1.

!

-/

'.3

I

'i ~G

Fig. 1. Instala\ia de aer lansare 1 - motor principal; 2 - motor auxiliar; 3 - butelie de aer; 4 - compresor; 5 -

separator de apa/ulei; 6 - valvula non-return; 7 - butelie auxiliara de aer comprimat; 8 - de la compresorul de avarie

Buteliile de aer sunt proiectate, construite ~i testate dupa acelea~i ,norme ca ~i cele pentru caldari. ' ;"'i In cazul navelor cu abur, sistemul de aer lansare pentru motoarele auxiliare este similar cu cel de pe motonave. Aerul instrumental ~i eel

19

pentru comanda de la distanta, uzual, este livrat de catre un compresor de joasa presiune liber de ulei.

3. i. Care sunt incidentele majore ee pot avea loe intr-un sistem de aer de lansare?

R. Cele mai uzua1e incidente sunt exploziile ~i arderea supapelor aer de lansare ~i a altor componente, chiar ~i rara explozie. Neajunsurile sunt provocate de catre supapele de lansare care prezinta scapari, sau nu inchid dupa functionare; ~i permit patrunderea flamei din camera de ardere a cilindrului in sistemul de aer lansare. Cu aceasta ocazie se aprind depozitele carbonoase de combustibil ~i ulei existente in tubulaturile sistemului gen~rand explozii. Daca nu au loc explozii are loc numai ardetea unor componente din sistem.

Pentru prevenirea unor astfel de evenimente este necesara 0 intretinere atenta a supapelor de lansare, a distribuitoarelor ~i aaltor componente, prin spalarea ~i indepartarea depozitelor formate in sistem. Drenarea racitoarelor compresorului ~i a buteliilor de aer trebuie racuta frecvent, iar supapele de lansare trebuie sa fie prevazute eu opritoare de flacara sau capace de protectie.

Aerul de lansare pentru motoarele auxiliare poate fi luat direct din buteliile pentru motorul principal sau din buteliile separate.

4. i. Care este rolul sistemului de aer eomprimat pe 0 nava eu abur? R. Sistemul de aer comprimat este necesar pentru a livra aer pentru

suflarea spa1}ului de fum la caldari, pentru lansarea diesel generatoarelor, etc. Uzual, presiunea aerului pentru servicii generale este de 8 bar, dar pentru lansarea diesel generatoarelor aceastatrebuie sa fie mai mare.

Sistemul de aer instrumental ~i cel de servicii generale trebuie sa fie separate, dar se pot intercepta in caz de nevoie. Aerul instrumental este livrat de un compresor racit cu apa ~i liber de ulei. Uzual, sunt montate trei compresoare pentru livrarea aerului, dintre care doua sunt in functie continua, iar cel de-al treilea se afla pe atentiune. Aerul livrat este trecut printr-un sistem de trei uscatoare de aer prevazute cu trape automate de drenare. Uscarea aerului se bazeaza pe racirea lui prin refrigerare pana la aproximativ - 25°C.

Elementele de filtrare de pe fiecare element de refrigefiltrare se inspecteaza ~i se inlocuie~te, daca este necesar, la fiecare ~ase luni.

Sistemul aerului instrumental este prevazut cu multi robinete ~i alte mijloace individuale de purjare pentru ca, in sistem nu trebuie sa existe umiditate.

20

5. i. Deseriep sistemul aerului de eomanda. R. Sistemul aerului de comanda este destinat sa livreze aer de

calitate necesar pentru buna functionare a echipamentelor pneumatice, care sunt foarte sensibile la contaminanti. Uleiurile vascoase ~i emulsiile de apa provoaca blocarea lor, iar uzura metalicii ~i particulele metalice sunt produse prin abraziune. A~a ca, aerul de comanda uscat ~i curat este necesar pentru asigurarea unei bune functionari ~i evitarea avariilor.

Uzual, aerullivrat de un compresor conventional contine atat ulei, cat ~i umiditate, iar praful ~i particulele materiale sunt preluate din aer. Purjarea frecventa a compresoarelor ~i a buteliilor de aer este determinanta. Se va avea in vedere faptul ca valvula reductor,care asigura 0 presiune de 7-8 bar pentru aerul de comanda ~i cel instrumental este afectata de emulsiile din aer ~i poate fi u~or blocata. Uzual sistemul este prevazut cu drenare automata, dar ~i cu drenaje ce trebuie actionate manual. Pentru asigurarea unei bune filtrari . a aerului de comanda ~i

control, este necesara folosirea unor elemente refrigerante de filtrare.

1.3. Sistemul de combustibil

Combustibilii sunt substante prin a caror ardere, in · aer sau oxigen, se dezvolta energie termica sub forma de ciildura. Combustibilii pot fi solizi, lichizi sau gazo~i.

1. i. Aratap modul in care se obtin eombustibilii ~i uleiurile navale. R. Combustibilii ~i uleiurile sunt obtinuti prin distilarea fractionata a

titeiului. Constituentii sau fractiunile sunt coleetate separat intr-un proces de distilare. Titeiul contine combustibili gazo~i, benzin a, parafina, motorina, distilati diesel ~i uleiuri de ungere, care pot fi colectati, din turnul de fractionare, unde ace~tia condenseaza la diverse niveluri.

Combustibilii navali sunt obtinuti prin procese fizice ~i chimice de prelucrare a titeiului cum sunt:

a) - eraearea cataliticli - folose~te ca materie prima distilatele obtinute in vid - din care se obtin distilate u~oare ~i reziduuri.

b) - hidroeraearea distilatelor de vid - prin care cracarea este insotita de hidrogenare - obtinandu-se distilate u~oare rara reziduuri.

c) - eraearea termicli: a reziduurilor de prelucrare primara la presiune ~i ~temperatura ridicata. Cu aceasta ocazie se obtin distilate u~oare, reziduuri aromatice ~i cocs de petrol.

21

d) - hidroconversia reziduurilor - produce distilati ~i reziduuri lichide Tara impuritati nedorite.

e) - flexicoxificarea - realizeaza transformarea reziduurilor in distil ate u~oare ~i grele ~i a cocsului petrolier, prin a carui gazificare se obtin combustibili u~ori. '

Combustibilii distilati sunt obtinuti prin distilare atmosferica sau In vid ~i prin cracare, in timp ce combustibilii reziduali (grei) obtinuti din reziduurile de distilare se obtin dupa tehnologii conventionale.

2. i. Cum sunt ciasificap combustibilii navaH proveniti din petrol? R. Combustibilii folositi ca bunker pentru motoarele ~i instalatiile

energetice navale sUIit clasifitati in: - motorina superioara (distilat) - Gas oil (GO); - motorina inferioara (distllat cu continut de reziduuri) - Marine

Diesel Fuel (MDF); - combustibil intermediar - Intermediate Fuel Oil (IFO); - amestec de combustibili cu viscozitate diferita - Intermediate Fuel

(IF); - pacura - Marine Fuel Oil (MFO); - combustibil greu - Heavy Fuel Oil (HFO). Dupa standardul ,britanic (British Standard) ~i cel american (ASTM) - ,

combustibilii pentru motoarele navale sunt clasificate in: - Al ~i A2 - folositi la ardere ift motoarele rapide (n ~ 750 r/min) - BI ~i B2 - folositi la ardere in motoarele lente ~i semirapide (n = 100

-750 r/min)

3. i. Cesunt combustibilii grei ~i ce caracteristiciau ace~tia? R. Sunt combustibili reziduali obtinuti prin amestecarea in diverse

proportii a reziduurilor obtinute prin distilarea titeiului cu distilati ca motorina sau kerosen (petrollampant).

Combustibilii grei, in general, au: - densitate mare - cuprinsa intre 1000 - 1050 Kg/m3; - vascozitate mare - cuprinsa intre 300 - 7000 sec. Red. 1; - punct de congelare scazut (24°C); - punct de inflamabilitate ridicat (~ 62°C); - procente mari de cocs Conradson (15-22%); - continut ridicat de vanadiu (500-600 mg/kg), etc. Folosirea combustibililor grei la arderea in motoarele navale este

preferata din motive ca: - pret de cost relativ redus comparativ cu motorina;

22

- turatia relativ redusa a motoarelor navale asigura timpul necesar formarii amestecului carburant (aer - combustibil), autoaprinderea ~i

arderea in bune conditii a acestuia. Pentru a putea fi folositi la arderea in motoare, la bordul navei,

combustibilii grei sunt supu~i tratamentelor mecanice de eliminare a apei ~i impuritatilor, incalzirii - pentru asigurarea unei vascozitati care sa perrnita atat circulatia prin tubulaturi cat ~i pulverizarea sa in cilindrii.

Combustibilii grei prezinta dezavantajul unei arderi incomplete la sarcini partiale ~i formarea un or depuneri de calamina, cu duritate crescu~a, pe capetele de piston, in canalele de segmenti, taJerele supapelor, paletii turbosuflantelor etc.

Din punct de vedere constructiv, motoarele care ard combustibili grei au, fata de cele care ard motorina, urmatoarele modificari constructive:

a) chiulase rigide - de constructie speciala care asigura distributia simetrica a temperaturii in jurul scaunului supapelor;

b) pistoane care permit limitarea consumului de ulei de ungere; c) cama~i de cilindru racite prin canale - care asigura dilatari reduse; d) supape care se pot roti in timpul functionarii - asigurand astfel

uniformizarea gradientului de temperatura in taler; e) sistem separat de ungere a cilindrilor care asigura reducerea

consumului de ulei .

4. i. Ce este puterea calorifica a unui combustibil? R. Cantitatea de caldura dezvoltata prin arderea completa ,a unitatii de

masa (l kg) a unui combustibil. Uzual, aceasta se exprima prin KcallKg sau mega jouli pe Kg (MJ/Kg).

1 Kcal/Kg = 4,186 ' 10-3 MJlKg . Determinarea puterii calorifice se face cu ajutorul bombei

calorimetrice, prin masurarea cantitatii de caldura preluata de catre apa din calorimetru in urma arderii probei de combustibil. Puterea calorifica ~§t~ considerata superioarii - daca la sfar~itul arderii unitatii de masa a c;ombustil;>ilului, apa din calorimetru, s-a transformat in stare gazoasa, sau este considerata inferioara atunci dnd apa se afla in stare lichida.

Puterea calorifidi poate fi calculata cu ajutorul unor relatii matematice sau poate fi scoasa din monograme.

5. i. Descriep foarte pe scurt componenta unui sistem de combustibil.

~ R. Sistemul de combustibil asigura mijloacele pentru imbarcarea, manipularea, depozitarea ~i tratarea combustibilului la bordul navei.

23

Sistemul dispune de robineti, montati pe conexiunile de pe puntea navei, pentru luarea de probe reprezentative de combustibil, pentru analiza de la usc at, pentru testarea la bord ~i pentru pastrarea la bordo

Pe tubulatura de pe punte este montat un filtru grosier pentru retinerea impuritatilor de mari dimensiuni.

Combustibilul poate fi pompat din tancurile de depozitare in tancurile de decantare, dintr-un bord in altul sau din prora in pupa ~i invers, cu ajutorul pompelor de transfer. Uzual, transferul de combustibil din tancurile de decantare in tancurile de serviciu se face cu ajutorul separatoarelor, care pot fi aranjate ca purificatoare sau c1arificatoare.

6. i. Cum se poate face separarea intre lichide cu greutap specifice sau densitap relative diferite?

R. Separatia poate fi Tacuta in tancurile de decantare prin incalzirea amestecului . la 0 anumita temperatura ~i un anumit numar de ore de stationare, ca efect al gravitatiei ~i/sau prin separare. Prin folosirea separatoarelor centrifugale se mare~te foarte mult viteza de separare a amestecului ~i calitatea acesteia. Separatoarele moderne de combustibil sunt mentinute in functie continua, fiind prevazute cu program automat pentru spalare. Separarea centrifuga discontinua ~i spalarea manuala a separatorului este recomandabila pentru uleiul de ungere intrucat operatorul are posibilitatea sa observe ~i sa supravegheze calitatea separarii, functie de ' gradul depunerilor din oala de separare. Separatoarele moderne pentru uleiul de ungere sunt prevazute cu program automat de spalare dar, la 0 anumita perioada de timp, recomandata de catre fabricantul de ulei ~i instructiunile de exploatare, separatoarele vor fi spalate manual.

Pentru asigurarea unei separari eficiente, separatoarele sunt puse sa functioneze pe c1arificare sau purificare.

Un c1arificator este un separator la care discul gravitational este inlocuit cu un disc orb - adica Tara orificii, care indeparteaza numai impuritatile solide, nu ~i apa. Din acest motiv la pomire nu necesita apa de etan~are. Pentru eli min area apei, separatorul trebuie sa functioneze ca purificator.

7. i. Descriep incalzitorul de combustibil greu cu tuburi plane. R. Incalzitorul de combustibil este un schimMtor de caldura,

echipament auxiliar in sistemul de combustibil, in care are loc incalzirea combustibilului, pentru a-i asigura acestuia vascozitatea necesara curgerii

24

prin tubulaturi ~i al arderii in caldari sau motoare. Incalzitoarele pot fi cu . tuburi plane sau cu tuburi cu aripioare. Combustibilul circula printre

tuburi iar agentul de incalzire prin interiorul acestora. Ca agent de incalzire este folosit aburul dar, in anumite conditii - la pomirea de la rece -se folosesc ~i incalzitoare electrice.

Incalzirea cu abur devine mai eficienta daca aburul condenseaza pe timpul trecerii lui prin incalzitor, pentru ca cedeaza 0 cantitate mai mare de caldura latenta la trecerea de la starea de vapori la cea de apa;

La ie~irea aburului din incalzitor este montat un captator de abur, care ne permite sa ne asiguram ca in tancul de drenaj se reintoarce numai apa.

Incalzitorul dispune de un termostat de control cu care putem supraveghea variatia vascozitatii combustibilului cu ' temperatura. Rezultate mai bune se obtin cu ajutorul controlerului montat direct pe alimentarea cu aburi.

8. i. Care este rolul ~i cum functioneaza v3scozimetrul in sistemul de combustibil?

R. Rolul vascozimetrului este acela de a controla vascozitatea combustibilului la injectie. Controlul automat al vascozitatii este Tacut cu ajutorul dispozitivului Viscotherm, al carui principiu de baza este prezentat in figura 1.

S

1

is *

Fig. 1 Vascozimetru 1. scala de viscozitate; 2. carcasa; 3. pompa cu angrenaje;

4. partea de a~piratie a pompei cu angrenaje; 5. tub capilar; 6. intrarea combustibilului; 7. ie§irea combustibilului; 8. termometru;

9. conexiuni la manometru diferential.

o proM continua de combustibil este pompata, la 0 rata constanta, printr-un tub capilar fin. Intrucat curgerea combustibilului este laminara,

25

diderea de presiune de-a curmezi~ul tubului este proportionaHi cu

vascozi tatea. Dispozitivul dispune de 0 pompa cu roti dintate actionata de catre un

motor electric, prin intermediul unui reductor, la 0 turatie constanta de 40 rpm. Pompa este pozitionata in camera prin care trece combustibilul de la incalzitor spre echipamentul de ardere. In acest element, valoarea masurata a vascQzitatii combustibilului care iese din incalzitor este comparata cu valoare vascozitatii dorite. In cazul in care vascozitatea rea1a este mai mare sau mai mica, controlerul de viscozitate va transmite un sernnal catre sistemul de comanda, pentru . marirea sau reducerea temperaturii de incalzire a combustibilului, pentru a readuce viscozitate

la valoarea prestabilita . . Atunci cand pentru incalzirea combustibilului este folosite aburul sau

alte lichide termice, cantitatea de caldura este controlata prin intermediul unei valvule de comanda, iar in cazul incalzirii electrice exista 0 unitate de control care comanda numarul necesar de elemente de incalzire

necesare functionarii . In punctele de contact sunt prevazute aparate diferentiale de presiune,

capabile sa masoare diferenta de presiune. Aparatele sunt calibrate direct in termeni de viscozitate. Componentele aflate in contact direct cu combustibilul sunt confectionate din otel inoxidabil pentru a rezista la

coroziune. Un transmiter diferential de presiune - fig. 2 - dispune de un controler

analog de viscozitate actionat pneumatic, care regleaza cantitatea de abur folosit pentru incalzirea combustibilului prin intermediul valvulei de

comanda.

I

26

Fig. 2. Transmiter diferen\ial de presiune

1. i'ncalzitor de combustibil; 2. pompa cu deplasament pozitiv pentru probe; 3. tub

qapilar; 4. traductor; 5. i'n'registrator; 6. controler;

'7. alimentare cu aer; 8., intrare abur; 9. valvula de

control; 10. intrare combustibil; 11. ie§ire condens.

9. i. Ce rol are omogenizatorul de combustibil ~i cum funcponeaza acesta?

R. Omogenizatorul are rolul de a emulsifica un pr:ocentaj din apa existenta in combustibilii cu densitate mare, cu scopul de a-i face apti pe ace~tia pentru injectarea in motor. Apa aflata in stare libera in combustibil poate produce gazefierea combustibilului In pompe, corodarea tubulaturilor ~i a componentelor etc. Omogenizatorul este montat, uzual, pe linia de tubulatura dintre tancul de serviciu combustibil ~i motor pentru folosirea imediata a combustibilului.

Omogenizatorul nupoate inlocui separatorul purificator pentru functionarea motorului pe combustibil diesel, intrucat el nu poate 1ndeparta componentele abrazive din combustibil, cum sunt aluminiul ~i siliconul, nici alti componenti metalici sau compu~ii care conduc la formarea cenu~ii.

Uzual, un omogenizator este format dintr-un numarde trei discuri, formate din placi stratificate, inchise in pozitie verticala' intr~b carcasa, care se rotese radial cu 0 turatie de 1200rot.lmin. Porta centrifuga impinge tare discurile pe marginea carcasei de omogenizare. Presiunea ~i contactul de rotire separa reziduurile ~i apa aflate 1ntre discuri ~i carcasa ~i imprima combustibilului 0 actiune de amestecare.

10. i. Aratap cum funcponeaza ' un amestecator de combustibil pentru funcponarea motoarelor diesel auxiliare.

.'. R. 'Uzual, motoarele auxiliare functioneaza cu combustibili u~ori al caror pret de cost este foarte ridicat. Pentru folosirea combustibililor grei la ' functionarea In motoarele ' auxiliare este necesar sa se realizez 0

viscozitate corespunzatoare pentru injectie. Reducerea vascozitatii se face prin 1ncalzirea combustibilului greu ~i adaugarea unei mici cantitati ae combustibil distilat. A~a cum se vede In figura 3, pentru amestec se ia combustibilul greu din tancul nr. 1, iar combustibildistilat din tancul 2, seiS'amesteca, iar combustibilul rezultat merge direct la alimentarea

. motoarelor auxiliare.

~F ,

tif ~ ~',

27

Fig. 3. Amestecator de combustibil pentru motoarele auxiliare.

1. tane de eombustibil greu; 2. tane de eombustibil u§or; 3. pompa de eireulatie;

4. inealzitor de eombustibil; 5. filtru; 6. eombustibilla motor; 7. retur de

eombustibil.

(;

?

Combustibilul retumat reintra direct in linia cireuitului amesteditorului ~i nu in tane, pentru a nu erea probleme de separare a eelor doi eombustibili din amestee.

Combustibilul eireula in bucla inehisa a sistemului aetionat de eatre 0

pompa de cireulatie (3). Combustibilul distilat este livrat, in eantitate suficienta, in bucla amesteeatorului, prin intermediul pompei dozatoare (4), pentru funetionarea motorului la sarcina redusa. Odata eu ere~terea neeesarului de putere, fiind nevoie de mai mult eombustibil, aeesta este luat din taneul de eombustibil greu printr-o eiidere de presiune in bucla, in partea de aspiratie a pompei de circulatie. Plusul de eombustibil neeesar pentru ere~terea sarcinii este alimentat din taneul de eombustibil greu, as~fel ea, la toata sarcina, proportia de eombustibil poate fi de 30% eombustibil distilat ~i 70% eombustibil greu.

Vaseozitatea eombustibilului este supravegheata de eatre un monitor viseoterm, iar eomanda este transmisa prin inealzitorul de eombustibil. Filtrul eald retine particulele meeanice eu dimensiuni mai mici de 5 microni, iar impreuna eu eelelalte filtre de pe aspiratie din tane, asigura 0

buna filtrare a eombustibi\ului, inainte de injeetie. Cireulatia continua ~i reamestecarea eombustibilului previn fenomenul de separare a combustibililor din amestec. Pomirea motorului ~i functionarea lui se face pe eombustibil distilat, iar la cre~terea sarcinii motorului functionarea se face pe amestec, distilatului adaugandu-i-se combustibil greu.

28

1.4. Sisteme de servitudine

Uzual, sunt sisteme montate in compartimentul de ma~ini destinate sa asigure executarea unor servicii la bordul navei, precum ~i confort pentru eehipaj ~i pasageri. Sistemul de santina ~i balast - asigura servicii pentru nava, iar sistemele de apa menajera ~i ape uzate - pentru echipaj ~i

pasageri.

1. i. Aratati care este rolulsistemului de santina ~i ce norme constructive trebuie sa indeplineasca acesta.

R. Rolul sistemului de santine este acela de a curata amestecul apaJpetrol ~i reziduurile atat din spatiul eompartimentului de ma~ini, cat ~i din alte compartimente ale navei. Magistrala santinei din compartimentul de ma~ini are conexiunile necesare din zona magaziilor de marra, tunel ~i din tot spatiul ma~inii. Taneurile pentru mlirfuri lichide ~i balast sunt deservite de sistemele de desearcare ~i respectiv de balast, care nu sunt coneetate la sistemul de santine decat in cazul in care acestea au functii duble.

Instalatia de santina asigura drenajul ~i evacuarea peste bord a apei colectate, in conditii normale de exploatare a navei, in santina. Instalatia 'mai asigura ~i evacuarea apei patrunse in urma avariilor - gauri de apa.

Colectarea apei din santina se face in easete cu volum minim de 0,2 m3,

dispuse in fiecare bord ~i in pupa fieearei compartiment drenat. In cazul .compartimentului cu latimi mai mari de 20 m, exista easete ~i in planul

( . aiametral al acestora.

:.~i F:unctie de tipul ~i marimea navei, in spatiul ma~inii se monteaza trei . s~u patru pompe de santina actionate mecanic. Uzual, pe nave Ie de mici dimensiuni, una dintre pompe este actionata de catre motorul principal, ~ar alta este aetionata independent. In locul uneia dintre pompe poate fi folosit un ejector, daca aeesta este eapabil sa asigure 0 rata adecvata de curgere, adica cel putin 120 mlminut. Apa de mare, pentru ejectorul de santina, este livrata la presiunea neeesara, de catre 0 pompa asociata.

Diametrele tubulaturii magistralei ~i bran~amentelor santinei se aleg' functie de capacitate fieclirei pompe de a realiza ~i men tine viteza ~i presiunea minima impuse apei. Capacitatea pompei de santina este definiJa de relatiile:

.- diametrul magistralei d1 = 1,68 ~ L(B + D) + 25 [mm.]

- diametrul bran~amentelor d2 = 2,16~C(B+ D) + 25 [mm.]

- d2 nu trebuie sa fie mai role de 50 mm, dar nu va depa~i 100 mm;

29

1 I,

- d] nu va fi mai mic dedit d2•

L -lungimea navei (m); B = latimea navei (m). D -inalpmea de constructie [m]; C = lungim~a compartimentului (m). La navele petroliere, pompele de santina deservesc numai

compartimentele de ma~ini ~i caldiiri. Diametrul interior al tubulaturii magistrale trebuie sa aib,a valoarea data de relatia:

- diametrul magistralei d] ~ 4,30 Jlcomp (B + H) + 25 [mm]

Cas a pompelor de marfa se dreneaza cu pompe de santina montate in acest spatiu sau cu ajutorul pompelor pentru resturi. Tubulaturile sunt confecponate din otel zincat sau sunt acoperite cu polietilena la interior.

3. i. Ce conditii trebuie sa indeplineasca pompele de santina? R. Pompele de santin a, uzual, sunt de tip centrifugal cu sisteme de

auto-amorsare sau pompe cu piston. Indiferent de tip, pompele de santina trebuie ~a asigure debite cuprinse intre 15 .. 400 m.c.lh, sarcini totale de

. j (

10 .. 30 m.CA ~i inaltimi de aspiratie de 5 .. 6 m.CA (metri coloana de apa). Nava trebuie sa dispuna de minim doua pompe de santina antrenate mecanic, capabile sa ,dreneze orice compartiment ~i sa imprime apei 0

vitezli d,e circulatie prin tubulaturi de minim 2 mls (120 mlmin.). Pompele de s"lmtinli ,trebuie sli fie montate in compartimente etan~e, iar

pe instalatia de santina sa fie montate armlituri de repnere ~i inchidere, petitru a preveni trecerea apei, dintr-un compartiment in altul prin instalapa d~ santinli. ' ,

Numlirul pompelor de santina se alege in 'furictie de mlirimea ~i categoria navei, ajungandu-se , pana la 3-4 pompe; in cazul pasagerilor mari. Debitul pompelor (Q) trebuie sli fie mai mare dedit al pompelor de incendiu (Qi), la toate nave Ie cu exceptia petrolierelor, astfel eli se poate adopta: Q = (1,2 ... 1,3).Qi'

Capacitatea pompelor nu trebuie sa fie mai micli decat Q = 0,565 . d1

2 '[ 3th --"""3-'-''- m ] .

10 Pompele trebuie sli realizeze 0 presiune de refulare care, in cazul

navelor pasager mai mari de 1000 trb, trebuie sli fie de peste 3,2 bar, iar pentru cargourile mai mici de 1000 trb, de 2,4 bar.

Actionarea pompelor cu piston se face de clitre ma~ini alternative sau cu motoare electrice prin intermediul unui arbore cotit.

Pompele pot fi folosite cu intermitenta ~i pentru alte servicii cum ar fi : servicii generale, balast, incendii, etc., dar nu pot fi folosite in mod

30

continuu pentru racire. Casetele comune de aspiratie ~i refulare permit unei pompe sa fie folosita atat pentru santinli, cat ~i pentru balaste.

Tubulaturile sistemelor pentru aceste servicii trebuie sli fie, insa, separate ~i distincte. Valvulele de pe aspiratia instalapei de satina stint cu repnere (non-return) ~i in~urubare completli, pentru a preveni intrarea apei de mare in santina.

3. i. Care este rolul separatoarelor de reziduuri petroliere~i cum funcponeaza acestea?

R. Rolul separatoarelor de reziduuri petroliere este acela de a retine la bord reziduurile petroliere din apa de santina, balast sau spalarea tancurilor petrcillere, inaintea deversarii acesteia peste bordo Montarea instalatiei de separare a apei uleioase este cerinta Conventiei Internationale de prevenire a poluiirii mlirii de catre nave (73/78); pentru toate navele mai mari de 400 TRB. 0 astfel de instalatie este prezentata in figura 1 .

,1\ (I\" e #)

!. -, 011 ~ij';- , ... '. c!! <

~ oi"~ I";:.j

8

Fig. 1. Separator apa petrol tip turbulo cu

fuzionare. 1. refularea apei peste

bord; 2. aerisire §i umplere; 3. petrollulei;

4. solenoid cu diafragma; 5. (ntrerupator de

comanda; 6. energie; 7. aerisire; 8. refularea

pompei de santina; 9. treapta 1 de $eparare; 10. treapta 2 de separare.

A~a cum se observa, apa uleioasa colectatli in tancul de reziduuri este aspirata de catre 0 pompa ~i este trimisli in separatorul de reziduuri. Dupa curlitire, apa este refulatli peste bord printr-o armlitura cu clapet. Evacuarea reziduurilor din separator se face in mod intermitent, pe masura acumularii lor in partea superioara a separatorului, prin intermediul unei armaturi manuale sau a unui venti! electromagnetic, care

se :, qe~chide dind suprafata de separatie apa-ulei ajunge la nivelul

31

inferior ~i se inchide dnd suprafata de separatie ajunge la nivelul . '

supenor. Separatorul de santina are un debit de 5 .. 25 tfh, ajungand pana la 300

tfh, in cazul petrolierelor. Principiul de separare se bazeaza pe diferenta de greutati dintre particulele de petrol ~i cele de apa de volume egale. Forta de separare este exprimata prin relatia:

7dJ3 Fs = -6- (Pw - pJ . g unde:

pw = densitatea apei; po = densitatea uleiului; D = diametrul globulei de petrol; g = acceleratia gravitationala

o rata crescuta de separare are loc atunci cand globulele de petrol au dimensiuni mari ~i se realizeaza 0 temperatura ridicata de separare.

4. t. Descrieti constructia ~i principiul de functionare al unui separator de santini de tip Simplex-Turbulo.

R. Separatorul este format dintr-un vas de presiune de forma cilindrica, dispus vertical, in interiorul caruia sunt montate 0 serie de talere conice rastumate - fig. 2. Separatorul este divizat pe verticala printr-o membrana perforata. Centrifugarea amestecului are loc in partea superioara a separatorului, iar reziduurile se depun pe sita plana ~i pe

talerele conice.

9

z---C --"'-..) , ~ . 1[---

_ '0

.,

6

4

,,3 Fig. 2. Separator apa petrol tip turbulo

1 - vas cilindric de presiune; 2 - jumatatea superioara; 3 - taler conic inversat; 4 - tevi de refulare; 5 - conexiune de admisie; 6 - spatiu

de acumulare petrol; 7 - ie§ire apa purata; 8 :.... conexiune de evacuare; 9 - robinet de

control.

La partea superioara incalzirea amestecului este facuta fie electric fie cu abu.r, in timp ce, in partea inferioara se face cu ajutorul unei serpentine

32

cu abur. Evacuarea hidrocarburilor se face manual sau automat prin actionare electromagnetica. Separatorul are un debit cuprins intre 1,25 .. 350 m3/h ~i asigura 0 c<:mcentratie sub 100 p.p.m. de hidrocarburi in apa deversata (efluent).

Pentrua reduce concentratia la valori de sub 15 p.p.m. separatorului i se adauga un corp suplimentar, prevazut cu un filtru de suprafata - fig. 2b. Elementele filtrante din treapta a doua retin cele mai mici picaturi de petrol din apa refulata pana cand acestea formeaza globule mari care, dupa formare, se ridica in sp&tiul de colectare a petrolului.

5. t. Cum se face misurarea concentrapei de petrol din apa evacuati?

R. Apa de santina sau balast care trece printr-o camera de probii poate fi monitorizata cu ajutorul unei lumini putemice 'care straluce~te de-a lungul camerei ~i al unei fotocelule - fig. 3a. Lumina care atinge fotocelula incepe sa descreasca in intensitate pe masura ce concentratia de petrol in apa cre~te.

'1 Efectul acestei lumini asupra fotocelulei poate fi inregistrat pe un aparat de masura calibrat sa indice continutul de petrol in apa.

'¥

Fig. 3. Modalita1i de masurare a concentra1iei de petrol din apa deversata a) Monitor care folose§te lumina directa

1. fotocelul8; 2. lumina; 3. apa uleioasa; 4. circuit comparator b) Monitor cu lumina difuza

1. lumina; 2. motor; 3. disc; 4. lumina difuza; 5. intrerupator; 6: fotocelula; 7. comparator; 8. inregistrator; 9. alarma; 10. tuburi din fibre optice.

33

o alta metoda de masurare consta in inregistrarea luminii difuzata de catre particulele de petrol dispersat in apa livrata de catre pompele de luat probe. Lumina reflectata sau difuzata de catre orice particula de petrol aflata in mi~care (curgere); ilumineaza fereastra iluminata difuz (fig. 3b). Aceasta lumina, dlnd este comparata cu sursa de lumina, cre~te la maxim ~i descre~te odata cu cre~terea concentratiei de petrol in apa. Tuburile de

. fibre optice sunt folosite pentru a transporta lumina de la sursa~i de la

fereastra luminata difuz la fotocelula. Motorul de actionare rote~te discullasand ca fiecare sclipire de lumina

sa treaca prin crestatura discului ~i altemativ sa ajunga la fotocelula ~i deasemeni, prih intermediul intrerupatoarelor la periferie, racand ca semnalele sa treaca independent la dispozitivul comparator.

Aceste doua metode, aflate frecvent in folosinta, prezinta dezavantajul ca nu pot face distinctie intre particulele de petrol sau cele de alt tip aflate

in curgere.

6. i. Care este rolul instalatiei de balast la bordul unei nave? R. Acela de a corecta pozitia centrului de masa al navei prin

ambarcarea, transferarea ~i evacuarea apei de balast peste bordo Instalatia

de balast are portiuni comune de tubulatura cu instalatia de santina, pot avea pompe comune ~i . amandoua sunt dispuse pe fundul navei. Instalatiile de balast-santina, prinfunctionatea lor trebuie sa asigure:

_ corectarea a pozitiei centrului de masa inconformitate cu stabilitatea

navei; _ umplerea tancurilor de balast; _ drenarea santinelor ~i tancurilor de balast atunci cand nava se afla pe

chila dreapta, sau are 0 inclinare transversala de maxim 15° sau 0

inclinare longitudinala de maxim 5° . _ ca nu produce sau faciliteaza inundarea arbitrara a navei; _ sa nu polueze acvatoriile, prin devers area apei netratate; _ actionarea de la distanta a pompelor ~i sa asigure masurarea cantitatii

de apa in zonele de colectare etc.; _ sa aiM cat mai putine armaturi de manevra ~i fetriguri demontabile. Instalatia de balast dispune de tancuri unite prin tubulaturi ~i de pompe

special moniate ' pentru actionarea apei de balast. Rolul instalatiei

centralizat~ de balastare este de a regIa pescajul navei in diverse situatii, de a corecta asieta in ambele planuri ~i reglarea stabilitatii transversale.

34

7. i. Faceti 0 descriere sumara a instalapei de balast. R. Instalatia" de balast , uzual > este independenta fata de celelalte

instalatii de la bord dar, pentru Hiarirea sigurantei .. de functionare se racordeaza cu instalatia de santina. Sorburile de pe instalatia de balast nu dispun de filtre, iar atmaturile de inchidere sunt rara retinere fapt ce perrnite circulatia apei In ambele sensuri. Armaturile pot fi actionate manual sau prin comanda mecanica, pneumatica sau hidraulica . Armaturile de reglaj precum ~i casetele de valvule sunt montate In apropierea pompelor de balast.

Tubulaturile sistemului unesc tancurile Intre ele ~i ajung In compartimentul de ma~ini printr-un coridor central, de sub puntea dublului fund. , Tancurile situate sub linia de plutire pot fi umplute ~i prin diferenta de nivel ~i pentru a fi complet golite, In afara sorbului montat Inspre peretele pupa se mai monteaza sorburi ~i In zona gurnei.

Cantitatea de apa din tancuri se masoara cu ajutorul nivelmetrelor ale caror citiri sunt transrnise In postul de comanda. Tubulatura instalatiei de .balast este fabricata din otel zinc at ~i se Imbina prin flan~e. Armaturile de Inchidere sunt din bronz, fonta sau otel. Tubulatura trebuie amplasata de maniera de a functiona ~i la Inchinari transversale de maxim 5° ~i sa fie ferita de inghet.

Inainte de darea In exploatare >tubulatura se testeaza hidraulic la 0

ptesiune de 4 bar. Pompele de balast sunt pompe centrifuge cu autoamorsare, dublate de

pompe 'pentru servicii generale ~i pompa de incendiu,etc. Este interzisa folosirea pompei de incendii la instalatiile de balast care are tancuri mixte, balast -combustibil.

La navele de mari dimensiuni instalatia de balast este Impartita In doua sectiuni - prova ~i pupa. Uzual, instalatia sectiunii prova este deservita de Ifiotopompa de incendiu, iar ca rezerva a acesteia, In cazul tancurilor petroliere este folosita pompa de spalare tancuri. Sectiunea pupa dispune de 0 instalatie de balast ,care deserve~te numai afterpicul. Ca pompa de balast 'este folosita 0 pompa centrifuga care este dublata In caz de avarie, de catre' 0 pompa cu piston folosita pentru spalare tancuri.

t)i; .'

S.I: . Facep 0 scurtii prezentare a planului de amplasare a instalatiei de' santinii ~i balast.

. R: Uzual, la magistrala de santina sunt conectate pompele de santina, lOcendiu, servicii generale ~i pompa auxiliara de santina, care are aspiratii directe din borduri ~i de pe tunel In compartimentul de ma~ini .

35

Pompa de balast poate fi conectata la instala!ia de santina in caz de avarie. Pompa principalii de circula!ie apa de mare din compartimentul de ma~ini are 0 conexiune de avarie cu magistrala de santina. In cazul .navelor cu abur aceasta conexiune este Iacuta cu pompa de circulatie condensor.

. Pompa auxiliara de santina, uzual, este 0 pOIupa de . mica capacitate adaptata necesita!ilor impuse de folosirea separatorului de santina ..

Toate aspiratiile magistralei de santina sunt prevazute cu valvule non­retur ~i filtre montate in puturile de santina. Tancurile de reziduuri sunt prevazute numai cu conexiuni de legatura cu separatorul de santina saul~i uscatul.

Pompele de santina trebuie sa fie capabile sa refuleze direct peste bordo Sistemul este folosit ~i cand se face spalarea magfaziilor . de mmuri uscate. Apa aspirata din santina compartimentului de ma~ini va fi refulata numai prin separatorul de santina, prin folosirea pompei auxiliare de santina.

Dispunerea sistemului de santina-balast trebuie sa fie sigur in functionare ~i saprevina intrarea apei de mare in spatiul ma~inii sau in alte compartimente. Toate tubulaturile cu termina!ie deschisa sunt prevazute cu valvule non-retur, pentru a preveni scurgerea apei din afara in interior. Toli robinetii ~i valvulele montate in sistem trebuie sa aiM pozitii u~or accesibile, pentru a fi u~or manevrate in orice circumstante.

Pe navele care; in afara magistralei de santin a, este montat ~i un sistem de santina de avarie, acesta trebuie sa fie independent fala de sistemul principal ~i dispus astfel incat sa fie capabil.sa opereze din orice compartiment inundat. In acest caz robinetii ~i valvulele lui trebuie sa fie operabile de pe pun tea peretilor etan~i.

9.1. Cum se face probarea iilstalapei de santina dupa construirea sau repararea' acesteia?

R. Probarea instalatiei de santina se face dupa terrninarea inspectiei modului in care a fost montata aceasta ~i starea componentelor. Probarea incepe cu verificarea func!ionarii la regim nominal a .pompelor de santina ~i a celor de rezerva dar care, normal, apaqin altor instala!ii. Se urmare~te etan~eitatea instala!iei ~i armaturilor, se face . 0 proba de vid, cu casetele din compartimente rara apa ~i se verifica functionarea mijloacelor de autoamorsare ale instala!iei centralizate sau individuale.

Probele dureaza minim 2 ore, cu instala!iile in functie continua, cu urmarirea ~i notarea debitului, sarcina pompei ~i puterea electromotorului.

In cazul pompelor centrifuge autoamorsarea este realizata de catre 0

pompa cu inel de lichid (rotor de vi d) dispus excentric ~i ac!ionat de

36

acela~i ax cu al pompei principale. In unele cazuri amorsarea se face cu ajutorul unui ejector antrenat Cll aer, iar in alte cazuri exista instalatii de amorsare care deservesc mai multe pompeo

Probarea func!ionarii instalatiei in compartimentul de ma~ini se face prin verificarea aspira!iei pompei principale ~i a celei de rezerva Ia toate sorburile din compartiment.

Probarea functionarii separatorului de santina se face separat, ca 0

instalatie de sine statatoare. Probarea ~i receptia instalatiei de santina se face cu nava Ia cheu, inaintea plecarii acesteia in probe de mare.

UzuaI, golirea completa a unei casete de santina este sernnalizata de manovacumetru, care indica presiunea atmosferica, iar pentru golirea altor casete este 'necesara izolarea casetei golite prin manevre de valvule. In cazuI pompelor centrifuge, Ia terminarea operatiei de golire se inchide intai valvula de reful are , se opre~te pompa ~i apoi se inchide aspiratia, pentru a se preveni dezamorsarea pompei. " Deversarea apei de santina din C.M. direct peste bord este permisa numai in cazuri de foqa majora - incendiu sau gaura de apa. Santinele se dreneaza in fiecare cart, iar operatiunea se inscrie in jurnaluI de n1a~ini.

10.1. Aratap la ce probe este Supusa instalapa de balast, dupa construcpe sau reparafie?

, .. 'R. Instalatia de balast se probeaza dupa terminatea Iucrarilor de montaj, curatire, piturare sau cementare a tancurilor de balast ~i probarea tuburilor de aerisire ~i sondare. Probarea incepe cu verificarea atenta ~i minutioasa a traseelor de tubulaturi, montarea pompelor,.> armaturilor ~i aparatelor de masura ~i control. Se verifica existenta ~i amplasarea dQPurilor ~i armaturilor de goIire a instalatiei, precum ~i a tuburiIor' de sortdare ~i a celor de aerisire.

' Probarea in functiune a instalatiei incepe cu umplerea tancurilor cu ~pa fblosind pompa de balast ~i cea de rezerva, masurand timpii necesari de umplere ~i determinand debituI mediu al fiecarei pompeo Se va ave a in vedere timpul de umplere acelui mai indepartat tanc de balast.

. "Se procedeaza Ia golirea tancului eu pompa de balast ~i cu cea de rezerva! 'observand timpuI necesar pentru goIirea celui mai indepartat tanc situat in dubhiI fund ~i Ia determinarea debitului mediu. Golirea se opre~te numai dupa ce pompele nu mai aspira.

Se veri fica etan~eitatea aerisirilor ~i a capacelor de vizita de Ia tancuri. Oprirea umplerii acestora se face numai dupa ce apa este refulata prin tubUlaturile de aerisire. Etan~eitatea se mai verifica ~i printr-o proba de vacuum cu tancurile goale, folosindu-se dispozitivele de autoamorsare.

37

Se verifidi umplerea gravitationaHi a, tancurilor prin executarea unor operatii de transfer intre forpic, afterpic ~i tancurile laterale.

Se verifidi functionarea pompei de balast in regim nominal de functionare de cel putin 2 ore, inregistrandu-se puterea absorbita de catre

electromotor. Instalatia de balast se verifica ~i receptioneaza definitiv pe timpul

probelor de cheu, inaintea p1ecarii in probele de mare. Pe timpul' functionarii se vor urmari indicatiile aparatelor de masura

~i control, iar armaturile sa nu functioneze decat complet inchise sau

deschise.

11. i. Ce rol are instalapa sanitara navala ~i din ce instalapi este formata aceasta?

R. Instalatiile sanitare navale trebuie sa asigure, la bordul navei, depozitarea ~i distribuirea apei potabile, apei de spalare (apa tehnica) ~i apei de mare pentru servicii s ani tare , precum ~i evacuarea peste bord a apelor uzate ~i dejectiilor cu ' respectareanormelor sanitare. In cadrul instalatiilor sanitare intra:

a) _ instalatia de apa potabila - asigura pastrarea ~i distributia apei potabile,}a bard. Apa potabila poate proveni dintr-o, retea de alimentare de la uscat sau dintr-o instalatie proprie de desalinizare a apei de mare . . Indiferent de provenientii, apa trebuie sa fie curata, transparenta ~i sa nu contina microorganisme. Rezervele de apa ale unei nave trebuie sa fie de cel putin 7 zile, la un consum de 30 lIomlzi. .

b) _ instalapa de apa tehnica - asigura apa de spalare. Constructiv, instalatia este similara cu cea pentru apa dulce, dar trebuie sa fie independenta ~i sa nu poata comunica cu aceasta. Instalatia de apa tehnici\. are un circuit de apa rece ~i unul de apa calda. Apa calda este pregatita intr-un schimbator de calduracentral, ,pentru realizarea unei temperaturi, la consumator, de 60-70° C.i Consumul specific de apa tehnica este de 70 lIomlzi.

c) _ instalapa de scurgeri - cuprinde circuitele de scurgeri sanitare ~i pe cele de e.vacuare a dejectiilor. Apele ~i dejectiile, se trateaza in instalatii speciale in care se face 0 dezinfectie controlata prin c10rinare astfel ca, in ,apa deversata peste bord; cantitatea de clor liber sa nu depa~easca 5 mg/I. .

38

12. i. Descriep pe scurt componenta ~i condipile ce se impun instalapei de apa dulce.

R. Instalatia de apa potabila pastreaza rezerva de apa dulce in cel putin doua tancuri, protejate la interior fie cu lapte de ciment, fie prin piturare cu ra~ini sintetice alimentare sau cu polietilena.

Componenta instalatiei de apa potabila este prezentata in fig. 4 -Tancurile de apa sunt amplasate Ia distantii fata de sursele de caldura ~i de tancurile pentru aite lichide. Uzual, tancurile sunt prevazute cu sticle de nivel ~i nu cu tuburi de sonda.

c

Fig, 4, Reprezentarea schematica a instala\iei de apa potabila , 1. tancuri de apa potabila; 2. traductor de nive/; 3. pompa; 4, hidrofor de apa

dulce; 5. consumatori; 6. aerisiri; 7. prize de cuplarea furtunului de alimentare cu apa (pe puntea navei); 8. aparat bactericid; 9. de hi distilatoru/ de apa; M

manometru eD-I

, Sistemul este deservit de doua pompe, de timp cuautoamorsare Situate la un nivel inferior tancurilor de depozitare. Pompele ' sunt comiiridate de catre un intrerupator de presiune care actioneaza atunci cand' presiunea din hidrofor variaza in limitele predeterminate pentru folosirea apei.

, In' unele sisteme, adiacent la hidrofor (pneupress tank - tanc in care se ~reeazapema de aer cu ajutorul aerului comprimat) este montata 0

lUmina tiltravioleta care actioneaza ca aparat bactericid dar care nu asigura protectie de Iunga durata. Pentru protectia sigura a apei potabile, tancUriIe de depozitare stint prevazute cu doiimetre de clorinare sau cu sisteme de sterilizare de tip eIectro-katadyn.

39

13. i. Care este componenta instalapei de apa tehnica? R. Instalatia de apa tehnica este similara cu cea de apa dulce fiind

formata din: tancuri structurale sau nestructurale - folosite ca depozit, hidrofor, pompe de distribulie, tubulaturi de legatura, armaturi ~i aparate de masura ~i control.

Tancurile depozit sunt prevazute cu serpentine de incalzire pentru prevenirea inghetului. Uzual, instalatia dispune ~i de un circuit de apa calda livrata de un boiler incalzit electric, cu abur sau cu apa calda de la racirea motoarelor.

14. i. ~are suntmodalitaple de producere a apei la bord? R. In general, consumul de apa potabila la bordul navei este de circa .

225 litri/persoanaJzi la navele pasagere ~i de circa 70 l/persoanaJzi la celelalte tipuri de nave la care se adauga, pentru ambele cazuri, pierderile din sistemul de racire din compartimentul de ma~ini. In cazul navelor actionate cu ma~ini cu abur (turbine) consumul de apa distilata poate ajunge chiar pan~ la 50 tone/zi.

Producerea apei la bord este asigurata de catre instalalii speciale formate din evaporatoare de joasa presiune ~i sistemele de osmoza inversa, care sunt capabile sa produca necesarulde apa pentru compartimentul de ma~ini ~i pentru servicii domestice.

Sistemul de evaporare de joasa presiune folose~te apa de racire evacuata de la motoarele de propulsie. Conform normelor sanitare, sistemul nu trebuie sa functioneze cand nava se afla la distante mai mici de 20 mile falii de coasta cea mai apropiata. '

15. i. Aratap modul de producere a apei in sistemul de evaporare de joasa pre1iiune.

R. Principalul obiectiv al distilarii e~te acela de a produce apa libera de saruri. Uzual, apa de mare, functia, originea ~\l, are un continut de circa 32.000 mg/litru de solide dizolvate. Apa potabila trebuie sa aiM 0

concentratie de solide in suspensie mai mica de 500 mg/litru. La producerea apei distilate ca agent de incalzire yste folosita 0 parte

din apa de racire ie~ita din motorul de propulsie. Apa cu ,0 temperatura de 60-65° C este trimisa printre tevile unui vaporizator,· pentru incalzirea apei de mare care circula prin tevi, hi 0 temperatura de 35-45° C.

V apori~area are loc lao 0 " astfel de temperatura, scazuta, datorita existentei unui vid inaintat 92-94%, creat in distilator prin intermediul unui ejector.

40

Vaporii eliberati prin fierberea rapida a apei de mare fiind insotiti de mici picaturi de apa siirala sunt fortati sa treaca printr-un separator de picaturi, confectionat din pIasa de sarma din molen sau polypropylena, pentru retinerea acestora ~i prevenirea alterarii apei. Picaturile de apa cad in saramura al carui nivel este controlat de 0 pompa sau ejector.

Aburul trece in condensor unde l~i schimba starea de agregare. Aerul ~i alte gaze care nu condenseaza, eli berate de catre apa de mare, sunt indepartate de catre ejectorul de extractie.

Apa distilata este aspirata ~i refulata de catre 0 pompa de eirculatie. In drumul sau spre tancul de depozitare, apa trece printr-un debitmetru ~i un salinometru. Cand se depa~e~te continutul admis desiiruri, salinometrul comanda 0 valvula electromagnetic a care dirijeaza distilatul peste bord, evitand astfel impurificar~a apei din tancurile de depozitare.

Depa~irea salinitatii admise este atentionata de catre un sistem de alarma luminos sau sonor, comandat de ciitre un releu de atentionare . .

' Salinometrul ~i valvula electromagnetic a se repun automat in functiune imediat ce conditiile de alarma dispar.

16. i. De ce este nevoie de tratarea apei distilate ~i cum se face acest lucru?

R. Temperatura scazuta la care are loc vaporizare nu este suficienta pentru a asigura sterilizarea apei prod use. Inapa astfel produsa pot sa existe organisme vatamatoare patrunse din apa de mare sau din coloniile de organisme formate in tancuri prin infestari anterioare. $e1 recomanda ca sterilizarea apei sa fie Iacute prin clorinare sau printr-un proces electro-katadin.

o instalatie de sterilizare prin clorinare este prezentata in figura 5.

'~-" . •.•. , ... 9 .... i-@'-' I 0 I , 0 I I J I ! -"" : I t : : " : ~f I .A I : 6 I

I I I I : I I I

r\ Ir

G

L._,,.._J L_ r ... ..J I I " t •• , 1 •• 1

'1.'

j Fig. 5 Instalatie de sterilizare prin clorinare ;, . A, B, C - dozatoare operate prin presiune diferentia/a

1. t,!bu/atura eu orifieii; 2. filtru; 3. tane de presiune; 4. robinet de /uat probe; 5. . fPB de spa/are spresantina; 6. /a eonsumatori; 7. ruptor de sifon; 8. neutra'fizare- e/orinare; 9. eondifionare - dee/orinare; 10. eurbii antisifon

41

Ii'

Tratamentul initial implicii trecerea apei distilate printr-o unitate de neutralizare cu continut de carbonat de calciu ~i de magneziu. Absorbtia dioxidului de carbon din apa ~i neutralizarea efectului acestor compu~i indeparteaza aciditatea. Adaugarea unor saruri de duritate da un gust bun apei.

Agentul de clorinare (clorul), fiind un gaz, este introdus in apa ca un constituent al hipocloritului de sodiu (un lichid) ori in granule de clorura de calciu dizolvata in apa. Adaosul de clor trebuie mentinut la 0,2 ppm. Trecerea apei din tancurile de depozit in sistemul de distributie' se face prin intermediul unui filtru cu carbon, care retine gustul de clor.

17. i. Cum se face tratarea apei distilate prin proces electro-katadin? R. Acest proces este 0 alternativa la procesul de clorinare. EI

folose~te un a:{lod de argint pentru a elibera ioni (Ag+) in apa distilata, obtinuta la temperatura scazuta de evaporare. Un sterilizator electro­katadin este prezentat in fig. 6.

~ ~----------~

~

.., -roo-

Fig. 6 Sterilizator electro-katadian 1. anod de argint; 2. catod; 3.

intrare apa; 4. ie§ire apa

Argintul are un anumit grad de toxicitate pentru organism ~i, spre deosebire de clor, el nu se evapora, ci ramane suspendat in apa.

Sterilizatorul este amplasat foarte aproape de echipamentul de productie a apei, unitatea de conditionare fiind amplasata dupa sterilizator ~i inainte a tancului de depozitare. Cantitatea de metal eliberat in apa este controlata prin reglajul curentului. Pentru tratarea unui volum mare de apa este nevoie de un curent mare care sa elibereze 0 cantitatea

42

mare de ioni de argint. Pentru curgerea unui volum redus de apa, reglajul curentului electric este Iacut pentru eliberarea unei concentratii de 0,1 ppm ioni de argint. Uzual, concentratia se mentine la 0,08 ppm.

18. i. Aratap modul de funcponare al sistemului de tratare a apei distilate prin procedeul osmoza inversa.

R. Termenul - osmoza inversa - ,descrie rnigratia saturata a apei de pe 0 parte a unei membrane sernipermeabile intr-o solutie aflata de cealalta parte a, acesteia. Membrana sernipermeabila actioneazaca , un filtru - in sensul ca perrnite trecerea moleculelorde apa dar opre~te trecerea moleculelor de substantedizolvate.

Osmoza inversa este un proces de filtrare a apei- fig. 7 -care folose~te ca material de filtrare 0 membrana semi-permeabila. Apa de mare trimisa sub presiune de catre 0 pompa ~ctioneaza pe 0 fata a membranei, care permite numai trecerea apei pure ~i opre~te trecerea s,arurilor componente.

Pentru 0 productie mare de apa se folose~te 0 membrana de mari dimensiu~i, dispusa de maniera de a rezista la presiunea foarte mare imprimata apei de catre pompa.

, Membrana este confectionata din materiale poliamidice sau polisulfonate, cu-rezistenta scazuta, dispuse in forma de cartu~e pentru marirea rezistentei - fig. 7a - Inima cartu~ului este formata dintr-un tub poros la care sunt adaugate un numar mare de foi de material, pentru membrane, separate intre ele prin foi de pIasa de sarma grosiera - fig. 7a. Dup~ inIa~urare, cartu~ul este introdus intr-un tub de otel sau alt material.

,2

, j'

It

43

Fig. 7. Tratarea apei distilate prin procedura de osmoza inversa a)Principiul osmozei inverse

1. aspiratie apa de mare; 2. pompa de inalta presiune; 3~ manometru; 4. descarcare apa de mare;M.

membrana semipermiabila; 5. apa curata

b) Cartu§ pentru osmoza inversa 1. intrare apa de mare; 2. supapa

cartu§; 3. apa curata; 4. descarcare apa de mare

Randamentul instalatiei de osmoza inversa este deterrninat de numarul de cartu~e care funclioneaza dispuse in paralel, iar calitatea apei obtinute este deterrninata de numarul de cartu~e dispuse in serie.

Pentru indepartarea depozitelor acumulate ~i prevenirea blocarii capacitalii de filtrare, cartu~ele sunt proiectate astfel ineat apa de mare ce trece prin spirala de infii~urare a foilor de material de membrana sa Ie curete suprafetele ~i sa Ie men tina libere de depuneri. Pentru a u~ura operatia de curatare, instalatia dispune de un dozimetru in care se introduce hexametafosfat de sodiu.

Pompa care livreaza apa, uzual, este cu angrenaje sau cu piston cu 0

presiune de refulare de 60 bar.

19. i. Descriep modul de functionare al sistemului biologic de tratare a apelor uzate.

R. Principiul de baza dupa care functioneaza sistemul de tratare biologic a a apelor ·uzate consta in oxigen area cu ajutorul aerului comprimat sau agitarea suprafetei lichidului aflat in tancurile special destinate acestui scop. In acest mod, in lichid se formeaza familii de bacteriicare se dezvolta datorita oxigenului ~i digera apa menajera, produeand un mtH inofensiv. Pentru existenta bacteriilor, trebuie sa mentinem 0 alimentare continua cu oxigen ~i ape uzate. Daca se intretupe alimentarea Cll cele doua, aer ~i ape uzate, bacteriile mor ~i instalatia nu va funcliona corect pana la formarea unei noi colonii de bacterii. Colonia de bacterii mai este afectata ~i de trecerea navei din apa sarata in apa dulce, la folosirea excesiva a agentilor de curatare, precum ~i de modificarile drastice de temperatura.

Bacteriile care se dezvolta in prezenta oxigenului se numesc aerobice, in lipsa oxigenului acestea dispar ~i in locul lor sunt generate bacteriile anaerobice care, prin distrugerea reziduurilor, genereaza gaze periculoase, cu inflamabilitate ~i toxicitate ridicata, cum sunt hidrogenul sulfurat ~i metanul.

Instalalia de tratare biologic a, uzual, consta din trei tancuri interconectate. Efluentul (apa + reziduuri), aflat in tancul de decantare, este malaxat fie prin rotirea unui tambur cumuchii ascutite, care aclioneaza atat ca filtru, eat ~i ca maruntitor, fie prin trecerea lui fortata printr-un gratar cu bare. De aici, amestecul este trecut in camera de colectare ~i cIotinare in care aerul livrat de un compresor este' trecut printr-un difuzor, in care este transformat in bule fine. Dupa un timp, in

44

tanc se formeaza un namol biologic care este dispersat in interiorul tancului, prin agitatia creata de catre bulele de aero

Cea mai mare parte a lichidului din tancul de aerare este preluata de catre un ejector, al carui fluid de lucru este aerul comprimat, este transferata in tancul de decantare unde are loc limpezirea efluentului.

Pentru ca reziduurile din tanc sa nu devina anaerobice, din cauza lipsei de oxigen ~i sa degajeze gaze urat mirositoare, inflamabile ~i toxice, ,,!-cestea vor fi continuu recicIate in tancul de aerare. Dupa ,. 0 anumita perioada de timp, cantitatea de reziduuri din tancul de aerare cre~te,

motiv pentru care acesta va fi curatat la fiecare 3 luni. Cantitatea de reziduuri este masurata in paqi per milion (p.p.m.) sau miligrame per litru (mgllitru). Operatia de curalire consta in golirea a trei sferturi din conlinutul sau ~i reumplerea sa cu apa curata. Dezinfectia efluentului deversat se face cu 0 solutie de hipocIorit de calciu sau sodiu. Clorinarea se face cu ajutorul unor pastile de hipocIorit de calciu introduse in cIorinator. In unele instalatii dezinfecHa se face prin radiatii ultra-violete.

20. i. Cum se verifidi, probeaza ~i recepponeaza instalapile sanitare? . R. La receptionarea instalatiilor sanitare se procedeaza la verificarea

modului in care s-a facut montajul acestora, prin examinarea exterioara a ,dispunerii, fixarii ~i executiei instalatiilor. De asemenea, se verifica functionarea armaturilor instalatiilor, amplasarea prizelor de evacuare, PToteclia interioara a tancurilor de apa, montajul sorburilor, aerisirilor, s,ond~lor etc.

Instalaliile se probeaza ~i receptioneaza pe timpul probelor de cheu, i\1aintea ie~irii navei in probele de mare, cu exceptia distilatoarelor ~i a inst.a~atiilor de tratare a apelor uzate, care se probeaza in mare. .,Y Instalatiile de alimentare cu apa dulce, apa tehnica ~i apa sarata se p~pbeaza cu toli consumatorii in functie, urmarinqu-se presiunea de pornire,-oprire a pompelor de alimentare, numarul de porniri pe ora, functionarea distilatorului ~i calitatea apei produse etc.

~eprobeaza functionarea instalatiilor de scurgere ape uzate, prin ver,iXi.carea ,functionarii armaturilor, masurarea timpilor de umplere ~i golire, sernnalizarea nivelurilor, etc. Se iau probe din apa curata ~i se determina necesarul biochimic de oxigen pe 5 zile (NEO)5, substantele in sllspensie etc.

Se probeaza mijloacele de evacuare la uscat sau la barjele colectoare a apelor uzate ~i racordurile flexibile model international.

-t-."

45

II

1.5. Tubulaturi, valvule, fitinguri

- Teava - este 0 conducta metalica rigida, de forma cilindrica, goala la interior, cu lungime mare in comparatie cu diametrul. Este folosita pent'ru transportullichidelor, gazelor ~i al solidelor in stareimlverulenta.

- - Valvula - este armatura care serve~te la stabilirea, intreruperea sau dirijarea circulatiei unui fluid printr-o conduct a, tubulatura sau ajutaj.

- Fitingul - este 0 piesa fasonata ~i in general filetata, folosita la imbinarea demontabila a conductelor.

1. i. Cum ~i din ce materiale sunt fabricate tevile folosite la diverse instalapi?

R. Tevile sunt fabricate prin deformare plasticii (laminare, tragere, forjare, extruziune) urmata sau nu de sudare, sau prin tumare din otel sau fonta. Dupa materialul din care sunt fabricate, tevile sunt din aliaje feroase sau din materiale ~i aliaje neferoase.

Dupa procesul de fabricatie, tevile sunt: tumate, laminate (tevi tara sudura) - trase, sudate, presate(fabricate prin extruziune), forjate etc.

. Realizarea traseelor de tubulaturi se face, cu ajutorul tevilor fabricate din diverse materiale, in functie de presiunea de lucru, astfel:

a) - din tevi de otel sudate longitudinal: 1. instalatii la care presiunea de lucru este de pana la 5 bar- cum sunt instalatiile de: balast - santina, ambarcare combustibil, ungere, sonde ~i aerisiri, racirea agregatelor frigorifice, scurgeri generale ~i de pe punti, alimentare cu apa sanitara, inciilzire cu apa etc.

2. instalatii la care presiunea de lucru depa~e~te 5 bar, cum sunt: instalatiile pentru distribuirea aerului comprimat, aburului, actionari hidraulice, stins incendii cu apa, abur, spuma, dioxid de carbon etc., folosesc tubulaturi din otel, laminate la cald, Tara sudura. Instalatiile pentru marta la navele petroliere sunt tacute din tevi fabricate din otel slab aliat.

b)- din tevi de cupru ~i aliaj Cu-Zn - instalatiile pentru: apa dulce ~i apa de mare, santina-balast, racire, stingeri cu apa, abur, dioxid de carbon, freon, amoniac, produse petroliere, instalatiile de serpentine pentru incalzire marta etc.

c) - din tevi din mase plastice - sunt construite instalatii pentru ' apa dulce, apa sanitara, pentru aer conditionat ~i aer de ventilatie etc.

2. i. Aratap cum sunt corodate ~i erodate diversele materiale folosire la fabricarea tevilor.

46

R. Tubulaturile care au tangenta cu apa de mare sunt supuse unui proces de coroziune galvanica continua. Apa de mare, fiind un electrolit, produce actiuni electroliticeintre materiale diferite sau chiar in acela~i material al tubului atunci cand in acesta apar diferente structurale:

Coroziunea galvanic a apare intre metale diferite aflate in contact cu apa de mare, iar metalele mai putin nobile sunt distruse.

Tubulaturile de otel sunt supuse atat procesului de ruginire cat ~i

coroziunii galvanice, atunci cand sunt folosite pentru manipularea apei de mare, cand sunt montate pe cerurile tancurilor ~i pe puntd navei. Tubulaturile confectionate din otel moale (cu continut scazut de carbon) sunt protejate prin galvanizare ~i linare interioara cu cauciuc.

Tubulaturile din fonta au 0 rezistenta scazuta la actiunea coroziva a apei de mare, fiind expuse grafitiziirii. Pentru asigurarea unei rezistente convenabile fitingurilor folosite in instalatii, aces tea trebuie fabricate din fonta cu continut ridicat de carbon ~i temperatura scazuta de topire.

. Tubulaturile din cupru sunt recomandate pentru temperaturi ~i presiuni moderate. Fixarea flan~ilor de imbinare se face prin alamire.

Tubulaturile din aliaje neferoase cel mai adesea suntconfectionate din alama (aliaj cupru-zinc) sau din bronz (aliaj cupru-cositor). Tevile din alama cu aluminiu sunt cele mai rezistente la atacurile-apei de mare, dar ~i in cazul acestora pot apare coroziuni gal van ice dacii in material apar diferente de structura. Principalul tip de coroziune consta in dezincarea alamei.

'Eroziunea metalului poate apare ca rezultat alactiunii de roadere initlala de catre apa cu viteza foarte mare, antrenata de aer, de turbulenta acesteia ~i de fenomenul de cavitatie. Cel mai adesea, cavitatia este produsa de protuberante, caturi stinse sau modificari abnipte de sectiune transversala a tubului.

Eroziunea se reduce prin evitarea cauzelor care 0 produc. Viteza lichidului nu trebuie sa depa~easca 1 mis, in cazul tevilor de cupru,3 mls pentru tubulaturile de otel galvanizat, 3,5 mls pentru tevile din alama cu aluririniu ~i 4 mls pentru tevile fabricate din aliaj cupru-nichel.

i ,

3. i., ~e conditii se pun materialelor din care se fabrica tevile ~i la instalarea traseelor de tubulaturi?

. R. Materialele trebuie sa aiba rezistenta necesara pentru a rezista la presiunea de lucru a sistemului ~i chiar la suprapresiune. Variatiile de presiune ~i temperatura pun, intotdeauna, probleme de rezistenta intrucat la temperaturi de circa 4500 sunt posibile fenomenele de recristalizare ~i

47

fluaj in cazul tubulaturilor de otel. Temperaturile foarte scazute, cazul transportului de gaze lichefiate, fac materialul foarte cas ant.

Variatiile de temperatura ridica probleme deosebite de contractii ~i

expansiune asupra materialului, fapt ce il supune la eforturi deosebite. Uzual, liniile de tubulaturi sunt supuse, din diverse motive, la vibratii

de diverse intensitati care sunt cele mai frecvente cauze ale avarierii acestora, Pentru a permite expandarea ~i contractia libera a tubulaturilor, acestea sunt sustinute de suporti ~i bride care Ie permit acest lucru.

Tubulaturile ~i casetele de valvule de mari dimensiuni sunt sustinute de supoqi separati ~i sunt conectate cu pompa numai dupa ce sunt corect aliniate cu acestea. ,Aliniamentul dintre acestea se verifica dupa strangerea pe postament ~i din nou dupa cuplarea tubulaturilor, preferabil cu aCystea pline Cll apa.

Identificarea tubulaturilor, uzual, se face dupa un cod al culorilor, adoptat pentru fiecare sistem, sau prin benzi de culoare (inele) situate din loc in loc (in generalla fliin~ile de cuplare) in cazul unei culori comune.

4. i. ,De ce este importanti curitarea sistemelor de tubulaturi . inaintea punerii, lor in functiune ~i ,drenarea lor pe timpul functionirii? .

.R. Uzualla navele ie~ite din constructie ~i reparatii din cauza ca nu se face 0 curatire minutioasa a santinei, la prime Ie · pomiri ale sistemului de santina acesta se infunda cu tot felul de gunoaie, provocand 'blocarea valvulelor ~i a filtrelor. Pentru asigurarea unei functioniiri corecte a sistemului este necesara curatirea atenta asantinei, inaintea testarii acestuia ~i pentru a ne asigura ca sorburile de ,aspiratie, conexiunile, filtrele, valvulele ~i gamiturile de etan~are nu prezinta scapari de aer.

In foarte multe cazuri, sistemele pneumatice ~i cele hidraulice au 0

functionare defectuoasa din cauza reziduurilor ~i obiectelor straine ramase de)a fabricatie.

Unele sisteme de tubulaturi, pe timpul functionarii, pot suferi avarii grave din simplul motiv ca nu au fost corect drenate. Acestlucru se intalne~te la sistemul liniilor de aer al motoarelor, buteliilor, reductoarelor etc. A varii deosebite se produc din cauza "ciocanelor de apa" produse pe magistrale de abur nedrenate, atunci cand se da drumul la abur ~i acesta intalne~te apa, cu 0 suprafata libera mare, din tubulaturile orizontale.

La intalnirea abur-apa are loc 0 condensare a aburului in urma direia se produce un vid care face ca apa sa se deplaseze cu 0 viteza foarte mare

48

prin tubulatura. La impactul apei cu valve Ie ~iJsau caturi are loc spargerea acestora.

Tubulaturile sistemelor de abur sunt prevazute cu sisteme de purjare care trebuie deschise inaintea admisiei aburului in sistem. Uzual, valvula principal a de abur se "crapa" (deschide circa 114 tura) permitand ie~irea unei mici cantitati de abur care face incalzire a tubulaturii. Numai dupa incalzirea intregii tubulaturi ~i drenarea ei se deschide foarte lin ~i complet valvula.

5. i. Ce rol au compensatorii de dilatatie intr-un sistem de tubulaturi?

R. De a prelua modificarile in lungime ale sistemului datorate modificiirilor de temperatura ~i de a preveni stresarea excesiva sau distorsionarea tubulaturilor prin contractie sau expandare. Cele mai utilizate sisteme de compensatori de acest gen sunt prezentate in fig . 1.

3,'·· ~0~r s

a)

~ b)

I' ~ " ~ 3- d)

c)

Fig. 1. Tipuri de compensatoare

a) compensator cu a/unecare /ibera;

1. tub de; 2. buC§a; 3. presetupa; 4. §urub de

ancora; 5. joc b) compensator cu buc/a

dreapta; 1. captator (drenaj) c) compensator cu bucta

orizonta/a; d) compensator cu burduf; 1. burduf; 2. tub de imbinare; 3.

drenaj

In figura La este prezentat un sistem de compensator in care tubul de Imbinar~poate aluneca liber in limitele impuse, in interiorul unei buc~e cu presetupa de care este legat prin intermediul a doua ~uruburi de ancorare.

In figura l.b este prezentata 0 modificare de lungime prin intermediul unei bUc1e drepte prevazute cu sistem de drenaj, iar in figura I.c este prezentata 0 buc1a orizontala care nu are nevoie de sistem de drenaj.

49

II

Pentru tubulaturile din otel inoxidabil, eel mai adesea sunt folosite montaje de expansiune de tip burduf - l.d - care au 0 bun a absorbtie a mi~carilor sau vibratiilor tn plane diferite, reduc frecarile ~i pierderile de caldura ~i nu necesita 0 tntretinere deosebita.

In mod normal, burdufurile dispun de 0 buqa interioara care actioneaza ca un scut de caldura ~i previne eroziunea ~i coroziunea materialului. Imbinarile cu burduf asigura rni~carea axiala In linie dreapta.

6. i. Ce sunt armaturile navale ~i care este rolullor? R. Din categoria armaturilor navale, robinetii ~i valvulele sunt montate

pe tubulaturi pentru a controla sau Intrerupe circulatia fluidelor sau pentru a se regIa parametri de functionare. .

Aceste armaturi se construiesc din materiale rezistente la coroziune ~i eroziune ~i trebuie sa fie: sigure tn exploatare, sa asigure 0 bun a etan~are ~i sa aiba 0 buna rezistenta mecanica, iar tn sistem sa aiba 0 rezistenta hidraulica foarte redusa.

Armaturile sunt: _ de Inchidere - opresc circulatia fluidelor; _ de serviciu - pentru deservirea consumatorilor de capat - la sticlele

de nive!, la instalatiile sanitare, dispozitive de control etc.; _ de retinere sau sens unie - tmpiediea circulatia fluidelor In sens

invers; _ de reglaj - cu comanda manual a sau cu traductor, care asigura

reglajul parametrilor - temperatura, debit, presiune etc.; _ de semnalizare - optiea sau acustica etc.; - de masura ~i control etc.

7. i. Ce tipuri de robineti ~i valvule se intalnesc intr-un sistem de tubulaturi?

R. Robinetii ~i valvulele sunt armaturi cu corpul terminat cu plan~i sau filet de cuplare cu rolul de a control a sau de a Intrerupe curgerea unui fluid . In cazul robinetilor, operatiunea este realizata prin rotirea unui cep, iar In cazul valvulelor, prin cobodirea, ridiearea sau rotirea unui disc, tn raport cu 0 suprafata de a~ezare sau prin control rni~carii unei bile. Dintre cele mai uzuale armaturi amintim:

_ robinepi - pot fi cu conexiune directa, cu ventil de colt, cu fund deschis sau cu buqa de etan~are din materiale elastic - fig . 2.

50

;j .2

14

2

10

~~11

~ Ii

14 IQ,..... f5i 6.

SA

b. Fig. 2 Tipuri de r6bine\i

a) robinet cu buc§a de etan§are 1. maner; 2. bulon"de fixarea manerului; 3. inel seqionat; 4. cep; 5. piulita de

strangere; 6. buC§a de etan§are.; 7. ochet din otel inox; 8. bavura (bordura) , .' b) valvula de retinere

1. corp; 2, capac; 3. f/an§a presetupei; 4. buc§a de presare; 5. ventil; 6. piulita ventt'u'ui; 7. tija; 8: garnitura capacului; 9. gainitura de etan§are; 10. §urubul

capacului; 11. piulita; 12. buc§a jugului; 13. roata de mana; 14. piul1a; 15. sudura

Robinetii pot avea cepuri de forma cilindriea sau conica. La robine!ii din l'bordaj folositi pentru evaluarea apei de la extractia caldarilor, manetele de actionare pot fi demontate numai atunci cand ace~tia se afla In pozitia Inchis.

- valvul,a de repnere - (figura 2.a) - uzual, se monteaza pe liniile Continue de tubulaturi ~i are rolul de a strangula sau regIa debitul fluidului, iar uneori este folosita ca valvula de stop. Valvula dispune de un s,caun care se Inchide cu ajutorul unui ventil actionat de tija valvulei, montata In unghi drept fata de axa tubulaturii. Suprafata ventilului ~i a

51

1"

scaunului sunt dublate cu stelit, care asigudi 0 buna rezistentii la uzura. Scaunul poate fi plat sau te~it la 45°.

Curgerea fluidului se face dinspre partea inferioara a scaunului, fapt ce protejeaza expunerea garniturilor de etan~are la presiuni statice mari atunci dud valvula este illchisa.

_ valvula suber - (fig. 3.a) - mai este numita ~i valvula cu sertar -asigura 0 curgere total a a fluidului rara schimbarea de directie. Sertarul este deplasat in unghi drept de catre 0 tija filetata care lucreaza intr-o piulitii. Ventilul ~i scaunul pot fi conice sau paralele fata de fetele pe care lucreaza. Valvulele de acest tip nu sunt folosite pentru strangulare, dar sunt folosite frecvent ca valvlile de stop.

_ valvulli fluture - (fig. 3.b) - consta in principiu dintr-un disc care pivoteaza tra.vers pe un orificiu care are acela~i diametru radial ca ~i al tubulaturii in care este montat. Valvula are 0 actionare rapida ~i de la pozitia complet deschisa la pozitia complet inchisa este nevoie de 0 rotire cu un sfert de tura atijei valvulei. Valvulele sunt construite in domeniul de la 6 la 1.000 mm diametru.

;*w~trJ_ NUT

> .

7-j. BONNET

4·STC.. ii

Booy-IO

2 ... GASKET' 8-

9-~

a) b)

Fig. 3 Tipuri de valvule a) valvula §uber

t inel de retinere; 2. gamitura; 3. inelul scaunului; 4. tija;,5. capacul valvulei; 6. presetupa; 7. roata de mana; 8. piulif.a; 9. buC§a de presare a gamiturii;

10. corp; 11. § uber; 12. fata de etan§are b) valvuJa f/uture

1. cama§a interioara a valvulei; 2. clapeta fluture; 3, corpul valvulei; 4. etan§are superioara; 5. tija valvulei; 6, pana; 7. lagar superior; 8, §tifturi;

9. lagar inferior; 10. etan§are inferioara

52

8.1. Ce rol au valvulele de comanda ~i unde sunt folosite in particular?

R. Valvulele de comanda au rol de reglaj ~i control al temperaturii ~i presiunii in cazul instalatiilor de ciildiiri, ma~ini principale ~i auxiliare, aer conditionat, instalatii frigorifice etc.

Controlul automat al temperaturii este cerut pentru sistemele de alimentare cu apa ~i combustibil la caldari, controlul arderii, la sistemele frigorifice ~i de aer conditionat, precum ~i la sistemul de aer comprimat.

Regulatoarele de presiune sunt de diverse tipuri ~i sunt folosite pentru reglajul presiunii aburului, aerului, apei, combustibilului, uleiului etc. De asemenea, regulatoarele sunt folosite pentru reglarea presiunii de refulare ~i capacitatea pompelor ~i compresoarelor. Diversele dispozitive folosite in astfel de scopuri sunt a~ezate automat de catre abur, apa, petrol, electricitate etc. ~i/sau manual.

9.1. Ce sunt valvulele de golire, cum se monteaza ~i cum funcponeaza acestea?

R. Valvulele de golire ~i cele de siguranta, ·de diverse tipuri, sunt folosite pentru eliberarea excesului de presiune aparuta in vasele de presiune ~i tubulaturile de distributie: apa, abur, ulei, COIi1b~stibil, aer etc. Valvulele de golire - fig. 4 - uzual, sunt similare eu cele de siguranta ~i au corpul terminat cu flan~e sau filet pentru cuplare. .

Parte a de aspiratie a valvulei este conectata la tubulatura sau vasul sub presiune, iar partea de evacuare la tubulatura de drenare sau evacuare. Discul valvulei este tinut inchis de ciitre resortul de presiune montat pe tijf" Presiunea . resortului poate fi ajustata astfel lncat valvula sa se deschida la presiunea dorita. Cand presiunea este redusa pana la valoarea celei exercitate de catre resort, discul acesteia se rea~eaza pe scaun ~i inchide orificiul de refulare.

.;

'1

8 Fig. 4 Supapa/ventil de golire 1. corpul valvulei; 2. buc§a de presare a gamiturii; 3. jug; 4. piulif.a de reglare; 5. resort; 6. placa de suspensie a resortului; 7. presetupa; 8, ventil disc

53

In conditii normale de functionare, valvulele de golire trebuie sa functioneze in limitele rezonabile de presiune prestabilita:. Scaparile, defectiunile de Inchidere, purjarea prea lunga indica 0 ajustare incorecta a valvulei sau avarierea scaunului acesteia.

10. i. Ce rol are ~i cum functioneaza 0 valvula reductoare? .R. Rolul unei astfel ' de valvule - fig .. 4.a - este acela de a regIa

presiunea unui fluid ,lao . valoare redusa ~i de a 0 mentine la 0 valoare definita indiferent de modifidirile aparute in presiunea de alimentare.

Fig. 4.a Valvula;reduetoare , 1. vent;l; 2. , burdufuri;

3 . . resoarte; 4 . . tija valvulei; 5. jug; 6. inei de agatat, opdtor; 7. roata de

mana

Presiunea initiaHi in partea de intrare aetioneaza 'tn direetia in sus ventilul principal 1, ~i in directia in jos burduful flexibil 2, care formeaza eehivalentul unui piston eu suprafata egaHi eu a ventilului 1. Aeest~ doua parti se afla In stare de echilibru, astfel ca variatiile in presiunea initiaUi

nu afeeteaza presiunea redusa. Presiunea redusa din paltea de ie~ire actioneaza inspre in jos .ventilul

1, care va fi ridicat numai cand va fi eehilibrat prin tragere~ ~esOltului 3, care actioneaza asupra partii inferioare a tijei valvulei 4, prin intermediul jugului 5. Partea superioara a resortului este ancorata la inelul ap&tor 6. Ajustarea reducerii de presiune se , realizeaza prin actionarea rotii de

mana}.

54

11. i. Cum funetioneaza regulatoarele de temperatura ~i presiune? R. Regulatoarele ~i alarmele de presiune ~i temperatura sunt puse In

functiune, de multe ori, prin actiunea aerului sau a lichidului, asupra unei diafragme flexibile de mari dimensiuni. Diafragma este fixatii la terminatia tijei valvulei In partea opusa ventilului (diseului) acesteia.

Controlul temperaturii se realizeaza prin folosirea capacitarii de expandare sau eontracrie a unui metal sau a unui gaz, aflat sub Incalzire, de a Inchide sau deschide a valvula de control. Cand temperatura cre~te, expansiunea actioneaza direct asupra valvulei pentru Inchiderea acesteia sau pentru Inchiderea ei partiaUi, liisand presiunea sa crease a deasupra diafragmei ~i astfel sa produca Inchiderea valvulei de control.

12. i. Ce sunt valvulele eu inehidere rapida? R. Uzual, sunt valvule folosite pentru echiparea taneurilor pentru

combustibil, ulei sau alte f1uide cu grad de rise ridicat, care pot fi Inchise rapid ~i de la distanta in caz de avarie.

, Cele mai folosite tipuri sunt cele cu sarma de action are - fig . 5 - prin intermediul unor leviere situate in afara compartimentului de ma~ini.

I •• ,ill.

Fig. 5. Valvula eu inehidere rapida 1. fus de etan§are; 2. imbinare;

3. pana, falca; 4. piulita tijei; 5. inel cu pana; 6. inel scaun; 7. roata de mana; B. dispozitiv de

decJan§are; 9. tija; 10. presetura; 11. capac; 12. corpul valvulei

Valvulele cu Inchidere rapida sunt examinate ~i testate la montare ~i periodic ori de cate ori tancul nu se afla In folosinta. Cele mai dese defieienie' sunt prod use de sJabirea sarmelor sau gOlirea sistemului hidraulic.

55

13. i. Ce este 0 oaBi de condensat (separator de abur)? R. Este un tip special de valvula care opre~te trecerea aburului dar

permite trecerea condensului. Aceasta functioneaza automat ~i este folosita In instalatiile de Incalzire cu aburi, pentru a drena condensul rara trecerea aburului. Aburul este retinut In linia de Incalzire pana ce condenseaza cedand astfel Intreag~ sa cantitate de caldura latenta. In practica sunt folosite trei tipuri principale de astfel de valvule: mecanice, termostatice ~i termodinamice.

Separatoarele mecanice dispun de un flotir care actioneaza asupra valvulei cu ac care permite trecerea condensului. Separatoarele termostatice folosesc expansiunea unui element umplut cu ulei, 0 banda bimetalica sau un burduf flexibil, pentru actionarea valvulei. In cazul separatorului de abur de tip termodinamic, valvula de drenare consta dintr-un simplu disc metalic, iar actionarea sa este realizata de catre presiunea aburului.

14. i. Care sunt cele mai frecvente defecpuni care apar in func,ponarea valvulei?

R. Cu timpul In function area valvulelor apar dificultati manifestate prin:

- pierderi prin scurgerea de fluid - apar, In general, ca urmare a uzurii ventilului ~i a scaunului sau a faptului ca pe acestea exista depuneri de piatdi ~i/sau murdarie. Dad substantele care obstruc~oneaza nu pot fi indepftrtate astfel, valvula trebuie demontata ~i curatata. In cazul aparitiei eroziunilor de metal pe scaun ~i ventil, acestea vor"fi rectificate ~i ~lefuite.

- scurgeri pe la presetupe - aces tea pot fi remediate prin strangerea presetupei sau prin inlocuirea garniturilor de etan~are uzate.· Persistenta scurgerilor indica deformarea tijei valvulei saul~i corodarea acesteia.

- griparea tijei - este provocata de 0 stingere exagerata a presetupei, de ruginirea, piturarea sau deformarea tijei. Daca valvula este intepenita pe deschis se poate inchide cu ajutorul unei chei de valvule, avand grija sa nu se avarieze valvula. Pentru a se evita bloc area unei valvule pe deschis, dupa deschiderea completa a acesteia se Inchide cu un sfert de tura.

- sBibirea ventilului - se produce ca . urmare a deteriorarii dispozitivului de fixare sau corodarea tijei. Rectificarea situatiei seface prin demontarea ~i repararea sau Inlocuirea componentelor deteriorate.

56

1.6. Instalatii de stingerea incendiilor

1. i. Care sunt cerinlele generale ~i de cate feluri sunt instalapile de stins incendii?

R. Instalatiile de stingerea incendiilor sunt de suprafata ~i volumice. Instalatiile de suprafata transmit substanta stingatoare Ia suprafata focarului de incendiu, pentru racirea sau oprirea alimentarii cu oxigen a zonei de ardere. Din aceasta categorie fac parte instalatiile de stingere cu apa ~i cele de atingere cu spuma. Din categoria instalatiilor cu stingere volumica fac parte instalatiile de atingere cu gaz inert, abur, ~i cele cu spume foarte u~oare.

Substantele stingatoare racesc, izoleaza de oxigenul din aer, distrug mecanic tlacarile ~i impiedica ie~irea aburului format in zona de ardere.

Instalatiilor de stins incendii Ii se impun urmatoarele cerinte principale: - sa poata fi u~or puse in functiune ~isa aiba 0 functionare sigura; - sa nu intensifice arderea prin functionarea lor; - sa aiba 0 functionare care ,sa nu permita reaprinderea focarului; - sa poata fi actionate local ~i de la distanta; ,- sa nu prezinte pericol pentru echipaj, iar substantele stingatoare sa

nu-~i piarda calitatile dupa 0 depozitare indelungata; - sa nu fie periculoase pentru oameni ~i sa nu provoace corodarea

materialelor.

2. t Care este componenla unei instalalii de stingere cu apa de pe 0

nava cargou ~i care sunt condipile impuse componentelor? R. Magistrala de apa de incendiu se intinde pe toata lungimea navei,

din spatiul de ma~ini pana Ia cele mai inalte niveluri. Hidrantii instalatiei sunt' pozitionati de maniera de a asigura, prin folosirea un~r manici 'cu lungime adecvata, interventia in caz de incendiu in orice zona a navei. In figura 1 este prezentat schematic un sistem de stingere cu apa de pe 0

navA' cargou, prevazut cu doua pompe actionate independent care pot fi folo.site ~i- pentru servicii generale ~i balast.

57

Fig. 1 Sistemul de stingere incendiu cu apa de pe 0 nava cu cargou 1 - magistrala de ineendiu nu este permanent eoneetata la alte surse de apa; este eonfeetionata din otel galvanizat, iar diametrul sau se alege fn funetie de

lungimea navei; 2 - orifieii de golirea apei pe punte; 3 - raeord international de eonexiune eu useatul, fn Tb §i 8b; 4 - generator de avarie; 5 - duze de

pulverizare fn spatiile de loeuit; 6 - valvufe de izolare fn afara CM; 7 -tubulatura de apa - presiunea apei este de 3,2 bar pentru navele de pasageri §i de 2,8 bar pentru eelelalte nave; 8 - supapa de siguranta; 9 - doua pompe de ineendiu - pot fi eu seopuri duble -:- pentru eargouri §i 3 astfel de pompe pentru

pasagere; 10 - duze §i pulverizatoare In CM; 11 - doi hidranti adiaeenti p0rtii tunelului axului; 12 - pompa de ineendiu de avarie daea este aetionata de eatre generatorul de avarie; 13 - pompa auxiliara; 14 - fnaltime de pana la 14 m; 15 - pompa de ineendiu eu eapaeitatea mai mare de 25 m'3lh aetionata de eatre un motor diesel de avarie; 16 - tane de eombustibil pentru eel putin 12 ore; 17 -

hidrant pentru manieile de ineendiu de pe punte; 18 - dublu fund

Pompele alimenteaza hidrantii din sal a de ma~ini, magistral a de pe puntea prineipal~ prin intermediul valvulei de izolare (6), care poate fi actionata din afara compartimentului de . ma~ini. Rolul acestei valvule este acela de a preveni pierderea de apa in cazul spargerii tubulaturilor din CM. Pentru mentinerea a~imentarii puntii se pune In functie pompa de avarie. Uzual, aceasta pompa este prezentata a fi dispusa In tune!.

Magistrala de punte are un sistem de drenaj la pozitia sa cea mai de jos, care permite golirea apei pe timp rece.

Pe toate navele cargou de 1000 TRB ~i pe toate navele pasagere mai mici de 4000 TRB, se monteaza doua pompe de incendiu alimentate independent. Pasagerele de mari dimensiuni ~i navele feri trebuie sa aiM trei astfel de pompeo Pompele de centrifugare sunt prevazute cu valvule non-retur, pentru a preveni pieirea apei atunei cand acestea nu sunt in functiune.

58

Navele sunt dotate ~i cu pompe de avarie montate in afara CM, uzual pe tunelul axului, In camera carmei sau In zona prora a navei, care pot fi puse In func~une In caz de incendiu in CM.

In cazul pompelor de tip centrifugal, valvula de refulare este Inchisa pana ce se face amorsarea pompei ~i se deschide gradual dupa ce se realizeaza aspiratia.

Pe navele foarte mari se folose~te un montaj special, format din pompe Indoua trepte, la care prima treapta de sub linia de apa este actionata de catre un motor hidraulic - fig. 2.

5 ..

'------f I

"" , + , I A.

~3 1 I.'

4 Fig. 2. Pompa de

incendiu cu doua trepte 1 - motor hidraulie; 2 -

pompa eu 0 singura treapta; 3 - aspiratie

apa de mare; 4 -motor primar; 5 -

pompa hidrauliea (In doua trepte); .6 -

magistrala de ineendiu; 7 - tane de amorsare;

A - treapta 1; 8 -treapta 2

.A. doua treapta ~i pompa hidraulica sunt actionate de un motor electric ali~ehtat dinsistemul de avarie. Daca pompa este actionata de catre un motOr diesel racit cu apa, instalatia dispune de un tanc de amorsare care asigura raeirea pe timpul amorsarii pompei, atunci 'cand motorul nu are racirea prin radiator.

Pompele de avarie pot avea un motor diesel independent pentru aqionare sau un motor electric alimentat din· sistemul electric de avarie.

Instalatiile de stins incendii cu apii pot fi Impartite in: - instaratii cu jet einetic; - instalatii cu apa pulverizata: Bprinnkler; pulveritare bruta ~i fina;

stropire;

~ instalatii de inundare.

59

Cu apa nu se sting incendii la: carbura de calciu, var nestins, kaliu sau natriu, intrucat, cu aceste substante, apa intra in reactie exotermica, urmata de formarea cu aerul a unor amestecuri explozive care amplifica incendiile.

3. i. Ce este un racord international de legatura cu uscatul ~i care sunt dimensiunile lui?

R. 0 flan~a cu dimensiuni standardizate, cu bolturi ~i piulite, garnituri ~i un cuplaj pentru echipamentul navei. Dimensiunile sunt prezentate in schita din figura 3.

4.Smm

t1

Fig. 3. Racord internalional de cuplare cu uscatul

1 - f/an§a; 2 - cuplaj

Montajul ~i cuplajul trebuie sa reziste la 0 presiune de lucru de cel putin 10,5 bar. Mai sunt necesare patru bolturi de 16 mm diametru ~i lungimea de 50 mm ~i un numar de opt ~aibe. Furtunurile folosite pentru conexiunea cu uscatul trebuie sa fie fabricate din materiale aprobate. Acelea~i conditii se impun pentru furtunuriIe de la bord care, echipate cu ciocurile de barza, sunt dispuse adiacent hidrantilor.

4. i. Ce este ~i cum functioneaza instalatia de stins incendiu cu CO2? R. Este .o instalatie de stingere de tip volumic care folose~te CO2 sub

presiune ~i care reduce concentratia de oxigen pana la valori mai mici de 15% din volum, nemaipermitand continuarea procesului de ardere. La montarea pe nava a unei astfel de instalatii, cantitatea necesara de CO2 se calculeaza functie de volumul brut, cel mai mare dintre volumul spatiului CM sau a celui mai mare spatiu de marra.

A~a cum se poate vedea in figura 4, dioxidul de carbon la presiune inalta este livrat in butelii de 40 litri la presiunea minima de 125 bar pentru un grad de umplere max. 0,675 kg/I. Buteliile sunt dispuse in incaperi izolate, ventilate ~i prevazute cu posibilitatea de a fi stropite cu apa, pentru mentinerea unei temperaturi interioare de pana la +45°C.

60

Actionarea buteliilor se face cu ajutorul unui servopiston declan~ator (2), iar protectia la descarcarea accidental a este asigurata de catre 0

valvula principala (11) de pe tubulatura de distributie la duzele din compartimentul de ma~ini. .

_____ ~lJ_\:!. I: 'T

• I 1 I I I

• I , I

• 1 6 I, , i: g

.1/ I:

, • 1

I: · , ~~--~-r-'--~.I :

• 1_ .....

! ! q I I . · , ~d:. -' ~-

12

Fig. 4. Instalalie de stins incendiu cu bioxid de carbon

(C02) 1. butelii cu CO2;

2. servocilindru; 3. butelii pilot; 4. statie de

comanda de la distanta; 5. cablu de actionare;

6. supapa de siguranta; 7. conexiune de aer comprimat pentru testare; 8, conexiune cu uscatul; 9. statia de comanda

din camera cu C02; 10. fntrerupator de alarma;

11. valvula principala; 12. fntrerupator; 13. bolt de

siguranta; 14. alarma:' 15. compartimentul de ma§ini

(CM); 16. duze de pulverizare In zona compartimentului de ma§ini;

17. duza; 18. capac de protectie

Instalatia trebuie sa asigure 0 livrare a bioxidului de carbon in incaperile incendiate cu 85% din cantitatea necesara de gaz in 2 minute in C.M. ~i in 10 minute in incaperile care nu au combustibil lichid. Prin tubulaturi, bioxidul de carbon circula cu 5-6 m1secunda. Debitul de refulare al duzelor se calculeaza cu relatia:

Q ~ 0,57 . A . ~2gH [m3/s] unde

A '7 sectiunea duzei, [m2]

H = presiunea minima la duza [mH20] F~lo~~rea bioxidului de carbon se face atunci cand in CM s-a declan~at

~n In5endiu puternic care impune evacuare ~i pre vine . intrarea. eclan~.¥ea alarmei se face prin apasarea butonului de pe dulapul de

alannare care, la unele nave, dispune ~i de stop pentru ventilatoarele din eM. Fi~. 4.a.l

61

I,

v _---6--

1----7 ----1

Fig. 4a. Dulap de alarma C02

1 - u§a dulapului; 2 - buton declan§ator; 3 - contacte de alarma; 4 - contactele ventilatorului; 5 - resort; 6 - circuitul de alarma; 7 -circuitul ventilatorului; 8 -

alarma in compartimentul de ma§ini

Inaintea declan~arii de CO2, echipajul trebuie sa paraseasca compartimentul de ma~ini care trebuie sa raman a In conditii de scoatere din functiune a 'deschiderilor ~i a ventilatiei, pentru a preveni patrunderea aerului.

Buteliile de CO2 sunt fabricate din otel ~i sunt testate hidraulic la 0

presiune de 228 bar. Continutul de gaz din butelii se determina prin cantarirea greutatii sau prin intermediul unui indicator reactiv de nivel. Relncarcarea buteliilor se face cand greutatea Incarcaturii acestora a scazut cu 10%. Tubulaturile instalatiei sunt confectionate din otel moale (cu continut scazut de carbon) galvanizat, pentru protectie contra coroziunii. Tubul sifon din butelii asigura descarcarea lichidului din acestea ~i asigura viteza necesara pentru rate de descarcare.

5. i. Ce sunthalonii ~i cum functioneaza un sistem de stingere cu Haloni?

R. Halonul este numele compu~ilor halogenati obtinuti prin Inlocuirea hidrogenului din metan sau etan cu halogeni cum sunt florinele, cIorinele ~i brominele. Cel mai cunoscut este Halon 1301, cu formula chimica CF3Br, care este un gaz fara culoare ~i Tara miros, cu densitatea mai mare de cinci ori dec at aerul ~i stinge incendiul prin spargerea lantului de reactie a arderii . Cand Halonul 1301 este expus la flacari cu temperaturi de p~ste 480°C, se degaja acizi halogeni cu toxicitate foarte ridicata, fapt' ce impune folosirea aparatelor de respirat la intrarea In Incaperile In care au fost folositi halonii.

Gazul este'lnmagazinat In butelii cilindrice de 67 litri la 0 presiune de 40 bari ~i 0 greutate de 75 kg de Halon 1301.

62

Sistemul de operare al instalatiei cu haloni este prezentat In figura 5 _ ~i consta dintr-un tanc de depozit, doua seturi de butelii operationale de CO2 ~i un dulap cu actionarile manuale.

A

10

, I

A" : ~-~-- - - __ ~ ______ D

"It I~

, , I I

~ i ~6 : 7 :-

Fig. 5. Instalatie de stingere cu halon 1 - taAc de depozitare halon (CF38r)

depozitat in stare lichida la 0 presiune de 14 bar; 2 - indicator de nivel; 3 -

descarcare in zona sigura; 4 - CO2

pentru expulzarea halonului; 5 - cablu mecanic de acfionare (tragere); 6 -

oprirea ventilatorului; 7 - alarma in CM; 8 - dulap de declan§are; 9 - u§a dulapului;

10 - placi de siguranta contra supraincarcarii; 11 - cablu pentru

deschiderea valvulei principale; 12 -valvula principala de descarcare; 13 -

valvula de blocaj; 14 - distributie in CM A - ' butelii cu co2 cu actionare manuala;

, 8-8' manete de actionare

Procedura de lansare este asemanatoare cu cea pentru CO2. La geschiderea u~ii dulapului, intra In functiune alarma, se opresc ventilatoarele ~i se Inchid capacele deschiderilor. Cu toate intrarile Inchise, manetele B ~i B' se manevreaza succesiv. Maneta B' poate fi manevrata numai dupa ce este eliberata de mecanismul de blocare.

Continutul buteliilor ' de CO2 deschise cu maneta B presurizeaza tubulaturi dintre tancul cu halon ~i valvula principala. Presiunea formata In aceasta linie actioneaza asupra dispozitivului de blocare pentru a permite operarea manetei B' . Aceasta din urma deschide valvula principiila de pe tubulatura de distributie spre CM. ~i buteliile de CO2

(A'). Bioxidul de carbon patrunde prin discul rupt In partea superioara a tancului de depozit ~i apuca la expulzarea halonului.

Descarcarea se termina In 40 de secunde dar alarma este data odata cu deschiderea u~ii dulapului. Personalul trebuie evacuat Inaintea terminarii alarmei.

6. i. ~ i\ratati componenta ~i modul de functionare al instalatiei cu drenchere ~i cu multi pulverizare, pentru spapul

' .. compartimentuIui de ma~ini (CM). R. Sistemul este similar cu cel cu aprindere folosit In zona spatiilor de

locuit, deosebindu-se fata de acesta prin aceea ca pulverizatoarele nu sunt

63

actionate automat. A~a cum se observa din figura 6, sectiunea de co~anda a valvulelor este operata manual pentru a furniza apa la capetele din una sau mai multe zone.

. Ilt-.p-~-+::l-- .~

~I It \I

IS

• I 15 "

9

179 I I I I I I I I I

7

/9

Fig. 6. Instala\ie de stingere cu drenchere ~i multip~lveri~are _ 1. pompa de multipulverizare; 2. robinet de testare a pompei; 3. mtrerupa tor de alarma; 4. releu de presiune; 5. valvula de izolare; 6. legatura in cruce cu alte

sisteme; 7. purjare aer; 8. apa dulce; 9. drenaj; 10. robinet de coma~d~; 11. pulverizatoare; 12. colector de aer; 13. /in~e de a;r; 14. ~op fuzlbll .

(siguranta); 15. drenchere; 16. valvula de comanda; 17. mtrerupator de porn/re de la ciistanta; 18. valvula principaIB de drenaj; 19. pompa pentru drenchere;

. 20. intrerupator de. alarma

Pentru inc arc area initiala este folosita apa dulce, iar cre~terea presiunii se face cu ajutorul aerului comprimat.

Butelia de aer asigura perna de amortizare ~i previne anclan~area pompei din ;cauza unei scurgeri slabe de apa. Pompa este actionat~ automat de ditre caderea de presiune in sistem la deschiderea une} valvule de comanda dintr-o sectiune.

Dozele de pulverizare sunt proiectate sa asigure stropi de dimensiuni corecte pentru interventie la lichidele inflamabile aprinse, dnd functioneaza la presiune corecta. Acestea sunt distribuite pentru a asigura o distributie adecvata a apei pe cerul tancurilor ~i in toate zonele cu risc

de incendii. Pulverizarea apei prezinta avantajul ca: . _ produce 0 cantitate mare de abur, la intalnirea cu focul, care inabul?e

incendiul; _ prin producerea aburului se consuma 0 mare cantitate de caldura,

fapt ce produce un efect de racire;

64

- pulverizarea ptotejeaza persoanele, din compartiment; - apa este u~or de procurat.

7. i. Ce sunt instalapile de stingere cu spuma ~i de cate tipuri sunt acestea?

R. Sunt instalatii montate in spatiul compartimentului de nia~ini, pe toate tipurilor de nave, pentru combaterea incendiilor din toate zonele de risc specific. Spuma se obtine ca urmare a unei reactii chimice sau prin introducerea mecanica a unui gaz intr-un lichid. Spumele de maxima stabilitate, din instalatiile navale, se obtin numai pentru 0 anumita coneentratie. Spume de inalta expansiune poate umple eomplet un spatiu asigurand astfel 0 aetiune eompleta de stingere.

La stingerea ineendiilor se folosesc substante spumogene pentru coneentratii de 3-5%, in raport eu apa. Spuma aeromecanica este un ames tee de apa dulce sau apa de mare, substanta spumogena ~i aer.

. Spumogenul trebuie sa asigure un bun factor de spumare (raportul dintre volumul de spuma ~i volumul amestecului de apa), a carui valoare trebuie sa fie de minim 10 ~i maxim 1000.

, '

Pentru stingerea incendiilor relativ red use in eM, la reziduurile petroliere, aparatajul ~i ma~inile electrice se folosesc instalatiile cu formarea interioara a spumei - fig. 7.a.

Fig. 7. Instala\ii de stingere cu spuma 1. tanc pentru spumogen; 2. magistrala

de stingere cu apa; 3. dispersor; 4. piston /ichid; 5. amestecator;

6. magistrala; 7. armaturi de laminare; 8. ajutaj de emulsie; 9. stingator;

10. spuma

In tancul (1) se gase~te amesteeul spumogen-apa m proportiile n~cesare, iar evacuarea emulsiei din tane ~i formarea spumei se face eu aJutorul aerului livratdin butelia (2), care este raeordata la magistrala de aer eomprimat. Presiunea aerului comprimat este de 5-10 bar pentru IUngimi de tubulatura de pana la 50 m. Reducerea presiunii aerului se face Cll ajutorul reductorului (9). Formarea spumei incepe in tubulatura ~i ~ te~na la ie~irea in atmosfera din ajutajul (4) furtunului flexibil.

stalapa poate realiza 400-1200 litri de spuma in timp de 2-6 minute.

65

Pentru stingerea incendiilor la tancurile demarfli ale navelor petroliere ~i in CM de mari dimensiuni, sunt folosite instalatii de stingere cu

formarea exterioadi a spumei - fig. 7.b. La aceastli instalatie, spuma se plistreazli separatli de apli in tancul (1)

care este in legliturli cu magistrala de stingere cu apli prin tubulatura (2). in interiorul tancului,la partea superioarli, se glise~te un dispersor (3) care anuleazli energia cineticli a apei, prevenind astfel spargerea pistonului lichid de separatie (4), format din tetraclorur~ de car~on . ~i ulei mineral, insolubil in ape ~i substantli spumogenli. Plstonul Impmge 0

concentratie volumicli de 470 spumogen in amesteclitorul (5), iar emulsia formatli aiimenteazli rnagistrala (6) ~i ramificatiile ei, iar prin armliturile de laminare (7) aceasta ajunge ajutajul de emulsie (8) unde, impreunli cu aerul antrenat, formeazli spumli in stinglitorul (9).

8. i. Ce · este un sistem automatic de stingere cu sprinklere, cum functioneaza ~i cum se intretine acesta in exploatare?

R. Este 0 combinatie intre 0 protectie structuralli antiincendiu ~i 0

instalatie cu sprinklere · care incorporeazli . detectarea, alarmarea ~i capacitlitile de combatere a incendiului, in spatiile de locuit ale navelor de pasageri. Protectia 'structuralli antiincendiu se bazeazli pe separarea zonelor navei prin pereti etan~i la · incendiu ~i existenta instalatiilor antiincendiu in interiorullor. Un astfel de sistem este prezentat schematic

in figura 8.

Fig. 8. Instala\ie de stins incendiu sistem sprinkler

1 - tanc cu apa dulce sub presiune; 2 -robinet de aerisire; 3 - supapa de

siguranta; 4 - sticla de nivel; 5 - Iinie de aer; 6 - Iinie de apa dulce; 7 -

intrerupator de presiune pentru compresiv; 8 - conexiunea magistralei de incendiu cu uscatul; 9 - valvule de i oprire; 10 - capac de inspectie; 11 -

" ".. drenaj; 12 - valvula pentru testarea . alarmei; 13 - alarma de presiune; 14 ..:.

capete de stropire in spatiile de locuit; 15 _ valvula de testare); 16 - drenaj; 17 - pompa pentru apa de mare; 18 -

intrerupator pneumatic; 19 - cap de sprinkler; 20 - filet; 21 - jug; 22 -valvula de sticla; 23 - scaun; 24 - diafragma; 25 - cap; 26 - bulb de cuart;~

27 - deflector; 28 - intrare apa .

66

~istemul disp~ne de un tan~ de presiune (1) mentinut partial umplut cu a~a dulce, ?resunzat la p preslUne de 8 bar cu ajutorul aerului comprimat. Cand presl~nea scad~ sub 5,5 bar, porne~te automat pompa de apli de mare (17) ~1 se face ahmentan~~ sprinklerelor cu apli de mare.

~iecare i~stalatie este impliqitli in sectiuni cu dite cel putin 200 spnIJ~ere ~l. 0 valvulli d~ ~larma, prin care trece apa dnd sprinklerele sunt m functlOnare. Apa ndlcli ventilul valvulei non-retur, conectand-o la JIn intFerupator de ala~, care este conectat ~i la un panou indicator de ope punte, care d~ alarm~ sonorli ~ivizuala dnd se initiaza incendiul ~i ~pn~klerele devm functlOnale. Orice interventii privind reparatiile in

. ~ecttune (zona) se executa numai cu valvula de stop inchisli. Pentru , testarea alarmei, valvula de tes!are se deschide pentru ca valvula non­

.retur de alarmare sli deschidli. Intretinerea regulatli a sistemului consta din gresarea valvulelor, verificarea mi~clirii libere a acestora verificarea j ndicatiilor manometrelor ~i verificarea sistemului de al~mli - daca 'illarmarea vizuala ~i sonora functioneaza. • Ntvelul tancului de presiune se controleazli ~i se reincarca, dacli este necesar, cu apli dulce ~i aero Functionarea pompei centrifuge de apli de mare se controleaza prin inchiderea valvulelor de izolare ~i drenarea intreruplitorului circuitului de presiune, dnd pompa trebuie pornita automat.

Fiecare cap de sprinkler este mentinut normal inchis de catre un bulb ~e ~uart care este umplut cu un lichid cu rata mare de expansiune. Cand hchldul este ex~us la 0 incalzire anormala, expandeaza rapid ~i umple complet ~ulbul, lat ~xpansiunea viitoare sparge bulbul, iar apa mentinuta su~ preslUne de catre aerul comprimat este pulverizata din capetele sprmklerelor sub forma unei pulverizliri puternice. Fiecare capat p~lverizeaza apa pe 0 suprafatli de 16 m2, iar modul cum acestea sunt dlspuse asigura protectia intregii zone.

9. i. Ce protectia antiincendiu se face la magaziile de marfuri uscate? ~. Magaziile pentru marfuri uscate sunt protejate impotriva incendiilor

cu lllstalatii fixe de gaz inert produs de un generator de gaz bazat pe arderea ~ombustibilului (similar celui pentru tancurile petroliere) sistem cu hal om, cu apa de mare sau cu CO2.

Inst I tq d . A d a a~.l e e stmgere cu CO2, m mod normal, incorporeazli un sistem e det~ctare a fumului, care este situat in timonerie. Fiecare ~ompartlment de marIa este conectat individualla detectorul de fum prin ~ntermediul unei tubulaturi cu gaura mica prin care un ventilator e~trage In mod continuu probe de aer din fiecare spatiu. 0 valvula cu trei clii este

67

montata la fiecare tubulatura, sub dulapul detectorului de fum, astfel di tubulatura dintre spatiul de marIa ~i cabinet este deschis.

10. i. Cum pot fi grupate incendiile generate Ia bordul navei? R. In trei clase, dupa cum urmeaza: 1. - incendii la materiale solide ca: letnn ~i furnituri moi - care poate

. fi stins sau racit eu apa. 2. - incendii la fluide ca petrol, ulei de ungere ~i unsori. Stingerea

acestora nu se face cu jet de apa pentru a nu impra~tia produsul aprins in toate directiile. Interventiapoate fi Iacuta cu apa fin pulverizata folosita cu mare atentie. Uzual, astfel de incendii sunt stinse ptin inabu~ire, privare de oxigen.

3. - incendiu la echipamentul electric. Pentru combaterea acestuia; se vor folosi numai agenti de stingere electric neconductivi.

In operatia de combaterea a incendiului, in prima lillie sunt folosite stingatoarele portabile care pot fi cucarbonat' de sodiu ~i acid, cu apa ~i CO2, cu spuma mecanica, cu pudra chimic.a uscata, cu bioxid de carbon lichid sau cu halon. ",:

68

2. POMPE MARINE

2.1. Caracteristicile pompelor navale

Pompele sunt ma~ini in care puterea mecanica a motorului de antrenare este transformaUi in energie potentiala ~i cinetidi a unui lichid.

Pompele sunt ma~ini hidraulice care sunt folosite pentru a imprima fluidului forta necesari'i pentru invingerea rezistentelor hidraulice de pe traseul de tubulaturi pana la consumator.

Din categoria ma~inilor hidraulice mai fac parte compresoarele ~i

ventilatoarele care sunt folosite pentru deplasarea gazelor ~i aerului in spatii diferite.

1. I. Aratap care sunt criteriile dupa care se clasifica pompele navale.

R. Pompele navale se clasifica dupa cum urmeaza: a) - dupa principiul de lucru in

- pompe volurnice (cu pistori ~i rotative); - pompe cu paleti (centrifuge ~i 'axiale); - pompe eu jet (ejectoare).

b) - dupa felul con'Structiei: - pompe eu piston, centrifuge, cu jet, axiale, cu roti dintate.

c) - dupa modul de a:ctionare: - cu actionare normala; - cu actionare mecanica, electrica, cu abur ~i hidraulic.

d) - dupa rolulin instalatie: - pompele de alimentare, transfer, sanitare, de santina, incendii,

racire, balast, ungere. e) - dupa presiunea finala: ' .. - pompele sunt de joasa, medie ~i inalta presiune.

2.1. . Cum sunt sUbimpartite pompele navale? R. Subimpartirea pompelor se face dupa cum urmeaza:

a) - Pompele cu piston - sunt pompele in care lichidul este deplasat de la aspiratie la refulare, prin variatia mecanica a volumului uneia sau a maimultor camere.

Acestea pot fi subimpartite in pompe: alternative (eu rni~care altemativa);

- cu piston; - eu membranaleu diafragma; - • rotative; - elieoidale/axiale;

71

I ,

'1

- cu angrenaje; - cu rotor/~urub excentric; - cu lobi;

cu palete etc. ' . . . b) - Pompele centrifuge - sunt pompe in care hchldul curge pnn

pompa datorita fortei centrifuge imprimate lichidului prin rotir~a ~nuia sau a mai multor rotoare, prin care lichidul curge de la asplratle la refulare. Acestea sunt subimpartite in pompe:

difuzor; elicoidalalvoluta; manuala; electro-pompa; grup motopompa; turbo-pompa etc.

3. i. Cum suM antrenate pompele navale, pentru ce servicii sunt folosite ~i ce debite realizeaza acestea?

R. Pompele au urmatoarele impartiri; A) - Pompele volumetrice - sunt pompe autoamorsabile nepotrivite

pentru viteze sau debite foarte mari care sunt categorisite in: 1) - pompe alternative cu piston sau plonjor - a caror antrenare

poate fi facuta: a) de catre motorul- prin leviere sau prin manivela - folosite la:

- alimentarea cu apa, combustibil; - combaterea incendiului; _ santina; balast, circulatie, servicii generale, aer, etc.

b) ma~ini alternative: . _ de tip simplex - pentru alimentare cu apa, la debite de peste 100

tlh; aer - peste 60 tIh; servicii hidraulice -la peste 40 tIh; _ de tip simplex ~i duplex - pentru apa dulce, circulatie, servicii

generale, balast - cu debite d~peste 250 tlh; _ incendiu, santina, sanitare, transfer combustibil - cu debit de

peste 200 tIh; _ pompe pentru marfa (la tancurile petroliere) cu debit de peste

300 tIh. c) - cu motor electric - pompe de alimentare, de incendii, de

santina, apa dulce, circulatie, servicii generale, balast, aer, etc. 2) - pompe rotative - folosite in general pentru hidrocarburi sau

fluide vascoase, preferabil cu unele proprietati lubrifiante; antrenate de: a) - motorul principal, rubine cu abur sau motoare electrice.

72

Sunt pompe cu angrenaje, cu forme geometrice speciale, cu palete, cu ~urub, care sunt folosite pentru:

- ungere foqata - cu debit pana la 150 tlh; - presa de combustibil (alimentarea cilldarilor cu combustibil) - pana

la 18 tIh; - transfer combustibil, apa dulce, circulatie - pana la 500 tlh .. B) - pompe centrifuge ~i curgere axiala - trebuie sa fie amorsate

prin gravitatie sau dispozitive exteme de amorsare sau integral de pompa. Sunt folosite pentru toate serviciile, cu exceptia debitelor foarte mici

sau a vitezelor foarte r,eduse. Sunt antrenate - de ciltre motorul principal, ma~ini alternative,

turbine cu abur, motoare electrice. .;r, , Pompele sunt:

a) simplu etajate cu curgere radiala - cu difuzor, folosite la ~limentare cu debit de peste 500 tIh; ~i cu vol uta pentru: alimentare, santina, incendii, sanitare, apa dulce, balast, cu debite de peste 400 tIh; ~i pompe pentru marfa lichida ~i pentru circulatie cu debite cuprinse intre ~.000 ~i 6.500 tlh.

b) cu curgere axiala - pentru circulatie ~i debit de peste 6.500 tlh. 'c) pompele multietajate cu curgere radiala de tip voluta ~i tip

difpzor - folosite pentru alimentarea cu apa ~i extractie - cu debit c,uprins intre 250 - 500 tlh.

4A. Care sunt principalele caracteristici ale pompelor? , R. Caracteristicile pompelor sunt parametrii ~are individualizeaza 0

pompa . .principalii parametrii ai unei pompe sunt:

. a) - debitul - se noteaza cu Q ~i se exprimii in metricubi pe ora. Repr~zinta cantitatea de lichid pompata in unitatea de timp. ,

b) - presiunea de aspirap.e - Ha; [m. coloana de apa (m.coI.H20)] - reprezinta diferenta dintre presiunea ~tmosferica ~i presiunea realizata in coloana de aspiratie;

c) ,- presiune~ de refulare - H; [m. col. H20] - reprezinta valoarea presiunii creata de catre pompa in coloana de refulare, pentru invingerea rezistentei hidraulice din instalatie.

d) - presiunea total a - Ht; [m. col. H20] - reprezinta suma presiunilor de aspiratie ~i refulare.

e),c,,- puterea necesara - N; [Cp] - energia mecanica necesara antrenarii pompei, in unitatea de timp, pentru realizarea debitului ~i presiunii totale.

73

f) - randamentul - 11; % - este raportul dintre cantitatea de energie transmisa lichidului in pompa ~i energia consumata de catre pompa in aceea~i unitate de timp:

g) - turatia - n; [rot/min.] - viteza de rotatie a axului pompei in unitatea de timp -in cazul pompelor rotative - ~i numarul de curse duble pe minute - in cazul pompelor cu mi~care alternativa;

h) - greutatea pompei - Kg. i) - dimensiunile de gabarit - mm.

5. i. Cum sunt clasificate pompele navale dupa modul in care are toe refularea lichidului?

R. Din acest punct de vedere, pompele se impart in: a) - pompe cu deplasament pozitiv - refuleaza lichidul in volume

alternative; b) - pompe cu deplasament nepozitiv (curgere continua) - din care

fac parte pompele: centrifuge, elicoidale, cu jet ~i cele cu curgere mixta. Pompe1e cu deplasament pozitiv livreaza un volum definit de lichid,

la fiecare ciclu de pompare, indiferent de rezistenta hidraulica opusa de catre instalatie, cu conditia sa nu depa~easca puterea ma~inii de antrenarea pompei. La acest tip de pompe, volumul de lichid livrat pe fiecare ciclu depinde de rezistenta hidraulica apusa la curgerea lichidului. Pompa creeaza in lichid 0 forta care ramane constanta, pentru orice viteza particulara a pompei, iar rezistenta creata in tubulatura de refulare produce 0 forta & sens opus. Cand aceste doua forte sunt egale, lichidul se aflain stare de echilibru ~i nu mai curge.

Daca pe timpul functionarii unei pompe cu deplasament pozitiv se inchide complet valvula de refulare, presiunea cre~te foarte mult ~i se produce 0 avarie la pompa, la ma~ina de antrenare sau la amandoua.

Pompele cu piston livreaza lichid numai in cursa de ' refulare. Refularea este puternic pulsatorie ~i introduce vibratii, atat in mecanismul de antrenare, cat ~i in intregul ' sistem. Vibratiile se transmit la corpul navei. Pentru reducerea pulsatiilor, pe tubulatura de refulare sau chiar ~i pe aspiratie se monteaza acumulatori hidraulici (domuri de aer).

Pompele cu deplasament nepozitiv refuleaza in mod continuu, in orice conditii de viteza ~i rezistenta. Pompele centrifuge, spre deosebire de cele cu piston, nu raramiteaza lichidul refulat in volume izolate, pe care sa Ie livreze unul cate unul, ci refuleaza in mod continuu. Totu~i, pompele centrifuge livreaza volume cliferite de lichid, eand luereaza la turatie constanta, intrueat VOlUIllUl refulat variaza eu inaltimea de refulare.

74

2.2. Pompe ell piston

6. i. Ce sunt pompele manuale cu piston ~i cum functioneaza acestea?

R. Sunt pompe cu piston cu simpla sau dubla actiune, Ja care pistonul este actionat manual. Stint folosite in instalatiile de santina, pentru diverse servicii ·~i uneori in ·instalatiile de stins incendii . In figura l.a. este prezentata 0 pompa in jos, apa urmeaza plunjerul, iar din partea superioara a acestuia ' este fortata in afara. Atunci cand maneta este ridicata, supapa inferioara se a~eaza pe scaun, iar apa este fortata prin supapa in plunjer.

Fig. 1. Pompa manuala cu piston cu simplu efect. 1 .. eilindruf pompei; 2. piston; 3. orifieii de refufare; 4. tija pistonufui; 5. efapf'it de refufare; 6. efapet de

fund .(inferior); 7. piese pupa; 8. tubufatura de aspiratie fiehid; 9. tubufatura de refufare fiehid;

10. maneta de ac(ionare.

Uzual, 0 astfel de pompa refuleaza lichid pe timpul cursei sale de inapoiere, iar capacitatea pompei se determina cu relatia:

D2 . n· S . C = [litrilmin],

360 unde: D = diametrul plunjerului In mm; S = lungimea cursei in mm;

n.= ,numarul de curse per minut. o pompa manuala cu dublu efect este prezentata in fig. l.b. Este

foqnata dintr-un cilindru in care lucreaza 0 axa cu doua pistoane a caror aqiona're este facuta Cll ajutorul unei manete. Pompe este prevazuta cu p~tru supape libere, doua de aspiratie ~i doua de refulare care, la orice nu~eare a manerului, asigura un flux continuu de fluid.

Capacitatea teoretica a pompei poate fi determinata cu relafia: 2 .

D ·S·n·4 C = (litrilh)

6

75

7.1. Cum funcponeaza pompele cu piston? R. Pompa este formata dintr-un cilindru in interiorul careia lucreaza un

piston, a ,earui actionare este lacuta de catre 0 ma~ina rotativa prin intermediul unui mecanism biela manivela, sau de catre 0 ma~ina alternativa cu abur.

A~a cum se vede in fig. 2, la capetele cilindrului sunt dispuse 0

supapa de aspiratie - Sa - ~i una de refulare. - Sr. Cand pistonul P se deplaseaza spre dreapta, in cursa de aspiratie, presiunea in cilindrul (1) scade sub valoarea presiunii atmosferice, action~nd asupra lichidului din tancul R cu carese afla in legatura.

--L1 ..LJ...j g.~~ (Fa ) - - . - If

-- - -----

Fig. 2. Fune\ionarea pompei eu piston. 1. cilindrul pompei; p. piston; 2. tubulatura de aspiratie; 3. tubulatura

de refulare; S - cursa pistonului; A - patina; B - biela manivela; Sa - supapa de aspiratie; S, - supapa de refulare;

R - rezervor de lichid; Pa - presiunea atmosferica din rezervor.

Presiunea atmosferica forteaza lichidul sa patrunda in tubulatura de aspiratie (2),: iar prin intermediul supapei de aspiratie ' (Sa) in cilindru. Presiunea atmosferica impinge lichidul ~i in tubulatura de refulare (3): Sub presiunea lichidului supapa de refulare inchide trecerea lichidului in tubulatura de refulare.

Pompele cu mi~care reciproca pot fi montate ~i functiona atat in plan orizontal, cat ~i in plan vertical.

76

Pompele cu piston pot fi cu simpla actiune - la fiecare doua curse ale pistonuluihidraulic ·refuleaza 0 singura portie de lichid, ~i cu dubla actiune - cand, la fiecare cursa se refuleaza cate 0 portie de lichid.

Debitul pompei se calculeaza cu relatia Q = 60 . F.S .. n . 11 [m3/h] -pentru pompele cu simpla actiune ~i cu relatia Q = 2 . 60. Fm . S . n . 11 [m3/h] - pentru pompele cu dubla actiune.

F = suprafata pistonului (m2); S = cursa pistonului hidraulic [m] . - n = numarul de curse duble pe minut - Fm = suprafata medie a pistonului (m2)

Fm= F + (F - f)

2 - f = suprafata tijei pistonului (m2) - 11 = randamentul pompei. Energia mecanica necesara pentru antienarea pompei (puterea) pe

timpul functionarii, se determina cu relatia: Q· H ·",

N = ' -I [CP] 270 ' 11 '

- Q = debitul pompei (m3/h); - H = presiunea creata de pompa (m.col.H20); - 11 = randamentul total al pompei. La pompele cu piston debitul ~i randamentul se mentin constante la

turatie constanta. .

8.1. Facep 0 descriere a pompei cu piston antrenata de ma~ini cu abur cu piston.

R. Pompele de acest gen sunt pompe cu actiune directa, la care pistbnul mecanic ~i cel hidraulic sunt montate la capetele aceleia~i tije ~i pot fi: r " _ pompe simplex - cu un singur tilindru de abur (mecanic) ~i un singur cilindru de pompa (hidraulic) - dispu~i in prelungire;

- pompe duplex - au doi cilindrii mecanici ~i doi ciliildrii hidraulici dispu~i paralel. '

. Pompele eu actiune directa sunt construite atat pentru montaj onzontal, cat ~i vertical, ~i sunt folosite la bord pentru transfer, balast, sa~tina, alimentarea caldarilor eu apa, circulatia condensatorului, pentru stn~uirea tancurilor de marIa la petroliere etc. ' .

, In figura 3, este prezentata 0 sectiune printr-o astfel de pompa l110ntata vertical. Sertarul este elementul de distributie a aburului' el . ,

77

prime;;te mi;;carea de la tija pistonului ;;i asigura introducerea in cilindru, pe 0 fata sau alta a pistonului mecanic. Prindestinderea aburului, pistonul mecanic este pus in mi;;care de translatie in acela;;i sens ;;i timp cu pistonul hidraulic.

Fig. 3. Pompa vertical a cu piston - tip Duplex-

1. cilindru hidraulic; 2. piston hidraulic; 3 - tija pistonului hidraulic; 4. buC§a de fmpreunare; 5. tija pistonului mecanic; 6. cilindru mecanic; 7. piston mecanic;

8. capacul cilindrului mecanic; 9. intrarea aburului; 10. cutia sertarului;

11. sertar de distributie abur; 12. tija sertarului; 13. levier pentru actionarea

sertarului; 14. clapeti de refulare; 15. clapeti de aspiratie.

La, fie<;are cursa este aspirata ;;i refulata 0 portie de lichid. Pompele cu · piston au, in general, 0 functionare sigura in orice conditii, dar prezinta dezavantajul unui randament redus in comparatie cu dimensiunile mari de gabarit pe care Ie au.

9. i. Care sunt cele mai frecvente defectiuni care apar in funcponarea pompelor cu piston ~i care sunt cauzele care Ie genereaza? . .

R. Exploatarea pompelor trebuie facuta in conformitate cu instructiunile de exploatare. Pomirea pompei se face cu valvula de aspiratie inchisa ;;i cu valvula de refulare deschisa. Dupa pomire se deschide treptat valvula de aspiratie.

78

Dintre cele mai comune defectiuni ;;i cauzele acestora, amintim: a) - pompele nu realizeaza debit sau realizeaza debit insuficient:

- aspira aer; - c1apetii de aspiratie neetan;;i, iar cei de refulare sunt blocati pe

deschis; - cilindrul ;;i pistonul hidraulic au uzuri mari, segmenti rupti etc .; - inaltime mare de aspiratie; - neetan;;iatati pe reteaua de aspiratie; - sorbul ;;i filtrele infundate etc.

": b) - zgomote anormalepe timpul functionarii; - jocuri mari in organele aflate in mi;;care, din cauza uzurilor

saU/;;i a montajului ;;i reglajului incorect; - decalibrarea sau ruperea resoartelor de la c1apeti; -iniiltime mare de aspiratie care duce la aparitie fenomenului de

cavitatie care se manifesta prin pocnituri in timpul cursei de aspiratie. c) - incalzirea presetupelor;

- presetupe prea stranse sau stranse inegal; - gamiturile de etan;;are sunt de calitate necorespunziitoare; - jocuri prea stranse intre presetupa ;;i tija etc.

De;;i au mare siguranta in exploatare, sunt autoamorsabile ;;i pot aspira de la distante relativ mari, pompele cu piston au 0 utilizare relativ redusa la bord din cauza debitului ;;i randamentului relativ scazut.

10. i. Care sunt parple componente ale unei pompe cu piston care se verifica cu ocazia unei revizii (reparapi) generale ~i de ce?

R. Revizia general a se executa cu scopul de a ne asigura ca principalele parti componente ale pompei se afla, sau nu, in conditia de a asigura 0 functionare economica ;;i un randament bun. Atentie deosebita se va acorda urmatoarelor componente:

a) grupul de c1apep - se inspecteaza daciistarea fizica a acestora a suferit modificari

dimensionale, deformatii, rupturi, etc. In cazul in care se considera ca ace~tia nu pot fi inversati, vor fi inlocuiti cu altii noi;

- dacii scaunele pe care calc a c1apetii sunt erodate sau deformate, vor fi rectificate manual, pe loc, cu ;;alarul, sau daca erodarile sunt prea adilnci, vor fi rectificate pe ma~ini unelte (strung, freza, raboteza - dupa caz);

- dupa rectificiiri la c1apeti sau scaune, ace~tia vor fi tu;;ati atent pentru a ne asigura ca sunt perfect etan~i.

79

- pentru 0 buna funcponare, jocul de ridicare al c1apetilor pe timpul functionarii trebuie mentinut la valoarea minima. Un joe mare de ridicare cre~te riscul uzarii ~i al aparitiei fisurilor sau crapaturilor.

b) cilindrul mecanic - cilindrul de abur" pistonul ~i segmentii de piston trebuie sa fie

mentinuti in stare buna, pentru a se preveni scurgerea aburului peste segmenti ~i cre~terea consumului de abur;

- uzual, pistonul mecanic este confecponat din otel forjat ~i este prevazut cu doua canale de segmenti, in care se monteaza cate doi segmenti (patru segmenti in total);

- segmentii sunt confecponati din fonta turnata, cu diametrul exterior mai mic cu 1,6 mm decat diametrul cilindrului, ~i cu un joe lateral in canal, mai mic cu 0,12 mm decat diametrul acestuia;

- dupa 0 anumita perioada de funcponare (ani), pe suprafata cilindrului se formeaza "praguri", care trebuie indepartate prin alezare, fapt ce duce la cre~terea diametrului cilindrului ~i impune cre~terea

diametrului pistonului.·

c) garniturile de etan~are Garniturile presetupelor de etan~are atat la partea cilindrului mecanic,

cat ~i la cilindrul hidraulic, trebuie ,sa fie atent montate ~i mentinute in bune conditii de functionare pentru a se evita scurgerile excesive de apa ~i abur.

d) segmenlii de ebonita - Uzual, pistonul hidraulic este confectionat din aliaj de bronz ~i este

prevazut cu doi segmenti confectionati' din ebonita de cali tate care sa reziste la actiuneaapei fierbinti de alimentare a caldarilor;

- Capetele segmentilor sunt taiate la 60°, astfel ca pe timpul functionarii acestea asigura 0 bun a etan~are a eamerei pompei;

- J oeul dintre capetele segmentilor cre~te odata eu uzarea aeestora. Cand uzura devine mare, segmentii nu mai asigura umplerea camerei pompei ~i se impune inlocuirea segmentilor cu unii noi.

e) cilindrul hidraulic - In timp, pe suprafata interioara a eilindrului, se formeaza praguri ~j

bavuri, in special in zonele de fini~ a eursei pistonului. Pentru a evita uzarea excesiva a cilindrului, ruperea segmentilor ~i mentinerea eficientei pompei, trebuie sa se faca reetifiearea cilindrului. Reetifiearea impune

80

cre~t.erea .dim~nsiunilor pistonului ~i a segmentilor lui. In cazuI unor uzun man, se lmpune inlocuirea eama~ii cilindrului.

f) reglarea distribupei

-. Se face pe~tru asigurarea unei eeonornii reale de abur ~i funetlOnar:a pompei pe toata lungimea cursei sale.

- dae~ eursa este seurta se mare~te spatiul volumului in mod eorespun~ator, ~ap~ ce duee la eonsumarea unei cantitati mai mari de abur comparatlv cu hehldul pompat.

- reglarea distributiei se face eu pompa in fune t1e normala . aeponarea tiJ'e' rt l' . t', prm

I se a~ ~l ~l m~surarea eu un eompas a distantei dintre buqa de ~~an~are .a elhndrulUl meeanic ~i patina, dnd pistonul atinge eapaeul elhndrulUl mecanic. Operatiunea se re t~ . . . .{:. ~ f' 3 . pe a ~l pentru partea mlenoara - 19. a.

Fig. 3a. Reglarea distributiei la 0

pompa tip Weir cu actiune directa 1. spatiu de joc lacursa de lucru'

2. masurarea in partea superioara ~ cursei; ~. masurarea in partea superioara ~ cu:sel ~e lucru; 4. masurarea in partea

!nfenoara a cursei de lucru; 5. masurarea m partea inferioara a cursei de intoarcere.

A - piulita de blocaj; B - tija sertarului' C - piulifa hexagonala de reglaj. ,

2.3. Pompe volumice rotative

Pompele rotative pot fi:

= eu un r~tor - pompe eu palete, pompe cu aripioare, etc. _ ell do~a rotoare - pompe ell rop din tate, pompe ell ~urub, etc.

ell mal mlllte rotoare.

81

I I ~

11. i. Ce sunt pompele cu roti dintate ~i cum funcponeaza acestea? R. Sunt pompe rotative la care mi~carea de rotatie a rotoarelor este

realizata prin antrenarea unuia dintre rotoare de catre 0 sursa exterioara de putere. Mi~carea de rotatie, caracteristica acestui tip de .. pompe, transporta lichidul de la aspiratie la refulare, pe 0 traiectorie circulara, eliptica sau dupa alte curbe caracteristice. Constructiv, 0 astfel de pompa este prezentata in fig. 4

t

Fig.4 Pompa rotativa 1. roata dintata conducatoare; 2. roata dintata condusa; A - carcasa pompei; B - camera de presiune pe aspiratie; C - camera de presiune pe refulare.

Pompa este construita din carcasa A, roata dintata conducatoare (1), antrenata de motor, ~i roata dintata condusa (2), care se rotesc, in directii opuse, in interiorul carcasei. Lichidul patrunde in pompa prin partea inferioara (3) ~i este transportat spre refulare prin spatiile inguste formate intre angrenaje ~i peretele interior al pompei. Jocul dintre rotile dintate ~i corpul pompei asigura dirijarea lichidului in directia comandata de catre pompa ..

Gind un vol urn de lichid a patruns in unul din spatii, la centrul pompei se decupleaza 0 pereche de dinti. Presiunea in camera (B) scade intrucat un volum de lichida ie~it din camera ~i alt volum a intrat, simultan, in camera. Ca rezultat, presiunea atmosferica impinge un nou vol urn de lichid in tubulatura de aspiratie. Cand volumul de lichid ajunge in camera C, prin angrenarea pinioanelor se previne reintoarcerea lichidului in camera B, Iacand sa creasca presiunea in camera C, lucru care impinge lichidul in tubulatura de refulare.

Debitul pompei se determina cu relatia: Q = 2 . Z · n . q [m3/h], unde: 2 - numarul rotilor dintate; Z - numarul golurilor dintre dinti (in care este antrenat lichidul) egal

cu numarul dintilor; n - numarul rotatiilor pe minut; q - volumul unui interval dintre doi dinti. q = f . b; unde f = suprafata intervalului dintre doi dinti; b = lungimea

dintelui.

82

Debitul pompei este afectat (scade) e masura '" . (uz~riIor) dintre rotiIe dintate ~i corpul pomp~i. cre~teru JoculUl

. ~n general, pompele cu angrenaje sunt folosite la . l~~~lde:r cu vis~ozita~e ridicata. Pot aspira ~i refula lichide ~~n~~~:~~~ n lcat e ga..ze ~l aero ~lzolvat. Pot fi antrenate cu ma~ini de mare tur~tie axul conducator adnntand turatii cuprinse intre 6.000 - 8.000 rot/min. ' ,

12. i. De~scri.ep pompele cu ~uruburi elicoidale (~uruburi melc) ~i aratatl care sunt principalele probleme care apar in exploatarea acestora.

b R~ Pom~~le de acest gen au rotorul de forma unui ~urub elicoidal au ~a artlte ~CI de constructie ~i asigura presiuni mari de reful~re

ons ructIv, pompele pot fi: . - de joasa presiune (10 - 15 da N/cm2).

- de medie presiune (30 - 60 da N/cm2).

- de inalta presiune (60 - 180 da N/cm2).

. ~~a cum se vede in figura 5, 0 astfel de pompa dis une de un u e,hC?ldal conducator (antrenat de catre un motor) care tr~nSmite . ~ rub unUl ~urub elicoidal co d M" nn~carea lich. idul d' d d n u~. . l~carea ~l forma angrenajului antreneaza

m con ucta e asplratle.

~I Fig. 5. Pompa cu l?uruburi

elicoidale 1. arbore conducator: 2. §uruburi de pomp~re; 3. refularea lichidului" 4. camera de refular~' 5. angrenaj de relare': 6. crapodina (Iagar axial); 7. aspiratia lichidului' 8. came;a de aSPiraf;e; 9. gura de aspiratie.

In s~~;i~11~ ~ur~b~rilor se umplu ~u lichid care este antrenat axial pana Inehi' e r~ u ~re: La ~ee.~t tIp de pompe lipse~te fenomenul de eu rodt·edr~ at spatmlUl dmtre dmpi angrenati, care se intalne~te la pompele

,1' m,ate.

_ ~ Pent~ a a;ea 0 funetionare coreeta, la montarea acestui ti de om e In pozltle onzontala sau verticala - se impune 0 foarte b ~ P P

~Urubutilor de . . una centrare a lun . a,?trenare, eu Jocun de valoare constanta pe toata rna~~mela, ~ bun a etan~are a tubulaturii de aspiratie, iar lichidul de

IpU at sa fie foarte bme filtrat.

83

Pe timpul functionarii pot apare deranjamente functionale cum ar fi: a) Pompa realizeaza debit scazut sau deloc:

_ viteza de rotape prea mare; _ uzuri ~i jocuri mari in angrena', . _ etan~eitate necorespunzatoar pe pompa ~i tubulatura de

aspiratie; _ infundarea tubulaturii de aspiratie.

b) Cre~terea presiunii de refulare: _ valvule inchise pe tubulatura de refulare; _ infundarea sau strangularea tubulaturii de refulare; _ manometre defecte, etc.

c) Incalzirea pompei ~i funcponarea zgomotoasa a acesteia: _ lichidul de manipulat are 0 vascozitate prea mare; _ patrunderea unor corpuri straine in pompa; . .....: montaj incorect - jocuri prea mici intre angrenaJe etc.

Pompele pot fi cu doua sau trei ~uruburi melc.

13. i. Ce sunt pompele cu palete ~i cum are Ioc variapa debitului (Q)

funcpe de excentricitate (e)? .. R. Sunt pompe folosite in instalatiile de alimentare cu combustlbll a

motoarelor ~i ca pompe de baleiaj. Principi~l, 0 pompa ~u palete se compune ,din: corpul pompei (carcasa) (1) ~l rotorul (2) m care sunt practicate canale radiale (3), in care culiseaza paletele (4) - figura6.

z

Fig. 6. Pompa cu palete: 1. carcasa pompei; 2. rotorul; 3. canale

radiale; 4. palete; A - aspiratie; B - refulare; e - excentricitate;

h - inalfimea paletei.

Rotorul, laacest tip de pompe, se monteaza excentric in ~~rcas~, la 0

distanta "e" fala de axa corpului pompei. Cand roto~l ~e afla m rm.~care, din cauza fortei centrifuge, paletele se deplaseaza. l~ canale ~ ~l stau permanent in contact cu peretele interior al ca~casel. Intre. ~oua palete . aUiturate se creeaza un spapu al carui volum depmde de poz1t1a pe care 0

ocupa rotorul.

84

Aspirapa este realizata prin depresiunea formata la cre~terea spatiului dintre doua palete vecine, iar refularea prin reducerea acestui spapu. In acest fel, debitul realizat de catre pompe este direct proportional cu suprafata de lucru a paletelor ~i cu turalia, iar modificarea suprafetelor efective ale paletelor se face prin modificarea excentricitatii. Variatia debitului functie de excentricitate este prezentata in fig. 6.a. ' ,

I

+e

-----I1I'fJl7A' Fig. 6.a. Diagrama varia\iei debitului pompei in func\ie de excentricitatea, e.

14. i. ~ratati cum variaza valoarea excentricitatii. , , R. Intrucat pompa cu palete are sensul de rotape acela~i, variapa excentri~itatii rotorului, pe timpul functionarii, are loc intre limitele (-e) ~i (+e). In acest fel are loe inversarea rolului camerelor incat camera de aspiratie devine de refulare ~i invers, in mod altemativ - fig. 7.

Fig. 7. Varialia excentricitalii intre valorile (+e) Iii (-e). 1 carcasa pompei; 2. rotorul pompei; 3. paleta

A - gura de asplratle; R - gura de refulare.

85

15. i. Care este modul de functionare al unei pompe cu palete cu aspirape interioara? .

R. Acest tip de pompe au camerele de aspiratie ~i de refulare amplasate in interiorul axului pompei - fig. 8. Axul este gol in interior, iar cele doua camere sunt separate printr-un perete despartitor.

Fig. 8. Pompa cu palete cu aspiratie interioara:

1. axul pompei; 2. rotorul pompei; A - camera de aspiratie; R - camera de

refulare; e - excentricitate.

Cand rotorul se invarte in sensul acelor de ceasomic, in camera A are loc aspiratia fluidului, iar in camera Rare loc refularea acestuia. Fiecare dintre cele doua camere au 112 din rotatie ~i sunt puse in legatura cu spatiile dintre palete prin intermediul canalelor radiale practicate in rotor.

Debitul pompei poate fi' modificat de catre valoarea excentricitatii existente intre axa rotorului ~i axa carcasei sale.

16. i. Cum functioneaza pompele cu palete cu aspiratie exterioara? R. La aceste pompe aspiratia ~i refularea sunt amplasate in statorul

(carcasa) pompei - fig. 9. Rotorul (2) se rote~te in sensul acelor de ceasomic (ca in figura), determina ma'timea spatiului dintre palete (3), astfel 'ca in partea stanga a pompei, prin suctiune, lichidul intra in conducta de aspiratie. La sdiderea spatiului dintre palete, prin mi~tarea de rotatie, in partea dreapta a pompei are loc refu!area lichidului. Etan~area dlntre canalul de aspiratie ~i cel de refulare este facuta de perete1e separator (4) a carui lungime este mai, mare decat lungimea arcului de cerc dintre cele 2 palete.

I 2 J

Fig. 9. Pompa cu palete, cu aspira\ie 4 exterioara:

1. statorul pompei; 2 - rotorul pompei; 3. palete; 4. perete despartitor; A - aspiratie; A

- refulare; e - excentricitate. '

86

Debitul pompelor cu palete se determina cu relatia Q = 2.0).e (b.r. + 2.l.d.) in cazul unei pompe cu un numar par de palete.

0) - viteza unghiulara; e - excentricitatea rotorului [mm]; b - latimea paletei [mm]; r - raza peretelui interior al statorului [mm] ; 1 -lungimea fusului de ghidare a pa1etei [mm]j d - diametrul fusului de ghidare a paletei [mm] .

17. i. Ce este ~i cum functioneaza 0 pompa cu inel de lichid? R. Acestea sunt pompe volumice cu rol de a realiza vacuumul necesar

aspiratiei, iar uneori sunt folosite drept compresor de aero A~a cum se vede in figura 10, pompa este formata dintr-o carcasa cilindnca in care este montat excentric un rotor cu palete actionat de un arbore cu pana. In carcasa pompei sunt montate doua capace laterale prevazute cu camere de aspiratie ~i refulare, care comunica cu tubulaturile de aspiratie ~i refulare.

7 8

A

J

8

Fig. 10. Pompa cu inel de lichid 1. carcasa cilindrica; 2. camera de

refulare; 3. camera de aspiratie; 4. palete; 5. arbore cu pana; 6.

inel de Iichid; 7. conducta de aspiratie; 8. conducta de refulare

.... Inaintea pomirii, pompa se umple cu un lichid oarecare pe care, dupa p0,rnire, foqele centrifuge 11 proiecteaza spre periferia carcasei unde f~rmeaza un inel de lichid concentric cu axa ' pompei. Spatiile libere dmtre paletele rotorului au dimensiuni diferite ~i sunt delimitate de catre butucul rotorului, paletele alaturate, inelul de lichid ~i capacele laterale ale pompei. Aceste spatii i~i maresc volumul in partea stanga a pompei ~i ar~ loc aspiratia, iar in partea dreapta ~i-l reduc (la invartirea pompei in sens invers acelor de ceasomic), realizand 0 suprapresiune ce comunica cU1 tubulatura de refulare.

Din punct de vedere functional, aceasta pompa se aseamana cu 0

pompa cu piston intrucat inelul de lie hid, prin intrarea sa mai mult sau mai putin in spatiul dintre palete, joaea rolul pistonului.

87

18. i. Ce sunt pompele cu lobi, unde se folosesc ~i cum functioneaz3 ele?

R. Sunt' pompe cu 0 constructie special a folosita in instalatiile de , combustibil, ungere ~i in sistemul de baleiaj. Mai sunt numite ~i pompe

cu rotoare profilate ~i pot avea doi, trei sau chiar patru lobi. Din punctul de vedere al functioniirii se aseamana cu pompele cu roti din tate cu angrenare exterioara. In figura 11, sunt prezentate pompe cu doi ~i trei lobi.

4 2

A

a. Pompa cu doi lobi: 1. lobi; 2. carcasa pompei; 3. conducta de aspiratie; 4: conducta de refulare;

b. Pompa cu trei lobi: 1. rotor cu trei lobi; 2. carcasa pompei; 3. conductade aspiratie; 4. conducta de refulare.

Fig. 11. Pompe cu lobi A - aspiratie; R - refulare.

Lobii conducator ~i condus Yin in contact direct de angrenare numai pe 0 portiune anumita situata undeva pe linia irnaginara a celor doua axe ce trec prin centrullor.

Pompa cu lobi deplaseaza un volum mai mare de aer sau lichid, comparativ cu pompele cu roti dintate, intrucat spatiile dintre lobi sunt mai mari decat spatiile dintre dintii rotilor.

2.4. Pompe centrifuge

19. i. Cumeste actionat lichidul in interiorul ~i in afara pompelor centrifuge?

R. Atat in interiorul, cat ~i in exteriorul camerei de pompare, aclionarea lichidului este realizata de catre fO$ centrifuga generata prin rotalie, care actioneaza direct in exteriorul centrului de rotalie.

88

. ~ractic, la toat~ tipurile de pompe centrifuge, lichidul patrunde prin aJutaJe centrale de mtrare, iar in camera pompei i se imprima 0 mi~care de rotalie prin invartirea rotorului.

Forla centrifugii aC!ioneazii lichidul, direct in exterior falii de centru, producand 0 presiune mai ridicatii in partea de refulare comparativ cu partea de centru a camerei.

. Concomitent, lichidul este impins , in jurul camereipompei prin rotlrea paletelor, fapt ce-i imprimii acestuia 0 vitezii tot mai mare, pe miisurii ce se indepiirteazii de centru, iar in final lichidul ajunge la refulare.

A~a cum se vede In figura 12a, la cele mai multe tip uri de pompe centrifuge, paletele rotorului au formii curbii.

Fig. 12a. j=>ompa centrifuga 1. carcasa pompei; 2. rotor.

Natura curbei, dimensiunea camerei de pomp are ~i a tubulaturii de , refulare se determina in functie de necesitatile de curgere. Directia de rotire a rotorului este In sensul invers acelor de ceasornic, a~a cii li~hidul este mai degrabii "Impins" de ciitre palete, In jurul camerei, decat "carat" ,de c~tre acestea. Modul in care se realizeazii teoretic aspiratia pompelor centnfuge este prezentat in figura 12.b.

0. · ~'==,:==-'::..:= =. =..=:..=-..::..-= -= ===-=.-:.-=;;: ~ /0 B5°C - ~$/Cl.I~q r:/t>' vOfX>"7' .. OJ'rCM, o,sm.

89

Fig. 12.b. Aspiratia pompei centrifuge

Lichidul "aruncat" peste varflil paletelor rotorului are viteza cinetica, care se transforma in presiune hidrostatica (inaltime de refulare) atunci cand lichidul ajunge in deschiderea de refulare.

20. i. Cum sunt impartite pompele centrifuge constructiv ~i cum sunt dispuse rotoarele intr-o pompa cu trepte de presiune?

R. Constructiv, pompele centrifuge pot fi: a) monoetajate - cu simpla sau dubla aspiratie; pot avea un singur

rotor sau un grup de rotoare cu dubla aspiratie, care aspira lichidul ~i-l refuleaza intr-un sistem hidraulic;

b) multietajate - formate prin combinarea mai multor pompe monoetajate, cu simpla sau dubla aspiratie.

Pompele monoetajate au dezavantajul ca presiunea de lucru nu poate fi crescuta, peste presiunea maxima de lucru a rotorului. Acest dezavantaj nu se mai int~nne~te la pompele multietajate, intrucat refularea de la un rotor este condusa la aspiratia rotorului urmator, a~a ca presiunea sau viteza lichidului poate fi crescuta pana la valorlle dorite, functie de numarul rotoarelor. Dispunerea rotoarelor intr-o pompa cu trepte de presiune este prezentata in fig . 13, iar 0 pompa centrifuga dublu etajata este prezentata schematic in fig . 13a.

rotoor!: /"ft11/i ;"porela' {r(.pta ('. ,n/ron. du~ frro;do"l" " ~i~O Inlrrn

(b)

o 5in9!'rQ ~optQ ", dodo intrCi Ii

rv/o.orl: k9"~ ill "erie 1rt:Df"a f'· inlniri ,.hI. frk>I"/D :?" -t1.M !Iv,", /"" .... '"

90

Fig. 13. Dispunerea rotoarelor intr-o pompa cu

. trepte de presiune

Fig. 13a. Pompa centrifuga dublu

etajata 1. rulment superior; 2. rulment inferior; 3. rulment de fund;

A - axul pompei

Dispunerea rotoarelor se face de maniera de a elimina sau de a r~duce l~. : ,valori minime impingerea finala a . grupului rotor. Pentru ~plppactizarea constructiei, rotoarele se monteaza pe acela~i ax ~i se in.chid in aceea~i carcasa. Rotoarele sunt dispuse "spate lei spate'" cu treapta a doua in partea inferioara. Lichidul intra prin rotorul superior ~i tn~ce in cel inferior pri~tr-un canal tip r~ductie. Etajele sunt separate printr-o buc~a intermediara.

i. h;~. .

21. i. Faceti 0 descriere a pompelor centrifuge ~i aratati principiul lor de functionare. . ,.

R. Pompele centrifuge au 0 constructie compacta, greutati ~i gabarite ~ci, sunt capabile sa antrenez~ lichide diverse ~i au, in general, 0

llltretinere u~oara, Paletele rotorului au 0 actiune indirecta asupra fluidului caruia ii imprima 0 accele~atie ~i Ii mare~te energia cinetica. Fortele centrifuge fac ca lichidul sa se depl~seze radial p~ rotor.

. Elementele componente ale unei pompe centrifuge, a~a cum se vede in fi.gura 14, sunt: rotorul, dispozitivul deconducere, carcasa spirala, dlfuzorul, paletele rotorului ~i paletele directoare.

91

Fig. 14. Elementele componente ale pompei centrifuge a. Pompa centrifuga tip difuzor

b. Tipuri de rotoare a. rotor deschis; b. rotor semideschis; c. rotor fnchis

c. Rotoare cu simp/a §i dubla aspiratie

Pentru constructia pompelor, uzual, se folose~te bronzul, fonta ~i otelul tumat. Presiunea ~i debitul pompelor centrifuge cresc, pana la 0

anumita limita, proportional cu turatia. Pentru a aspira lichidul este necesar ca pompa sa fie montata sub nivelul acestuia sau sa fie amorsata comp1et inaintea pomirii. Uzual, pent~u amorsare pe coloana de aspiratie se monteaza 0 supapa de retinere, 0 pompa pentru evacuarea aerului, etc.

22. i. Ce fenomene anorniale apar in functionarea pompelor centrifuge?

R. Dintre cele mai uzuale fenomene anormale care apar pe timpul functionarii pompelor centrifuge, amintim:

a) pompele nu realizeaza debit: _ pompa nu este amorsata sau nu poate fi amorsata; _ neetan~eitati pe tubulatura de aspiratie; :- infundarea tubulaturii de aspiratie sau ~i a rotorului; - se asp ira aer fals pe la presetupe, etc.

b) presiune de refulare mica: - pompa are turatie redusa; _ aparitia defectiunilor pe tubulatura de refulare;

92

- prezenta aerului in lichid; - avarierea sau infundarea rotorului.

c) motorul de antrenare este suprasolicitat: - motorul are 0 turatie crescuta, fata de normal; - in pompa' au aparut frecari suplimentare; - jocuri prea stranse la organele de etan~are, etc.

d) zgomote ~i vibrapi in pompa: - montajul rotorului este incorect; - rotorul este dezechilibrat, descentrat sau avariat; - aparitia fenomenului de cavitatie, etc.

Pompele centrifuge ~u dezavantajul ca nu sunt autoamorsabile ~i cii) penAtru amo~sare a~ neVOle de pompe volumice sau montaje submersibile. A va~d neaJu~su~1 cu aspiratia, pompele nu sunt recomandate pentru mampularea hchldelor vascoase. Au eficienta redusa la capacitati mici.

23. i. Care sunt factorii care determina inaltimea de aspiratie ~i de refulare?

R: ~~a .cum este cunoscu.t, lucrul mecanic reprezinta produsul dintre ~ fo.rta ~l dlstanta pe care actIOneaza aceasta. Aplicand acest principiu la hchlde, se poate spune cii lucrul mecanic este egal cu volumul de lichid dep~asat (V) inmultit cu ina1timea de refulare (H), adica E = V . H .

. In ~a~ul ~istemelor hidraulice deschise, inaltimea de aspiratie este stnct hmItata de catre presiunea atmosferica. Daca rezervorul este des~his, acest lueru este valabil ~i in eazul sistemelor hidraulice inchise. ~vand in vedere aceste lucruri, rezulta ea inaItimea de refulare a pompelor montate la nivelul marii este rnai mare decat a eelor montate la altitudini mari, iar presiunea atmosferica rnai redusa existenta la altitudini mari, este eehilibrata de 0 eoloana de liehid mai s~urta.

Atunci eand se incearea aspirarea unui lichid de la 0 distanta mai ~re decat poate fi el ridicat de catre presiunea atmosferica, lichidul .Incepe sa vaporizeze. Fenomenul are loc pentru ca presiunea scazuta de la su~rafata lichidului seade temperatura la care acesta vaporizeaza. La ~numIte inaltimi de aspiratie, lichidul vaporizeaza chiar daca este rece ~a: i~ pompa vor patrunde numai vapori. In acest mod se explica de c~ l?al~mea maxima de aspiratie a lichidelor calde este mai mica decat a hchldelor reci.

~altimea de aspiratie depinde de densitatea liehidului. Pompele ce~tn~uge ordinare nu pot aspira lara amorsare, intrucat nu au suficienrn eta~~eItate pentru a pompa aerul, iar presiunea din linia de aspiratie nu

93

seade suficient pentru a permite presiunii atmosferei sa impinga lichidul in pompa.

In ee prive~te refularea, daea folosim pompe multietajate putem obline oriee inaltime dorim. Fieeare rotor adauga 0 presiune la presiunea ereata de eatre eelelalte. La pompele centrifuge, volumulde lie hid pomp at variaza eu presiunea, ehiar ~i atunci eand turatia se menline constanta. La aeest tip de pompe exista. 0 presiune maxima de lueru, ee poate fi realizata la 0 anurnita viteza ~i densitate a liehidului, peste care liehidul nu mai eurge; luerul aeesta nu se intampla la pompele eu deplasament pozitiv, unde volumul livrat de pompa depinde numai de viteza de lueru, indiferent de presiune ~i/sau puterea ma~inii de antrenare.

24. i. Ce relatii exista intre energie ~i presiune intr~un sistem hidraulic?

R. Relatia intre . energie ~i presiune este eonforma eu legile hidrOdinarniea ~i ale eonservarii energiei. Pompele nu ereeaza energie, ei o transforma pe aeeasta dintr-o forma in alta.

Energia aplieata de catre pompa unui liehid este folosita pentru a ii imprima aeestuia 0 presiune sau 0 viteza sau pentru invingerea rezistenlelor de eurgere. Reprezentarea energiei intr-un sistem de pompare se diseuta funetie de pozilia oeupata de eatre pompa filta de nivelulliehidului de alimentare. Pompa poate fi montata deasupra, la ori sub nivelulliehidului din sursa de alimentare.

- La montajul - pompa deasupra nivelului de liehid - pentru ea lichidul sa patrunda in pompa, asupra lui trebuie sa actioneze 0 energie, sub forma unei presiuni, care sa-l ridice pana la camera pompei. Uzual, acest lueru este Iaeut de catre presiune atmosferica.

- Cand - pompa este montata sub nivelul de liehid - la intrarea lichidului in pompa apare 0 energie manifestata printr-o inaltime gravitation ala.

..,. Atunci cand - pompa este montata la nivel cu suprafata libera a lichidului - pompa aqioneaza asupra lichidului ea orice alta forta.

25. i. Ce se urmare~te sa se realizeze prin functionarea pompelor in paralele?

R. Cand doua sau mai multe pompe refuleaza intr-o magistrala eomuna se spune ea pompele funetioneaza in paralel. Pentru acest lueru se folosesc numai pompe identiee. A~a cum se vede in figura 15, caracteristica instalatiei este data de curba R, iar eurbacaraeteristica' H (Q) a uneia dintre cele doua pompe este reprezentata de curba trasatii

94

intrerupt; eurba continua reprezinta earaetenstica cuplajului (I + II) obtinuta prin pastrarea sarcinilor H ~i dublarea debitelor Qr sau Q2.

H = constant; Q = QI + Q2 = 2QI; QI = Q2. La intersectia curbelor (l + II) ~i (R) se obtine punctul de funetionare

F de eoordonate H ~i Q.

n~ ~t~,J---~--!--:;--';:---~

g. H

h. "'Q lq

Fig. 15. Funclionarea in paralel a 2 pompe identice

In aeest montaj, debitul total Q este mai mic decat debitul QI sau Q2, eorespunzator functionarii unei singure pompe - punetul F - din cauza cre~terii pierderilor de' sarcina odata eu marirea debitului. ·f Prin euplarea in paralel a doua pompe identice, debitele lor sunt

ru QH , QI =Q2= Q/2, iar puterile lor sunt PI = P2 = ~ = QH .

2 2 Randamentul cuplajului in paralel este ega I eu randamentul total al

tipului de pompa folosit, corespunzator punetului de functionare F. ) ,Daea in montaj avem un numar de '3 pompe care funetioneaza la

aceea~i turatie, acestea vor refula in rnagistrala comuna 0 cantitate de lichid egala cu 3Q, la 0 inaltime H. Daca una dintre pompe functioneaza

95

I

,j

I'

cu turatie mai sdizuta dedit celelalte, 0 parte a debitului pompelor cu turatie ~onstanta devine negativ ~i circula invers prin p<}mp~ cu. turat~e mai mica, de~i aceasta continua sa se roteasca normal. In A Sltua~la da~a,

pompa cu turatie mai mica lucreaza in regim de fr~nare. Can? pI.erden:e de sarcina sunt mai mari, poate sa rezulte un debIt total mal rmc decat debitul pompei cu turatie redusa. Din acest motiv, in montaj nu vor fi folosite dedit pompe de aceea~i turatie.

26. i. Ce rol are montajul prin care se realizeaza funcponarea in serie a pompeIor?

R. Functionarea in serie a pompelor se folose~te pentru cre~terea debitului refulat. Montajul consta in legarea refularii unei pompe la aspiratia pompei urmatoare. La functionarea in serie a pompei or identice avem:

PI = P2; 111 = 112; QI = Q2; HI = H2 = Hl2 A~a cUill se vede in figura 16, 0 singura pompa functi~neaza dupa

curba AB; pompele in paralel vor functiona dupa curba CD, lar pompele cuplate in serie functioneaza dupa curba EF.

~ (urbg reZ;sknIri 7n iubv{at"ro de 10 Cl5CDr ,

~ __ ~¥:...F 2~ /?Jnr:tiOllfng' , ;('1 :ser~

Fig. 16. Func\ionarea in serie a 2 pompe

identice

. Pe timpul functionarii, pompele trebuie sa fie strict supravegheate intrudit presiunea de refulare foarte mare ~i, in anumit~ conditii, poa~e fi periculoasa pentru instalatie. Punctul real d~ fun~tlOnare se a~a la intersectia fiecareia dintre curbe cu curba rezlstentel (R). Cel mal bun debit ~i cea mai buna inaltime de refulare sunt realizate de catre pompele care functioneaza in serie.

27. i. Cum se procedeaza Ia pornirea pompelor cu piston? _ R. La prima pornire pompa va Iucra neregulat pe durata mal multo~ .

curse, pentru ca tot sistemul de tubulaturi este plin cu aero Pentr~ a

96

preveni uzura exageratasau avarierea, pompele Velr fi atent 'amorsate, in special in cazul instalatiilor cu linii lungi de aspiratie.

La p'ornirea pompei se procedeaza: f . se controleaza :ungerea; . , ' . . se deschid valvulele de refulare ~i aspimpe; 'J

- se deschide valvula de pe linia de al~mentare cu aburi; ' se deschid robinetii de drenaj . de, pe' cilindrul de abur pentru

eliminarea apei provenite din condensare; - se inchide robihetuldupa incalzirea cilindrului · ~L pompa incep'e sa

functioneze; , ). i t~ ,

I - se deschide u~or valvula de . reglare a debitului _pentru _ admisia aburului ~i incalzirea gradual a a pompei pana cand aceasta atinge turatia normala de lucru. .1

, Daca functionarea pompei este controlata -de catre un regulator de presitme, . valvula, de creglare a debitului se deschide gradualpana ce refulatoruL ia controlul asupra pompei, dupa care valvula de reglare a debitului sedeschide complet.

ATENTIUNE! Nu pomiti pompa cu valvula de refulare lnchisa!

28. i. Cum se procedeaza Ia punerea in funcpunea ' a pompelor f I centrifuge? ,

-, R. Este esential ca pompele centrifuge sa nu fiepornite inainte de a fi complet amorsate, pompa ~i ,Jubula,tura de aspiratie, ~i icea de refulare. Pentru umplerea pompei se deschide robinetul de aerisire ' de 'pe partea sl,lperioara a carcasei pompei pana incepe .curgerea apei rara intermitente. I!" lL'l, pomirea uneipompe centrifuge se procedeaza,: ,

- se controleaza ungerea ~i sistemul de etan~are; , '. - daca pompa este antrenata cu ma~ini cu abur. ·cu piston sau cu

turbina se deschid robinetii depurjare; " - - , .se deschid valvulele de introductie ~i evacuare abur;

1.- se deschide valvula de aspiratie a pompei ~i robinetul. de aerisire de pe carcasa pompei;

T .se deschide valvula de reglare a debitului de abur suficient pentru elib.~farea tubulaturilor, cutiei de abur etc., ~i se pune·turbina la invartit la turatie foarte scazuta, pentru incalzire upiforma; , ~ - cand pe la robinetii de purja nu mai curge apa de condens se In<::.hid robinetii ~i se aduce treptat turbina la turatie nominala;

- in cazul pompelor elicoidale este recomandabil ca pomirea sa fie facuta cu valvula,de refulare deschisa, pentru a nu se realiza 0 inaltimea de refulare excesiva;

97

- se controleaza aparatele de masura ~i control pentru a fi siguri eli s-a realizat turatia necesara ~i presiunea· corecta;

- ciind pompa este antrenata de catre un motor electric, la prima pomire sau dupa 0 stationare indelungata, inainte de pomire se masoara rezistenta de izolatie, iar dupa pomire se controleaza daca sensul de rotire este cel normal. · Starterul ,de pomire va fi actionat lent pentru a acorda timp suficient ca motorul sa ajunga la toata viteza (turatia).

28. i. La ce reparatii sunt supuse pompele centr:ifuge? R. Pentru mentinerea pompelor in buna stare de functionare, la

revizia 'generala seva avea in vedere starea in care se afla urmatoarele componente: ,.

a) rotorul pompei Pentru mentinerea apei sub presiune in voluta pompei, rotorul trebuie

sa fie ' corect montat incarcasa. Uzura ~i erodarea materialului duc la cre~terea toleyantelor (jocurilor). In . urma: masurarii jocurilor,se stabile~te daca este necesara inlocuirea cuzinetilor. Carcasa ~i rotorul se verifica daca nuau portiuni ' cu uzuri maTi sau cu erodari puterniee de material, in specialla vart'urile paletelor difuzoare.

b) axul rotorului . Axul se examineaza atent in special in zona care ' lucreaza in

presetupele de etan~are, unde:: pot sa ;existe uzuri excesive din cauza gamiiurilor de :etal1~ai'e ~i a unei ungeri iI1suficiente.

c) buc~i>~i cuzinep . . La 'deschiderea carcasei. masoara jocurile diversel0r buqi care prev.in

curgerea lichidului de la un element la altul. Daca cuzinetii prezinta uzuri excesive vor fi inlocuiti.

d} presetupele. ,;. Viata axului rotorului depinde in° mare masura de calitatea garniturilor

de etan~are. Pentru inlocuirea gamiturilor de etan~are se va proceda la: - .indepiirtarea: . atenta a gamiturilor vechi, curatirea axului ~i a

orificiului de etan~are; - inelele gamiturilor metalice vor fi taiate la dimensiunicorecte

pentru ca la ' montarea pe ax sa formeze un inel perfect, care se poate introduce u~or in orificiul de etan~are;

- ' dupa fiecare inel de etan~are montat, axul se rote~te manual; - ciind cutia de etan~are s-a umplut cu gamituri, se strange presetupa

~i se comprima gamiturile pana ciind acestea devin ferme; - . se mai adauga un inel de gamitura daca este necesar ~i presetupa

se restrange u~or.

98

30. i. Care sunt factorii care determina inalpmile de aspirape ~i de refulare?

R. Aplicand la lichide principiul ca lucrul mecanic este produsul dintre 0 forta ~i distanta pe care actioneaza aceasta, se poate spuna ca lucrul mecanic este egal cu volumul de lichid deplasat (V), lnmultit cu inaltimea de refulare (H).

In cazul sistemelor hidraulice deschise, inaltimea de aspiratie este strict limitata de catre presiunea atmosferica. Acest lucru este valabil pentru orice efect de sifon ill sisteme inchise daca rezervorul este deschis. Inaltimea de refulare a pompelor la nivel~l marii va fi mai mare decat la altitudini mari.

Atunci cand se incearca aspirarea unui lichid de la 0 distanta mai mare deciit acesta poate fi ridicat de catre presiunea atmosferica, li'chidul incepe sa vaporizeze. Acest lucru are loc pentru ca presiunea atmosferica scazuta de deasupra lichidului face sa scada temperatura la care lichidul vaporizeaza. La anumite inaltimi de aspiratie, lichidul vaporizeaza chiar daca este rece, iar in pompe patrund numai vapori. Acest lucru explica de ce inaltimea maxima de aspiratie a lichidelor calde este mai mica decat a lichidelor reci. ,. Inaltimea de aspiratie depinde de densitatea lichidului. Pentru rechilibrarea presiunii atmosferice, la 0 altitudine data, este necesara 0

coloana de lichid u~or, mai lunga decat una de lichid greu. \

31. i. ~are este efectul inalpmilor mici de aspirape? R. In figura 17, sunt .prezentate urmatoarele curbe caracteristice ale

ppmpelor centrifuge: . ,:'1 curba QH - pentru ca?:ul ciind pompa functioneaza la turatie

cOI).stanta; ')\- curba puterii absorbite (N);

- curba inaltimii pozitive nete de aspiratie (NPSH).

Fig. 17. Efectul inaltimilor mici Q de aspiratie

99

Tinand cont de pozitia punctului real de functionare a pompei, marc at pe ~urba QH, se observa ca necesarul de putere. cre~te atun~i .ca~d contrapresiunea scade. Puterea necesara pe.ntru ma?lpularea unUl h~hI~ este functie de greutatea specific a a acestUla. Cu cat greutatea specIfic a este mai mare, cu atat necesarul de putere este mai mare.

Puterea absorbita de catre pompa poate fi calculata cu ajutorul

relatiei: Q . H . 'Y

N = 3 (Kw) unde: 11 . 10

Q = debitul pompei (m3/h) H = inaltimea de refulare (m) 11 = randamentul pompei. Turatia pompei pentru 0 inaltime de refulare cunpscuta se calculeaza

, 95·H·C . . . cu relatia: n = . (rot/mm), unde:

D D = diametrul rotorului peste varful palelor (m) H = inaltimea de refulare (m); . ' . ' C = con"stanta care variaza cu forma pompei ~i are, uzual, valoarea

cuprinsli intre 1,05 - 1,2. ' Produsele cu viscozitate crescuta reduc considerabil randamentul

"

pompei. . , 11 = puterea absorbita pentm deplasarea lichiduluilputerea efectivli x

100%. " De~i necesarul de putere cre~te, pompa nu va atinge turatia inaxi~li.

Curba NPSH are importanta deosebita intrucat prive~te partea 'Oe aspiratie a pompei. Cand debitul cre~te este nece~ar un NPS.H m.ai mare, iar conditii de aspiratie mai bune se creeaza la scaderea debltulUl - lucru ce se poate realiza prin strangularea valvule'i de refulare sau reducere

turatiei.

32. i. Care sunt componentele pompelor centrifuge expuse eroziunii abrazive? '

R. Pompele care manipuleaza lichide care coptin substante abrazive vor suferi eroziuni pe suprafetele interne ~i pe sistemele de etan~are a axului. Pompele de circulatie apa de mare ,care opereaza in ape cu, un continut ridicat de namol ~i nisip, necesitliiulocuirea frecvent~ a sist~melor de etan~are a axului. Rotoarele sunt frecvent avariate di~ cauza perforarii sau largirii inelelor de uzura. Carcasa pompei suf~ra

100

erodari ale suprafetelor sale interioare, motiv care impun inlocuirea ei dupa 0 anumita perioada de timp.

Pompele folosite in operatiunile de dragaj necesita inlocuiri frecvente ale carcasei, fapt ce a imp us , constructorilor sa fabrice carcase formate din patti inlocuibile. La acest tip de pompe, pentru a proteja lagarele ~i etan~arile axului in zona se monteaza un sistem de splilare cu apa a solidelor. Lagarele pot fi protejate ~i prin montarea lor in exteriorul carcasei.

33~ i. Ce este ~i cum apare fenomenul de cavitatie in functionarea pompelor?

R. Este cunoscut faptul ca lichidul este aspirat de catre pompa prin difen!nta de presiune aparuta intre tancul inferior ~i orificiul de aspiratie al pompei. Dad vidul la aspiratie pompeieste mai mic decat presiunea de evaporare a lichidului la 0 temperatura data, in corpul pompei are loc evaporarea lichidului. Acest fenomen este numit - cavitatie.

In acest fel, presiunea lichidului la punctul cel mai inalt de aspiratie trebuie sa fie mai mare decat presiunea de evaporare a lichidului la temperatura' data. Daca aceste conditii nu sunt respectate, in lichid se formeaza spatii goale in care va avea loc condensarea vaporilor ~i

forinarea punctelor de presiune maxima insotita de 0 variatie violenta a presiunii ~i vitezei lichidului. fllJ Cavitatia produce eroziunea metalului ~i vibratia puternica a pompei, iar:'gazele generate pe timpul cavitatiei produce corodarea componentelor pompei. De asemenea, cavitatia ,diminueaza inaltimea de refulare a pompei ~i randamentul acesteia.

'IIfliltimea ~i puterea de refulare a pompei se determina din relatiile: . ir: 2

Q, ~ Q :' [m'/sec] H, ~ H,( :,) [m]

3 N, ~ {:,) [KWj

fapJ

-'I. '\

34. 1.'1' Care sunt principalele caracteristici de Iucru ale unei pompe? IR. Principalele caracteristici de lucru ale unei pompe sunt debitul sau

capafi~atea,po'mpei, ina1t!mea de refulare ~i turatia. . . ~ebitul pompei este ' definit ca' fiind cantitatea de lichid pe care 0

hvre",~apompa pe durata unei secunde. Puterea necesara antrenarii Pompei depinde de capacitate a B (m3/sec), inaltimea de refulare H (m),

101

;

densitatea lichidului manipulat p (Kg/m3) ~i randamentul pompei l]p ~i se determina cu relatia:

B.H[] d I'" 2 Np = g . p -- W, un e g = acce eratla gravltatlOnala [m1sec ] l]p

35. i. De cine depind pierderile hidrauliee ale unei pompe? R. Pierderile de presiune (sau caderea de presiune) l:hl depind de un

numar de factori ~i in special de viteza de scurgere a lichidului, temperatura ~i vascozitatea acestuia, numarul de caturi, valvuleetc., existente pe tubulatura.

Randamentul total al pompei (l]p) depinde de pierderile de lichid prin scapiiri (randamentul volumetric l]v), pierderile hidraulice datorate rezistentei opuse la curgerea lichidului prin tubulaturi (randamentul hidraulic l]h), pierderile mecanice prin frictiune (randamentul mecamc l]rrJ

l]p = l]v . l]h . l]m

In cazul pompelor cu piston, randamentul total este de 0,7 - 0,9, iar pentru pompele centrifuge valoarea acestuia este de 0,6 - 0,8.

36. i. Ce sunt pompele eu jet? R. Pompe la care actiunea de pompare este executata de catre un

lichid sau un gaz care este introdus subpresiune in camera ,pompei A~a cum se vede din figura 18, prin tubulatura 1, terminata printr-un ajutaj convergent 2, in camera pompei 3 patrunde abur sau lichid sub presiune, care la trecerea prin ajutaj i~i mare~te ' presiunea. Prin , sectiunea 4, practicata in camera pompei ~i pozitionata in fata ajutajului, mai intai aerul ~i apoi lichidul sunt impinse in tubulatura derefulare 5.

102

Fig. 18. Pompa cu jet 1. tubulatura de abur

sau lichid sub presiune; 2" ajutaj convergent; " 3. camera pompei;

4. sectiunea camerei; 5. tubulatura de refulare;

6. tubulatura de aspiratie; 7. rezervor.

Diametrul tubulaturii cre~te, imediat ce iese din camera pompei, cu scopul reducerii vitezei de refulare ~i prin aceasta sa transforme 0 parte din viteza. in presiune. Prin ie~irea agentului de actionare, presiunea in camera pompei scade iar presiunea atmosferica din'rezervorul 7 forteaza lichidul sa urce prin tubul de aspiratie 6, in camera pompei ~i, de aici, impreuna cu agentul de actionare, in tubulatura de refulare.

Cand acest tip de pompe sunt folosite la alimentarea cu apa a caldarilor, ca agent de actionare este folosit aburul.

37. i. Ce sunt ejectoarele? R. Dispozitive a caror functionare se bazeaza pe principiul Venturie,

folosite in instalatiile de santina, balast, stripuire a cargotancurilor, alimentarea caldarilor cu apa, etc. Capacitatea ejectoarelor se alege in

'functie de capacitatea ma~inilor care livreaza fluidul activo A~a cum se vede in schema prezentata in fig. 19, un ejector cuprinde 3 paqi constructive:

- ajutajul fluidului activ - poate fi convergent - la care fluidul activ atinge cel mult viteza sunetului, sau convergent-divergent - cand pot fi atinse viteze supersonice.

- camera de amestec - unde se realizeaza schimbul de impulsuri intre fluidul activ ~i lichidul antrenat;

- difuzorul- poate fi divergent sau convergent-divergent.

I'luiq

Qctiv

I I- [)!!'uzor

'1 ~/r.J;cI Ql1irellQt

Fig. 19. Ejector subsonic

103

f'ItJ/cI re7u lot

, 1

I,

'intre cele doua parti exista 0 portiune cu sectiline constanta care are rolulde a uniforrniza distributia vitezelor in sectiune. In. difu210r se realizeaza cre~terea presiunii statice, pe seama reducerii energiei cinetice. Conectarea ejectoarelor.la instalatiile pe care Ie deserve~te se face prin intermediul valvulei A. Capacitatea ejectorului trebuie sa fie eel ptitin dubla fata de capacitatea ma~inilor care livreaza agentul activo

! ,

"

• 1 ~ • "

"\1 .. t;

. , " 'J'

~. ,,'

" !

"'" . ~

",

104

C! b c

3. COMPRESOARE

HPDY HPIY

1

3.1. Compresoarele de aer

1. i. Ce sunt compresoarele de aer ~i de cate tipuri sunt acestea? R. Sunt ma~ini folosite pentru comprimarea aerului la diverse valori de

presiune. Operatia decomprimare a aerului poate fi Iacuta in una sau mai multe trepte de presiune. Functie de modul in care se realizeaza comprimarea aerului, compresoarele pot fi :

a) - volumice - in care ridicarea presiunii este realizata prin reducerea volumului unei cantitati de aer inchisa intr-un spatiu delimitat.

La acest tip de compresoare aspiratia ~i refularea se fac cu intermitenta. Compresoarele volumice se impart in:

compresoare cu pis~<:m; compresoare rotative - care pot fi: cu lamele, cu lobi sau elicoidale.

b) - dinamice - in care ridicarea presiunii se face prin transmiterea unei energii cinetice aerului ~i transf9rmarea ulterioara a acestei energii in energie statica. Aspiratia ~i compresia se fac in mod continuu. Compresoarele dinamice au debite cuprinse intre 400-10.000 m3/h, la presiuni de 0,4-8 daN. Acest tip de compresoare nu are aplicabilitati in serviciul marin.

1. i. Cum pot fi clasificate compresoarele cu piston? R. Uzual, compresoarele cu piston se clasifica dupa: a) - modul in care sunt dispu~i cilindrii, in: - compresoare monocilindrice; - cu cilindrii dispu~i In linie; - cu cilindrii dispu~i In L, V, W; - cu ciUndrii opu~i .

b) -:- numarul de cilindrii, In: - eompresore monocilindrice; - compresoare polieilindrice.' e) - numarul treptelor de comprimare, In: - compresoare cu unu pana la cinci trepte de eomprimare. d) - debitul de comprimare,In compresoare eu: -,-- debite mici, Q < 500 IImin.; - debite mijloeii, Q = 0,5 ~ 1O m3/min.; - debite mari, Q = 10-50 m3/min. e) - presiunea maxima de refulare realizata: - joasa presiune, p ~ 10 daN/em2; - medie presiune, p = 10-100 daN/em2; - in alta presiune, p = 100-1000'daN/.cm2.

107

3. i. Care sunt procesele de lucru ale compresoarelor cu piston cu 0

singura treapta de comprimare? . R. Pe timpul unei rotatii a arborelui cotit al compresorulm au l~e

procesele de: aspiratie, compresie ~i refulare. Fazele unui proees teoretlc de lueru eu sueeesiunea prezentata in diagramele din figura 1.

p

q

~E;;;;::;;====::=;;;: 'bar J V

c d .

Fig. 1. Diagramele proceselor d~ lucru ale compresoarelor cu piston intr-o treapta de comprimare:

a - diagrama teoretica; b - diagrama reala . . 1,2. aspiratia; 2,3. comprimarea; 3, 4, refularea; 4, .1. de~tmderea.

c - reprezentarea schematica a compresorulUl cu piston . . 1. bie'a; 2. cilindru; 3. piston; 4. clapet de refulare; 5. clapet de asptrat~e.

d - diagrama de indicator a compresorului cu 0 sin9.u~ t~eapta de c~n:pnmar~. . Conturul diagramei depinde de spatiile moarte, adlca dmtre capul plstonu!UI §I chiulasa. in realitate, cursa de aspiratie este intotdeauna precedata de expansiunea gazului (aerului) comprimat care. umple spatiul. mort (curba 1~2r Atunci aspiratia (curba 2-3) incepe la 0 preslune sub preslUnea at"'.osfen~a. in consecint~, aspiratia este intarziB!a - d~pa pu,nctul mort supe,nor - lar capacitatea compresorului este redusa . Cu cat spat,ul mort este mal mare, cu atat compresorul are 0 capacitate mai mica. . . Cursa de aspiratie este urmata de cursa de compresle (curba 3-4), lar aerul (gazul) comprimat este descarcat in sistem.ul de consum (curba 4- ~). Aerul este comprimat la presiuni mai mari de 10 bar m compresoarele cu mal multe trepte de presiune.

A~a cum se observa din figura l.a, transformarile procesului teoretic au urmatoarea succesiune:

- aspiratia - se desIa~oara intre punctele 1.-2; - eomprimarea - se desra~oara intre punctele 2-3;

108

- destinderea - este 0 transformare manifestata prin scaderea presiunii ~i are loc in portiunea cuprinsa intre punctele 4-1.

Teoretic, se considera ca, in cadrul ciclului, aerul este un gaz perfect, transformarile sunt adiabatice - lara schimb de caldura intre compresor ~i mediul inconjuriitor, iar ciclul are loc rara pierderi de aer pe la neetan~ietati. c'

Diagrama reala a compresorului - fig. 1.b - prezinta procesele reale care au loc in compresor pe timpul functionarii. Diferenta dintre aceasta diagrama ~i diagrama teoretica este data de catre suprafetele ha~urate, care se explica prin aceea ca:

- presiunea de aspiratie, la ciclul real, este mai mica din cauza strangularii suprafetei de catr~ supape;

- presiunea de refulare este mai mare - ca urmare a unor rezistente aero-dinamice din tubulatura de refulare.

4. i. Cum se realizeaza cre~terea presiunii de refulare a unui compresor fara sa creasca prea mult temperatura?

R. Operatiunea se realizeaza in compresoarele cu doua sau mai multe trepte de comprimare in care, a~a cum se vede in figura 2, aerul ie~it din treapta int~lia de comprimare este racit intr-un racitor intermediar dupa care intra in cea de-a doua treapta de comprimare (finala).

Fig, 2. Sec\iune printr-un compresor in 2 trepte de comprimare.

1. treapta intaia de compresie; 2. t~eapta a doua de comprimare; R - racitor intermediar intre cele doua

C' trepte de comprimare. Capacitatea treptei urmatoare a unui compresor cu mai multe trepte

depinde de gradul de umplere (eficienta volumica). Numarul de trepte ale ullui compresor se aleg 'de maniera de a ave a in final 0 presiune la care temperatura aerului, dupa fiecare treapta, sa nu depa~easca valoarea de 160-180°C, deoarece la temperaturi cu valori mai ridicate decat acestea este posibila aprinderea vaporilor de ulei de ungere din carterul compresorului.

109

5. i. Care este eomponenta unui eompresor eu dubHi aetiune de tip in V, eu doua trepte de eomprimare?

R. Un astfel de compresor este prezeritat in figura 3, capetelor de cruce 4 ~i tijelor 5, la pistoanele 7, din cilindrii de joas~L~i inalta presiune, 9, cilindrii sunt inchi~i cu chiulajele 8, iar tijele pistoanelor sunt etan~ate prin intermediul presetupelor 6.

Fig. 3. Seetiune printr-un eompresor eu dubla aetiune de tip in V, eu doua trepte

de eomprimare. . 1. carter; 2. capace de

inspectie carter; 3. biela; 4. cap de cruce; 5. tija pistonului; 6. cutie de etan§are; 7. pistoane; 8. chiulasa; 9. cilindrii; 10. anvelopa de racire; 11. racitor intermediar; 12. pariou de comanda

Cilindrii sunt raciti prin intermediul anvelopelor 10, iar aerul (gazul) este racit in racitorul intermediar 11. Carterul compresorului serve~te ca baie de ulei, iar instrumentele de masura ~i control sunt dispuse pe panoul12.

Puterea ceruta pentru actionarea unui compresor cu dubla actiune este aproape de doua ori mai mare decat puterea necesara pentru actionarea unui compresor cu simpla actiune, chiar daca diametrul cilindrilor celor doua compresoare sunt egale. Acest lucru se explica prin faptul ca, la cilindrii cu diametreegale, capacitatea unui compresor cu dubla actiune este de aproape doua ori mai mare decat la un compresor cu simplu efect.

Trebuie avut in vedere faptul ca volumul de lucru al spatiului unui compresor cu dubla actiune este redus de catre volumul ocupat de catre tija pistonului.

6. i. Care sunt diagramele proeeseI~r de Iueru Ia eompresoarele eu piston eu douatrepte de eomprimare?

R. In figura 4 sunt prezentate: a) diagrama teoretica a compresorului in doua trepte - in care se

disting urmatoarele faze de lucru:

110

------------------......... - aspiratia aerului la presiunea atmosferica - 1-2, ~i compresia aerului

2-3. Ambele faze au lac in treapta 1, de comprimare, iar faza de compresie este considerata 0 transformare adiabatica. Dupa comprimare ~erul este racit in r~citorul intermediar 8, la 0 presiune intermediara (pi), lar volumul acestma scade de la V 3 la V 4, dupa care este introdus in treapta a doua de comprimare unde i se ridica presiunea pana la valoarea PrII - refularea aerului se face izobar dupa treapta 5-6,iar destinatia aerului ramas in spatiul mort (Vrn) se face dupa linia 6-1. '

t 6 S P'$ ~lfe~Q I ,

II '

3

Fig, 4. Diagramele proeeselor de lueru ale eompresoarelor eu piston in doua trepte de

eomprimare a - diagrama teoretiea;

1, 2. aspiratia; 2, 3. eom­,Presia ae(Uiui in treapta I; 3, 4. racirea intermediara a

aerului; 4, 5. comprimarea in treapta a II-a; 5, 6. reluarea

aerului din compresor; 6, 1. destinderea aerului din spatiul mort; Pi - presiunea

intermediara dintre eele doua trepte.

! I ~_~! ,4: 2 b - dfa!!,a'!7a reala: _ '':'''-'-++,''<:..'--i: V r,' I v ' 1, 2. asptrat1a aerulut In

--l.--"'<L_ Vm i . . v_ . .; treapta I; 2, 3. compresia be . aerului in treapta I;

3, 4. reluarea aerului din treapta I, in tieapta a II-a; 4, 5. racirea intermediara a aerului; 5, 6. aspiratie in treapta a II-a; 6, 7. eompresia in treapta a II-a;

7, 8. reluarea aerului din tr~apta a II-a; 8, 5, 1. destinderea aerului in spafiul mort. e - dlagrama combinata a eiclului real;

1, 2. aspiratia; 2, 3. compresia; 3, 4. refularea; 4, 1. destinderea aerului din spatiul mort (V m)

b) diagrama reala - a compresorului in doua trepte in care se disting fazele:

- aspiratia aerului in treapta I - are lac intre punctele 1-2, ~i este urrnata de catre compresia aerului in treapta I, intre punctele 2-3, urmata

, d: ~atr~ refularea aerului din treapta I, intre punctele 3-4, in treapta a II-a; raClfea mtermediara a aerului intre punctele 4-5, urmata de catre aspiratia aerului racit in treapta a II-a, lntre punctele 5-6; compresia aerului din treapta a II-a, intre punctele 6-7; refularea aerului din treapta II-a, intre punctele 7-8; iar destinderea aerului in spatiul mort se face intre punctele 8,5, 1.

111

Presiunea de aspiratie in treapta a II-aeste mai mica decat presiunea de refulare din treapta intaia (4) din cauza racirii intermediare a aerului ~i pierderilor _de presiune care se manifesta intre cele doua trepte de presiune.,.

c) diagrama indicata a ciclului real al compresorului se desIa~oara in fazele:

- aspiratia aerului - intre punctele 1-2; - compresia aerului - intre punctele 2-3; - refularea - intre punctele 3-4; _ destindere,[ aerului din spatiul mort (V nJ are loc intre punctele 4-1.

7. i. Faceti 0 de~ciiere sumara a componentelor unui compresor in 2 trepte.

R. Uzual, carterul unui astfel de compresor este 0 constructie rigida, fabricata prin 'turnare din fonta cu grafit sferoidal, prevazuta cu suporti pentru treicuzin'eti de sustinere (pot) ai arborelui ~otit. _ .

_ Arborele cotif - este fabric at din otel forJat de buna cahtate, cu contra greutati integrate ~i sus tine doua biele identice fabricate din otel

forjat. ' . ., . ... _ Pistoanele ambelor trepte - sunt fabncate dm ahaJ de alummlU ~1

sunt prevazute cu s~gmenti de compresie fabricati din fonta. Segmentii de radere reintorc uleiul de ungere a cilindrilor in carter. Ungerea cilirtdrilor este Iacuta prin impro~care.

_ Clapetii de aspiratie ~i cei derefulare - sunt dispu~i in loca~ur~ practicate in chiulasele cilindrilor. 'Ppul clapetilor folositi sunt preze~tatl in figura 5. Clapetii de \tip arc ,;;tU 0 .inertie redusa ~i permit 0 ~ctlUne rapida.

Fig. 5. Clape\i de tip arc pentru compresorul de a~r 1. piulita crenelata; 2. cui spintecat; 3. §aib8; 4: disc

amortizor; 5. discuri resort (are); 6. §aiba amortlzoare; 7. clapet plat; 8. rondeta de ghidare; 9. bolt central;

10. stiff de monta]; 11. scaunul clapetului

112

- Racitorul intermediar este de tip cu 0 singura trecere, in timp ce racitorul final este de tip cu dubla trecere (cu tuburi de tip U). Aeestea fac parte integranta din blocul cilindrilor.

- Cuzinetii de bieli$i de pat - sunt confe€tionati din ote!, au scoicile subtiri ~i sunt dublate eu metal alb. Cuzinetii su~t un~i ~u ulei sub presiune livrat de catre 0 pompa eu roti dintate actionata cu lant.

8. i. Care sunt normele uzuale de functionare ~i intretinere ale compresoarelor?

R. Intotdeauna compresoarele vor fi pornite cu purjele deschise, pentru a se evita ere~terea rapida a presiunii ~i fonnarea unui cuplu de rasucire (torsiune) deosebit de mare la pornire. Pe timpul functionarii se formeaza acumulari de ' ulei ~i apa, provenite din uleiul de ungere a cilindrilor ~i umiditatea precipitata in racitoare. Emulsiile sunt colectate in separatoarele montate la ie~irile din racitoare. Acestea trebuie purjate in mod regulat pentru a reduce riscul patrunderii emulsiei ~i treptele de compresie unde ar produce avarii grave, ~i in buteliile de aer ~i liniile aerului de lansare.

Umiditatea din buteliile de aer poate duce la aparitia coroziunilor. Pentru evitarea aeestor situatii este necesarapurjarea regulata a buteliilor de aer (cel putin 0 data pe zi) ~i pentru a evita blocarea filtrelor sau ~i a valvulelor din sistemul pneumatic ' de comanda. De sc arc area compresorului trebuie facuta inaintea opr.irii acestuia prin deschiderea purjelor de la ambele trepte de comprimare.

Instructiunile fabricantului indica folosirea unui ulei u~or pentru ungerea carterului ~i a cilindrilor. Uleiul de carter folosit la motoarele diesel nuse recomanda pentru ungerea compresoarelor, din cauza tendintei acestui ulei de a forma depozite. Din cauza tendintei de emulsificare uleiul trebuie schimbat la intervale freevente de ti~p. De asemeni, clapetii compresorului neeesita 0 curatire ~i intretinere

. frecventa, pentru a preveni scaparile ~i supraincalzirea acestora din cauza acumularilor carbonoase. De altfel, combinatia dintre carbon t~emperatura excesiva ~i concentratia mare de oxige~ in aerul comprima~ poate genera incendii sau explozii in tubulatura de refulare.

Starea necorespunzatoare a clapetilor poate fi detectata prin supravegherea atenta a tr~ptelor de presiune ~i uzual, este insotita de 0

t~mperatura excesiva la refulare. Atentie deosebita se va acorda S~stemului de racire cu apa, supraracirea poate produce eondens pe peretii

113 I ,l

cilindrilor, afectand serios ungerea ~i favorizand formarea scalei tn

spatiul de racire. ' . clita Racitoarele trebuie sa fie frecvent cura~ate pentru .a nu ~e~ de

randamentul volumetric ~i deteriorarea clapetllor. In ce pnve~te hffilt~ temperatura a' aerului livrat, societatile de c1asificare cer ca aceasta sa nu

depa~easea valoarede 93~C. .

9 i Cum are loe funetionarea automata a nnui eompresor? . • oR. Uzual, compres~arele moderne sun~ ara~j~te pentr~ stop ~l start -

automat, functie de necesarul de presiune ~l vanatta ac:stela. t Schema de pornire ~i stopare automata pentru doua compresoare es e

prezentata tn figura 6 .. '.

. F ctionarea "automata a compresoarelor de aer .•. F I~. \Ie~~romotor de actionare; 3. starterul motorului; -;I. tabloulde

1.c·oc:~d:oJ: ;~iectii secwintional; 6. racitor treaPlt~ 1 ;17. ~dcitOtr~et"'aepaPtata1 ~'1' 81, , . -'. r 'd '10 ilalvuasoenol -" "

separatbr de apa-ulel; 9. bu.te /I e_ aer, . i' 12 valvula solenoid- treapta 2; fntrerupator de presiune sau mve! ~c~~~t 1: ~~~~aj ~utomat· 15. dop, fuzibil; 16.

13. fn.trerupator de .tem~erat~ra Ina~, . . resiune' 18. ~alvule pentru drenaj fntrerupator de preslune, 17. Int"'de~uPlator;;p~~sorului ~r. 2' j O. valvula non-return.

automat; 19. la panoul de coman a ,a co , '

, Sistemul automat es,te prefetat pe timp\i~ ~anevre_Ior, iar po~irea l o rirea sunt comandate prin intermediul unUll~trerupator de preslUne e ~ but~lia de aer. Cand lntrerupatorul , d: pr~sl~n~ opre~t~ com~res~~~;

p ur' eh~ se desehid automat. Purjele raclto~IUl dmtre ynma ~l a , ~e1pta de comprimare pot fi actionate cu aJutorul unUl ~ SOl~~01d :au u~ rdeu ' intermitent de timp, care asigura atat drenarea, cat ~l escarcare

114

compresorului. Robinetii de drenaj ai riicitorului sunt, tn mod normal, deschi~i tn timp ce compresoarele nu se ami in functie pentru a evita pornirea descarcata. In tabloul de control se gasese nlOntate doua traductoare de timp. Unul intarzie inchiderea purjelor racitorului, pentm a da compresomlui timp sa functioneze la turatia necesara ~i sa comande timpul pehtru care purjele raman deschise pe timpul perioadei de drenare. Celalalt traductor comanda frecventa purjarilor (drenarilor) periodice.

In unele aplicatii care implica filtrarea aemlui comprimat folosit pentru , echipamentul de control ~i siguranta este strict necesara tndepartarea in propoqie de 100% a picaturilor de ulei, a vaporilor, umezelii ~i a altor impuritati de pe tubulatura. Fiecare compresor este prevazut cu 0 valvula non-return (ventil de retinere) ~i cu un sistem automat de intrerupere a alimentarii cu apa de racire - format dintr-o valvula, normal inchisa, care este deschisa de catre 0 diafragma actionata de prima treapta de presiune.

10. i. Care sunt eondip.ile impuse sistemului de aer de eomanda? R. Echipamentul pneumatic de comanda (control) este foarte sen sibil

la contaminantii care pot exista in aeml de comanda. Emulsiile de apa ~i ulei pot provoca griparea elementelor mobile, deteriorarea diafragmelor ~i a componentelor confection ate din cauciuc, etc. Apa poate forma depozite de rugina care, la fel, pot produce gripaje ~i avarii prin blocarea orificiilor de mici dimensiuni. A vand in vedere ce1e de mai sus, pentm 0

functionare eorecta a sistemului, este strict necesara folosirea unui aer de comanda curat ~i bine uscat.

Uzual, contaminantii cei mai frecventi sunt apa, uleiul ~i praful atmosferic astfel ca se impune purjarea automata sau manuala a racitorului ~i a buteliilor de aer de cel putin doua ori pe zi. Vaseozitatea emulsiei indepartata prin purjarea racitorului depinde in mare masurii de conditiile in care se gase~te eompartimentul de ma~ini; 0 emulsie cu vi~cozitate mare produce probleme frecvente de gripaj.

Valvula reduetoare care aduce presiunea principala la valori de 7 sau 8 ~ar, neeesara in sistemul aerului de comanda poate fi afeetata de catre el1}lllsia din aer ~i pentm a preveni blocarea este necesara curatirea frecyenta a aeesteia. De~i sistemul dispune de multiple trape automate de drenaj, de multe ori acestea trebuie actionate, eel putin de doua ori pe zi, manual. 0 cantitate moderata de emulsie libera din aerul de comanda POlite fi indepartata cu ajutorul filtrelor eeramiee dar, pentm asigurarea factorului neeesar de useare trebuie folosite useatoare absorbante sau chiar useatoare eu refrigerare.

115

11. i. Care este componenta sistemului de filtrare in trei trepte a . d dl? aerulUl e coman • de din schema

R. Sisteniul de filtrare in trei trepte, a~a cumbse ~e t de carbon ~i ~ A fi 7 f lose<:te un pre-filtru, un a sor an

prezentata m Igura ,0 .'1 . . de comanda de buna un filtru ulterior, pentru a aSlgura hvrarea unUl aer

cali tate. . d . ~ poroasa cu granulatie medie ~i Prefiltrul contme granule . e ceranul ca ., I'e Absorbantul este

. . ~ fl dm aeru atmosler . indeparteaza ImPbunta,1 ~ . e dispus uniform pentru a putea extrage impachetat cu car on achv ~I

vaporii din aero

35 bc:r,. ,sbaf"

9 8

Fig. 7. Trei trepte de filtr~~e ~:n!~~t~~r~! ~~~~i~~~;d:' valvula non-1. butelie de aer lansare pentr~ ::..P· ~efiltr/cu auto drenaj; 6. filtru cu carbon

return; 4 - oala de condens, .P . e' 9 presiune de 7 bar-absorbant; 7. filtru ulterior; 8. valVt~/a r:~1~~!0;~:r ':::~:'o;im~tiV ~C, 1'C, ute. puncte de condensare la aceas a P . •

f t d' granule fine de ceranuca Filtrul ulterior conyine ~leme~te ~rm~ e I~on in tubuiaturile de aero

oroasa care previn nugrapa parhcule or e car . ~ A blu de p Aerul din buteliile principale de aer de l~nsare mt:adm :~sa~deulei filtre in stare de saturare completa, transportand vapon e P ~

116

care, In mod normal, trebuie sa fie complet indepartati. In urma filtrarii 0

mare parte din urniditate este Indepartata, fapt ce reduce punctul de Inrourare cu aproximativ 5°C. Cand valvula reductor de presiune scade presiunea pana la 7 bar, punctul de mrourare scade suficient pentru ca aerul sa fie gata de folosire imediata In sistemul de comanda lara sa mai fie necesara folosirea uscatoarelor de absorbtie. Valvula este protejata contra efectului emulsiei din aero

12. i. Ce sunt compresoarele rotative cu lamele? R. Sunt compresoare monoaxiale cu pistoane rotative sub forma de

lamela - fig. 8 - la care comprimarea aerului se face prin modificarea fortata a volumului -spatiului de lucru de catre pistoanele rotative. Constructiv un astfel de compresor este format dintr-un stator, In interiorul ciiruia este montat, in pozitie excentridi, un rotor In canalele diruia sunt montate pistoanele rotative care au forma un or lamele elastice.

Fig. 8. Compresor rotativ cu lamele !?i diagrama ciclului de funclionare: 1. stator; 2. rotor; 3. canale; 4. lamele elastice; 5. racord de aspiratie;

6. raeard de refulare; 7. axa de rotatie a statorului; 8. axa de rotatie a rotorului; e - excentricitate; a, b - aspiratia; b, c - compresia; c, d - refularea;

d, a - destinderea aerului ramas in spatiul dintre rotor §i stator I

"Prin rotirea rotorului In sensul indicat de sageata, foqa centrifuga seoate lamelele din canale ~i Ie foqeaza sa urmiireasca profilul statorului. MOiltarea excentrica a rotorului face ca In partea superioara sa fie un spatiu mai mare In care, uzual, are loc 0 depresiune care produce

117

aspirarea aerului prin racordul de aspiratie. Dupa comprimarea aerului, tn partea dreapHi a compresorului, aerul ,este refulat.

13. i. Ce sunt compresoarele cu lobi? R. Sunt compresoare rotative biaxiale formate dintr-o carcasa tn

interiorul careia se rotesc doua rotoare sub forma de lobi. Compresoarele mai sunt numite ~i compresoare cu pinioane sau compresoare. Roots - fig. 9 _ rotorii se rotesc tn sensuri diferite, rara sa se atinga ~i fara sa aiba nevoie de ungere.

,

//

2

9----'

Fig. 9 - Compresor , cu lobi

1. carcasa; 2. rotor profilat (lob); 3.

axele de aCtionare ,, ' ale lobi/or; '4, aerul

supus comprimarii; 5, 6, 7, 8. capetele

rotoarelor; 9, 10, 11, 12. muchiile

parcasei

Actionarea rotoarelor este racuta de 0 pereche de roti din tate prin interm~diul unor axe. Uzual, tn acest tip de compresor nu se realizeaza comprimatea aerului ci numai tmpingerea acestuia dintr-o parte tn alta. Cand un rotor face umplerea cu aer; celalalt realizeaza pomparea l~ presiunea finaUi. A~a cum se obs~rva .tn f~gura :' as~i~atia. aerul~l sfar~e~te tn momentultn care rotorul mfenor aJunge m poz1t1e onzontal~, iar pomparea aerului tncepe tn momentultn care capul 6 trece de muy,hla lOa carcasei, iar refularea dureaza din acest moment pana ce caput 5

118

ajAunge tn dre~tul ~uchie~ ~O. Acela~i lucru are loc ~i cu rotorul superior cand acesta aJunge m poz1tle orizontala.

14. i. Ce rol are ungerea compresoarelor de aer ~i cum se realizeaza aceasta?

R. De a red~ce fortele de frecare dintre piesele aflatefu mi~care ~i de a evacu~ ~ cantltate ?arecare de caldura .. Uzual, ungerea este facuta prin barbotaJ ~l sub presmne, la arborele cotit ~i cuzinetii bielelor ~i prin urmatoarele trei metode la cilindrii:

- prin ceata de ulei tn spatiul de aer; - prin unglitoare cu pompe cu pistoane - acponate mecanic sau

manual; . - prin picaturi de ulei introduse tn aspiratie prin filtrul de aer sau

direct tn racordul de aspirape. :0 ins~alatie ~e ungere este formata dintr-o 'pompa de ungere, fil.re de

ulel, ungatoare ~l aparate de masura ~i control. Uleiul de ungere trebuia sa aiba 0 vascozitate redusa la temperatura ridicata, 0 buna rezistentii la spumare sa, sa nu se degradeze u~or ~i sa nu faca depuneri carbonoa~e tn spatiile de ungere. . .' . .

15. i. Ce sunt compresoarele rotative Iibere ~i nelibere de ulei? R. Ma~ini care livreaza aer umed care trebuie uscat~i eliberat de

uleiul cu care aerul este impurificat. Operatiile .de tratare a aerului sunt realizate cu ajutorul pre-filtrelor urmate de absorbanti cu carbon care tndeparteaza uleiul, urmate de un filtru final - al cirui rol este' de a elirnina resturile ramase de urniditate.

3.2. Compresoare frigorifice

16. i. Care este rolu) compresoarelor frigorifice ~i ce particularitati specifice au acestea? " .' "

R. Compresoarele frigorifice, pe timpul functionarii, aspira vaporii de gaz frigorific raciti tn vaporizator, ti compriilla ~i apoi 'ti refuleaza la o presiune ridicata tn condensor, unde are loc transformarea acestor; tn lichid. .

Compresoarele frigorifice au urmatoarele particularitati specifice: . a) - spapi de aspiratie ~irefulare ' mai 'reduse, comparativ cu

~ompresoarele obi~nuite ~i presiuni de aspiiatie ~i de refulare inconstante. Compresoarele navale de acest gen sunt monoetajate~i ' au un raport de comprimare

119

p = 10 - 12, care este influentat atat de temperatura sdizuHi de aspiratie cat ~i de valoarea coefieientului adiabatic de compresie sdizut pentru freon (K = 1,14 pentru freon (R) 12)

b) .:... coeficient de debit mairedus - generat de posibilitatea aparitiei picaturilor de lichid in aspiratia ~i in refularea compresorului, fapt ce reduce cantitatea de agent proaspaLaspirat.

c) - dispun de un capac de siguranta de separare a agentului frigorific de condensat pentru evitarea aparitiilor eiocanelor hidraulice.

d) _ echiparea lor cu sisteme de etan~are, care sa previna scaparile de agent frigorific scump ~i in unele cazuri ~i noeiv, atat dinspre interior

spre exterior cat ~i invers. In instalatiile frigorifice navale, uzual, sunt folosite compresoarele

volumice cll' piston sau rotative.

17. i. Care · sunt criteriile dilpa care se clasifidi compresoarele frigorifice cu piston?

R. Acest tip de compresor· frigorific se c1asifica dupa urmatoarele

criterii: a) - dupa puterea frigorifica realizata: _ compresoare miei - 00 = 6 Kw la to = _10°C; tc = 25°C. _ compresoare meclii - 0 0 = 115. K w la to = -10°C; tc = 25°C. _ compresoare mari - 00 = 1.15-350 Kw la to = _10°C; tc = 25°C b) - dupa numarul treptelot de comprimare: - cu 0 treapta de comprimare; - cu doua trepte de comprimare. c) - dupa numarul de cilindrii: - cu un eilindru; - cu doi sau mai multi cilindrii. d) - dupa dispunerea eilindrilor; - cu cilindri dispu~i orizontal; ~ cu eilindrii dispu~i vertical: in linie, in V, in W; - .cu cilindrii dispu~i in stea. e)- dupa eirculatia vaporilor in cilindru: - i~ echicurent; - in contracurent.

18. I. Prin ce se car~cterizeazacompresorul fr:igorific teoretic? R. Prin lipsa . ~patiilo~ moart'?, are 0 buna ., etan~eitate, nu are pierderi

volu~~trice, gazodinamice ~i en~rgetice, iar gazul comprimat decatre

120

acesta este un gaz perfect. Cic1ul de functionare este prezentat in diagrama din figura 10.

f~ t-:-lto------:::..

~----------------------~V

Pe timpul functionarii au loc transformarile:

Fig. 10. Diagrama teoretica a

compresorului frigorific cu piston

- co~pri~area adiabatica - are loc intre presiunea de vaporizare - po - ~I preSlUnea de condensare - Pk - dupa curba 1-2.

- refularea izobara - cu vapori adu~i la presiunea de condensare -dupa dreapta 2-3. ..

- transformare izococa - ipotetic - dupa dreapta 3-4. - aspiratia izobara - a vaporilor aflati la presiunea de vaporizare -

dreapta 4-l. C~racteristic pe~tru compresorul teoretic este faptul ca aspiratia

v~~onlor are loc pe mtreaga durata a cursei pistonului, motiv pentru care cIlmdreea co~pres~~ului (C) reprezinta volumul descris de catre piston pe durata unel rotatll complete a arborelui cotit. Cilindreea se deterrnina cu relatia: .

nD2 C = --. s . N [m3], unde:

4 .. D ~ ~lezajul eilindrului [m]; s = cursa pistoriului [m]; N = numarul de

clhndn al compresorului. . . Debitul volumetric al compresorului - reprezinta volumul realizat de

pIston in unitatea de timp ~i se deterrnina cu relatia: C'n

Qvt = ~ [m3/s], unde: n = turatia arborelui cotit [rot/min].

121

· . Qvt [ ] Debitul masic al compresorulUl este dat de relatla Qmt = V Kg/s ,

unde V = volumul specific al vaporilor aspirati [m3/Kg].

19. i. Prin ce se caracterizeaza un compresor frigorific real? R. Prin existenta pierderilor, a spatiului mort ~i prin faptul ca

vaporii comprimati de catre acesta .se abat de l~ legile gazului perfect. Din acest motiv diafragma de functlOnare a unUl astfel de compresor ~e deosebe~te de cea prezentata anterior, iar ciclul este format dm urmatoarele transformari termodinamice:

_ comprimarea politropica a vaporilor de gaz se face dupa curba 1-2; _ refularea vaporilor se face la presiunea - Pk - dupa izobara 2-3; . _ destinderea vaporilor rama~i in spatiul mort al compresorulUl se

face dupa politropa 3-4; _ aspiratiavaporilor se face izobaric; la - Po - dupa d~e~pta 1-4. Dupa cum se vede in diagrama, spatiul mort det~rrruna 0 red~cere .~

volumului de vapori aspirat de catre compresor dm ca~za ~est~ndern vaporilor rama~i in spatiul mort ~i a incalzirii vaporilor reci asplratl.

p

~~-------r------=-V (o~_w_

122

Fig. 11 . Diagrama reala a compresorului

frigorific cu piston

Coeficientul spatiului mort - Co - se determina cu relatia: £0 = Co C

iar reducerea volumului aspirat se determina cu ajutorul coeficientului

spatiului mort dat de relatia Am = S, unde: C

Co = volumul spatiului mort; C = cilindreea; C j = volumul realizat de catre piston pe timpul aspiratiei vaporilor.

Debitul aspirat ~i refulat de catre compresor este influentat ~i de catre laminarea vaporilor prin clapetii de aspiratie a gazului. Aspiratia vaporilor poate fi lacuta numai daca exista 0 diferenta de presiune intre tubulatura de aspiratie ~i presiunea din cilindru.

20. i. Care este componenta unei instalafii frigorifice prin compresie ~i diagrama ciclului sau?

R. Instalatiile frigorifice cu compresor respecta principiul constructiv ~i functional prezentat in figura 12. Teoretic, cel mai avantajos ciclu pentru 0 ma~ina frigorifica este ciclul Carnot inversat. In practica ma~ina nu poate fi realizata din cauza dificultatilor tehnice ~i a pierderilor prin frecare.

Coo/in,1J water c---------B

\,'

T,I-4I-- ..... _,Jf

(0)

Fig. 12. Instalatia frigorifica cu compresor cu piston a. A - compresor; B - condensor; C - valvula de expandare; D - evaporator;

E - c~mera frigorifica; F - apa de racire 1. lucru mecanic economisit; 2. curba compresiei adiabate;

3. curba compresiei izoterme b. ql = caldura evacuata; q2 = caldura evacuata la T §i P = ct; To = temp. 'scazuta

123

Instalatiile frigorifice de acest gen permit ca ciclul frigorific sa fie foarte apropiat de ciclul Carnot inversat In regiunea vaporilor saturati.

Vaporii saturati ai agentului frigorific sunt aspirati de catre compresorul A ~i sunt comprimati adiabatic cu chelttiirea lucrului mecanic - 10 - pe timpul procesului 1-2. Dupa comprimare vaporii sunt directionati In condensorul B, unde sunt condensati la presiune constanta ca rezultat al extragerii caldurii - ql - din ace~tia prin racirea cu apa -procesuI2-3.

Temperatura fluidului de lucru poate fi redusa Intr-o ma~ina de expansiune In care expansiunea urmeaza linia 3-4, cu producerea de lucru mecanic extern.

Pentru simplificarea constructiei ma~inilor frigorifice ~i asigurarea unui control flexibil ~i eficient, ma~ina de expansiune a fost Inlocuita cu valvula C, In care fluidul de lucru vine din condensor Insotit de 0 cadere In temperatura la 0 ental pie constanta - procesul 3-4 (reprezentat prin linia Intrerupta).

Amestecul cu continut scazut de vapori aflat la temperatura scazuta -To, parase~te valvula de expansiline - punctul 4 - ajunge In vaporizatorul D, situat In camera frigorific a E. In evaporator caldura q2 este Indepartata la temperatura ~i presiune constanta, rezultand procesul de evaporare a refrigerantului - procesul 4-1. Vaporii aflati In punctul 1 sunt din nou aspirati de catre compresor ~i ciclul se repeta.

21. i. Care este conceptul pompei de dlldu,ra? R. in contrast cu instalatiile frigorifice, pompele de cal dura sunt

folosite la Incalziri. Pompele de caldura opereaza dupa ciclul inversal, adica la cheltuirea unui lucru mecanic exterior - 1 - este extrasa caldura q2 dintr-o sursa de temperatura scazuta ~i adauga caldura ql la 0 sursa cu temperatura Inalta, cu ql = I + q2·

Sursa de temperatura scazuta pentru 0 pompa de caldura poate fi mediullnconjurator cum ar fi apa rece care circula prin evaporatorul D ~i produce evaporarea agentului frigorific. in plus fata de caldura q2 primita din mediul Inc onj urator, sursa de temperatura scazuta a pompei de calduri prime~te 0 cantitate de caldura echivalenta cu lucrul mecanic consumat - 1.

Pompele de caldura pot functiona dupa un ciclu similar cu al instalatiilor frigorifice, dar In alte zone de temperatura.

Randamentul ciclului pompelor de caldura care consuma lucru mecanic pentru transferul de caldura este caracterizat de catre factorul de conversie a dildurii (k).

124

q +1 Acesta se determina cu relatia: K = _1 = ~ = € + 1 unde· I I ,.

ql = cantitatea de caldura certa de catre caldura consumata. I = lucrul mecanic consumat.

21. i. Ce sunt compresoar~le pentru marfa? . R. ~unt .ma~ini cu deplasament pozitiv, de tip cu pistoane ~i mi~care

reclproca actl.onate ~e electromotoare pentru comprimarea vaporilor de marfa. Functle de tIpul navei, compresoarele de tip centrifugal sunt montate_ la bordul ~ransportoarelor de LNG, pentru a livra vapori de marfa catre compartlmentul de ma~ini ~i sa intensifice returul vapoarelor la uscat.

~a bordul transportoarelor de etilena sau LNG, compresoarele sunt foloslte pentru cre~terea presiunii vaporilor in sistemul de marfa la egalizarea presiunilor Intre nava ~i uscat Inaintea Incarcarii marfu;ilor presurizate, sau pentru amorsarea pompelor de marIa montate pe punte. Un astfel de compresor este pr~zentat In figura 13.

125

Fig. 13. Compresor de marfa 1. piston; 2. chiu/asa; 3. c/apeti de

aspiratie; 4. dispozitiv de descardare actionat cu ulei de ungere; 5. c/apeti

de refu/are; 6. ghidaj de piston; 7. capace de carter; 8. carter; 9. p/aca

de baza;

De asemenea compresoarele sunt folosite in instalatiile de relechefiere pentru cre~terea presiunii ~i temperaturii vaporilor inainte de condensare. Actionarea compresoarelor pentru marIa se face prin intermediul arborilor de tractiune care penetreaza peretele etan~ prin orificii prevazute cu sisteme de etan~are.

22. I. Ce este un compresor cu piston ~i de dite tipuri este acesta? R. Compresorul este 0 ma~ina termica consumatoare de energie care

este folosit pentru cre~terea presiurtii gazelor sau a vaporilor. Dupa principiul de functionare compresoarele sunt:

a) volumetrice cu piston - care efectueaza comprimarea gazului prin miqorarea volumului acestuia ducand la cre~terea presiunii statice a gazului. Acest tip de compresor realizeaza presiuni inalte (circa 1000 bar) la debite de pana la 500 m3/min .

Din aceasta categorie fac parte compresoarele prezentate in fig. 14: - compresorul cu piston cu mecanism biela-manivela; - compresorul cu piston etajat. La ambele tipuri,pistonul executa

mi~care de translatie realizata prin intermediul arborelui cotit ~i al bielei. - compresorul cu piston rotativ - la care paletele radiale asigura

cre~terea presiunii in timpul rotirii pistonului.

126

Fig. 14. Tipuri de compresoare a. compresor cu piston cu mecanism bieNi-manivela

1. cilindru; 2 . piston; 3. tija pistonului; 4. cap de cruce; 5-6. biela-manivela;

7. clapet de aspirafie; 8. clapet de refulare

b. compresor cu piston etajat 1. cilindru; 2. piston de joasa presiune; 3. piston de malta

presiune c. compresor cu piston rotativ

1. piston rotativ; 2. palete

23. I. Aratap care este modul de funcponare al unui compresor cu piston

R. Compresorul de acest tip este caracterizat prin deplasarea altemativa ~ pistonului in cilindri. Cand pistonul se ~eplaseaza inspre arb?rele ~OtIt, de care este legat prin tija sa, aerul cu presiunea PI este asplrat pnn clape~ul de aspira~i~ . La deplasarea pistonului in sens opus, aerul este compnmat la preslUrtea Pz ~i este refulat prin clapetul de refulare. .

Supapa de refulare incepe sa se deschida atunci cand presiunea aerului refulat depa~e~te cu pulin valoarea presiunii aerului aflat in butelia in care se depoziteaza.

24. 1. Prezentap ~i discutap 0 diagrama indicata in comparatie cu 0

d~agrama ~de~la a unui compresor in doua trepte. . R. Dlagrama mdlcata a' unui compresor intr-o singura treapta este

prez.entata in fi~u~a 15. Li~iile ~e contur ale diagramei indicate depind de spap~l m~rt, ~dlca~ d~ spatlUl dmtre capul pisto~ului aflat la punctul mort supenor ~l. chmlasa. In. fapt, curba de aspiratie este intotdeauna precedata de ex~a,?slUnea ae~ul~l comprimat care umple spatiul mort (curba 1-2). Atuncl l?Cep~ asplrapa (curba 2-3) .la 0 presiune situata sub presiunea atmo~fenca. In consecinta, aspiralia este intarziata dupa punctul mort SUee~lOr ~a~t :e reduce ca~acitatea compresorului. Cu cat spatiul mort (spatlUl vatamator) este mat mare cu atat debitul ~i lucrul mecanic util sunt mai ~ci. Influenta spatiului vatamator asupra debitului compresorulUl este dat decoeficientul de umplere. ~C~rba ~e ~spiratie este ~rmata de curba de compresie (curba 3-4), la

sfar~ltul carela aerul compnmat este refulat in sistemul de consum (curba 4-1). Curba de compresie este insotita initial de adaos de caldura de Ja p~~etii. calzi~ ai cilindrilor, apoi de eliberarea caldurii, prin perelii cllmdnlor, catre agentul de racire.

p

I .\

o v

. Fig. 15. Tipuri de diagrame ale comp!esoru!ui a dia rama ideala pentru un compresor In doua trepte . .

1. lucru mec~nic ~conomisit; 2.curba compresiei adiabate; 3. curba compreslel izoterme

. b. diagrama indicata •. . curba 1-2. aer comprimat care umple spatiul n:at~ ~urba 2-2. volumul ae~ulUi

aspirat in cilindru; curba 2-3. inceperea asplfat,e,; curba ~-4 .. compre~/e. A· . fl'e' B - debitare' C - expansiunea volumulUila JOc mare,

- asplfa, ' ' .." o - expansiunea volumulUi la JOc mlc.

Lucrul mecanic consumat pentru comprimarea aerul~i .(g~zului) ~flt in starea PIVI pana la starea finala P2V2, poate urma o'hme l~oter~a. vn

rivinta consumului de putere compresia izoterma este cea mal ~~cI~nta: p, d ~ fi ura ISb solutia practica cea mal mdlcata,

A~a cum se ve e m 19 " . f entru extractia ~i indepartarea caldurii, este aceea de ~a ace

p . ~ mai muIte trepte ~i de a dici aerul intre aces tea. In cazul compnmarea m fi Ia tV rullucrat compresoarelor de mici dimensiuni, racirea poate I acu a c~ ae d . de catre un compresor. in cazul compresoarelor nava e, e mar~ dimensiuni, folosite pentru livrarea aerului de lansare necesar ~otOrulU1 principal, racirea celor doi cilindri ~i avr~citoarelor se face cu apa de mare sau apa dulce din circuitul central de raClre.

. presor in doua 25. i. Descriep ~i reprezentap schematIc un com trepte pentru aer de lansare. .

R. Carcasa compresorului este 0 constructie .~~gida fac~ta .prm tuma~: ~i suporta un arbore cotit pe trei cuzineti de spnJm. Uzual: ~lsto~nele V la ambele trepte sunt confectionate din aliaj de alumm1U ~1 pom:~a

t· "ecti'onati' din fonta Segmentii de radere (control al ungern) segmen I conl'.. . . . l' 1 d e sunt m~ntati pentru a retuma in carter 0 mare parte dm u e1U . e unger impro~cat pe peretii cilindrilor. Pistoane1e dispun de boltun flotante

pentru fixarea pe tijele lor.

128

Cuzinetii sunt confec!iona!i din otel dublat cu material antifriqiune ~i sunt un~i sub presiune de catre 0 pompa cu angrenaje ac!ionata cu Ian!. Clape!ii de ~spiratie ~i cei de refulare sunt montati in loca~uri special practicate in chiulasa.

26. i. Descriep condipile de funcponare ~i intretillere a unui compresor.

R. Pornirea compresorului se va face intotdeauna in condi!ii de mers in gol - cu purjile deschise, pentru a preveni producerea unui cuplu de pornire foarte mare. Pe timpul functionarii in racitoare exista 0

acumulare de ulei transferat din cilindri ~i apa provenita din urniditatea aerului. Emulsia este colectata in separatoare, la ie~irea din racitoare, care trebuie purjate in mod regulat, pentru a preveni formarea unui strat mare de emulsie cu presiune crescuta, care ar putea avaria treptele de presiune.

Urniditatea poate produce coroziuni serioase in buteliile de aer ~i sa inrautateasca buna functionare a sistemului de purjare a racitoarelor compresorului. Se recomanda drenarea zilnica a buteliilor. Descarcarea compresorului se face prin deschiderea purjilor de la ambele trepte inaintea opririi.

Pentru ungerea compresorului se va folosi, atat pentru carter cat ~i

pentru cilindrii, uleiul recomandat de constructor. Uleiul are tendinte de a forma emulsii astfel ca trebuie schimbat la intervale regulate de timp. Se va ave a in vedere faptul ca, combinatia dintre depunerile carbonoase, temperaturile excesive ~i concentratiile mari de oxigen din aerul comprimat produc explozii puternice in tubulatura de refulare.

Proasta functionare a clapetilor poate fi depistata prin observarea presiunii pe fiecare treapta. Uzual, aceasta este insotita de 0 cre~tere

excesiva a temperaturii de refulare, care poate fi ~i un simptom al unei raciri insuficiente. 0 supraracire poate produce condens pe peretii cilindrilor, fapt ce inrauta!e~te ungerea ~i functionarea clapetilor.

Racitoarele necesita curatarea periodica pentru indepartarea scalei ~i a depozitelor de ulei de pe partea de aer. Temperatura aerului livrat de catre compresor nu trebuie sa aibii, la intrarea in butelli, 0 temperatura mai mare de 93°C.

27.1. Analizap diagrama indicata a unui compresor in trei trepte cu riicire intermediara.

R. In diagrama de mai jos - fIg . 16 - sunt prezentate liniile de compresie ale unui compresor in trei trepte, cu racire intermediara, in

129

care volumul de gaz V h aflat la presiunea Ph este aspirat tn primul cilindru ~i comprimat de-a lungulliniei politropice a-b, pana la presiunea P2. Din prima treapta gazul este pompat tn racitorul intermediar unde este racit la temperatura sa initiala. Compresia final a tn ultima treapta este caracterizata prin punctul f, iar tntregul proces de catre curba a-b-c-d-e-f­g-i. Lucrul mecanic total executat de catre un compresor de acest tip este reprezentat pe diagrama de catre suprafata - m-i-f-e-d-c-b-a-m, care, uzual, este mai mica decat suprafata corespunzatoare compresiei adiabate - m-i-l-a-m, ~i de asemenea decat suprafata compresiei politropice Tara racire intermediara - m-i-c-a-m.

p • c, k I,

~~~~~----------------------~-.~v

Fig. 16 - Diagrama indicata teoretica a unui compresor in 3 trepte cu racire intermediara

1. curba adiabatica (a-I); 2. curba politropica (a-k); 3. curba politropica (e-f); 4. curba izotermica (e-g)

Cu cre~terea numarului de trepte ~i cu racirea intermediara lucrul mecanic produs tn timpul cic1ului de compresie scade iar curba a-b-c-d-e-f se apropie de linia izoterma a-c-e-g. Lucrul mecanic obtinut, comparativ cu compresia politropica pura, este reprezentat de catre suprafata ha~urata f-k-b-c-d-e-f.

130

4. SEPARA TOARE NA VALE

4.1. Tratarea combustibilului

1. i. Care este eonstituenta instalatiei de alimentare eu eombustibil a motoarelor navale? R. Instalatia de alimentare cu combustibil a motoarelor este formaHi

din urmatoarele sectiuni: - sectiunea de depozitare a combustibilului - cu rol de depozitare,

pastrare ~i manipulare a combustibilului Ia bordul navei; - sectiunea de tratare a combustibilului - are rolul de a trata ~i

transporta combustibilul trata, de Ia tancul de zi (serviciu) Ia echipamentul de injectie. Este considerata sectiunea de joasa presiune a sistemului.

- sectiunea de Inalta presiune - are rolul de a doza, pulveriza ~i

introduce sub aceasta forma, cantitati exacte de combustibil In cilindrii motorului. .

2. i. Care este eomponenta ~i rolul sectiunii de depozitare a eombustibilului?

R. Combustibilul Imbarcat se depoziteaza In tancurile inferioare (dublu fund) ~i In cele superioare, Ia navele care dispun ~i de astfel de tancuri. Combustibilul din tancurile superioare se consuma ultimul, pentru a preveni pierderea Intregii cantitati, In eventualitatea unei avarii In zona fundului navei.

La ambarcarea se va avea In vedere ca depozitarea coinbustibilului cu punct de aprindere situat sub 60°C sa nu se fad In tancurile care fac parte 'din structura navei.

Tancurile dublu fund dispun de echipamentele de sondare pentru masurarea cantitatii de combustibil din tanc. Tancurile pot dispune ~i de indicatoare pneumatice de niveI, uzual montate In sala de ma~ini, formate dintr-un manometru ~i 0 pompamanuala de comprimare care, printr-un sistem de valvule, pot fi conectate Ia toate tancurile de combustibil.

In realitate, acest sistem de masurare este conectat Ia sistemul de aer c ompri mat pentru ca acuratetea masurarii depinde de alimentarea constanta cu aero

Tancurile pentru combustibil greu sunt prevazute cu serpentine de Incalzire pentru mentinerea combustibilului la 0 viscozitate care sa permita 0 aspiratie u~oara pentru pompele de transfer.

133

I

3. i. Ce rol are secpunea de curatire a combustibilului? R. Are rolul de a pregati combustibilul pentru ardere ~i de a-I

transporta la echipamentul de injectie. Separatoarele pentru combustibil greu ~i cele pentru motorina pot . aspira lichidul direct din tancurile de depozitare sau din tancurile de decantare. Dupa separare, combustibilul este pompat direct in tancurile de consum zilnic.

Separatoarele sunt reglate sa livreze 0 cantitate de combustibil bine curatat echivalenta cu consumul motorului principal.

Prin separare, din combustibil sunt indepartate atilt impuritatile lichide cat ~i cele solide. Impuritati din combustibil pot genera deranjamente in functionarea motoarelor cum sunt:

infundarea pompelor de inalta presiune; avarierea injectoarelor; ancrasarea sistemului de evacuare; avarierea paletelor turbosuflantelor, etc.

Curatirea efectiva a combustibilului se realizeaza prin centrifugare, cand combustibilul trebuie sa aiM 0 vascozitate cat mai mica. Vascozitatea dorita se obtine prin preincalzir~a combustibilului pana la lO00C, dnd vascozitatea ajunge la 180 cSt la 50°C (1500 Sec. Reeadwood 1 la lOO"F - 37,8°C) se considera ca s-a ajunsla viscozitate

optima pentru injectie.

4. i. Cum se face epurarea combustibilului gre~? . R. Prin decantarea ~i filtrarea combustibilului. Decantarea poate fi: a) _ discontinua - combustibilul este introdus intr-o . recipisa cu

suprafata mare, inaltime mica ~i fund u~or tronconic In centrul caruia este montat un robinet de evacuare. Sub actiunea gravitatiei impuritatile cu greutate specifica mai mare decat a combustibilului se depun la fundul recipi~ntului. Depunerea se face relativ repede in cazul particulelor mari, foarte lent in cazul particulelor fine ~i nu se produce deloc in cazul suspensiilor coloidale sau a emulsiilor.

b) - natural a continua - se face in vasul florentin - fig. 1. Combustibilul este introdus in vas prin ,sectiunea 1, iar separarea se

face in sectiunea 2, unde amestecul solide-apa cu greutatea specific a mai mare (Ya) se depune pe fund, iar combustibilul curat - cu greutate specific a mai mica (y) se ridica la suprafata.

Suprafata de separatie dintre acestea y - y ~i planul de referinta x - x se gase~te la distanta - d. Apa se ridica in sectiunea 3: iar suprafetele libere in 2 ~i 3 se gasesc la distantele - Z ~i Zo - fata de planul x - x, pe baza relatiei: (d - z) . y = (d - zo) . Yo

134

Fi~. 1. Vas ~Iorentin pentru decantarea continua naturala

vas~i~~~':e~~;~e;tc~e;,n:~':n:n~~:bustibilUIU!; 2. compartfn:entul p~incipal al z §i Zo -distanta fata de ~/anul de ref:r~:t~u(a;= :)'. combustlbll curat; 5., ~e~ire apa; , , Ya - greutatea speclflca a apei'

Y - fJreutate~ specifica a combustibilului curat; Y < Ya ' d - dlstanta dmtre sup~af~ta de separatie §i planul x - 'x;

D, e, eo - dlmenslUn/ caracteristice aparatului.

5. i. Cum areloc se~ararea prin gravitape? R: Deplasarea parttculelor solide sau lichide printr-un medl' A

sub mfluent " . A ' U vascos .. a gravlt~p~l p~mantuluiatinge 0 viteza constanta dupa un

a?uIll1t lImp: ~eeas~a vlteza este numita de sedimentare, este notata eu V ~l se detefIlllna eu aJutonil relatiei: ' g

2( ,

Vg = d \Pp - PI) . g = d2 . Llp 18 . g [mls]

. . 11 18 . 11 d = diametrul particulei [m] Pp = densitatea particulei [Kg/m3] PI = ~ensit~tea fazei continue [Kg/m3] 11 = vascozlt~tea fazei continue [Kg/m.s] ~ = ac~eleratla gravitationala [9,81 mls2]

. Daca densltate~ particulelor este mai mica decat aceea a fazei continue d~fer:nta d: densltate este negativa, adica particulele se deplaseaza cu 0'

vlt~za V g ~catre suprafata lichidului, adica in directie opusa aceleia in care actloneaza forta de gravitatie.

Llp = (pp - PI)

135

6. i. Cum are loc separarea in camp centrifugal? R. Acceleratia centrifugaHi (a) nu este constanta, ea cre~te odati'i cu

cre~terea distantei particulelor fata de axa de rotatie ' ~i cu viteza unghiulara, astfel ca acceleratia este data de relatia: a = r . o}.

Inlocuind aceasta valoare viteza de sedimentare va fi 2

d .llp 2 ' V = . ·r,co

18·" Prin combinarea relatiilor obtinem: , ..

v·co 2 V=Vg ._-­

g = Vg ·2

Factorul Z = v . co2/g este numit - valoare gravitational a - ~i arata cat de mare este viteza de sedimentare a particulelor Intr-un camp centrifugal comparativ cu un camp gravitational. ..

7. i. Cum se face 0 buna separare a combustibilului greu? R. Prin supunerea acestuia la operatiunile de purificare ~i clarificare.

Pe timpul purificarii are loc separarea integrala a apei ~i a particulelor formate din impuritatile mecanice grosiere pe baza diferentelor de greutati specifice.

Operatiunea de clarificare este una de continuare a operatiei de purifiC.are cand sunt eliminate impuritatile de mici dimensiuni aflate In campul centrifugal, ca urmare a fortelor de frecarece se manifesta Intre talere. Cele doua operatiuni au loc In doua separatoare cuplate In serie; unul cu rol de purificator, iar celalalt cu rol de clarificator - fig. 2.

Fig. 2. Sistem de separare combustibil

greu cu separatoare in serie

1. intrare combustibil din tancurile de

bunker; 2. tanc de decantare;

3. serpentine de incalzire; 4. senzori de

temperatura §i control a temperaturii; 5. separatorul principal §i separatorul de rezerva; 6. tancuri pentru reziduri; 7. tanc de serviciu zilnic; 8. valvula de

presiune constanta; 9. valvula pentru regIa rea curgerii la separatoarele I §i /I. Modul de ope rare: serie = I §i /I - purificator urmat de clarificator; singur = I sau /I

- functionand ca purificator; paralel- separatoarele I §i 1/ functioneaza ca purificator cu 50% din capacitate.

136

·Combustibilul greu poate fi suptis~i numai operatiei de imrificare _ fi'ira 0 cIarificare ulterioara, Insa calitatea separarii va fl· mult irlferioara.

8. i. Cum se face alegerea discului gravitational? R. Alegerea corecta a diametrului interior al discului gravitational

poate .fi Iacuta, analitic, din tabele, din diagrame sau prin lncercari s~cceslve. La alegerea analitica a discului se va avea In vedere faptul ta smgurul element variabil din formula de calcul este diametrul discului gravitational. Pentru determinarea discului cu ajutorul diagramelor se folose~te di~grama livrata de catre firma constructoare ~i instructiunile de exploatare. In figura 3, este prezentata 0 astfel de diagrama. . ~~nsi~erand cunoscute valorile y = 0,87 la 15°C; tsep = 55°C (130"F), se mtra m dlagramii cu acestea ~i la intersectia liniilor punctate se obtine punctul care ine atata ce disc trebuie sa folosim. In cazul dat, intersectia punctului se afla In zona lO9, deci va fl folosit discul marcat cu aceasta valoare.

"

Fig. 3. Diagrama pentru alegerea

discurilor

137

Fig. 3.1. Verificarea practica a discului gravitational

a - disc corect ales - linia de separatie nu depa§e§te

diametrul orificiilor; b - disc larg -linia de separatie

sub diametrul orificii/or c - disc ingust - linia de

separatie peste diametrul orificiilor. in interior

La selectarea prin incercari succesive se impun executarea de teste de separare folosind disc uri cu diametre din ce in ce mai mari, pana cand in racordul de evacuare a reziduurilor apare combustibil sau ulei. Pe timpul probelor, parametrii care influenteaza separarea - temperatura combustibilului, temperatura ~i cantitatea apei de spalare, etc. - vor fi mentinuti constanti pentru a nu influenta rezultatele. In figura 3.1 este prezentat modul in care se face verificarea practica a alegerii discului gravitational, prin analiza pozitiei cilindrului de separatie fata de diametrul gaurilor din talere.

9. i. Care este componenta unui separator ~i a unei instalatii de separare?

R. Principalele componente ale unui separator sunt prezentate in fig. 4 . .

- carcasa separatorului - confectionata prin turn are din fonta de buna calitate;

- angrenajul de antrenare - format din melc - roata melcata; - sistemul de separare - la care parte a superioara ~i cea inferioara

este confectionata din otel inox de buna calitate; - sistemele de distributie a apei de lucru ~i a fluidului de lucru; - aparatele de masura ~i control - manometre, vacuummetre,

termometre, tahometre; - motorul electric de antrenare - la a carui alegere se . are in vedere

faptul ca la pornirea separatorului are loc un consum mare de putere, care scade cu circa li3 dupa atingerea turatiei de lucru.

Transmiterea mi~carii de la electromotor la roata melcata este fiicut printr-un cuplaj cu frictiune, care asigura 0 porriire lina ~i protectie la suprasarcina.

Pompele de combustibili u:lual sunt de tipul cu roti dintate ~i sunt folosite pentru alirhentarea sau desciircarea separatorului.

Incalzitoarele pe apa ~i de combustibil sunt folosite ca instalatii auxiliare.

Componenta unei instalatii de separare este prezentata in figura 4.

138

Fig. 4; Componenta unui separator 1. alim~n~are cu lichid de epurat; 2. valvula de inchidere §i reglaj; 3. tiltru;

4. combustibll murdar la incalzitor; 5. §urub tara staf§it; 6. roata melcata; 7. sticla de nivel; 8. ambreiaj cu tricfiune; 9. bu§on pentru uleiul de ungere; 10. trana;

~ 1 . . contor de rot~f~i; 12. axul oalei; 13. combustibil murdar la separare; 14. le§trea combustlbllului epurat; 15. ie§irea apei; 16. oriticii pentru evacuare

slop; 17. ie§ire pentru §Iam; 18. indicator de debit; 19. termometru; 20. rn.ano'!'etru; 21. alimentarea cu apa de etim§are; 22. alimentarea cu apa de

Inchldere; 2~. oala separatoare: 24. pompa de alimentare; 25. ie§ire apa. A - capacul oalel; B - coroana de tlxare; C - tundul oalei mobile; 0 - corpul oalei;

E - stiva de discuri

10. i. Cum are loc purificarea ~i clarificarea la un separator Cara autodescarcare?

R. Dupa ce separatorul a atins turatia nominala, tamburul de separare se umple cu apa care asigura etan~area spatiului de reziduuri, inaintea adm.isiei lichidului de t~atat pentru a preveni refularea acestuia prin s~at~ul de evaluare a apel murdare. Dupa umplerea tamburului cu apa a carel temperatura este egaUi cu cea a lichidului de tratat, pe la partea superioara a tamburului se introduce Iichidul de Batat (combustibil sau ulei).

Lichidul de tratat disloca 0 anumita cantitate din apa existenta in oala pana .ce intre ele se formeaza un anumit nivel ~i 0 zona de separatie, care ~rebU1e sa fie in dreptul orificiilor de pe discurile de separare.

Forta centrifuga imparte amestecul in doua componente: a) - u~oara - formata din lichidul purificat care se deplaseaza pe

Suprafata superioara a discurilor;

139

b) - grea - formaHi din apa ~i sedi~ente - ~are .se deplaseaza pe suprafata inferioara a discurilor, spre ~pat~ul de rezlduun. _ .

Lichidul purificat ~i apa extrasa dm a~esta SU?t desc~c~te prm tubulaturi individuale in tancuri special destI~ate. - .flg. ~ - m tImp ce, reziduurile solide raman depuse pe peretii vertIcah al oalel de separare.

Fig. 5. Separatorul pentru eombustibil greu - eo~po~e~ta . . . 1 separativ' 2. buton pentru stop de avarie; 3. sursa !?entru mcalzlre; 4. dlspozltlv . de pornir~; 5. unitate de reglaj; 6. alimentare cu apa dulce; 7. blocul ~~/vulelor solenoid; B. valvula solenoid pe circuitul de ,aer:. ~. actuator pne~matlc, 1 O. ~er

comprimat· 11. combustibil curat; 12. premcalzltor; 13. su,!~pa de reglare, 14. indic~tor de presiune; 15. valvula pneumatica cu 3 cal; 16. traductor _.

pneumatic pentru apa; 17. ie§ire apa sarata; lB. ev~~uare §Iam; 19. drenare apa, 20. recirculare combustlblf.

Adaosul de apa curata la inceputul procesului ~e purificare ~pa~a particulele u~oare din componenta lichidului tratat ~l Ie evacue~za dl~ separator in acela~i timp cu apa murdar~, fapt ce mare~te d~rata tImpulUl dintre doua spaliiri sau demontari succeSlVe ale. separator~IUl . _

Clarificarea se deosebe~te de purificare pnn faptul ca aceasta separa in special impuritatile solide. La un separator clarificat?r se folose~te acela~i tambur ~i acelea~i discuri ca la separatorul p~nficator dar, la partea superioara a tamburului acestuia este montat ~n l~el ~e etan~are, care inchide' orificiul de evacuare a apei murdare ~l aSlgura etan~area tamburului la inceputul separarii.

140

11. i. Care este principiul de funetionare al separatorului eu autodeseareare?

R. Spre deosebire de separatoarele lara autodescarcare, la care curatirea oalei de separare ~i evacuarea reziduurilor se face manual, la separatoarele cu autodescarcare descarcarea reziduurilor se face pe timpul functionlirii separatorului la turatie nominala.

Separatorul cu autodescarcare poate fi folosit atat pentru purificare cat ~i pentru clarificare, adaptarea fiind facuta prin schimbarea setului de discuri. 0 sectiune printr-o oala de separare a unui separator cu autocuratire este prezentata in figura 6.

Fig. 6. Schema separatorului eu

evaeuare automata a sedimentelor

1. orificii de evacuare a sedimentului;

2. fundul rotorului; 3. spatiu cu apa sub

pres;une; 4, 5. garnitur; de

etan§are.

Operatiunile de purificare ~i cele de clarificare se desta~oara ca ~i la ~eparatoarele uzua.le (tara autodescarcare). Componentele lichide sunt evacuate prin cele doua orificii superioare, iar cele solide sunt deversate periodic prin orificiile de evacuare - 1 - dispuse la periferia mediana a ?alei separatorului.

Uzual, aceste orificii sunt obturate prin fundul mobil al oalei - 2 _ aflat, in acest caz, in pozitie superioara, ~i sunt eliberate atunci cand fundul oalei se afla in pozitie inferioara. Deplasarea fundului oalei functioneaza ca un piston ~i este provocata de inchiderea sau deschiderea unui circuit auxiliar de apa. Cand presiunea din spa~iul - 3 - inceteaza, fundul oalei este impins in jos ~i se elibereaza orificiul de evacuare - 1 _

141

I

producand, sub efectul fortelor centrifuge, desciircarea sedimentelor. Dupa golirea oalei se reia ciclul obi~nuit de separare:

- Inchiderea admisiei apei de comanda; - refacerea pernei de apa de etan~are a tamburului (In cazul

purificarii); - se admite lichidul de tratat; - se continua procesul de separare pan a In momentul unei noi spalari

a separatorului.

12. i. Cum procedap pentru pornirea ~i oprirea unui separator? R. Inaintea punerii In functiune se face un control amanuntit al starii

exterioare a separatorului ~i spatiului din incinta. Cu aceasta ocazie se veri fica nivelul de ulei din baie, pozitia sabolilor de frana, temperatura apei, etc. Se porne~te motorul electric pentru actionare, iar dupa atingerea turaliei nominale se introduce apa in partea inferioara a oalei de separare. Dupa ce apa apare in tubul de evacuare a reziduurilor se poate admite lichidul pentru separare.

Pentru oprire se face descarcarea ~i spalarea separatorului dupa care se opre~te motorul electric ~i se franeaza tamburul.

Pe timpul functionarii frecventa spalarii separatorului se alege functie de starea reziduurilor evacuate. Daca acestea sunt prea fluide se recornanda un timp mai lung intre doua spaliiri, iar in cazul un or reziduuri cu consistenla mai mare timpul intre doua desciircari va fi mai mic.

In cazul separatoarelor rara autodescarcare, spalarea manuala se va face cel putin 0 data la 24 ore de functionare.

Atunci cand lichidul de separat este uleiul, temperatura acestuia la intrarea in separator trebuie sa fie de 75-80°C, iar apa de spalare trebuie sa fie putin mai calda. In cazul uleiului aditivat acesta nu trebuie sa fie spaIat cu apa pentru a nu indepiirta aditivii din acesta ~i a forma emulsii stabile.

Pentru a realiza 0 buna separare, uzual, separatorul trebuie sa lucreze la 50-60% din debitul nominal ~i sa fie asigurata functionarea a doua separatoare in serie - purificator ~i clarificator.

142

5. LINIA DE ARBORI ~I ELICEA

o

T ------------------....... 5.1. Linia de arbori

Linia de arbori trebuie sa indeplineasca unele conditii vitale pentru buna funqionare a navei. Aceste conditii sunt:

- sa transrnita puterea produsa de motorul principal la propulsor; - sa sus tina propulsorul; - sa transrnita impingerea generata de catre propulsor corpului navei; - sa nu introduca vibratii in sistem ~i in corpul navei, etc ..

1. i. Care este eomponenta ~i dispunerea unei linii de arbori pentru o navi eu eliee? .

R. Un astfel de aranjament este prezentat in figura 1 ~i este folosit la majoritatea navelor comerciale. Diferenta principala intre diversele tipuri de aranjamente ale liniei de axe este data de localizarea ma~inii de propulsie.

Fig. 1. Componenta liniei de arbori . ,1. lagarul pupa al tubului etambou; 2. JagaruJ pv altubului etambou; 3. arborele

portelice; 4. cuplaj prin plan§a; 5. presetupa in peretele despartitor; 6. pereteJe despartitor; 7. guler de impingere; 8. arbore de impingere; 9. reductor de viteza;

10. cuplaj prin piasa; 11. fusullagarului 4; 12. etan§are pv. A tubului etambou; 13. tub etambou; 14. peretele after picuJui; 15. elice cu pale fixe; 16. carma

Atunci dnd motorul de propulsie este amplasat in extrernitatea pupa, ca in cazul tancurilor petroliere, linia de arbori fiind foarte scurta poate fi sustinuta de catre un singur lagar de sprijin sau nu necesita sprijin. Ciind motorul este amplasat in zona central a a navei linia de arbori este suficient de lunga ~i trebuie sa fie sustinuta de mai multi cuzineti.

Seqiunea liniei de arbori din interiorul navei este nurnita linia arborilor intermediarl, iar sectiunea pe care este montata elicea este nurnita arbore portelice. Sectiunile de arbori sunt cuplate intreele prin intermediul flan~elor cu bolt. Normal, flan~ele sunt forjate solidar cu $ectiunile de arbori.

145

Cuzine!ii de sprijin sunt destina!i sa asigure men!inerea arborilor in linie dreapta pe distan!a dintre motor ;i propulsor. Impingerea elicei este transrnisa corpului navei prin intermediul lagarului principal de impingere care, in cazul motoarelor lente, poate fi localizat in prova sau pupa motorului. Atunci cand cuzinetul (lagiirul) se afla dispus in prova, gulerul sau de impingere este deta~abil pentru a perrnite montajul angrenajului, iar dad estemontat in pupa, gulerul este forjat impreuna cu arborele de impingere (sectiunea din Iinia de axe cuprinsa intre motor ~i arborele intermediar).

2. i. Ce conditii se pun pentru amplasarea motorului de propulsie? R. , Aranjament~1 Iini~i de arbori se face functie de localizarea f1an~ei

qeputere a motorului ~i localizarea elicei. Pozi!ia pro va-pupa a motorului se sta,bile~te in prima faza a proiectului. Costul ~i greutatea Iinie de arbori fiind foarte mari, din motive econornice ~i de siguranta se urmiire~te dispunerea compartimentului de ma~ini in extrernitatea pupa - cazul tancurilor petroliere. In cazul cargourilor ale carar condi!ii de pescajnu sunt legate de balastere, amplasarea motorului principal poate fi Iacuta cat mai inspre prova.

Uzual, motorul principal se a~eaza cat mai apraape de fundul interior al cpmpartimentului de ma~ini. In cazul navelor cu 0 singura Iinie axiala, in sens transversal motorul este dispus pe linia de centru a navei. In cazul navelor cu mai multe elice motoarele sunt dispuse in afara Iiniei de centru a navei, iar liniile de centru ale arborilor nu sunt paralele cu linia de _ centru a navei. Localizarea motoruhii _pe qirectia perpendieulara pe nava este controlata de catre amplasarea elieei ~i detaliile cerute de amenajarea compartim:entului de ma~ini.

3. t ' Ce cOhditii se pun la localizarea elicei? R. Localizarea elicei este deterrninata de diametrul acesteia,

toleranta dintre eliee ~i linia de baza a navei ~i de tolerantele dintre elice ~i cOrPul navei in planul elicei - fig. 2.

146

I I , , t 1 1, t "

Fig. 2. Localizarea elicei 1. pup~ lnchisa; 2. pupa deschisa;

3. carma; D. diametrul elicei a = . OBD - . 20D; b = . OBD _

. 25D c = . 15D - . 30D; d =. 03D-· 06D

A~a cum se observa din figura 2 in . toleranta lntre varful elicei ~i linia d bca~uI navel or ~u ~ :Ingura elice, 304,8 rom (6-12 inch) InA I e aza este cupnnsa Intre 1524 _

. cazu navelor de m . ~ A '

sunt nave cu pescaj rnic ~i cu mai m . are vlteza ~are, In general, depa~easca linia de baza pentr ult~ ehce, se perrrute ca elicele sa ,eIice ~i corpul navei. u a se aSlgura 0 toleranta adecvata lntre

4. i. Ce tipuri de vibratii genereaza eli I A •

R. Pe timpul functio~arii I' ce e I.? bm~uI funcponarii? forte vibratorii: . e lcea genereaza urmatoarele tip uri de

a) - forte de presiune hidrodinarnicii alte . . ~ generate de catre palele elicei ' rnatIva pe corpul navei

b) - forte alternative g d '~ , axi~le' enerate e catre lagarele de sprijin ale linie ,

c) - forte alternative transrnise de-a lun I . . P In p~incipal, sunt generate de catre ;~e~lt~~~~IU.I de arbori care,

entru aSlgurarea unui nivel satisfacator d . . .ICel. se asigure toleranta adecvata~ Alnt I' . e vlbratu la bord, trebuie sa

, re e Ice ~l supraf ta I . . punct de vedere al nivelului de 'b (" A a, corpu UI navel. Din ,mai mari cu atat performantele s~~t ra,l~'bcu cat tolerantele (jocurile) sunt

At . A ,mal une , uncI cand frecventa fortel d .'. naturala a corpului navei's ' . or e ~XCItatle coincide cu frecventa foarte dure. au a slstemulUI de arbori pot sa apara vibratii

S. I. Ca~e sunt factorii care determina numarul Iagar~~or d~ Asuspnere a liniei axiaIe? ~i poziponarea Factoru luatl In consideratie sunt: I R.

147

- structura fixa a navei ~i dispunerea ei; - uniforrnitatea reactiunilor lagarelor de sustinere a linie; - flexibilitatea liniei de arbori; - vibra{ia arborelui (vibratia laterala a frecventei naturale). Lagarele trebuie dispuse de maniera ca reactiunile acestora sa fie

aproximativ egale. Numarul total de lagiire de sprijin se alege functie de greutatea total a a liniei de axe, de sarcina unitara perrnisibila ~i de lirnitele acceptabile ale raportului LID. Experimental numarul poate fi calculat cu relatia:

R = W unde: p . D2 LI D

W = greutatea total a a liniei de axe ce trebuie sus{inuta; p = presiunea maxim perrnisa pe lagar; D = diametrul butonului arborelui; LID = lungimea lagarului / diametru.

6. i. Care sunt cauzele care duc la devierea aliniamentului liniei de axe?

R. Pe timpul serviciului aliniamentului linia dearbori este in continua modificare din cauza distorsionarilor corpului navei - hog or sag -- generate de conditiile de incarcare ~i de modul de distribuire a greuta{ilor la bord (marra, balast, apa dulce, combustibil).

Temperatura ridicata a puntii, pe timpul navigatiei in zonele calde, precum ~i temperatura scazuta a apei de mare, produc expansiuni diferentiale ~i incovoieri ale corpului navei. Aceste tipuri de modificiiri pot altera atilt deflectia arborelui cotit cat ~i modificarea aliniamentului liniei de axe.

Marea agitata produce modificari ciclice in forma navei astfel ca, la 0

nava de dimensiuni moderate corpul poate suferi incovoieri de 150 mni. De asemeni, factorii locali contribuie la alterarea aliniamentului liniei de arbori. 0 inclinare spre prova a unui lagar de impingere ~i ridicarea lagarului sau pupa poate produce 0 abatere de la coaxialitate a arborelui. o cre~tere a presiunii fluidului de ungere in cuzineti, pe timpulinceperii rotirii arborelui poate produce 0 ridicare a corpului arborelui ~i scoaterea lui din aliniament.

148

7. i. i: a~:~ode se folosesc pentru controlul aliniamentului Iiniei

R. Controlul aliniamentului se face . toate lagarele de sustinere sunt corect A c~ scopu.1 de a ne aSIgura ca

~~~~~~i~:~~~~~~:!~~~~%~n:~~fo~a~ee fpi F~~~ ~~ ;~U:~~~~~i ~~t: laserului. urn sau masurarea cu aJutorul

Metoda de ridicare cu cricuri e t f, I '-sarcinii la care sunt solicitate la a s t ~ oSIta pen~ru s~a~ilirea ~orecta a cricuri hidraulice amplasate de f g re e. rocedur~ Imph~a foloSlfea unor arborelui _ fig 3 U Iecare parte a cuzmetulm pentru ridicarea 'd' . .' n comparator cu ceas, fixat pe cuziner, l'ndI'ca-n Icarea arborelm.

2

----------

------

1 arb ' . Fig. 3. Ridicarea arborelui cu cricuri . are, 2. euzmet; 3. comparator eu eeas; 4. eric; 5. pompa hidrauliea ' 6

manometru ' .

!a?~~r~!u~e;r~~1~:~;i~~d~:~~~~~a:a c~~c~~~~u2 inregistreaza sarcina de. pe IllItiala concentrata produce deform t" I ar~ ~re~te de la zero, sarcma inregistreaza mi~carea de ridicare a :ll ~ ~ ~xu d~l. Comparatorul cu ceas

afara.din forma cuzinetului prin cre~te::a ~r~~~n~~th~~r:~~i~t:. este impins

8. j. ~~e:::;:ar~e lagare sunt folosite pentru susfinerea axului

R. Uzual, pentru astfel de sistem - fi 4 . alunecare 1 agar- '1 g. - sunt folosIte lagare de , e OSCI ante sau lagare d I' ~ouii tipuri de lagare se face cu ulei ._e rost,?go !~e . Un~~r~a primelor lagarelor de rostogolire se face pastrat I? bal propru, Iar ungerea

cu unsoare consistenta.

149

Fi . 4. Sistemul arborelui portelice .' - - . . g ic' 3 arbore portelice; 4. tub etambou, 5. J~matat'..

1. etambou, .~. aft~r p " . f' 6 jumatatea inferioara a cuzmetulUl, superioare §I mfefl~are de c~z/~e.l, . diar (nu este intotdeauna montat); 7. arbore intermedlar; 8. la~ar m~erm~_. 11 ma§ina de propu/sie cu reductor;

9. arbore de im'pi~ger~; 10. alct/U~e A I~~;~re' '14. lagare de tunel; 15. palieri de 12. ma§ina prm~/pala;. 13. b o.c elm. . ~r inaintea tunelului; 18. etan§are arbore; 16. cuzmet ~m pupa, 17. u:tITr;u: ':auna montata); 20. lagarul tubului interioara; 19. buc§a_prova. ~~ e: ~;~r~ exterioara cu aparatoare; 23. elice;

etambou; 21. ~~~~~~~~I Pi~~U~ pupa (perete de presetupa)

Baile i~dividuale de ulei ale la~~~elor au ~ac~pe: ~~g;:~:: ~:~~ . - mere simple de raClre cu apa. .

serpentme: a~a ca I d . latia apa de mare ~i este refulata direct peste preluata dm slstemu e Clrcu ,

bordu I lagarele cu cuzineti de alunecare sau oscilanti ~unt prevazuti

numa~~: 'jumatatile inferioare, cele superioare au r.ol de slmp~~ c~~~~~ Lagarul din pupa' are in~otdeau~a cuzine~i ~~l~r~~~:a~e;~~a~a sJbiectul ~i oricare dintre cele dlspuse m prova u unor incarcari negative.

9. i. i~:t::z~:!~I~~:~~!:e:!";;;~~~: ad;o; e~~s:;;:I!i p~~~~~ arborele de imping~re ca~e, pnn g~~e;:~:~aP~~~Uh.lit de ulei sub forma de propulsor. JOCu~lle ~xlale P~~~de impingere precum ~i expansiunea de pana, intre gu er ~l supor 1 '1 necesare depind parti~or in~al~ite pe~te tte~~~:t~;t:!e ~~~:~~~a ~eU;~~ingere ~i de ti~ul de dlmens1Um~e cuzl~e u ~l, . : cuzinetul se incalze~te putemlc, uleiului foloSlt. La Joeun pr~a ffil~.l exista riseul avarierii lui ~i al plerdern de putere.

150

Jocurile mai mari decatcele necesare nu produc avarii cuzinetului, dar este strict necesara limitarea jocurilor axiale pentru 'protectia motorului principal.

Pentru determinarea jocurilor de impingere se proeedeaza la deplasarea axial a a axului, cu ajutorul cricurilor hidraulice, inainte ~i

inapoi. Mi~earea totala a axului de impingere - inregistrata de un comparator cu ceas - trebuie sa fie de circa 1 mm. J ocul dintre gulerul de impingere ~i carcasa sa poate fi masurat ~i Co ajutorul sondei spion.

,',

10.1. Cum arata constructiv, un arbore de impingere? R . . Constructiv, arborele de impingere arata ca in fig. 5 - este

fabricat prin forjare, din otel, cu rezistenta la rupere de 44-70 Kg/mm2 ~i are rolul de a transmite corpului navei impingerea prod usa de catre motorul de propulsie. Diametrul arborelui se calculeaza cu relatia: dimp = 1,1 . dio [mm]

Arborele se sprijina pe unul sau mai ". multe gulere in cuzinetii lagarului sau la navele care au in instalatia de propulsare un reductor de turatie, uneori cuzinetul de impingere face corp comun cu acesta: Lagarul de impingere poate fi cu alunecarea sau rostogolirea lor.' ,

4

2

1-

Fig. 5. Arbore de impingere 1. guler de fmpingere; 2. butoni de sprijin; 3. labirinti de etan§are; 4: plan§i de

cuplare

11. I. Cum se face acoperirea interioara a buc~elor tubuluj etambou ~i prelucrarea lui?

R. Cu unul din materialele prezentate mai jos: , a) - cu doage de lemn de gaiac - fig. 6.a. Gaiaeul este un arb ore

tropical de esentii tare, eu un eoeficient de Jrecare redus in prezenta apei. Doagele montate in partea inferioara a buqei au fibrele dispuse perpendicular axa lor, iar cele montate in parte a superioara au fibre Ie dispuse paralel eu axa buq~i.

151

b)- cu textolit sau lignofoliu - fig. 6.b. Acesta este un material fabricat din furnir de mesteacan: cu grosimea de 0,S-2 mm, imbibat cu bachelita sau ra~ini pe baza de fenoli sau crezoli, presate la 0 preSil:lDe de 200 - 300 bar ~i temperatura de 1S0aC. Modul de dispunere ~i fixare in buqa etamboului este prezentat in figura6.b.

Fig. 6. Constructia tubului etambou a. cu doage de gaiac; b. cu bare de Iignofoliu; c. cu bare de cauciuc; d.

cu buC§a turnata din cauciuc; 1. buC§a metalica; 2. doage de gaiac cu fibre transversale; 3. doage de

gaiac cu fibre longitudinale; 4. bare de Iignofoliu; 5. bare de fixare; 6.

bare de cauciuc cu insertie metalica;

, 7. §uruburide fixare; 8. canale pentru trecerea apei; 9. arbore

portelice

c) - cu cauciuc - fig. 6.c. Cauciucul este materialul folosit pentru inlocuirea gaiacului. Acesta este prelucrat in bare sau casete cu insertie metalidi pentru arborii cu diametru mare. Pentru navele rnici,cauciucul se toarna direct pe buqa - ca in figura 6.d.

~relucrarea tubului etambou se'face, in mod definitiv, dupa montarea sa cu ajutorul unor strunguri mobile. Cu aceasta ocazie se executa urmatoarele lucrari:

_ onoua vizare a liniei de arbori; _ se va face verificarea concentricitatii ~i a prelucrarii; _ se face prelucrarea interioara in doua etape - degro~area ~i

prelucrarea partilor fnmtale; _ se prelucreaza buqa tubului etambou la exterior ~i se introduce prin

presare, cu diverse dispozitive. '

12. i. Ce · tipud de lagare se introduc in tubul etambou pentru arbori cu diametru ~i viteza periferica mare?

R. La navele moderne de mari dimensiuni, pentru tubul etambou au fost introdu~i cuzineti metalici, dublati cu material antifrictiune ~i ungere

1S2

cu ulei. Acest tip de lagar are 0 lungime de 1,5-2,S m, iar inciircarea poate ajunge pana la 6 daN/cm2.

~entr~ ast!el de lagare, etan~area la capete (prova ~i pupa) se reahzeaza cu slsteme de etan~are de tip "simplex compact" sau "sublim". ~cest~ etan~ari . p~rrnit verificarea cu u~urinla a uzurii lagarului ~i mlocUlrea garmtunlor de etan~are Tara sa fie necesara demontarea arborelui.

13. i. in ce cons tau operapile de montare a liniei de arbori? R. Operatia de montare a liniei de arbori consta din montarea

~rbo~elui portelice inainte de lansarea navei la ~i apoi montarea liniei mtenoare de ,arbori. Arborii cu flan~a se introduc in tubul etambou dinspre interiorul nave! .. A~borii intermediari se introduc dupa pre~~crarea postamentulUl, mdlferent daca au unul sau doua lagare de spnJm. ..

Centrarea liniei de arbori incepe de l~ arborele portelice catre motorul de propulsie, fiecare arb ore centrandu-se dupa arborele anterior. Centrarea consta in aducerea arbori1.or intermediari in aceia~i axa cui arborele portelice.

. Comparativ cu arborele de baza - de la care se pleaca Cll centrajul _ arborele ce se centreaza poate sa ocupe pozitiile:

- are axa paralela cu axa arborelui de baza dar nu coincide cu ea -deci exista 0 abatere, radiala - nurnita dezaxare; are axa in continuarea axei axului de baza dar formeaza cu aceasta un unghi - nurnit frangerea axei arborelui;

- axa poate fi atat in pozilie dezaxata cat ~i in pozitie franta. . Centrarea liniei de arbori se face, prin una din urmat~arele metode: a) - cu rigla ~i sonda.spion; b) - centrarea cu strele; c) - centrarea cu aparate optice; d) - centrarea dinamometrica.·

14. i. Ce rol are arborele portelice? R. . Rolul a~bor~lui portelice este acela de a susline elicea ~i de a-i

transmlte aceste~a rru~carea de rotatie livrata de catre ma~ina de propulsie. ~orma construchva a arborelui portelice ~i componenla sa este prezentata m figura 7.

153

I

~

2,

b. /' ,/ 6 ! ZJ " It:: ,21 I;' i ZI Ji , .I,~ , "'" ~ t(t~.-.-Illj.- . - -~.--~~ ~~ I" !ttlill II I l 1IIIIIti? ?II 8

~

Fig, 7. Arborele portelice . 1. arbore; 2. plam;a; 3. con; 4. portiune filetata; 5. buC§i de protectie din Bz;

6. canal de pana

Uzual, arb ore Ie este fabric at prin forjare din oteluri cu limita de rezistentilla rupere cuprinsa intre.44 - 52 Kgf/cm2, Diametrul arborelui are un rol determinant ~i are 0 valoare care sa nu fie mai mica decat cea determinata cu re.latia: dpe = 1,12 dint' + K ' De [mm], unde:

- dint = diametrul arborelui intermediar; - k = coeficient pentru arbori cu sau rara buqa continua de protectie;

k = 7 - cand ungerea tubului etambou se face cu ulei; k = 10 - pentruarbori fara buqa de protectie,

- De = diametrul elicei [m] Diametrele arborelui variaza pe sectiuni. Portiunea de arbore cuprinsa

intre prova buqei de protectie ~i flan~a de cuplare poate ave a un diametru mai mic. -

Portiunea arborelui pe care se monteaza elicea se prelucreaza cu 0

conicitate de maxim 11112. In aceasta sectiune este prelucrat un canal de pana sub forma de lingura, la 0 distantill = 0,2 . dpe [mm] fata de baza mare a conului. -

Pentru protejarea arborelui'la coroziune pe poqiunea acestuia care sta in tubul etambou se monteaza 0 buqa din alaina.

Portiunea de arbore cuprinsa intre cele doua fusuri, protejate cu buqe de alama, se protejeaza cu cauciuc, ra~ini epoxidice sau mase plastice.

lntre buqa de protectie de pe fusul pupa ~i butucul elicei, pentru protectia conului, se monteaza 0 garniturli de etan~are .

15. i. Cum se alege lungimea arborelui intermediar? R. In functie de conditiile de fabric are, montare ~i amplasare a

lagarelor de sprijin in compartimehtul de ma~ini. Rolul arborelui este de a face legatura intre arborele porte lice ~i arborele de impingere. Arborii pot fi plini sau gauriti daca au diametre mai mari de 200 mm.

Arborii sunt construiti prin forjare din otel carbon de calitate ~i uneori din otel aliat, apoi sunt prelucrati pe ma~ini unelte.

154

Diametrul arborelui se determina cu relatia'

dint = 92· ~P/n(l + k) [mm], unde: "

P = pute:ea no~nala la arborele intermediar (CP); n = turatla nonunala la arborele intermediar (rot/min); k = q (a - 1) -Ia instalatiile cu motoare cu ardere intema'

q = 0,5 - pentru instalatiile cu motoare in 2 timpi; , q = 0,4 - pentru instalatiile cu motoare in 4 timpi. _

16. I. Cum se procedeaza la centrarea Iiniei de arbori cu rigla §i sonda de mana (spion)? .

R: L~ determinarea deplasarii liniei de arbori cu ajutorul riglei ~i al sondel splOn se procedeaza dupa cum urmeaza:

- arborele de centrat se apropie de arborele de baza in a~a fel ca intre flan~ele lor sa ramana 0 distanta de circa 0,5 - 1,0 mm. .-

- ~e a~e~~a riglaA me.talic~ de .control pe flan§a arborelui mai ridicat,

l~ pozlt~a s~us,. m dlrectle ~xlala, c;a in figura 8 ~i se masoara spatiul dl~tre ngla ~l flan~a mal coborata cu ajutorul sondei de mana. Distanta masurata se noteaza - ZS'

- se a~:aza :i?la in pozitia de jos, pe flan~a arborelui, mai coborat ~i se ·masoara Jocul - Zj.

- se a~:aza :i?la in pozitia tril;>ord, pe flan~a arborelui mai deplasat ~i se masoara Jocul - Zt. ,

- ~e a~eaza rig~a i~ po~iti~ babord~ pe flan~a arbo~elui mai deplasat mspre ~aceasta dlrectle ~l se masoara distanta Zb - djntre rigla ~i cealalta flan~a. -

~ Can~ se proced~aza ~a ~etermina;ea frangerii arborilor, unul fata de celalal~, m pl~n ve,rtlcal ~I onzontal se ,masoara cu ajutorul sondei jocuriIe -:- Ys .~I Y j, ?mtr: capetele. f:ontale, ale flan~elor in pozitia sus ~i jos ~i Jocunle Yt ~l Yb mtre margmlle flan~elor in tribord ~i babord.

Rezultatele valorilor masurate se inscriu intr-un tabel de forma tabelului 1.

Tabelull Locul jocuri Suma Deplasar jocuri diferenta diam. frangerea masurarii masurate jocurilor [mm] masurate jocurilor t1an~ei [mm] sus Zs Z - z. Y Zs+Zj _' __ J , Ys- Yj D

y-y os Z 2 Yj -y tribord Z, Z, - Zb Y, Yt - Yb babord Zb

Z,+Zb Y'-Yb D 2 Yb I> (dimensiuni In milimetri)

155

Fig. 8. Centrarea arborilor cu rigla ~i sonda de mana

Dupa ce au fost stabilitevalorile pent:u d~pla~ari ~i !ran~eri ac~stea se compara cu cele stabilite la constructle ~l se lau masun funcp~ de rezultate. In cazul in care valorile obtinute nu corespund cu cele speclfi~e se reia centrarea arborelui prin deplasarea lui corespunzlltor cu frangenle ~i deplasarile, apoi se repeta masuratorile. Operatiunile se repeta pana ce

se obtin valori in limite admisibile.

17. t Cum se executa centrarea cu strele a liniei axiale? R. 0 alt~ metoda pentru verificarea coincidentei liniei de axe a

arborilor · este aceea a celor doua strele. Metoda ne da po~ibi1itatea ~~ ca1culam gradul de deplasare sau frangere a liniei de axe ~l de a stablh modul de reinediere al divergentelor. .

Operatiunea de centrare incepe cu montarea pe flan~a . arborelUl de baza, sub un unghi de 180° doua platbande de metal cu groslme~ de 8-10 mm ale caror capete sunt indoite la 90°, numite sageti extenoare. P~ flan~a arbore1ui care se monteaza (centreaza) se fixeaza tot sub .un u.?gh~ de 180°, alte doua platbande metalice, cu capete drepte, numlte sagep

interioare, ca in figura9.

156

Fig. 9. Centrarea cu strele I - strela 1; /I - strela 2; A - buloane de reglaj

lntre flan~ele celor doi arbori trebuie sa fie un joc satiSIacator pentru a nu permiteatingerea lor in timpul rotirii. Buloanele de reglaj trebuie sa aiba capetele bine rotunjite ~i ~lefuite ~i sunt prevazute cu contrapiulite. Buloan.ele sunt introduse in orificiile filetate de pe strele ~i dupa reglaj sunt bme fixate cu contrapiulite. Distanta dintre centrele buloanelor orizontale, pe cat posibil, trebuie sa fie egala cu L = I m, iar acolo unde acest lucru nu este posibil distanta poate fi oarecare. In asemenea situatie diferenta dintre media frangerilor se va imparti la distanta masur~ta dintre cele doua buloane.

Dupa montare strelele se imperecheaza ~i se noteaza sageata I ~i

sageata II. Aceasta imperechere va fi pastrata pe toata durata masuratorilor. Arborii se vireaza in a~a fel ca cele doua perechi de strele sa ajunga in pozitie vertical a dupa care, cu ajutorul unei sonde de mana, se va stabili jocul minim intre capetele ~uruburilor de reglaj ~i strele, ast~~l. ca, pe. timpul virarii arborilor sagetile sa nu se atinga. Pe timpul rohrn arbonlor se vor lua mas uri de prevenire a deplasarii axiale a arborilor. .

Rotirea arborilor se face pe 360°, iar masuratorile se fac dupa directia Z ~i Y se fac la flecare 90°. .

Exactitatea masuratorilor pentru deplasarea liniei de arbori se veri fica prin compararea sumelor masuratorilor - sus - jos ~i Tb - Bb, care trebuie sa fie egale.

Valorile masurate se inscriu in tabele ca cele de mai jos:

Deplasarea liniei arborelui Tabel2

Locul Jocul z (mm) Suma jocurilor R<r~ultatul mlisu- Diferenta

deplasani pe Concluzii Sageata Sageata (mm) sumelor (mm) rani I II 1/4 din rotatie

Arborele care se Sus (s) ZSt ZS2 Zs = ZSt+ZS2 centreaza se:

Z' =Zs-Zj 1 - ridica cu

Zv=Z"-

Jos G) 4 .................... mm

Zj t Zh Zs = ZS t+ZS2 - coboaracu .. .. ...... .. . : .. .... mm

Tribord Ztt Zt2 J Zt = Ztt+Zt2

Arborele carese , (Tb) " 1 centreaza se:

,Babord Z' = Zt - Zt 2o=Z'- - deplaseaza spre

Zbt Zb2 Zb =Zb t+Zb2 4 Tb cu .... ....... mm

(Bb) Bb cu .. ......... mm L-

157

Frflngerea (fncovoierea) liniei arborelui

Locul Jocul y (mm) Suma jocurilor Diferenta Dist.lnlre Manmea

masu-puncte fffingerii Concluzii

rani Sageata I Sageata II (mm) sumelor (mm) masura mmlm

Sus (s) YS1 YS2 Ys = YS1+YS2 frangere

Y'=Ys-Yj L Yv - l admisaln - 2L planul vertical

Jos U) Yjl Yh Ys = YS 1+YS2

capatul opus al

Tribord Ytl Yt2 Yt = Ytl+Yt2 arborelui se

(Tb) Y" de-plaseaza

Y'=Yt,-Yt L Yo= 2L spre ........... culung.

Babord (Bb)

Yb1 Yb2 Yb= Yb1+Yb2 arborelui In-mul~ta cu va-

_ Masuratorile inscrise intre sagetile 2 sunt facute pentru 0 rotirea

arborelui cu 180°. _ D = diametrul flan~ei de cuplare [m]; _ Frangerea liniei axului se raporteaza la 1 metru liniar din lungimea

arborelui; Dupa stabilirea valorilor frangerii, pentru a determina cu cat trebuie

ridicat sau coborat, deplasat spre stanga sau spre dreapta, capatul opus al axului se va masura lungimea arborelui de la locul masurarii pana la punctul de sprijin ~io tnmultim cu frangerea pe 1 m. din lungime.

18. i. Cum se face centrarea cu aparate optice? R. Acest tip de centraj se executa in cazul liniilor de arbori lungi

sustinute de lagare cu alunecare .. Cu ajutorul aparatelor optice speciale se face vizarea axei teoretice a liniei de arbori. Aparatele optice se monteaza pe flan~a de putere a motorului principal - atunci cand acesta este montat _ sau in prova compartimentului de ma~ini cand motorul nu este montat. De altfel, in asemellea situatie se centreaza lagarele de sustinere, arborii

nefiind montati. Lagarele arborilor intermediari se centreaza dupa axa teoretica prin

vizarea . unor repere care materializeaza axa geometric a a lagarului .. Pe,ntru realizarea centrajului, deplasarea lagarelor se face cu ajutorul ~uruburilor ' de reglaj. Centrarea lagarelor este considerata buna in cazul tn care reperele de pe lagare coincid cu axa teoretica a liniei de arbori',

158

vizata optic. Cand se ajunge la concluzia ca arborii sunt centrati, se trece la fixarea lor pe postamenti cu ajutorul penelor ~i ~uruburilor.

Odata te~nat~ centra~ea l_~garelor se trece lao introducerea ~i

mont~rea ~rbonlor llltermediari. Inaintea cuplarii arborilor cu arborele porte.bce ~l motor se verifica descentrarea acestora la flan~ele de cuplare, cu aJutorul strelelor. Cand descentrarile se afla in limite admisibile flan~ele se cupleaza definitiv. . ,

19. i. Cum se procedeaza la centrarea dinamometrica a liniei de arbori?

. R. Aceasta metoda. de centrare este cunoscuta ca fiind metoda sarci~ilor ~dmi~ibile pe lagare ~i este folosita la centrarea liniilor de arbon lung~, ~ustlllute d~ un .n~~ar mare de lagare, dupa centrarea optica a lJ1otorulUI ~l fixarea lUI deflllltIva pe postament.

Arborii intermediari se introduc la bord cu lagarele de sprijin deja mont~te, s~ procedeaza la executarea unei centrari provizorii cu arborele port~hce .~l cu m?torul, dupa care cuplajele se asambleaza definitiv. L~gare.le. llltermediare se monteaza pe doua dinamometre, astfel incat, P~lll ndlcarea lagarelor sarcina este preluata ~i indicaHi de catre dlllamometre. .

Pozitia l~garelor se orienteaza prin intermediul ~uruburilor de reglaj ast~el ca dl?amometrele s~ indice. valorile sarcinilor calculate prin p:01ectare. Cand aceste valon sunt atlllse, centrajul se considera terminat ~l se .fac masuratori pentru stabilirea grosimii penelor intermediare. Functi~ de sls~e~ul de cuplare a ' arborilor, valoarea admisibila a frangerii ~i deplasam acestora, la montaj ~i in exploatare este prezentata in tabelul 3.

Tabel 3 Valori admisibile

Tipul cuplarii la montaj ~'. ,

in exploatare

deplasare (mm) frangere (nim) deplasare (mm) frangere (mm)

rigida 0,Q2 0,05 0,3 0.3

mobila cu bolt 0,03 0,10 0,10 0,20

elastica cu bolt /

O,QI 0,05 0,15 0,20

C~and t~trAe arbo.rele portelice ~i cel intermediar exista 0 cuplare rigida, fli5ut~ dupa 1ll1oCUIrea doagelor de gaiac sau a barelor de cauciuc flira ra,lbUIrea gaurilor din fl~n~ele de .cuplare, jocurile la montaj pot fi de 0,5 nun pentru deplasare ~l de 0,4 mm/m pentru frangere, cu conditia ca

fdngerea sa se reduca prin anularea dep,lasarL I,n exploatare, I~:;~ arborele portelice' ~i cel intermediar se adnut abaten de 0,7 mm pe , d 1 ' d 0 10 mm/m daca prin cuplare frangerea se reduce lar ep asare ~l e , , uzura ramane stationara (nu mal cre~te),

20. t Ce reparapi se fac la linia de arbor~~ _, _ ' R. Componentele liniei de arbori se ve~lflca ~1 repar~ pe repere, lar

In final se verifica ~i se centreaza In totahtatea sa ~~pa care s~ fac: centrarea cu motorul. Lucrarile de verificare ~i reparatll se executa dupa cum urmeaza: ~ "1

' - la reductorul de turatie - se veri fica ~i se aduc ,m norm~ Jocun e Intre rotile dintate ~i In lagare ~i se rectifica fusunle arbonl~r, , la cuzi~etul d~ Impingere - se veri fica ~i se aduc In norme Jocunl~ de montaj ~i de ungere care sunt acelea~i ca ~i , cele p~ntru ,ar,b?n!

t 'ti' Ca~nd uzura compozitiei depa~e~te 60% dm groslmea Inltlala co 1 , " d t' te de ace~sta se retoama ~i se ajusteaza cu 0 preClZle e ~ rei , pe vopsea la un patrat cu latura de 25 mm, Arborele de lmpmgere -figura 10 - fiind cuplat direct ,cu motorul, se ~erifica tolerantele de prelucrare iar fusurile se ~lefUlesc sau se strunJes:, ,_

Jocurile axiale la gulerul de Impingere al arborelUl tr~bUle sa ~e de ~ - 1 002 mm atunci dnd diametrul fusurilorarborelUl nu depa~e~te

pana a , f 'I t ' mare de 300 mm ~i de maxim 0,03 mm, dnd diametrul usun or es e mal 300mm,

160

Refacerea jocurilor specificate mai sus se realizeaza prin rectificare, In mod obligatoriu se rectifica fetele frontale ale flan~elor de cu?lare ~i fusurile arborelui, iar tolerantele se iau dupa clasa a doua de precizie _ ajustaj cu joc alunecator,

Ovalitatea ~i conicitatea fusurilor arborelui nu trebuie sa depa~easca 0 valoare radiala de 0,03 mm,

21.1. Care este componenta unei instalapi de propuisie eu transmisie eleetricii?

R. La aceasta instalatie ma~inile termice, ireversibile, sunt cuplate direct cu generatoarele electrice, Energia electrica este distribuita, prin intermediul tablourilor de comanda, unor electromotoare reversibile cuplate cu arborii portelice - fig II,

I.

l:L...-~T 3 . 2 f ~·-'-11tn/ _/. ./

; -~~eet ~!!l- "I

Fig. 11 , Instalatia de propulsie cu transmisie electrica 1. ma§ina de propulsie; 2, generator; 3, tablou electric; 4, electromotoare; 5, elici

Acest sistem este folosit la remorchere, traulere, spargiitoare de gheata sau alte nave care au un regim functional mdelungat la viteze variabile, Linia de arbori dispare complet m cazul folosirii transrnisiei electrice,

22.1. Ce rol au reduetoarele de turape? R. Au rolul de a adopta caracteristicile de functionare ale ma~inii de

propuisie cu cele ale' propulsorului,

Dupa destinatie, reductoarele de turatie folosite In serviciul maritim ~unt:

- reductoare pentru instalatiide propulsie cu motoare diesel -:: reductoare pentru instalatii de propuisie cu turbine, In general, reductoarele cuprind un anurnit numar de rod dintate sau

trenuri de roti dintate, care formeaza una sau mai multe .trepte de reducere, functie de valoarea raportului de transrnisie ce urmeaza a fi realizat (1),

161

reducere, functie de valoarea raportului de transrnisie ce urmeaza a fi realizat (1).

i = nmax/npr - nms = turatia ma~inii de antrenare - npr = turatia propulsorului In cazul instalatiilor cu motoare diesel sunt folosite urmatoarele tipuri

de reductoare: - simple sau normale, combinate cu motoare reversibile sau cu

motoare unisens ~i elice cu pas reglabil; ~ cu dispozitive de inversare a sensului de mar~ - reductor-inversor,

la motoarele unisens. La instalatiile de propulsie cu turbine cu abur se folosesc atat

reductoare monoetajate cat ~i polietajate. Componentele principale constau din pinioane ~i roti din tate mari, prev1lzute cu dinti elicoidali. Intrucat ratile cu dinti elicoidali produc forte axiale, uZ~fll se folosesc doua trenuri de angrenaje paralele la care, pinioanele ~i ratile au dintii taiati in directii opuse, fapt ce duce la compensarea fortelor axiale ce iau na~tere.

5.2. Elicea

23. i. Ce tipuri de propulsoare navale se folosesc pentru antrenarea navei?

R. Dupa modul in care este prod usa fofta de impingere propulsoarele navale sunt:

- cu actiune (active) - velele; rotoarele Flettner; - cu reactiune (reactive) - zbaturile, elicele, propulsoarele cu

aripioare. La prapulsoarele active forta de impingere este creata de catre

energia unei surse exterioare, in timp ce, la propulsoarele reactive forta de impingere este rezultatul reactiunii maselor de apa refulate in sens opus rni~carii navei.

In prezent, cel mai raspandit tip de propulsor este elicea, care este propulsorul utilizat la toate tipurile de nave. In practica uzuala sunt folosite atat elicele cu pas fix cat ~l cele cu pas variabil.

24. i. Cum este construita ~i caracterizata geometric 0 elice cu pale fixe?

R. In marea lor majoritate, elicele de acest tip sunt construite prin turnare, iar palele lor sunt solidare cu butucul. In cazulin care palele sunt

162

confectionate separat, fixarea lor e b . ajutorul ~uruburilor. p utuc se face pnn sudare sau cu

Palele elicei In numar par' . butucului A~a ' sau lmpar, sunt dlspuse simetric in jurul de: . cum se poate vedea in fig. 12, pala elicei este caracterizata

- bordul de atac (1) h' Inainte' - muc la cu care pal a despica apa la mers ,

- bordul de fuga sau scurgere (2) m h' . pala; - uc la prm care apa parase~te

- fata . palei sau intradosul (3) - la mersul navei ~. . preSlUnea r~activa a curentului de apa refulat; mamte prela dosul palel sau extradosul - este 0 su rafata '.

mpreerZsi~ta c~nvexitatea ce asigura grosime~ paiei, d:st:si~~~~~A ~ae mapoI.

z

Fig. 12. Elice cu pas fix 1. muehie de atae; 2. muehie de

~eurgere; 3. fata navei; 4. seetiuni prm grosimea palei; 5. butueul elieei"

6. eoafii de proteetie. '

Din sectiunile Tacute in pala se t b ~ . groas~ la butuc ~i mai subtiri catre vasoa e 0 serva ca acestea sunt mai

Ehcele se construiesc cu pas drea t ~ fetelor palelor observam ca m . p ; . sau pas stanga. Cand la privirea observator tlecat mar inea din ar,?"mea ~n dreapta este mai departata de margine a din stanga !te mai In~:pn:~ ~!lcel~ este cu pas dreapta, iar cand

G '. a a, e lcea este cu pas stanga eo~etnc, ehcea este caracterizata de: .

, - dlametrul (D) - reprezentat de c~ d' . '. descrise de varfurile pal 1 atre lametrul Clrcumfermtel . , e or. . ~ Valoarea diametrului elicei variaza functie de rna . .

ca, pentru ~alupe ~i nave rnici D _ 04 0 6 '. nmea navel, astfel 5-8 m. - , -, m, lar pentru navele mari D =

163

- pasul (P) - reprezentat prin distanta masurata pe generatoare, Intre doua spire succesive ale elicoidei, se exprima In metri.

- raportul pasului - PID = 0,6-0,2 - unghiul de pas (yep) este unghiul dintre desfa~urata liniei elicoidale

~i desIa~urata circurnferintei bazei cilindrului tg y = P12nR . tg . y

- diametrul butucului (Db) - se deterrnina cu relatia: Db = 0.15-0,25.D [m] Geometria palei eIicei este caracterizata prin: - grosimea maxima (t); -latimea (c); - grosimea relativa (0) - exprimata ca fiind raportul dintre grosimea

maxima ~i Iatimea palei, are urmatoarele valori: o = tic; 0 = 0,20 - 0,25 - pentru sectiunile de la radacina

palei ~i 0= 0,002 - 0,005 -la sectiunile de la varful palei.

Numarul palelor elicei se aleg astfel Incat sa fie evitate vibratiile ~i fenomenele de cavitatie.

Forma ~i dimensiunea butucului se aleg functie de materialul din care este construita elicea. Uzual aceste materiale sunt - bronzul manganos, aIiajele Cu, Ni, Al ~i otelul tumat.

25. i. Faeeti 0 deseriere elieei ell pas reglabil. R. EIicea cu pas reglabil ocupa un loc important In randul tipurilor

de propulsoare navale, ea fiind aceea care are posibiIitatea de a-~i

modifica pasul pentru a reaIiza cerintele impuse de conditiile de rezistenta. Modificarea pasului este efectuata prin rotirea palelor In axa lor verticala, printr-o mi~care hidrauIica sau mecanica.

Elicele cu pas reglabil sunt folosite cu precadere la nave Ie cu caracteristici speciale - cum ar fi remorcherele, pescadoarele ~i In generalla cele prevazute cu motoare de propulsie unidirectionale. .

Propulsoarele de acest tip sunt folosite pentru puteri cuprinse Intr~ 500-30.000 CP, pentru cele mai diverse tipuri de nave. Primul model pe astfel de propulsor, ~i de atunci cel mai cunoscut, a fost realizat cu comanda hidraulica, de catre firma Suedeza KaMeWa In 1937. In acest propulsor, pasul este modificat de catre un servomotor montat In interiorul butucului elicei. Servomotorul consta din unul sau doi ciIindri hidraulici In care actioneaza pistoane cu tija, care-~i modifica pozitia pe care 0 ocupa In cilindru functie de diferenta de presiune care Ii se apIica. Curgerea uleiului la ~i de la servomotor este controlata printr-un sertar

164

alunecator din tija p' t I'· catre 0 tiJ'a tUbulara~s °cnarUeUltr' sertar~l aluneca~or este actionat mecanic de

, ece pnntr-un onfic' . A

portelice ~i este conectata la ni~t I . l~ practIcat m arborele distribuitor de ulei. e eVlere operaponale montate Intr-un

~er~omotorul cu.un singur piston este prezentat In fig 13 aca sertarul dlstribuitor este' A A ' "

distributie sunt eliberate perrnitand fill ~clat. mspre m.apOl, orificiile de . . .. , u em Ul sub presmne sa - . l~tenorul tIJei sertarului In partea frontala a pistonului fa A d ~urga pnn sa se deplaseze Inspre mapoi 1m reun _ .. can. u- pe acesta orificiile de distributie se afla iar- ~ A a ~~ tIJa sertarulUl, pan a cand deplasat Inainte, pist~nul distribUi~~;UII:ts~zd~;I~~utra: paca ~ert~rul este

Odata cu rni~carea Intre ului a . eaza I?Spre mamte. sabotul alunecator In capul :e cruc~s~I?blu al pI~ton~IUl. se deplaseaza ~i parte a sa inferioara, un sabot alune~a:~~~e ~ala a eh~el are prevaz~t, in astfel ca, orice rni~care a isto I' lxa pe un uton de mamvela aceea~i modi~ic.ar~ de pas in Pfiec;~ ~~l:~rvomotorului va provoca exact

Intrarea ~l le~lrea uleiului in mecanis I d' . . prin intermediul unui distribuitor de ulei mu l~ b~tuc~l ehcel se face oricare latura a cutiei de . montat In l?tenorul navei - pe intermediar. angrenaJe sau pe 0 secpune a unui arbore

. Presiunea de ulei este de aproximativ 40 b . A • •

pIston ~i de circa 130 bari in cazul u 't-til an, _In .cazul unUl smgur butuc. m a, or cu doua pIstoane montate in

165

Fig. 13. ~Iice cu pas variabil ~i com_anda cu un singur piston

. 1. pala cu. flan~ii; 2. §urub pentru flxa:ea r:alel; 3. mel pentru etan§area

palel; 4 .. mel de sprijin; 5. butucul elicei; 6. pIston servomotor; 7. cilindrul butucului; 8. conul butucului; 9.

a'?,san:blul regulatorului principal; 10. t~a plstonului §i capul de cruce; 11. PlvotU~ p_alei integrat cu butucul; 12.

:ulls~ pentru orienta rea palei prevazuta cu orificiu pentru maneton'

13 .. disc maneton pentru orientarea' palel; 14. s.upa'!,ii de sigurantii pentru p~rt~a de joasa presiune din butucul

ellcel; 15. arborele portelice cu flam~ii .

JA Care sunt termenii care definesc caracteristicile elicei de 26 •. propulsie? . . . ., .

R. Termenii care definesc caractenstlclle unel eh~e sunt. . a) _ Diametrul elicei - este diametrul cerculut descns de catre

varful palelor sale. . . A . b) _ Pasul - cand un punct se rote~te in jurul unel axe ~l. m ace~a~l

timp, se deplaseaza paralel cu acea~ta: punctul descne ~ ehce. Distanta dintre doua varfuri ale ehcel est~ p~s~l. Daca ~asul elicei este constant pe toata lungimea ~l latt~e~ pa~el, se considera ca acesta este uniform. Dad pasul vanaza ~adtal sau circumferentiar, se considera ca elicea este cu pas neumfo~.

c) _ Unghiul pasului - este descris in fig. 14, unde: AB = D, lar BC = pasul ~i e = unghiul pasului; D = diametrul elicei. . .

In cazul unei elici cu pas constant de~i BC raI?ane ~emod~flcat, AB va cre~te de la butuc spre varf, fapt ce face ca unghlU~ e s~ sc~d~. _ .

d) _ Raportul pasului - este dat de valoarea obtmuta ~nn l~partlfea pasului mediu la diametru. Cand raportul este umtar ehcea este

considerata a fi dreapta. ., . e) _ Directia de rotatie - daca atunci cand pnvlm dm pup~, la

f)-

mersul inainte, elicea se rote~te in sensul acelor de ~easormc ~e spune ca aceasta este cu pas dreapta, iar dad rotlrAea este m sensul invers acelor ceasornicului elicea este cu pas stanga.

Fig. 14. Unghiul pasului elicei _ . a 0 singura masura a pasului; b. mai multe masun de. pas

. AB - diametrul; Be - pasul; be - inelinatia pasulw

Siajul elicei - impingerea apei inainte de cat~e prova n~v~i la deplasarea navei inainte se nume~te siaj. Vl~eza relattva ~e inaintare a elicei prin apa va fi mai mica decat vlteza observata a

166

naveL Aceasta diferentli de viteza, exprimata ca procente din viteza navei, este cunoscuta sub denurnirea de coeficient de siaj.

~iajul variaza considerabil cu forma navei, dar cu cat forma acesteia este mai nehidrodinarnica cu atat siajul este mai mare.

27.1. Cum poate fi calculata alunecarea aparenta a unei nave? R. Alunecarea aparenta este calculata de catre mecanici din viteza

navei (V s), turatia motorului ~i pasul elicei, este 0 reprezentare a vitezei inregistrate de catre nava cu viteza teoretica derivata din pas ~i turatia elicei ~i nu trebuie confundata cu alunecarea reala care se refera la viteza de avans (V A)'

Alunecarea aparenta se determina cu relatia:

Sa = P . N - V = 1 - (~) unde: P·N P·N

Sa = alunecarea aparenta P = pasul N :;= rotatii pe rninut V = viteza observata a navei

28. I. Care sunt materialele folosite Ia fabricarea eliceIor? R. Materialele folosite la constructia elicelor trebuie sa fie rezistente

la actiunea coroziva a apei de mare. ~i la coroziunea cavitationala; acestea trebuie sa fie capabile sa reziste la ~ocuri puternice ~i sa aiM bune calitati de turnare. De asemeqea, materialele trebuie sa fie reparabile ~i sa poata fi bine ~lefuite. Pentr~ a se putea realiza elice cu pale subtiri, in scopul cre~terii randamentului ~i reduct;rea cavitatiei, materialele trebuie sa aiM (, bunarezistenta la rupere.

Cel ,mai utilizat material pentru elicele de mari dimensiuni de la petroli~rele gigant (VLCC) care au greutati de circa 80 t, este bronzul cu rezistentli mare la rupere - nurnit adesea ~i bronz mang<'mez. Acesta este un aliaj cupru-zinc continand mangan, alurniniu, fier, cositor ~i nichel.

La ora actuala cel mai folosit material este bronzul de aluminiu in compozitia ciiruia intra:

8-10% AI, 10-12% Mn, 2-3% Fe, 2-5% Ni ~i restul Cupru. Materialul are 0 bun a rezistenta la rupere ~i 0 buna prelucrabilitate. Pentru elicele mai putin performante poate fi folosita fonta. La ora

actuala sunt folosite tot mai des elice fabricate din otel inoxidabil.

167

29. t Ce avarii sunt specifice elicelor?.. ~ R. . A variile elicelor pot varia de la deformatllie u~oare, aparute .ca

urmare a lovirii unor corpuri imerse, pana la indoiri severe ~i rupen a unor portiuni din pale - ca urmare a u~ui .impa~t f?arte dur cu cheu~: fundul sau alte corpuri imerse de man dimensmlll. Asemenea avarn produc 0 dereglare a scurgerii apei de-a cu~~ezi~~l p~~elor, f~pt ce ~e ca rezultat pierderea randamentului, apantla vibratllior ~l erozmnea

materialului. ' . . In urma unui impact pot sa apara fisuri ~i crapaturi in mar~mlle palelor. Altemativ, este intr?~~s in masa pale! lovita, un. st~~s mtern datorat raeirii rapide a incalzlfll locale produse m urma 10Vlturn, fapt ce

duce la aparitia unor fisuri serioase in pal~. ..' . In afara acestor avarii, in timpul functlOnarn, ehcele man sunt supuse

la: a) _ cavitatie - care, in mod normal, este speeifica €lici~or .de mare viteza supuse la sareini mari. Aceasta este~ prod~sa ~dm c:uza ina!timii sau aspiratiei excesive. Cu aceasta ocaZle m zopa se formeaza bule miei de vapori de apa ~i aer, care se sparg vIolent lasand apa sa eiocaneasca puternic d?su~ p~lei ~i sa-i prod~~a acesteia eiupituri in material. Uzual, clUpltunle se transf?rma ~n gauri cu adaneimi apreeiabile, un~o:i !il. foa:te scurt tlmp, m cazul conditiilor particulare de sarcma ~l vlteza. , . ..

Eroziuni similare de material apar ~i pe fat,\palei, in zona marglllli conducatoare,din cauza unghiului defectuos . de scurgere; acest lucru poate fi e'vitat prin modificareil1nclinarii ~ar~inii. de atac. ... .

Cavitatia spatelui palei poate fi redusa p~l!l IDlqor~rea sectlUnll palel, dar grosimea palei este determinata de catre tensmnea la rupere a

materialului. . . . b) _ coroziunea - care este ,un atac chimic sau elec~.oc,hll~lle asupra

suprafetei metalului initiat de catre componentll apel de mare. Pittingul (ciupiturile) aparutin aceast~ mankra d.uce la c~e~~erea rugozitatii suprafetelor palelor reducandu-Ie rezlstent~ ~l ~lte:a de scurgere a apei de pe acestea. Acest lucru se .m~~lfesta. pnn reducerea randamentului elicei ~i scaderea groSIIDlI efectlve a

p~ei.· . c) _ eroziunea - este un atac mecani~. asup~a suprafetel metal.ul~l

'provocata de deranjarea curgern apel peste ?~l~le ~hC~I: Eroziunea mai poate fi produsa ca urmare a apantlel cavltatlel

sau datorita unui proiect incorect al formei palei.

168

------------------------ax. 30. i. Cand ~i cum se Cac inspectiile la elice?

R. ~a ~e.care andocare a navei, elicea trebuie examinata eu atentie~i c~le ~al IDlCI defecte vor fi rectificate imediat. In mod similar, ~rice ~lbrat~e sau ~gomot anormal, produse pe timpul navigatiei, vor fi aterit mves~lg~te ~l d~ca nu pot fi stabilite din interior, cu prima ocazie va fi mcuta 0 mspectle subacvatica. ~ Este ~ecomandabil ca inspectarea ~i repararea elicei sa fie mcuta de

catre fabncant. . . Fis~ril~ formate pe sau ill zona marginilor pale lor, indiferent de

d?me.nslUlllle lor, reprezinta un pericol potential pentru"elice. Daca flsunle se afla in apropierea butucului - in 'cadrul a 0,45 din raza elicei -repa:area a~estora se va face numai in conformitate cu recomandarile fabr~ca~tulu.1 deoarece indHzirea materialului in 'aceasta zona introduce te~sl~lll rezlduale care pot fi eliminate numai prin recoacerea completa a ehcel. '

~ ~isurile de ~c~ dime~si~ni pot fi temporar stopate sa continue prin gaunrea e~tre~IDltaplor. Gaunle de limitare, cu diametre de pana la 10 mm. trebUle sa fie "dopate" pentru a se evita orice risc de cavitatie.

31. i. Ce factori contribuie la mi~carea arborilor Cata 'de corpul navei?

R. Mi~earile axiale ale liniei de arbori, fata de struc~ura navei trebuie sa~ asigure tolerante corespunzatoare intre eiice ~i structura p~p~ ~i tolerante~ mtre carcas~ lagarelor de sprijin ~i elementele de "rbtire fixate pe arbore, III zona lagarelor, deflectoarele de ulei, inele sau discuri de ungere, etc.

Factorii care contribuie la mi~carea arborilor fata de structura corpului navei sunt:

- tole~ant~le d~n l~garul ~e ~mpingere - tolerantele dintre gulerul lagarulUl ~e lmpmgere ~l pletrele d,e impingere permit 0 mi~care corespunzatoare prova-pupa intregului sistetn de arbori.

- deviapa, axiala - efectul d,e impingere al elicei are ca rezultat pro~ucerea ~nor deviyri axiale miei in linia de arbori ~i in cuzmetul de lmpingere.

- diCerentele de temperatura :- linia de arbori se poate gasi la 0 temperatu~a variabila fata de t~mperatura structurii corpului. In general, dlferenta de temperatura dintre cele doua structuri poate fi de 20-25°C. . .

Valoarea ~ax~ma a mi~carilor axiale ale elicei fata de corpul navei este de aproxlmatlv 12 mm, in cazul navelor cu 0 linie de arbori foarte

169

. . t' 50 rom in cazul rt~ cazul tancurilor petroliere ~I de aproXlma IV , scu a - . .

navelor cu linii lungi de arbor~ . I I cu deplasament mai mare de

Tinand cont de ~~~:~~t~e:l:i~~i:i :v:r~ori se face cu nava la apa. Nu 800 tone, centrarea .. . . . d I plutitor. se admite predarea centrarn hmel cu nava pe ocu . ,

apa? . 32. t Ce este un tub etambou uns t~Udintr-~n numar de doage de lemn

R. TraditionaI Jlagllrul .puP~ cons ~ . teriorul unei buqe metalice ~i de gaiac sustinute cu benzi de ronz m m

este uns cu apa de mare. . A artea sa upa de catre etamboul Tubul etambou este sustmut ~ P etele Ppicului prova (perete de

• ., A artea sa prova de catre per ~ . ehcel, la~ m P ~ I tubul etambou este construit din fonta ~l .ar~e Presetupa). Faptul ca, uzua , . d laga~re de sustinere putermca.

. b'l ~ sta are neVOle e ' o greutate apreCla I a ~c~ I' t ta in afara bordului retine tubul o piulitll confectionata dm ote ~l mon a in pozitie - fig. 15.

6 7

6 7 9

8 5

Fig. 15. Tub et~m?~ub~~~~ :;;;ei; 4. capatul arborelui 1. etamboul elicei; 2. arborele porte~ce~. :, peretele picului pupa (peretele de

portelice; 5. tubul etambo~);. 68· Pd(eaSgeeU~e'g~iac' 9. piulita elicei presetupa, . 0 . ' .

" • ~ A '1' pe peretele picului, prin Flan~a din prova est~ mentmuta l~ POZI::, care intra pe la partea din

intermediul unor ~urubun s~date . . Apa el I?a d~ ungere ~i rllcire are . n intermedlUl slstemu Ul . . '

pupa sau pn . . roduce coroziuni galvamce. comportamentul unUl electroht c~re P 'bratiilor calitatii inferioare a

Uzura excesiva a lagare~or. dmd.cauzat IVlr dl.'n apft sau a~arierea elieei, ~ .. ~ . . 'pulUl q se Imen eo. d prelucrarn prezenta mSl ~ . . I' Uzual penoada e

poate duce la 0 inlocuire umpune a galacU Ul. ,

170

i'nlocuire a gaiacului este mai scurta la navele petroliere ~i rnineraliere --: circa 18 luni.

Partea centrala a tubului este conectata la 0 linie de serviciu apa de mare, care impreuna cu apa patrunsa intre arbore ~i buc~a, asigura ungerea ~i racirea. In partea din fata (pv) este prevftzuta 0 etan~are cu presetupa ~i gamitura vegetala care se strange de maniera de a perrnite 0

scurgere foarte u~oara de apa de-a lungul arborelui ~i in putu1 santinei. Toleranta lagarului trebuie sa fie suficienta pentru a asigura , circulatia apei de racire dupa umflarea doagelor de gaiac odata cu intrarea acestora la apa.

33. i. Care sunt posibilele defectiuni descoperite la inspecpa unui arbore portelice?

R. La exarninarea unui arbore portelice care lucregza intr-un tub etambou uns cu apa pot fi depistate defectiunile prezentate in figut:a 16.

Fig. 16. Defec\iuni la arborele portelice , , 1. avarierea filetului; 2, 3. fisuri In zona conului axului; 4. bavuri; 5. eroziuni;

6. fisuri pe buC§a de protectie; 7. uzuri In zona etan§arii; 8. criipaturi prin ruginire; 9. faramitari de material

Fisurile aparute In zona loca~ului ,de pana pot fi reduse atunci dnd este folosita 0 pana de tip ' sanie ~i este lacuta rotunjirea colturilor loca~ului, iar partea pupa a loca~ului are forma de lingura. Loca~ul de pana este' un factor de reducere a rezistentei manifestat prin deformarea suprafetei de catre Impingen!a i'n' sus aplicata de catre ' elice ~i prin transrniterea cuplului de catre arbore, prin intermediul penei, la elice. Deformatia produsa de catre cuplu are tendinta de a deschide canalul de pana .

Gamiturile de cauciuc din butucul elicei ~i buqile de protectie din bronz previn patrunderea apei de mare care, actidnand ca un electrolit, genereaza coroziuni galvanice pe poqiunile neprotejate ale arborelui. 0 etan~are defectuoasa perrnite aparitia coroziunilor ~i a de~eurilor.

Orice coroziune aparuta pe suprafata arborelui i'n zona cuprinsa Intre butucul elicei ~i buc~a de bronz pot genera slabiri prin coroziune sau

171

I I

fisuri prin corodare in zona. Buc~a de bronz fretata pe arbore poate suferi coroziuni ~i avarii din cauza conditiilor de lucru, manifestate prin aparitia varietatilor de eroziune ~i a zgarieturilor.

34. i. Care sunt earacteristieile elieei eu pas reglabil? R. Elicea cu pas reglabil, fiind 0 forma mai perfectionata a elicei cu

pas fix, prezinta urmatoarele avantaje fata de aceasta: - folosirea intregii capacitati a motorului principal la orice conditie

de maq a navei; - prin folosirea motorului la regim optim de functionare se realizeaza

o cre~tere a manevrabilitatii navei; - se realizeaza 0 economie de combustibil de circa 3-6%, fapt ce

mare~te autonomia de mar~ a navei; - pentru aceia~i turatie a arborelui portelice, nava are 0 viteza mai

mare de inaintare; - permite folosirea motoarelor electrice de curent altemativ ca

motoare de propulsie; , - schimbarea sensului de mar~ al navei se realizeaza fara schimbarea

sensului de rotatie a arborelui portelice, fapt ce permite folosirea motoarelor nereversibile ca motoar~ de propulsie.

- se elimina riscul aparitiei acceleratiilor periculoase ale motorului care functioneaza in regimuri variabile;

~ in caz de avarie pot fi inlocuite palele afectate Tara sa fie necesara inlocu~rea intregii elici.

35. i. Aratap eonstruetia unei elici eu pas reglabil ~i cum se realizeaza ineastrarea palei in butueul elieei.

R. Constructiv, elicea cupas reglabil este prezentata in figura 17. Intrucat palele sunt construite separat ~i sunt asamblate prin ~uruburi pe butuc, elicile cu pas reglabil au un volum mai mare decat cele cu pas fix.

Dupa modul in care actioneaza mecanismul de reglare a pasului elicei se deosebesc: elici cu actionare mecanica, elici cu actionare hidraulica. Constructiile cele mai frecvente sunt cele cu actionare hidraulica, cu cilindrii hidraulici amplasati in corpul elicei ~i nu in linia de arbori.

Incastrarea palei · in butucul elicei se face in diverse variante constructive. Una dintre metode este prezentata in figura 18.

172

a

8

1 2 3 4 5 6 7

~ ~ig . 17. E!iee eu pas regJabi/ 1. pala ,~nen~abi/a; 2. butucul elicei; 3. coafa' 4 §urubun de flxare.. a palelo~; 5. tija de action~re,:

00 - axade rotatle apalelor; zz - axa de rotire a elicei

Fig. 1.8. !neastrarea paJei In butue ~. pala elicel; 2. §urub central; 3. §urub de flxare; 4, 5: la(Jare plane; 6. disc de fixare;

7. butucul ~licel; 8. bolt: 9. piesa intermediara de flxare; 10. pana transversala

~o~structia butucului este adoptata, functie de modul d A palel ~l de tipul ·mecanismului de rota " . ' e Illcastrare al calculeaza cu relatia: D = (0 25 0 33) D . tIe. Dlame~rul butucului se

Pal I . 'I b. .' ..., . e, unde De = dlametrul elicei e e ~l corpu ehcel se ct' · d·

acti~nea coroziva a apei de mare, ~~~:~~i~ ali~~ materiale r~z~stente l~ specla~e ~sau ~ase plastice. Otelurile speciale ~:l~~~~~~alurrumu, ?telur: mecamca mal bun a ca bronzul, rezista la obos~alii dar sun'tamU ~ rezlstenta

, al scumpe. 36.1.

R. fe .proeeduri~ s~. ex.ee~ta inaintea montarii elieei pe arbore? ~~Illtea montam ehcel pe arbore se procedeaza lao •

- echIllbrarea static a a elicei' . - pasuirea ~i tu~area acesteia' pe arbore. Pentru echiIibrarea static a a elicei . ~ A ..

verticalii, pe un ax falssustinut ~aceasta se ~onteaza III pOZltIe conuri de centrai, iar pe vaArf'ul fI pe d.oual capre metahce, sau intre · doua

, :J ecarel pa e aflate A . . . ata~eaza 0 greutate de echilibrare de rna ~ ,,~n pozltleA onzontalii se este corect prelucrata~ aceasta A sa "m , III cazul III care elicea

, va Illcepe sa se t ~ A ata~arii greutatii de echilibrare. ro easca III momentul

Determinarea mas . . ~ .. d m = K. ffielR [kg]; :~J;~utatll e echilibrare se face cu ajutorul relatiei:

173

l11e = masa elicei [t) ; R = raza elicei [m) k = coeficient de turatie egal cu: . ' . d 200 r p ill"

0,75 pentru turatii egale. sa~ ;nal nncl .e . . '. 0,50 pentru turatia cu~rms~ mtre 200 ~l 500 r.p.m. ,

" . 025 pentru turatii mal man de 500 r.p.m. fi' tul nu . '. ~' elieei' este mai mare de 10 tone, coe lc~en

AtuncI , ,cand , ma~a . , de a 5 indiferent de turatia acestela. trebuie s~dep~~easca valo~e~ " ~rbore se realizeaza prin prelucrarea

Pasuirea ~l. tu~~ea ~ltcell pe t lor tari de contact de pe conul manuala, cu plla ~l poltzo~u , a punIc l~ . Rolul acestei operatiuni este

.' 'f" 1 . c dm butucu e lcet. ' , -arborelUl ~l on lClU ~om~ . d uncte de contact intre cele doua de a asigura un numar cat mal mare e p

suprafete. . f . t ea la puncte a penei ~i a loca~elor de eu aceasta ocaZle se ace ~l u~ar . .

1 b elui ~i butucul eltcet. . . . pana de pe conu ar or l ' t l' e la bord urmeaza tragerea eltcel pe

Dupa montarea ll:r~ore Ul por e IC fixata' pe con ca in figura 19 )sa conul arborelui urmanndu~se .ca pana, , intre in loca~ul din conul eltcel.

F. 19 Jocuri de montaj al penelor prismatice in elice !ii arbore Ig. . , ' .

. . ' a'utorul unui dispozitiv hidraulic sau Dupa presarea ehcel pe con cu ~) definl'tiv Prevenirea de~urubiirii . . t din urma se strange . ' .

cu PlUltta, ace~s a _ . ' d' 1 uruburilor, cuielor spmtecate sau piulitei este aSlgurata p:m mt~~~el~x~re a elicei'pe ax este prezentat in ~i a sigurantelorde tabla. Mo I borelul' "i butuc se introduce

. ~l ful dintre conu ar 'f • fig. de mal sus. n spa} t z-a coa)' a de protectie ~i garmtura

. - h ' - D - aceastase mon ea ' . ., vaselma te mca. upa 1 d filxare a coafei loca~unle se D - t ~ gerea prezoane or e '. -

de etan~are. upa s ran r ' d' re partea arborelui se aSlgura cu umplu cu ciment. Etan~.ar~a e lcdel ms~ , iar in interiorul coafei se gamituri de cauciuc ~l mele e preslUne

introduce vaselina.

174

Montarea elicei pe arbore mai poate fi facuta ~i prin deformarea plasticii a butucului cu presiune hidraulica. Intre butucul elicei ~i arbore se realizeaza un ajustaj cu strangere in momentulin care scade presiunea

. uleiului. Prin fixarea hidraulica se elirninii riscul introducerii concentratiilor de tensiune care apar prin exe<;utarea canalului de pana in arborele portelice.

5.3. Sisteme de etan~are

37. i. Care . este componenta sistemului de etan~are de tip "SIMPLEX" ?

R. Sistemul de etan~are Simplex, consta dintr-o etiln~are pro va ~i 0

etan~are ,pupa. lnainte de a se proceda la executarea montajul,ui sistemului, interiorul tubului etambou va fi bine curatat, iar dimensiunile instalatiei ~i tolerantele de montare vor fi minutios verificate.

Arborele port eliee, ,cu' elicea montata, trebuie sa ramana, in orice conditil, in aliniament perfect in buc~a tubului etambou inainte de a se trece la montarea etan~arilor. '

Atunci eand.sistemulde etan~are simplex se afla in functie: in tubul etambou nu trebuie. sa aiba loc 0 cre~tere excesiva a presiunii. Din acest motiv, tancul gravitationai pentru ungerea .tubului etambou, trebuie vxat de a~a maniera ineat atunci eand nava se gase~te in mar~, incarc'ata sau in balast, presiunea uleiului trebuie sa depa~eascii presiunea apei de mare numai cu 0 valoare de p = 0,2-0,3 bar.

, Distanta "h", masurata in metri, dintre linia de apa a navd inciircate ~~u in balast ~i nivelul de ulei din tancul gravitational este stabilita in concordanta cu relatia:

h = 0, 165.H + 2,8 [rom) ; unde H = distanta pe vertieala dintre linia de centru a arborelui port elice ~i linia deapa cu navii inciircatii sau in balast [m] Atunci eand "H" este mai mare de 14 m ; este necesarii montarea

unui al doilea tanc gravitational pentru u~urareaungerii inelelor de etan~are atunci eand nava circulii tn balast.

, ,

38. i. Cum se face montarea etan~arii prova? R. A~a cum se vede in figura 20, etan~area prova este formatii din

buc~a 1, gamitura circularii de cauciuc 2, inelul de fixare 3 ~i gamitura de etan~are 4. Montarea etan~iirii pe arbore se face "inainte" dacii montarea arborelui se face din interior '$i "dupii" dacii arborele postelice se monteazii din exterior.

175

I ,I

Fig. 20. Etan§ar~a prova 1. inel suport; 2. inel de

inchidere; 3: bolt; 4. buC§a de crom; 5. garnituri cu

muchie (man§ete de cauciuc acrilic);

6. garnitura de cauciuc; 7. buc§a de protectie

Presarea etan~arii pe arbore se face numai dupa ee ' aeesta a fost perfect euratat. Dupa montarea etan~arii pupa ~i dupa ee arborele se afla in pozltie eoreeta, etan~are se fixeaza pe tubul etambou eu ajutorul ~uruburilor ~i gamiturilor de etan~are . Odata eu terminarea montaju\ui se verifiea daea buqa ~i inelul de fixare au 0 pozitie unghiulara eoreeta fata de arbon!.

Uleiul neeesar ungerii etan~arii este livrat dintr-un tane gravitational montat in eompartimentul de ma~ini, special aeestuiseop.

Inaintea euplarii arborelui porteliee eu arbcirii intermedia'ri se repeta eonfrol de verificare a pozitiei arborelui in tubul etambou.

39. i. . Cum se procedeaza la montarea etan~arii pupa? R. Dupa introdueerea arborelui porteliee, etan~area pupa, montata

unitar, este presata pe arbore. Etan~area este fomiaHi din bue~al, inelul distantier 2 $i doua gamituri de etan~are 3 ~i este fixata pe tubul etambou, in maniera etan~a eu ajutorul ~uruburilor - figura 21.

40

Fig . 21 . Etan§area pupa 1. buc§a de protectie; 2. butucul elicei; 3. tub etambou; 4. garnituri de

etan§are; 4a. sectiune transversala prin garnitura de etan§are (man§eta I

din cauciuc nitrilic); 5. inel de cauciuc; 6. bulon dl! fixare

176

(

. Inl aintea montarii elieei pe arbore, inelul de strangere 4 "i inelul elreu ar 5 sau 0 ga 't - _ . 'I arbo ' . ~ . ml ura care sa aSlgure etan~eitatea intre bue~a i

re_ vor .fl Impmse pe arbore. Dupa aeeasta operatiune flan a bue ei ~ fixeazh~' pn~ ~u~uburi, pe butueul elieei. Suruburile' de fixar: se as~gu~~ peree 1 eu sarma de otelerom. a

Da:a ~ste d~ tipul eu pale reglabile, etan~area pupa va fi montata e arbore mamtea mtrodueerii aeestuia in tubul etambou. p

40. i. ~are . . sunt _ c~nditiile obligatorii care trebuie sa Ie mdeplmeasca slstemul de ungere a tubulaturii eta b ?

R Pentru . ' 1 m ou. . • _ . ~a sIstemu de ungere a tubului etambou sa aiM 0

;.fietent~ ma~lma, component a ~i dispunerea lui la bordul navei trebuie sa Ie con orma eu schema preZentata in fi ura 22 ' ~ . _

urmatoarele eonditii obligatorii: g ~I sa mdeplmeasea

2 .(Jc cuc;opac;ln'hz hcctt.t,ol.'-_~-1°rl lEVEL _

Fi~. 2.2. Sistemul de ungere a sistemului etambou

ulei d:'u~;~rr:t~f;~~~_~~ ~:~i;:. ~velul uleiului; 3. s!i~~~ de nivel; 4. tanc de 3 cai; 6. etan§are pupa; 7. tub e~;";'~ u~g;rea etan§am In prov~; ,5. robinet cu

10. pompa de mana; 11. tanc de cOlecta~~' u/~t:;§:~~~;~;ia~~~7~~ ~~ ~~~net pentru luat proba de ulei de la tubul etambou ,.

177

_ dupa terminarea montarii ~i inainte de a se trece la rotirea arborelui portelice se va face 0 dezaerare amanuntita a intregii instalatii de ungere, pentru a asigura umplerea totala a tubului etambou cu ulei:

_ tancul gravitational de ulei trebuie sa aiba 0 capacitate de 20-50 litri, sa fie prevazut cu stic1a de nivel ~i sa fie montat la 0 inaltime de cel putin 3-4 m, deasupra liniei de apa. Tancul trebuie sa se afle in comunicatie

deschisa cu..tubul etambou; _ instalatia de ungere trebuie sa dispuna de un robinet de scurgere

pentru luat probe de ulei de la tubul etambou (13) ~i 0 pompa de mana care sa puna in comunicatie tancul gravitational (1) cu tancul de scurgeri

(11) situat sub linia axiala; _ toate tubulaturile care formeaza instalatia de ungere trebuie sa aiM

acela~i diametru interior: 0 = 30 mID. _ pentru ungere se va folosi un ulei normal, folosit la ungerea

motorului prinCipal, a carui viscozitate sa fie cuprinsa intre ·5-9°E la 5000C, care sa nu atace garniturile de cauciuc din sistemele de etan~are. De altfel, se vor folosi uleiurile recomandate de catre firma constructoare a etan~arilor, care sunt specificate in lista de la sfar~itul manualului de

instructiuni. Pentru comandarea pieselor de schimb se vor comunica firmei

constructoare: _ numarul de comanda marc at pe carcasa de etan~are; _ se va preciza pentru care etan~are se face comanda (prova sau

pupa); _ reperul piesei din desenul etan~arii.

178

6. MA~INI AUXILIARE DE PUNTE

j

6.1. Echipamente auxiliare de punte

1. i. Ce echipamente sunt incluse in categoria ma~inilor auxiliare de punte ~i ce tipuri de actionari sunt folosite pentru acestea?

R. In aceasta categorie intra toate echipamentele actionate mecanic, localizate in afara spatiului ma~inii, care nu sunt asociate cu instalatia principal a de propulsie. Din aceasta categorie fac parte: toate tipurile de vinciuri, cabestane, macarale, propulsoarele de etrava (bow thruster), stabilizatoarele, anexele, ma~inile de carma etc.

Uzual, actionarea ma~inilor este Iacuta cu abur, electric, sau electrohidraulic . . ln unele cazuri, pentru actionare se folosesc motoare Diesel - cazul propulsoarelor de etrava sau fona manuaH'i in cazul vinciului pentru scara de bord ~i a cabestanelor actionate manual. Actionarea manuali'i poate fi Inlocuita prin actionarea cu turbine cu aer sau ma~ini electrice portabile.

Ma~inile actionate cu abur sunt folosite pe tancurile petroliere, in vecinatatea tancurilor de marIa. Actionarea cu abur prezinta avantajul ca nu genereaza scantei incendiare in timpul functioniirii, ma~inile au 0

constructie simpla ~i robusta care prezinta siguranta in functionare ~i au 0

Intretinere u~oara. Sistemele hidraulice folosite la bordul navei sunt de 0 larga varietate

~icomplexitate ~i in general sunt de tipul cu curgere sau presiune constanta. Principalele componente al unui sistem hidraulic cu curgere constanta sunt: 0 pompa cu refulare fixa, 0 valvula de descarcare ~i un acumulator de tip pneumatic.

Echipamentul electric folosit pentru antrenare trebuie sa fie de tipul etan~ la apa, motorul sa fie cu ventilatie naturala, iar lagiirele acestuia sa fie cu ungere-cu vase lin a sau cu ungere permanenta.

2. i. Care este rolul sistemelor hidraulice, care este componenta acestora ~i care sunt fluidele hidraulice folosite?

R. Sistemele hidraulice asigura distribuirea puterii la 0 viteza ~i

directie constante. Presiunea fluidului hidraulic poate fi folosita pentru realizarea unei viteze variabile de actionare, prin motoare hidraulice ~i

puterea pentru dispozitivele de actionare a mecanismelor de punte ~i comanda la distanta a valvulelor.

Un sistem hidraulic este format din: fluidul hidraulic - tinut Intr-un tanc; o pompa care actioneaza fluidul prin tubulaturile sistemului;

181

I' I

un servomotor de actionare - care transforma energia fluidului In mi~care Intr-o forta mecanica rotativa sau liniara; valvule - pentru comanda ~i controlul curgerii lichidului ~i a presiunii acestuia . .

Ca fluide hidraulice sunt folosite urmatoarele: apa - folosita de servicii grele cum ar fi actionarea portilor de ecluza sau a podurilor mobile. Are dezavantajul ca este initiatoarea fenomenului de ruginire, coroziune, nu este un bun lubrifiant ~i are 0 zona limitata de temperatura; uleiurile minerale sau special aditivate - au 0 bun a stabilitate la oxidare, asigura un film de ulei rezistent, previn formarea ruginii, au 0 buna rezistenta la spumare ~i asigura functionarea corecta In conditii de temperatura ~i presiune ridicate. fluidel-e sintetice sau emulsiile - sunt folosite In sistemele telemotor, unde fortele sunt aplicate ~i receptate de catre pistoane. Uzual, uleiurile sunt preferate In sistemele care folosesc motoare ~i pompe rotative, unde ungerea este esentiala.

3. I. Cum sunt clasificate deteriorarea ~i contaminarea uleiurilor hidraulice?

R. Uzual, uleiurile hidraulice au 0 deteriorare u~oara In timp datorita oxidiirii generate de Incalzirea ~i agitarea uleiului In prezenta aerului ~i a metall:llui. Accelerarea procesului de oxidare este generata de catre supralnciilzire ~i contaminare cu particulele metalice prod use prin uzura. Produsele de oxidare solubile sau insolubile produc formarea depoziteloF de reziduuri, cre~terea vascozitatii uleiului ~i initierea coroziunii In sistem.

Trebuie evitata patrunderea apei. In sistem pentru a evita aparitia ruginii, care poate produce blocarea valvulelor cu toleranta fina de lucru de pe circuit ~i evident, deteriorarea · uleiului. Patrunderea apei ' de mare poate sa aiba loc pe la sistemele de etan~are ale ma~inilor de punte, prin sistemele de racire ~i prin condens.

Retinerea impuritatilor mecanice trebuie Iacuta de catre filtrele fine montate pe instalatie, care trebuie verificate ~i curatate dupa un grafia periodic. . .

4. I. Cum sunt clasificate pompele folosite in sistemele hidraulice? R. Pompele sunt clasificate In doua grupe:

a) - cu refulare fixa la 0 viteza data; b) - cu refulare variabila la 0 viteza data.

182

a) - Din categoria pompelor cu refulare fixa cea mai constanta~ p t I " . ~ , u ere a le~lre este hvrata de catre pompele de tip cu lobi sau roti d' ta

care a' ~ . 'd' , In, te, . slgura 0 preslUne n lcata cu minimum de pierde' postenoare. n

Fluidul. di~ partea de refulare este oprit sa se relntoarca ill partea d~ ~sp.lratle de cat:e cuplarea dintilor angrenajului ~i toleranta' ~ca dmtre angrenaJe de carcasa. '

In p~rtea d~ ref~lare. fluidul este descarcat partial prin efect centnfugat ~l partial pnn efectul cupliirii dintilor. Pom~ele cu ~ili~drii axiali pot fi Iacute sa livreze 0 rata fixa prin folomea unUl dISC pendular In montajullor.

b) - Pom~ele cu refulare variabila sunt folosite In instalatiile hidraulice ca ffilJloace de reglare a debitului la valorile cerute.

5.1.

Trans~s~a carmei este comandata direct prin varierea debitului p0 Tfo1pel, ~a..r pompele cu disc pendular sunt folosite la alimentarea unel man game de ma~ini hidraulice de punte.

La ce sisteme hidraulice sunt folosite pompele cu debit variabil?

.R. Uzual, l~ mecani~mul de transmisie al carmei prevazut cu piston ~xI~1 sa~ cu pIston radIalia care, pompa Insa~i comanda curgerea hchIdulUl pentru depla.sar~~ unui piston plonjor sau 0 transmisie cu palete. Pompa cu re~ulare vanabtla este actionata la tura,tie constanta de catre un m~tor electrIc de curent altemativ. Pompa ~i electromotorul formeaza U?ltatea de .putere, iar rata de curgere a uleiului prin aceasta controleaza vlteza de ffil~care a transmisiei ~i a carmei.

o ~i~care redusa a tra~smisiei teleniotorului pune pompa la cursa rY,pusa ceea ce aduce la 0 ffil~careredusa ~i Inceata a carmei.

Atu~ci cand este necesara 0 nii~care mai laiga a carmei, telemotorul pune ~pom~a la. toata cursa, iar deplasarea carmei la unghiul dorit este Iacuta ra,pId. Slstemul cu debit variabil poate fi folosit la antrenarea troliilor, vinci uri lor, cabestanelor ~i a pompelor pentru marIa.

6.2. Instalatia de ancorare ,

Instalatia de ancorare se construie~te , ~i se doteaza In conformitate cu no~eIe societatilor de clasificare. Dotarea minima cu ancore, lanturi sau parame d~ a~corar~, ~arame de legare ~i de remorca se face tinand cont de m~sa ~I dlmenslUmle navei care formeaza suprafetele expuse fortelor extenoare. '

183

, I

6. i. Care este rolul ~i componenta unei instalapi de ancorare? R. . Rolul unei astfel de instalatii este acela de a face legatura intre

nava ~i fundul apei, in locuri neamenajate, In mare larga sau zone cu gheata. Fixarea navei se face cu ajutorul ancorei prin intermediullantului sau paramelor.

Componenta instalatiei de ancorare este prezentata in figura 1.

A

8

c 8.

9

Fig. 1. Componenta instalatiei de ancorare A - copas tie; 8 - punte superioara; C - punte intermediara

1. ancora; 2. lantul ancorei; 3. nara ancorei; 4 .. stc?p~ de lant; 5. ghidajele lantului; 6. vinci de ancora; 7. tub de ghidare; 8. putullantului; 9. dispozitiv de

fixare a lantului de peretele putului . .

1. Ancora - este ' elementul de fixare a navei de fimdul apei fornat dintr-un fus metalic care ate la un capat 0 cheie de fixare a lantului, iar la celalalt capat bratele de infigere. Ancorele pot fi :

a) - cu fus nearticulat - cazul ancorei Amiralitate - care se fixeaza de fund numai cu 0 parte dintre brate. Ancora dispune de 0 travers a cu un capat indoit la 90° montata travers pe fus, cu lungimea mai mare decat distanta dintre gheare, fapt ce asigura infigerea bratelor.

b) - cu fus articulat - cazul ancorelor Hull - care se fixeaza cu ambele brate de fund. Are 0 buna siguranta In functionare, posibilitati de fixare In nava de ancora ~i un factor de smulgere relativ redus Ks = 3 -' 4. Cele mai folosite ancore la echiparea navelor maritime sunt cele prezentate In fig. 2. .

184

J

1

(B> (j)) (f) . _. Fig. 2. Tipuri de ancora

A - ancora de tiP Hall - 1. fusul a '. 2 b . 8 - ancora de tip Amiralitate _ 1. ;:~::;:~tui' a~~~:~.a;CgO;~ul'l· 3. chei~. a3ncorei;

anco '. 4 h ,. ancorel,. palma _ rei, . g ear a ancorei; 5. traversa ancorei'

C - ancora cu traversa §i brate oscilante; 0 - ancora Danforth ' E - ancora ciuperca. '

? La?turile ~i pa~amele de ancora - sunt elementele care face leg~t~r~ dl~tre ancora ~l nava. Pentru adancimi mari de anc'orare 1anturile sun 1ll1?CUIte de parame metalice, iar pentru navele rapide cu para~me nemeta Ice.

. ~iJ~area paramelor ' de anCGra se face cubucati de lant c 1 . numma de 125 C . ' t U unglmea f· 3 ' . m. omponenta lantunlor de ancora este prezentata In 19. .

Fig. 3. Lanturi de ancora 8

. 1 I ' . A; 8 - tipurl de lanturi de ancora . ,usul ancorel; 2. cheiade ancor.-· 3 h' A •

5. za intarita; 6. za cu tatfJn~' 68 che~ va:rtCe,;'17e 8de Irr:preunare; 4. za de capat; " ' __ • J' -. za,e normale (cu pod)' 78 _

za fara pod; 88 - za patent. '

3. Narile de ancora - sunt deschise in co l' . travers~aza . barajul §i puntea §i In care, pe ti;::;UI n:;a:~~~~ ~~;:a IfaunstuuII ancoreI. Y . ,

4._ ~to~ele de lant - sunt elemente care asigura blocarea lantului de :i~cora ata de corpul navei In timpul mar§ului sau ancorarii. Stopele pot

a)l fixe -:- cand locul de bloc are pe lant coincide cu locul de fixare pe corpu navel;

de 1~~t~U lant - la care locurile de fix are sunt plasate la capetele unui bot

185

5. Narile de punte - elemente prin care lantul de pe barbotina este introdus in putul lantului. Narile sunt confectionate din otel, prin tumare, iar tuburile de ghidare din otel, prin sudare.

6. Putul lantului - sunt spatiile cu sectiune dreptunghiulara sau cilindrica in care se depoziteaza, la bord, lanturile de ancora virate total sau partial.

7. Ciocul de papagal- este un sistem de fix are a lantului de an cora de corpul navei. Acesta trebuie sa asigure 0 fixare sigura ~i 0 desprindere rapida chiar in cazul in care lantul sau parama pe care Ie fixeaza sunt tensionate.

8. Vinciul de ancora - echipament actionat uzual de catre un motor electric sau hidraulic, care actioneaza doua barbotine ~i doi tamburi. Componenta unei vinci de ancora antrenat cu motor electric este prezentat in fig. 4.

Fig. 4. Vinci de ancora actionat electric a - motor electric; b - reostat depornire; c - carcasa reductorului;

d - carcasa angrenajului melcat; e - barbotina; f ~ banda de frana; 9 - roata de franare; h - pana de franare a ancorei; i -'-Iant de ancora; 9 - stopa; k - inel de

deblocare; 1- tamburi de vinci; m - puntea navei; n - capace de inspectie.

7. i. Care sunt cerintele impuse la manevrarea ancorei? 'R. Manevrarea ancorei este esentiala pentru siguranta navei ~i

depinde in foarte mare masura de eficienta functionala a vinciului ' de ancora.

Vinciul de ancora trebuie sa indeplineasca in cele mai bune conditiuni urmatoarele cerinte:

a) - Franele barbotinelor trebuie sa fie capabile sa controleze deplasarea ancorei ~i a lantului atunci cand barbotina este deconectata din angrenaj ~i pe timpul "lasa mearga". Viteza medie a lantu1ui trebuie sa fie cuprinsa intre 5-7 mls.

186

- Vi.nciul trebuie sa manevreze 0 anumita greutate de I turatia spe 'f' ~ A ~ ant, la , ~l lca. ceasta greutate variaza intre 20 ~i 70 t~ U~ual sarcma este cuprinsa intre de 4-6 ori greutatea unei anc n~: Vlteza de tragere este de cel putin 9 mls ~i peste 15 mi' /. ore. - Efortul de fr~nare obtinut la barbotina trebuie sa fi~~:l . f ega I cu 40 % dm puterea (sarcina) de rupere a cablului. PU.I~

b)

e)

8. t Care sunt tipurile fundamentale de vinciuri de anco ~? , R. . Uzual, se intalnesc doua tipuri de vinciuri pentrura .

ancorel: ' manevra

a) - vinci uri dispuse orizontal: b) . -. vi~ciuri d~spuse vertical (cabestane).

f a) Vmcmnle cu d~s~unere orizontala sunt vinci uri specializate care pot e;e~~:~~:.ate cu ma~ml cu abur, motoare cu ardere intem~ sau motoare

t Ma~~~ileh' de a~t~enare . pot fi conectate direct sau indirect (prin ~:~:~:~~O:~:U~IC~) la un tren d~ a~grenaje care actioneaza una sau mai

~ L (Otl cu c.anal penfenc profilat care angreneaza lantul de ancora, montate pe acela~l ~rbore orizontal cu tamburi de capat). .

Reprezentarea schematIca a unui astfel de vinci, . electrohidraulica, este prezentat in figura 5. eu actlOnare

v'rcvJt: ELE~TRIC __

187

Fig. 5. Vinci de ancora actionat electrohidraulic

1. barbotina; 2. cuplajul barbotinei' 3. tamburii vinciulu;-'

4. roata de frana~e a barbotinei; 5. motor

hidraulic; 6. frana electrica' 7. pompa hidraulicii; , 8. electromotor; 9.

comandii prin butoane' 10. energie 440 V; ,

11. regulator de vitezii la motor; 12.energie de

control; 13. intrerupiitor de limitare; 14. manetii de comanda; 15. cutie

primarii de vitezii.

Fiecare barbotina este prevazuta cu 0 frana de tip banda, pentru franarea lantului atunci cand ancora este lasata sa cada controlat, pentru a controla di;ectia lantului ~i pentru a bloca lantul pana la strangerea stopelor.

La acest tip de vinci mecanismul de actionare este complet expus intreruperilor fapt ce impune 0 intretinere atenta ~i continua. ..

b) Vinciurile eu dispunere vertical a - se bazeaza pe constructI~ ~~ functionarea cabestanului. A~a cum se vede in figura 6, un astfel de vmCI consta in principal dintr-o barbotina montata pe un ax vert~cal, care. este sustinut de un set de lagare principale care sunt fixate, prm boltun sau suduri, in punte.

Fig. 6. Vinci eu dispunere verticala aetionat electric A -punte , .

1. pupitru de comanda;2. papu§a de cabestan; 3. barb?tina; 4. roata de (rana; 5. (rana de barbotina; 6. (rana electrica; 7. motor elec~Flc~ 8. regulator de

viteza la motor; 9. cuplaj; 10. carcasa barbotmel.

Rezistenta puntii ~i a structurii de suport este adecvata pentru ~ sustine inciircaturile date de sarcina lantului ~i constructia cabestanulUl. Pentru reducerea momentului de incovoiere dat de tragerea lantului, barbotina este montata foarte aproape de punte. Lantul se infa~oara pe aproximat~v 1800 in jurul barbotinei inainte de a patrunde in tubul eare-l conduce In

putullantului. . . Axele vertic ale ale barbotinei ~i cabestanelor asoclate se extmd eu una

sau mai multe punti mai jos un de se cupleaza la arborii principali ~i axele intermediare, respeetiv la angrenajul de transmisie.

188

9. i. Aratap componenta ~i rolul unui vinci de remorcare .~j.legare cu comanda manuala.

. R. Reprezentarea schematica a unui astfel de vinci este prezen~a:ta ~n fIg. 7:

Fig. 7. Vinci de remorcare 1. reductor; 2. tamburi cilindrici; 3. tamburi de capat;

4. cuplaj cu gheare; 5. dispozitiv de aranjare a cablului; 6. (rana cu panglica (banda).

! ,

Rolul vinciurilor este de a mentine sub sarcina remorcile ~i sa execute ~i sa asigure:

remorcare a navelor - eu fixarea remorcii prin franarea tamburului; a~ezare a remorcii inainte de remorcare, infa~urarea sau desIa~urarea ei in gol;

schimbarea lungimii remoreii pe timpul manevrei cu convoiul; executarea unui numar cat rriai redus de opyratii manuale; mentinerea remorcii in sarcina ~i in cazul in care vinciul nu mai actioneaza;

- vinciul de remorcare poate avea pe arborii sai tamburide capat; functionarea corecta ~i sigura, chiar la indiniiri de ± 30° in plan orizontal ~i de ± 100 in plan vertical, a remorcii. decuplarea tamburului din lantuI cinematic de aetionare, pentru a permite desIa~urarea libera a paramei in acela~i timp cu deplasarea remorcherului. .

Vinciurile de remorcare eu actionare mecanica pot fi eomandate din timonerie sau de langa mecanism, iar conducerea vinciului se face prin eonducere manuala~

10. i. Cum se face montarea, probarea ~i exploatarea instalapilor de ancor~re, legare ~i remorcare?

R. Operatiunile de montare, probare ~i exploatare se fae conform cu documentatia proiectului ~i respectarea conditiilor tehnice impuse.

189

I

, I

RezuItateIe verificarilor ~i probelor se consemneaza in documentele

instalatiilor. Se' verifica capacitatea vinciului de ancora de a smulge ~i ridica

ancora de Ia 0 adancime de 100 m, cu 0 viteza de circa 9 mlmin, precum

~i: a~ezarea ~i ghidarea Iantului pe barbotina, in tub ~i nara; a~ezarea ancorei Ia port; . capacitatea de franare a vinciului facand cate 2 franari Ia fiecare

Iant; . . se verifica ansambIuI carIiguIui de remorca Ia 0 sarcina egaia cu

dubIuI actiunii nominaIe; . se regIea~a declan~area carligului Ia inclinari ale navei de ± 18° C; se verifica capacitatea vinciurilor de a realiza forta periferica

proiectata. . " . ~ Nu se vor executa, sub nici un motiv, regIaJe sau reparatn atunCl cand

carligul de remorca se afla sub sarcina.

6.3. Instalatii de ridicat

Sunt instalatii montate Ia bordul navei pentru a realiza deplasarea pe orizontaia ~i verticala a marfurilor, atat intre magaziile navei cat ~i intr-o

nava ~i exteriorul ei. ... . .. '?

11.1. Care sunt cerintele impuse la manevrarea ancorel. R. Pentru ca sistemul de ungere a tubu1ui etambou sa aiM 0

eficienta maxima, componenta ~i dispunerea lui Ia bordul navei trebuie sa fie co~forma cu schema prezentata in figura 22 ~i sa indeplineasca

urmatoarele conditii obligatorii:

190

Fig. 8. Vinci pentru marfa actionat electric

a - 'motor electric; b - tambur de ridicare; c - tambur de capfH;

d - carcasa reductorului; e - trana motorului;

f - placa de baza

~ Pentru reaI~zarea cerintelor, vinciurile de marfa trebuie sa raspunda, III general, urmatoarelor cerinte:

sa ridice sarcina cu 0 ~iteza convenabila; sa nu permita sarcinii sa alunece inapoi; sa asigure coborarea controlata a sarcinii' sa asigure 0 coborare a sarcinii fara inta;ziere, cu viteza ceruta de catre operator; sa perrnita oprirea cand vinciul este supraincarcat ~i sa pomeasca automat cand sarcina s-a redus;

~ sa aiM 0 bun a acceleratie ~i 0 bun a incetinire. In plus fata de aceste cerinte, vinci uri Ie de marfa actionate electric

trebuie sa raspunda urmatoarelor cerinte: . sa p~evina coborarea marfii cu 0 viteza care ar putea provoca avanerea arrniiturii motorului de antrenare;

- ~a nu. necesi~e .. o putere suplimentara pentru stoparea alunecarii mapOl a sarcmn;

- sa previna pomirea vinciului la restabilirea alimentarii cu curent pana ce controlerul nu este pus in pozitia corecta.

. ~zual, vinciurile pentru marfa au 0 sarcina de Iucru de 3-10 tone la 0

vlteza de 0,65-0,3 mls. Pentru manipularea incarcaturilor grele, de sau p~st~ ~O tone: sunt . folosite bigi cu sistem multiplu de palancuri ~i vmclUnle specIal prOlectate.

12. i. Care este componenta ~i modul de funeponare al unei instalapi de ridieat eu biga simpla?

R. 0 ~nstalatie de r.idicat cu biga simpla actionata prin palane manuale on electromecamce are componenta prezentata in figura 9.

z

Fig. 9. Biga simple 1. brat de biga; 2. catargul bigii; 3. capatul superior al bigii; 4. bra tara bigii; 5. vinci de marfa; 6. macaraua superioara a bigii; 7.

pastica de ghidare a sarmei de incarcare; 8. balan~ina bigii; 9. lantul de sustinere a bigii; 10. sarma de ridicare a bigii; 11. sarma de inca~c~re; 12. carJig de incarcare; 13. gaiul

blgll; 14. palancul gaiului; 15. pastica balansinei; 16. capacul gurii de magazie

191

Pentru actionare instalatia folose~te vinciul de marIa 5, iar Inclinarea lui se face cu ajutorul paramei 11 care se InIa~oarii pe tamburul vinciului.

Rotirea bigii In plan orizontal se face prin manevrarea normaHi a golurilor. Dupa realizarea Inclinarii dorite a bigii se blocheaza tamburul 16, iar vinciul se folose~te la antrenarea paramei de sarcina 11. Pentru deplasarea sarcmll pe orizontala se poate folosi 0 actionare electrohidraulicii.

13. i. Ce sunt instalatiilede ridicat cu macarale? R. Sisteme cinematice cu 0 coloana de Inc arc are cu Inaltime redusa,

a carui rotire In plan orizontal este realizata de un mecanism cu roti dintate, Macaralele au 0 productivitate mai buna decat a bigelor ~i sunt actionate electric sau electrohidraulic avand posibilitati de reglare a vitezei de lucru. In componenta macaralei se intalnesc:

postamentul; partea rotati va; mecanismul de rotire in plan orizontal; vinciul de sarcina; vinciul de balansina; bratulinclinabil; cablul de sarcina; limitator unghiular de cursa; carlig de sarcina cu contragreutate.

Macaraua dispune de sistem electrohidraulic de franare pentru oprirea sarcinii In caz de avarie ~i pot functiona ~i in cazurile in care nava nu se afla pe chila dreapta. Inclinarile navei in plan longitudinal sau transversal pot fi generate de inciircarea neuniforma a navei ~i chiar de rotirea macaralei in sarcina cand unghiul de inclinare variaza cu unghiul de rotire.

14. i. Ce sunt gruiele pentru barci ~i cum sunt categorisite acestea? R. Sunt instalatii folosite pentru; lansarea la apa a ambarcatiunilor

de la bordul navei, ridicarea, a~ezarea ~i pastrarea lor la bord. Gruiele se impart in urmatoarele grupe principale:

pivotante sau radiale - formate din doua grinzi curbate in plan vertical,. care se rotesc in jurul axelor vertic ale pentru lansarea barcilor de serviciu;

192

- r~b~tabile - folosite la manevrarea barcilor de salvare cu mase pana la 2;5 .tone, sunt formate din grinzi drepte sau curbate care se ro~esc. In Jurul unor articulatii cu ax orizontal;

- ravltaponale.- ~sigura lansarea barcilor llumai sub actiunea ortelor de gravlt~tle - fara consum de alt gen de energie. Gruiele

de acest gen au ml~carea principal a de rotatie sau translatie.

15. i. C1e rol ~u instalatiiIe pentru manevrarea capacelor mecanice a e gurdor de magazii?

d R. De a aSi§ura Inchiderea etan~a la apa ~i de a rezista la efortul dat e ma~ele de apa ~mbarcate, a magaziilor de marfa. Inchiderile gurilor de

magazle sunt .. actlOnate mecanic ~i au 0 funqionare sigura i ra ida Pentru operatule de Inchidere sau deschidere capacele ~. p . executa mi~cari de: ' mecamce pot

trans.latie sau simpla tragere; rotatle;

. rab~~are sau pliere, cu mi~care combinata. ~ DlSpOZltIvele de~ actionaresunt construite de maniera de a nu ermite

caderea capac~lor m caz de defectare, iar capacele mecanic/ ot fi manevra~e cu aJutorul instalatiilor de ridicare de la bord sau de I PI

Pe. tImpul inchideriildeschiderii, viteza de deplasare a ~am:c'elor mecamc~ la6ma~evrei de 5 minute pentru un capac, de 12 minute p~ntru 3 capace ~l rrunute pentru 4-6 capace.

16. i. Arata~ componenta ~i modul de functionare aI capacelor mecam~e de translatie cu simpla tragere.

R. Acest tip de capac este format din 5 6 . ·d· transversal .. - panoun ISpuse

. ~e rama gum de magazie legate impreuna cu a'utorul lantun~or. Slstemul a fost brevetat de catre firma Mac G J b denurrurea single 1 C " . regor su figura 10." pu over, lar componen!a sa este prezentata In

193

Fi~. t6. Capac de magazie cu deschidere prin simpla tractiune 1. partearidicata a caii de rulare; 2. lan(uri din laterala capacului; 3. rampa de

. basculare a capacului; 4. galet de basculare; 5. roata excentrica; 6. §urub de impanare; 7. copas tie pentru ghidajul ro(ilor; 8. garnituri de .etan§are; 9. cornier de intarire; 10. suport la gurii de magazie; 11. rama gurii de magazie; 12. rai;

13. -tachet de legatura a capacelor; 14. captu§eala capacului; 15. sarma pentru deschiderea capacelor; 16. fir de halaj; 17. garnitura de cauciuc; 18. post de

arimare

In pozitie Inchisa, marginile panourilor stau ferm pe barele metalice orizontale ata~ate la partea superioara a ramei gurii de magazie. In interiorul placilor laterale sunt dispuse gamituri de .caucilllc care asigura etan~eitatea la apa. Atunci cand sunt Inchise, capacele sunt mentinute 'pe gamituri cu ajutorul unor pene dispuse periferic. Rolele sunt dispuse In marginea capacelor pentru a facilita deschiderea sau Inchiderea. Pentru deschiderea.capacul~i se elibereaza penele ~i fiecare panou este Tidicatde catre vinciul hidraulic . pe barele sale de compresie. Rotile cu excentric -sunt rotile ratite la 1800 ~i fixate In aceasta pozitie. Acum roti1epot fi Impinse Inainte sau Inapoi, dupa Indepartarea vinciului. Aranjamentul panfpetului In ambele parti de la capetele gurii de magazie este capabil sa 'Intoarca panourile astfelincat acestea sa fie depozitate In pozitie verticala In spatiul destinat.

6.4. Instalatii de guvernare a navei

1. i. Care este rolul instalatiei de guvernare ~i ce condipi i se impun acesteia?

R. Instalatiile de guvemare au rolul de a asigura mentinerea drumului navei prin intermediul unui element de comanda (timona), 0 transrnisie, de comanda, ma~ina carmei, 0 transmisie de forta ~i 0 carma (element de executie).

194

2. I.

Insta~ati.ei~de guvemare i se impun conditiile: s~ a~ba 0 buna siguranta In functionare; s~ dI~puna de 0 actionare pentru caz de avarie ' s~ i;ls~gure forta latera~a necesara giratiei navei, Intr-un timp dat . . sa aSIgure controlul carmei In orice situatie etc. '

R. f~ ;~lu~~:~ga~~le ~e guvernar~ ~i de cate tipuri sunt acestea? ) rea.lza orta necesara guvemarii navei ~i pot fi'

a - org~ne p~slve d~ guvernare - la care forta de guve~are se ~bt~ne pnn foloSIfea curentului de apa In tal nit de ~t ~ III tImpuI d 1 ~". A ca re nava

~ .ep asaru el. Carma pasiva este 0 constructie sim r ~u .Iargt utIl.lzare Ia ?ave, a carei suprafara postantii ~e IncIfn: III JU:u Aunm a~ vertIcal, amplasat in pIanuI diametraI in pupa

~:~::~Ia)c~~~~~:~ car~a are de~a~antajuI ca forta postanta A e VI eza navel, Iar Ia manevreIe In s atii Illguste are. 0 eficienta foarte redusa. In fi ura 1 p, pre zen tate dIverse tip uri de carme. g, sunt

5

1 ,~ Fig., 1. Organe pasive de guvernare a navelor . carma cu 3 artlculatii (balam /1. 2 ' ~

tip Simplex' 4 ~arma a ,e;, . carm~ cu doua balamale; 3. carma

far~ ba;a~ale inte:;:~~::e;~~t:m~u s~~Up!~~~~:.~e,c· a~~mcaa:rma semlsuspendafa' 7 ' ~ , . " , .a. carma c.u balama simpla' 7 b c' ~

b ' .. arma cu alama lncastrata

195

'I

_ or ane active de guvernare - la care forta .de gu~e~nare este b) re:lizata prin transformarea energiei mecamce prum~e pent~~

uvemare. Carma activa este 0 carm~ ~ompen~ata ca:e 0

~jlOCUl inaltimii safranului, pe toata I atJ,mea , ~ls~une banta'de forma hidrodinamiell. La ter~natJ,~ pu~a a

protu er '. fla- 0 elice de miei dimensium actlOnata de protuberantel se a . . r u un electro~otor care prime~te comenzlle ~~ : lme?tarea c curent prin cabluri trase prin interiorul axulm carmel, figura 2.

F' 2 Organe active de guvernare a Ig . . . ") navelor (carma actlva A '

1. pana carmei (safranul); 2., axul carn:,el; 3. elicea carmei active; 4. e~cea nav..el, 5.

spatiul elicei; 6. pupa cu bolta

w ~ itie zero" elicea (3) adauga un Atunci cand carma se aa Ill. poz. . ': ~ 'pozitia banda" elicea

A' I propulsla navel, lar III ," ' supliment de lmpmgere a _ anevra Carma activli este

- ~. bl' ell care u~ureaza m . (3) creeaza 0 lmpmgere 0 I . I _ morchere de port, feriboturi etc. folosita la nave cu manevre specla e re ,

A Care este componenta unei instalatii de 3.1. guvernare in circuit

R. ~~~~~:enta unei astfel de instalatii este prezentatli in figura 3.

Fig. 3. Organe pasive a i~stal~tiei de guvernare in circuit Inchls ,

1 timona ' 2. transmisia de comanda; 3. ma~ma n c~rmei (a'mplificatorul); 4. transmisia d~ forta; 5.

~ 7/ ~ carma; 6. transmisia de control; 7. aXlometru

L-_X -- ------, 4 I /3 lit 4-i-

l-_ -""'--"""{L.___ ~ 2/ -

196

La acest tip de instalatie din timona se comanda numai intrareai in functiune a ma~inii carmei, iar unghiul de bandare a carmei se urmare~te la axiometru.

Cand unghiul de banda dorit s-a realizat se opre~te ma~ina carmeL Prin urmarirea permanenta a axiometrului se pierde mult din posibilitatea de a urmari evolutia navei in giratie.

Acest tip de instalatie este folosit ca rezerva la nave Ie cu propulsie mecanica ~i ca mijloc principal la ambarcatiuni ~i nave fara propuisie proprie.

4. I. Aratati componenta instalatiei de guvernare cu comanda in circuit inchis

R. Componenta instalatiei este prezentata in figura 4. La acest tip de instalatie transmisia de comanda poate fi mecanica,

hidraulica sau electric a, iar timona comanda unghiul de bandare.

/ I .J

Fig. 4. Schema bloc a instalatiei de guvernare in circuit inch is 1. timona; 2. element comparativ; 3. ma§ina carmei; 4. carma; 5. transmisie

de comanda; 6. transmisie de forta; 7. legiitura inversa (reac(ia); B. transmisie de control; 9. axiometru

Marimea unghiulara de intrare (Li) data cu ajutorul timonei poate fi pastrata in forma sa initiaIa sau este transformata in alta marime mecanica, hidraulica sau electrica. Pozitia unghiului de banda al carmei este data de catre elementul comparator la care este racordata legatura inversa. Comanda spre ma~ina carmei este transmisa tot prin intermediul elementului comparator.

Instalapa este folosita ca mijloc principal de guvernare.

197

."

,.

II

!

:~ II'

•

!'

III

5 i Cum poate fi facuta acponarea instalatiilor de. gu,;er~are? 1 . R Actionarea instalatiilor de guvemare poate fl facuta: ma~ut:

. . u elect;ohidraulic, functie de valoarea m?men u U1

electromlecamclC saaArmei La actionarea normaHi instalatia nu dls~une d: necesar a axu " ~ A f ~ "1 carma

. ~ a carmei ~i nici de transmisie de comanda, mtre Imon~:: ma~ma . . . de forta care poate fi mecamca (trote, flAndu se numal transnusla , , . ~ ~an~Uri, - tiji) sau hidrostatica, cu hidromator actionat dIrect de catre timona - figura 5.

Fig. 5. Sistem hidraulic de avarie a. timona; b. pompa cu depla~~ment pozitiv; c. piston plonjor; d. cllmdru

hidraulic; e. presetupa la ga.rnt~ura de etan§are; f. §urub di~tanJ,er mtre

cilindri; g. carma

este folosita ca sistem de avane pentru Uzual, instalatia aceasta guvemarea navelor mari.

6 iCe este rolul ma~inii carmei? d . R. ~~~ina, indiferent de tipul ei, trebuie sa ~ealiz:ze momentul e

actionare a carmei conform comenzilor dat~ de la tImon~. . ' Ma~ina carmei trebuie sa raspunda urmatoarelor cennte. A . A

- ma~ina sa fie reversibiIa, pentru a permite deplasarea carmel m

ambele borduri; ... . . A '.

sa fie pomita cu ajutorul timonel.dm once pozltle a carmel, sa se roteasca in acela~i sens cu tImon~;

- sa se opreasca odata cu oprirea timonel; . ~ A '. sa se opreasca automat l~ ung~iurile maxlm~ de banda ale carmel, sa poata fi comandata. dl.n m~l multe puncte, sa functioneze sigur ~l sllentlOs etc.

198

7. i. Cum funcponeaza instalatiile de guvernare actionate electromecanic?

R. Instalatia folose~te pentru actionare electromotoare electrice de curent continuu sau altemativ. Se prefera actionarea in curent alternati~ pentru simplitatea constructiva ~i exploatarea mai facila a instalapei.

La aceste instalatii transmisiile de comanda sunt electrice, in timp ce legatura inversa esterealizata cu traductoare unghiulare electrice.

Instalatia dispune de transmisii de forta mecanice formate din axe, parghii sau roti dintate. Oprirea alimentarii electromotorului de actionare este realizata cu ajutorul limitatorilor electrici de cap de cursa, care actioneaza Inaintea limitatorilor mecanici.

8. i. Ce caracterizeaza 0 instalatie de guvernare cu actionare electrostatica?

R. Acest tip de instalatie este caracterizat de 0 constructie simpla ~i gabarit redus u~or automatizabila, cu function'are silentioasa ~i sigura, care poate transmitemomente foarte mari (500-2500 KNm) comparativ cu instalatiile electrice EIO-400 KNm). ' .. ',; '_,

Pentru a:ctionare . se folosesc hidromotoare Jiniare, orizontale, verticale sau o~cilante.' Actionarea se realizeaza cu aj'utbrul unor pompe hidrostatice cu pistona~e axiale sau radiale, cu debit variabil, antrenate cu ajutorul electromotoarelot de curent alternativ fara inversare de sens.

9. i. Aratati componenta ~i functionar~a pompei cu debit variabil? R. A~a cum se vede In figura 6, 0 a~tfel de pompa consta dintr-o

carcasa (A) la care sunt ata~ate doqa ' capace B ~i C, pe ultimul fiind montata supapa centrala sautubul Dale carui canale E ~i F formeaza legatura Intre cilindri ~i derivapile G ~i H. Corpul cilindrului (J) este acponat de catre arborele K.

Pistonul L este montat in linie cu cilindrii radiali, iar prin capatul terminal al fieciirui piston trece un bolt (M), prin care se ,ata~eaza capul de cruce (N) la piston. Capetele de cruce sunt libere sa oscileze In bolturile loqi sa cupleze cu cercul mobil O. Inelul se rot~~te liber ~i este montat pe tulmentul P, situat in blocul R.

199

I II I

'I' ,I

"

,

c

H_--+-=-

A

(a)

(1) (2)

(b) (3)

Fig. 6. Componenta ~i functionarea po~pei cu debit variabil (pompa cu cilindri . radlah) ..

" . ". carcasa arborelui; C. capacul conexiunll tubu/~re; D. A. ca~c:saa ,~o;;~~:~/~; ,EF. canale; G,H. ramificatii; /. c?rpu! c!lindruIUl; K.

~:"e conducator; L. pistoane montate In cilindn radlall; M. bolt ~e p~ston; N. capul de cruce; 0. inel autocentrat; P, T. rulment cu bile, R.

cadre de ghidare; S. arbore • . 1 inelul osci/ant In pozitie centrala;2. inelul osci/ant deplasat la stanga,

B. . 3. inelul osci/ant deplasat la dreapta

200

Curs a maxima a pompei este fixata de sanii de ghidart':! a caror terminatie intra In contact cu carcasa. Pompa este de tip rotativ cu· pistoane plonjoare ~i este prezentata in sectiune prin tubul D, cilindri, pistoane ~i patina capului de cruce. Variatia cursei are loc dupa axa XY, dupa directia indicata de sageata. Cand inelul flotant ocupa pozitia centrala - concentric cu tubul D, patina capului de cruce se deplaseaza In cerc concentric cu tubul D, fapt ce previne aparitiaactiunii de pompare. La deplasarea inelului flotant spre stanga, patina se rote~te pe 0 directie concentrica la tubul D, ~i aspira uleiul prin orificiile E, iar dnd pistoanele coboara sub linia XY se apropie de tubul D ~i refuleaza uleiul prin orificiile F.

Cand inelul flotant se deplaseaza la dreapta apare 0 actiune inversa, pistoanele inferioare se deplaseaza spre exterior ~i aspira ulei prin orificiile F, iar pistoanele superioare se deplaseaza In cilindri ~i refuleaza uleiul prin E.

Curgerea uleiului este inversata rara i modi fica directia de rotatie a pompei. Directia de curgere depinde de locatia inelului flotant In orice pozitie intermediara, iar cantitatea de ulei deversata variaza in functie de deplasarea inelului fata de pozitia sa central(l.

10. i. Ce este telemotorul hidraulic? R. Pentru multe nave telemotorul hidraulic a devenit mecanismul de

control al directiei, folosit numai cand guvernarea electrica sau automata a cazut. El cuprinde un transmiter (traductor) pe punte ~i un receptor conectat la pompa cu debit variabil. Traductorul ~i receptorul sunt conectate prin intermediul un or tubulaturi de cupru. Lichidul ajuns in traductor produce un deplasament corespunzator In receptor ~i asigura mi~carea comenzii pompei. Traductorul consta dintr-un cilindru In care lucreaza un piston actionat printr-un angrenaj cu cremaliera ~i pinion de catre timona. Excesul de presiune a uleiului din sistemul telemotorului este eliberat printr-o supapa de siguranta in tancul de compensa iar completarea uleiului este racuta prin intermediul unei valvule de Incarcare. Cele doua valvule sunt conectate prin intermediul unui venti I de inchidere care, In mod normal, este tinut deschis ~i baipas-ul care conecteaza ambele parti ale sistemului de presiune, dnd pistonul se afla In pozitie medie. Aici exista ~i un baipas actionat manual.

Fluidul de lucru este un ulei mineral necongelabil cu viscozitate ~i temperatura de congelare scazute, care asigura ~i 0 protectie contra ruginirii. Sectiunea de receptie este formata din doi cilindri turnati intr-o bucata, cu tubulaturi de circuite conectate la capetele exterioare ale

201

fiecarui piston plonjor. Resoartele de comp~e~ie ser:~sc la intoarce:-ea receptorului ~i odata cu el a transmitatorulUl In poz1t1a de centru cand timonierul elibereaza timona.

11. i. Aratati care estemodul de functionare al mecanismului de actionare cu pistoane rotative cu palete. .. ' _

'R. Sistemul poate fi privit ca echivalent al mecams~ul~1 cu doua pistoane plonjoare. Principiul de functionare este prezentat In flgura 7.

Fig. 7. instaiatie de guvernare tip paieta rotativa

A. axu/ carmei; B. stator; C. rotor; D. carma; E. pa/ete fixe; F, G.

camere de presiune; H. mari fo/duri distribuitoare

A~a cum se poate vedea, rotorul C este fixat pe axul ~e forma con~ca al carmei, iar statorul Beste fixat la structura navel. Pal.etele. fIxe asigurate echidistant in orificiile statorului, paletele r?tatJ~e flx~te echidistant in rotor formeaza doua seturi de camere de presmne In spatlU1 inelar dintre rotor ~i stativ, interconectate printr-un manifol~.

Fluidul sub presiune alimenteaza un set de camere ~l va prod.uce rotirea rotorului C in sensul acelor de ceasornic ceea ce va duce la rotuea carmei la babord, sau la tribord cand un set de camere este pus sub presiune. . , .

Uzual mi~carea este asigurata de catre trel palete fixe ~l trelpalete mobile, f~pt ce permite carmei un unghi de 70°, adica cate 35° in fiecare

202

--------------~ ............ bord. Mi~carea obtinuta de un mecanism prevazut numai cu cate doua palete poate fi de 130° .

Paletele fixe ~i cele rotative sunt confectionate din fonta grafitata ~i sunt fixate in stator ~i rotor cu ajutorul unor prezoane de otel. Rezistenta mecanica este asigurata prin fixarea paletelor rotati~e, cu pe~e longitudinale. Fixarea paletelor este considerata ca fiind suficient de puternica pentru a Ie face potrivite sa actioneze pentru stoparea carmei. Rotirea statorului Beste prevenita prin intermediul a doi bracheti ~i a doua bolturi de fixare.

12. i. Aratap cerintele impuse de Convenpa SOLAS 1974 pentru transmisia dirmei. . .

R. Normele SOLAS prevad ca: a) - navele trebuie sa fie dotate cli un sistem principal ~i unul

auxiliar pentru transmisia carmei dispus astfel incat avarierea unuia sa nu influenteze functionarea celuilalt. Nu este necesara montarea unei transmisii auxiliare pentru carma atunci cand ' transmisia principaUi are doua sau mai multe unitati de putere identice, dispuse' astfel incat, dupa 0

singura avarie la sistemul de tubulaturi, sau la una din unitatile de putere, capabilitatea transmisiei poate fi mentinuta.

In cazul navel or petroliere de mari dimensiuni, a tancurilor chi mice ~i a transportoarelor de gaze liehefiate, dotarea cu doua sau mai multe unitati de putere identiee pentru transmisia carmei sunt obligatorii.

b) - transmisia principaI'a a carmei trebuie sa fie poata sa guvema nava aflata la viteza sa maxima inainte, la pescajul de servieiu ~i sa deplaseze carma de la 35° dintr-un bord la 30° in bordul opus in mai putin de 28 de secunde. Acolo unde diametrul axului carmei are 120 mm la eche transmisia carmei trebuie actionata mecanie.

c) - transmisia auxiliara a carmei trebuie sa fie capabila sa intre rapid in functie ~i sa puna carma din 15° dintr-u'n' bord in 15° in bordul opus in mai putin de 60 de secund~, cu ~aya la cel mai mare pescaj al sau~ la mers inainte la 0 viteza mai mare decat jumatate din viteza maxima de serviciu sau 7 noduri. Acolo unde axul carmei. are diametrul mai mare de 230 mm la eche transmisia poate fi actionata mecanic.

203

d) - punerea in functiune a transmisiei principale ~i a celei auxiliare trebuie sa se faca de pe puntea de navigatie. Avariile la unitatile de putere ~i la sistemele lor de comanda ~i control trebuie sa fie sernnalizate vizual ~i acustic pe puntea de navigatie ~i trebuie sa repomeasca automat la restabilirea puterii.

e) - comanda transmisiei carmei trebuie sa poata fi facuta atat de pe puntea de navigatie cat ~i din camera carmei pentru transmisia principala, iar in cazul cand aceasta dispune de doua sau mai multe unitati de putere trebuie sa fie doua unitati independente de comanda operabile de pe punte (fara'sa fie necesare doua timone). In cazul in care in sistemul de comanda este incorporat un telemotor hidraulic, este necesara existenta unui al doilea sistem independent numai in cazul tan~urilor petroliere, a transportoarelor chimlce ~i a celor de gaze lichefiate mai mari de 10.000 tone.

f) -

Comanda mecanismului auxiliar trebuie dispusa in camera carmei ~i se va face de pe pun tea de comanda independent fata de sistemul prin,cipal de comanda. in cazul sistemelor hidraulice de putere aces tea trebuie prevazute cu dispozitive care sa mentina curat fluidul. Fiecare rezervor de fluid hidraulic trebuie prevazut cu alarma de nivel minim - sonora ~i vizuala, cu indicatii in camera de ma~ini ~i pe puntea de comanda. Este necesar ca instalatia sa dispuna de un tanc de depozitare fluid hidraulic pentru realimentarea rapida a sistemului.

6.5. Elici de manevra prova (bow thrusters), stabilizatoare ~i sisteme de stabilizare

1. i. Ce rol au elicile de manevra prova? R. Elicile de manevra transversale sunt montate la prova ~i/sau la

pupa fiind echipamente esentiale pentru multe nave ~are tre?~ie sa manevreze in spatii inguste ~i la viteze scazute. Acest tlp de ehcI sunt montate pentru a facilita pozitionarea corecta a unor tipuri de nave pe timpul manevrelor. .

Unele ambarcatiuni dispun de unitati de impingere pentru propulsle principal a ~i impingere azimutala, controlata cu ajutorul computerului, pentru mentinerea pozipei lor.

204

Calculele impingerii trebuie sa aibii la baza at at profilul nay . d' t d d I· . . d ~ ~ . el m par ea e easupra lmel e apa, cat ~l forma suprafetei de sub ~ '

. . . . ' apa 'a acestela. Pentru navele de pasagen ~l nave Ie fen bot suprafata d de~supra apei poate fi de trei ori mai mare decat suprafata laterala de su~ apa.

2. i. Aratap care este componenta eIicilor de manevra prova actionate cu motor diesel

R. Prin folosirea actionarii cu motoare diesel a aces tor instalatii se evita 0 serie de probIeme generate de acti6narea eIectrica privind necesaruI mare de energie eIectrica, de conditiiIe de izoIatie electrica, de pomire, control aI vitezei ~i inversare. Pentru un impingator conventional dispus intr-un tunel dispus travers pe nava, motoruI diesel poate fi ~ontat Ia aceIa~i niveI cu reductoruVinversor de turatie cu care elicea este cupIata direct. Montajul in spatii limitate a unei actionari cu motor diesel este prezentat in figura 1, unde motorul este dispus deasupra eIicei de manevra.

Fig. 1. Elice de manevra prova actionata de motor Diesel

1. motor Diesel; 2. cutia de viteze a reductor­inversorului; 3. cutia angrenajului conic;

4. flexibile; 5. cuplaje; 6. elice de manevrii

~ C~t~a mecanismului de inversare contine cupIaje pentru inainte ~i mapOI mtr-o carcasa cupIata pe arboreIe motorului ~i 0 transmisie la c~rcasa ~nui aIt cuplaj (3). Carcasele cuplajeIor se rotesc in directii opuse ~l functle de cea care este aIeasa se va aplica antrenarea inainte sau inapoi la arboreIe de putere. MotoruI ramane In repaus cand ambele cuplaje sunt decuplate.

205

3. I. Ce este ~i ce componenta are elicea de manevra prova actionata electric?

R.O astfel de instalatie dispune de un motor electric de curent altemativ cu rotorulin colivie, montat deasupra tunelului travers pe nava - figura 2. Impingerea este variata cu directie ~i putere prin intermediul unei elice cu pas variabil.

Fig . 2. Elice de manevra prova actionata electric

1. mot~r electric; 2. sursa hidraulica de alimentare; 3. filtru

sub presiune; 4. fntrerupator pneumatic; 5. cutia releului; 6. servocilindru de reactie

inversa; 7. conexiune de lucru; 8. unitate pentru transfer ulei;

9. tubulatura de racord; 10. bloc pentru comanda la distanta;

11. cuplaj flexibil; 12. pala elicei; 13. butucul elicei; 14. coafa

elicei; 15. jugul cilindrului mobil; 16. aparatoarea butucului;

17. suportul palei; 18. piston

Montajul folosit permite utilizarea unui motor asincron de constructie robusta care functioneaza la 0 singura viteza.

Curentul de pomire pentru un motor asincron de mari dimensiuni tinde sa creasca la aproximativ de opt ori fata de valoarea normala la plina sarcina, iar pentru reducerea acestuia se folose~te un montaj stea­triunghi sau un starter de curent slab, care sa implice un cuplu redus de pomire.

Comanda pasului pentru 0 elice de manevra prova este foarte asemaniitoafe cu acela pentru 0 elice cu pas variabil. Loca~ul de sustinere a axului concav dispune de 0 flan~a de care este fixat prin ~uruburi, un butuc tumat dintr-o bucata. Butucul este umplut cu ulei de ungere ~i exista 0 curgere libera de la butuc spre placa prin arborele concav. Cele patru pale sunt fixate "cu bolturi pe suportul purtator avand sistem de etan~are pentru prevenirea scurgerilor de ulei. Pasul palelor este

206

n:odificat prin intermediul unui sabot alunecator, dispus intre 0 crestatura dIll suportul purtator ~i un stift de pe jugul cilindrului mobil.

? tubul~tura inserata in axul concav conecteaza jugul cilindrului mobIl la umtatea de transfer a uleiului, care contine 0 servo valvula pe?tru urmarirea controlului pasului. 0 conexiune mecanica dintre umtate.a de transf:r .ulei ~i servo ~ilindrul interior u~ureaza reglajul pasulm cu acurateta ~l preVIlle conexmnea inversa pentru comanda de la distanta.

. Unitatea .hi~raul.ica de putere este dotata cu: supape de siguranta, fIltr~ pe ~splratle ~l pe refulare, un manometru ~i un Intrerupator de pres.mne ~l cu 0 pompa action<;lta electric prin intermediul unui starter. ~chlpa~entul mai ~ontine un Intrerupator electric care, Impreuna cu un Illt~e~upator de ~~e~lUne p~evi?e pomirea ma~inii de forta cand pasul se afla III afara pozItiel zero ~l eXIstii sau nu presiune hidraulica.

4. I. Care este componenta unei elici de manevra prova actionata hidraulic? '

.. R. Componenta unei astfel de instalatii este prezentata in figura 3, ea fund 0 altemativa care folose~te un motor hidraulic exterior in locul unui motor electric, pentru actionarea elicei de impingere. '

f----···----- _____ ~ I I ,"! i .' . -- ~--__ J i

4 '. I I I

10

Fig. 3. Elice de manevra prova actionata hidraulic

1. arborele'de putere al ma§inii de forta; 2. pompa

cu debit variabil; 3. ansamblul servo­

valvular; 4, unitatea de comanda de pe punte;

5. )ndicator de fmpingere; 6. lumini de navigatie;

7. elice; 8. capac'ul fnveli§ului; 9. carcasa principala; 10. motor hidraulic; 11. capac terminal; 12. placa

portanta; 13. tacho­generator

Pom~a hi~raulica~ cu deplasament variabil, care echipeaza instaiatia, este actlOnata de catre un motor electric unidirectional de turatie , ,

207

constanta sau de catre un motor diesel conectate prin intermediul unor cuplaje flexibile. Debitul pompei este comandat prin intermediul unui servomecariism action at direct de pe puntea de navigatie (sau local), pentr\] a da viteza necesara ~i directia motorul hidraulic in interiorul elicei de manevra. Carcasa ~i elicea sunt suspendate intr-un tunel

conventional travers pe nava, sub linia de apa.

5. i. Cilte grade de libertate are 0 navii aflatii pe mare ~i care dintre

acestea pot fi reduse? R. 0 nava aflata pe mare are ~ase grade de libertate dintre care trei

liniare ~i trei de rotatie. Acestea sunt: ridicare, deplasare inapoi/lnainte, deplasare lateral a, rotire, tangaj, ruliu. Dintre aceste mi~cari numai ruliul poate fi , practic, redus prin montarea pe corpul navei a chilelor de ruliu, prin montarea la bord a tancurilor anti-ruliu, sau prin montarea aripioarelor stabilizatoare. 0 combinatie aripioare stabilizatoare tancuri anti-ruliu au un potential avantaj in privinta costului ~i a stabilita!ii efective atat la viteza scazuta, cat ~i la viteza crescuta.

Nava, fiind 0 masa elastica, are 0 perioada natural a de ruliu in care mi~cari ample de ruliu pot fi induse prin rezonanta de catre forta valurilor de mici dimensiuni. Rulari de mare rezonanta pot fi prod use prin generarea fortelor egale ~i opuse fortelor imprimate de catre mare. Amplitudinea ruliului, la rezonanta, este mult mai mare decat aceia la valurile cu perioada lunga. Raportul acestor amplitudini este factorul dinarnic de amplificare, care este limitat de catre factorul de atenuare al

actiunii chilelor de ruliu.

6. i. Cum descrieti aripioarele de stabilizator? R. Puterea de stabilizare a aripioarelor este generata de mi~carea lor

prin apa marii ~i "ridicarea" creata de scurgerea apei deasupra ~i dedesubtul formei de aripi portante. Cand marginea frontala a aripei este inclinata in sus, apa care curge de-a curmezi~ul profilului superior produce ridicarea datorita caderii de presiune.

Inclinarea inspre in jos a marginii din fata a aripei rastoarna efectul, a~a ca 0 cadere in presiune are loc sub margine ~i 0 cre~tere a acesteia pe partea superioara pentru a genera 0 forta de coborare.

Aripioarele active ale stabilizatoarelor se folosesc la navele de tip rapid care au 0 viteza de cel putin 15 Nd ~i sunt 'inclinate 'in mod hidraulic. Aripioarele neretractabile sunt folosite acolo unde spatiul din interiorul corpului navei este limitat. Uzual, acestea sunt fixate in zona gumei ~i nu ies 'in afara liniei verticale de la bordajul navei sau sub linia

208

orizohntalla a ffundului n~vei, pentru a minimaliza riscul intrarii 'in contact cu c eu sau undul ape!.

7. i ~ra~~~ modul de funcponare al aripioarelor de stabilizaror . ta I lzatoarele Denny-Brown sunt dispozitive instal ate la bordul

navelor pentru a Ie reduce ruliul ~i a Ie corecta banda Rut" I . datorat efectului dinamic al vantului ~i a marii prov;cartdlU navel e~e af~c~are a struct~rii. naveL Stabilizatoarele de acest tip cons~~~;:~ou: anplOare exact stmllare rectangular cu sectiune in +ormv d f v ies ~ f b d. . ~. ' . l' a e runza care

In a ara or ajuIm, In flecare bord al navei in zona gurnei. '

• v FJg. 4. Pozitiile aripilor stabilizatoare 1. anpa retract~ta; 2. aripAa e>:tin~a §i nelnclinata unghiular; 3. aripa extinsa

§I complet mclmata; 4. Inainte (In sensul mi§carii)

h.~~care .arip~ este montata pe un ax, care este aranjat de maniera de a e~ lIra anpa ~t ~om~n~ul de torsiune, iar rni~carea unghiulara a ari ii sa fi~ fo~rte~ red~s~. ~npIle oscileaza pe arborii lor ~i sunt controlate ~e mamera ~nc~t. ml~canle unghiulare sunt ega Ie ~i de sernne contrarii Toate aceste ~l~can.sunt actionate hidraulic ~i 'intr-un sincfonism exact. .

~aca pe. tImpul deplasarii navei prin apa aripa deviaza apa i ~eac\la ~~ a~pii este in jos 1i invers. Dad coada aripei babo,d estei: :~:' la:.~ea l~ tnbord are coada in jos, asupra aripilor ~i implicit asupra navei aCtloneaza un cuplu - figura 5.

209

Fig. 5. Functionarea aripilor stabilizatoare . 1. bordul tribord; 2. flaps inclinat in sus; 3. forta de depresare a ape/; 4. bord d~ atac descendent; 5. inainte; 6. bord de atac ascendent; 7. forta de ridicat a ape/;

. B. flaps inclinat in jOs; 9. bordul babord

Privind . spre prova, directia ' cuplului es~e in sens c~n~ar ~cel?r ceasornicului, avand tendinta de a anula llli~carea aerulUl m duectia acelor de "ceasornic. Marimea forte! manifestata pe aripa variaza cu produsul dintre greutatea apei deviate de c~tre arip~ .pe~ secu.nda ~i modificarea in viteza absoluta a apei intre mtrare ~i ie~ire. Dm nou greutatea apei pe secunda variaza cu suprafata aripei ~i. vite~a nav~i,~ in timp ce modificarea vitezei variaza cu mi~carea unghmlara efecttva a

aripei (maxim circa 200 ). • ~

Momentul maxim al acestei forte este egal cu forta de pe 0 anpa inmultita eu distanta pe orizontala dintre centrele de presiune ale fiecarei

aripi complet extinse.

8. i. Cum se face comanda unui stabilizator? R. Amenajarea aripilor ~i mecanismullor de comallda su~t prez~ntate

in figura 6. Pentru 0 funcponare c?ntinua ~i lini~tita a mec~msmulUl sunt necesare doua giroscoape. Unul dmtre cele doua aparate giro se nume~te giro de viteza; axde lui sunt orizontal ~i travers pe nava, fapt ce face ca timona sa faca mi~carea de procesiune orizontal. .

210

Fig. 6. Aranjamentul mecanismului §i metoda de operare . . 1. tanc central de uleide ungere; 2. carcasa supapei "F"; 3. mecanism de taiere "P"; 4. levier rabatabil "N"; 5. cutia aripei; 6. aripa "H"; 7. panou de semnale ,,8";

B. startere "e"; 9. cilindru de rasturnare "M"; 1 O. unitatea principala de putere "E"; 11. unitatea giro "K"; 12. unitatea de servoputere ,,0"; 13. releu hidraulic "L"

eel de-al doilea giro este in acord cu mi~carea verticala avand functia unui pendul lung, care are tendinta de a se mentine vertical cand na~a ruleaza de la pozipa vertic ala. In consecinta, ambele giroscoape alimenteaza cu semnale de ruliu mecanismul hidraulic de comanda. Semnalul este transmis unui amplificator de putere (pompa booster de ulei) care porne~te ~i amplifica suma algebrica a semnalelor transmise de cele doua giroscoape ~i Ie transmite unui levier actionat cu cama care transmite mi~carea unui mecanism de incli~are cu anplOare. Servomotoarele folosite de catre stabilizator sunt, in general, similare fie ca sunt de emisie sau de receptie, statoarele acestora avand cate trei bobine dispuse la 1200 ~i conectate electric "faza pentru faza". Rotoarele, in fiecare caz sunt cu infii~urare simpIa conectate la alimentarea cu curent altemativ. Atata vreme cat bobinele rotorului sunt la acela~i unghi cu cele ale statorului, nu va exista diferenta voltaj intre infa~urarile rotorice astfel ca in circuitul rotoric nu va circula curent.

La deplasarea rotorului de emisie apare 0 diferenta de voltaj ~i 0

circulatie a curentului in circuit, iar campul magnetic creat va reacpona cu campul statoric, fapt ce va face ca infii~urarea de receptie sa aiba 0

mi~care de urmarire pana la restabilirea echilibrului. Pentru punerea in functiune se procedeaza: 1 - Ofiterul de cart pe puntea de navigatie pune maneta de comanda

in pozitia pomire motoare. Acest lucru se transmite printr-un semnal din panoul B in compartimentul stabilizatorului.

211

2 - Ofiterul mecanic actioneaza starterul C, care pome~te motoarele pehtru servo-unitatea D, unitatile principale de rastumare E ~i

unitatea giro K. 3 - Carcasa valvulei de comanda F, care comanda extinderea sau

retragerea aripei H este comandata de pe puntea de navigatie. 4 - Cand aripa este complet extinsa, ofiterul de punte inchide

circuitul unitatii giro K la releul hidraulic L, care actioneaza valvula de comanda a intarzierii de faza D, punand in functiune unitatea de putere E, pentru a livra ulei sub presiune la cilindri de rastumare M. Mi~carea cilindrilor de rastumare este transmisa aripilor prin intermediul levierelor de rastumare N ~i a axului aripilor.

5 - Cand aripile sunt inc1inate la unghiul predeterrninat de catre giro, mecanismul de taiere P opre~te pompa principaUi de ulei.

212

1 Alexandru, C.

2 Danescu, AI., ~.a.

3 Osborne, A.

4 Shvets, I.T. ~.a .

5 Toaca, I.

6 Toaca, I.

7 Lazarescu E., St. Florea

8 Darie Tudor, Feiza Memet

9 ; ~azil Popa, ~ . a.

10 I.e. Ionita I.A. Postolache

/Ibm. ! J

'c r lA q BIBLIOGRAFIE (;.;12

J ~ U

- Ma~'ini o$i instala{ii navale de propulsie, E.T., Bucure~ti, 1991

- Lexicon de termodinamica o$i ma#ni termice, Ed. Th., Bucure<;:ti 1987 y :1

- Modern Marine Engier's Manual Cornell Maritime Press Inc. ' ,

- Heat engineering - Mir Publisher Moscow,1975 '

- T~hnologia reparafiilor navale, TIp. Goliat, Constanta, 1998

- ~a#ni marine cu abur # gaze, TIp. GoJiat, Constanta, 1994

- Instala{iijrigorijice navale, E.T., Bucure~ti, 1984

- lnstalapi jrigorijice ~'i de climatizare navale, Ed. Th., Bucure~ti, 1997

- Termotehnica # mao$ini termice, Ed. Didactica ~i Pedagogica, 1964

- Instalalii navale de bord, Ed. Tehnica Bucure~ti, 1986

213

11 Iamandi, C, ~.a.

12 American Bureau of Shipping

13 H.D. McGeorge

14 Bidoaie, I ~.a;

15 \ Smith, D.W.

16 B&W

_ Mecanicafluidelor, Ed. Tehnidi Bucure~ti, 1977

_ Guide for Shipboard Centralised Control and Automation

_ Marine Auxiliary Machinery, Butterworth Heineman 7th edition, 1995

_ Mecanica $i construclia navei, Editura Didactica Bucure~ti, 1977

_ Marine Auxiliary Machinery­Butterworth & Co publishers LTD,1984

_ Instructions for K - engines Large bore, Edition 3

214

CUPRINS

1. MECANISME AUXILIARE ................................................. 5 1.1. Schimbatoare de cal dura .. ... ... .. ... ......... ........ .. ............ ..... 7 1.2. Sistemul de aer comprimat ..... ............. ... ... ...... ... .......... 18 1.3. Sistemul de combustibil ... ... .... ..... ... .. ... ... .................. ... 25 1.4. Sisteme de servitudine ............................................... ... 33 1.5. Tubulaturi, valvule, fitinguri ................. ....................... 50 1.6. Instalalii de stingerea incendiilor. .... ..... .. ............ .. ....... . 60

2. PO MPE MARINE ................................................................. 69 2.1. Caracteristicile pompelor navale ..... ..... ... ..... ... ..... ........ 71 2.2. Pompe cu piston ...... ... ..... ..... ... .. ... .............. ... ..... .. ........ 75 2.3. Pompe volumice rotative ............................................ .. 81 2.4. Pompe centrifuge .......................................................... 88

3. CO MPRESO ARE ............................................................... 105 3.1. Compresoarele de aer .......... ....................................... 107 3.2., Compresoare frigorifice ..... .. .. ........ ..... ..... ....... ........ .... 119

4. SEPARA TOARE NA V ALE ............................................... 131 4.1. Tratarea combustibilului.. ................ ...... .. ................... 133

5. LINIA DE ARBORI ~I ELICEA ...................................... 143 5.1 . Linia de arbori .... ... ......... .... ... ..... ... ... ... .. .... ... ... ........ ... 145 5.2. Elicea .......... .... ... .. .... ............. ................. .......... ..... ..... . 162 5.3. Sisteme de etan~are ...... .... .. ... .......... ......... ................... 175

6. MA~INI AUXILIARE DE PUNTE ................................... 179 6.1. Echipamente auxiliare de punte ....... ............. .............. 181 6.2. Instalalia de ancorare ......... ....... .......... ........................ 184 6.3. Instalalii de ridicat ..... ... .... ... .. ... ...... .. ....... .............. .. ... 190

6.4. Instalatii de guvemare a navei ... .. ..... ........... ......... ...... 194 6.5. Elici de manevra prova (bow thrusters), stabilizatoare

~i sisteme de stabilizare ............... ..... ..... .......... ......... .. 204

BIBLIOGRAFIE ...................................................................... 213

I