Привет студент

Датчики, сигнализаторы и регуляторы давления

В соответствии с ГОСТ 19176—80 устройство, преобразующее информацию о состоянии объекта или внешней среды в сигнал установленного уровня, пригодный для дальнейшей обработки в системе управления, называется источником информации. Датчик является источником информации, выходной сигнал которого соответствует текущему значению контролируемого параметра объекта. Сигнализатор — это источник информации, выходной сигнал которого дискретно изменяется при достижении контролируемым параметром объекта заданных значений.

Для преобразования давления среды в перемещение стрелки, рычага или штока используется деформация или изгибающий момент упругих элементов. Такими элементами могут быть металлические и неметаллические мембраны, мембранные коробки и блоки, сильфоны, трубчатые пружины. Перемещение определенной точки их зависит от давления или разности давлений.

Применяемые в судовых холодильных установках устройства для преобразования давления или разности давлений делятся на манометры, датчики, сигнализаторы и регуляторы. В манометрах подвижная точка упругого элемента через систему кинематики соединяется со стрелкой, Если упругий элемент воздействует на движок реохорда, то получается датчик давления с электрическим выходным сигналом. В сигнализаторах давления упругий элемент через систему рычагов и пружин переключает электрические- контакты. Регуляторы давления усилие упругого элемента используют для перемещения затвора и соответствующего изменения расхода протекающей среды. Подробно принцип действия указанных приборов описан в книгах. Ниже приводятся технические характеристики и особенности работы иностранных приборов, широко применяемых на судах.

Если по витку провода, находящемуся в магнитном поле, пропустить ток, то в результате их взаимодействия возникнет сила, которая будет вращать виток. Аналогичный принцип используется в генераторах при вращении витка провода в магнитном поле для наведения э. д. с. в витке. Таким образом, электрическая машина с помощью магнитного поля вырабатывает ток или энергию движения, т. е. работает как генератор или как двигатель. Применение дополнительных витков провода и более сильного магнитного поля позволяет создать высокоэффективный двигатель. Добавочные полюса, устанавливаемые для уменьшения искрения, в направлении вращения имеют противоположную полярность по отношению к следующему полюсу. При вращении якорь работает как генератор, в результате чего создается э. д. с. в направлении обратном питающему, т. е. противо э. д. с. которая вызывает падение напряжения на двигателе. Эта противо э. д. с. регулирует потребляемую мощность, но она не возникает в момент пуска двигателя. Поэтому для уменьшения больших пусковых токов необходимо использовать цепи с пусковыми сопротивлениями. Работа нагруженного двигателя постоянного тока определяется падением напряжения на якоре, магнитным полем между полюсами и нагрузкой или моментом вращения.

В витке проводов, вращающемся в магнитном поле, наводится ток. Напряжение снимается с двух контактных колец, изолированных от вала, и через графитовые щетки поступает во внешнюю цепь. Такой ток будет переменным по направлению и по значению. Для увеличения генерируемого тока необходимо использовать дополнительные комплекты полюсов.

Магнитное поле создается магнитами, причем соседние полюса имеют противоположную полярность. Обмотки возбуждения полюсов соединяют последовательно и подключают к выходу генератора или к внешнему источнику. Использование отдельных витков необходимо для получения на выходе генератора нескольких э. д. с. Три выхода со сдвигом фаз на 120° позволяют получить три фазные э. д. с. График э. д. с. трехфазного генератора показан на рис. 14.5. Трехфазная электрическая цепь обладает большим к. п. д. по сравнению с однофазной. Каждая фаза может быть использована как в отдельности, так и вместе с другими. Существуют два способа соединения отдельных фаз источника: соединение по схеме «треугольник» и по схеме «звезда» (рис. 14.6).

Температура охлаждаемых объектов определяется соотношением между тепловой нагрузкой и холодо-производительностью судовой установки. При равенстве их устанавливается стационарный режим. Это показывает, что судовая холодильная установка обладает самовыравниванием, под которым понимается свойство объекта приходить в состояние равновесия после стабилизации входного воздействия при любом его значении: В объектах без самовыравнивания стабилизация входного воздействия при новом его значении не приводит к стабилизации одного или нескольких параметров. Например, насосно-циркуляционные системы охлаждения не обладают самовыравниванием в отношении поддержания уровня кипящей жидкости. Для нормальной работы их обязательно требуется регулирование уровня хладагента.

Обычно судовая холодильная установка подвержена различным воздействиям, которые можно разделить на внешние и внутренние. К внешним воздействиям относятся изменения параметров окружающей среды, параметров и расхода продукции, поступающей в грузовые помещения, морозильные аппараты, бункера предварительного охлаждения, охладители тузлука и рыбной муки. Изменение теплопритока от охлаждаемой или замораживаемой продукции, различные переключения охлаждаемых объектов, систем охлаждения, аппаратов и механизмов следует считать внутренними воздействиями. Часть внутренних воздействий может быть использована для управления работой холодильной установки.

Вращение витка провода в магнитном поле вызывает появление тока. При соединении витка с двумя полукольцами, действующими как коммутатор, ток выпрямляется. Коммутатор или коллектор выполняется в виде пластин, с которыми соприкасаются неподвижные щетки. Для увеличения силы тока на выходе генератора увеличивают число витков провода в обмотке и применяют добавочное магнитное поле. При работе генератора между токосъемными щетками и коллектором появляется искрение, которое можно устранить, расположив щетки таким образом, чтобы они замыкали только соседние пластины коллектора. Широко распространен другой способ улучшения условий коммутации с помощью дополнительных полюсов: полярность дополнительного полюса должна быть такой же, как главного полюса, в сторону которого следовало бы смещать щетки для улучшения условий коммутации. Магнитное поле между полюсами создается обмоткой возбуждения. Сердечник катушки, изготавливаемый из электротехнической стали, сохраняет некоторый остаточный магнетизм, из-за которого может создаться напряжение на нагрузке. Характеристики генераторов постоянного тока зависят от числа и способа подключения обмоток возбуждения.

В зависимости от способа возбуждения различают: генераторы параллельного возбуждения; генераторы последовательного возбуждения; генераторы смешанного возбуждения.

Особенности работы судовых холодильных установок

Холодильные установки относятся к объектам непрерывного действия с отдельными устройствами дискретного действия. Выработка холода осуществляется при непрерывной циркуляции хладагента в замкнутом контуре. Переключение отдельных компрессоров, теплообменных аппаратов, насосов и потребителей холода осуществляется дискретно.

На современных судах применяют парокомпрессионные холодильные машины с поршневыми или винтовыми компрессорами. Хладагентами являются преимущественно R 22 или аммиак (R 717). В рабочих условиях основная задача управления холодильной машиной сводится к поддержанию соответствия между холодопроизводительностью и тепловой нагрузкой при условии сохранения высокой эффективности и обеспечения безопасности работы. Сложность решения ее зависит от разветвленности схемы холодильной машины и характера изменения тепловой нагрузки.

Способ использования вырабатываемого холода определяется назначением судна. На транспортных рефрижераторах основными потребителями холода являются грузовые помещения. Охлаждаемые грузовые помещения имеются также на всех других рефрижераторных судах. В зависимости от вида перевозимой продукции на одном судне в разных помещениях могут поддерживаться неодинаковые температуры.

Предотвращение пожаров на судне имеет большое значение для безопасности мореплавания. Борьба с пожаром на судне может быть обречена на неудачу, если к ней не готовиться заранее и не иметь в своем распоряжении различные противопожарные средства. Противопожарные средства, это оружие в борьбе с пожаром, были описаны выше. Теперь следует обратить внимание на готовность к борьбе с пожаром. При тушении любого пожара необходимо, чтобы в действиях команды были отработаны четыре основные операции: обнаружение, оповещение, ограничение и, наконец, ликвидация очага пожара. Пожар обнаруживается при срабатывании специальных средств, установленных на судне в различных местах, или просто по появлению запаха или дыма. Любой член команды судна, независимо от того, находится ли он на вахте или свободен от нее, должен хорошо понимать опасность пожара и знать его признаки. Некоторые помещения судна особенно опасны с точки зрения возникновения пожара, их нужно регулярно посещать и осматривать. При обнаружении пожара необходимо сообщить об этом как можно большему количеству людей на судне. Весьма важно, чтобы на ходовом мостике знали о местонахождении очага пожара и о его размерах. Небольшой пожар может быть быстро потушен одним человеком, его обнаружившим, но все равно при любом пожаре нужно привлечь внимание людей. Для этого можно и громко кричать «Пожар!», и громко стучать в переборки, и приводить в действие сигналы пожарной тревоги, если они имеются поблизости. Тот, кто обнаружит пожар, должен быстро принять решение, тушить ли пожар ему сразу самому или, выйдя из помещения, сообщить о пожаре остальным. Чем больше людей знают о пожаре, тем больше сил может быть сосредоточено на его тушение. Если у вас возникнет сомнение, тушить пожар самому или извещать остальных, то в этом случае целесообразно известить других о пожаре!

Содово-кислотные огнетушители. В корпус этого огнетушителя заливается раствор бикарбоната натрия. В крышке, навинченной на корпус, размещается боек, закрытый защитным колпачком. Под бойком помещается колба с серной кислотой (рис. 13.4). Если ударить по бойку, он разобьет колбу, и в результате кислота смешается с бикарбонатом натрия. В ходе возникающей химической реакции выделяется углекислый газ, повышается давление в корпусе огнетушителя и жидкость по внутренней трубке выбрасывается через сопло наружу. Этот огнетушитель предназначен для тушения пожаров класса А и располагается в жилых помещениях.

Химические и механические пенные огнетушители. В корпус химического пенного огнетушителя заливается раствор бикарбоната натрия, а во внутренний полиэтиленовый стакан (рис. 13.5, а) — раствор сульфата алюминия. Стакан закрыт крышкой, удерживаемой в этом положении штоком, при повороте которого крышка открывается. Если огнетушитель перевернуть вверх дном, обе жидкости смешиваются. В ходе возникшей реакции выделяется углекислый газ, под воздействием которого давление внутри корпуса повышается и из корпуса выбрасывается пена.

У механического пенного огнетушителя наружный корпус заполняется водой (рис. 13.5, б). Внутренний контейнер содержит колбы с углекислым газом и пенообразующей жидкостью. Над внутренним контейнером помещается ударный механизм с предохранителем. При нажатии на ударник обе колбы разбиваются, вода перемешивается с пенообразующей жидкостью, а углекислый газ оказывает давление на эту смесь, которая выбрасывается наружу через специальное сопло. Механическая пена образуется в сопле. В этом огнетушителе имеется внутренняя трубка, и поэтому при пользовании огнетушителем его не нужно переворачивать кверху дном.

Пенные огнетушители предназначены для тушения пожаров класса Б и располагаются вблизи хранилищ горючих жидких материалов.

Пожар в море всегда представляет большую опасность. По числу причин гибели судов пожары стоят на первом месте. Почти все пожары возникают в результате халатности или неосторожности.

Горение происходит тогда, когда воспламеняются газы или пары, выделяющиеся из какого-либо вещества, т. е. когда горит именно газ, выделяющийся из вещества, а не само вещество. Температурой воспламенения вещества называется температура, при которой из вещества выделяется достаточное для продолжения горения количество газов.

Для горения при пожаре необходимо наличие трех факторов:

вещество, которое может гореть; источник воспламенения;

наличие кислорода или воздуха, содержащего кислород.

Если исключить одно или два из этих условий, то пожар можно потушить. При отсутствии хотя бы одного из этих условий пожар не может возникнуть.

В зависимости от характеристик горючего вещества пожары делятся на три класса.

К классу А относят пожары, при которых горят твердые материалы, такие как дерево, оборудование жилых помещений и т. п. Эти пожары тушат путем охлаждения твердых материалов, т. е. снижения их температуры ниже температуры воспламенения.

К классу Б относят пожары, при которых горят горюче-смазочные материалы и легковоспламеняющиеся жидкости. Такие пожары тушат, покрывая поверхность горящей жидкости негорючей массой, которая препятствует доступу кислорода к горящей поверхности.

К классу В относят пожары, при которых горит электрооборудование. Эти пожары тушат, покрывая горящую поверхность порошком, не проводящим ток. Порошок препятствует доступу кислорода к горящей поверхности.

Эти изменения могут быть чисто морфологическими, но они могут также состоять в частичном или полном подавлении транскрипции ДНК. Я уже говорил, что эти ограничения транскрипции ДНК в высших клетках представляют собой довольно грубый регуляторный механизм, включающий в себя конденсацию больших участков генетического материала; и этот механизм, по крайней мере в некоторых случаях, связан с изменением размеров ядра. Теперь мне хочется подчеркнуть, что, с моей точки зрения, ограничение синтеза РНК в ядре клетки не причина дифференцировки, а ее следствие. По-моему, нельзя представить себе, как такие грубые механизмы, подавляющие одновременно активность тысяч генов или целых хромосом, а иногда даже целых наборов хромосом, могут обеспечивать те высокоупорядоченные, точные и тонкие цитоплазматические изменения, которые происходят при дифференцировке. И в то же время совсем нетрудно вообразить, как, например, накопление в клетке гемоглобина может привести к постепенной конденсации хроматина в ядре и таким образом ингибировать синтез РНК.