УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ СУДОВОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2024 года по МПК F02B75/10 

Изобретение относится к области судостроения, а именно к устройствам для охлаждения отработавших газов судовых двигателей морских судов и предупреждения взрывов в рабочей зоне при образовании взрывоопасных смесей с сероводородом.

Известно устройство для охлаждения выхлопных газов двигателя содержащее элемент со спуском для окружающего воздуха в канале первичного потока для охлаждения выхлопных газов двигателя от него (см. патент RU 2509911, 2006 г.). Недостатком данного устройства является использование воздуха для охлаждения выхлопных газов, который является недостаточно эффективной охлаждающей средой, поскольку его теплоемкость гораздо ниже чем, например, теплоемкость воды.

Наиболее близкой по назначению (прототипом) является установка для очистки и охлаждения выхлопных газов дизель-мотора, содержащая блок охлаждения, состоящий из последовательно установленных двух водяных холодильников для охлаждения выхлопных газов, центробежного водяного насоса, обвязки между воздушным вентилятором и радиатором (см. патент RU 2160841, 2000 г.). Недостатком известного устройства является охлаждение нагретой отработавшими газами воды с помощью воздуха, который является недостаточно эффективной охлаждающей средой.

Технический результат - повышение эффективности устройства при его использовании.

Он достигается тем, что в известном устройстве, содержащем блок охлаждения, состоящий из последовательно установленных двух водяных холодильников для охлаждения отработавших газов, водяного насоса, водяных труб, в качестве водяного насоса использован насос забортной воды, соединенный с водяным трубопроводом, водяной трубопровод снабжен входным и выходным патрубками, имеется газовый трубопровод, соединенный с водяными холодильниками и включающий газовую обводную трубу для перепуска отработавших газов, минуя холодильники при отсутствии сероводорода в рабочей зоне, газовый трубопровод снабжен впускным и выпускным газовыми патрубками, в газовой обводной трубе и в газовом трубопроводе установлены с возможностью поворота металлические заслонки круглой формы для регулирования потока отработавших газов, при этом для определения наличия сероводорода в рабочей зоне имеется датчик сероводорода, установленный и жестко фиксированный на выпускном газовом патрубке, имеется контроллер для управления насосом забортной воды, установленный и фиксированный на корпусе насоса и связанный с датчиком сероводорода, и двумя актуаторами для автоматического управления заслонками, установленными и жестко фиксированными на газовом трубопроводе, газовой обводной трубе и соединенными с заслонками.

Предлагаемое устройство схематично изображено на чертеже - (фиг.1 - общий вид).

Устройство содержит блок охлаждения, состоящий из последовательно установленных двух водяных холодильников 1, 2 для охлаждения отработавших газов, насоса забортной воды 3, соединенного с водяным трубопроводом 4, снабженным входным 5 и выходным 6 патрубками, газовый трубопровод 7, соединенный с водяными холодильниками 1, 2, в котором установлены с возможностью поворота металлические газовые заслонки круглой формы 8, 9 для регулирования потока отработавших газов, газовый трубопровод 7 снабжен впускным 10 и выпускным 11 газовыми патрубками, при этом на выпускном патрубке 11 установлен и жестко фиксирован датчик сероводорода 12, имеется газовая обводная труба 13, соединенная с газовым трубопроводом 7 и выпускным газовым патрубком 11, имеется контроллер 14 для управления насосом забортной воды 3, установленный и фиксированный на корпусе насоса 3, связанный с датчиком сероводорода 12. Для автоматического управления заслонками 8, 9 предусмотрены актуатор 15, установленный и жестко фиксированный на газовом трубопроводе 7, и актуатор 16, установленный на газовой обводной трубе 13, актуаторы 15,16 соединены с заслонками 8,9 и контроллером 14.

Устройство работает следующим образом: датчик сероводорода 12 определяет наличие сероводорода в рабочей зоне и при его наличии передает сигнал контроллеру 14, который запускает насос 3, и актуаторы 15,16, актуатор 15 открывает заслонку 8, а актуатор 16 закрывает заслонку 9. Отработавшие газы для охлаждения поступают через впускной газовый патрубок 10, проходят газовый трубопровод 7, насос 3 прокачивает забортную воду через входной патрубок 5 и водяные холодильники 1,2, где охлаждаются, затем охлажденные отработавшие газы проходят через выпускной газовый патрубок 11 и выходят в атмосферу. При отсутствии сероводорода в рабочей зоне контроллер 14 останавливает насос забортной воды 3, актуатор 16 открывает металлическую заслонку 9, а актуатор 15 закрывает металлическую заслонку 8. Отработавшие газы без охлаждения проходят через впускной газовый патрубок 10, газовый трубопровод 7, газовую обводную трубу 13, выпускной газовый патрубок 11 и выходят в атмосферу.

Пример конкретного выполнения:

- датчик сероводорода 12 Сирень-Д серии ИГС-98 используется для непрерывного измерения концентрации сероводорода в окружающей среде и посылает стандартные сигналы 4-20 мА, которые пропорциональны концентрации измеряемых газов (см. https://kipkomplekt.ru/text/siren d.php);

- насос забортной воды 3 BKC1/16K используется для установки на судах морского флота с неограниченным районом плавания и в предлагаемом устройстве служит для охлаждения отработавших газов забортной водой (см. https://www.hms-livgidromash.ru/catalog/nasosy-vk-vikhrevye-konsolnye-vks-samovksasyvayushchie-vko-s-obogrevom. html):

- газовая обводная труба 13 используется для отвода отработавших газов при отсутствии сероводорода в рабочей зоне (https://www.ozon.ru/product/lm-tmba-otvoda-vyhlopnyh-gazov-s-gaykoy-1-1-2-865315503/?sh=fxWSiyE0g);

- контроллер 14 ПЛК200 управляет насосом забортной воды 3 и актуаторами 15,16, срабатывает после получения сигнала от датчика сероводорода 12. Контроллер 14 надежен и имеет простую конструкцию (см. https://owen.ru/product/plk200);

- актуаторы 15,16 открывают и закрывают заслонки 8,9, приводятся в действие контроллером 14 и необходимы для автоматизации устройства (см. http://www.moteck.ru/promyshlennye_aktuatory. shtml).

По сравнению с прототипом устройство эффективнее тем, что в качестве конечного теплоносителя вместо воздуха используется забортная вода, что увеличивает эффективность устройства. Датчик сероводорода 12 имеет взрывобезопасный тип исполнения. Насос забортной воды 3 выполнен из материала с низкой линейной скоростью сплошной коррозии в проточной части, что увеличивает его износостойкость. Газовая обводная труба 13 изготовлена из нержавеющей стали, имеющей высокую коррозионную стойкость.

Положительный эффект - предлагаемое устройство позволяет охлаждать отработавшие газы, снижать взрывоопасность в рабочей зоне судна и может быть использовано в районах работы морских буровых платформ.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к устройствам для охлаждения отработавших газов судовых двигателей морских судов и предупреждения взрывов в рабочей зоне при образовании взрывоопасных смесей с сероводородом. Технический результат - повышение эффективности устройства при его использовании. Устройство для охлаждения отработавших газов судового двигателя содержит блок охлаждения, состоящий из последовательно установленных двух водяных холодильников для охлаждения отработавших газов, водяного насоса, водяных труб, в качестве водяного насоса использован насос забортной воды, соединенный с водяным трубопроводом, водяной трубопровод снабжен входным и выходным патрубками, имеется газовый трубопровод, соединенный с водяными холодильниками и включающий газовую обводную трубу для перепуска отработавших газов, минуя холодильники при отсутствии сероводорода в рабочей зоне, газовый трубопровод снабжен впускным и выпускным газовыми патрубками, в газовой обводной трубе и в газовом трубопроводе установлены с возможностью поворота металлические заслонки круглой формы для регулирования потока отработавших газов, при этом для определения наличия сероводорода в рабочей зоне имеется датчик сероводорода, установленный и жестко фиксированный на выпускном газовом патрубке, имеется контроллер для управления насосом забортной воды, установленный и фиксированный на корпусе насоса и связанный с датчиком сероводорода и двумя актуаторами для автоматического управления заслонками, установленными и жестко фиксированными на газовом трубопроводе, газовой обводной трубе и соединенными с заслонками. 1 ил.

Устройство для охлаждения отработавших газов судового двигателя, содержащее блок охлаждения, состоящий из последовательно установленных двух водяных холодильников для охлаждения отработавших газов, водяного насоса, водяных труб, отличающееся тем, что в качестве водяного насоса использован насос забортной воды, соединенный с водяным трубопроводом, водяной трубопровод снабжен входным и выходным патрубками, имеется газовый трубопровод, соединенный с водяными холодильниками и включающий газовую обводную трубу для перепуска отработавших газов, минуя холодильники при отсутствии сероводорода в рабочей зоне, газовый трубопровод снабжен впускным и выпускным газовыми патрубками, в газовой обводной трубе и в газовом трубопроводе установлены с возможностью поворота металлические заслонки круглой формы для регулирования потока отработавших газов, при этом для определения наличия сероводорода в рабочей зоне имеется датчик сероводорода, установленный и жестко фиксированный на выпускном газовом патрубке, имеется контроллер для управления насосом забортной воды, установленный и фиксированный на корпусе насоса и связанный с датчиком сероводорода, и двумя актуаторами для автоматического управления заслонками, установленными и жестко фиксированными на газовом трубопроводе, газовой обводной трубе и соединенными с заслонками.