Для подачи пресной воды на охлаждение двигателя и для прокачки водяного холодильника забортной водой допускается применение как навешенных насосов (с приводом от главного двигателя), так и насосов с автономным (электрическим) приводом.
Согласно Правилам кроме основных насосов, в машинном отделении необходимо устанавливать аварийные насосы, причем при замкнутой системе охлаждения допускается установка одного аварийного насоса. При этом система должна предусматривать подключение его как к замкнутому контуру, так и к трубопроводу забортной воды (на случай неисправности насоса внутреннего контура предусматривается аварийное охлаждение двигателя забортной водой). На небольших судах допускается в качестве аварийного использовать один из насосов общесудового назначения.
В системе охлаждения судовых дизелей применяют поршневые, крыльчатые, вихревые и центробежные насосы. Детали насосов, соприкасающиеся с водой (особенно забортной), должны выполняться из нержавеющих сплавов и материалов или иметь нержавеющую облицовку.
Применение центробежных насосов позволяет получать непрерывную струю, без пульсации, что обеспечивает равномерное охлаждение дизеля, а также применять для реверсивных двигателей, так как центробежный насос может работать при любом направлении вращения вала. К недостаткам центробежных насосов следует отнести неспособность сухого всасывания.
Поршневые насосы для забортной воды применят только в тихоходных двигателях. К недостаткам поршневых насосов относятся: громоздкость, пульсация струи (частично устраняют, устанавливая на нагнетательном трубопроводе специальные воздушные колпаки).
Крыльчатые самовсасывающие насосы используют для прокачки забортного контура, в том числе на дизелях 3Д6.Один из главных недостатков крыльчатых насосов – низкий коэффициент полезного действия (к.п.д.).
Вихревые насосы считаются средними по достоинству между крыльчатыми и центробежными насосами, его к.п.д. в 2 раза выше, чем у крыльчатого, но он менее способен к сухому всасыванию.
При применении навешенных насосов лучшим считается вариант с установкой центробежного насоса для замкнутого контура (пресная вода) и поршневого, вихревого или крыльчатого – для прокачки водяного холодильника забортной водой. Именно таким образом охлаждаются двигатели завода «Русский дизель» Д 30/50-2 и ДР 30/50-3.
На нашем теплоходе «Юнга Камы» для охлаждения внутреннего контура главных дизелей 3Д6 используется центробежный насос, а забортный контур прокачивается крыльчатым самовсасывающим насосом. Рассмотрим их подробнее.
Центробежный насос прост по устройству и обеспечивает постоянный поток воды. На рис. 174. показан центробежный насосдля внутреннего (замкнутого) контура двигателя 3Д6. Корпус 8 насоса имеет улиточный диффузор (улитка). Внутри корпуса вращается рабочее колесо (крыльчатка)15 с лопатками 16. Вал насоса 11 вращается в двух шариковых подшипниках 9 и уплотняется двумя текстолитовыми втулками 14 и резиновыми кольцами 12, прижатыми к ребру вставки 13 пружинами. Кулачковой полумуфтой 10 вал 11 соединяется с приводом насоса. Снизу насос закрыт крышкой 5, внутри которой образована камера всасывания 4. В нее через патрубок 2 подводится вода.
Благодаря лопаткам 16 вода вращается вместе с рабочим колесом 15. Под действием центробежной силы она движется между лопатками в направлении от центра к периферии. В камере всасывания 4 создается разрежение, в диффузоре 6 давление. По мере продвижения воды по расширяющемуся улиточному диффузору скорость ее уменьшается, давление увеличивается. Затем через патрубок 3 вода выходит в трубопровод. Насос снабжен спускным клапаном 1.
Насос крепят к дизелю со стороны поста управления, что удобно для осмотра и профилактики. Профиль рабочего колеса 15 позволяет насосу работать при вращении коленчатого вала «вперед» и «назад».
На многих судах постройки последних лет применяют вертикальные электроприводные центробежные насосы. Электродвигатель у таких насосов размещен над плитами машинного отделения, а сам насос – под ними. Такое размещение удобно для подсоединения трубопроводов к насосу.
Крыльчатый самовсасывающий насос для забортной воды дизеля 3Д6 изображен на рис. 175.
Корпус насоса состоит из передней 10 и задней 8 частей. Он крепится к кронштейну 7 болтами 11 вместе с крышкой. Крыльчатка 5 насажена на вал¸ несущий шестерню 6 привода насоса. Задняя часть 8 корпуса имеет всасывающий патрубок 2, а передняя часть 10 – нагнетательный патрубок 3. От патрубков идут каналы соответственно к всасывающему 4 и к нагнетательному 1 окнам. Внутри каждой части корпуса сделаны каналы 14 и 13 переменой глубины: в средней части глубина максимальна, а конца она сходит на нет.
После остановки двигателя внутри насоса остается вода. Если по какой-то причине воды в насосе нет (например, она была спущена через краник 16), то она заливается через отверстие, закрытое пробкой 9. При пуске двигателя насос начнет работать так: объем между двумя лопастями, находящийся вверху, полностью или частично заполнен водой (положение I) При повороте крыльчатки вода перемещается (положение II). Вследствие увеличения глубины каналов 13 и 14, объем между лопастями увеличивается, вода под действием центробежной силы отходит от ступицы крыльчатки и у ступицы появляется разрежение. Через всасывающее окно 4 из трубопровода отсасывается находящийся там воздух, а если воздуха нет, то засасывается вода. При дальнейшем повороте крыльчатки (положение III) объем каналов увеличится еще больше, и будет продолжаться всасывание. Когда лопасти сделают половину оборота, глубина каналов начнет уменьшаться. Слой воды будет приближаться к ступице (положение IV), вытесняя воздух или воду через нагнетательное окно 1 в нагнетательный трубопровод. Затем будет повторяться всасывание.
Для охлаждения пресной воды, выходящей из дизеля, применяют теплообменные аппараты (холодильники) трубчатого типа, такие же, как и для охлаждения масла. Вода внутреннего контура (чистая пресная вода) движется внутри корпуса вдоль трубок, по которым течет холодная вода забортного контура. Чтобы повысить эффективность охлаждения, конструкция холодильника устроена так, что вода внутреннего контура движется в обратном направлении (навстречу) движению воды забортного контура.
На рисунке показано устройство водяного холодильника двигателя 3Д6: верхняя и нижняя крышки и корпус, в котором проходят трубки (на рисунки видны как множество одинаковых отверстий). В верхней крышке есть входной и выходной патрубок для забортной воды, а на боку корпуса – входной и выходной патрубок для воды внутреннего контура.
Трубопроводы системы охлаждения дизеля выполняют или из нержавеющих труб, или из стальных, оцинкованных снаружи и внутри. Для предотвращения коррозионного разрушения в холодильниках со стороны забортной воды устанавливают протекторы.