Chế tạo mô hình hệ thống tự động hút khô nước lacanh phục vụ đào tạo

i

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Họ và tên SV: Nguyễn Doãn Đường Lớp: 50DLTT
Chuyên ngành: Động lực tàu thủy Khoa: Kỹ thuật giao thông
Tên đề tài: “Chế tạo mô hình hệ thống tự động hút khô nước lacanh phục vụ
đào tạo”.
Số trang: 75 Số chương: 04 Số tài liệu tham khảo: 5
Hiện vật: 01 mô hình, 2 bản thuyết minh, 2 đĩa CD.

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

Kết luận:……………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………


Nha Trang, ngày ……tháng……năm 2012
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)

Điểm chung
Bằng số Bằng chữ


ii

PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên SV: Nguyễn Doãn Đường Lớp: 50DLTT
Chuyên ngành: Động lực tàu thủy Khoa: Kỹ thuật giao thông
Tên đề tài: “Chế tạo mô hình hệ thống tự động hút khô nước lacanh phục vụ
đào tạo”.
Số trang: 75 Số chương: 04 Số tài liệu tham khảo: 5
Hiện vật: 01 mô hình, 2 bản thuyết minh, 2 đĩa CD.

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

Kết luận:……………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

Nha Trang, ngày ……tháng……năm 2012
CÁN BỘ PHẢN BIỆN
(Ký và ghi rõ họ tên)

Điểm chung
Bằng số Bằng chữ


iii

LỜI CẢM ƠN
Sau gần bốn tháng tìm hiểu và thực hiện đề tài: “chế tạo mô hình hệ thống
tự động hút khô nước lacanh phục vụ đào tạo” nay đã hoàn thành. Có được kết
quả đó không chỉ là sự cố gắng của bản thân mà còn được sự chỉ bảo, giúp đỡ của
nhiều người.
Qua đây cho em được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy ThS. Đoàn Phước
Thọ – Người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình trong suất quá trình em làm đồ
án. Em cũng xin chân thành cảm ơn tới các quý thầy trong trong khoa Kỹ Thuật
Giao Thông – Trường ĐH Nha Trang đã tận tình truyền đạt kiến thức trong bốn
năm học tập. Với vốn kiến thức trong quá trình học tập không chỉ là nền tảng trong
quá trình làm đề tài mà còn là hành trang quý báu để em bước vào đời một cách
vững chắc và tự tin.
Em cũng thầm biết ơn sự ủng hộ của gia đình, bạn bè – những người thân
yêu luôn là chỗ dựa vững chắc cho em.
Cuối cùng em xin kính chúc quý thầy và gia đình dồi dào sức khỏe, thành
công trong sự nghiệp cao quý.


Nha Trang, Tháng 7 năm 2012
Sinh viên thực hiên

Nguyễn Doãn Đường

iv

MỤC LỤC
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN i
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN ii
LỜI CẢM ƠN iii
MỤC LỤC iv
DANH MỤC HÌNH vi
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÚT KHÔ NƯỚC
LACANH 1
1.1 Chức năng, nhiệm vụ, yêu cầu của hệ thống tự động hút khô. [ 1] 1
1.2 Những kiểu bố trí đường ống của hệ thống hút khô. [1] 1
1.2.1 Hệ thống tập trung. 2
1.2.2 Hệ thống phân tán 2
1.2.3 Hệ thống độc lập 3
1.2.4 Hệ thống phân nhóm 3
1.3 Giới thiệu hệ thống hút khô lacanh ở buồng máy 4
1.3.1 Nguyên lý làm việc của hệ thống 6
1.3.2 Chức năng, nhiệm vụ, cấu tạo của các phần tử trong hệ thống. 6
1.4 Các loại hình điều khiển hệ thống hút khô được áp dụng cho tàu thủy 16
1.4.1 Điều khiển bằng tay 16
1.4.2 Điều khiển bán tự động tự động 17
1.4.3 Điều khiển tự động. 17
CHƯƠNG II: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 25
2.1 Phân tích các phương án điều khiển tự động hút khô trên tàu thủy. 25
2.1.1 Điều khiển cổ điển 25
2.1.2 Điều khiển hiện đại 26
2.2 Lựa chọn phương án 30

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG HÚT KHÔ
NƯỚC LACANH 31

v

3.1 Giới thiệu đối tượng làm mô hình 31
3.1.1 Giới thiệu về tàu hàng 56000DWT. 31
3.1.2 Hệ thống hút khô trên tàu hàng 56000DWT. ( hệ thống bilge). 34
3.2 Thiết kế chế tạo mô hình hệ thống hút khô 36
3.2.1 Thiết kế chế tạo vỏ tàu mô hình 36
3.2.2 Thiết kế chế tạo đường ống, lựa chọn bơm, van điều khiển 37
3.2.3 Thiết kế lắp đặt hệ thống đường ống, bơm, van điều khiển. 38
3.3 Thiết kế chế tạo bộ điều khiển điện tử 39
3.3.1 Sơ đồ khối bộ điều khiển điện tử 39
3.3.2 Nguyên lý làm việc của các khối 39
3.4 Mô hình sau khi chế tạo. 64
3.5 Các phương án làm việc của mô hình 65
3.5.1 Phương án mô hình hoạt động được 65
3.5.2 Phương án mô hình không hoạt động được 67
3.6 Thử nghiệm và bàn luận 72
3.6.1 Thử nghiệm. 72
3.6.2 Bàn luận. 73
CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 74
4.1 Kết luận 74
4.2 Đề xuất ý kiến 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO 76

vi

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống hút khô theo nguyên tắc tập trung. 2
Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống hút khô theo nguyên tắc
phân tán 3
Hình 1.3. Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống hút khô theo nguyên tắc
phân nhóm 4
Hình 1.4. Sơ đồ hệ thống hút khô buồng máy. 5
Hình 1.5. Bơm hút khô, bơm cứu hỏa 6
Hình 1.6. Cấu tạo bơm ly tâm 7
Hình 1.7. Cấu tạo bơm piston dẫn động bằng tay 7
Hình 1.8. Cấu tạo van dẫn động bằng khí nén 8
Hình 1.9 Cấu tạo van dẫn động bằng thủy lực 9
Hình 1.10. Cách bố trí miệng hút khô. 10
Hình 1.11 Các phần tử định hình đường ống 12
Hình 1.12. Bộ lọc nước lacanh 13
Hình 1.13. Sơ đồ hệ thống lọc nước lacanh 15
Hình 1.14. Ảnh ghe của ngư dân 16
Hình 1.15 Một số loại hình lắp đặt hệ thống bán tự động 17
Hình 1.16. Sơ đồ điều khiển kiểu cơ khí. 18
Hình 1.17. Điều khiển kiểu điện tử. 19
Hình 1.18 Một số loại công tắc phao 20
Hình 1.19 Một số hình thức lắp đặt công tắc phao và nguyên lý hoạt động 20
Hình 1.20 Cấu tạo của cảm biến phao từ 21
Hình 1.21 Một số kiểu cảm biến phao từ. 22
Hình 1.22 Phần tử điều khiển PLC và máy tính. 23
Hình 1.23 Một sô hệ thống điều khiển hệ thống tự động 23
Hình 2.1. Sơ đồ hệ thống điều khiển cổ điển 25

Hình 2.2. Sơ đồ điều khiển điện tử ở cấp đơn giản 26

vii

Hình 2.3. Sơ đồ hệ thống SCADA trên tàu thủ 28
Hình 2.4. Hệ thống phân cấp điều khiển tích hợp trên tàu thủy.[3] 29
Hình 3.1. Bố trí chung tàu hàng rời 56000DWT. 31
Hình 3.2 Sơ đồ hệ thống ballast 34
Hình 3.3. Sơ đồ hệ thống hút khô toàn tàu 35
Hình 3.4 Mặt cắt giữa tàu. 36
Hình 3.5. Vỏ tàu mô hình sau khi chế tạo. 37
Hình 3.6 Van một chiều 37
Hình 3.7 Van điện 220 V 37
Hình 3.8 Lắp đặt hệ thống bơm, van, đường ống. 38
Hình 3.9 Sơ đồ khối của thiết bị điều khiển hệ thống tự động. 39
Hình 3.10 Bảng điều khiển sau khi chế tạo. 39
Hình 3.11 Khối cảm biến mức nước sau khi chế tạo 40
Hình 3.12 Khối điều khiển roler sau khi chế tạo 41
Hình 3.13 Sơ đồ khối mạch roler 42
Hình 3.14 Khối điều khiển trung tâm sau khi chế tạo 42
Hình 3.15 Sơ đồ khối của ATmega16 43
Hình 3.16 Sơ đồ cấu trúc CPU của ATMEGA16 46
Hình 3.17 Thanh ghi trạng thái SREG 46
Hình 3.18. Thanh ghi chức năng chung 47
Hình 3.19. Thanh ghi con trỏ ngăn xếp . 47
Hình 3.20 Bản đồ bộ nhớ chương trình 49
Hình 3.21 Bản đồ bộ nhớ dữ liệu SRAM. 49
Hình 3.22 Sơ đồ cấu trúc bộ định thời 51
Hình 3.23 Đơn vị đếm. 52
Hình 3.24 Sơ đồ đơn vị so sánh ngõ ra 53

Hình 3.25 Thanh ghi điều khiển bộ định thời 53
Hình 3.26 Thanh ghi bộ định thời 54
Hình 3.27 Thanh ghi so sánh ngõ ra 55

viii

Hình 3.28 Thanh ghi mặt nạ ngắt TIMSK 55
Hình 3.29 Thanh ghi cờ ngắt bộ định thời 55
Hình 3.30 Sơ đồ khối bộ USART. 56
Hình 3.31 Đơn vị tạo xung clock 57
Hình 3.32 Định dạng khung truyền 58
Hình 3.33 Sơ đồ bộ biến đổi A/D 59
Hình 3.34 Thanh ghi ADMUX. 60
Hình 3.35 Thanh ghi điều khiển và trạng thái ADC. 61
Hình 3.36 Thanh ghi dữ liệu ADC 63
Hình 3.37 Hộp điều khiển sau khi chế tạo 64
Hình 3.38 Mô hình sau khi chế tạo. 64
Hình 3.39 Sơ đồ giải thuật hoạt động của bộ điều khiển tự động 66
Hình 3.40 Mô Hình hoạt động khi có nước trong hố hút khô đèn led báo sáng. 66
Hình 3.41 Mô hình hoạt động khi nước trong hố hút khô đầy. 67
Hình 3.42 Mô Hình ngừng hoạt động khi nước trong hố hút khô cạn 67
Hình 3.43 Sơ đồ hút nước lacanh ở hầm hàng 68
Hình 3.44 Sơ đồ hút nước lacanh ở buồng máy 69
Hình 3.45 Sơ đồ hệ thống hút khô kết hợp với hệ thống ballast. 70
Hình 3.46 Sơ đồ hệ thống hút khô kết hợp với hệ thống cứu hỏa, rửu boong 70
Hình 3.47 Sơ đồ hệ thống hút khô sử dụng bơm eductor 71
Hình 3.48 Sơ đồ hệ thống hút khô khi hệ thống phân ly nước dầu gặp sự cố 72

1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG
HÚT KHÔ NƯỚC LACANH
1.1 Chức năng, nhiệm vụ, yêu cầu của hệ thống tự động hút khô. [ 1]
Trong quá trình hoạt động của tàu thủy, có một lượng nước rò rỉ vào trong
boong tàu. Như nước rò rỉ qua: vỏ tàu, các cụm kín nước, các két, nước rơi từ trên
boong hoặc nắp hàm hàng xuống, hay là sự ngưng tụ của hơi nước trong tàu…
Những thành phần nước trên sẽ tích tụ lại dưới đáy tàu. Sau thời gian, lượng
nước tăng lên sẽ làm ảnh hưởng tới sự hoạt động của tàu, làm ăn mòn các thiết bị,
ngập hư hỏng hàng hóa, trong buồng máy nước ngập lên bánh đà lúc tàu hoạt động
làm vung tóe nước lên sàn buồng máy dẫn tới hư hỏng các thiết bị ở buồng máy…
Mặt khác nếu thành phần nước lacanh ở buồng máy đổ trực tiếp ra biển thì sẽ gây ô
nhiễm môi trường, ảnh hưởng tới môi trường sinh thái, gây thiệt hại tới nguồn kinh
tế biển. Hiện nay, để hạn chế ô nhiễm môi trường biển trên thế giới đang áp dụng
các công ước quy định về phòng chống ô nhiễm tàu biển như: MARPOL, IMO…
Vì vậy hệ thống tự động hút khô nước lacanh có nhiệm vụ: đảm bảo việc hút
khô nước đọng trong khoang tàu, trong quá trình hoạt động của con tàu. Hệ thống
phải đảm bảo yêu cầu: Hút toàn bộ nước lacanh khi tàu hoạt động, kể cả lúc tàu
nghiêng ngang, nghiêng dọc trên song; và xử lý nước lacanh trong buồng máy có
thành phần tạp chất theo đúng chỉ tiêu đăng kiểm cho phép trước khi đổ ra biển; đối
với hệ thống hút khô tự động phải có khả năng tự động hút khi mực nước trong mỗi
giếng hút khô đạt tới mức cần thiết, mà không cần sự can thiệp của các thuyền viên
trên tàu, lúc hoạt động phải có tín hiệu, báo động; trong qua trình hoạt động thì hệ
thống phải hoạt động an toàn, tin cậy, dễ bảo dưỡng và sửa chữa.
1.2 Những kiểu bố trí đường ống của hệ thống hút khô. [1]

Hiện nay lắp đặt hệ thống đường ống hút khô chủ yếu dựa vào việc bố trí van
và bơm. Người ta phân loại theo nguyên tắc: tập trung, phân tán, độc lập và nhóm.

2
1.2.1 Hệ thống tập trung.
Là kiểu hệ thống được sử dụng hầu hết trên các tàu hàng nội địa, tàu kéo, tàu
cá dưới 1000cv. Ở hệ thống này bơm hút khô được bố trí ở buồng máy, phục vụ cho
tất cả các hộ tiêu thụ của hệ thống. Ở mỗi khoang có có một đường ống riêng dẫn từ
giếng hoặc rãnh hút khô tới buồng máy. Cuối ống bố trí một van, sau đó hòa chung
với ống hút chính dẫn về bơm.

Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống hút khô theo nguyên tắc tập trung.
1- bơm hút khô; 2- van điều khiển; 3- van ba ngả;
4 - nối lên bờ hoặc công trình nổi.
Ưu điểm của hệ thống này là: số lượng bơm ít, công việc điều khiển được tập
trung ngay trong buồng máy, bơm có thể đặt trên cao chống được các hư hỏng, dễ
lắp đặt và điều khiển nên phù hợp với điều kiện kinh tế, kĩ thuật của nước ta.
Nhược điểm của hệ thống này là: số lượng ống và ống qua vách nhiều, khả
năng phục vụ các hộ tiêu thụ cùng một lúc không đảm bảo.
1.2.2 Hệ thống phân tán.
Hệ thống này được bố trí trên các tàu vận tải lớn chủ yếu là tàu xuyên lục
địa hoặc các tàu có tính chất tự động hóa cao.
Đặc điểm của hệ thống này là: Có một ống chính chạy suốt từ mũi về lái; từ
ống chính nối với các ống nhánh ở các khoang, mỗi ống nhánh có van điều khiển
riêng; máy bơm được bố trí ngay trong buồng máy.

3
Ưu điểm của hệ thống này là: Hệ thống làm giảm được số lượng ống, lượng
ống qua vách đáng kể so với hệ thống tập trung; độ tin cậy trong quá trình hoạt
động của hệ thống cao hơn.

Nhược điểm của hệ thống là: Việc điều khiển van rời rạc, nên hệ thống
không thể lắp đặt trên các con tàu điều khiển hệ thống bằng tay.

Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống hút khô theo nguyên tắc phân tán.
1- bơm hút khô; 2- van điều khiển; 3- van ba ngả;
4 – nối lên bờ hoặc công trình nổi.
1.2.3 Hệ thống độc lập.
Đặc điểm của hệ thống này là mỗi khoang có một bơm đảm nhiệm; hệ thống
đảm bảo khả năng hoạt động cho con tàu; tuy nhiên số lượng bơm quá nhiều, số
lượng ống qua mạn nhiều và việc điều khiển rất phức tạp. Hệ thống này không đảm
bảo tính kinh tế, nên nó không được ứng dụng cho các tàu dân sự, phù hợp với các
tàu hoạt động quân sự.
1.2.4 Hệ thống phân nhóm.
Đặc điểm của hệ thống này là: Bơm được bố trí ở buồng máy và được nối
với một số ống chính; mỗi ống chính được nối với một hộp van; mỗi hộp van được
nối với các ống nhánh tới các giếng hút khô ở các khoang và buồng.

4
Ở hệ thống này giảm được số lượng ống giảm hơn so với hệ thống tập trung,
số lượng máy bơm giảm và sử dụng triệt để hơn so với hệ thống độc lập. Tuy nhiên
việc điều khiển phức tạp do hệ thống van nằm rời rạc.

Hình 1.3. Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống hút khô theo nguyên tắc
phân nhóm.
1- bơm hút khô; 2- van điều khiển; 3- van ba ngả;
4 – nối lên bờ hoặc công trình nổi
1.3 Giới thiệu hệ thống hút khô lacanh ở buồng máy.
Hiện nay trên các tàu thủy hiện đại, cỡ lớn chủ yếu được lắp đặt hệ thống hút
khô theo sơ đồ:

5

5

Hình 1. 4. Sơ đồ hệ thống hút khô buồng máy.

6
1.3.1 Nguyên lý làm việc của hệ thống.
Nước lacanh từ các giếng hút khô được tập trung vào đường ống hút khô
chính. Từ đây, nước lacanh được bơm hút khô hút đẩy ra ngoài mạn. Bơm hút khô,
bơm ballast và bơm cứu hỏa có thể thay thế cho nhau trong trường hợp khẩn cấp.
Khi muốn hút khô hết nước trong giếng hút khô thì ta dùng bơm chân không.
Nước lacanh trong buồng máy, được bơm phân ly nước dầu bơm tới hệ
thống phân ly nước dầu. Nước sạch được đổ ra ngoài, còn phần tạp chất thì được
đưa về két dầu bẩn. Tạp chất ở các két dầu bẩn, két bùn được bơm bùn đưa lên bờ
khi tàu cập cảng hoặc đưa tới két tách dầu. Nếu hỗn hợp tạp chất này được đưa tới
két tách dấu, nó sẽ được tách thành hai phần, phần dầu đi về két dầu thải, còn nước
đi về két chữa nước đáy tàu.
Vấn đề nước lacanh buồng máy hiện nay được Đăng Kiểm đặc biệt quan
tâm, vì vậy thành phần nước ở đây phải đi qua thiết bị xử lý do Đăng Kiểm phê
duyệt, trước khi đổ ra biển phải. Sau khi nước được phân ly xong, nước đi qua
thiết bị ghi và kiểm soát nước đáy tàu nếu hàm lượng dầu trong nước vượt quá mức
cho phép thì nước được đưa trở lại két chữa nước đáy tàu.
1.3.2 Chức năng, nhiệm vụ, cấu tạo của các phần tử trong hệ thống.
a) Bơm.
Chức năng, nhiệm vụ: Vận chuyển
nước trong khoang ra khỏi tàu với lưu
lượng cần thiết, tạo được cột áp đủ lớn để
kết hợp được với các hệ thống khác, đảm
bảo hệ thống hoạt động an toàn, tin cậy

trong quá trình hoạt động.
 Bơm ly tâm:
Cấu tạo gồm:
1. Cánh công tác.
2. Ống hút, ống đẩy.
3. Bộ làm kín.

Hình 1.5. Bơm hút khô, bơm cứu hỏa

7
4. Bộ phận dẫn hướng vào
5. Trục bơm.
6. Bộ phận dẫn hướng ra.
 Bơm piston:
- Cấu tạo:
1. Thân bơm; 2. Xilanh;
3. Thanh truyền; 4. Vòng làm kín;
5. Đệm kín; 6. Piston;
7, 16. Bulông; 8. Van hút;
9. Nắp bơm; 10. Van đẩy;
11. Khoang đẩy; 12. Con lăn;
13. Tay gạt; 14. Cụm kín trục bơm; 15.
Trục bơm; 17. Khoang hút.
b) Van điều khiển.
Chức năng của van là: đóng
mở nhằm định hướng cho chất lỏng
lưu thông qua những vị trí cần thiết,
giữ trong ống luôn có một lượng
chất lỏng điền đầy, giữ được chân
không trong ống để điều khiển hút

tại những hố hút khô cần thiết.
Hiện nay trên tàu các hệ thống
sử dụng nhiều kiểu van khác nhau.
Mỗi kiểu van có mục đích sử dụng, ưu, nhược điểm khác nhau.
 Van điều khiển bằng tay:
Trong hệ thống hút khô chủ yếu sử dụng 2 loại van: van bướm và van cầu.
Van này được điều khiển bằng tay để đóng mở van. Van có thể được đặt ở dưới sâu
nên có thể điều chỉnh bằng cơ khí như bánh răng nón, trục các đăng…


Hình 1.6. Cấu tạo bơm ly tâm

Hình 1.7. Cấu tạo bơm piston dẫn
động bằng tay.

8
 Van điều khiển bằng khí
nén:
Nguyên lý làm việc: Là
loại van đóng mở bằng áp suất khí
nén, khi cấp khí vào của cấp 16,
dưới áp lực khí nén đẩy piston 8
đi xuống làn trục van 4 và đĩa van
2 đi xuống, van được mở ra. Khi
ta ngừng cấp khí thì dưới lực căng
của lò xo làm đĩa van 2 đóng lại.
Khi cần thiết ta có thể mở van
trực tiếp bằng tay vặn 14.
1. Thân van; 2. Đĩa van;
3. Vòng làm kín; 4. Trục van;

5, 9. Vòng đệm kín; 6. Xilanh;
7. Somi xilanh; 8 Piston;
10. Nắp; 11. Bích nén; 12. Vít cấy có vạch chỉ vị trí van; 13. Tay vặn điều khiển
bằng tay; 14. trục van; 15. cửa cấp khí; 17 lò xo.
 Van điều khiển bằng điện:
- Van hoạt động bằng solenoid
Nguyên lý : Ta cấp dòng điện cho cuộn dây, thì cuộn dây sinh ra từ trường
kéo thanh sắt non được bố trí trong van. Thanh sắt dịch chuyển, liên kết cơ khí với
ty van làm cho van mở ra. Khi ta ngắt điện cuộn dây mất từ trường, thanh sắt non
liên kết với lò xo hồi về, lò xo kéo ty van trở lại vị trí ban đầu làm cho van đóng lại.
- Van hoạt động bằng động cơ điện.
Nguyên lý: Ta cấp dòng điên cho van thì động cơ trong van làm việc theo
chiều thuận đồng thời kéo ty van làm van mở ra. Lúc ty van mở tới giới hạn thì tác
động vào công tắc làm ngắt điên động cơ, lúc này van vẫn giữ nguyên vị trí mở. Khi
cần van đóng lại, ta cấp điện cho động cơ quay theo chiều ngược lại.

Hình 1.8. Cấu tạo van dẫn động bằng khí nén.


9
c) Van điều khiển bằng
thủy lực:
Nguyên lý làm việc: Van
được mở nhờ áp lực của dầu.
Chúng ta muốn mở van thì cấp
dầu cao áp vào lỗ dẫn dầu 3,
piston số 7 đi lên làm cho lưỡi
chêm đi lên, van được mở ra. Lúc
chúng ta cấp dầu vào lỗ dẫn dầu 4
thì dầu thủy lực đẩy piston đi

xuống làm van đóng lại.
1. Cụm làm kín; 2. Lò xo;
3, 4. Lối dẫn dầu thuỷ lực; 5. Nắp
của xilanh lực; 6. Xilanh lực;
7. Pittông; 8. Trục van;
9. Lưỡi chêm; 10. Thân van.
 Van một chiều.
Có tác dụng cho chất lỏng chuyển động theo một hướng. Đảm bảo trong
đường ống luôn có một lượng nước cố định, đảm bảo cho bơm hoạt động ngay khi
khởi động.
c) Đường ống.
Theo quy phạm thì: Đường ống hút khô chính và nhánh không được nhỏ hơn
40 mm và nhỏ hơn đầu nối ống hút của bơm hút khô. Tốc độ dòng chảy trong ống
không được nhỏ hơn 2 m/s và phải xác định theo công thức:

1,5 ( ) 25( )
1,5 ( ) 25( )
c
n
d L B H mm
d l b H mm
  
  

Trong đó: L, B, H: chiều dài, chiều rộng, chiều cao của tàu (m);
l: chiều dài khoang hút đo dọc đáy tàu (m);
b: chiều rộng khoang hút khô (m);

Hình 1.9 Cấu tạo van dẫn động bằng thủy lực.

10
d
c
: đường kính trong của ống hút khô chính hoặc nhánh được
nối trực tiếp với bơm (mm).
d
n
đường kính trong của ống nhánh nối với ống chính hoặc ống
của bơm tay (mm).
Tiết diện đường ống nối với hộp van, hoặc đường ống chính không được nhỏ
hơn tổng diện tích tiết diện của 2 nhánh ống lớn nhất được nối với hộp van này.
Việc bố trí đường ống hút khô chính và các ống nhánh, phải đảm bảo hút khô
được bất kì khoang kín nước nào, bằng những bơm bất kì trong những bơm đã nêu.
Việc bố trí hệ thống hút khô không được để nước ở ngoài mạn chảy vào trong tàu,
cũng như không để nước từ khoang này chảy sang khoang khác, nhờ việc sử dụng
van một chiều.
Cách bố trí số lượng ống nhánh hút khô, phải lựa chọn cụ thể tùy thuộc vào
hình dạng và kích thước của các khoang. Trong mỗi khoang, phải bố trí ít nhất hai
nhánh hút khô. Riêng đối vối khoang ngắn và hẹp, có thể bố trí một nhánh hút khô
nếu nó đảm bảo cho việc hút khô trong khoang đó.
d) Giếng hút khô.
Các miệng hút khô được bố trí ở nơi thấp nhất trong mỗi khoang, phải đảm
bảo hút hết lượng nước trong khoang, kể cả khi tàu nghiêng 5
0
về bất kỳ mạn nào.

Hình 1.10. Cách bố trí miệng hút khô.
a) Bố trí theo mặt phẳng cắt dọc giữ b) Bố trí theo rãnh hút khô.
c) Bố trí theo rãnh bên mạn và giếng hút khô.

1. Sàn khoang; 2. Miệng hút khô; 3. Rãnh hút khô; 4. Giếng
Tùy theo loại tàu mà miệng hút khô có thể bố trí theo nhiều kiểu khác nhau.

11
Theo tiêu chuẩn TCVN 6259-2003
Bố trí các hố hút khô trong các khoang hàng:
1) Tàu có một khoang hàng có chiều dài hơn 33m thì các giếng phải đặt ở
nửa phía sau và nửa phía trước theo chiều dài.
2) Nếu đáy đôi kéo dài ra cả hai mạn thì phải bố trí các hố ở phía hai bên
hông.
3) Nếu đặt tấm lót kín ở trên đáy của khoang hàng phải bố trí sao cho nước
các phần của khoang hàng có thể chảy đến được các hố hút khô.
Bố trí các giếng hút khô trong buồng máy.
1) Trong buồng máy không có đáy đôi, phải bố trí ít nhất 2 hố hút khô ở giữa
đường tâm tàu. Nếu độ nghiêng nhỏ hơn 5
0
thì phải bố trí thêm 2 hố ở hai bên tâm
tàu
2) Khi đáy đôi kéo dài tới hai bên mạn thì phải bố trí các hố hút khô ở cả hai
bên hông.
Chiều sâu của hố hút khô trong đáy đôi, và khoảng cách giữa tôn đáy ngoài
với tôn đáy trong phải đảm bảo, chiều sâu hố không được vượt quá 0.5 khoảng cách
giữa tôn đáy trong và tôn đáy ngoài.
Thể tích của mỗi hố không được nhỏ hơn 0.17 m
3
.
e) Phụ tùng đường ống.
 Mỗi nối ống.
Để thuận tiện cho việc thi công, cũng như đáp ứng các yêu cầu bố trí đường
ống trong hệ thống tàu, người ta sử dụng nhiều loại mối nối ống để nối giữa các

đoạn ống. Các mối nối ống có dạng tháo được và không tháo được. Trên hệ thống
thường dùng các loại mỗi nối: Mỗi nỗi bích, mỗi nối ren có chi tiết nối, mỗi nỗi ống
lồng, mỗi nối ống vải cao su.
 Các phần tử định hình của đường ống.
Đường ống của hệ thống tàu có hình dáng phức tạp: phân nhánh, đổi
hướng,… Vì vậy để đáp ứng yêu cầu lắp đặt, người ta chế tạo những phần tử định

12
hình chuyên dùng, nghĩa là những đoạn ống ngắn có hình dáng và kích thước nhất
định, phù hợp với những nhu cầu đổi hướng, phân nhánh… thông dụng nhất.


Hình 1.11 Các phần tử định hình đường ống.
a) Khuỷu ống cong;
b) Khuỷu ống 3 ngả;
c) Khuỷu ống 4 ngả;
d) Đoạn ống qua vách
f) Bộ bù trừ giãn nở nhiệt và các phần tử kẹp chặt ống.
Lúc tàu chuyển vùng hoạt động thì nhiệt độ có thể chênh lệch làm quá trình
giãn nở giữa các chi tiết ống với thân tàu không bằng nhau dẫn tới phá hủy các chi
tiết ống nên người ta sử dụng các bộ phận giãn nở để khắc phục nhược điểm trên.
g) Thiết bị tách dầu và xử lý nước lacanh.
Nguyên tắc hoạt động: Làm sạch nước lacanh hai cấp. Các pha rắn, dầu,
nước được tách ở tầng thứ nhất (MPS). Tầng thứ hai tách nước với những hạt dầu
nhỏ nhơn 1 micromet.
Tầng thứ nhất: ( tách đa pha)
Nước lacanh được bơm qua bề mặt MPS và được gia tốc với tốc độ cao. Tạo
ra các hạt dầu nhỏ, kết tụ thành các giọt lớn hơn và sau đó bám vào bề mặt bởi lực

13

kết dính. Các hạt lớn này qua các đường đi qua vòm dầu đầu tiên. Tất cả các hạt rắn
và tạp chất nặng hơn trượt xuống bề xuống két chữa cặn.
Tầng thứ hai: bộ phận phá nhũ tương cơ học.
Sau đó nước được bơm qua phần lõi từ trong ra ngoài để tạo sự tách hạt dầu
mịn. Hạt dầu mịn ( < 0,5 micromet ) kết tụ trong đệm sợi cực nhỏ tạo ra các giọt lớn
và được cấp vào vòm dầu thứ hai.

Hình 1.12. Bộ lọc nước lacanh

Chú thích sơ đồ hệ thống: (Hình 1.12).
1) Bơm: đưa nước tới máy lọc nước lacanh.
2) Lưới lọc: giữ các tạp chất bẩn trước khi cho vào máy lọc.
3) Bộ hâm sấy điện: hâm nóng dầu tránh đóng ngẹn dầu nặng.
4) Bộ lọc đa pha (cấp thứ nhất) tách dầu khỏi nước lacanh dùng bề mặt và
trọng lực.
5) Vòm dầu: góp dầu được tách từ nước lacanh.
6) Dầu xả ra: tự động xả dầu góp trong vòm đưa về két dầu thừa.

14
7) Cọc đo mức: đo mức dầu trong vòm tại hai mức: mở đường xả dầu và khí
đã góp được.
8) Van an toàn: tự động xả khi áp suất trong thiết bị vượt quá 3.8 bar.
9) Van điện từ dành cho đường quét vòng: đi tắt nước vào bơm tránh cho
bơm chạy không.
10) Bộ phá nhú tương cơ học ( phần 2) tách nhũ tương mịn bằng cách dùng
sợi cực nhỏ để kết tụ giọt dầu mịn thành màng ướt.
11) Rơ le áp suất: tự động ngắt điện khi chệnh áp vượt quá 1,5 bar và chỉ thị
trên cabin điều khiển khi lõi lọc yêu cầu thay thế.
12) Van một chiều có lò xo: hướng nước sạch qua mạn. Lò xo dặt tại 0,7 bar
lối ra.

13) Đường xả cạn: xả cặn góp được và các thành phần hạt lớn về két bẩn.
14) Cabin điều khiển: tự dộng điều khiển chức năng bộ lọc lacanh và khởi
động bơm.
15) Kiểm tra mức dầu trong nước: Liên tục đo hàm lượng dầu trên đường
nước sạch ra khỏi bộ lọc.
16) Van ba ngả: xả nước sạch ra mạn và tái tuần hoàn nước dầu về két lacanh
khi mà hàm lượng dầu trong nước vượt quá 15 phần triệu.
17) Van điều khiển cảng: cho phép kiểm tra bằng tay máy lọc nước lacanh
trong khi tàu ở cảng.

15
15


Hình 1.13. Sơ đồ hệ thống lọc nước lacanh

16
1.4 Các loại hình điều khiển hệ thống hút khô được áp dụng cho tàu thủy.
Tùy thuộc vào mức độ hiện đại của con tàu mà hệ thống được lắp đặt các loại
hình điều khiển khác nhau. Sau đây em xin giới thiệu một số hệ thống điều khiển
điển hình.
1.4.1 Điều khiển bằng tay.
Đây là loại hình điều khiển khá phổ biến, được áp dụng rất nhiều trên các tàu
hàng nội địa, tàu kéo, tàu đánh cá…
a) Điều khiển bơm do động cơ máy chính lai.
Kiểu điều khiển này được áp dụng
trên các tàu cá cỡ nhỏ, ghe của các ngư dân
đánh bắt gần bờ.
Cấu tạo: gồm bơm được điều khiển
bằng máy chính và hệ thống đường ống dẫn

tới đáy và van.
Nguyên tắc hoạt động: trong quá
trình hoạt động của tàu, ghe bơm luôn hoạt
động bơm hút nước biển vào làm mát động
cơ. Khi lược nước lacanh trong tàu nhiều
lên, ngư dân có nhiệm vụ mở các van để
hút lượng nước trong ghe ra ngoài.
b) Điều khiển bơm độc lập.
Là loại hình điều khiển đang được áp dụng phổ biến ở nước ta hiện nay. Hiện
nay đang được lắp đặt trên các tàu: tàu hàng nội địa, tàu kéo ở các cảng biển trong
nước…
Cấu tạo: gồm một hoặc hai bơm dẫn động độc lập, và hệ thống đường ống
dẫn tới các giếng hút khô ở các khoang.
Nguyên lý hoạt động: các thủy thủ trên tàu phải thường xuyên thăm và quan
sát mực nước lacanh trong các giếng hút khô. Nếu một trong các giếng hút khô có

Hình 1.14. Ảnh ghe của ngư dân.

17
lượng nước đầy tới mức cho phép, thì tiến hành mở van và bơm để hút khô giếng
lacanh đó.
1.4.2 Điều khiển bán tự động tự động.
Là hình thức điều khiển có sự giám sát của các thiết bị và cộng thêm sự điều
khiển của con người, làm giảm bớt công việc của con người. Hệ thống điều khiển
bán tự động hút khô nước lacanh, là giám sát mực nước trong giếng hút khô để chỉ
báo cho các thủy thủ trên tàu. Hệ thống có thể phát ra tín hiệu bằng đèn, còi hoặc
thiết bị chỉ thị mực nước. Cấu tạo của hệ thống gồm:
Hình 1.15 Một số loại hình lắp đặt hệ thống bán tự động.
Cấu tạo:
- Cảm biến mức đặt ở giếng hút khô.

- Thiết bị giám sát mức nước (bộ điều khiển).
- Thiết bị báo mức hoặc còi, đèn.
Nguyên tắc hoạt động : Cảm biến mức luôn cung cấp thông tin cho bộ điều
khiển. Bộ điều khiển sẽ cung cấp tín hiệu cho thiết bị báo mức hoặc còi, đèn khi
lượng nước trong giếng đạt tới mức cho phép. Thủy thủ có nhiệm vụ thường xuyên
kiểm tra các thiết bị chỉ báo, đèn để kịp thời điều khiển bơm hút tại các giếng có
lượng nước lacanh đầy lên.
1.4.3 Điều khiển tự động.