Устройство для измерения осадки,крена и дифферента судна

Устройство для измерения осадки,крена и дифферента судна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСАДКИ, КРЕНА И ДИФФЕРЕНТА СУДНА, содержащее приемный и передающий узлы, измерительный прибор и датчики давлений, расположенные симметрично диаметральной плоскости судна в его носовой , кормовой и средней частях, которые подключены с помощью дополнительных трубопроводов к общему приемному трубопроводу , находящемуся в средней части судна. отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции устройства и улучшения условий его эксплуатации, датчики давлений выполнены в виде полых герметичных камер, имеющих форму усеченных конусов, обращенных друг к другу своими основаниями и сообщенных с измерительным прибором с помощью воздуховодов с вертикально расположенными участками, а измерительный прибор выполнен в виде двух герметичных камер, связанных между собой через регулируемый дроссельный клапан, причем она из камер снабжена дифференциальным нуль-индиКатором разности давлений , который связан электрически с блоком управления и индикации, представляющим собою реле времени, а другая камера снабжена средством для поддержания в ней постоянного заданного по величине повыS щенного давления воздуха, подаваемого в (Л нее от источникавоздущного давления. 2S гз 4;: 4; 7 JY 7 -/nf- - , - - - 1 7 S5 fu.1

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) В 63 В 39/12; В 63 В 39/14 сс Фс

8,, г„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .,",":"

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции устройства и улучшения условий его эксплуатации, датчики давлений выполнены в виде полых герметичных камер, имеющих форму усеченных конусов, обращенных друг к другу своими основаниями и сообщенных с измерительным прибором с помощью воздуховодов с вертикально расположенными участками, а измерительный прибор выполнен в виде двух герметичных камер, связанных между собой через регулируемый дроссельный клапан, причем она из камер снабжена дифференциальным нуль-индикатором разности давлений, который связан электрически с. блоком управления и индикации, представляющим собою реле времени, а другая камера снабжена средством для поддержания в ней постоянного заданного по величине повышенного давления воздуха, подаваемого в нее от источника. воздушного давления.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3433233/27-11 (22) 04.02 82 (46) 15.09.83. Бюл. № 34 (72) А. Д. Кузнецов, И. А. Лефанд, Л. И. Головенчиц, А. Д. Грищенко и Б. Е. Рапопорт (53) 629.12.011.2.076 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 701865, кл. В 63 В 39/14, 1978 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСАДКИ, КРЕНА И ДИФФЕРЕНТА

СУДНА, содержащее приемный и передающий узлы, измерительный прибор и датчики давлений, расположенные симметрично диаметральной плоскости судна в его носовой, кормовой и средней частях, которые подключены с помощью дополнительных трубопроводов к общему приемному трубопроводу, находящемуся в средней части судна, „„Я0„„1041409 А

1041409

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет исключения погрешности, обусловленной изменениями атмосферного давления, первая из камер измерительного прибора дополнительно снабжена приспособлением в виде двух закрытых емкостей, расположенных выше и ниже указанной камеИзобретение относй гся к судостроению, а именно к устройствам, предназначенным для автоматизации процесса измерения осадки крена и дифферента судна и может быть использовано для точного измерения указанных параметров в любой момент времени как на стоянке, так и на ходу судна.

Известно устройство для измерения осадки, крена и дифферента судна, содержащее приемный и передающий узлы, измерительный прибор и датчики давлений, расположенные симметрично диаметральной плоскости судна в его носовой, кормовой и средней частях, которые подключены с помогцью допол нительных трубопроводов к общему приемному тру бопроводу, находящемуся в средней части судна (1).

Недостатками известного устройства являются повышенная сложность конструкции и большие весогабаритные характеристики его центрального пульта управления и индикации. 20

Цель - изобретения — упрощение конструкции устройства и улучшение условий его эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения осадки, крена и дифферента судна, содержащем приемный

25 и передающий узлы, измерительный прибор и датчики давлений, расположенные симметрично диаметральной плоскости судна в его носовой, кормовой и средней частях, которые подключены с помощью дополнительных З трубопроводов к общему приемному трубопроводу, находящемуся в средней части судна, датчики давлений выполнены в виде полых герметичных камер, имеющих форму усеченных конусов, обращенных друг к другу своими основаниями и сообщенных с измерительным прибором с помощью возду ховодов с вертикально расположенными участками, а измерительный прибор выполнен в виде двух герметичных камер, связанных между собой через регулируемый дроссельный клапан, причем одна из камер снабже- 40 на дифференциальным нуль-индикатором разности давлений, который связан электрически с блоком управления и индикации; ры, причем нижняя емкость частично заполнена рабочей жидкостью и сообщена с помощью патрубка с краном,,нижний конец которого расположен внутри емкости, над которой расположена камера, а верхняя емкость также снабжена патрубками и кранами для сообщения с камерой или атмосферой. представляющим собою реле времени, а другая камера снабжена средством для поддержания в ней постоянного заданного по величине повышенного давления воздуха, подаваемого в нее от источника воздушного давления.

Первая из камер центрального измерительного прибора дополнительно снабжена приспособлением в виде двух закрытых емкостей, расположенных выше и ниже указанной камеры, причем нижняя емкость частично заполнена рабочей жидкостью и сообщена с помощью патрубка с краном, нижний конец которого расположен внутри емкости, над которой расположена камера, а верхняя емкость также снабжена патрубками и кранами для сообщения с камерой или с атмосферой.

На фиг. 1 изображена общая схема предлагаемого устройства и его размещение на судне; на фиг. 2 и 3 — элементы конструктивного исполнения его отдельных элементов.

Устройство (фиг. 1) состоит из центрального измерительного прибора 1, кранового распределителя 2 и приборов-датчиков 3 давления, которые установлены в носовой, средней и кормовой частях судна.

С помощью воздуховодов 4 приборы-датчики 3 давления сообщаются через крановый распределитель 2 с центральным измерительным прибором 1, а с помощью трубопроводов 5 присоединены к общему приемному отверстию 6, выполненному в виде клинкета с запорным краном 7, который расположен в средней части судна в месте с наименьши-, ми искажениями потока, обтекающего судно при его движении.

Центральный прибор 1 состоит из двух герметичных камер 8 и 9, сообщающихся между собой патрубком 10 с установленным на нем регулируемым дросселем 11. Камера

8 снабжена дифференциальным нуль-индикатором 12 разности давлений в его полостях 13 и 14, сообщающихся через дросселирующее отверстие 15, а камера 9 снабжена регулятором 16 давления, например, шарикового типа, обеспечивающего поддерзависящей от глубины погружения судна и величины проходного отверстия регулируе . мого дросселя 11.

При этом в полостях 13 и 14 нуль-индикатора 12 благодаря наличию дросселирующего отверстия 15 с малым проходным сечением создается разность давлений, под действием которой упругий чувствительный элемент (мембрана 17) прогибается и перемещает стрелку-контакт 18, которая, вхоjp дя в соприкосновение с одним из неподвижных контактов 19, замыкает цепь реле времени в блоке 20 управления и индикации, чем определяется начало отсчета времени измерения.

Вода из носового воздуховода 4 вытес-!

5 няется до тех поп, пока ее уровень не опустится до верхнего конуса камеры датчика

3 давления. Скорость дальнейшего пониже. ния уровня воды резко уменьшается, ввиду большой разности площадей поперечного сечения воздуховода и камеры датчика дав О лений. (При этом перепад давлений в полостях

13 и 14 нуль-индикатора 12 также уменьшается и контакты 18 и 19 размыкаются, разрывая цепь реле времени в блоке 20.

Момент размыкания контактов !8 и 19 индицируемый, например, на световом или звуковом табло, служит сигналом для сня.тия отсчета осадки по шкале прибора.

После этого трехходовой кран 31 поворачивается (вручную или автоматически) в положение, при котором камера 8 сообщается с атмосферой и избыточное давление в воздушной магистрали падает до атмосферного, а уровень жидкости в воздуховоде 4 возвращается в исходное положение, равное уровню поверхности воды. На этом цикл одного измерения осадки заканчивается.

Промежуток времени между замыканием . и размыканием контактов 18 и !9 нуль.: индикатора 12 характеризует в определен40 ном масштабе глубину Н z погружения камеры прибора-датчика 3 давлений под уровнем поверхности воды в соответствии с фор- мулой )

PoS < УUoo

45 где

p, — расчетное значение давления ат,мосферного воздуха;

И вЂ” суммарный начальный объем воздушной полости одного из воздухопроводов, полостей нуль-индикатора 12 и камеры

8 центрального прибора 1;

Vcp = - средняя скорость поступления

М Ь

2 воздуха через регулируемый дроссель 11 внутрь камеры 8, причем V, и Vz начальная и конечная скорости воздушного потока;

1041409

3 жание в ней постоянного повышенного давления.

Нуль-индикатор 12, в качестве которого берут, например, мембранный индикатор стрелочного типа с упругим чувствительным элементом в виде мембраны 17, кинематически связанной со стрелкой-контактом 18, которая замыкает при отклонениях неподвижные контакты 19; электрически связан с блоком 20 управления и индикации показаний, выполненным в виде реле времени.

Приборы-датчики 3 давлений, представляют собой герметичные полые камеры (фиг. 2), имеющие форму усеченных конусов 21 и 22, обращенных друг к другу своими основаниями.

С целью повышения точности измерений центральный измерительный прибор 1 предлагаемого устройства может быть дополнительно снабжен приспособлением 23 в виде двух закрытых сосудов 24 и 25, расположенных выше и ниже камеры 8. Нижний сосуд 24 (фиг. 3) частично заполнен жидкостью, например, дистиллированной водой; и сообщен с помощью патрубка 26 с запорным краном 27 с камерой 8, причем нижний конец 28 патрубка 26 выступает внутрь сосуда 24 на такую .глубину, что всегда погружен в рабочую жидкость.

Верхний сосуд 25 также сообщен с камерой 8 с помощью патрубка 29 с краном 30.

Трехходовой кран 31 с угловым проходным отверстием 32 обеспечивает возможность сообщения камеры 8 или сосуда 25 с атмосферой, а запорный кран 33, установленный на патрубке 34, сообщающем камеру 8 с патрубком 10 регулируемого дросселя 11, обеспечивает возможность отсекания камеры 8 от источника воздушного давления.

Устройство работает следующим образом.

Сжатый воздух от источника воздушного давления (не показан) поступает в камеру

9 центрального измерительного прибора 1 и создает в ней повышенное рабочее давление, величина Ррах которого устанавливается и поддерживается на заданном уровне с помощью регулятора 16 давления.

Поток сжатого воздуха из камеры 9 через регулируемый дроссель 11 попадает в камеру 8 и в дифференциальный нуль-индикатор 12.

Одновременно поток воздуха (в зависимости от положения кранового распределителя 2) подается по соответствующему воздуховоду 4 к одному из приборов-датчиков

3 давления, например, носовому, как показано на фиг. 1. Под действием избыточного давления воздуха забортная вода, заполняющая воздуховод 4 до уровня, соответствующего глубине Н q погружения носового датчика 3 под уровнем моря (по принципу сообщающихся сосудов) вытесняется из него с определенной скоростью, 1041409 пока его давление не уравновешивает рабочее давление Рраб.

После этого краны 27 и 30 снова закрываются, трехходовой кран 31 устанавливается в положение, при котором камера 8 сообщается с атмосферой, а запорный кран

33 открывается.

Поскольку количество рабочей жидкости, вытесненной в камеру 8 из сосуда 24 находится в строго определенной зависимости от фактического атмосферного давления Ра воздуха, то конечный объем камеры 8, а значит и суммарный объем Б также зависит от величины этого давления.

Таким образом, соответствующим выбором параметров сосудов 24 и 25 в зависимости от начального суммарного объема 0, воздушных полостей устройства нетрудно добиться почти полной компенсации влияния на точность измерений отклонений фактического атмосферного давления от его расчетного значения

5 — площадь поперечного сечения проходного отверстия в регули руемом дросселе ll; — время, в течение которого про изводится одно измерение осад ки;

Я - плошадь поперечного сечения воздухопровода 4 на вертикал ном участке от прибора-датчи ака давлений до палубы судна удельный вес забортной воды.

Измерив глубину Н q погружения камер датчиков 3 давлений как функцию времени и зная высоту Н, их установки над днищем судна, определяют осадку судна как сумму этих величин (Н +На), а по разности по казаний осадки судна носом и кормой или его левого и правого бортов находят вели чину дифферента (крена) судна.

С целью повышения точности измерении осадки с помощью предлагаемого осадко мера за счет исключения влияния на точ ность измерений отклонений фактического значения давления атмосферного воздуха от его расчетного значения Р в предлагаемом осадкомере предусмотрена возможность ввода соответствующей корректуры в его показания с помощью приспособления 23, изо- 25 браженного на фиг. 3.

Действие этого приспособления основано на автоматическом вводе поправки в показания осадкомера путем изменения начального суммарного объема Uo его воздушных полостей на величину n U, пропорцио30 нальную отклонению фактического значения

Р атмосферного давления от его расчетного значения.

С этой целью устанавливают трехходовой кран 31 в положение, при котором каР

35 мера 8 и сосуд 25 отсекаются от атмосферы, запорный кран 33 и краны кранового распределителя 2 закрываются, а краны 27 и 30, наоборот открываются. При этом сжа-. тый воздух в сосуде 24, находящийся под рабочим давлением Рраб, превышающем на 40 небольшую (заданную) величину значение давления воздуха в камере 8 при максимальной осадке Р1 —— 1.Н (Рраа >Р +

+ f Н,) вытесняет часть жидкости из этого сосуда в камеру 8, сжимая находящийся в ней и в сосуде 25 воздух до тех пор, 45 где ьр=Рраб- приращение давления воздуха

-Ра-f ъ внутри камеры 8 и сосуда 25 при вводе корректуры, причем

h — разность уровней рабочей жидкости в сосуде 24 и камере

8, а1, — удельный вес рабочей жидкости;

P — фактическое значение атмосферного давления (неизвестная величина); цр»- начальный объем камеры 8, сосуда 25 и соединительного патрубка 29.

Остальные обозначения те же, что в формуле (1).

Ввод корректуры на отклонение фактического значения атмосферного давления от его расчетного значения необходим, как показывают расчеты, только при значениях изменений осадки более 2 м.

Предлагаемое устройство позволяет упростить его конструкцию и улучшить условия эксплуатации, также повысить точность измерения за счет исключения погрешности, обусловленной изменениями атмосферного давления.

1041409 Ь7 cf

Составитель |». Игнатьев

Редактор А. Кимчук Техред И. Верес Корректор А. Повх

Заказ 7042/l9 Тираж 460 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4