Способ и система траверзной передачи сухих и жидких грузов между судами на ходу

Способ и система траверзной передачи сухих и жидких грузов между судами на ходу

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано для погрузочно-разгрузочных работ между судами на ходу в условиях качки.

Известен способ траверзной передачи сухих и жидких грузов между судами на ходу, для осуществления которого используются специальные грузопередающие системы, оснащенные канатными связями между судами и соответствующими к ним механизмами, в частности, лебедками с гидравлическим приводом (http://www.sudmash.ru/produce/sudmash/transfer-gears.html).

Недостатком способа является следующее. В условиях качки обоих судов расстояние между судами, координаты точек крепления начала и конца канатов постоянно меняются, поэтому для обеспечения условий транспортировки грузов необходима корректировка длины канатов и скорости их перемещения. Это реализуется за счет поддержания постоянного натяжения канатов. Ограничение существующего способа состоит в мощности привода лебедки, которая обеспечивает оперативную компенсацию изменения длины канатов, для чего требуются приводы с большими скоростями перемещения каната. Такие скорости может обеспечить только сложное и дорогостоящее гидравлическое оборудование.

Известно устройство для передачи грузов между судами в море в условиях качки, которое содержит передающее судно с мачтой и принимаюшее судно с мачтой, между которыми натянуты ветви каната с грузовой тележкой, концы которого соединены с лебедками, соединенными через редукторы с электродвигателями, а также электронный узел управления режимом работы электродвигателей, включаюший в себя два контура частоты тока, каждый из которых состоит из соединенных между собой инверторов тока, датчиков тока и выпрямителей тока, подключенных соответственно к контурам стабилизации натяжения, что улучшает динамику регулирования натяжения канатов, два регулятора частоты с соответствующими сумматорами, соединенные соответственно с контурами стабилизации скорости, что обеспечивает получение стабильных скоростей перемещения грузовой тележки и требуемой перегрузочной способности электродвигателей (SU 1357307, МПК B63B 27/30, опубл. 07.12.1987). Известное устройство принято за прототип.

Недостатком устройства и описанного способа передачи грузов является то, что объектом регулирования является натяжение каната. В условиях качки обоих судов расстояние между судами, координаты точек крепления начала и конца канатов постоянно меняются, поэтому для обеспечения условий транспортировки грузов необходима корректировка длины канатов и скорости их перемещения. Это осуществляется за счет поддержания постоянного натяжения канатов, реализуемого специальной электронной схемой. Ограничение известных устройств состоит в узкой области применения и малой эффективности выбранного метода управления передачей груза.

Задачей изобретения является повышение надежности передачи как сухих, так и жидких грузов с одного судна на другое на ходу в условиях качки за счет управления траекторией движения груза, которое осуществляют изменением как натяжения, так и длины канатов, а также упрощение способа передачи за счет применения управляемых лебедок с электроприводом.

Технический результат - снижение необходимой мощности лебедок, отсутствие раскачки груза и резонансных явлений на всем протяжении перемещения груза по канатной дороге, обеспечение безопасного «отрыва/посадки» груза в начальной/конечной точке во всем диапазоне качек, точное управление перемещением груза.

Задача решается, а технический результат достигается способом передачи сухих и жидких грузов между судами на ходу, включающим сооружение канатной дороги между передающим и принимающим судами с мачтами, измерение угловых и линейных ускорений обоих судов при помощи инерциальных датчиков, размещенных на судах, а также определение расстояния между мачтами путем измерения длины вытравленного каната при помощи датчиков длины каната, размещенных на передающем судне, передачу указанной информации посредством беспроводной или проводной связи в электронный блок управления лебедками, с помощью которого рассчитывают координаты судов и координаты точек крепления канатов в определенный момент времени и в зависимости от их изменения формируют управляющий сигнал на приводы лебедок для оптимального натяжения канатов.

Согласно изобретению:

- для передачи грузов небольшой массы сооружают двухканатную дорогу, причем управляемыми являются две лебедки;

- для передачи грузов повышенной массы сооружают трехканатную дорогу, причем управляемыми являются три лебедки;

- для передачи жидких грузов сооружают канатную дорогу с одним несущим канатом и несколькими канатами-оттяжками, причем управляемыми являются более трех лебедок.

Задача решается также системой передачи сухих и жидких грузов между судами на ходу, включающей передающее и принимающее судна с мачтами, между которыми натянуты канаты, концы которых соединены с управляемыми лебедками, установленными на передающем судне и соединенными с электронным блоком управления лебедками, который соединен также с датчиками натяжения каната, установленными на передающем и принимающем судах. В отличие от прототипа на обоих судах установлены инерциальные датчики, а на передающем судне установлены датчики длины каната для передачи информации посредством беспроводной или проводной связи в блок управления лебедками, с которым соединены выходы пульта управления и источника питания.

Согласно изобретению:

- система содержит два каната и две управляемые лебедки;

- система содержит три каната и три управляемые лебедки;

- система содержит один несущий канат и несколько канатов-оттяжек, причем управляемыми являются более трех лебедок.

Технический результат достигается благодаря следующему.

Управление траекторией движения груза осуществляют изменением длины и натяжения канатов, при этом управление приводами лебедок обеспечивают посредством электронного блока управления лебедками, который на основе данных от инерциальных датчиков рассчитывает координаты судов и координаты точек крепления канатов в определенный момент времени и в зависимости от их изменения формирует управляющий сигнал на привод лебедки для оптимального натяжения канатов. Путем изменения длины канатов блок управления обеспечивает перемещение грузов и компенсацию качки и линейных перемещений обоих судов. Натяжение канатов при этом не остается постоянным.

Это позволяет:

- предпринять упреждающие корректирующие действия по изменению длины канатов, что снижает требуемую максимальную скорость и мощность лебедки, увеличивает длительность ее работы;

- оперативно предотвращать недопустимую раскачку груза, погасить резонансные явления на всем протяжении перемещения груза по канатной дороге;

- обеспечить безопасный «отрыв/посадку» груза в начальной/конечной точке дороги во всем диапазоне качек.

Использование управляемых лебедок с электроприводом позволяет упростить способ передачи грузов за счет исключения стационарной гидростанции с гидроаккумуляторами и трубопроводами высокого давления; использовать способ на неспециализированных судах, без стационарной гидростанции; добиться более точного управления перемещением груза.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 схематично представлена двухканатная дорога для передачи грузов небольшой массы;

на фиг. 2 - трехканатная дорога для передачи грузов повышенной массы;

на фиг. 3 - канатная дорога с одним несущим канатом и несколькими канатами- оттяжками для передачи жидких грузов;

на фиг. 4 - блок-схема системы управления передачей грузов.

На чертежах обозначено: принимающее судно 1 с мачтой 2, передающее судно 3 с мачтой 4, несущие канаты 5, управляемые лебедки 6, груз 7. Кроме того, на фиг. 3 позицией 8 обозначен гибкий рукав для передачи жидких грузов, на фиг. 2 позицией 9 - транспортные канаты, на фиг. 3 позицией 10 - канаты-оттяжки.

На фиг.4: 1 - инерциальные датчики принимающего судна, 12 - датчики натяжения каната принимающего судна, 13 - инерциальные датчики передающего судна, 14 - датчики натяжения каната передающего судна, 15 - датчики длины каната передающего судна, 16 - блок управления лебедками, 17 - пульт управления, 18 - источник питания.

Способ траверзной передачи сухих грузов между судами на ходу осуществляют следующим образом (фиг. 1, фиг. 2).

Сооружают канатную дорогу между передающим 3 и принимающим 1 судами. Инерциальные датчики 11 и 13 (фиг. 4), размещенные на судах, измеряют угловые и линейные ускорения обоих судов, а расстояние между мачтами судов определяют путем измерения длины вытравленного каната датчиками 15. Информация посредством беспроводной или проводной связи передается в электронный блок 16 управления лебедками 6, который рассчитывает координаты судов и координаты точек крепления канатов 5 и 9 в определенный момент времени и в зависимости от их изменения формирует управляющий сигнал «травить - выбирать канаты» на приводы лебедок 6 для оптимального натяжения канатов 5 и 9.

Для передачи грузов небольшой массы сооружают двухканатную дорогу, причем управляемыми являются две лебедки (фиг. 1). Для начала движения груза блок управления 16 (фиг. 4), не прекращая управление лебедками 6 с целью компенсации качки, придает канатам 5 постепенно ускоряющееся движение, что обеспечивает плавный отрыв груза от передающего судна. Вблизи принимающего судна происходит аналогичное плавное торможение с целью предотвращения удара груза 7.

Для передачи грузов повышенной массы сооружают трехканатную дорогу (несущий канат 5 и два транспортных 9), причем управляемыми являются три лебедки (фиг. 2). Блок управления 16 (фиг. 4) в процессе передачи груза 7 постоянно обеспечивает натяжение несущего каната 5, изменяя его длину, пропорционально изменяя длину транспортных канатов 9.

Для передачи жидких грузов сооружают канатную дорогу с одним несущим канатом 5 (фиг. 3) и несколькими канатами-оттяжками 10, причем управляемыми являются более трех лебедок. В рабочем состоянии на несущем канате 5, одним концом жестко соединенном с принимающим судном 1, на скользящих опорах подвешен гибкий рукав 8 для передачи жидкостей между судами. Опора несущего каната на передающем судне 3 расположена выше его крепления на принимающем, поэтому рукав 8 на скользящих опорах стремится под собственным весом переместиться к принимающему судну 1. Это движение ограничивают оттяжки 10, соединенные со скользящими опорами рукава 8 и управляемыми лебедками 6. В процессе передачи жидких грузов блок управления 16 (фиг. 4) поддерживает несущий канат 5, компенсируя относительное движение судов и качку. Длины канатов-оттяжек 10 также изменяются блоком управления пропорционально длине несущего каната 5.

Способ и система позволяют реализовать 3 различные схемы передачи грузов - 2- канатная дорога для сухих грузов, 3- (или даже 5-) канатная повышенной грузоподъемности для сухих грузов и дорога для перекачки жидкостей; передавать не только сухие грузы, но и перекачивать жидкости.

Изобретение позволяет повысить надежность передачи как сухих, так и жидких грузов с одного судна на другое на ходу в условиях качки за счет управления траекторией движения груза, которое осуществляют изменением длины и натяжения канатов, а также упростить способ передачи за счет применения управляемых лебедок с электроприводом.

1. Способ передачи сухих и жидких грузов между судами на ходу, включающий сооружение канатной дороги между передающим и принимающим судами с мачтами, измерение угловых и линейных ускорений обоих судов при помощи инерциальных датчиков, размещенных на судах, а также определение расстояния между мачтами путем измерения длины вытравленного каната при помощи датчиков длины каната, размещенных на передающем судне, передачу указанной информации посредством беспроводной или проводной связи в электронный блок управления лебедками, с помощью которого рассчитывают координаты судов и координаты точек крепления канатов в определенный момент времени и в зависимости от их изменения формируют управляющий сигнал на приводы лебедок для оптимального натяжения канатов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для передачи грузов небольшой массы сооружают двухканатную дорогу, причем управляемыми являются две лебедки.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для передачи грузов повышенной массы сооружают трехканатную дорогу, причем управляемыми являются три лебедки.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для передачи жидких грузов сооружают канатную дорогу с одним несущим канатом и несколькими канатами-оттяжками, причем управляемыми являются более трех лебедок.

5. Система передачи сухих и жидких грузов между судами на ходу, включающая передающее и принимающее судна с мачтами, между которыми натянуты канаты, концы которых соединены с управляемыми лебедками, установленными на передающем судне и соединенными с электронным блоком управления лебедками, который соединен также с датчиками натяжения каната, установленными на передающем и принимающем судах, отличающаяся тем, что на обоих судах установлены инерциальные датчики, а на передающем судне установлены датчики длины каната для передачи информации посредством беспроводной или проводной связи в блок управления лебедками, с которым соединены выходы пульта управления и источника питания.

6. Система по п.5, отличающаяся тем, что содержит два каната и две управляемые лебедки.

7. Система по п.5, отличающаяся тем, что содержит три каната и три управляемые лебедки.

8. Система по п.5, отличающаяся тем, что содержит один несущий канат и несколько канатов-оттяжек, причем управляемыми являются более трех лебедок.