СПОСОБ РАЗМАГНИЧИВАНИЯ СУДНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 1997 года по МПК B63G9/06 

Изобретение относится к защите судов от неконтактных магнитных мин.

Известны принятые в качестве ближайших аналогов способ обмоточного размагничивания и устройство для его реализации. Способ состоит в уменьшении действующего на судно в процессе плавания внешнего магнитного поля и соответственно компенсации индуктивного намагничивания ферромагнитных масс судна. Устройство для его реализации представляет собой систему наружных обмоток с малым секционированием, кабель обмоток защищен от механических повреждений полусферическими стальными кожухами с толщиной стенок до 8 мм, имеющими специальный наполнитель, позволяющий приваривать эти кожухи к борту без повреждения изоляции кабеля. Питание обмоток осуществляется от низковольтного генераторов.

Недостатком этого известного способа и устройства является его значительная энергоемкость.

Целью изобретения является улучшение экономических и экологических параметров судна путем сокращения потребляемой в процессе плавания размагничивающим устройством (РУ) электроэнергии.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе размагничивающее устройство включают лишь тогда, когда величина средних механических напряжений, действующих в ферромагнитном корпусе судна, превосходит 0,1σ_т где σ2т

предел текучести материала корпуса, а в остальное время выключают, при этом величину механических напряжений определяют как среднее арифметическое показаний не менее, чем 8 тензодатчиков, размещенных не менее чем в двух шпангоутных сечениях судна равномерно по длине судна.

Поставленная цель достигается в устройстве тем, что в него введены автоматический выключатель, блок сравнения, сумматор и тензодатчики, причем первый вход автоматического выключателя подключен к выходу регулятора токов, второй его вход через блок сравнения и сумматор подключен к тензодатчикам, а выход автоматического выключателя подсоединен к входу источника питания.

Для достаточно точного определения средней величины напряженного состояния корпуса судна необходима установка не одного, а нескольких тензодатчиков. Допустимая погрешность обеспечивается при размещении не менее чем 8 тензодатчиков не менее чем в двух шпангоутных сечениях судна равномерно по длине судна.

Статистическое магнитное поле судна может рассматриваться в виде суммы двух частей: индуктивного, изменяющегося пропорционально изменению внешнего поля, и остаточного, не изменяющегося при изменениях внешнего поля, сопоставимого с магнитным полем Земли.

Остаточная намагниченность приобретается ферромагнитным корпусом судна в эксплуатационных условиях при одновременном воздействии на корпус внешнего магнитного поля и механических нагрузок. Остаточная намагниченность в этом случае может быть определена в виде разности намагниченности, проявляющейся при повышенной магнитной проницаемости, обусловленной действием нагрузки, и индуктивной намагниченности, обусловленной действием начальной магнитной проницаемости.

Поставленная задача сохранения стабильности может быть конкретизирована следующим образом: по заданной допустимой величине остаточной намагниченности, приобретаемой в процессе плавания, определяется максимально допустимая величина средних механических напряжений в корпусе судна, при котором РУ может быть выключено. Для обычных корпусных сталей и средних размеров судна допустимая величина остаточного намагничивания I_p≅0,2 I_и, где I_и величина индуктивной намагниченности. Этой величине соответствует значение σ меньше 0,1σ_т где σ_т предел текучести материала корпуса.

На чертеже дана блок-схема предлагаемого устройства, состоящего из регулятора токов 1, устанавливающего токи пропорционально широтной зоне и курсовому углу, автоматического выключателя 2, источника питания 3, обмоток РУ 4, блока сравнения 5, сумматора 6 и тензодатчиков 7, причем первый вход автоматического выключателя 2 подключен к выходу регулятора токов 1, второй его вход через блок сравнения 5 и сумматор 6 подключен к тензодатчикам 7, а выход автоматического выключателя 2 подсоединен ко входу источника питания 3, выход которого подключен к обмотке 4. Тензодатчики 7 размещены на образующих 0^o, 90^o, 180^o, 270^o по четыре датчика в двух измерительных шпангоутных сечениях. Эти сечения находятся в носовой и кормовой оконечностях судна на расстоянии от мидельшпангоута, равной четверти длины корпуса судна.

Работа устройства происходит следующим образом.

Сигналы, соответствующие величинам механических напряжений в корпусе судна, с тензодатчиков 7 поступают на вход сумматора 6, где сигналы суммируют и вычисляют их среднее арифметическое значение. Полученное значение в блоке сравнения 5 сравнивают с наперед заданным и в нашем случае равным 0,1 пороговым значением. В случае превышения порогового значения блок сравнения 5 подает сигнал на второй вход автоматического выключателя 2, который через свой первый вход и выход подсоединяет выход регулятора токов 1 ко входу источника питания 3. В этом случае задающий сигнал, соответствующий данной широтной зоне и курсовому углу, от регулятора токов 1 подается на источник питания 3, ток от выходных клемм которого поступает на обмотку 4.

Если среднее арифметическое значение суммарного сигнала от тензодатчиков 7 меньше порогового значения, то обмотка 4 выключается автоматическим выключателем 2, на который поступает соответствующий сигнал от блока сравнения 5, отключающий выход регулятора токов 1 от входа источника питания 3.

Использование предлагаемых способа и устройства, как показывает опыт эксплуатации, позволит на 70-80 снизить объем потребляемой РУ электроэнергии, что существенно улучшит экономические и экологические показатели судна.

Использование: судостроение, защита судов от неконтактных магнитных мин. Сущность изобретения: в способе обеспечения энергосберегающего режима работы размагничивающего устройства судна, использующем обмоточное размагничивание, при котором во время плавания судна компенсируют внешнее статическое поле судна, размагничивающее устройство включают лишь тогда, когда величина средних механических напряжений, действующих в ферромагнитном корпусе судна, превосходит заданную предельную величину, и начинает ухудшаться стабильность магнитного состояния корпуса. Среднюю величину механических напряжений определяют как среднее арифметическое показаний не менее, чем 8 тензодатчиков, расположенных равномерно по длине судна. В устройство, реализующее данный способ, введены автоматический выключатель токов в обмотках размагничивающего устройства, блок сравнения, сумматор и тензодатчики. При использовании способа и устройства улучшаются экологические параметры судна и достигается уменьшение потребляемой размагничивающим устройством электроэнергии почти в 2 раза. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ размагничивания судна, при котором с помощью размагничивающего устройства, основанного на использовании обмоточного размагничивания, компенсируют внешнее статическое поле судна, отличающийся тем, что в процессе плавания судна измеряют тензометрическими датчиками величины средних механических напряжений на корпусе судна, сравнивают эти значения с величиной предела текучести материала корпуса судна σ_т и по достижении этих показаний больше 10% от σ_т, включают размагничивающее устройство, а по достижении средних механических напряжений на корпусе судна, равных или менее 10% σ_т, устройство выключают. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что среднюю величину механических напряжений на корпусе судна определяют как среднее арифметическое показание не менее чем 8 тензодатчиков, размещенный не менее чем в двух шпангоутных сечениях судна равномерно по длине судна. 3. Размагничивающее устройство судна, включающее в себя последовательно соединенные регулятор токов, источники питания и обмотки, проложенные в одной, двух или трех ортогональных системах плоскостей горизонтальной, шпангоутной, батоксовой, отличающееся тем, что в него введены автоматический выключатель, блок сравнения, сумматор и тензодатчики, причем первый вход автоматического выключателя подключен к выходу регулятора токов, второй его вход через блок сравнения и сумматор подключен к тензодатчикам, а выход автоматического выключателя подсоединен к входу источника питания.