Способ крепления устройства определения средней осадки судна на корпусе судна Российский патент 2023 года по МПК B63B5/24 B63B39/00 

Изобретение относится к области судостроения, в частности к определению количества груза, погруженного на судно по маркам углублений судна. Может быть использован как вспомогательное оборудование к известным устройствам визуального замера осадки судна по маркам углубления, а также для временного крепления оборудования к вертикальным металлическим поверхностям: легкий такелаж, веревочные трапы, легкие плавсредства, камеры наблюдения. Изобретение реализовано в виде готовых изделий, которые прошли испытания в реальной работе на судах и доступны к продаже. Особенностью данного изобретения является визуальное определение средней осадки судна непосредственно у марок углубления судна, которое проводится по визуальной информации о среднем значении волнения морской поверхности и/или крена судна.

Технический результат - объективное определение среднего значения осадки судна при проведении судовых работ и определении загрузки судна по его осадке в условиях волнения моря. Поставленная задача достигается за счет применения разборного опускаемого уровня с механизмом крепления к корпусу судна.

Известен способ определения осадки судна, заявка №2018100528 МПК В63В 39/12 (2006.01) от 09.01.2018 федеральной службы по интеллектуальной собственности (Роспатент). Указанный в данной заявке способ определения осадки судна, заключающийся в замерах в нескольких точках судна параметров для определения высоты подводного борта судна, при этом замеры осуществляют с помощью геодезической аппаратуры ГЛОНАСС/GPS. Указанный способ обладает главным недостатком: - декларируемая и установленная авторами точность определения осадки судна предложенным способом - 2 см на спокойной воде - в 4 раза превышает допустимую погрешность международной методики ECE/ENERGY/19 и общепризнанной практикой определения количества груза по осадке судна (+/- 0,5 см), т.е. указанный в патенте способ не приемлем для определения количества погруженного или выгруженного груза по осадке судна (драфт-сюрвей) в коммерческих целях.

Известен способ для измерения осадки плавучего средства, заявка №2017137943 МПК В63В 39/12 (2006.01) от 31.10.2017 федеральной службы по интеллектуальной собственности (Роспатент).

Указанный в патенте способ измерения осадки плавучего средства производится с помощью встраиваемого в конструкцию плавсредства устройства, содержащем два преобразователя разности давлений, входы которых сообщены трубопроводами с водным забортным пространством и атмосферой, и вычислитель. Способ имеет следующие недостатки, например, недостаточная для коммерческих целей точность и недостоверность показателей: со временем входные отверстия трубопроводов заиливаются, обрастают, трубопроводы забиваются, что приводит к ошибочным показаниям устройства. Предлагаемое изобретение данных недостатков не имеет.

Известно устройство для измерения надводного борта судна, заявка №2000111071/28, МПК В63В 39/12, от 21.04.2000 г. Федеральной службы по интеллектуальной собственности (Роспатент). Указанное в патенте устройство для измерения надводного борта судна состоит из цилиндрического корпуса с утяжеляющим грузом на шланге и подвесом с мерной лентой, размещенной в корпусе линейки с индикаторным покрытием и дроссельный элемент для сглаживания пульсаций потока. Для измерения надводного борта необходимо частично опускать устройство в воду и визуально снимать показания с линейки только после подъема всего устройства. Данное устройство имеет недостатки: уровень заполнения трубы закрыт для визуального контроля, и показания линейки не представляются неоспоримыми; при волнении морской поверхности или сильном ветре невозможно позиционировать и удерживать устройство непосредственно у измеряемой марки во время измерений; при крене судна на борт, где производятся замеры (даже при штиле) невозможно позиционировать и удерживать устройство непосредственно у измеряемой марки во время измерений, что приводит к измерению не фактической высоты борта, а его проекции; возможно появление неприемлемой ошибки замеров из-за смещения самого устройства за счет изменения длины подвеса под действием естественного растяжения подвеса или изгиба мерной ленты под действием ветра, особенно при значительной высоте свободного борта (10-18 м); при пониженной температуре воздуха велика вероятность быстрого замерзания используемых в устройстве дросселей малого диаметра, что приводит к ошибочным показаниям линейки; устройство громоздкое и тяжелое: труба из нержавеющей стали 1 м, стальной стержень 80 см, гибкий шланг 4 м, фал 10-15 м. Предлагаемое изобретение данных недостатков не имеет.

Известен способ определения осадки и внешнего состояния корпуса судна, заявка №2019144385, 2019.12.24, МПК В63В 39/12 Федеральной службы по интеллектуальной собственности (Роспатент). Указанный в заявке способ основан на позиционировании камеры непосредственно у объекта наблюдения и проводится визуальное определении осадки по результатам съемки камерой с оптимального расстояния до объекта с записью видео и/или выводом изображения на монитор и с сохранением информации на доступных носителях. Устройство имеет следующие недостатки: при волнении морской поверхности полученная видео информация требует дополнительного изучения для определения среднего значения. Предлагаемое изобретение устраняет данный недостаток при совместном использовании.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство определения величины осадки судна по маркам углубления, заявка №2000112509/28, МПК В63В 39/12, от 16.05.2000 г. Федеральной службы по интеллектуальной собственности (Роспатент). Указанное в заявке устройство содержит цилиндрический прозрачный корпус с поплавком, подвес, гибкий шланг с грузом, источник оптического излучения для подсветки.

Устройство имеет следующие недостатки: при волнении морской поверхности, сильном ветре или при крене судна на борт, где производятся замеры, невозможно позиционировать и удерживать устройство непосредственно у измеряемой марки во время измерений; возможно появление ошибки замеров из-за смещения самого устройства за счет изменения длины подвеса под действием естественного растяжения подвеса или его изгиба по действием ветра; устройство достаточно габаритное, включает: трубку с жесткой линейкой 50 см, гибкий шланг 4 м, веревку (фал) 10-15 м для опускания. Предлагаемое изобретение данных недостатков не имеет.

В настоящем патенте предлагаемый способ не содержит всех вышеперечисленных недостатков и обеспечивает получение достоверной визуальной информации при любых значениях волнения моря и/или крена, при любой высоте надводного борта.

Сущность изобретения заключается в следующем:

Для достижения цели используется устройство, состоящее из уровня с механизмом крепления устройства к борту судна.

Новым является крепление уровня к механизму крепления к борту судна, что предотвращает смещение и колебания уровня относительно корпуса на волне, под действием ветра и прижимает уровень вплотную к судовой марке, что обеспечивает точность определения положения уровня относительно марок углубления и возможность надежных измерений в любых погодных условиях, а также применение гибкой трубки и разборной конструкции, что облегчает хранение, транспортировку и переноску устройства.

Основная гибкая прозрачная пластиковая трубка уровня крепится к металлической разборной составной штанге, на штанге установлен оригинальный механизм крепления устройства к борту судна. Верхнее отверстие трубки закрыто заглушкой с отверстиями малого диаметра для предотвращения попадания воды в трубку сверху и демпфирования возможных пульсаций воды в трубке, к нижней части крепится компенсационный шланг, нижнее отверстие компенсационного шланга закрыто заглушкой с отверстиями малого диаметра для доступа воды в трубку. Устройство опускается на фале за борт вдоль марок углубления судна до частичного погружения основной прозрачной трубки уровня, при этом механизм крепления находится в исходном (транспортировочном) положении, натяжением шкерта управления механизм крепления приводится в рабочее положение и плотно фиксирует устройство на корпусе судна. Для изменения позиции или для подъема устройства шкерт управления натягивается оператором с небольшим усилием, при этом механизм крепления открепляется от корпуса судна; при ослаблении шкерта управления механизм крепления автоматически приводится в исходное (транспортировочное) положение, освобождая устройство для подъема или смены позиции. Легкость открепления механизма крепления достигается тем, что усилие на магниты при откреплении прилагается на заваливание их (изменение направления намагниченности) с помощью эксцентриков, действующих в этом случае по принципу рычага.

Точность определения среднего уровня достигается применением заглушек с отверстиями малого расчетного диаметра и компенсационного шланга, которые компенсируют волнения морской поверхности, фиксированным положением уровня, прижатым вплотную к марке углубления.

Надежность крепления устройства к корпусу судна достигается конструкцией механизма крепления, оптимальным расчетом и подбором специальных постоянных магнитов: при прижимной силе магнитов 2×22 кг к поверхности в рабочем положении обеспечивается устойчивое и неподвижное крепление устройства к борту судна при сильном волнении моря и порывах ветра.

Простота использования механизма крепления достигается оптимально рассчитанным рабочим углам поворота магнитов, обеспечивая максимальную прижимную силу магнитов в рабочем положении и минимальные усилия для управления ими: достаточно усилия оператора (натяжения шкерта управления) 0,2 кг для приведения механизма в рабочее положение, и усилия оператора (натяжения шкерта управления) до 1,0 кг для открепления механизма, а в исходное положение механизм приводится автоматически.

Жесткость устройства обеспечивается составной металлической конструкцией штанги. Легкость конструкции достигается оптимальным количеством комплектующих деталей и применением легких нержавеющих материалов. Удобство обслуживания, хранения и транспортировки достигается разборной конструкцией устройства. Универсальность устройства достигается возможностью использования механизма крепления автономно или в составе другого оборудования.

Изготовление предложенного изобретения сопровождается следующими операциями:

- изготовление оригинальных комплектующих: эксцентриков-держателей постоянных магнитов механизма крепления; в качестве остальных комплектующих используются детали, широко представленные на рынке;

- нарезка и сверление деталей разборной штанги;

- сборка и крепление деталей нержавеющим крепежом;

- вывеска и калибровка сборки.

Изобретение реализовано в виде готовых изделий, прошли испытания в реальной работе на судах и доступны к продаже.

Краткое описание чертежей.

На Фиг. 1 показана конструкция устройства в сборе:

Основная пластиковая прозрачная трубка (Фиг. 1 поз.1) с верхней заглушкой (Фиг. 1 поз.2) и нижним штуцером (Фиг. 1 поз.3) закреплена на разборной штанге держателями (Фиг. 1 поз.4, 8). Разборная штанга состоит из трех частей: нижняя штанга (Фиг. 1 поз.5) с держателем (Фиг. 1 поз.8) и скобой (Фиг. 1 поз.6); верхняя штанга (Фиг. 1 поз.7) с держателем (Фиг. 1 поз.4) и скобой (Фиг. 1 поз.9) для карабина фала (Фиг. 1 поз.14), средняя штанга (Фиг. 1 поз.10) с механизмом крепления (см. Фиг. 2) и шкертом управления (Фиг. 1 поз.15) механизмом крепления. К штуцеру (Фиг. 1 поз.3) крепится гибкий компенсационный шланг (Фиг. 1 поз.11) с заглушкой (Фиг. 1 поз.12). Для предотвращения кручения устройства к нижней штанге (Фиг. 1 поз.5) крепится поперечина (Фиг. 1 поз.13).

На Фиг. 2 показана конструкция механизма крепления к корпусу судна:

Механизм крепления установлен на средней штанге (Фиг. 2 поз.1), верхний эксцентрик (Фиг. 2 поз.2) с постоянным магнитом (Фиг. 2 поз.3) и нижний эксцентрик (Фиг. 2 поз.4) с постоянным магнитом (Фиг. 2 поз.5) соединены между собой шатуном (Фиг. 2 поз.6), шатун (Фиг. 2 поз.6) соединен с шкертом управления (Фиг. 3 поз.8) и удерживается в исходном (транспортировочном) положении (Фиг. 3) пружиной растяжения (Фиг. 2 поз.7). Для приведения механизма крепления в рабочее положение (Фиг. 4), шатун (Фиг. 2 поз.6) сдвигается натяжением управляющего шкерта (Фиг. 2 поз.8), поворачивая магниты (Фиг. 2 поз.3 и 5) на эксцентриках (Фиг. 2 поз.2 и 4) магнитным полем перпендикулярно штанге (Фиг. 2 поз.1), притягивая весь механизм к поверхности (корпусу судна). Для открепления механизма крепления управляющий шкерт (Фиг. 2 поз.8) натягивается, сдвигая шатун (Фиг. 2 поз.6) и поворачивая магниты магнитным полем от поверхности (корпуса судна), открепляя устройство; при ослаблении управляющего шкерта (Фиг. 2 поз.8), пружина растяжения (Фиг. 2 поз.8) возвращает шатун (Фиг. 2 поз.6) в исходное (транспортировочное) положение, разворачивая эксцентрики с магнитами в исходное положение.

На Фиг. 3 показано исходное (транспортировочное) положение механизма крепления. Механизм крепления установлен на средней штанге (Фиг. 3 поз.1), верхний эксцентрик (Фиг. 3 поз.2) с постоянным магнитом (Фиг. 3 поз.3) и нижний эксцентрик (Фиг. 3 поз.4) с постоянным магнитом (Фиг. 3 поз.5) соединены между собой шатуном (Фиг. 3 поз.6), шатун (Фиг. 3 поз.6) соединен с шкертом управления (Фиг. 3 поз.8). В исходном положении верхний эксцентрик (Фиг. 3 поз.2) с постоянным магнитом (Фиг. 3 поз.3) и нижний эксцентрик (Фиг. 3 поз.4) с постоянным магнитом (Фиг. 3 поз.5) развернуты под углом к корпусу судна, при этом шкерт управления (Фиг. 4 поз.8) не натянут.

На Фиг. 4 показано рабочее положение механизма крепления.

В рабочем положении верхний эксцентрик (Фиг. 3 поз.2) с постоянным магнитом (Фиг. 3 поз.3) и нижний эксцентрик (Фиг. 3 поз.4) с постоянным магнитом (Фиг. 3 поз.5) развернуты к плоскости корпуса судна (Фиг. 5 поз.9) перпендикулярно направлению намагниченности постоянных магнитов (Фиг. 3 поз.3 и поз.5). При этом шкерт управления (Фиг. 4 поз.8) натянут с усилием, растягивающим пружину растяжения (Фиг. 3 поз.7).

На Фиг. 5 показано положение механизма крепления при его откреплении.

При откреплении верхний эксцентрик (Фиг. 5 поз.2) с постоянным магнитом (Фиг. 5 поз.3) и нижний эксцентрик (Фиг. 5 поз.4) с постоянным магнитом (Фиг. 5 поз.5) развернуты к плоскости корпуса судна (Фиг. 5 поз.9) под углом. При этом шкерт управления (Фиг. 4 поз.8) натянут.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к определению количества груза, погруженного на судно по маркам углублений судна. Для крепления устройства определения средней осадки судна на корпусе судна, устройство дистанционно позиционируется и закрепляется непосредственно у объекта наблюдения на корпусе судна, показания устройства не требуют дополнительных расчетов и проводятся безопасно для оператора с применением уровня с механизмом крепления и включает: основную гибкую прозрачную пластиковую трубку уровня, которая крепится к металлической штанге, на штанге установлен оригинальный механизм крепления устройства к борту судна. Устройство опускается на фале за борт вдоль марок углубления судна до частичного погружения основной прозрачной трубки уровня, при этом механизм крепления находится в исходном положении, натяжением шкерта управления механизм крепления приводится в рабочее положение и плотно фиксирует устройство на корпусе судна. Для изменения позиции или для подъема устройства шкерт управления натягивается оператором с небольшим усилием, при этом механизм крепления открепляется от корпуса судна, при ослаблении шкерта управления механизм крепления автоматически приводится в исходное положение, освобождая устройство для подъема или смены позиции. Легкость открепления механизма крепления достигается тем, что усилие на магниты при откреплении прилагается на заваливание их с помощью эксцентриков, действующих в этом случае по принципу рычага, точность определения среднего уровня достигается применением заглушек, которые компенсируют волнение морской поверхности, фиксированным положением уровня, прижатым вплотную к марке углубления. Достигается объективное определение среднего значения осадки судна при проведении судовых работ и определении загрузки судна по его осадке в условиях волнения моря. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ крепления устройства определения средней осадки судна на корпусе судна, характеризующийся тем, что устройство дистанционно позиционируется и закрепляется непосредственно у объекта наблюдения на корпусе судна, показания устройства не требуют дополнительных расчетов и проводятся безопасно для оператора с применением уровня с механизмом крепления и включает: основную гибкую прозрачную пластиковую трубку уровня, которая крепится к металлической штанге, на штанге установлен оригинальный механизм крепления устройства к борту судна, устройство опускается на фале за борт вдоль марок углубления судна до частичного погружения основной прозрачной трубки уровня, при этом механизм крепления находится в исходном положении, натяжением шкерта управления механизм крепления приводится в рабочее положение и плотно фиксирует устройство на корпусе судна, а для изменения позиции или для подъема устройства шкерт управления натягивается оператором с небольшим усилием, при этом механизм крепления открепляется от корпуса судна, и при ослаблении шкерта управления механизм крепления автоматически приводится в исходное положение, освобождая устройство для подъема или смены позиции, при этом легкость открепления механизма крепления достигается тем, что усилие на магниты при откреплении прилагается на заваливание их с помощью эксцентриков, действующих в этом случае по принципу рычага, а точность определения среднего уровня достигается применением заглушек, которые компенсируют волнения морской поверхности, фиксированным положением уровня, прижатым вплотную к марке углубления, что обеспечивает получение достоверной визуальной информации при любых значениях волнения моря и/или крена, при любой высоте надводного борта.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что уровень снабжен заглушками с отверстиями малого диаметра и компенсационным шлангом для предотвращения колебаний воды внутри основной трубки уровня.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что штанга устройства выполнена из трех составных частей.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что к нижней части штанги крепится поперечный профиль для предотвращения кручения устройства вокруг вертикальной оси при опускании.