КРАНЕЦ Российский патент 2023 года по МПК E02B3/26 B63B21/00 

Настоящее изобретение относится к кранцу, предназначенному, например, для использования на швартовной стенке для отделения от нее пришвартованного судна.

Уровень техники

Хорошо известны кранцы на швартовных стенках (например, стенках причалов, доков, палов). Кранец обеспечивает силу реакции, действующую на борт судна, пришвартованного вдоль швартовной стенки, возникающую в ответ на силу, с которой судно прижимается к швартовной стенке, до тех пор, пока борт судна соприкасается с кранцем.

Однако при некоторых обстоятельствах сила реакции может вызывать нежелательные колебания судна, обусловленные взаимодействием между силами, действующими со стороны швартовных тросов и кранцев: когда судно совершает перемещения, в результате которых соприкасается с кранцами, расположенными вдоль швартовной стенки, кранцы отталкивают его, и судно начинает перемещаться от швартовной стенки, что, в свою очередь, приводит к возникновению сил, действующих со стороны швартовных тросов и заставляющих судно перемещаться обратно к швартовной стенке. Затем кранцы снова отталкивают судно, и так далее.

Когда судно пришвартовано с использованием устройств для удержания швартовных тросов, описанных в WO 2010/110666 и WO 2018/048303, и кранец отталкивает судно, заставляя его перемещаться от причала, устройства для удержания швартовного троса сначала реагируют на отскок, вытравливая провисшие швартовные тросы, а затем прикладывают силу к швартовным тросам, притягивая судно и тем самым возвращая его обратно к швартовной стенке, что может привести к возникновению колебательных перемещений.

Раскрытие сущности изобретения

Среди прочего, задачей изобретения является уменьшение перемещений судна, пришвартованного вдоль швартовной стенки с одним или более кранцами.

Предлагается кранец для защиты судна от швартовной стенки, который содержит узел из гидравлического цилиндра и поршня (цилиндро-поршневой узел), расположенный таким образом, что сжатие кранца приводит к тому, что поршень создает усилие, сжимающее гидравлическую жидкость в дополнительном гидравлическом цилиндре.

Гидравлический цилиндр соединен клапанами с резервуаром, который по меньшей мере частично наполнен газом. Когда усилие сжатия кранца превышает пороговое значение, разгрузочный клапан обеспечивает поток гидравлической жидкости из цилиндра в резервуар, позволяя кранцу сжиматься. Когда усилие уменьшается, возвратный клапан позволяет гидравлической жидкости вернуться в цилиндр, заставляя поршень перемещаться и расширять кранец, следуя за перемещением судна в сторону от кранца. В одном варианте реализации предлагается кранец по пункту 1.

Кранец обеспечивает возможность уменьшить колебательные перемещения судна. Для швартовки судна может использоваться множество таких кранцев, расположенных вдоль швартовной стенки причала.

В варианте реализации изобретения кранец содержит электромагнит с полюсами, выполненный с возможностью создания магнитного поля для притягивания судна к подвижной поверхности кранца, предпочтительно в то время, когда судно удаляется от швартовной стенки. Таким образом, кранец уменьшает это перемещение.

В варианте реализации изобретения кранец содержит электрогенератор, выполненный с возможностью вырабатывания электричества при перемещении подвижной поверхности кранца к основанию кранца, устройство накопления электроэнергии, соединенное с электрогенератором, для накопления электроэнергии, вырабатываемой электрогенератором, а также переключатель, соединенный между устройством накопления электроэнергии и электромагнитом. В варианте реализации изобретения кранец содержит управляющий механизм, который делает переключатель проводящим в течение по меньшей мере части того времени, когда подвижная поверхность кранца удаляется от основания кранца и/или прекращает удаляться от основания кранца.

Таким образом, переключатель проводит электрический ток в то время, когда судно удаляется от швартовной стенки.

Предлагается швартовная система, которая содержит множество кранцев по одному из предыдущих пунктов, расположенных вдоль швартовной стенки причала для судна, и по меньшей мере одно устройство для удержания троса, расположенное на швартовной стенке в стороне от причала. Устройство для удержания троса содержит

- дополнительный узел из гидравлического цилиндра и поршня для соединения швартовного троса судна с швартовной стенкой, так что натяжение швартовного троса вызывает поршень прикладывать усилие для сжатия гидравлической жидкости в дополнительном гидравлическом цилиндре;

- дополнительный резервуар, по меньшей мере частично наполненный газом;

- дополнительный разгрузочный клапан, выполненный таким образом, что он пропускает гидравлическую жидкость из дополнительного гидравлического цилиндра в дополнительный резервуар, когда разность между давлением гидравлической жидкости в дополнительном гидравлическом цилиндре и давлением в дополнительном резервуаре достигает дополнительного первого порогового значения;

- дополнительный возвратный клапан, выполненный таким образом, что он пропускает гидравлическую жидкость из дополнительного резервуара в дополнительный гидравлический цилиндр, когда разность между давлением гидравлической жидкости в дополнительном гидравлическом цилиндре падает ниже дополнительного второго порогового значения, которое ниже дополнительного первого порогового значения.

В варианте реализации такая швартовная система может иметь средства для передачи энергии, вырабатываемой в устройстве для удержания троса, по меньшей мере на один из множества кранцев.

В варианте реализации такой швартовной системы указанные средства выполнены с возможностью выработки электроэнергии, причем по меньшей мере один из множества кранцев выполнен с возможностью использования указанной электроэнергии для создания усилия, действующего на судно, для уменьшения его перемещения.

Множество таких кранцев можно комбинировать с устройствами для удержания швартовного троса при помощи гидравлического механизма, аналогичного тому, что используется в кранце, который вытравливает трос, когда перемещение судна от швартовной стенки вызывает увеличение усилия, действующего на швартовный трос. В другом варианте реализации энергия, создаваемая такими усилиями, может использоваться для уменьшения перемещения судна.

Краткое описание чертежа

Эти и другие задачи и преимущества станут очевидными из описания примеров реализации со ссылкой на следующие фигуры.

На фигуре 1 схематически изображен кранец

На фигуре 2 показано соотношение между усилием и положением поверхности кранца

На фигуре 3 показан вариант реализации кранца

На фигуре 4 показана швартовная система

На фигуре 5 показан вариант реализации кранца

На фигурах 6 и 7 показаны варианты реализации кранца с регулируемыми устройствами регулировки усилия.

Осуществление изобретения

На Фигуре 1 схематически показан кранец, используемый на швартовной стенке и предназначенный для амортизации сил между пришвартованным судном и швартовной стенкой. Швартовная стенка может быть обычной швартовной стенкой или рядом свай в воде. Швартовная стенка может содержать множество таких кранцев, расположенных на равном расстоянии вдоль швартовной стенки. Хотя это не показано, следует понимать, что кранец может включать в себя дополнительные конструкции, такие как упругие элементы между различными компонентами.

Кранец содержит основание 10 кранца, подвижную поверхность 12 кранца, установленную с возможностью перемещения к основанию 10 кранца в направлении 13 сжатия кранца, гидравлический цилиндр 14 и поршень 16 в гидравлическом цилиндре 14. В проиллюстрированном варианте реализации гидравлический цилиндр 14 закреплен на основании 10 кранца, а поршень 16 механически соединен с подвижной поверхностью 12 кранца, так что усилия передаются между подвижной поверхностью 12 кранца и поршнем 16. В качестве альтернативы поршень 16 может быть прикреплен к основанию 10 кранца, а гидравлический цилиндр 14 может быть соединен с подвижной поверхностью 12 кранца, так что усилия передаются между подвижной поверхностью 12 кранца и гидравлическим цилиндром 14. Основание 10 кранца может быть установлено вдоль швартовной стенки или другой неподвижной конструкции, так что кранец будет находиться между неподвижной конструкцией и пришвартованным судном.

Кроме того, кранец содержит гидравлический контур, который содержит часть для защиты от избыточного давления, содержащую резервуар 180, разгрузочный клапан 182 и односторонний клапан 184. Конец гидравлического цилиндра 14, к которому поршень 16 прижимает гидравлическую жидкость, когда подвижная поверхность 12 кранца прижимается к основанию 10 кранца, соединен с дном резервуара 180 параллельно через разгрузочный клапан 182 и односторонний клапан 184. Резервуар 180 содержит гидравлическую жидкость внизу и сжатый газ вверху. Разгрузочный клапан 182 выполнен так, что он пропускает поток гидравлической жидкости из гидравлического цилиндра 14 в резервуар 180, когда давление в гидравлическом цилиндре 14 превышает давление в резервуаре 180 на заданное первое пороговое значение. Односторонний клапан 184 выполнен так, что он пропускает поток гидравлической жидкости из резервуара 180 в гидравлический цилиндр 14, когда давление в резервуаре 180 становится выше, чем давление в гидравлическом цилиндре 14, или, в более общем случае, когда давление в резервуаре 180 становится больше давления в гидравлическом цилиндре 14 на второе пороговое значение. Желательно, чтобы второе пороговое значение для одностороннего клапана 184 было установлено настолько малым, чтобы...

В процессе работы, когда судно соприкасается с подвижной поверхностью 12 кранца, подвижная поверхность 12 кранца передает усилие в направлении сжатия кранца, то есть в направлении швартовной стенки, в сторону основания кранца, через гидравлический цилиндр 14 и, таким образом, на швартовную стенку.

На Фигуре 2 показано соотношение между усилием, прилагаемым подвижной поверхностью 12 кранца, и ее положением. Вертикальная линия 22 показывает ту часть соотношения усилия и положения кранца, изображенного на фигуре 1, которая соответствует ситуации, когда усилие, прилагаемое судном к подвижной поверхности 12 кранца, не приводит к тому, что давление в гидравлическом цилиндре 14 превышает давление, необходимое для открытия разгрузочного клапана 182. Горизонтальная линия 23 показывает ту часть соотношения силы и положения, при которой усилие, направленное на швартовную стенку, становится настолько большой, что разгрузочный клапан 182 открывается, позволяя гидравлической жидкости течь из гидравлического цилиндра 14 в резервуар 180.

Вертикальная линия 22 показывает, что подвижная поверхность 12 кранца действует как неподвижная стенка, пока усилие, прилагаемое судном к подвижной поверхности 12 кранца, не приводит к тому, что давление в гидравлическом цилиндре 14 превышает давление, необходимое для открытия разгрузочного клапана 182. Кранец уравновешивает усилие, прилагаемое судном, и не меняет своего положения.

Горизонтальная линия 23 показывает, что кранец сжимается, как только усилие, прилагаемое судном, приводит к тому, что давление в гидравлическом цилиндре 14 превышает давление, необходимое для открывания разгрузочного клапана 182. В этом случае количество гидравлической жидкости в гидравлическом цилиндре 14 уменьшается, позволяя подвижной поверхности 12 кранца сместиться в сторону швартовной стенки, в то время как усилие, прилагаемое поверхностью 12 кранца на судно, остается постоянной.

Таким образом, когда судно соприкасается со стенкой и прилагает достаточное усилие, сила реакции кранца ограничивается. В этом заключается его отличие от абсолютно жесткого или упругого кранца. Для справки соотношение усилия и положения для упругого кранца обозначено пунктирной линией 20 (для абсолютно жесткого кранца эта линия будет вертикальной). Это соотношение усилия и положения отличается от соотношений, обозначенных вертикальной линией 22 и горизонтальной линией 23, в том, что усилие, прилагаемое кранцем к судну, может стать намного больше, поэтому после того, как перемещение судна прекращается, кранец будет продолжать прилагать усилие, которое отталкивает судно.

Однако, когда кранец допускает перемещение судна при постоянной силе реакции, как показано горизонтальной линией 23, усилие, прилагаемое судном, после прохождения некоторого расстояния обычно уменьшается без приложения усилия, отталкивающего судно. Усилие, прилагаемое судном, обычно уменьшается, например, потому, что усилие, прилагаемое швартовными тросами, уменьшается по мере того, как судно перемещается к швартовной стенке, и потому, что усилие, прилагаемое кранцем, заставляет судно замедляться, когда усилие, прилагаемое судном, становится меньше усилия, необходимого для открытия разгрузочного клапана 182. Как только это происходит, положение подвижной поверхности 12 кранца остается постоянным, и усилие, прилагаемое подвижной поверхностью 12 кранца, уменьшается до тех пор, пока не откроется односторонний клапан 184.

Это поведение отображается вертикальными линиями 24. На фигуре показано много вертикальных линий 24, потому что положение подвижной поверхности 12 кранца, в которых происходит снижение действующего усилия, может быть разным в зависимости от условий, в которых перемещается судно. Если судно неестественным образом будет продолжать перемещаться к швартовной стенке, подвижная поверхность 12 кранца в конце концов придет в равновесие, когда подвижная поверхность 12 кранца и/или поршень 16 достигнет стопорной конструкции (не показана), после чего усилие, прилагаемое подвижной поверхностью 12 кранца, быстро увеличится, как в случае использования упругого или жесткого кранца, что отображается (почти) вертикальной линией 26. В этом случае судно отскочит от кранца.

Горизонтальная линия 25 показывает соотношение усилия и положения, когда усилие, прилагаемое судном, настолько мало, что односторонний клапан 184 открывается. При этом гидравлическая жидкость возвращается из резервуара 180 в гидравлический цилиндр 14 до тех пор, пока подвижная поверхность 12 кранца не вернется в положение, обозначенное вертикальной линией 22.

В процессе работы гидравлическая жидкость перед использованием закачивается в гидравлический цилиндр 14 или выкачивается из него, чтобы установить его в требуемое начальное положение, например, такое, при котором подвижная поверхность 12 кранца окажется на максимальном расстоянии от швартовной стенки, либо такое, при котором кранец находится как можно дальше, и гидравлическое давление составляет меньше, чем давление, необходимое для сжатия кранца. И то, и другое можно сделать при помощи помощью заливочного устройства (не показано), описанного в WO 2010/110666 или в WO 2018/048303, которые приведены в виде ссылок. Заливочное устройство может содержать насос, клапан и вспомогательный резервуар с гидравлической жидкостью, при этом насос и клапан соединены параллельно между вспомогательным резервуаром и цилиндром 14. Заливочное устройство может быть частью кранца. В качестве альтернативы может быть использовано транспортное средство, оборудованное подвижным заливочным устройством, которое может подъезжать к множеству кранцев и заправлять каждый из них.

Как уже отмечалось, кранец может содержать дополнительные элементы. В одном варианте реализации изобретения один или более упругих элементов используются между комбинацией поршня и гидравлического цилиндра, с одной стороны, и подвижной поверхностью 12 кранца, с другой стороны, и/или между этой комбинацией и основанием кранца. В качестве упругого элемента могут служить, например, резиновые конструкции, механические или гидравлические пружины. Такие упругие элементы изменяют вертикальную линию 22 на наклонную, т.е. они позволяют смещать подвижную поверхность 12 кранца даже до того, как усилие станет достаточным для открытия разгрузочного клапана 182. Точно так же вертикальная линия 26 становится наклонной. По отношению к судну они допускают больший диапазон перемещения и более постепенное увеличение усилия, когда судно входит в контакт с кранцем, и когда кранец достигает положения упора.

На фигуре 3 схематически показан еще один вариант реализации кранца. В этом варианте реализации кранец содержит один или более электромагнитов 30 (показан только один), прикрепленных к внутренней части подвижной поверхности 12 кранца, опциональное устройство 32 для накопления электроэнергии, такое как конденсатор или аккумулятор, и переключатель 34. Противоположные магнитные полюса электромагнита 30 могут находиться в разных положениях на подвижной поверхности 12 кранца. В данном варианте реализации подвижная поверхность 12 кранца может иметь отверстия в местах расположения по меньшей мере одного из магнитных полюсов электромагнита 30. Предпочтительно, подвижная поверхность 12 кранца является неферромагнитным материалом. Хотя электромагнит 30 показан в виде подковы и изготовлен из мягкого магнитного материала, следует понимать, что для магнит может иметь любую форму. Предпочтительно, оба полюса электромагнита расположены по существу в той же плоскости, что и подвижная поверхность 12 кранца. Например, между этой плоскостью и одним или обоими полюсами может находиться мягкая магнитная возвратная конструкция.

В процессе работы электромагнит 30 или множество электромагнитов могут быть использованы для создания дополнительного усилия, действующего для удержания судна в соприкосновении с подвижной поверхностью 12 кранца. Это дополнительно уменьшает перемещение судна от швартовной стенки. Ток может подаваться через электромагнит 30, например, когда односторонний клапан 184 открыт, то есть при комбинациях «усилие-положение», соответствующих горизонтальной линии 25. В одном варианте реализации изобретения для этого может использоваться механическое соединение между односторонним клапаном 184 и переключателем 34.

В другом варианте реализации или в последующих вариантах реализации подача тока через электромагнит 30 может быть (дополнительно) ограничена диапазоном положений подвижной поверхности 12 кранца. Для этого можно сконфигурировать переключатель 34 или дополнительный переключатель, включенный последовательно с переключателем 34, так, чтобы переключение происходило, когда подвижная поверхность 12 кранца или поршень 16 проходит через заданные положения. В качестве альтернативы кранец может содержать микрокомпьютер или пульт дистанционного управления для управления переключением.

Управляющий механизм переключателя 34 может быть выполнен так, чтобы переключатель 34 становился проводящим, когда подвижная поверхность 12 кранца удаляется от основания кранца и/или прекращает удаляться от основания кранца.

Энергия, необходимая для подачи тока через один или более электромагнитов 30, может подаваться от внешнего источника. Однако в одном варианте реализации она может быть получена за счет перемещений судна, которое касается кранца. Судно перемещается под воздействием сил ветра и волн. Когда эти силы присутствуют, из них может быть получена энергия, когда же они отсутствуют, энергия для создания удерживающих сил не требуется. В одном варианте реализации силы, действующие на швартовный трос судна, используются для выработки электроэнергии, и генерируемая электроэнергия подается непосредственно на электромагнит 30 или временно накапливается в устройстве 32 накопления электрической энергии перед подачей на электромагнит 30. Следует отметить, что можно обойтись без устройства 32 накопления энергии, поскольку устройство швартовного троса вырабатывает электроэнергию в основном в то время, когда кранец расширяется, так что вырабатываемая энергия может использоваться без накопления напрямую. Тем не менее, устройство накопления может быть полезно для изменения времени, в течение которого кранец прикладывает усилие.

Устройство сбора энергии может использоваться в соединении между швартовным тросом и берегом. Такое устройство может включать в себя электрогенератор и может быть выполнено для вытравливания длины швартовного троса, когда судно прикладывает усилие в направлении от берега, и для втягивания швартовного троса обратно, когда это усилие уменьшается, что приводит к поглощению энергии устройством. Как можно заметить, это позволяет накапливать энергию фактически в то же время, когда магниту в кранце требуется энергия, чтобы удерживать судно.

Может использоваться любое подходящее устройство для сбора энергии с тросовым приводом, например, при помощи гидравлической системы для вытравливания и втягивания швартовного троса с помощью генератора, приводимого в действие потоком гидравлической жидкости в гидравлической системе. Еще одним примером является использование генератора, соединенного с вращающимся барабаном, с которого швартовный трос сматывается принудительно, когда судно отталкивается от берега, и снова наматывается, когда отталкивающее судно усилие уменьшается.

На фигуре 4 показана швартовная система, содержащая множество кранцев 40 типа, показанного на фигуре 3, и по меньшей мере одно устройство 42 для удержания троса. Устройство 42 для удержания троса может быть выполнено для работы так, как описано в WO 2010/110666 или WO 2018/048303, с использованием аналогичной конфигурации гидравлического цилиндра, поршня, резервуара, разгрузочного клапана и одностороннего клапана, как показано на фигуре 1 настоящей заявки. Это устройство было модифицировано путем добавления электрогенератора 44 с приводом от потока гидравлической жидкости в трубопроводе от гидравлического цилиндра к резервуару, последовательно соединено с разгрузочным клапаном и/или односторонним клапаном для приведения в действие электрогенератора.

В качестве альтернативы или в последующем варианте реализации, сам кранец может содержать устройство сбора энергии для выработки электроэнергии для подачи электрического тока в устройство 32 накопления электроэнергии, чтобы накопить энергию для подачи электрического тока на электромагнит. Электрогенератор с приводом от потока гидравлической жидкости может быть добавлен в трубопровод, идущий от гидравлического цилиндра к резервуару в кранце, и подключен последовательно с разгрузочным клапаном. Таким образом, электроэнергия может накапливаться, когда судно сжимает кранец, и использоваться для подтягивания судна к кранцу, когда судно удаляется от него.

Дополнительный эффект магнитной прижимной силы заключается в том, что она увеличивает силу трения (например, прерывистое перемещение) между кранцем и стенкой судна, действуя в направлении, противоположном продольным силам. В свою очередь, эта сила трения может уменьшить усилие, которое требуется от удерживающего устройства швартовного троса, чтобы противодействовать продольному усилию.

В одном варианте реализации кранец содержит беспроводной передатчик и/или приемник и устройство для измерения положения и/или давления. Устройство измерения давления может включать в себя один или более манометров в гидравлическом контуре, например, в гидравлическом цилиндре. Устройство определения положения может содержать один или более маркеров, например, магнитные маркеры на подвижной части кранца и датчик положения на основании кранца, или наоборот, либо маркеры на штоке поршня и датчик положения на главном цилиндре 12 или снаружи него, или наоборот, для определения момента, когда маркер проходит мимо датчика.

С беспроводным передатчиком и датчиком положения и/или индикаторами давления может быть связана (запрограммированная) логическая схема или микрокомпьютер. Микрокомпьютер может выполнять программу с инструкциями для получения данных от датчика положения и/или индикаторов давления и для передачи беспроводным передатчиком информации, полученной из этих данных, или для оценки данных, чтобы определить, соответствуют ли данные заданному условию для выработки сигнала, и дать беспроводному передатчику команду передать сообщение в случае, если это условие выполнено. Условие может заключаться в том, что данные указывают на то, что главный поршень оставался на границе диапазона положений в течение по меньшей мере заданного промежутка времени. Переданные сообщения могут быть приняты для отображения, например, в диспетчерской.

На фигуре 5 показан вариант реализации кранца, в котором поршень 16 имеет внешний диаметр, равный внутреннему диаметру цилиндра 14, по всей длине поршня 16. Пластина или блок 12 на поршне 16 могут служить в качестве поверхности кранца.

На фигуре 6 показан вариант реализации, в котором кранец содержит первое и второе регулируемые устройства 60, 62, используемые для регулировки усилия, соединенные между поверхностью 12 кранца и его основанием 10 (например, причалом). Этот вариант реализации проиллюстрирован на фигуре 5, однако устройства 60, 62 для регулировки усилия также могут использоваться в сочетании в других вариантах реализации. Устройства 60, 62 регулировки усилия могут содержать комбинацию гидравлического поршня и цилиндра, выполненную для приложения регулируемого усилия, которое притягивает поверхность 12 к берегу (например, усилие предварительного натяжения) и/или отталкивает поверхность 12 от берега. Еще в одном варианте реализации устройства 60, 62 регулировки усилия могут содержать регулируемые пружины и/или тросы, прикрепленные к одному или более устройствам (не показаны), которые будут притягивать поверхность 12 к берегу с регулируемым усилием.

Кранец содержит средства для динамического изменения усилия, прилагаемого устройствами регулировки усилия во время перемещения судна. Регулируемые устройства 60, 62 регулировки усилия служат для приложения усилия для динамического изменения величины усилия, прилагаемого устройствами 60, 62 регулировки усилия. Динамическое изменение может использоваться для увеличения количества энергии, поглощаемой при перемещении судна.

В разные моменты времени кранец может поглощать и передавать энергию от перемещения судна. Пока поверхность кранца находится в соприкосновении с судном, скорость передачи энергии может быть выражена как v*F, где v - скорость перемещения поверхности кранца, а F - усилие, действующее со стороны кранца на судно.

Например, при колебательном перемещении судна скорость v периодически меняет знак по мере того, как кранец попеременно сжимается внутрь и разжимается наружу. Когда кранец перемещается внутрь (v<0) энергия поглощается, а когда кранец перемещается наружу (v>0), энергия передается судну. Путем увеличения и уменьшения усилия во время колебательного перемещения судна устройства 60, 62 регулировки усилия могут использоваться для уменьшения и увеличения силы F реакции, прилагаемой кранцем, соответственно, в течение такого периода, и тем самым для увеличения чистого поглощения энергии от колебательных перемещений. Когда изменение усилия имеет спектральную частотную составляющую на частоте колебательного перемещения судна и фазовую составляющую, противоположную фазе колебательного изменения скорости судна, чистая энергия поглощается.

Предпочтительно, устройства 60, 62 регулировки усилия выполнены для приложения одинакового усилия. Вместо двух устройств 60, 62 регулировки усилия можно использовать одно устройство регулировки усилия или более двух устройств регулировки усилия.

На фигуре 7 показан вариант реализации, в котором первое и второе регулируемые устройства 60, 62 регулировки усилия соединены между поверхностью 12 кранца и его основанием 10 вдоль линий, которые образуют ненулевой угол с направлением движения цилиндра 16 (например, угол от 20 до 70 градусов, предпочтительно около сорока пяти градусов). Таким образом, устройства 60, 62 регулировки усилия также служат для защиты кранца от последующего перемещения, например из-за перемещения судна в направлении, поперечном направлению перемещения цилиндра 16. Предпочтительно, углы устройств 60, 62 регулировки усилия одинаковы, но направлены в противоположные стороны относительно направления перемещения поршня 16.

Еще в одном варианте реализации может быть представлена логическая схема или микрокомпьютер, соединенный с устройствами регулировки усилия. Такая логическая схема или микрокомпьютер могут быть выполнены для динамического изменения усилия, прилагаемого устройствами регулировки усилия, например, в зависимости от измерения условий волнения, которые позволяют прогнозировать усилия, которые будут действовать на кранец, и/или реакцию судна на усилия, действующие со стороны кранца или устройства регулировки усилия.

Кранец для защиты судна от швартовной стенки содержит узел из гидравлического цилиндра 14 и поршня 16, расположенный таким образом, что сжатие кранца преобразуется в усилие для перемещения поршня 16 в цилиндре 14. Гидравлический цилиндр 14 соединен клапанами 182, 184 с резервуаром 180, который по меньшей мере частично наполнен газом. Разгрузочный клапан 182 обеспечивает поток гидравлической жидкости из цилиндра 14 в резервуар 180, когда усилие сжатия кранца превышает пороговое значение, что позволяет кранцу сжиматься. Когда усилие уменьшается, возвратный клапан 184 позволяет гидравлической жидкости возвращаться в цилиндр 14, заставляя поршень 16 перемещаться и расширять кранец при перемещении судна от кранца. Кранец содержит по меньшей мере одно устройство регулировки усилия, присоединенное между основанием 10 кранца и подвижной поверхностью 12 кранца; и средство для динамического изменения усилия, прилагаемого указанным по меньшей мере одним устройством регулировки усилия в течение периодов колебаний колебательного перемещения судна, увеличивающим и уменьшающим силу реакции, прилагаемую кранцем, соответственно, в течение периода колебательного перемещения судна для увеличения чистого поглощения энергии от колебательного перемещения. Таким образом уменьшаются колебательные перемещения судна. Множество таких кранцев можно комбинировать с устройствами удержания швартовного троса, оснащенными механизмом, который вытравливает трос, когда перемещение судна от швартовной стенки приводит к увеличению усилия, действующего на швартовный трос. Энергия, вырабатываемая такими усилиями, может использоваться для уменьшения перемещений судна. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Кранец для защиты судна от швартовной стенки, содержащий

- основание (10) кранца;

- подвижную поверхность (12) кранца, установленную с возможностью перемещения относительно основания (10) кранца в направлении (13) сжатия кранца;

- узел из гидравлического цилиндра (14) и поршня (16), функционально присоединенный между основанием (10) кранца и подвижной поверхностью (12) кранца,

- резервуар (180), по меньшей мере частично наполненный газом;

- разгрузочный клапан (182), выполненный с возможностью пропускания гидравлической жидкости из гидравлического цилиндра (14) в резервуар (180), когда разность между давлением гидравлической жидкости в гидравлическом цилиндре (14) и давлением в резервуаре (180) достигает первого порогового значения;

- возвратный клапан (184), выполненный с возможностью пропускания гидравлической жидкости из резервуара (180) в гидравлический цилиндр (14), когда разность между давлением гидравлической жидкости в гидравлическом цилиндре (14) падает ниже второго порогового значения, которое ниже первого порогового значения,

отличающийся тем, что он содержит

по меньшей мере одно устройство (60, 62) регулировки усилия, присоединенное между основанием (10) кранца и подвижной поверхностью (12) кранца; и средство для динамического изменения усилия, прилагаемого указанным по меньшей мере одним устройством (60, 62) регулировки усилия в течение периодов колебаний колебательного перемещения судна, увеличивающим и уменьшающим силу реакции, прилагаемую кранцем, соответственно, в течение периода колебательного перемещения судна для увеличения чистого поглощения энергии от колебательного перемещения.

2. Кранец по п. 1, выполненный с возможностью создания изменения усилия со спектральной частотной составляющей на частоте колебательного перемещения судна и фазовой составляющей, противоположной фазе колебательного изменения скорости судна.

3. Кранец по любому из предшествующих пунктов, в котором указанное по меньшей мере одно устройство (60, 62) регулировки усилия содержит комбинацию гидравлического поршня и цилиндра, выполненную с возможностью приложения регулируемого усилия, которое притягивает подвижную поверхность (12) кранца к основанию (10) кранца и/или отталкивает подвижную поверхность (12) кранца от основания (10) кранца.

4. Кранец по любому из предшествующих пунктов, в котором указанное по меньшей мере одно устройство (60, 62) регулировки усилия содержит пружины и/или тросы для притягивания подвижной поверхности (12) кранца к берегу с регулируемым усилием.

5. Кранец по любому из предшествующих пунктов, содержащий логическую схему или микрокомпьютер, соединенные с указанным по меньшей мере одним устройством (60, 62) регулировки усилия, причем логическая схема или микрокомпьютер выполнены с возможностью динамического изменения усилия, прилагаемого указанным по меньшей мере одним устройством (60, 62) регулировки усилия.

6. Кранец по п. 5, в котором логическая схема или микрокомпьютер выполнен(а) с возможностью динамического изменения усилия, прилагаемого указанным по меньшей мере одним устройством (60, 62) регулировки усилия, в зависимости от измерения условий волнения.

7. Кранец по п. 1, содержащий электромагнит (30) с полюсами, выполненный с возможностью создания магнитного поля для притягивания судна к подвижной поверхности (12) кранца.

8. Кранец по п. 7, содержащий

- электрогенератор, выполненный с возможностью выработки электричества при перемещении подвижной поверхности (12) кранца к основанию (10) кранца;

- устройство (32) накопления электроэнергии, соединенное с электрогенератором, для накопления электроэнергии, вырабатываемой электрогенератором;

- переключатель (34), присоединенный между устройством (32) накопления электроэнергии и электромагнитом (30).

9. Кранец по п. 8, содержащий управляющий механизм, который делает переключатель (34) проводящим в течение по меньшей мере части того времени, когда подвижная поверхность (12) кранца удаляется от основания (10) кранца и/или прекращает удаляться от основания (10) кранца.

10. Швартовная система, содержащая множество кранцев (40) по любому из предшествующих пунктов, расположенных вдоль швартовной стенки причала для судна, и по меньшей мере одно устройство (42) для удержания троса, расположенное на швартовной стенке в стороне от причала, причем устройство (42) для удержания троса содержит

- дополнительный узел из гидравлического цилиндра и поршня для соединения швартовного троса судна со швартовной стенкой, так что натяжение швартовного троса вызывает прикладывание поршнем усилия для сжатия гидравлической жидкости в дополнительном гидравлическом цилиндре;

- дополнительный резервуар, по меньшей мере частично наполненный газом;

- дополнительный разгрузочный клапан, выполненный с возможностью пропускания гидравлической жидкости из дополнительного гидравлического цилиндра в дополнительный резервуар, когда разность между давлением гидравлической жидкости в дополнительном гидравлическом цилиндре и давлением в дополнительном резервуаре достигает дополнительного первого порогового значения;

- дополнительный возвратный клапан, выполненный с возможностью пропускания гидравлической жидкости из дополнительного резервуара в дополнительный гидравлический цилиндр, когда разность между давлением гидравлической жидкости в дополнительном гидравлическом цилиндре падает ниже дополнительного второго порогового значения, которое ниже дополнительного первого порогового значения.

11. Швартовная система по п. 10, содержащая средства (44) для передачи энергии, вырабатываемой в устройстве (42) для удержания троса, по меньшей мере на один из множества кранцев (40).

12. Швартовная система по п. 11, в которой указанные средства (44) для передачи энергии выполнены с возможностью выработки электроэнергии, причем указанный по меньшей мере один из множества кранцев (40) выполнен с возможностью использования указанной электроэнергии для создания усилия, действующего на судно, для уменьшения его перемещения.

13. Швартовная система по п. 10, в которой дополнительный узел из гидравлического цилиндра и поршня содержит электрогенератор (44), указанный по меньшей мере один из кранцев (40) содержит электромагнит (30) с полюсами, выполненный с возможностью создания магнитного поля для притягивания судна к подвижной поверхности (12) кранца, а электрогенератор (44) соединен с электромагнитом (30) для подачи электрического тока для создания магнитного поля.

14. Способ защиты судна от швартовной стенки с использованием кранца по любому из предшествующих пунктов, включающий увеличение и уменьшение усилия, прилагаемого кранцем к судну, в течение периода колебательного перемещения судна, с использованием по меньшей мере одного устройства (60, 62) регулировки усилия для уменьшения и увеличения силы реакции, прилагаемой кранцем, соответственно, в течение такого периода, и тем самым для увеличения чистого поглощения энергии от колебательного перемещения.

15. Способ по п. 14, согласно которому изменение усилия имеет спектральную частотную составляющую на частоте колебательного перемещения судна и фазовую составляющую, противоположную фазе колебательного изменения скорости судна.

16. Способ защиты судна от швартовной стенки с использованием кранца по любому из предшествующих пунктов, включающий динамическое изменение усилия, прилагаемого по меньшей мере одним устройством (60, 62) регулировки усилия, в зависимости от измерения условий волнения.

17. Способ по п. 14, в котором измерения используют для прогнозирования усилий, которые будут действовать на кранец, и/или реакции судна на усилия, прилагаемые кранцем или по меньшей мере одним устройством (60, 62) регулировки усилия.