Система слива за борт судна моечных,балластных и льяльных вод Советский патент 1983 года по МПК B63B13/00 

Изобретение относится к области автоматизации судовых систем, в частности к системам слива за борт судна моечных, балластных и льяльных вод.

Известна система слива за борт судна моечных, балластных и льяльных вод, содержащая основной трубонровод, соединяющий цистерну с забортным пространством и имеющий основной клапан с приводом и органом управления, а также устройство для определения превышения допустимой концентрации нефтепродуктов, включающее блоки измерения, расхода и определения концентрации, подключенные входами к основному трубопроводу, а выходами - к вычислительно-логическому блоку, подключенному к датчику скорости судна 1.

Система отличается недостаточной пропускной способностью.

Цель изобретения - повышение пропускной способности системы.

Для достижения поставленной цели система слива за борт судна моечных, балластных и льяльных вод, содержащая основной трубопровод, соединяющий цистерну с забортным пространством и имеющий основной клапан с приводом и органом управления, а также устройство для определения превышения допустимой концентрации нефтепродуктов, включающее блоки измерения, расхода и определения концентрации, подключенные входами к основному трубопроводу, а выходами - к вычислительно-логическому блоку, подключенному к датчику скорости судна, снабжена блоком формирования команд, включающим первый,второй и третий эледменты ИЛИ, первое и второе реле времени, первый , второй и третий элементы ЗАПРЕТ и первый и второй элементы И, а также дополнительным клапаном, подключенным в байпас к основному клапану, первой и второй логическими цепочками, каждая из которых включает соединенные последовательно элемент ПАМЯТЬ, элемент ЗАПРЕТ и логический блок ИЛИ, а также блоком реле времени и элементом НЕ, причем логический блок ИЛИ первой логической цепочки подключен к вычислительно-логическому блоку через блок формирования команд, логический блок ИЛИ второй логической цепочки подключен к вычислительно-логическому блоку через блок реле времени, а вторые входы блока формирования команд и блока реле времени связаны с вычислительно-логическим блоком через элемент НЕ, при этом выход первого реле времени связан с разрешающим входом элемента ЗАПРЕТ, второго реле времени - с запрещающим входом этого элемента,а входы обоих реле времени подключены к выходу первого элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к первому входу первого элемента И непосредственно, а к первому входу второго элемента ИЛИ - через второй элемент ЗАПРЕТ, запрещающий вход которого подключен к выходу первого элемента И и входу третьего элемента ИЛИ, второй вход которого связан с вторым входом первого элемента ИЛИ и первым входом второго элемента И через третий элемент ЗАПРЕТ, запрещающий вход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и выходом второго элемента И, второй вход которого связан с вторым входом первого элемента И и выходом первого элемента ЗАПРЕТ.

Кроме того, пропускная способность основного К) и дополиительного Kj клапанов выбрана в соотнощении

KI/KJ 0,5.

Система снабжена дополнительным трубопроводом с приводным клапаном, подключенным одним концом к основному трубоQ проводу между блоком определения концентрации и основным клапаном, а другим своим концом - к дополнительной цистерне, а также дополнительным элементом И, входы которого подключены к инверсным выходам элементов ПАМЯТЬ первой и второй логических цепочек, а выход - к приводу клапана дополнительного трубопровода, при этом пропускная способность клапана дополнительного трубопровода выбрана равной пропускной способности основного клапана основного трубопровода.

Па фиг. 1 представлена функциональная блок-схема системы, на фиг. 2 - схема блока формирования команд.

Система содержит цистерну , служащую для сбора отстоя, которая соединена с забортным пространством основным трубопроводом 2, служащим для слива. На разветвлениях основного трубопровода установлены в байпас основной 3 и дополнительный 4 клапаны с однопозиционными приводами 5, 6. Дополнительный клапан 4 имеет в 2 раза меньшую пропускную способность по сравнению с основным клапаном 3. К основному трубопроводу 2 подключена трубка 7 Пито, которая соединена с блоком 8 измерения расхода. Блок 8 измерения расхо да, блок 9 определения концентрации и датчик 10 скорости судна соединены выходами с вычислительно-логическим блоком 11. Блок 8 измерения расхода, блок 9 определения концентрации и вычислительно-логический блок 11 образуют устройство 12 для определения превышения допустимой концентрации нефтепродуктов. В системе имеется дополнительная цистерна 13, которая связана с основным трубопроводом 2 и отсекается от него клапаном 14 дополни5 тельного трубопровода, привод 15 которого связан с инверсны.ми выходами элементов 16, 17 ПАМЯТЬ через элемент И 18. Кроме того, своими выходами э.1ементь 16, 17 памяти связаны с приводами 5, 6, а входами - с органами 19,20 управления через элементы 21, 22 ЗАПРЕТ и логические блоки ИЛИ 23, 24, которые построены на элементах ИЛИ 25-28. Блок 29 формирования команд своими выходами связан с логическим блоком ИЛИ 23, а выходами - с вычислительно-логическим блоком 11 и выходом элемента НЕ 30, вход которого также подключен к вычислительно-логическому блоку И, а выход - к блоку 31 реле времени. Реле 32, 33 времени блока 31 связаны выходами с логическим блоком ИЛИ 24. Блок 29 формирования команд состоит из реле 34, 35 времени, которые своими выходами связаны с элементом 36 ЗАПРЕТ, а входами - с выходом элемента ИЛИ 37, первый вход которого подключен, к входу элемента ИЛИ 38 через элемент 39 ЗАПРЕТ, запрещающий вход которого связан с выходом элемента И 40. Второй вход элемента ИЛИ 37 подключен к вхсду элемента И 41 непосредственно, а к выходу элемента ИЛИ 42 через элемент ЗАПРЕТ 43, запрещающий вход которого подключен к выходу элемента И 41 и входу элемента ИЛИ 38. Вторые входы элементов И 40, 41 подключены к выходу элемента 36 ЗАСистема работает следующим образом. Вода, использованная для мойки танков на танкерах, а также льяльные воды содержат примеси типа нефтепродуктов и .масел, сливать которые за борт разрещается то.тько при общей концентрации К примесей 100 ч/млн, а при движении судна - 60 л нефти на морскую милю. Параметр К определяется по фррмуле К -. где Н-концентрация нефти в сливаемых водах;Q -расход на сливе; V- скорость судна. Расход на сливе определяется по скоростному напору, например с помощью трубки Пито, по соотнощению Q S- V где S - сечение трубопровода слива; V-скорость течения жидкости в трубопроводе;Р-динамическая составляющая давления (скоростной напор); j3-плотность жидкости. Моечные и льяльные воды собираются в цистерну 1, служащую для сбора отстоя, из которой осуществляется спуск отстойных вод за борт по ос-ноБНОму трубопроводу 2 через основной 3 и дополнительный 4 клапаны. Для взятия первой пробы открывается сначала клапан 14 дополнительного трубопровода. Его открытие осуществляется по сигналу, формируемому элементом И 18, входы которого подключены к инверсным выходам элементов памяти 16, 17. Пропускная способность клапана 14 дополнительного трубопровода выбрана равной пропускной способности основного клапана 3 основного трубопровода 2. Во избежание случайного загрязнения моря сброс воды в это время осуществляется в дополнительную цистерну 13. В основном трубопроводе 2 появляется расход. Скоростной напор, измеряемый трубкой 7 Пито, преобразуется в блоке 8 измерения расхода в значение расхода слива. В блоке 9 определения концентрации, связанном входом с основным трубопроводом 2, сначала происходит отделение веществ типа нефти от воды, затем производится их анализ и сравнение с эталонами. Выходные сигналы блока 9 определения концентрации и блока 8 измерения расхода поступают в вычислительно-логический блок 11, где происходит их обработка вместе с параметром скорости судна, который поступает от датчика 10 скорости судна. Вычислительно-логический блок 11 производит нелинейные операции умножения переменных и расчеты, необходимые для обработки входной информации. Устройство 12 для определения превьппения допустимой концентрации нефтепродуктов, образованное блоками 8, 9, 11, реализуется с использованием микровычислителя, выполненного на интегральных схемах различных степеней интеграции. Логическая часть блока 11 осуществляет формирование дискретного сигнала о превышении концентрации нефтепродуктов. концентрация в норме,на выходе блока 11 сигнал не появляется. Тогда на выходе элемента НЕ 30 появляется сигнал, который поступает на второй вход блока 29 формирования команд и на реле времени 33 блока 31. В блоке 29 команда одновременно поступает на входы элементов ИЛИ 37, И 41, ЗАПРЕТ 43. Пройдя элементы ЗАПРЕТ 43 и ИЛИ 42 блока 29 формирования команд, команда поступит на вход логического блока ИЛИ 23. Пройдя через элемент ИЛИ 28, элемент ЗАПРЕТ 22 и элемент ПАМЯТЬ 17, сигнал поступает на вход привода 5 клапана, с помощью которого производится открытие дополнительного клапана 4. Таким образом, вода начинает сливаться из цистерны 1 за борт судна. Клапан 14 дополнительного трубопровода закрывается, так как на одном входе элемента И 18 пропадает сигнал. Команда, посту,пившая на вход элемента ИЛИ 37, пройдя его, поступает одновременно на входы реле 34, 35 времени. Через время Tj , достаточное для взятия и анализа пробы воды,сливаемой за борт, па выходе реле 34 времени появится сигнал, который . пройдя элемент ЗАПРЕТ 36, поступит на входы адемемтоь И 40, 41. Так как на входе элемента И 41 появляется второй сигнал, элемент срабатывает, появившийся на его выходе сигнал поступает на запрещающий вход элемента ЗАПРН;Т 43, в результате чего снимается команда на открытие дополнительного клапана 4 и одновременно с выхода этого же элемента И 41 команда поступает на вход элемента ИЛИ 38 для закрытия дополнительного клапана 4. Через времяТ| , на выходе реле 33 вре мени появляется сигнал,который через цепочку логических элементов ИЛИ 25 логического блока ИЛИ 24, элемент ЗАПРЕТ 21 и-элемент ПАМЯТЬ 16 поступает на привод 6 основного клапана 3, Так как пропускная способность основного клапана 3 больше пропускной способности дополнителького клапана 4, начинается увеличенный слив воды из цистерны 1 за борт судна. Увеличенный расход в основном трубопроводе 2, а также текущие значения скорости судна и концентрации нефтепродуктов в воде будут восприняты вычислительнологическим блоком 11. Если общая концентрация К не превыщает допустимой нормы, то по прошествии времени Т2, необходимого для взятия и анализа второй пробы, откроется снова дополнительный клапан 4, так как на выходе реле 35 времени появляется сигнал, который поступает на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 36. Команда с входа элемента И 41 снимается, а также снимаются запрещающий сигнал с элемента ЗАПРЕТ 43 и входа элемента ИЛИ 38. С выхода элемента ЗАПРЕТ 43 снова пройдет сигнал на привод б дополнительного клапана 4 для его открытия. С этого момента система будет обеспечивать максимальный слив за борт льяльных и балластных вод. Устройство, 12 для определения превышения допустимой концентрации нефтепродуктов продолжает взятие проб в основном трубопроводе 2 и производит вычисления и логическую обработку входных сигналов. Если концентрация нефтепродуктов в сливаемой за борт воде увеличится, на выходе блока 11 появится сигнал, который поступит на первый вход блока 29 формирования команд и на вход элемента НЕ 30. С входа I блока 29 формирования комаьщ входной сигнал попадает на входы реле 34, 35 времени через элемент ИЛИ 37, а также на вход элемента И 40 и на элемент ИЛИ 38 через элемент ЗАПРЕТ 39. С выхода элемента ИЛИ 38 команда поступает через элемент ИЛИ 27 логического рлока ИЛИ 23 на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 22 и на стирающий вход элемента 17 ПАМЯТЬ. Команда с выхода элемен та i7 ПАМЯТЬ снимается и дополнительный лапан 4 закрывается, так как привод кланама 4 работает таким с)0ра:()м, что при снятии управляющего сишала клнпан приходит в исходное (закрытое) состояние (например, подпружиненные клапана). При закрытии дополнительного клапана 3 расход на сливе уменьшится. Ес.чи по прошествии времени fj , необходимого для взятия и анализа пробы устройством 12, концентрация сливаемой за борт воды останется недопустимой, то закроется основ)ой к.;1апан 3, так как на выходе реле 32 в)емени появится сигнал, который, пройдя элемен ИЛИ 26, поступит за запрещающий вход элемента 21 ЗАПРЕТ и стирающий вход элемента 16 ПАМЯТЬ. Команда с выхода элемента 16 ПАМЯТЬ снимается, и привод 6 переводит основной клапан 3 в исходное (закрытое) состояние. При этом одновременно откроется дополнительный клапан 4, так как на выходе реле 34 времени блока 29 формирования команд появится сигнал, который проходит по цепи, состоящей из элементов 40, 42, 28, 22, 17 на привод 5. Вследствие этого расход на слиш упадет до минимума. Если и в этом случае концентрация останется недопустимой, то по прошествии .времени t, необходимого для взятия и анализа второй пробы, закроется и дополнительный клапан 4, так как на выходе реле 35 времени появится сигнал, который поступит на запрещаюпшй вход элемента 36 ЗАПРЕТ и запретит команду, идущую на открытие клапана. Одновременно снимается запрет на элементе 39 и пройдет команда на стирание памяти с элемента 17 ПАМЯТЬ. Так как оба клапана 3 и 4 окажутся закрытыми, на инверсных выходах элементов 16, 17 ПАМЯТЬ появятся сигналы, которые через элемент И 18 поступят на привод 15 клапана дополнительного трубопровода 14. Таким образом, обеспечивает небольшой расход в основном трубопроводе 2, необходимый для поддержания работы устройства 12. Вода, поступившая в дополнительную цистерну 13 за время нахождения клапанов 3. 4 в закрытом состоянии по судовой магистрали будет возвращена в цистерну 1, Аналогично схема работает и в «промежуточных случаях, когда допустимая концентрация нефтепродуктов в сливаемой за борт воде будет обеспечиваться работой одного из клапанов 3 и 4. В системе имеются органы 19, 20 управления для ручного дистанционного управления клапанами 3, 4, однако с помощью элементов 21, 22 ЗАПРЕТ обеспечивается приоритет автоматического закрытия клапанов над их ручным отверстием во избежание случайного сброса за борт загрязненных вод недопустимой концентрации. Таким образом, при повышении концентрации нефтепродуктов в сливаемой за борт воде происходит уменьшение производительности слива, а не прекращение слива вообще (как, например, в известном устройстве). Это дает возможность сливать значительное количество отстойных вод за борт судна еще в рейсе, не создавая при этом недопустимой концентрации загрязняющих

веществ. Сдача незначительного количества оставщегося отстоя на береговую станцию позволит получить значительную экономию времени и уменьщить тем самым затраты судна в порту, что особенно важно в иностранных портах.

1. СИСТЕМА СЛИВА ЗА БОРТ СУДНА МОЕЧНЫХ, БАЛЛАСТНЫХ И ЛЬЯЛЬНЫХ вод, содержащая оснтэвной трубопровод соединяющий цистерну с забортным пространством и имеющий основной клапаи с приводом и органом управления, а также устройство для определе. НИН превышения допустимой концентрации нефтепродуктов, включающее блоки измерения, расхода и определения концентрации, подключенные входами к основному трубопроводу, а выходами - к вычислительно-логическому блоку, подключенному к датчику скорости судна, отличающаяся тем, что,с целью повышения ее пропускной способности, она снабжена блоком формирования команд, включающим первый, второй к третий элементы ИЛИ, первое и второе реле времени, первый, второй и третий элементы ЗАПРЕТ и первый н второй элементы И, а также дополнительным клапаном, подключенным в байпас к основному клапану, первой и второй логическими цепочками, каждая из которых включает соединенные последовательно элемент ПАМЯТЬ, элемент ЗАПРЕТ, и логический блок ИЛИ, а также блоком реле времени и элементом НЕ, причем логический блок ИЛИ первой логической цепочки подключён к вычислительно-логическому блоку через блок формирования команд, логический блок ИЛИ второй логической цепочки подключен к вычислительно-логическому блоку через блок реле времени, а вторые входы блока формирования команд и блока реле времени связаны с вычислительно-ло-. гическим блоком через элемент НЕ,., при этом выход первого реле времени связан с разрешающим входом элемента ЗАПРЕТ, второго реле времени -- с запрещающим входом этого элемента, а входы обоих реле времени подключены к выходу первого элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к первому входу первого элемента И непосредственно, а к первому входу второго элемента ИЛИ - через второй элемент ЗАПРЕТ, запрещающий вход которого подключен к выходу первого элемента И и входу третьего элемента ИЛИ, второй вход которого связан с вторым входом первого элемента ИЛИ и первым входом второго элемента И через третий элемент ЗАi ПРЕТ, запрещающий вход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ (Л й выходом второго элемента И, второй вход которого связан с вторым входом первого элемента И и выходом первого элемента ЗАПРЕТ. 2.Система по п. , отличающаяся тем, что пропускная способность основного Kj и дополнительного К, клапанов выбрана в соотношении - 0,5. г О) 3.Система по п, 1, отличающаяся тем, о ел что она снабжена дополнительным трубопроводом с приводным клапаном, подклюсо ченным одним своим KOMilOM к (КНОВНОМу трубопроводу между блоком определения СА9 концентрации и основным клапаном,а другим своим концом - к дополнительной цистерне, а также дополнительным элементом И, входы которого подключены к инверсным выходам элементов П.ЛМЯТЬ первой и второй логических цепочек, а выход - к приводу клапана догюлнитольного трубопровода, при этом проп -кнля способность клапана дополнительном трубопропода выбрана равной пропускной способмостн основного клапапя ocnonnoio трубопровода

фб/. /

Заир