Балластная система плавучего крана Советский патент 1988 года по МПК B63B43/06 

гз

(Л

с

Изобретение относится к подъемно- транспортному оборудованию, в частности к балластным системам плавучего крана.

Цель изобретения - повышение надежности и упрощение конструкции устройства.

На фиг. 1 показана функциональная :Схема балластной системы плавучего крана; на фиг, 2 - плавучий кран, вид сверху.

Балластная система плавучего красна содержит уравнительные цистерны I |1 - 4, размещенные попарно, причем :цистерны 1 и 2 - выше, а и1истерны 3 ;И 4 - ниже ватерлинии 5 в стабилизирующих левой 6 и правой 7 колоннах ;у бортов в носовой части понтона 8 |С центром 9 тяжести. трубопро- I воды 10 - 13, с соответствующими клаIпанами 14 - 17 цистерны 1-4 связа- Iны с заборной водой. На дне цистерн

I1- 4 установлены соответственно дат- чики 18 - 21 уровня балласта. Расположенный на понтоне 8 гру: оподъемный

.кран 22 снабжен датчиком 23 угла по- iворота стрелы 24, датчиком 25 угла ; ее наклона и датчиком 26 усилия, соз- ; даваемого грузом. Датчик 25 соединен с блоком 27 вычисления вьшета стрелы, ; выход которого подключен к одному входу блока 28 перемножения, другой вход которого связан с датчиком 26, а выход - с одними входами блоков 29 ; и 30 перемножения, другие входы ко- : то.рых подсоединены к выходам датчика I 23, а выходы - к входам двухвходового сумматора 31.и разностного усилителя 32. Выходы сумматора 31 и усилителя 32 подключены к первым входам операционных выпрямителей 33 и 34, с вторыми входами которых связаны выходы трехвходовых сумматоров 35 и 36, входы которых соединены соответственно с датчиками 18, 20 и 19, 21 ис источником 37 опорного напряжения. Выходы выпрямителей 33 и 34 для положительных напряжений непосредственно и для отрицательных напряжений через инверторы 38 и 39 подключены к блокам 40, 41 и 42, 43 управления клапанами 14, 15 и 16, 17.

Балластная система плавучего крана работает следующим образом.

Перед началом работы крана цистерны 1 и 2 полностью заполняются заборт ной водой, а цистерны 3 и 4 осушаются В этом случае крен и дифферент плаву147072

чего крана равны нулю. При подъеме груза возникают кренящий М КР и диф-. ферентующий моменты, опреде-- ляемые выражениями

Р sin4J; Р t cosV,

10

где Р - вес поднимаемого груза; С - вылет стрелы крана;

- угол поворота стрель крана. Для компенсации возникающих момен- тов и поддержания тем самым крена и дифферента крана равными нулю количества балласта Q,, Q, Q, Qл цистернах 1 - 4 должны удовлетворять уравнениям

,

К -t,C(Q, + РЭ - Q) (Q,i +

Q - эиФф- Oi

К -«ДСр, + РЗ) - (Qa +

+ М

Kf

о.

5

0

0

где - длина проекции расстояния

между центрами тяжести крана и стабилизирующей колонны 6 (7) на продольную ось понтона 8; . Е - длина проекции расстояния

между центрами тяжести крана и стабилизирующей колонны 6 (7) на поперечную ось понтона 8;

QJ - количество балласта в колонне 6 (7) в исходный момент, равное количеству балласта р.одной заполненной цнстер- не;

К - коэффициент пропорциональности между количеством н весом балласта.

C Решение этих уравнений относительно количества балласта в каждой из стабилизирующих колонн 6 (7) за вычетом количества балласта в исходный момент времени имеет вид

50

, 3- i --(

Q

2 Л - QO

МЭ

иЯ Ч

2 К.

МКР Л 7 КК, )

Содержащийся в устройстве блок 27 определяет текущий вылет fo стрелы

3141

крана, блок 28 - общий момент Р , . создаваемый грузом, блоки 29 и 30 - продольную М и поперечную М составляющие общего момента, а сумматор 31 и усилитель 32 - соответственно величины

/ Эиуу 2 Kt,

. М Эиуф М р 2 КГ2К1Г

Сумматоры 35 и 36 формируют напряжение, пропорциональное количествам балласта в колонне 6 (Q + Q- - Q) и 7 (Q2 QO Выпрямители 33 и 34 осуществляют суммирование напряжений,, поступающих с выходов усилителя 32 и сумматора 36.

В зависимости от соатношения входных напряжений вьтрямителей 33 и 34 выходные напряжения могут быть положительными и отрицательными. Положительные выходные напряжения выпрями- тeлeЙJ 33 и ЗА поступают на блоки 40 и 41, которые открывают клапаны 14 и 15, приче м степень открьшания последних определяется величиной сигналов на входах блоков 40 и 41. При этом на входы инверторов 38 и 39 и блоков 42 и 43 напряжения не подаются, клапаны 16 и 17 остаются закрытыми. Отрицательные выходные напряжения выпрямителей 33 и 34 через инверторы 38 и с 39, преобразующие отрицательное напряжение в положительное, поступают на блоки 42 и 43, открьшающие клапаны 16 и 17, причем степень открывания

последних определяется величиной сиг- налов на входах блоков 42 и 43, На входы блоков 40 и 41 в этом случае напряжения не поступают и клапаны 14 и 15 остаются закрытыми.

Предположим, что при подъеме груза стрела 24 крана 22 находится слева по носу. При этом возникают моменты, приводящие к крену понтона В на левый борт и к дифференту на нос. На выходе сумматора 31 появляется отрицательное напряжение, пропорциональное величине f 2 кТ посту-

1 i пающее На первый вход выпрямителя 33,

,к второму входу которого прикладывается нулевой потенциал. На выходе

4707

усилителя 32 появляется отрицательное напряжение, пропорциональное величине

/М Диоэф кР 1 т

2 КЕ . °

за0

5

висит от соотношения моментов М и длины „, В .Например, при небольшом отклонении стрелы 24 от продольной оси М р напряжение на первом входе выпрямителя 34 отрицательно, а на втором отсутствует. В результате на выходах выпрямителей 33 и 34 появляются положительные напряжения, причем на выходе выпрямителя 33 напряжение несколько больще напряжения на выходе выпрямителя 34. Под действием этих напряжений открываются клапанс 14 трубопровода 10 и клапан 15 трубопровода 11, Степень открьша0 -ния клапанов 14 и 15 -пропорциональна величинам напряжений. При этом цистерны 1 и 2 начинают осушаться вызывая уменьшение отрицательных сигналов датчиков 18 и 19. В результате напряже5 ния на выходах сумматоров 35 и 36 становятся положительными и начинают возрастать. По достижении ими величин напряжений на первых входах выпрямителей 33 и 34 напряжения на выходах

0 этих выпрямителей становятся близки- v ми к нулю, клапаны 14 и 15 закрьта- ются, ,

При дальнейшем повороте стрелы 1Срана влево кренящий момент М,рВОЗ

с ра стает, а дифферентующий момент уменьшается, причем при малых . углах поворота М уменьшается в меньшей степени, чем возрастает М. В этом слзгчае величины напряжений О

0 f 1аиЗЕЗ + ЧР „ / Эиуч М к Л

2 и; 2 . 2 Kt, 2 к

уменьшаются, напряжения на выходах выпрямителей становятся отрицательными, в результате чего открываются 5 клапаны 16 и 17, заполняются цистерны 3 и 4, возрастают отрицательные сигналы датчиков 20 и 21, а напряжения на выходах сумматоров 35 и 36 вают. По достижении ими величин напряжений на первых входах выпрямителей 33 и 34 напряжения на выходах этих вьтрямителей становятся близки- ми к нулю, клапаны 16 и 17 закрывав ются.

0

Дальнейшая работа устройства осуществляется аналогично. При этом возможны любые сочетания открытых и за- крытьк клапанов 14 - 17 в зависимости

от характера изменения кренящего и дифферентующего моментов.

Формула изобре тения

: Балластная система плавучего кра- ha, содержащая уравнительные цистер- ы, размещенные попарно, одна пара - ыше, другая - ниже ватерлинии, в Ьтабилизирующих колоннах, и систему Правления, включающую в себя клапа- Иы с блоками управления и датчики уровня балласта в цистернах, угла Ьоворота стрелы, усилия, создаваемо- о грузом, и угла наклона стрелы с . 1сосинусно-синусным преобразователем АС блоком вычисления вылета стрелы, тличающаяся тем, что, целью повышения надежности и упро- 1|1ения конструкции, она снабжена бло- 1сами перемножения, двухвходовым сум- йатором, разностным усилителем, трех йходовыми сумматорами, операционными выпрямителями и инверторами, а. дат- нк угла поворота стрелы крана снаб- з||сеН косинусно-синусным преобразоваI

телем, причем выход блока вычисления вылета стрелы подключен к одному, входу первого блока перемножения, другой вход которого связан с датчиком усилия, а выход - с одними входами второго и третьего блоков перемножения, другие входы которых подсоединены к датчику угла поворота стрелы крана, а выходы - к входам двухвходового сумматора и разностного усилителя, ььтходы которых подключены к одним входам операционных выпрямителей, с другими входами которых связаны выходы соответствующих трехвходовых сумматоров, входы -которых соединены с датчиками уровня балласта в уравнительных цистернах соответственно левой и правой стабилизирующих колонн, а выходы операционных выпрямителей для положительных напряжений непосредственно и для отрицательных напряжений через инверторы подключены к блокам управления клапанами трубопроводов соответственно левой и правой верхних и левой и правой 1иж- них уравнительных цистерн.

Изобретение относится к лодъемнот транспортному оборудованию, в частности к балластным системам плавучего крана. Цель изобретения - повышение надежности и упрощение конструкции устройства. Балластная система содержит уравнительные цистерны 1-4 с кла панами 14-17 в подводящих трубопроводах 10-13, блоки 40-43 управления клапанами, датчики 18-21 уровня балласта в цистернах, датчик 23 угла поворота стрелы крана, датчик 26 усилия, создаваемого грузом, датчик 25 угла наклона стрелы с косинусно-си- нусным преобразователем и блоком 27 вычисления вылета стрелы, блоки 28- 30 перемножения, двухвходовый сумматор 3.1 , разностный усилитель 32, трехвходовые сумматоры 35-36, операционные выпрямители 33, 34 и инверторы 38, 39. 2 ил.