Способ демпфирования ударов и демпфирующее устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК B63B59/02 

Изобретение относится к области судостроения, а именно к способам демпфирования судов и устройствам обеспечения безопасности при швартовных операциях судов и объектов океанотехники.

Известно устройство демпфера гидравлического буфера с игольчатым дросселем переменного сечения, содержащее конусную иглу.

Недостатком известного устройства является низкая эффективность демпфирования в связи с его линейной характеристикой при нелинейном внешнем воздействии

Известен гидравлический кранец, содержащий периферийные эластичные оболочки, сообщенные с полостью центральной оболочки, гидравлически связанной с источником подачи в нее воды, причем он снабжен дополнительными периферийными эластичными оболочками, сообщенными с

акваторией, при этом каждая периферийная оболочка спрофилирована по форме тора а центральная оболочка образована из последовательно чередующихся и соосно герметично соединенных друг с другом основных и дополнительных периферийных оболочек охватывающих полость центральной оболочки по ее боковому контуру

Недостатком известного гидравлического кранца является низкая эффектив ность демпфирования в связи с отсутствием механизма изменения площади отверстия для истечения жидкости

Целью изобретения является повышение эффективности демпфирования за счет механизма изменения площади выпускного отверстия

Сущность изобретения и его отличительные признаки заключаются в том, что жидкость вытесняют из отверстия демпфирующего устройства со средней скоростью по всему его сечению, равной

VCB

SV

Ма- ШехРС Й Г -

м/с.

2.

где / просадка демпфирующего устройства, м:

Q (г ) - площадь поперечного сечения профильной иглы, м :

Цз - площадь сечения отверстия, м

и - коэффициент расхода жидкости через отверстие;

о - массовая плотность жидкости,

о

кг/м ;

М - масса судна с учетом присоединенных масс воды, кг;

V - скорость движения судна, м/сек;

S - площадь днища демпфирующего устройства, м .

Демпфирующее устройство, содержащее основание с боковой гибкой стенкой и днищем, образующими полость, заполненную жидкостью и сообщенную с окружающей средой посредством отверстия, причем оно снабжено профильной иглой, шарнирно закрепленной одним концом посредством штока на основании и заведенной другим своим концом в упомянутое отверстие.

Положительный эффект достигается за счет регулирования процесса истечения рабочей среды из отверстия демпфирующего устройства путем введения в него профильной иглы.

За счет переменности (свободной от иглы) площади отверстия удается удерживать давление в демпфирующем устройстве, которое соответствует максимальной реакции кранца Qmax. При этом площадь отверстия в демпфирующем устройстве Q ( TJ } изменяется в зависимосит от просадки демпфирующего устройства ц по закону, определяемому следующим соотношением

a Qexp ( b Qi) const,

э -

2 и2 Р

/oS2V2

b

где a, b - постоянные, характеризующие конкретное демпфирующее устройство; Р - давление в оболочке кранца;

и - коэффициент расхода рабочей среды через отверстие, зависящий от числа Рейнгольдса.

В реальном диапазоне скоростей истечения рабочей среды из отверстия демпфи

рующего устройства значение указанного коэффициента стабильно и находится в автомодельном режиме. Для отверстия с ост- рыми кромками, например, этот 5 коэффициент равен 0,61-0,63.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено;

-на фиг.1 - конструкция демпфирующего устройства с переменной площадью от10 верстия;

-на фиг,2 - продольное сечение профильной иглы;

-на фиг.З - силовая характеристика демпфирующего устройства с постоянной пло15 щадью отверстия для истечения рабочей среды.

Демпфирующее устройство для осуществления способа демпфирования ударов содержит боковую гибкую стенку 1, основа20 ние 2 и днище 3, образующие полость, заполненную жидкостью и соединенную с окружающей средой посредством отверстия 4, причем оно снабжено профильной иглой 5, через шарнир 6, шарнирно закреп25 ленный одним концом посредством штока 7 через шарнир 8 на основании 2 и заведенный другим своим концом в упомянутое отверстие 4.

Демпфирующее устройство работает

30 следующим образом.

При швартовке судна или объекта океа- нотехники бортом 9 к причалу 10 или борту другого судна днище 3 упирается в причал 10, а основание 2 движется в направлении

35 причала 10 и днища 3, деформируя боковую гибкую стенку 1 и выдавливая жидкость из полости демпфирующего устройства через отверстие 4 в окружающую среду. Шток 7 и шарниры 6 и 8 перемещают профильную

40 иглу 5 в направлении отверстия 4, которая входит в него и изменяет площадь отверстия 4 по нелинейному закону, что позволяет создавать реакцию демпфирующего устройства равной максимально допусти45 мому значению на всем пути сжатия. Формула изобретения 1. Способ демпфирования ударов преимущественно при швартовке судна, при котором вытесняют жидкость из полости

50 демпфирующего устройства через отверстие, площадь поперечного сечения которого регулируют путем введения в него профильной иглы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности де55 мпфирования, в нем вытесняют жидкость из отверстия демпфирующего устройства со средней скоростью по всему его сечечию. равной

s v

/( (; Шехр( -

r

-,м/с

Р7М(П,-П(1/)

где / - просадка демпфирующего устройства, м;

Q(//) - площадь поперечного сечения профильной иглы, м ;

Оэ - площадь сечения отверстия, м2; и - коэффициент расхода жидкости через отверстие;

р - массовая плотность жидкости, кг/м ;

М - масса судна с учетом присоединенных масс воды, кг:

10

15

V - скорость движения судна, м/с;

S - площадь днища демпфирующего устройства, м2.

2. Устройство для демпфирования ударов, содержащее основание с боковой гибкой стенкой и днищем, образующими полость, заполненную жидкостью и сообщенную с окружающей средой посредством отверстия, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности его работы, оно снабжено профильной иглой, шар- нирно закрепленной одним концом посредством штока на основании и заведенной другим своим концом в упомянутое отверстие.

Использование:судостроение. Сущность изобретения: демпфирование ударов, преимущественно при швартовке судна осуществляют путем вытеснения жидкости из полости демпфирующего устройства через отверстие, площадь поперечного сечения которого регулируют путем введения в него профильной иглы, при этом вытесняют жидкость из отверстия демпфирующего устройства со средней скоростью по всему его сечению. Демпфирующее устройство содержит основание с боковой гибкой стенкой и днищем, образующими полость, заполненную жидкостью и сообщенную с окружающей средой посредством отверстия а также профильную иглу, шарнирно закрепленную одним концом посредством штока на основании и заведенную другим своим концом в упомянутое отверстие Зил. (Л

Фиг 1

oj, -cjT // // // i it/i/ i iii t i

//7/7777/7/7/

.

..

iy 3

////77////7//7

#V Ј

-г

-i