Балластная система плавучего крана

 

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-синусным 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.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Н) (5D 4 В 63 В 43 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

kLCKC(1 O <> >

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4135041/40-11 (22) 15,10.86 (46) .07.08.88. Бюл. N - 29 (72) Б. А. Егоров, А. М. Китаев .и В. Н. Яковенко (53) 629.12.011,52(088.8) (56) Заявка Великобритании М 2038261, кл. В 63 В 43/06. опублик. 1980. (54) БАЛЛАСТНАЯ СИСТЕМА ПЛАВУЧЕГО

КРАНА (57) Изобретение относится к подъемно 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 клапанами 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-синусным преобразователем и блоком 27 вычисления вылета стрелы, блоки 2830 перемножения, двухвходовый сумматор 31, разностный усилитель 32, трехвходовые сумматоры 35-36, операционные выпрямители 33, 34 и инверторы 38, 39. 2 ил, 14147

М р P ф з1п

M> + Р Со cos+

И р

2 К.Ь2

Изобретение относится к подъемнотранспортному оборудованию, в частНости к балластным системам плавучего крана.

Цель изобретения — повьпвение на5 дежности и упрощение конструкции устройства.

На фиг. 1 показана функциональная схема балластной системы плавучего крана; на фиг, 2 — плавучий кран,, вид сверху.

Балластная система плавучего кра на содержит уравнительные цистерны 1 1 — 4, размещенные попарно, причем цистерны 1 и 2 — выше, а цистерны 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. Через трубопро,воды 1Π— 13. с соответствующими кла-.

",панами 14 — 17 цистерны 1 — 4 связа,ны с заборной водой, На дне цистерн ,, 1 — 4 установлены соответственно дат чики 18 — 21 уровня балласта. Распо- 25 ложенный на понтоне 8 гру оподъемный ,кран 22 снабжен датчиком 23 угла по ворота стрелы 24, датчиком 25 угла ее наклона и датчиком 26 усилия, создаваемого грузом. Датчик 25 соединен 30 с блоком 27 вычисления вылета 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. торых подсоединены к выходам датчика

23, а выходы — к входам двухвходового сумматора 31,и разностного усилителя

32. Выходы сумматора 31 и усилителя 0

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 и с 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 цистер55 ны 1 и 2 полностью заполняются заборт. ной водой, а цистерны 3 и 4 осушаются, B этом случае крен и дифферент плаву07 2 чего крана равны нулю. При подъеме груза возникают кренящий M р н дифферентующий М З„ р р моменты, определяемые выражениями где Р— вес поднимаемого груза;

Х - вылет стрелы крана; ц — угол поворота стрелы крана.

Для компенсации возникающих моментов и поддержания тем самым крена и дифферента крана равными нулю количества балласта 0„ Q<, Q» 114 цистернах 1 — 4 должны удовлетворять уравнениям

Ю,С(0, + Qq — Q,) + (Q +

К е, Г(а, + Q,) - (Q, + Ч„)Ч+ где E — длина проекции расстояния

1 между центрами тяжести крана и стабилизирующей колонны

6 (7) на продольную ось понтона 8;

- длина проекции расстояния

Я между центрами тяжести крана н стабилизирующей колонны 6 (7) на поперечную ось понтона 8; — количество балласта в колон1

Ъ не 6 (7) в исходный момент, равное количеству балласта в одной заполненной цистерне;

К вЂ” коэффициент пропорциональности между количеством и весом балласта.

Решение этих уравнений относительно количества балласта в каждой из стабилизирующих колонн 6 (7) за вычетом количества балласта в исходный момент времени имеет вид а + а — а - -"- -"- -+"" )

3 < 2КХ, 2К а ° а — а = — (— - 2 4 о 2К2, Содержащийся в устройстве блок 27 опрецеляет текущий вылет о стрелы (Ъжг. " )

2Kf 2К

55 з 14 крана, блок 28 - общий момент P "" создаваемый грузом, блоки 29 и 30— продольную М,1 и поперечную М „ и4р Ф составляющие общего момента, а сумматор 31 и усилитель 32 — соответственно величины

Сумматоры 35 и 36 формируют напряжение, пропорциональное количествам балласта в колонне 6 (g „ + g — ) и 7 (q + q„ — q,). Выпрямители 33 и

34 осуществляют суммирование напряжений» поступающих с выходов усилителя 32 и сумматора 36.

В зависимости от соотношения входных напряжений выпрямителей 33 и 34 выходные напряжения могут быть положительными и отрицательными. Положительные выходные напряжения выпрямителей, 33 и 34 поступают на блоки 40 и 41, которые открывают клапаны 14 и

15, причем степень открывания 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

;39, преобразующие отрицательное напряжение в положительное, поступают на блоки 42 и 43, открывающие 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 находиъся слева по носу. При этом возникают моменты, приводящие к крену понтона 8 на левый борт и к дифференту на нос. На выходе сумматора 31 появляется отрицательное напряжение, пропорциональное величине 1 " + — -1, посту12 Kl. 2КХ 1 пающее на первый вход выпрямителя 33, к второму входу которого прикладывается нулевой потенциал. На выходе

14707

4 усилителя 32 появляется отрицательное напряжение, пропорциональное величине

М М (— — аŠ— ). Его полярность аа2 К 2 К висит от соотношения моментов Мд„

М„ и длины К, (.Например, при йебольшом отклойении стрелы 24 от продольной оси М „ >) М 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 больше напряжения на выходе выпрямителя 34. Под действием этих напряжений открываются клапан; 14 трубопровода 10 и клапан

15 трубопровода 11, Степень открыва2p,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 напряже25 ния на выходах сумматоров 35 и 36 становятся положительными и начинают возрастать. По достижении ими величии напряжений на первых входах выпрямителей 33 и 34 напряжения на выходах

gp этих выпрямителей становятся близкими к"нулю, клапаны 14 и 15 закрываются.

При дальнейшем повороте стрелы крана влево кренящий момент M кр возрастает, а дифферентующий момент

Й „,р,р уменьшается, причем при малых . углах поворота М „ уменьшается в меньшей степени, чем возрастает М, В этом случае величины напряжений

40 (Маа а, tаг 1 гМан т Магсе ъ 2 Щ„ 2К, " 2Kg, 2 К уменьшаются, напряжения на выходах выпрямителей становятся отрицательными, в результате чего открываются

45 клапаны 16 и 17 заполняются цистерны 3 и 4, возрастают отрицательные сигналы датчиков 20 и 21, а иапряжения на выходах сумматоров 35 и 36 убы-. вают. По достижении ими величин напряжений на первых входах выпрямителей 33 и 34 напряжения на выходах этих выпрямителей становятся близкими к нулю, клапаны 16 и 17 закрыва ются, Дальнейшая работа устройства осуществляется аналогично. При этом возможны любые сочетания открытых и за- <рытых клапанов 14 — 17 в зависимости

1414707 от характера изменения кренящего и дифферентующего моментов.

Формула изобретения

Puz Р

Составитель Ю. Лазаренко

Редактор И. Шулла Техред Л.Олийнык Корректор М. Шароши

Заказ 3830/19 Тираж 396 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Балластная система плавучего краНа, содержащая уравнительные цистерны, размещенные попарно, одна пара— зыше, другая — ниже ватерлинии, в стабилизирующих колоннах, и систему управления, включающую в себя клапаНы с блоками управления и датчики

Уровня балласта в цистернах, угла

Йоворота стрелы, усилия, создаваемо1"о грузом, и угла наклона стрелы с осинусно-синусным преобразователем с блоком вычисления вылета стрелы, т л и ч а ю щ а я с я тем, что, целью повышения надежности и упрофения конструкции, она снабжена блоками перемножения, двухвходовым сумматором, разностным усилителем, трехвходовыми сумматорами, операционными

Выпрямителями и инверторами, а. дат ик угла поворота стрелы крана снабй 6 телем, причем выход блока вычисления вылета стрелы подключен к одному. входу первого блока перемножения, другой

5 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, выходы 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

g5 трубопроводов соответственно левой и правой верхних и левой и правой ииж