Способ управления гидротехническим затвором при подаче воды в шлюз и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, а именно к механизмам затворов, предназначенных для подачи воды в каналы или камеры шлюзов. Цель изобретения - повышение пропускной способности и безопасности шлюзования судов. Устройство, реализующее способ, содержит блок 1 задания, блок 2 управления, блок 3 вычисления степени открытия 3 затвора и блок 4 уровня, блок 5 вычисления площади потока, блок 6 определения скорости приращения подачи воды 6, блок 7 деления и блок 8 коррекции. Режим наполнения камеры шлюза в зависимости от типа шлюзуемых судов и составов задается блоком задания, по команде которого производится измерение и регулирование подачи воды в камеру путем фиксации величин открытия затвора на обоих его концах с помощью блока 3, вычисляющего по ним среднее значение высоты подъема затвора, по которому судят о степени открытия затвора и подаче воды в камеру. С выхода блока 3 сигнал, пропорциональный заданному значению степени открытия затвора и подаче воды, поступает в блок 2, где производится сравнение сигналов и при наличии отклонения регулирование степени открытия затвора и подачи воды в камеру. Поддержание усилия в швартовных канатах в предельно допустимых значениях производится путем коррекции степени открытия затвора по отклонению отношения скорости приращения подачи воды к площади наименьшего сечения потока воды, осуществляемого блоком 8 коррекции, где производится сравнение сигналов, пропорциональных заданному и действительному значениям указанного отклонения, поступающим соответственно с блоков задания 1 и деления 7. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Е 02 В 7/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4642253/30-15 (22) 12.12.88 (46) 30.12.90. Бюл, М 48 (71) Горьковский институт инженеров водного транспорта (72) B.Ñ.Èâàíoâ (53) 629.057 (088.8) (56) Патент Японии hh 50052, кл. Е 02 В 7/00, 1982. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИМ ЗАТВОРОМ ПРИ ПОДАЧЕ

ВОДЫ В ШЛЮЗ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, а именно к механизмам затворов, предназначенных для подачи во, . Ж,, 1617085 А1 ды в каналы или камеры шлюзов. Цель изобретения — повышение пропускной способности и безопасности шлюзования судов.

Устройство, реализующее способ, содержит блок 1 задания, блок 2 управления, блок 3 вычисления степени открытия затвора и блок 4 уровня, блок 5 вычисления площади потока, блок 6 определения скорости приращения подачи воды, блок 7 деления и блок

8 коррекции. Режим наполнения камеры шлюза в зависимости от типа шлюзуемых судов и составов задается блоком 1 задания, по команде которого производится измерение и регулирование подачи воды в камеру путем фиксации величин открытия затвора на обоих его концах с помощью

1617085 блока 3, вычисляющего по ним среднее зна чение высоты подъема затвора, по которому судят о степени открытия затвора и подаче . воды в камеру. С выхода блока 3 сигнал, пропорциональный заданному значению степени открытия затвора и подаче воды, ,поступает в блок 2, где производится срав нение сигналов и при наличии отклонения регулирование степени открытия затвора и подачи воды s камеру. Поддержание усилия в швартовных канатах в предельно

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, а именно к механизмам затворов, преднаэнзченных для подачи воды в каналы или камеры шлюзов, 5

Цель изобретения — повышение пропускной способности и безопасности шлюзования судов.

На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего способ уп- 1О равления гидротехническим "àòâîðîì при подаче воды в шлюз, Устройство, реализующее способ. содержит блок 1 задания. Первым входом подключенный к первому входу блока 2 15, управления, второй вход которого соединен с выходом блока 3 вычисления степени открытия затвора (не показан), и блок 4 уровня. Дополнительно з устройство введены блок 5 вычисленич площади потока, блок 6 2О определения скорости приращения подачи воды. блок 7 деления и блок 8 коррекции, причем BropoA выход блока ? Задания подкл очен к первому входу блока 5 вычисления плошади потока, выход которого соединен 25 с первым входом блока 7 деления, второй вход которого через блок 6 определения скорости приращения подачи "îäû подключен к второму выходу блока 3 вычислечия степени сткрытия затвора, выход блока 7 ЗО деления соединен с первым входом блока 8 коррекции, второй вход когорого подключен к третьему выходу блока 1 задания, а выход блока 8 коррекции связан с третьим входам блока 2 управления, второй вход 35 блока 5 вычисления площади потока соединен с выходом блока 4 уровня.

Способ осуществляется следующим образом. 40

ЭКСПЕРИМЕНТЗЛЬНО В ЗЗБИСИМОСТИ ОТ допустимых значений усилий, устанавливаемых нормами безопасной эксплуатации судов, определяют для разных типов судов и составов допустимые значения отношения 45 допустимых значениях осуществляется путем коррекции степени открытия затвора по отклонению отношения скорости приращения подачи воды к площади наименьшего сечения потока воды блоком 8 коррекции, где производится сравнение сигналов, пропорциональных заданному и действительному значениям указанного отклонения, поступающим соответственно с блоков задания 1 и деления 7. 2 с.п.ф-лы, 1 ил. скорости приращения подачи воды к наименьшему значению площади поперечного сечения потока воды, подаваемого в камеру шлюза и стесняемого корпусом судна. Зависимость между указанными величинами устанавливается выражением где г:. — постоянный коэффициент, учитыва:ощий скоростную составляющую продольной гидродинамической силы, угол между швартовным канатом и поверхностью стенки шлюз-":. в горизонтальной плоскости, проектный вес судна и ускорение свободного падения; — — среднее приращение (скорость)

ЬФ

At подачи воды Л Q в камеру шлюза; лк — площадь поперечного сечения ка- меры, занятая водой;

C/

10, t5

3С

50 ни открытия затвора и, тем самым, подачи воды в камеру.

Так как уровень воды в камере колеблется, происходит изменение подачи воды. причем превышение подачей допустимого значения может привести к возрастанию усилий в швартовных канатах и их отрыву, что может вызвать аварийную ситуацию, а уменьшение подачи воды снижает усилие в швартовных канатах, но увеличивает время шлюзования.

Усилия в швартовных канагах поддерживают в допустимых пределах путем коррекции открытия затвора по отклонению отношения скорости приращения подачи воды к площади наименьшего сечения потока воды, осуществляемой блоком 8 коррекции, где проводится сравнение сигналов, пропорциональных заданному и действительному значениям указанного отклонения, поступающих с блока 1 задания и блока

7 деления соответственно. Определение действительного значения отношения скорости приращения подачи воды к площади наименьшего сечения потока воды проводится блоком 7 деления по сигналам, пропорциональным действительным значеснлям скорости и площади, поступающим соответственно с блока 6 определения скорости приращения подачи воды, определяемой по данным блока 3 вычисления степени открытия затвора, блока 5, вычисляющего площадь потока по сигналу блока 4 уровня, принимаемого за значение площади поперечного сечения потока воды в камере, и сигнала блока 1 задания, пропорционального значению площади наибольшего поперечного сечения погруженной части корпуса шлюзуемого судна, Устройство для управления гидротехническим затвором при подаче воды в шлюз работает следующим образом.

Блок 1 задания вырабатываеттри сигнала, уровни которых определяются типом шлюзуемых судов или составов. Блок 3 вычисления степени открытия затвора фиксирует положения боковых кромок затвора с помощью входящих в него измерителей (не показаны) и по их сигналам вырабатывает сигнал, пропорциональный средней высоте подъема затвора, характеризующей степень открытия затвора и подачу воды в камеру. Этот сигнал подается на второй вход блока 2 управления, где сравнивается с сигналом, пропорциональным заданному значению степени открытия, поступающим с блока 1. При наличии их расхождения блок

2 проводит регулирование подачи воды.

Одновременно с второго выхода блока

3 информация о средней высоте подъема затвора через равные заданные промежутки времени подается нэ вход блока 6, а информация об уровне воды в камере с блока

4 поступает на второй вход блока 5. Так как ширина камеры по высоте остается постоянной, площадь поперечного сечения камеры, занимаемая водой, будет пропорциональна значе ию уровня воды, а сигнал, пропорциональный уровн|о воды, характеризует также площадь поперечного сечения камеры, занимаемую водой. Блок 5 вычисляет площадь наименьшего сечения потока воды в камере путем вычитания сигнала, поступившего с второго выхода блока 1 и пропорционального площади наибольшего поперечного сечения погруженной части судна, из сигнала, поступившего с блока 4 и пропорционального площади поперечного сечения камеры, занимаемого водой.

Сигнал с выхода блока 5 подается на первый вход блока 7 деления, на второй вход которого поступает сигнал с выхода блока 6, В блоке 6 сигнал, поступивший с блока 3 и пропорциональный высоте подъема затвора, сначала запоминается, а при поступлении через заданный промежуток времени очередного значения вычитается из него, при атом в памяти блока каждый последу:ощий с,; нгл заменяет предыдущий, а по их разности формируется выходной си;нал, Так как сигнал формируется через равные промежутки времени, которые могут приниматься равными единицам измерения (секундам или минутам}, он будет пропорционален скорости приращения средней высоты подьема затвора, пропорциональной в свою очередь степени открытия затвора и, соответственно, скорости приращения подачи воды в камеру.

Таким образом, сигнал, поступивший на второй вход блока 7 с блока 6, пропорционален скорости приращения подачи воды.

При делении его в блоке 7 на сигнал, поступающий с блока 5 и пропорциональный площади наименьшего сечения потока воды, получаем на выходе блока 7 сигнал, пропорциональный их отношению., который подается на первый вход блока 8, где происходит его сравнение с сигналом, пропорциональным допустимому значению этого отношения, поступающим с третьего выхода блока

1 задания, При наличии отклонения блок 8 вырабатывает корректирующий сигнал, который подается на третий вход блока 2 управления, осуществлчющего корректировку движения затвора.

Формула изобретения

1. Способ управления гидротехническим затвором при подаче воды в шлюз, включающий измерение высоты подъема

1617085

Составитель В,Иванов

Редактор А.Маковская Техред М.Моргентал Корректор А.Обручар

Эаказ 4102 Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 боковых кромок, вычисление среднего значения высоты подъема затвора, которое принимают в качестве истинной степени от крытия затвора и по величине которого ре,гулируют . подачу воды посредством 5 изменения положения затвора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения пропускной способности и безопасности шлюзования судов, дополнительно определяют приращение средней высоты подъема 10 затвора за единицу времени и по нему судят о скорости приращения подачи воды, измеряют уровень воды в камере и принимают его значение при постоянной ширине камеры за значение площади поперечного сече- 15 ния потока воды, из которого вычитают постоянную величину, пропорциональную площади наибольшего поперечного сечения погруженной части корпуса шлюзуемого судна, полученную величину принимают 20 в качестве площади наименьшего сечения потока воды, вычисляют значение отношения скорости приращения подачи воды к площади наименьшего сечения потока, и по

его отклонению от заданного значения кор- 25 ректируют движение затвора.

2. Устройство для управления гидротехническим затвором при подаче воды в шлюз, содержащее блок задания, первым выходом подключенный к первому входу блока управления, второй вход которого соединен с выходом блока вычисления степени открытия затвора, и блок уровня, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в него дополнительно введены блок вычисления площади потока, блок определения скорости приращения подачи воды, блок деления и блок коррекции, причем второй выход блока задания подключен к первому входу блока вычисления площади потока, выход которого соединен с первым входом блока деления, второй вход которого через блок определения скорости приращения подачи воды подключен к второму выходу блока вычисления степени открытия затвора, причем выход блока деления соединен с первым входом блока коррекции, второй вход которого подключен к третьему выходу блока задания, а выход блока коррекции связан с третьим входом блока управления, причем второй вход блока вычисления площади потока соединен с выходом блока уровня.