Балластная система плавучего крана

(57) Изоб транспорт ности к б крана. Це надежност ь изобретен овышен и трукции и упрощение ко ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АЛЛАСТНАЯ СИСТЕМА ПЛА тение относится к подъемному оборудованию, в частластным системам плавучего устроиства, Балластная система содержит уравнительные цистерны 1-4 с клапанами 14-17 в подводящих трубопрдах 10-13, блоки 40-43 управленияклапанами, датчики 18-21 уровня балласта в цистернах, датчик 23 угла поворота стрелы крана, датчик 26 усилия, создаваемого грузом, датчик 25угла наклона стрелы с косинусно-синусным преобразователем и блоком 27вычисления 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,14707 2чего крана равны нулю. При подъеме груза возникают кренящий М кон дифферентующий Мр р моменты, определяемые выражениями 14 Изобретение относится к подъемнотранспортному оборудованию, в частНости к балластным системам плавучего крана,Цель изобретения - повьпцение надежности и упрощение конструкции устройства,На фиг. 1 показана функциональнаясхема балластной системы плавучегокрана; на фиг, 2 - плавучий кран,вид сверху,Балластная система плавучего кра на содержит уравнительные цистерны 11 - 4, размещенные попарно, причемцистерны 1 и 2 - выше, а цистерны 3и 4 - ниже ватерлинии 5 в стабилизирующих левой 6 и правой 7 колоннаху бортов в носовой части понтона 8с центром 9 тяжести. Через трубопро,воды 1 О - 13, с соответствующими кла,панами 14 - 17 цистерны 1 - 4 связа,ны с заборной водой, На дне цистерн1 - 4 установлены соответственно датчики 18 - 21 уровня балласта. Расположенный на понтоне 8 гру оподъемный,кран 22 снабжен датчиком 23 угла по ворота стрелы 24, датчиком 25 углаее наклона и датчиком 26 усилия, создаваемого грузом. Датчик 25 соединенс блоком 27 вычисления вылета стрелы,выход которого подключен к одномувходу блока 28 перемножения, другойвход которого связан с датчиком 26,а выход - с одними входами блоков 29и 30 перемножения, другие входы которых подсоединены к выходам датчика23, а выходы - к входам двухвходовогосумматора 31,и разностного усилителя32. Выходы сумматора 31 и усилителя32 подключены к первым входам операционных выпрямителей 33 и 34, с вторыми входами которых связаны выходытрехвходовых сумматоров 35 и 36, входы которых соединены соответственнос датчиками 18, 20 и 19, 21 и с источником 37 опорного напряжения. Выходы выпрямителей 33 и 34 для положительных напряжений непосредственнои для отрицательных напряжений .черезинверторы 38 и 39 подключены к блокам40, 41 и 42, 43 управления клапанами14, 15 и 16, 17,Балластная система плавучего кранаработает следующим образом,Перед началом работы крана цистерны 1 и 2 полностью заполняются забортчной водой, а цистерны 3 и 4 осушаются,В этом случае крен и дифферент плавуМр РМг Р Ео созЧ,к е,с(а, + а, - а,) + (а,+ к й,г(а, + а,) - (а, + а)ч+25 + Мкр Оф где 3 - длина проекции расстояниямежду центрами тяжести кранаи стабилизирующей колонны 30 6 (7) на продольную ось понтона 8;- длина проекции расстоянияЯмежду центрами тяжести кранан стабилизирующей колонны 6(7) на поперечную ось понтона 8;- количество балласта в колон 1Ъне 6 (7) в исходный момент,равное количеству балластав.одной заполненной цистерне;К - коэффициент пропорциональности между количеством ивесом балласта.Решение этих уравнений относительно количества балласта в каждой изстабилизирующих колонн 6 (7) за вычетом количества балласта в исходныймомент времени имеет вид 40 50 г ко 2 55 а +аД 4 2 Содержащийся в устройстве блок 27пределяет текущий вылет К, стрелы 10где Р - вес поднимаемого груза;Х - вылет стрелы крана;цф - угол поворота стрелы крана.Для компенсации возникающих моментов и поддержания тем самым крена идифферента крана равными нулю количества балласта а ае аи а 4 вцистернах 1 - 4 должны удовлетворятьуравнениям20з 14 крана, блок 28 - общий момент Рсоздаваемый грузом, блоки 29 и 30 - продольную М 1 и поперечную МИ 4 ь Фсоставляющие общего момента, а сумматор 31 и усилитель 32 - соответственно величины 147074- )2 К 1 2 К Сумматоры 35 и 36 формируют напряжение, пропорциональное количествамбалласта в колонне 6 Й+ 0 0 )и 7 Й+ Ч 4 - ч ). Выпрямители 33 и34 осуществляют суммирование напряжений поступающих с выходов усилителя 32 и сумматора 36,В зависимости от соотношения нходных напряжений выпрямителей 33 и 34выходные напряжения могут быть положительными и отрицательными. Положительные выходные напряжения выпрямителей, 33 и 34 поступают на блоки 40и 41, которые открывают клапаны 14 и15, причем степень открывания последних определяется величиной сигналовна входах блоков 40 и 4При этом навходы инверторон 38 и 39 и блоков 42и 43 напряжения не подаются, клапаны16 и 17 остаются закрытыми. Отрицательные выходные напряжения выпрямителей 33 и 34 через инверторы 38 и;39, преобразующие отрицательное напряжение в положительное, поступаютна блоки 42 и 43, открывающие клапаны16 и 17, причем степень открыванияпоследних определяется величиной сигналов на входах блоков 42 и 43, Навходы блокон 40 и 41 в этом случаенапряжения не поступают и клапаны 14и 15 остаются закрытыми.Предположим, что при подъеме грузастрела 24 крана 22 находився слевапо носу. При этом возникают моменты,приводящие к крену понтона 8 на левый борт и к дифференту на нос. Навыходе сумматора 31 появляется отри цательное напряжение, пропорциональное величине 1 " + --1, посту 12 К 2 2 КХ1пающее на первый вход выпрямителя 33,к второму входу которого прикладывается нулевой потенциал, На выходе 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 яапряжения на выходах сумматоров 35 и 36 убы-. вают. По достижении ими величия напряжений на первых входах выпрямителей 33 и 34 напряжения на выходахэтих выпрямителей становятся близкими к нулю, клапаны 16 и 17 закрыва.ются,50 Дальнейшая работа устройства осуществляется аналогично, При этом возможны любые сочетания открытых и за-крытых клапанов 14 - 17 в зависимости усилителя 32 появляется отрицательное напряжение, пропорциональное величине М М- в аг в ). Его полярность аа 2 К 2 Кд висит от соотношения моментов М М р и длины 8 д 1 Например, при йе большом отклойении стрелы 24 от продольной оси М срр ) М р напряжениекР 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 15 33 напряжение несколько больше напряжения на выходе выпрямителя 34. Под действием этих напряжений открываются клапан; 14 трубопровода 10 и клапан 15 трубопровода 11, Степень открыва,ния клапанов 14 и 15 пропорциональна величинам напряжений. Приэтом цистерны 1 и 2 начинают осушаться, вызывая уменьшение отрицательных сигналов датчиков 18 и 19. В результате напряже ния на выходах сумматоров 35 и 36 становятся положительными и начинают возрастать. По достижении ими величия напряжений на первых входах ныпрямителей 33 и 34 напряжения яа выходах З 0 этих выпрямителей становятся близкими к"нулю, клапаны 14 и 15 закрываются.При дальнейшем повороте стрелыкрана влево кренящий момент М кр воз растает,а дифферентующий моментЙ,р,р уменьшается, причем при малых , углах поворота Муменьшается в меньшей степени, чем возрастает М, В этом случае величины напряжений40 Гмашт Ььг ) г манаго Мдсу Ъ2 Щ 2 К, 2 К 1, г К1414707 от характера изменения кренящего идифферентующего моментов,(Рю Роставитель Ю. Лазаренкоехред Л.Олийнык Корректо едактор И, Шул ароши Тираж 396 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д.Заказ 3830/19 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная Формула изобретения 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, создаваемо.о грузом, и угла наклона стрелы с осинусно-синусным преобразователемс блоком вычисления вылета стрелы, 9 т л и ч а ю щ а я с ятем, что,целью повышения надежности и упроЩения конструкции, она снабжена блоками перемножения, двухвходовым сумматором, разностным усилителем, трехвходовыми сумматорами, операционными Выпрямителями и инверторами, а. датчик угла поворота стрелы крана снабВ б телем, причем выход блока вычисления вылета стрелы подключен к одному. входу первого блока перемножения, другой 5вход 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 датчихами 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 25 трубопроводов соответственно левой иправой верхних и левой и правой ииж