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

(71) Горьковский институтного транспорта(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИМ ЗАТВОРОМ ПРИ ПОДАЧЕВОДЫ В ШЛЮЗ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГООСУЩЕСТВЛЕНИЯ.(57) Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, а именно к механизмамзатворов, предназначенных для подачи воинженеров водГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАН И 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, ЬО/Лтк фпрблока 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 отклонениярегулирование степени открытия затвора и подачи воды в камеру, Поддержание усилия в швартовных канатах в предельно Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, а именно к механизмам затворов преднаэначенных для подачи во ды в каналы или камеры шлюзов,5Цель изобретения - повышение пропускной сг 1 особности и безопасности шлюзования судов.На чертеже представлена структурнаясхема устройства, реализующего способ уп Оравления гидротехническим затвором приподаче воды в шлюз,Устройство, реализующее способ. содержит блок 1 задания, первым входом под, ключенный к первому входу блока 2 15, управления, второй вход которого соединенс выходом блока 3 вычисления степени открытия затвора (не показан), и блок 4 уровня. Дополнительно в устройство введеныблок 5 вычисленич площади потока, блок 6 2 ООпределения скорости приращения подачиводы, блок 7 деления и блок 8 коррекции,причем второй выход блока 1 задания подключен к первому входу блока 5 вычисленияплошади потока, выход котооого соединен 25с первым входом блока 7 деления, второйвход которого через блок 6 определенияскорости приращения подачи воды подключен к второму выходу блока 3 вычислечиястепени открытия затвора, выход блока 7 ЗОделения соединен с первым входом блока 8коррекции, второй вход когорого подключен к третьему выходу блока 1 задания, авыход блока 8 коррекции связан с третьимвходам блока 2 управления, второй вход 35блока 5 вычисления площади потока соединен с выходом блока 4 уровня. Способ осуществляется следующим образом. 40Экспериментально В зависимости От допустимых значений усилий, устанавливаемых нормами безопасной эксплуатации судов, определяют для разных типов судов Й 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 к - постоянный коэффициент, учитыва:ощий скоростную составляющую продольной гидродинамической силы, угол между швартовным канатом и поверхностью стенки шлюза в горизонтальной плоскости, проектный вес судна и ускорение свободного падения;-- среднее приращение (скорость) ЬФЛподачи воды Л 0 в камеру шлюза;ак - площадь поперечного сечения ка-меры, занятая водой;напр - площадь наибольшего поперечного сечения погруженной части корпуса судРежим наполнения камеры шлюза в зависимости от типа шлюзуемых судов и составов задается блоком 1 задания, по команде которого осуществляется 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 степени открытия затвора и подаче воды, подается в блок 2 управления, где сравнивается с сигналом, пропорциональным заданному значению степени открытия затвора и подаче воды, поступающим с блока 1 задания. В блоке 2 управления осуществляется сравнение сигналов и - при наличии отклонения - оегулирование степе 16170855 10 15 20 25 30 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 эа 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 вырабатывает три сигнала, уровни которых определяются типом шлюзуемых судов или составов, Блок 3 вычисления степени открытия затвора фиксирует положения боковых кромок затвора спомощью входящих в него измерителей (непоказаны) 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 б, а информация об уровне воды в камере с блока 4 поступает на втооой вход блока 5. Так как ширина камеры по высоте остается постоянной, площадь поперечного сечения камеры, занимаемая водой, будет пропорциональна значению уровня воды, а сигнал, пропорциональный уровн 1 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 б, В блоке б сигнал, поступивший с блока 3 и пропорциональный высоте подьема затвора, сначала запоминается, а при поступлении через заданный промежуток времени очередного значения вычитается из него, при этом 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 б, пропорционален скорости приращения подачи воды. При делении его в блоке 7 на сигнал, поступающий с блока 5 и пропорциональньй 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 подьемаЭаказ 4102 Тираж 533 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, 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 5изменения положения затвора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения пропускной способности и безопасностишлюзования судов, дополнительно определяют приращение средней высоты подьема 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 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 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 ее с я тем, что в негодополнительно 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,