Спосіб регулювання навантаження на опори встановленого на них плавучого дока

Реферат: Винахід стосується суднобудування, а саме способів визначення і регулювання навантаження на опори, зокрема мористі опори, передавальних плавучих доків, і може бути використаний при баластуванні плавучих доків. Спосіб регулювання навантаження на опори встановленого на них плавучого дока передбачає зміну кількості прийнятої в баластові ємності плавучого дока води з урахуванням сили тяжіння сухого плавучого дока і ваги навантаження на плавучий док, при цьому додатково періодично визначають осадку плавучого дока, виходячи з якої розраховують діючу на плавучий док силу підтримання, чисельно визначають навантаження на опори плавучого дока, підсумовуючи силу тяжіння сухого плавучого дока, вагу навантаження на плавучий док, вагу прийнятої в баластові UA 114259 C2 (12) UA 114259 C2 ємності плавучого дока води і віднімаючи діючу на плавучий док силу підтримання, і в разі наближення чисельного значення навантаження на опори плавучого дока до призначених границь змінюють кількість прийнятої в баластові ємності плавучого дока води, яку можуть визначати виходячи з рівня води в баластових ємностях плавучого дока. За допомогою поліметричних перетворювачів можуть отримувати поліметричні сигнали, що відповідають рівню води в баластових ємностях плавучого дока і осадці плавучого дока, отримані сигнали обробляти за допомогою обчислювального пристрою, який з урахуванням призначених границь чисельного значення навантаження на опори плавучого дока виробляє сигнали про необхідність додаткової подачі води в баластові ємності або відкачування води з баластових ємностей плавучого дока, або керуючі сигнали для насосів, що здійснюють подачу води в баластові ємності або відкачування води з баластових ємностей плавучого дока. Запропонований спосіб дозволяє здійснювати практично в реальному часі безконтактне визначення чисельного значення і навантаження на опори плавучого дока, а також регулювання навантаження на опори плавучого дока в залежності від припливів і відпливів, що сприяє підвищенню надійності і оперативності роботи. UA 114259 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід стосується суднобудування, а саме способів визначення і регулювання навантаження на опори, зокрема мористі опори, передавальних плавучих доків, і може бути використаний при баластуванні плавучих доків. При баластуванні передавального плавучого дока здійснюється приймання або видалення баласту в процесі приймання навантаження в док або його усунення, при цьому важливо запобігти перенавантаженню мористих опор передавального плавучого дока і їхньому можливому руйнуванню, що робить важливою оцінку навантаження на мористі опори передавального плавучого дока. Відомий спосіб регулювання навантаження на мористі опори плавучого дока шляхом призначення маси притискного баласту (Антоненко С.В. Некоторые вопросы обеспечения безопасности работы транспортно-передаточного плавучего дока, http://www.rusnauka.com/24_PNR_2014/Tecnic/4_176164.doc.htm). Проте відомий емпіричний спосіб не забезпечує достатню точність і не враховує змін рівня води у зв'язку з припливами і відпливами і тому його застосування обмежене тільки місцевостями, де відсутні явища припливів і відпливів; відомий спосіб також не забезпечує безпосередній індикації навантаження на опори плавучого дока. Технічна задача винаходу полягає в удосконаленні способу регулювання навантаження на опори встановленого на опори плавучого дока зміною кількості прийнятої в баластові ємності плавучого дока води з урахуванням сили тяжіння сухого плавучого дока і ваги навантаження на плавучий док шляхом періодичного визначення осадки плавучого дока, зміна якої пов'язана зі зміною рівня моря в результаті припливів і відпливів, виходячи з осадки встановленого на опорах плавучого дока розраховують діючу на плавучий док силу підтримання, чисельно визначають навантаження на опори плавучого дока, підсумовуючи силу тяжіння сухого плавучого дока, вагу навантаження на плавучий док, вагу прийнятої в баластові ємності плавучого дока води і віднімаючи діючу на плавучий док силу підтримання, і в разі наближення чисельного значення навантаження на опори плавучого дока до призначених границь змінюють кількість прийнятої в баластові ємності плавучого дока води, збільшуючи кількість прийнятої в баластові ємності плавучого дока води при досягненні чисельним значенням навантаження на опори плавучого дока призначеної мінімальної границі і зменшуючи кількість прийнятої в баластні ємності плавучого дока води при досягненні чисельним значенням навантаження на опори плавучого дока призначеної максимальної границі. Для визначення кількості прийнятої в баластові ємності плавучого дока води може бути використаний рівень води в баластових ємностях плавучого дока. За допомогою поліметричних перетворювачів можуть бути отримані поліметричні сигнали, що відповідають рівню води в баластових ємностях плавучого дока і осадці плавучого дока; обробляння отриманих сигналів за допомогою обчислювального пристрою, забезпеченого спеціальною програмою, що забезпечує урахування осадки плавучого дока, сили тяжіння сухого плавучого дока і ваги навантаження на плавучий док та отримання чисельного значення навантаження на опори плавучого дока і з урахуванням призначених границь чисельного значення навантаження на опори плавучого дока виробляє сигнали про необхідність додаткової подачі води в баластові ємності або відкачування води з баластових ємностей плавучого дока до отримання поліметричних сигналів, що відповідають рівню води в баластових ємностях плавучого дока, який забезпечує знаходження чисельного значення навантаження на опори плавучого дока в призначених границях; можливо також, щоб програма виробляла керуючі сигнали для насосів, що здійснюють подачу води в баластові ємності або відкачку води з баластових ємностей плавучого дока. Можливі озвучення і/або візуалізація чисельного значення навантаження на опори плавучого дока і/або інформації про необхідність подачі або про подачу води в баластові ємності, або необхідність відкачування або відкачування води з баластових ємностей плавучого дока. Завдяки цьому забезпечується безпосередня індикація навантаження на опори, зокрема мористі опори, плавучого дока, а також враховується зміна рівня води у зв'язку з припливами і відпливами, що сприяє універсалізації способу за рахунок можливості його застосування в місцевостях, де присутні явища припливів і відпливів. Спосіб регулювання навантаження на опори встановленого на опори плавучого дока передбачає зміну кількості прийнятої в баластові ємності плавучого дока води з урахуванням сили тяжіння сухого плавучого дока і ваги навантаження на плавучий док, при цьому додатково періодично визначають осадку плавучого дока, виходячи з якої розраховують діючу на плавучий док силу підтримання, чисельно визначають навантаження на опори плавучого дока, підсумовуючи силу тяжіння сухого плавучого дока, вагу навантаження на плавучий док, вагу прийнятої в баластові ємності плавучого дока води і віднімаючи діючу на плавучий док силу підтримання, і в разі наближення чисельного значення навантаження на опори плавучого дока 1 UA 114259 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 до призначених границь змінюють кількість прийнятої в баластові ємності плавучого дока води, збільшуючи кількість прийнятої в баластові ємності плавучого дока води при досягненні чисельним значенням навантаження на опори плавучого дока призначеної мінімальній границі і зменшуючи кількість прийнятої в баластові ємності плавучого дока води при досягненні чисельним значенням навантаження на опори плавучого дока призначеної максимальної границі. Кількість прийнятої в баластові ємності плавучого дока води можуть визначати виходячи з рівня води в баластових ємностях плавучого дока. За допомогою поліметричних перетворювачів можуть отримувати поліметричні сигнали, що відповідають рівню води в баластових ємностях плавучого дока і осадці плавучого дока, отримані сигнали обробляти за допомогою обчислювального пристрою, забезпеченого спеціальною програмою, що забезпечує розрахунок чисельного значення навантаження на опори плавучого дока з урахуванням осадки плавучого дока, сили тяжіння сухого плавучого дока і ваги навантаження на плавучий док та отримання чисельного значення навантаження на опори плавучого дока і з урахуванням призначених границь чисельного значення навантаження на опори плавучого дока виробляє сигнали про необхідність додаткової подачі води в баластові ємності або відкачування води з баластових ємностей плавучого дока до отримання поліметричних сигналів, що відповідають рівню води в баластових ємностях плавучого дока, який забезпечує знаходження чисельного значення навантаження на опори плавучого дока в призначених границях. За допомогою поліметричних перетворювачів можуть отримувати поліметричні сигнали, що відповідають рівню води в баластових ємностях плавучого дока і осадці плавучого дока, отримані сигнали обробляти за допомогою обчислювального пристрою, забезпеченого спеціальною програмою, що забезпечує розрахунок чисельного значення навантаження на опори плавучого дока з урахуванням осадки плавучого дока, сили тяжіння сухого плавучого дока і ваги навантаження на плавучий док та отримання чисельного значення навантаження на опори плавучого дока і з урахуванням призначених границь чисельного значення навантаження на опори плавучого дока виробляє керуючі сигнали для насосів, що здійснюють подачу води в баластові ємності або відкачування води з баластових ємностей плавучого дока до отримання поліметричних сигналів, що відповідають рівню води в баластних ємностях плавучого дока, який забезпечує знаходження чисельного значення навантаження на опори плавучого дока в призначених границях. Можливі озвучення і/або візуалізація чисельного значення навантаження на опори плавучого дока і/або інформації про необхідність подачі або про подачу води в баластові ємності, або необхідність відкачування або відкачування води з баластових ємностей плавучого дока. На Фіг. 1 і 2 показано схему встановленого на опорах плавучого дока з розташованим в ньому навантаженням, на Фіг. 3 наведено діаграму залежності навантаження на опори від осадки плавучого дока, на Фіг. 4 наведено схему визначення чисельного значення і регулювання навантаження на опори плавучого дока за допомогою поліметричної системи вимірювання. Плавучий док складається з понтона 1 і башт 2, усередині яких розташовані баластові ємності 3. Плавучий док, з розташованим усередині його навантаженням (судном) 4, встановлений на опорах - береговій 5 і мористих 6. Навантаження Р на опори плавучого дока чисельно дорівнює сумі сили тяжіння сухого плавучого дока, ваги навантаження 4 на плавучий док, ваги прийнятої в баластові ємності 3 плавучого дока води, з якої слід відняти діючу на плавучий док силу підтримання плавучого дока. Діючу на плавучий док силу підтримання (яка дорівнює вазі витісненої плавучим доком води) визначають, виходячи з осадки d плавучого дока, що дорівнює різниці між глибиною А, обумовленої рівнем моря, і глибиною ho розташування опорних поверхонь опор 5 і 6. У зв'язку з припливами і відпливами рівень моря змінюється, і глибина h змінюється від hmin. до hmax., що призводить до постійної зміни осадки d плавучого дока і, отже до зміни обсягу і, відповідно, ваги, витісненої плавучим доком води, тобто до зміни діючої на плавучий док сили підтримання (архімедової виштовхуючої сили). Таким чином, у зв'язку з обумовленим припливами і відпливами зміною рівня моря відбувається постійна зміна діючої на розташований на опорах 5 і 6 плавучий док сили підтримання, що призводить до постійної зміни навантаження Р на опори. При значному підвищенні рівня моря (збільшенні глибини h) осадка d може стати настільки великою, що діюча на плавучий док сила підтримання перевищити суму сили тяжіння сухого плавучого дока, ваги навантаження 4 на плавучий док і ваги прийнятої в баластові ємності 3 плавучого дока води, в результаті чого плавучий док може спливти; цього можна уникнути тільки додатковим прийманням води в баластові ємності 3 плавучого дока. При значному зниженні рівня моря (зменшенні глибини h) осадка d може стати настільки малою, що діюча на плавучий док сила підтримання буде значно менше суми сили тяжіння сухого 2 UA 114259 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 плавучого дока, ваги навантаження 4 на плавучий док і ваги прийнятої в баластові ємності 3 плавучого дока води, в результаті чого навантаження Р на опори 5 і 6 плавучого дока може стати надмірним і призвести до руйнування опор; цього можна уникнути тільки відкачуванням зайвої води з баластових ємностей 3 плавучого дока. Таким чином, відстежуючи зміну осадки d плавучого дока можна чисельно визначати значення навантаження Р на опори 5 і 6 плавучого дока. Крім того, осадка d плавучого дока може бути використаною для регулювання навантаження Р на опори 5 і 6 плавучого дока. Для цього за допомогою розрахунку визначають і призначають мінімальну границю dmin. і максимальну границю dmax., відповідні мінімальній і максимальній границям чисельного значення навантаження Р на опори 5 і 6 плавучого дока (Фіг. 3). Враховуючи, що кількість води в баластових ємностях 3 плавучого дока визначається її рівнем, задача регулювання навантаження Р на опори 5 і 6 плавучого дока може бути зведеною до зміни рівня води в баластових ємностях 3 плавучого дока в залежності від його осадки. За допомогою поліметричних перетворювачів в режимі реального часу можуть бути отримані поліметричні сигнали 7 і 8, що відповідають рівню води в баластових ємностях 3 плавучого дока і осадці d плавучого дока. Принцип дії поліметричних перетворювачів полягає в отриманні спеціального поліметричного сигналу шляхом посилання в струмопровідний хвилевід надкороткого імпульсу напруги: у міру проходження вздовж хвилеводу частина енергії імпульсу частково відбивається від межі розділу середовищ (повітря-вода) і повертається у вигляді поліметричного сигналу (рефлекторами), цифрова обробка якого у часовому діапазоні дає значення рівня. Теорія поліметричних перетворювачів і поліметричних систем вимірювання достатньо описана в таких джерелах, як, наприклад: Гордеев Б.Н. Оперативный контроль количественных и качественных характеристик углеводородных топлив. Науково-методичний журнал - Т. 77. Вип. 64. - Миколаїв: Вид-во МДТУ ім. Петра Могили, 2008. - с. 32-37; Жуков Ю.Д., Гордеев Б.Н. Полиметрические информационные системы для объектов транспорта, промышленности и сельского хозяйства// Сб. науч. тр. "Сучасні інформаційні та енергозберігаючі технології життєзабезпечення людини" вып. № 5. - 1999. - С. 256-257; Жуков Ю.Д., Гордеев Б.Н. Система "САДКО" для стационарных и мобильных транспортных средств. - Одесса, "Судостроение и судоремонт" № 2(11), 2005. с. 3435; Деклараційний патент України на корисну модель № 11613, В63В 39/00, пріоритет від 04.07.2005; Патент України на винахід № 18670, В63В 39/00, пріоритет від 08.07.1991; Деклараційний патент України на корисну модель № 61049, В63В 39/00, пріоритет від 23.11.2010 та ін. Поліметричні сигнали 7 і 8, що відповідають рівню води в баластових ємностях 3 плавучого дока і осадці d плавучого дока, а також дані про силу тяжіння 9 сухого плавучого дока і ваги 10 навантаження 4 на плавучий док можуть бути оброблені за допомогою обчислювального пристрою 11, забезпеченого спеціальною програмою, що забезпечує урахування осадки d плавучого дока, сили тяжіння сухого плавучого дока і ваги навантаження 4 на плавучий док, і може бути отримано чисельне значення навантаження Р на опори 5 і 6 плавучого дока; з урахуванням призначених границь чисельного значення навантаження Р на опори плавучого дока завантажена в обчислювальний пристрій 11 програма може видавати сигнали про необхідність додаткової подачі води в баластові ємності 3 або відкачування води з баластових ємностей 3 плавучого дока до отримання поліметричних сигналів 7, що відповідають рівню води в баластових ємностях плавучого дока, який забезпечує знаходження чисельного значення навантаження Р на опори 5 і 6 плавучого дока в призначених границях; можуть також вироблятися керуючі сигнали для насосів, що здійснюють подачу води в баластові ємності 3 або відкачування води з баластових ємностей 3 плавучого дока до отримання поліметричних сигналів 7, що відповідають рівню води в баластових ємностях 3 плавучого дока, який забезпечує знаходження чисельного значення навантаження Р на опори 5 і 6 плавучого дока в призначених границях. Можлива візуалізація на моніторі 12 чисельного значення навантаження Р на опори плавучого дока і/або інформації про необхідність подачі або про подачу води в баластні ємності або необхідність відкачування або відкачування води з баластових ємностей 3 плавучого дока, можлива також подача відповідного звукового сигналу. Запропонований спосіб дозволяє здійснювати практично в реальному часі безконтактне визначення чисельного значення і навантаження на опори плавучого дока, а також регулювання навантаження на опори плавучого дока в залежності від припливів і відпливів, що сприяє підвищенню надійності і оперативності роботи. 3 UA 114259 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 1. Спосіб регулювання навантаження на опори встановленого на них плавучого дока шляхом зміни кількості прийнятої в баластові ємності плавучого дока води з урахуванням сили тяжіння сухого плавучого дока і ваги навантаження на плавучий док, який відрізняється тим, що періодично визначають осадку плавучого дока з урахуванням припливу або відпливу, виходячи з якої розраховують діючу на плавучий док силу підтримання, чисельно визначають навантаження на опори плавучого дока, підсумовуючи силу тяжіння сухого плавучого дока, вагу навантаження на плавучий док, вагу прийнятої в баластові ємності плавучого дока води і віднімаючи діючу на плавучий док силу підтримання, і в разі наближення чисельного значення навантаження на опори плавучого дока до призначених границь змінюють кількість прийнятої в баластові ємності плавучого дока води, збільшуючи кількість прийнятої в баластові ємності плавучого дока води при досягненні чисельним значенням навантаження на опори плавучого дока призначеної мінімальної границі і зменшуючи кількість прийнятої в баластові ємності плавучого дока води при досягненні чисельним значенням навантаження на опори плавучого дока призначеної максимальної границі. 2. Способ за п. 1, який відрізняється тим, що кількість прийнятої в баластові ємності плавучого дока води визначають виходячи з рівня води в баластових ємностях плавучого дока. 3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що за допомогою поліметричних перетворювачів отримують поліметричні сигнали, що відповідають рівню води в баластових ємностях плавучого дока і осадці плавучого дока, отримані сигнали обробляють за допомогою обчислювального пристрою, забезпеченого спеціальною програмою, що забезпечує розрахунок чисельного значення навантаження на опори плавучого дока з урахуванням осадки плавучого дока, сили тяжіння сухого плавучого дока, ваги навантаження на плавучий док та кількості прийнятої в баластові ємності плавучого дока води, подальше порівняння з призначеними границями навантаження на опори плавучого дока і виробляння сигналів про необхідність додаткової подачі води в баластові ємності або відкачування води з баластових ємностей плавучого дока. 4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що чисельне значення навантаження на опори плавучого дока і/або інформацію про необхідність подачі води в баластові ємності або відкачування води з баластових ємностей плавучого дока озвучують і/або візуалізують. 5. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що за допомогою поліметричних перетворювачів отримують поліметричні сигнали, що відповідають рівню води в баластових ємностях плавучого дока і осадці плавучого дока, отримані сигнали обробляють за допомогою обчислювального пристрою, забезпеченого спеціальною програмою, що забезпечує розрахунок чисельного значення навантаження на опори плавучого дока з урахуванням осадки плавучого дока, сили тяжіння сухого плавучого дока, ваги навантаження на плавучий док та кількості прийнятої в баластові ємності плавучого дока води, подальше порівняння з призначеними границями навантаження на опори плавучого дока і виробляння керуючих сигналів для насосів, що здійснюють подачу води в баластові ємності або відкачування води з баластових ємностей плавучого дока до отримання поліметричних сигналів, що відповідають рівню води в баластових ємностях плавучого дока, який забезпечує знаходження чисельного значення навантаження на опори плавучого дока в призначених границях. 6. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що чисельне значення навантаження на опори плавучого дока і/або інформацію про подачу води в баластові ємності або відкачування води з баластових ємностей плавучого дока озвучують і/або візуалізують. 4 UA 114259 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5