Пассивный успокоитель качки плавающего средства

 

Изобретение предназначено для стабилизации режима качки плавающего средства путем регулирования частоты его колебаний. Пассивный успокоитель качки плавающего средства содержит бортовые резервуары, частично заполненные жидкостью, соединенные между собой жидкостным и воздушным каналами, и установленный в жидкостном канале регулятор частоты колебаний плавающего средства. Последний выполнен в виде пассивного лопастного ротора, а лопасти ротора выполнены с регулируемым углом их поворота относительно направления перемещающихся масс жидкости. Пассивный лопастной ротор механически связан с генератором электроэнергии. Обеспечивается повышение эффективности стабилизации режима качки плавающего средства. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к судостроению, а точнее к средствам уменьшения бортовой качки плавающих средств.

Известен успокоитель качки плавающего средства, содержащий бортовые резервуары, частично заполненные жидкостью, соединенные между собой жидкостным поперечным каналом, в котором установлена подвижная перегородка [1].

Приводное устройство этого успокоителя качки выполнено в виде гидравлического двигателя, механически соединенного через маховик с насосом переменной производительности, и снабжено силовыми цилиндрами, взаимодействующими с перегородкой.

Регулирование напора жидкости, подаваемой в бортовые резервуары с помощью подвижной перегородки, должно быть синхронизировано с амплитудой и частотой колебаний плавающего средства, что достаточно трудно достичь в реальных условиях качки. Жесткое отсечение масс жидкости, подаваемых в тот или иной резервуары, вызовет существенный инерционный эффект, а вместе с тем и увеличение гидравлического сопротивления, что не будет способствовать надежной стабилизации качки плавающего средства.

Кроме того, система функционирования насоса переменной производительности в заданном режиме достаточна сложна и требует повышенных эксплуатационных затрат и энергооснащенности.

Известен успокоитель качки плавающего средства, содержащий бортовые резервуары, частично заполненные жидкостью, соединенные между собой жидкостным и воздушным каналами, и регулятор частоты колебаний плавающего средства [2].

Регулятор частоты колебаний выполнен в виде управляемых сервомеханизмом активизаторов, размещенных внутри резервуаров и разделяющих каждый из них на наружную и внутреннюю полости, причем наружная полость каждого бортового резервуара сообщена с внутренней полостью резервуара другого борта.

Этому успокоителю качки присущи недостатки предыдущего аналога. Кроме того, система достаточна сложна и энергонасыщена.

Известный пассивный успокоитель качки плавающего средства, содержащий бортовые резервуары, частично заполненные жидкостью, соединенные между собой жидкостным и воздушным каналами, и установленный в жидкостном канале регулятор частоты колебаний. Последний выполнен в виде шибера и заслонки решетчатого типа, перекрывающих поперечное сечение канала [3].

Данный успокоитель качки предполагает одновременное управление шибером и решетчатой заслонкой в процессе регулирования частоты колебаний плавающего средства, что усложняет его эксплуатацию вследствие одновременного контроля за двумя механизмами и снижает надежность выхода на стабилизирующий режим колебаний.

Кроме того, данная система успокоителя качки предназначена для работы в энергозатратном режиме, не используя напор перемещающихся по каналу масс жидкости.

Целью изобретения является повышение эффективности стабилизации режима качки плавающего средства путем регулирования частоты его колебаний и возможность использования напора перемещающихся масс жидкости.

Указанная цель достигается тем, что в пассивном успокоителе качки, содержащем бортовые резервуары, частично заполненный жидкостью, соединенные между собой жидкостным и воздушным каналами, и установленный в жидкостном канале регулятор частоты колебаний, последний выполнен в виде пассивного лопастного ротора, лопасти которого выполнены с регулируемым углом поворота относительно направления перемещающихся масс жидкости, а пассивный лопастной ротор механически связан с генератором электроэнергии.

Выполнение регулятора колебаний плавающего средства в виде пассивного лопастного ротора с изменяемым положением угла атаки лопастей позволяет обеспечить сравнительно плавный бесступенчатый режим стабилизации качки плавающего средства. При этом пассивный лопастной ротор выполняет одновременно функцию регулятора частоты колебаний и демпфирующего устройства.

Кроме того, механическая связь лопастного ротора, вращаемого за счет перемещения масс жидкости, с генератором позволяет дополнительно получать некоторое количество электроэнергии.

На фиг.1 схематически изображен предлагаемый успокоитель качки; на фиг.2 - пассивный лопастной ротор, разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - то же вид Б на фиг.2.

Пассивный успокоитель качки плавающего средства содержит частично заполненные жидкостью бортовые резервуары 1 и 2, соединенные жидкостным 3 и воздушным 4 каналами. Воздушный канал оборудован предохранительным клапаном 5. В жидкостном канале установлен пассивный лопастной ротор 6 с лопастями 7.

Пассивный ротор состоит из центрального вала 8 и соосно расположенной трубчатой обечайкой 9.

С одной стороны трубчатая обечайка через пружинный элемент 10 упирается в дно стакана 11, жестко закрепленного на центральном валу, с другой - зафиксирована гайкой 12, навинчиваемой на конец центрального вала. К гайке подведен механический захват, выполненный в виде рычага 13 с поворотными относительно оси 14 зажимами 15, кинематически связанными струнами 16 через промежуточный элемент (не показан) с гидроцилиндром 17 двойного хода, закрепленном на пространственной опоре 18. Включение гидроцилиндра на вращение гайки в ту или иную сторону обеспечивает возможность осевого перемещения обечайки относительно центрального вала. Лопасти закреплены на трубчатой обечайке и снабжены хвостовиком 19, взаимодействующим с упорами 20 и 21 центрального вала, при этом смежные лопасти соседних рядов смещены относительно друг друга на величину , где - угол между соседними лопастями в каждом ряду.

За пределами жидкостного канала центральный вал через муфту 22 соединен с генератором электроэнергии 23.

Пассивный успокоитель качки работает следующим образом.

При перетекании по каналу 3 во время качки жидкости последняя, встречая на своем пути лопасти 7 пассивного ротора 6 и испытывая при этом определенное сопротивление, заставляет центральный вал 8 ротора вращаться в направлении движения потока жидкости. При этом лопасти ротора зафиксированы своими хвостовиками 19 относительно упоров 20 или 21 центрального вала.

Для стабилизации режима качки за счет перетекания жидкости, например из бортового резервуара 2 в резервуар 1 (на момент, изображенный на фиг.1), гидроцилиндром двойного хода 17 сначала сводят зажимы 15 механического захвата по контуру боковой поверхности гайки 12, а затем начинают вращать гайку, накручивая на центральный вал 8. Сжимая пружинный элемент 10, трубчатая обечайка 9 с лопастями 7 смещается вправо соосно центральному валу. При этом хвостовики 19 лопастей, воздействуя на упоры 21 центрального вала, поворачивают лопасти 7, изменяя их положение таким образом, чтобы увеличить сопротивление перетеканию масс жидкости из бортового резервуара 2 в резервуар 1.

Замедление перетекания масс жидкости, вызванное увеличением сопротивления лопастей, позволит содержать часть жидкости в заданный момент в резервуаре 2 и тем самым уменьшить частоту и амплитуду плавающего средства.

Определив параметры возмущающих моментов, вызывающих качку плавающего средства, устанавливают лопасти в положение, при котором сопротивление перемещение масс жидкости с борта на борт будет оптимальным для обеспечения наиболее благоприятный частоты колебаний плавающего средства.

После установки лопастей в заданное положение гидроцилиндром 17 разводят зажимы 15 механического захвата и пассивный лопастной ротор начинает работать в постоянном режиме. При вращении центрального вала 8 в ту или другую стороны крутящий момент через муфту 22 передается на генератор 23 переменного тока. Режим работы генератора определяется нагрузкой подключенных к нему потребителей электроэнергии.

Формула изобретения

1. Пассивный успокоитель качки плавающего средства, содержащий бортовые резервуары, частично заполненные жидкостью, соединенные между собой жидкостным и воздушным каналами, и установленный в жидкостном канале регулятор частоты колебаний, отличающийся тем, что последний выполнен в виде пассивного лопастного ротора, а лопасти ротора выполнены с регулируемым углом их поворота относительно направления перемещающихся масс жидкости.

2. Успокоитель по п.1, отличающийся тем, что пассивный лопастной ротор механически связан с генератором электроэнергии.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к судостроению, конкретно - к успокоителям качки судна

Изобретение относится к судостроению , а именно к устройствам плавучих кранов и крановых судов, компенсирующим крен, дифферент и увеличение осадки, возникающие при их работе с грузами

Изобретение относится к морским и добывающим платформам

Изобретение относится к системе активной и пассивной стабилизации судна, такого как корабли, суда для работ на мелководье, буровые вышки, баржи, платформы и подъемные краны, работающие на море. Судно (10) снабжено цистернами (11a-d) для обеспечения плавучести и/или балласта. Цистерны (11a-d) имеют отверстия (12a-d) в днище, обращенные в сторону среды, в которой плавает судно (10). Цистерны (11a-d) независимы одна от другой и имеют отверстия (12a-d), через которые может пройти значительный объем текучей среды без кавитации или другого сопротивления. Система содержит средства (13a-d) подачи текучей среды в цистерны (11a-d), управляемые с обеспечением противодействия воздействию внешних сил на перемещения судна (10). Изобретение также содержит способ активной и способ пассивной стабилизации судна с использованием этой системы. Повышается безопасность экипажа и судов, работающих в условиях открытого моря. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано для умерения бортовой качки судов, обладающих относительно высокой остойчивостью (например, катамаранов) на короткопериодном волнении. Способ умерения бортовой качки судна осуществляется посредством пассивного успокоителя бортовой качки судна в виде снабженных забортными отверстиями и воздушными трубами бортовых отсеков-цистерн с рабочей жидкостью (забортной водой), воздействующих на начальную остойчивость судна. Забортные отверстия отсеков-цистерн предварительно снабжают закрытиями, а для уменьшения амплитуды бортовой качки в рабочем состоянии упомянутого успокоителя производят свободное симметричное затопление отсеков-цистерн по уровень действующей ватерлинии в заданном диапазоне рабочих (эксплуатационных) осадок судна, тем самым снижают параметры его начальной остойчивости за счет уменьшения площади и момента инерции площади действующей ватерлинии для изменения периода собственных бортовых колебаний судна. В нерабочем состоянии успокоителя качки забортные отверстия отсеков-цистерн перекрывают посредством упомянутых закрытий, после чего отсеки-цистерны освобождают от рабочей жидкости (забортной воды). Предложена также конструкция пассивного успокоителя бортовой качки судна. Технический результат заключается в повышении эффективности умерения бортовой качки судна с относительно высокой поперечной начальной остойчивостью в условиях короткопериодного волнения, а также уменьшении водоизмещения и осадки судна при оптимизации внутренних объемов его корпуса и уменьшении сопротивления на ходу судна. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к средствам для причаливания плавучих конструкций, а также к демпфирующему устройству для причальной системы. Причальная система для плавучей конструкции содержит причальную конструкцию, такую как буй, дополнительную плавучую конструкцию или неподвижную башню, имеющую поворотную платформу. Соединительная конструкция содержит жёсткий кронштейн и два работающих на растяжение элемента. В кронштейне предусмотрен балластный груз. Демпфирующая система, содержащаяся в кронштейне, содержит по меньшей мере две отдельные жидкостные ёмкости, частично заполненные жидкостями и расположенные на одинаковом расстоянии от горизонтальной центральной линии. Ёмкости находятся в жидкостном соединении друг с другом. Жидкость может обмениваться между ёмкостями для демпфирования колебательного перемещения жесткого кронштейна вокруг вертикальной оси поворотной платформы. Достигается возможность более эффективного демпфирования, упрощение конструкции и возможность контроля демпфирующей жидкости. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области судостроения и касается использования ледокола или ледокольного судна для сбора и/или обработки нефти, собираемой с воды. Способ применения ледокола или ледокольного судна (10) для сбора и/или обработки нефти заключается в том, что цистерны противодействующей крену системы и/или цистерны (21, 22, 23 и 24) креновой системы применяются для сбора и/или обработки нефти (16), собираемой с воды. Нефть отделяют от воды в цистерне противодействующей крену системы и/или цистерне (21) креновой системы ледокола, причем указанная цистерна содержит теплую воду (15) и трубы (19) парового обогрева. Цистерны противодействующей крену системы и/или цистерны креновой системы ледокола имеют отдельный трубопровод для сбора нефти, который применяется, когда креновые цистерны ледокола применяются для ликвидации разливов нефти. Технический результат заключается в расширении эксплуатационных возможностей ледокола или ледокольного судна. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 10 ил.
Наверх