Устройство для определения величины осадки судна по маркам углубления

 

Изобретение относится к области судостроения. Устройство содержит цилиндрический прозрачный корпус с поплавком, подвес, гибкий шланг с грузом. Новым является введение в устройство съемной насадки на верхнюю часть корпуса для размещения на ней источника оптического излучения, в частности лазера, заглушки, охватывающей оптический источник и укрепляемой на насадке, а также узла крепления груза к гибкому шлангу, выполненного в виде штуцера с дроссельным элементом. При этом в насадке выполнен оптический канал для пропускания излучения, к которому примыкает Г-образный сквозной канал, связанный с атмосферой, а в грузе выполнен Г-образный сквозной канал, выход которого соединен по потоку с дроссельным элементом. В устройстве, в частности, поплавок выполнен сферическим и имеет контрастное покрытие, подвес выполнен в виде фала с карабином, а снаружи корпуса установлена дополнительно жесткая мерительная линейка в качестве промежуточного ориентира положения поплавка. Технический результат - высокая инерционность устройства к колебаниям судна и корпуса с поплавком на волне, высокая точность определения положения поплавка относительно марок углубления, возможность надежных измерений в любых погодных условиях. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано для определения осадки судна по маркам углубления во время грузовых операций при различном состоянии поверхности моря.

Известно устройство для измерения величины осадки судна по маркам углубления в условиях поверхностного волнения, содержащее измерительную колонну с калиброванной линейкой, в которой выполнены отверстия для размещения индикатора светового табло, поплавковый замыкатель, взаимодействующий с контактной пластиной. В верхней части измерительной колонны расположен выступ, выполненный с возможностью взаимодействия с видимой маркой углубления, определяющей уровень отсчета величины осадка /а.с. СССР N 1669799, B 63 B 39/12, публ. 1991 г./. Недостатком известного устройства является невысокая точность измерений, поскольку индикатор на световом табло включается лишь после истирания материала покрытия контактной пластины поплавком при его колебаниях вследствие волнения на море.

Известен прибор для замера осадок судна по маркам углубления, содержащий корпус со шкалой и размещенные в корпусе стеклянную трубку с втулками на концах и резиновый шланг, а также поплавок, размещенный в стеклянной трубке с возможностью свободного скольжения на штоке, закрепленном концами в стеклянной трубке /а.с. СССР, N 1041408, B 63 B 39/12, публ. 1983 г./. При измерениях осадки поплавок фиксируется на ближайшей марке углубления, после чего производится отсчет по шкале. Недостатком известного устройства является недостаточная точность измерений, обусловленная возможным перемещением устройства вдоль грузовой марки под воздействием ветра и волнения.

Известно устройство для определения величины осадки судна, содержащее цилиндрический прозрачный корпус с гибким шлангом на конце и грузом, прикрепленным на тросе к концу шланга, а также с размещенным внутри корпуса поплавком /Руководство для морских сюрвейеров и судовых офицеров. Draught surveying. Manual Int. Inst. Mar. Surv./. Верхняя часть корпуса закрыта и имеет отверстие для выпуска воздуха. Корпус выполнен в виде жесткой пластиковой трубы диаметром 2 см и длиной 1 м, длина гибкого шланга составляет 4-6 м, вес груза - около 1 кг. Устройство опускают в воду на подвесе напротив марок углубления и через промежуток времени после подвешивания, необходимый для заполнения корпуса водой (несколько секунд), поплавок показывает средний уровень воды и в проекции на марку углубления - величину осадки судна. Собственные колебания поплавка пренебрежимо малы по сравнению с амплитудой волн. Основной проблемой в проведении измерений является устранение параллактического смещения проекции поплавка, для чего необходимо подвешивать устройство в непосредственной близости к маркам углубления, а это затруднительно в случае подвеса на носовой или кормовой части судна.

Основными недостатками устройства являются неудовлетворительные эксплуатационные характеристики, а именно недостаточная точность и надежность измерения и возможность механического повреждения, обусловленные следующими факторами: - возможность попадания некоторого количества воды в корпус сверху, через воздушное отверстие; - возможность значительных перемещений протяженного корпуса вдоль грузовой марки под действием ветра и сильных волн; - возможность колебательного вращения корпуса вокруг троса; - возможность проекционных искажений при отображении поплавка на марку, когда проецируется не только его тонкое ребро, но и часть диска; - уменьшением прозрачности корпуса при эксплуатации в морской среде; - ненадежность узла соединения жесткой пластиковой трубки (корпуса) с гибким шлангом; - большой вероятностью повреждения устройства при попадании корпуса между причальным кранцем и бортом судна.

Известное устройство для определения величины осадки судна по маркам углубления, содержащее цилиндрический прозрачный корпус с поплавком, соединенные с корпусом подвес и гибкий шланг с грузом, выбрано в качестве наиболее близкого аналога заявляемого изобретения.

Задача изобретения заключается в улучшении эксплуатационных характеристик устройства за счет повышения точности и надежности измерений в условиях поверхностного волнения, а затем в расширении номенклатуры средств измерения осадки судна.

Задача решена тем, что известное устройство для определения величины осадки судна по маркам углубления, содержащее цилиндрический прозрачный корпус с поплавком, подвес и гибкий шланг с грузом, в соответствии с изобретением снабжено съемной насадкой на верхнюю часть корпуса, размещенным на насадке источником оптического излучения, заглушкой, установленной с возможностью охвата источника оптического излучения и укрепления на насадке, а также узлом крепления груза к гибкому шлангу, при этом насадка имеет оптический канал для пропускания оптического излучения и примыкающий к нему Г-образный сквозной канал, связанный с атмосферой, узел крепления груза к гибкому шлангу выполнен в виде штуцера с дроссельным элементом, а груз выполнен с Г-образным сквозным каналом, выход которого соединен по потоку с дроссельным элементом.

Кроме того, устройство снабжено выключателем источника оптического излучения.

Кроме того, устройство снабжено патрубком, установленным на выходе Г-образного сквозного канала в атмосферу.

Кроме того, устройство снабжено жесткой мерительной линейкой, размещенной снаружи корпуса.

Кроме того, в качестве источника оптического излучения выбран лазер.

Кроме того, подвес выполнен в виде фала с карабином.

Кроме того, поплавок выполнен сферическим и имеет контрастное покрытие.

Кроме того, корпус выполнен в виде гибкой трубки длиной 50-50 см и внутренним диаметром 7-8 мм.

Кроме того, гибкий шланг для груза выполнен длиной 3-4 м.

Технический результат изобретения состоит в предотвращении попадания воды внутрь трубки в условиях сильного волнения и снижении влияния колебаний судна на положение поплавка за счет увеличения инерционности устройства, что приводит к повышению надежности и точности измерений, а также в улучшении различимости поплавка в условиях плохой видимости, что облегчает определение уровня поплавка в трубе в корпусе относительно марок углубления на судне.

Сущность изобретения поясняют фиг. 1-2. На фиг. 1 схематически представлено устройство (в разрезе), на фиг. 2 приведена схема замера осадки судна с помощью заявляемого устройства.

Устройство содержит (фиг. 1) прозрачный цилиндрический корпус 1, внутри которого находится поплавок 2 сферической формы, подвес 3, гибкий шланг 4 с грузом 5. К верхней части корпуса 1 прикреплена съемная насадка 6 посредством резьбового соединения со штуцером 7, укрепленным хомутом 8 в верхней части корпуса 1. К верхней части насадки 6 жестко присоединен источник оптического излучения 9 посредством четырех прижимных болтов 10. К верхней части насадки 6 жестко прикреплена втулка 11 посредством резьбового соединения, которая охватывает источник оптического излучения 9.

К втулке 11 при помощи резьбового соединения присоединена заглушка 12, закрывающая сверху втулку 11 и одновременно корпус 1 с насадкой 6 и источником оптического излучения 9, изолируя их от внешних воздействий. В верхней части заглушки 12 укреплено кольцо 13, к которому посредством карабина 14 крепится подвес 3, выполненный, в частности, в виде фала. Здесь же, на втулке 11 установлен наружный выключатель 15 источника оптического излучения 9 и ответный ему включатель 16 на корпусе источника оптического излучения 9.

В насадке 6 выполнен оптический канал 17 для пропускания излучения оптического источника для освещения поплавка 2. Оптический канал 17 расположен по оси насадки 6, продолжением его является отверстие в штуцере 7 и внутренний объем верхней части корпуса 1 над поплавком 2. В насадке 6 выполнен Г-образный сквозной канал 18, один конец которого примыкает к внутренней полой части насадки 6 - оптическому каналу 17, а другой - соединен с атмосферой, причем на этом конце установлен патрубок 19, ориентированный вертикально для предотвращения попадания воды внутрь корпуса 1 при накрытии устройства волной. В качестве источника оптического излучения целесообразно выбрать лазер, имеющий малую расходимость пучка излучения в оптическом канале 17 и обеспечивающий яркое освещение поплавка 2 и высокий контраст между фоном и окраской покрытия поплавка 2, например ярко-красного.

В нижней части корпуса 1, как и в его верхней части, размещен штуцер 7, закрепленный хомутом 8, соединяющий проходным отверстием внутреннюю полость корпуса 1 через ниппель 20 с гибким шлангом 4. Механическая прочность этого соединения обеспечивается накидной гайкой 21 и хомутом 22. На конце гибкого шланга 4 укреплен посредством хомута 23 узел крепления к шлангу 4 груза 5, который выполнен в виде штуцера 24 с дроссельным элементом 25, имеющим малое проходное сечение 26. Груз 5 выполнен с Г-образным сквозным каналом 27, который связан по потоку с проходным отверстием дроссельного элемента 25. Штуцер 24, дроссельный элемент 25 и груз 5 крепятся между собой посредством резьбовых соединений, что обеспечивает механическую прочность узла в целом. Груз 5 может быть составлен несколькими элементами, соединенными между собой за счет выполнения на них резьбовых сверлений 28 для присоединения дополнительных грузов. При этом Г-образный сквозной канал 27 может быть выполнен в любом из элементом груза 5 при условии обеспечения его связи по потоку с дроссельным элементом 25.

Для лучшего распознавания положения поплавка относительно марок углубления устройство может быть оснащено дополнительно жесткой мерительной линейкой 29, выполненной, в частности, в виде стержня (стержней) со шкалой, которые расположены снаружи корпуса 1 и соединены с ним посредством втулок 30 с гайками 31, регулирующими натяжение. Введение таких стержней помогает повысить достоверность определения положения поплавка за счет промежуточных отсчетов по шкале с метками в виде контрастных полосок и дополнительно обеспечивает натяжение корпуса 1, который может быть выполнен в виде гибкой трубки.

При выполнении устройства целесообразно изготовить корпус 1 из гибкой пластиковой трубки внутренним диаметром 7-8 мм и длиной 50-60 см, а гибкий шланг 4 для подвеса груза 5 - длиной 3-4 м. Все детали следует выполнять из нержавеющих металлов (латунь, бронза, нержавеющая сталь), избегая применения алюминия из-за его окисляемости в морской воде и возможности заклинивания всех подвижных резьбовых соединений окислами алюминия и другими продуктами взаимодействия металла с морской водой. Кроме того, целесообразно иметь в комплекте запасной дроссельный элемент 25, поскольку при проведении измерений в зимних условиях возможно замерзание воды в проходном отверстии 26 дроссельного элемента 25 при вынимании устройства из воды. Тогда для проведения измерений по другому борту судна дроссельный элемент 25 следует вывернуть из насадки 24 и заменить на запасной, с чистым отверстием 26. В качестве источника оптического излучения могут быть использованы миниатюрные маломощные лазеры, выпускаемые серийно, и применяемые, в частности, в лазерных указках и подобных устройствах.

Измерения с использованием устройства осуществляют следующим образом. Перед началом работы к верхней части корпуса 1 прикрепляют насадку 6 в сборке с источником оптического излучения (лазером) 9, втулкой 11 и заглушкой 12. К кольцу 13, укрепленному на заглушке 12, присоединяют подвес - фал 3 с карабином 14. К нижней части корпуса 1 присоединяют гибкий шланг 4 с грузом 5. При проведении измерений в условиях плохой видимости (снятие осадок с большого расстояния, туман, отсутствие внешней подсветки и др.) производят включение источника оптического излучения 9 (лазера) путем заворачивания колпачка внешнего выключателя 15 до замыкания с ответным контактом - кнопкой включателя 16. Собранное устройство опускают в воду таким образом, чтобы корпус 1 был бы погружен в воду наполовину (фиг. 2), т.е. на предполагаемый уровень воды в условиях отсутствия поверхностного волнения. Конец подвеса 3 закрепляют неподвижно на борту судна или на корпусных конструкциях. При длине гибкого шланга 4 в пределах 3-4 м груз 5 погружается на глубину, не возмущенную поверхностным волнением. Вода через Г-образный канал 27 и дроссельный элемент 25 с малым проходным сечением отверстия 26, сглаживающий пульсации потока при качке судна, поступает в шланг 4, а затем в корпус 1, при этом наличие горизонтального участка в канале 27 препятствует попаданию в устройство снега, льда и т.п. с поверхности воды. Поплавок 2 в корпусе 1 устанавливается в положение, соответствующее невозмущенной поверхности воды, причем половина поплавка 2 погружена в воду, а половина находится над ней. При включенном лазере 9 его луч проходит по оптическому каналу 17 в корпус 1 и ярко освещает верхнюю половину поплавка 2, что при малом диаметре поплавка (несколько мм) и высоком контрасте окраски поплавка 2 с фоном позволяет визуально проецировать положение поплавка 2 на марки углубления, нанесенные на борту судна, для определения его осадки. Отсчеты шкалы на мерительной линейке 28 в виде белых полосок толщиной в 1 см, облегчают определение местоположения поплавка 2 относительно марок. Однако при большой длине волны, при большой и продолжительной амплитуде качки судна могут наблюдаться колебания поплавка 2 в корпусе 1, что потребует увеличения времени на определение его истинного положения.

Воздух, вытесняемый водой из корпуса 1, выходит через Г-образный канал 18, примыкающий к оптическому каналу 17, и патрубок 19 в насадке 6 в атмосферу, при этом попадание воды внутрь корпуса 1 исключается даже при попадании всего устройства в воду при сильном волнении. Верхняя и нижняя втулки 30, выступающие наружу, защищают корпус 1 от повреждения при ударе о борт судна.

Устройство может быть использовано для определения высоты надводного борта судна и при отсутствии марок углубления на миделе. Для этого устройство в сборе опускают в воду, и после того, как поплавок 2 займет устойчивое положение, за борт опускают мерную ленту рулетки с грузом и диском на конце. Диск подводят на уровень поплавка, после чего считывают показания с мерной ленты.

Устройство характеризуется высокой точностью и надежностью измерений, которые могут быть осуществлены в любых погодных условиях круглогодично, механической прочностью и заменяемостью отдельных узлов и деталей.

Формула изобретения

1. Устройство для определения величины осадки судна по меркам углубления, содержащее цилиндрический прозрачный корпус с поплавком, подвес и гибкий шланг с грузом, отличающееся тем, что оно снабжено съемной насадкой на верхнюю часть корпуса, размещенным на насадке источником оптического излучения, заглушкой, установленной с возможностью охвата источника оптического излучения и укрепления на насадке, а также узлом крепления груза к гибкому шлангу, при этом съемная насадка имеет оптический канал для пропускания оптического излучения и примыкающий к нему Г-образный сквозной канал, связанный с атмосферой, узел крепления груза к гибкому шлангу выполнен в виде штуцера с дроссельным элементом, а груз выполнен с Г-образным сквозным каналом, выход которого соединен по потоку с дроссельным элементом.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено выключателем источника оптического излучения.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено патрубком, установленным на выходе Г-образного сквозного канала в атмосферу.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено жесткой мерительной линейкой, размещенной снаружи корпуса.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве источника оптического излучения выбран лазер.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подвес выполнен в виде фала с карабином.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поплавок выполнен сферическим и имеет контрастное покрытие.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде гибкой трубки длиной 50 - 60 см и внутренним диаметром 7 - 8 мм.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гибкий шланг выполнен длиной 3 - 4 м.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2