Устройство для передачи грузов между судами в море в условиях качки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических . Республик

<п969584 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 130781 ° (21) 3316931/27-11

Р1 М К з

В 63 В 27/30 с Присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 30.1082. Бюллетень ¹ 40 (ЗЗ) УДК 629.12. 013/.

/.015:621.86/.87 (088.8) Дата опубликования описания 30. 10.82 аявитель и хозяйства (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ГРУЗОВ МЕЖДУ СУДАМИ

В МОРЕ В УСЛОВИЯХ КАЧКИ

Изобретение относится к судостроению, в частности к устройствам для передачи грузов между судами в море в условиях качки.

Известно устройство для передачи грузов между судами в море в условиях качки, содержащее ветви каната, заведенные на две тяговые лебедки, связанные с электродвигателями постоянного тока, грузовую тележку, прикрепленную к одной иэ ветвей каната и кинематически связанную с другой ветвью, а также электронный узел управления режимом работы электродвигателей, включающий первый и второй датчики натяжения ветвей каната, входы которых связаны с ветвями каната, первый и второй тиристорные преобразователи, подключенные к якорям первого и второго электродвига" телей соответственно, первый и второй регуляторы натяжения ветвей каната, выходы которых подключены. ко входам первого и второго тиристорных преобразователей соответственно,первый и второй сумматоры регуляторов . натяжения, выходы которых подключены ко входам первого и второго регуляторов натяжения соответственно, причем выходы датчиков натяжения и выход эадатчика сигналов натяжения подключены ко входам первого и второго сумматоров регуляторов натя жения соответственно f1).

Недостатком известного устройства является недостаточная надежность его работы.

Цель изобретения — повьхаение надежности работы устройства путем по. лучения стабильных скоростей перемещения грузовой тележки при подходе к приемному устройству передающего или принимающего судна.

Указанная цель достигается тем, что электронный узел управления режимОм работы электродвигателей снабжен контуром регулирования скорости перемещения грузовой тележки, включающим первый и второй датчики скорости ветвей каната, кинематически связанные с ветвями каната, первый и второй регуляторы скорости ветвей кана-. та, выходы которых подключены ко.вхо дам сумматоров первого и второго регуляторов натяжения ветвей катана соответственно, первый и второй сумматоры регуляторов скорости, причем входы регуляторов скорости связаны соответственно выходами сумматоров

ЗО. регуляторов скорости.

969584

Кроме того, электронный узел управления режимом работы электродвигателей дополнительно содержит задатчик сигналов перемещения, инвертор, первый и второй датчики скорости кач- ки точек подвеса канатной дороги, 5 . подключенный к их выходам сумматор датчиков скорости качки, нормально замкнутый контакт, первый и второй дополнительные сумматоры регуляторов скорости, выходы которых подключены. 10 соответственно ко входам первого и второго сумматоров регуляторов скорости, а первые входы через нормально замкнутый контакт соединены с выходом сумматора датчиков скорости 15 качки, причем выход задатчика сигналов перемещения подключен ко второму входу первого дополнительного сумматора регулятора скорости и входу инвертора, выход последнего соединен со вторым входом второго дополнительного сумматора регулятора Скорости.

Кроме того, упомянутый узел включает нормально открытый контакт и усилитель, вход которого через нор.— мально открытый контакт подключен к выходу сумматора датчиков скорости качки, а выходы связаны с третьим входом дополнительного сумматора перного регулятора скорости.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема предлагаемого устройства на фиг. 2 — функциональная схема.

Устройство для передачи груза между передающим судном 1 и принимающим З5 судном 2 содержит мачты 3 и 4,между которыми натянуты ветви каната 5.

Груз находится в тележке 6, соединенной с блоком 7, перемещающимся по верхней ветви каната 5, и жестко 40 связанной с нижней ветвью каната, петля которого огибает блок 8 на мачте 4 принимающего судна 2, а два. конца, огибающие блоки 9 и 10 на мачте 3 передающего судна 1, соеди- 45 нены с тяговыми лебедками 11 и 12.

Лебедки 11 и 12 через редукторы 13 и 14 соединены со своими электродвигателями 15 и 16 постоянного тока. Последние подключены к тиристор- 50 ным преобразователям 17 и 18, которые своими входами соединены через регуляторы 19 и 20 натяжения с выхо дами сумматоров 21 и 22 регуляторов натяжения, входы последних связаны с выходами задатчика 23 натяжения, регуляторов 24 и 25 скорости перемещения и датчиков 26 и 27 натяжения ветвей каната, которые через блоки 28 и 29 связаны с ветвями каната. Выходы сумматоров 30 и 31 регуляторов скорости соединены со входами регуляторов 24 и 25, а входы этих сумматоров соединены с выходами датчиков 32 и 33 скорости ветвей каната, входы которых связаны с вет- 65 вями каната .через блоки 34 и 35.

Кроме того, входы сумматоров 30 и 31 соединены с выходами дополнительных сумматоров 36 и 37 регуляторов скорости. Сумматор 36 подключен своим входом к выходу задатчика 38 сигналов перемещения. Выход сумматора 39 датчиков скорости качки через нормально замкнутый контакт 40 подключен к усилителю 41, вход последнего через нормально открытый контакт 42 соединен с выходом сумматора 39 . Вход инвертора 43 связан с выходом задатчика 38, а выход инвертора 43 — co

agcopoM сумматора 37. Датчики 44 и

45 скорости качки точек подвеса подключены к "сумматору 39. Контакт 42 и контакт 40.сблокированы так, что при замыкании одного из них размыкается другой.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии сигналы управления на входе тиристорных преобразователей равны нулю и натяжение в канатной дороге также равно нулю.

Задание натяжения производится подачей задающего сигнала на входы сумматоров 21 и 22 и далее на входы соответствующих регуляторов 19 и 20 натяжения. На выходе тиристорных преобразователей появляется положительное напряжение и электродвигатели 15 и 16 начинают вращаться в разные стороны, выбирая слабину канатов. По мере работы электродвигателей увеличивается натяжение в канатах и увеличиваются сигналы на выходах датчиков 26 и 27 натяжения, что приводит к уменьшению сигналов разбаланса на входах регуляторов 19 и

20 натяжения. В установившемся режиме электродвигатели неподвижны и развинают одинаковые тяговые усилия, равные заданному натяжению. Сигналы на входах регуляторов 19 и 20 натяжения близки к нулю, напряжение тиристорных преобразователей минимально.

При отработке сигнала задания натяжения на входы сумматоров 21 и

22 поступают также сигналы датчиков 32 и 33 скорости через регуляторы 24 и 25, что несколько замедляет время установления заданного натяжения и .уменьшает динамические усилия в канатной дороге.

Для задания скорости перемещения грузовой тележки, задатчиком 38 перемещения, подается напряжение на вход дополнительного сумматора 36 и на вход инвертора 43.

На выходе последнего сигнал меняет свой знак и подается на вход сум матора .37. Таким образом, на сумматоры .36 и 37 и далее через сумматоры 30 и 31 регуляторов 24 и 25 скорости на сумматоры 21 и 22 регуляторов на 9

69584 тяжения подаются два сигнала одинаковой величины, но противоположной полярности. В результате этого суммарный сигнал на входе сумматора 21 увеличивается, а на входе сумматора

22 уменьшается. При этом увеличивается сигнал управления на входе преобразователя 17 и уменьшается сигнал управления на входе преобразователя

18. Это приводит к увеличению момента стоянки электродвигателя 15 и к уменьшению момента стоянки электро двигателя 16. Натяжение в ветви каната, связанной с электродвигателем

15, увеличивается, а натяжение в ветви каната, связанной с электродвигателем 16, уменьшается.

Как только усилие в ветви каната электродвигателя 15 станет больше усилия в ветви каната электродвигателя 16 и достаточно, чтобы прокрутить лебедку электродвигателя 16 в сторону травить, начинается перемещение тележки б в направлении принимающего судна 2. Электродвигатель 15 продолжает работать в двигательном режиме и его скорость увеличивается.

Натяжение в ветви каната, связанной

Iñ электродвигателем 15, уменьшается. В то же время электродвигатель 16 под действием тягового усилия электродвигателя 15 начинает вращаться в обратную сторону и работать в генераторном режиме. Его скорость растет, что приведет к росту его тбка и увеличению тормозного усилия в ветви каната, связанной с ним. Усилие, вызывающее перемещение грузовой тележки, равно разности натяжений в ветвях каната, развиваемых электродвигателями

15 и 16.. Чем больше эта разность, тем больше скорость перемещения грувовой тележки.

Изменение направления движения тележки б осуществляется изменением полярности сигнала задатчика перемещения. B этом случае электродвигатель 16 переходит работать в двигательный режим, а электродвигатель 15 в генераторный режим и осуществляет рекуперацию энергии в сеть.

Для безударной передачи грузов в условиях качки при нахождении грузовой тележки в зоне принимающего судна необходимо, чтобы грузовая тележка осуществляла слежение за мачтой последнего. Для этого скорость перемещения грузовой тележки относительно мачты принимающего судна должна оставаться постоянной и независимой от качки судов. Предлагаемое устройство реализует это требование следующим образом. ..Допустим,.грузовая тележка движется к.принимающему судну. Пусть теперь передающее судно качнулось влево. Для обеспечения постоянной . скорости грузовой тележки относи5

65 б тельно принимающего судна, необходимо скорость выбирания верхней ветви каната уменьшить, а скорость вытравливания нижней ветви каната увеличить на величину скорости качки передающего судна, так как скорость вращения электродвигателей прямо пропорциональна скоростям перемещения ветвей кана— тов.

При отработке качки передающего судна на выходе датчика 44 скорости качки появится отрицательный сигнал, пропорциональный скорости качки. Этот сигнал через сумматор 39, контакт

40 подается на входы сумматоров 35 и 37, что приводит к уменьшению сигнала на выходе регулятора 25 скорости. При неизменном сигнале задания натяжения на выходе сумматора 21 сигнал уменьшается, а на выходе сумматора 22 увеличивается, что приводит к уменьшению сигналов управления на входах тиристорных преобразователей.

Вследствие этого увеличиваются углы открывания тиристоров силовых схем.

Уменьшается напряжение преобразователя 17, работающего выпрямителем,и увеличивается напряжение преобразо вателя 18, работающего инвертором.

Ток электродвигателя 15, определяемый разностью между напряжением преобразователя 17 и ЭДС двигателя 15, уменьшается, и ток электродвигателя

16, определяемый разностью между ЭДС двигателя 16 и напряжением инвертора 18, также уменьшается. Это приводит к уменьшению натяжения ветвей каната, создаваемого электродвигателями. Но вследствие качки передающего судна натяжение ветвей каната возрастает. Одновременно с этим увеличиваются сигналы обратных связей на выходе датчиков 26 и 27 натяжения, что приводит к дополнительному умень шению сигналов управления на входах преобразователей 17 и 18, а следовательно и к дополнительному уменьшению натяжения в ветвях каната,создаваемого электродвигателями. В установившемся режиме натяжение катана остается неизмейным и равным сумме натяжений, создаваемых электродвигателями и качкой. Скорость электродвигателя 15 уменьшается, а скорость электродвигателя 16 возрастает на одну и ту же величину. Следовательно скорость перемещения ветвей каната относительно. блока 8 на мачте принимающего судна остается неизменной.

Отсюда и скорость грузовой тележки относительно принимающего судна постоянна.

Пусть теперь принимающее судно качнулось. влево. Для обеспечения постоянной скорости грузовой тележки относительно принимающего судна,необходимо скорость выбирания верхней, ветви каната увеличить, а скорость

969584 вытравливания нижней ветви каната уменьшить на величину. скорости качки принимающего судна. При отработке качки принимающего судна на выходе датчика 45 скорости качки появляется положительный сигнал, пропорциональный скорости качки. Этот сигнал через сумматор 39, контакт 40 подается на входы сумматоров 36 и 37, что вызывает увеличение сигнала на выходе регулятора 24 скорости и уменьшение сигнала на выходе регулятора 25 скорости. При неизменном сигнале задания натяжения на выходе сумматора 21 сигнал увеличивается, а на выходе сумматора 22 уменьшается.

Это приводит к увеличению сигналов управления на входах тиристорных преобразователей. Вследствие этого уменьшаются углы открывания тиристоров силовых схем. Увеличивается напряжение преобразователя 17, работающего выпрямителем и уменьшается напряжение преобразователя 18,работающего интертором. Ток электродвигателя 15, определяемый разностью между напряжением преобразователя

17 и электродвижущейся силой (ЭДС ) двигателя, увеличивается, и ток электродвигателя 16, определяемый разностью между ЭДС двигателя 16 и напряжением преобразователя 18, так же увеличивается. Это приводит к увеличению натяжения ветвей каната, создаваемого электродвигателями.

Но вследствие качки принимающего судна натяжение ветвей каната уменьшается. Одновременно с этим уменьшается сигнал обратных связей на выходе датчиков 26 и 27 натяжения, что приводит к дополнительному уве личению сигналов управления на входах преобразователей 17 и 18,а следовательно, и к дополнительному увеличению натяжения ветвей каната, создаваемого электродвигателями. В установившемся режиме натяжения каната остается практически неизменным и равным сумме натяжений, создаваеьых электродвигателем и качкой.Скорость электродвигателя 15 возрастает, а скорость электродвигателя 16 уменьшается на одну и ту же величину.Следовательно, скорость перемещения ветвей каната относительно блока 8 на о принимающем судне остается постоянной, а скорость грузовой тележки относительно принимающего судна неизменной. !

15 на

60. тродвигателями. В установившемся режи ме натяжение каната остается практи65

Для безударной передачи грузов в условиях качки при нахождении грузо вой тележки в зоне передающего судна, необходимо, чтобы грузовая тележка осуществляла слежение за мачтой пос-. леднего. Для этого скорость перемещения грузовой тележки относительно мачты передающего судна должна оставатьоя постоянной и независимой ozl качки судов.

Предлагаемое устройство выполняет это требование следующим образом.

Допустим, грузовая тележка движется к передающему судну. Пусть теперь передающее судно качнулось влево. Для обеспечения постоянной скорости грузовой тележки относительно мачты судна 1, необходимо

10 скорость выбирания нижней ветви каната оставить постоянной, а скорость вытравливания верхней ветви каната увеличить,на величину равную удвоенной скорости качки передающего суд!

Cl

Для этого замыкается контакт 42 и размыкается контакт 40. При этом выход сумматора 39 подключается ко входу усилителя 41. При отработке качки передающего судна на выходе датчика 44 скорости качки появляется отрицательный сигнал пропорциональный скорости качки. Этот сигнал через сумматор 39, контакт 42 поступает на усилителЬ 41. С выхода последнего усиленный сигнал, пропорциональный удвоенной скорости качки передающего судна, подается на вход сумматора

36, что приводит к увеличению сигна30 ла на выходе регулятора 24 скорости.

При неизменном сигнале задания натя- жения на выходе сумматора 21 сигнал увеличивается, а сигнал на выходе сумматора 22 не изменяется. Увеличе3 ние сигнала на выходе сумматора 21 приводит к уменьшению сигнала управления на входе преобразователя 17.

Вследствие этого увеличиваются углы открывания тиристоров силовой схемы, 4Q что увеличивает напряжение тиристорного преобразователя 17, работающего инвертором. Напряжение тиристорного преобразователя 18, работающего выпрямителем, не изменяется. Ток элект4 родвигателя 15, определяемый разностью между ЭДС этого двигателя и, напряжением инвертора уменьшается, а ток электродвигателя 16 остается неизменным. Натяжение ветвей каната, создаваемое электродвигателями, уменьшается. Но вследствие качки передающего судна натяжение ветвей каната возрастает. Одновременно с этим увеличивается сигнал обратной связи на выходе датчика 26 натяжения,что приводит к дополнительному уменьшению сигнала управления на входе тиристорного преобразователя 18, а следовательно и к.дополнительному уменьшению натяжения ветвей каната, создаваемого элек.чесКи неизменным и равным сумме натяжений, создаваемых электродвигателями и качкой. Скорость электродвигателя 15 увеличивается, а скорость элект9 969584 1О родвигателя 16 остается неизменной.. Обеспечение постоянной скорости

Следовательно и скорость грузовой те- грузовой тележки относительно перележки относительно мачты передающего дающего судна при совместной качке судна не изменяется. судов и изменении направления перемеПусть теперь принимающее судно кач-. щения грузовой тележки повышает нанулось влево. для обеспечения посто- 5 дежность работы предлагаемого устройянной скорости грузовой тележки отно- ства. сительно мачты судна 1, необходимо скорость выбирания нижней ветви каната оставить постоянной, а скорость Формула изобретения вытравливания верхней ветви кана- . 1Ь та уменьшить на величину равную 1. Устройство ДлЯ пеРедачи гРУзов двоенной скорости качки принимающего между судами в моРе в условиях качки, судна. При отработке качки принима содержащее ветви каната, заведенщего судна на выходе датчика 45 ско-. ные на дне тяговые лебедки„ связанРости качки появляется положитель- 15 ные с электродвигателями постоянного ный сигнал, пропорциональный скорос- тока грузовую тележку, прикрепленти качки принимающего судна. Этот ную к одной из ветвей каната .и кинесигнал через сумматор 39, контакт 42 матически связанную с другой ветвью, подается на вход усилителя 41. С вы- также электронный узел управления хода последнего усиленный сигнал Р ж о Работы электродвигателей

20 вк

/ пропорциональный удвоенной скорости включающий первый и второй датчики качки принимающего судна, подается натяжения ветвей каната, входы котона вход сум атора 36, что приводит Рых СВЯзаны с ветвЯМИ каната. ПеРк уменьшению сигнала на выходе ре- вый и втоРой тиРисторные преобразовагулятора 24 скорости.

25 и тели, подключенные к якорям первог вого и второго электродвигателей соответПри неизменном сигнале задания ственно. первый и второй регулятор

1 гуляторы натяжения на выходе сумматора 21 сиг- натяжения ветвей каната, выходы котоиал уменьшается, а сигнал на выходе рых подключены ко входам первого и сумматора 22 не изменяется. Умень- второго тиристорных преобразователей шение сигнала на выходе сумматора соответственно, первый и второй сум30

21 приводит к увеличению сигнала уп- маторы регуляторов натяжения, выхоравления на входе тиристорного пре- ды которых подключены ко входам перобразователя 17. Вследствие этого вого и второго регуляторов натяжения уменьшаются углы открывания тирис- . соответственно, причем выходы датчи- . торов силовой схемы, уменьшается на- З5 ков натяжения и выход задатчика сигпряжение тиристорного преобразова- налов натяжения подключены ко входам теля 17, работающего инвертором.На- . первого и второго сумматоров регу.пряжение тиристорного преобразовате- ляторов натяжения соответственно, ля 18, работающего выпрямителем,не о т л и ч а ю щ е.е с я тем, что, изменяется. Ток электродвигателя 40 с целью повышения надежности работы

15, определяемый разностью между устройства путем получения стабильЭдС этого двигателя и напряжением ин- ных скоростей перемещения грузовой вертора, увеличивается, а ток элект- тележки при подходе к приемному устродвигателя 16 остается неизменным. Ройству передающего или принимающеНатяжение ветвей каната, создавае- 45 го судна, электронный узел управлемое электродвигателями, увеличива- ния режимом работы электродвигателей ется. Но вследствие качки принимаю- . снабжен контуром регулирования скощего судна натяжение ветвей каната рости перемещения грузовой тележки, уменьшается. Одновременно с этим . включающим первый и второй датчики уменьшается сигнал обРатной связи 50 скорости ветвей каната, кинематичесна выходе датчика 26 натяжения,что ки связанные -с ветвями каната, первый приводит к дополнительному увеличе- и второй регуляторы скорости ветвей нию сигнала управления на входе ти- . каната, выходы которых подключены ристорного преобразоватЕля 17, а ко входам сумматоров первого и второследовательно, и к дополнительному 55 го регуляторов натяжения ветвей ка, увеличению натяжения ветвей каната, ната соответственно, первый и второй создаваемого. электродвигателями. В сумматоры регуляторов скорости,приустановившемся режиме натяжения ка- чем входы регуляторов скорости свяната остается практически неизменным заны соответственно с выходами сум,и равным сумме натяжений, создавае- маторов регуляторов скорости. мого электродвигателями и качкой.Ско1»ость электродвигателя 15 уменьша- 2. Устройство по п. 1, о т л и— ется, а скорость электродвигателя 16 ч а ю щ е е с я тем, что, электронне изменяется. Отсюда и скорость ный узел управления режимом работы ,грузовой тележки относительно мачты электродвигателей дополнительно сопередающего судна постоянна. 65 держит эадатчик сигналов перемещения, Г

969584 инвертор, первый и второй датчики скорости качки точек подвеса канатной дороги, подключенный к их выходам сумматор датчиков скорости качки, .нормально замкнутый контакт, первый и второй дополнительные сумматоры регуляторов скорости, выходы которых подключены соответственно ко входам первого и втдрого сумматоров регуляторов скорости, а,первые входы через нормально замкнутый контакт. соединены с выходом сумматора датчиков скорости качки, причем выход задатчика сигналов перемещения подключен ко второму входу первого дополнительного сумматора регулятора

I скорости и входу инвертора, выход поеледнего соединен со вторым входом, второго дополнительного сумматора регулятора скорости.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что элект ронный узел управления режимом ра5 боты электродвигателей включает нормально открытый контакт и усилитель, вход которого через нормально открытый контакт подключен к выходу сумматора датчиков скорости качки, 10 а выход связан с третьим входом дополнительного сумматора первого регулятора скорости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР .по заявке Р 2909451/27-11, кл. В 63 В 27/30, 1980 (прототип).

969584

Составитель С.Марфина

Редактор Ю.Середа Техред Л.Пекарь Корректор A.Ôåðåíö .Заказ 8296/21 Тираж 462 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, NocKBa, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент"; г. Ужгород, ул. Проектная, 4