船舶橫傾平衡自動(dòng)控制系統(tǒng)和方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種船舶橫傾平衡自動(dòng)控制系統(tǒng)和方法，且該自動(dòng)控制系統(tǒng)中設(shè)有多臺(tái)可獨(dú)立工作的抗橫傾泵和多對(duì)抗橫傾壓載艙，使船舶在系泊狀態(tài)和各種航速，如在中高航速、低航速和零航速、各種遭遇浪向下都能有效地減小橫搖，并快速地補(bǔ)償船舶由于裝載不平衡，局部艙室破損和風(fēng)壓等各種因素引起的橫傾和縱傾，使得鋪管船等特種工程船具備經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)小、能適應(yīng)惡劣環(huán)境條件、同時(shí)具有海上工作的操作安全性等特點(diǎn)，有很好的推廣使用價(jià)值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】船舶橫傾平衡自動(dòng)控制系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種船舶橫傾平衡自動(dòng)控制系統(tǒng)和方法，特別是針對(duì)特種工程船港口作業(yè)及海上作業(yè)工作的船舶橫傾平衡自動(dòng)控制系統(tǒng)和方法，屬于船舶【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，鋪管船等特種工程船舶的綜合平衡是一個(gè)古老而又有生命力的一個(gè)課題。鋪管船作為一個(gè)海上的移動(dòng)工作平臺(tái)，對(duì)其綜合平衡尤為重要。隨著船舶使命的復(fù)雜性的提高和高技術(shù)裝備的應(yīng)用，作為海面上活動(dòng)平臺(tái)的大型水面船舶，要求其在海浪中的搖擺盡可能地小，使其能安全的在工作海域操作和完成既定的工作任務(wù)。特別是對(duì)于鋪管船等特種工程船更是如此。船舶在風(fēng)浪中不可避免地會(huì)產(chǎn)生各種搖蕩，其中以橫搖最為顯著，影響也最大。因此，盡可能的減少橫搖是現(xiàn)代船舶設(shè)計(jì)的迫切需求。
[0003]隨著人類(lèi)開(kāi)發(fā)海洋工程項(xiàng)目規(guī)模的不斷擴(kuò)大，鋪管船、風(fēng)車(chē)安裝船等特種工程船的橫傾平衡系統(tǒng)是在裝卸貨過(guò)程中和上海操作運(yùn)行時(shí)，為保持船舶的橫向平衡，保證正常的裝卸貨作業(yè)、上海操作和運(yùn)行的重要設(shè)備。橫傾平衡控制系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)橫傾角度、進(jìn)行平衡水艙的水量調(diào)載，產(chǎn)生復(fù)原力矩糾正船舶傾斜。如圖1所示，用船舶壓載水艙的儲(chǔ)水實(shí)時(shí)調(diào)撥來(lái)控制船舶在航行途中、裝卸貨過(guò)程中和操作工作中配載變化引起的橫向傾斜，其原理主要是通過(guò)對(duì)船舶左右舷二個(gè)平衡水艙中的水相互調(diào)撥，使左右平衡水艙中水的重量發(fā)生相應(yīng)改變，從而產(chǎn)生與船舶橫傾相反的力矩來(lái)糾正船舶的平衡，使船舶處于正浮狀態(tài)，從而保證了船舶的航行安全，但對(duì)于船首載貨與船尾載貨相差較大引起的船舶縱傾并不能夠進(jìn)行相關(guān)補(bǔ)償，縱傾分為首傾與尾傾，尤其是首傾之后會(huì)嚴(yán)重影響船舶穩(wěn)性、強(qiáng)度以及航行的速度，存在很大的安全隱患。
[0004]然而船舶在外力作用下橫向傾斜的角度的存在將使復(fù)原力矩減小，穩(wěn)性降低，對(duì)船舶不利。減搖鰭是目前最常用且應(yīng)用最成功的船舶主動(dòng)式減橫搖裝置，減搖效果可達(dá)90%以上，但是減搖鰭只有船舶的航速較高時(shí)，才可以有效地減搖，在低航速或零航速情況下，減搖鰭幾乎不能進(jìn)行減搖。而減搖水艙可以彌補(bǔ)這一方面的缺陷，但是減搖水艙體積大，重量大，只能在船舶的諧搖頻率附近有較好的效果，而且減搖效果一般只能達(dá)到50%左右，在多數(shù)情況下并不能滿(mǎn)足船舶的平衡指標(biāo)?，F(xiàn)有技術(shù)中，針對(duì)減搖鰭和減搖水艙各自的缺陷，并基于計(jì)算機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)有船舶調(diào)載控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)一般是采用自動(dòng)與手動(dòng)交互配載方式，且系統(tǒng)中的泵組與蝶閥為聯(lián)控式，根據(jù)船舶靜力學(xué)原理，按照船舶作業(yè)要求來(lái)對(duì)壓載水艙的水量進(jìn)行配載，以控制船舶的縱傾、橫傾等，從而使得船舶達(dá)到安全作業(yè)的要求，但如果泵組中的任何一個(gè)泵或蝶閥出現(xiàn)問(wèn)題將會(huì)導(dǎo)致船舶不能完成抗橫傾的需求，存在很大的安全隱患。且船舶起重機(jī)在作業(yè)工程中的工況復(fù)雜，特別是對(duì)于大噸位的船舶起重機(jī)，要依靠人工經(jīng)驗(yàn)調(diào)載來(lái)滿(mǎn)足作業(yè)的安全與可靠性非常困難。而現(xiàn)有技術(shù)提供的這種船舶調(diào)載控制系統(tǒng)一般針對(duì)散貨船和油船而設(shè)計(jì)，由于散貨船和油船的作業(yè)工況不同于船舶起重機(jī)，因此，現(xiàn)有技術(shù)提供的船舶調(diào)載控制系統(tǒng)無(wú)法應(yīng)用于船舶起重機(jī)中，使得船舶起重機(jī)只能依靠人工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)載，可靠性低、安全性差，操作困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是為了克服船舶的橫傾與縱傾及減搖鰭在低航速或零航速情況下不能進(jìn)行減搖、減搖水艙減搖效果較低和現(xiàn)有船舶調(diào)載控制系統(tǒng)中的聯(lián)控式泵組和蝶閥的安全隱患及不能應(yīng)用于船舶起重機(jī)，而使得船舶起重機(jī)依靠人工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)載，可靠性低、安全性差且操作困難的缺陷，提供了一種以減搖鰭、減搖水艙和抗橫傾的平衡水艙組合的可逆轉(zhuǎn)軸流泵控式的船舶綜合平衡系統(tǒng)以及智能的綜合控制方法，且該綜合平衡系統(tǒng)中設(shè)有多臺(tái)可獨(dú)立工作的抗橫傾泵和多對(duì)抗橫傾壓載艙，使船舶在系泊狀態(tài)和各種航速(中高航速、低航速和零航速、各種遭遇浪向)下都能有效地減小橫搖，并快速補(bǔ)償船舶由于裝載不平衡，局部艙室破損和風(fēng)壓等各種因素引起的橫傾和縱傾，使得鋪管船等特種工程船具備經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)小、能適應(yīng)惡劣環(huán)境條件、同時(shí)具有海上工作的操作安全性等特點(diǎn)。
[0006]一種船舶橫傾平衡自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括防橫傾系統(tǒng)，其特征在于，所述防橫傾系統(tǒng)包括多個(gè)防橫傾泵和多對(duì)防橫傾壓載邊艙，所述多對(duì)防橫傾壓載邊艙分別布置在船的左右舷邊，每一對(duì)防橫傾壓載邊艙通過(guò)多個(gè)交叉線(xiàn)路連接，每個(gè)交叉線(xiàn)路中各設(shè)有一臺(tái)防橫傾泵，所述多臺(tái)防橫傾泵是互相獨(dú)立的。
[0007]所述防橫傾泵為3臺(tái)，所述防橫傾壓載邊艙為3對(duì)，每一對(duì)防橫傾壓載邊艙通過(guò)三個(gè)交叉線(xiàn)路連接。所述防橫傾泵為軸向可逆軸流泵，流量為2000 m3 / h，壓力為1.5 bar。
[0008]所述防橫傾系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)橫傾角度與縱傾角度來(lái)進(jìn)行平衡水艙的水量調(diào)載，所述橫傾角度的限值為5°。所述防橫傾系統(tǒng)和液位測(cè)量系統(tǒng)、遙控閥系統(tǒng)、船舶管理系統(tǒng)和光電傾角傳感器、起重機(jī)的操作和控制系統(tǒng)直接或間接的相連。
[0009]所述起重機(jī)旋轉(zhuǎn)操作的設(shè)計(jì)載荷為1000公噸30米，回轉(zhuǎn)速度是20分鐘90度角。
[0010]所述船舶橫傾平衡自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)置有安全保護(hù)系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)，還包括減搖鰭和減搖水艙。
[0011]一種船舶橫傾平衡自動(dòng)控制方法，其特征在于設(shè)置多臺(tái)防橫傾泵和多對(duì)防橫傾壓載邊艙構(gòu)成防橫傾系統(tǒng)，并將多對(duì)防橫傾壓載邊艙設(shè)置于船的左右弦邊，通過(guò)多個(gè)交叉線(xiàn)路使每一對(duì)防橫傾壓載邊艙相連，將一防橫傾泵設(shè)置與每個(gè)交叉線(xiàn)路中，且將所述多臺(tái)防橫傾泵設(shè)置為互相獨(dú)立的。
[0012]所述防橫傾泵為3臺(tái)，所述防橫傾壓載邊艙為3對(duì)，每一對(duì)防橫傾壓載邊艙通過(guò)三個(gè)交叉線(xiàn)路連接。
[0013]所述防橫傾系統(tǒng)通過(guò)分配的防橫傾艙來(lái)進(jìn)行內(nèi)部轉(zhuǎn)移壓載水，根據(jù)傾角傳感器給出的船舶傾斜信號(hào)及液位傳感器檢測(cè)的液位信號(hào)，自動(dòng)遠(yuǎn)程控制抗橫傾泵及遙控閥系統(tǒng)，并在輔助檢測(cè)設(shè)備中實(shí)時(shí)顯示船舶橫傾與縱傾狀態(tài)及抗橫傾系統(tǒng)設(shè)備的工況，實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶橫傾與縱傾的平衡控制。
[0014]所述傾角傳感器給出的船舶傾斜信號(hào)為橫傾信號(hào)時(shí)，相應(yīng)的遙控蝶閥自動(dòng)打開(kāi)，開(kāi)啟抗橫傾泵，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行左右抗橫傾壓載艙的水量調(diào)撥，直至達(dá)到船舶的平衡，自動(dòng)關(guān)閉抗橫傾泵及遙控蝶閥。所述橫傾信號(hào)為左傾時(shí)，抗橫傾系統(tǒng)將信號(hào)傳遞至遙控閥系統(tǒng)，自動(dòng)打開(kāi)遙控蝶閥，開(kāi)啟抗橫傾泵，并指示“左舷一右舷”，將左抗橫傾壓載艙的水駁運(yùn)到右抗橫傾壓載艙，校正船舶的橫傾，直至船舶平衡，自動(dòng)停止駁運(yùn)，關(guān)閉抗橫傾泵及遙控蝶閥；所述橫傾信號(hào)為右傾時(shí)，抗橫傾系統(tǒng)將信號(hào)傳遞至遙控閥系統(tǒng)，自動(dòng)打開(kāi)遙控蝶閥，開(kāi)啟抗橫傾泵，并指示“右舷一左舷”，將右抗橫傾壓載艙的水駁運(yùn)到左抗橫傾壓載艙，校正船舶的橫傾，直至船舶平衡，自動(dòng)停止駁運(yùn)，關(guān)閉抗橫傾泵及遙控蝶閥。
[0015]所述傾角傳感器給出的船舶傾斜信號(hào)為縱傾信號(hào)時(shí)，相應(yīng)的遙控蝶閥自動(dòng)打開(kāi)，開(kāi)啟抗橫傾泵，根據(jù)實(shí)際情況泵入海水并進(jìn)行船首與船尾抗橫傾壓載艙的水量調(diào)撥，直至達(dá)到船舶的平衡，自動(dòng)關(guān)閉抗橫傾泵及遙控蝶閥。所述縱傾信號(hào)為首傾時(shí)，防橫傾系統(tǒng)將信號(hào)傳遞至遙控閥系統(tǒng)，自動(dòng)打開(kāi)遙控蝶閥，開(kāi)啟抗橫傾泵，并指示“船首一船尾”，同時(shí)將海水泵入接近船尾的抗橫傾壓載艙，校正船舶的橫傾，直至船舶平衡，自動(dòng)停止駁運(yùn)，關(guān)閉抗橫傾泵及遙控蝶閥；所述縱傾信號(hào)為尾傾時(shí)，防橫傾系統(tǒng)將信號(hào)傳遞至遙控閥系統(tǒng)，自動(dòng)打開(kāi)遙控蝶閥，開(kāi)啟抗橫傾泵，并指示“船尾一船首”，同時(shí)將海水泵入接近船首的抗橫傾壓載艙，校正船舶的橫傾，直至船舶平衡，自動(dòng)停止駁運(yùn)，關(guān)閉抗橫傾泵及遙控蝶閥。
[0016]所述輔助檢測(cè)設(shè)備包括帶傾斜儀的主控制站，還有與主控制站相連的船舶管理系統(tǒng)及貨控式的遙控控制板。所述主控制站還與裝載計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制管理站以及第一次級(jí)控制站、第二次級(jí)控制站、第三次級(jí)控制站相連接。
[0017]所述控制方法具有自動(dòng)控制、機(jī)旁手動(dòng)及遠(yuǎn)程遙控三種控制方式。
[0018]所述船舶橫傾平衡自動(dòng)控制方法，還包括設(shè)置有減搖鰭和減搖水艙與現(xiàn)有技術(shù)相t匕，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供了一種以減搖鰭、減搖水艙和抗橫傾的平衡水艙組合的可逆轉(zhuǎn)軸流泵控式的船舶綜合平衡系統(tǒng)以及智能的綜合控制方法，結(jié)合了減搖鰭和減搖水艙的優(yōu)點(diǎn)，使得船舶在各種工況和航速下達(dá)到很好的減搖效果，且所述船舶綜合平衡系統(tǒng)中設(shè)置有多臺(tái)互相獨(dú)立工作的防橫傾泵和多對(duì)抗衡傾壓載艙，不僅對(duì)船舶在任何航情下產(chǎn)生的橫傾與縱傾有很好的控制，而且多臺(tái)抗橫傾泵和多對(duì)抗衡傾壓載艙具有很高的時(shí)效性，可以盡快使船舶回到最好的平衡狀態(tài)，也便于更好的對(duì)吊車(chē)進(jìn)行相應(yīng)的操作，同時(shí)也減輕了減搖鰭和減搖水艙聯(lián)合減搖裝置在糾橫傾方面的負(fù)擔(dān)，并使船舶保持于較好的航行姿態(tài)，改善了船舶的航行性能，增強(qiáng)了海上作業(yè)人員的安全性。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中采用左右舷二個(gè)平衡水艙中的水相互調(diào)撥的系統(tǒng)；
圖2是船舶橫傾平衡自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)成概要圖；
圖3是船舶橫傾平衡自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)成模塊示意圖；
圖4是監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)示意圖；
圖5是監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)模塊示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明的第一【具體實(shí)施方式】中，提供了一種以減搖鰭、減搖水艙和抗橫傾的平衡水艙組合的船舶綜合平衡系統(tǒng)，用以最大限度的平衡船舶。
[0021]減搖鰭的鰭由船體兩弦伸出船體，安裝于水線(xiàn)下的一定深度處，它的外形和舵相似。一對(duì)減搖鰭應(yīng)該布置在船舶最寬的同一橫截面上，使減搖鰭的鰭軸中心線(xiàn)與船舶搖軸線(xiàn)相交。當(dāng)船在風(fēng)浪中航行產(chǎn)生橫搖運(yùn)動(dòng)時(shí)，鰭在減搖鰭控制系統(tǒng)的控制下，根據(jù)海浪擾動(dòng)的規(guī)律作相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，船舶裝備減搖鰭后，通過(guò)控制器作用于減搖鰭可以改變船舶的固有頻率和橫搖阻尼，從而改變船舶對(duì)海浪擾動(dòng)的橫搖響應(yīng)。
[0022]減搖水艙在船舶長(zhǎng)方向的布置對(duì)橫搖運(yùn)動(dòng)的影響較小，而減搖水艙在垂直方向的布置對(duì)減搖水艙性能具有很大影響，減搖水艙布置離船舶橫搖中心越遠(yuǎn)，由艙內(nèi)液體引起的橫搖質(zhì)量慣性矩的增量越大，其復(fù)原力臂也越大，橫搖復(fù)原系數(shù)增量也就越大，減搖水艙的固有頻率減小量也越大，從而提供最大的減搖量。
[0023]這種綜合平衡系統(tǒng)可以結(jié)合減搖鰭和減搖水艙的優(yōu)點(diǎn)，使得船舶在各種工況和航速下達(dá)到很好的減搖效果，同時(shí)減搖水艙的體積相對(duì)船舶單一使用減搖水艙的體積減小。而且減搖鰭和減搖水艙聯(lián)合使用，可以增大船舶減搖的安全系數(shù)。當(dāng)減搖鰭和減搖水艙兩個(gè)系統(tǒng)中的任何一個(gè)猶豫機(jī)械或者控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，船舶還具有一定的減搖能力。當(dāng)船舶低航速時(shí)，單水艙在某些頻率段之內(nèi)不能很好的減搖時(shí)，安裝多個(gè)減搖水艙可以使得水艙在更寬的頻率段都能起到很好的效果，如需要更好的平衡狀態(tài)，加裝一對(duì)或多對(duì)減搖鰭可滿(mǎn)足船舶的平衡需求。同時(shí)，在使用減搖鰭的基礎(chǔ)上加裝減搖水艙的聯(lián)合減搖，減搖鰭的控制系統(tǒng)只需改變和減搖水艙相牽連的軟件，硬件裝置基本不變，減小了設(shè)備投入。
[0024]如圖2所示，本發(fā)明的抗橫傾系統(tǒng)由抗橫傾壓載艙和抗橫傾泵10兩個(gè)基本單元組成，具體地說(shuō)，如圖3中所示，本發(fā)明中設(shè)置有多對(duì)抗衡傾壓載艙，減輕了減搖鰭和減搖水艙聯(lián)合減搖裝置在糾橫傾方面的負(fù)擔(dān)，并使船舶保持于較好的航行姿態(tài)，改善了船舶的航行性能。且多對(duì)抗橫傾壓載艙分別布置在船舶的左右舷邊，每一對(duì)左右舷橫傾壓載邊艙通過(guò)多個(gè)交叉線(xiàn)路連接。每個(gè)交叉管道設(shè)有一防橫傾泵，優(yōu)選為軸流可逆式泵，由于一般的軸流泵只能單方向打水，而本發(fā)明采用的可逆轉(zhuǎn)軸流泵不僅可以雙向打水，且在雙向打水時(shí)的流量基本相同，可以滿(mǎn)足船舶快速平衡的需求，抗橫傾泵的流量可達(dá)2000m3/h，壓力為1.5bar,每臺(tái)抗橫傾泵上均設(shè)有壓力表20，安裝在抗橫傾泵兩側(cè)的管路上，用于指示抗橫傾泵的工作狀態(tài)，且多臺(tái)防橫傾泵是完全獨(dú)立的。
[0025]優(yōu)選地，如圖3所示，抗橫傾泵為Pl、P2、P3共3臺(tái)，抗橫傾壓載艙為抗橫傾壓載艙1、抗橫傾壓載艙2、抗橫傾壓載艙3共3對(duì)，3對(duì)抗橫傾壓載艙分別布置在船舶的左右舷邊，每一對(duì)左右舷橫傾壓載邊艙通過(guò)三個(gè)交叉線(xiàn)路連接，每個(gè)交叉線(xiàn)路設(shè)有一臺(tái)防橫傾泵，共3臺(tái)防橫傾泵，且3臺(tái)防橫傾泵互相獨(dú)立工作。
[0026]本發(fā)明的防橫傾系統(tǒng)是通過(guò)檢測(cè)橫傾角度與縱傾角度來(lái)進(jìn)行平衡水艙的水量調(diào)載，故該系統(tǒng)與傾角傳感器和遙控閥系統(tǒng)相連，該傾角傳感器為光電傾角傳感器，通過(guò)感受船舶的橫傾角與縱傾角，將光信號(hào)變成電信號(hào)傳送給圖4中帶傾斜儀的主控制站。本發(fā)明的控制系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定船舶的橫傾角限值為5°，當(dāng)船態(tài)左傾超過(guò)橫傾角限制時(shí)，傾斜儀的指針便會(huì)向左傾斜，抗橫傾系統(tǒng)便將信號(hào)傳遞至遙控閥系統(tǒng)，自動(dòng)打開(kāi)遙控蝶閥，開(kāi)啟抗橫傾泵，并指示“左舷一右舷”，將左抗橫傾壓載艙的水駁運(yùn)到右抗橫傾壓載艙，校正船舶的橫傾，直至達(dá)到船舶最好的平衡后，自動(dòng)停止駁運(yùn)，關(guān)閉抗橫傾泵及遙控蝶閥，當(dāng)船態(tài)右傾超過(guò)橫傾啟動(dòng)角時(shí)，傾斜儀的指針向右傾斜，抗橫傾系統(tǒng)將信號(hào)傳遞至遙控閥系統(tǒng)，自動(dòng)打開(kāi)遙控蝶閥，開(kāi)啟抗橫傾泵，并指示“右舷一左舷”，將右抗橫傾壓載艙的水駁運(yùn)到左抗橫傾壓載艙，校正船舶的橫傾，直至達(dá)到船舶最好的平衡后，自動(dòng)停止駁運(yùn)，關(guān)閉抗橫傾泵及遙控蝶閥，此時(shí)傾斜儀指針豎到垂直的位置。
[0027]本發(fā)明的防橫傾系統(tǒng)不僅可以對(duì)船舶的橫傾起到很好的防橫傾效果，對(duì)于船舶的縱傾也有很好的控制效果。當(dāng)船舶的船首載貨多于船尾時(shí)，船舶會(huì)向船首傾斜，當(dāng)縱傾角超過(guò)限值時(shí)，傾斜儀會(huì)作出相應(yīng)指示，防橫傾系統(tǒng)將信號(hào)傳遞至遙控閥系統(tǒng)，自動(dòng)打開(kāi)遙控蝶閥，開(kāi)啟抗橫傾泵，并指示“船首一船尾”，同時(shí)也將海水泵入接近船尾的抗橫傾壓載艙，以便更快的使船達(dá)到平衡狀態(tài)；當(dāng)船舶的船尾載貨多于船首時(shí)，船舶會(huì)向船尾傾斜，縱傾角超限時(shí)，傾斜儀作出與首傾時(shí)相反的指示，防橫傾系統(tǒng)將信號(hào)傳遞至遙控閥系統(tǒng)，自動(dòng)打開(kāi)遙控蝶閥，開(kāi)啟抗橫傾泵，并指示“船尾一船首”，同時(shí)將海水泵入接近船首的抗橫傾壓載艙內(nèi)，直至達(dá)到船舶最好的平衡后，自動(dòng)停止駁運(yùn)，關(guān)閉抗橫傾泵及遙控蝶閥。
[0028]現(xiàn)有技術(shù)中的防橫傾系統(tǒng)所用水泵和蝶閥為聯(lián)控式，若在船舶運(yùn)行或船舶的起重機(jī)工作中，任一個(gè)遙控蝶閥、抗橫傾泵失控或局部艙室出現(xiàn)破損，就會(huì)導(dǎo)致船舶橫傾系統(tǒng)工作失常，嚴(yán)重威脅船舶上的工作人員的安全以及可能帶來(lái)的巨大的經(jīng)濟(jì)損失。而本發(fā)明中的3臺(tái)抗橫傾泵互相獨(dú)立工作，并與各自相應(yīng)的遙控蝶閥具有連鎖控制功能，對(duì)船舶的橫傾與縱傾都很好的控制，這樣不僅可以在防橫傾系統(tǒng)中做到三臺(tái)泵獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)，互不影響，以提高時(shí)效性，而且如果其中某個(gè)泵、蝶閥工作失常或局部艙室出現(xiàn)破損，對(duì)船舶的防橫傾與縱傾功能不會(huì)造成太嚴(yán)重的影響，其他的抗橫傾泵和抗橫傾壓載艙依舊可以工作來(lái)保證船舶在工作中的穩(wěn)定和安全，大大增大了船舶的安全性能，為海上作業(yè)人員的生命安全提供了保障。
[0029]本發(fā)明的防橫傾系統(tǒng)還與液位測(cè)量系統(tǒng)相連，液位傳感器安裝在各抗橫傾艙上，通過(guò)液位傳感器進(jìn)行液位測(cè)量，并將信號(hào)傳送到控制工作站，來(lái)顯示液位的高度。液位傳感器還起著限位開(kāi)關(guān)的作用，為高、低液位開(kāi)關(guān)，在左右抗橫傾壓載艙駁運(yùn)時(shí)，如出現(xiàn)低液位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，表明其相應(yīng)抗橫傾壓載艙的液位已較低，如繼續(xù)調(diào)駁，則抗橫傾泵會(huì)吸入空氣，造成損壞，因此低液位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，自動(dòng)停泵；若駁運(yùn)時(shí)出現(xiàn)高液位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，表明其相應(yīng)的抗橫傾壓載艙將滿(mǎn)，如繼續(xù)調(diào)駁，將導(dǎo)致抗橫傾壓載艙溢流，因此高液位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，也自動(dòng)停泵，實(shí)時(shí)對(duì)抗橫傾壓載艙的水量進(jìn)行監(jiān)控和顯示，對(duì)抗衡傾系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。
[0030]本發(fā)明的船舶橫傾平衡自動(dòng)控制系統(tǒng)還包括起重機(jī)，且防橫傾系統(tǒng)的管理是通過(guò)最大負(fù)載循環(huán)應(yīng)用和執(zhí)行以時(shí)間為框架的操作，該橫傾系統(tǒng)在船舶實(shí)際的橫傾和縱傾的安全范圍內(nèi)引導(dǎo)和限制起重機(jī)操作。旋轉(zhuǎn)操作的設(shè)計(jì)載荷為1000公噸30米，回轉(zhuǎn)速度是20分鐘90度角?，F(xiàn)代集裝箱船?？看a頭裝卸箱時(shí)，船態(tài)，特別是船舶的橫傾與縱傾程度是不斷變化的，當(dāng)橫傾超過(guò)一定角度時(shí)，會(huì)在導(dǎo)軌和箱體之間產(chǎn)生較大的摩擦，集裝箱就不能再?gòu)拇笈摰膶?dǎo)軌上吊進(jìn)或者吊出，甚至卡死；吊車(chē)在裝卸貨箱時(shí)也會(huì)出現(xiàn)船尾與船首載貨量相差較大引起首傾或尾傾的現(xiàn)象，如不能盡快使船舶恢復(fù)正浮狀態(tài)，船舶便會(huì)傾覆，危機(jī)船上人員生命。本發(fā)明的防橫傾系統(tǒng)可以自動(dòng)補(bǔ)償船舶裝卸箱時(shí)的橫傾與縱傾，當(dāng)甲板重吊在負(fù)載重物工作轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，抗衡傾泵把通過(guò)壓載泵已壓入的海水相互調(diào)撥，從左舷到右舷或者右舷到左舷，從船首到船尾或從船尾到船首，可根據(jù)實(shí)際的情況做出相應(yīng)的具體命令，保證船態(tài)的平衡，實(shí)現(xiàn)集裝箱的正常調(diào)運(yùn)，且本發(fā)明中特有的3臺(tái)獨(dú)立工作的抗橫傾泵和3對(duì)抗橫傾壓載艙具有很高的時(shí)效性，可以盡快使船舶回到最好的平衡狀態(tài)，同時(shí)便于更好的對(duì)吊車(chē)進(jìn)行相應(yīng)的操作。
[0031]本發(fā)明的另一實(shí)施方式中提供了一種船舶橫傾平衡自動(dòng)控制方法，如圖4和圖5中所示的防橫傾系統(tǒng)的輔助檢測(cè)設(shè)備，該輔助檢測(cè)設(shè)備包括帶傾斜儀的主控制站，還有與主控制站相連的船舶管理系統(tǒng)及貨控式的遙控控制板，船舶管理系統(tǒng)可直接控制左右抗橫傾壓載艙，且與貨控式的遙控控制板都與可逆抗橫傾泵、蝶閥直接或間接連接，同時(shí)，主控制站還與裝載計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制管理站以及第一次級(jí)控制站、第二次級(jí)控制站、第三次級(jí)控制站相連接，這樣的控制方法可以控制防橫傾系統(tǒng)、液位測(cè)量系統(tǒng)、遙控閥系統(tǒng)、吊車(chē)等主要的控制系統(tǒng)，且各系統(tǒng)間連接簡(jiǎn)單，操作方便及時(shí)。通過(guò)該控制方法，可以根據(jù)傾角傳感器給出的船舶傾斜信號(hào)及液位傳感器檢測(cè)的液位信號(hào)，自動(dòng)遠(yuǎn)程控制抗橫傾泵及遙控閥系統(tǒng)，同時(shí)在主控制站I實(shí)時(shí)顯示船舶橫傾與縱傾狀態(tài)及抗橫傾系統(tǒng)設(shè)備的工況，實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶橫傾與縱傾的平衡控制。
[0032]優(yōu)選地，上述控制方法具有自動(dòng)控制、機(jī)旁手動(dòng)及遠(yuǎn)程遙控多種控制方式。當(dāng)系統(tǒng)處于手動(dòng)遙控操作方式時(shí)，操作者可直接手動(dòng)啟停平衡水泵，進(jìn)行左右抗橫傾壓載艙的水量調(diào)撥，糾正船舶的橫傾狀態(tài)；當(dāng)系統(tǒng)處于自動(dòng)控制方式時(shí)，通過(guò)各個(gè)系統(tǒng)和輔助檢測(cè)設(shè)備，自動(dòng)進(jìn)行左右抗橫傾壓載艙的水量調(diào)撥，實(shí)現(xiàn)船舶的橫向平衡控制；當(dāng)系統(tǒng)處于手動(dòng)控制方式時(shí)，操作者可在機(jī)艙直接起動(dòng)或遙控起動(dòng)，直接控制抗橫傾泵的啟停。對(duì)于起重機(jī)而言，控制方式同上，可實(shí)現(xiàn)吊車(chē)的操作與防橫傾系統(tǒng)的完美配合，提高裝卸效率。
[0033]優(yōu)選地，在本發(fā)明的另一具體實(shí)施例中，該船舶綜合平衡系統(tǒng)中設(shè)置有安全保護(hù)系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)，不僅具有抗橫傾壓載艙溢流、抗橫傾泵氣蝕、電機(jī)過(guò)載、電機(jī)防潮等保護(hù)，還具有傾斜角超限報(bào)警、電機(jī)過(guò)載、失電警報(bào)、抗橫傾壓載艙高低液位報(bào)警裝置，為船舶的安全航行提供了更全面的監(jiān)測(cè)，提高了船上人員的安全性。
[0034]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種船舶橫傾平衡自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括防橫傾系統(tǒng)，其特征在于，所述防橫傾系統(tǒng)包括多個(gè)防橫傾泵和多對(duì)防橫傾壓載邊艙，所述多對(duì)防橫傾壓載邊艙分別布置在船的左右舷邊，每一對(duì)防橫傾壓載邊艙通過(guò)多個(gè)交叉線(xiàn)路連接，每個(gè)交叉線(xiàn)路中各設(shè)有一臺(tái)防橫傾泵，所述多臺(tái)防橫傾泵是互相獨(dú)立的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶橫傾平衡自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述防橫傾泵為3臺(tái)，所述防橫傾壓載邊艙為3對(duì)，每一對(duì)防橫傾壓載邊艙通過(guò)三個(gè)交叉線(xiàn)路連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶橫傾平衡自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述防橫傾泵類(lèi)型是軸向可逆軸流泵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶橫傾平衡自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述防橫傾系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)橫傾角度與縱傾角度來(lái)進(jìn)行平衡水艙的水量調(diào)載，所述橫傾角度的限值為5°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶橫傾平衡自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述防橫傾系統(tǒng)和液位測(cè)量系統(tǒng)、遙控閥系統(tǒng)、船舶管理系統(tǒng)和光電傾角傳感器、起重機(jī)的操作和控制系統(tǒng)直接或間接的相連。
6.一種船舶橫傾平衡自動(dòng)控制方法，其特征在于設(shè)置多臺(tái)防橫傾泵和多對(duì)防橫傾壓載邊艙構(gòu)成防橫傾系統(tǒng)，并將多對(duì)防橫傾壓載邊艙設(shè)置于船的左右弦邊，通過(guò)多個(gè)交叉線(xiàn)路使每一對(duì)防橫傾壓載邊艙相連，將一防橫傾泵設(shè)置與每個(gè)交叉線(xiàn)路中，且將所述多臺(tái)防橫傾泵設(shè)置為互相獨(dú)立的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的船舶橫傾平衡自動(dòng)控制方法，所述防橫傾泵為3臺(tái)，所述防橫傾壓載邊艙為3對(duì)，每一對(duì)防橫傾壓載邊艙通過(guò)三個(gè)交叉線(xiàn)路連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的船舶橫傾平衡自動(dòng)控制方法，所述防橫傾系統(tǒng)通過(guò)分配的防橫傾艙來(lái)進(jìn)行內(nèi)部轉(zhuǎn)移壓載水，根據(jù)傾角傳感器給出的船舶傾斜信號(hào)及液位傳感器檢測(cè)的液位信號(hào)，自動(dòng)遠(yuǎn)程控制抗橫傾泵及遙控閥系統(tǒng)，并在輔助檢測(cè)設(shè)備中實(shí)時(shí)顯示船舶橫傾與縱傾狀態(tài)及抗橫傾系統(tǒng)設(shè)備的工況，實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶橫傾與縱傾的平衡控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的船舶橫傾平衡自動(dòng)控制方法，所述傾角傳感器給出的船舶傾斜信號(hào)為橫傾信號(hào)時(shí)，相應(yīng)的遙控蝶閥自動(dòng)打開(kāi)，開(kāi)啟抗橫傾泵，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行左右抗橫傾壓載艙的水量調(diào)撥，直至達(dá)到船舶的平衡，自動(dòng)關(guān)閉抗橫傾泵及遙控蝶閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的船舶橫傾平衡自動(dòng)控制方法，所述橫傾信號(hào)為左傾時(shí)，抗橫傾系統(tǒng)將信號(hào)傳遞至遙控閥系統(tǒng)，自動(dòng)打開(kāi)遙控蝶閥，開(kāi)啟抗橫傾泵，并指示“左舷一右舷”，將左抗橫傾壓載艙的水駁運(yùn)到右抗橫傾壓載艙，校正船舶的橫傾，直至船舶平衡，自動(dòng)停止駁運(yùn)，關(guān)閉抗橫傾泵及遙控蝶閥；所述橫傾信號(hào)為右傾時(shí)，抗橫傾系統(tǒng)將信號(hào)傳遞至遙控閥系統(tǒng)，自動(dòng)打開(kāi)遙控蝶閥，開(kāi)啟抗橫傾泵，并指示“右舷一左舷”，將右抗橫傾壓載艙的水駁運(yùn)到左抗橫傾壓載艙，校正船舶的橫傾，直至船舶平衡，自動(dòng)停止駁運(yùn)，關(guān)閉抗橫傾泵及遙控蝶閥。
【文檔編號(hào)】B63B39/00GK104229092SQ201410469357
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】莊建軍, 張勇明, 王振剛, 王曉光, 顧翔, 倪濤, 段鳳江 申請(qǐng)人:南通中遠(yuǎn)船務(wù)工程有限公司