Спуско-подъемное устройство
BOAT LIFTING CRANE

Изобретение относится к области судостроения, в частности, к спуско-подъемным устройствам (СПУ) спасательных судов.
Известно устройство для спуска и подъема плавучих объектов, снабженных штоковыми устройствами (ШУ), обеспечивающее безударную стыковку автоматического захвата грузовой подвески СПУ и ШУ в условиях морского волнения [1].
Недостатком конструкции СПУ является то, что подъем объекта на борт судна должен обеспечиваться с вершины волны с водой в легком корпусе, т.к. режим слива воды из проницаемых частей корпуса до отрыва от поверхности моря конструктивно не предусмотрен.
Известна конструкция СПУ для подъема двухкорпусных плавучих объектов [2].
СПУ состоит из фермы, грузовых и следящих лебедок с электродвигателями, грузовых и направляющих канатов, грузовых подвесок с автоматическими захватами, амортизаторов и системы управления подъемом.
Конструкция СПУ обеспечивает подъем на борт судна-носителя двухкорпусного объекта усилием, адекватным массе объекта в воздухе. Для подъема объекта на борт слив воды из проницаемых частей легкого корпуса обеспечивается системой управления до отрыва объекта от поверхности моря, что позволяет существенно снизить кренящий момент при его подъеме на борт судна. При этом может быть повышена допустимая степень волнения или уменьшено водоизмещение проектируемых судов - носителей (прототип).
Недостатком прототипа является снижение надежности конструкции СПУ, так как с уменьшением водоизмещения судна или увеличением степени волнения моря появляется вероятность разрушения узла стыковки автоматического захвата грузовой подвески СПУ с ШУ вследствие динамического удара [3].
Задачей изобретения является повышение надежности работы СПУ.
Задача решается тем, что спуск грузовых подвесок СПУ грузовой лебедкой в морских условиях обеспечивается с постоянной скоростью относительно колеблющегося объекта, что предотвращает динамический удар при стыковке с ШУ.
Существенным отличием от прототипа является наличие в конструкции СПУ следящей лебедки грузового каната с электрогидравлическим приводом вместо электрического, а в системе управления спуском-подъемом наличие дублирующей цепи управления следящей лебедкой грузового каната с нормально замкнутым контактом реле, установленного в цепи питания электродвигателя следящей лебедки направляющего каната, и кнопкой включения дублирующей цепи на панели управления.
Полезность отличительных признаков в том, что предложенное устройство обеспечивает по сравнению с прототипом безударную стыковку автоматических захватов грузовых подвесок со штоковыми устройствами объекта при морском волнении, что повышает его надежность.
Сущность изобретения поясняется рисунком.
На рисунке изображены составные части СПУ для одной грузовой подвески. Ферма СПУ на чертеже не показана.
Конструкция СПУ включает в себя грузовую лебедку 1 с электроприводом 4, следящую лебедку 2 грузового каната с электродвигателем 5 и гидромотором 37, следящую лебедку 3 направляющего каната с электроприводом 6, блоки управления 7, 8, 9 приводами лебедок, панель управления (ПУ) 10, реле управления 11, 12, 13 механическими тормозами 14, 15, 16 лебедок. Направляющий канат 20 уложен на барабан 19 следящей лебедки 3, соединяется с ШУ 21 поднимаемого объекта 22 и служит для перемещения грузовой подвески 23 с автоматическим захватом 24. Через блоки 25 грузовой подвески 23 проходят ветви грузового каната 26. Один конец каждой ветви каната 26 запасован на барабан 17 грузовой лебедки 1, а другой - через блок штока 28 амортизатора 27 на барабан 18 следящей лебедки 2. Грузоподъемность лебедки 2 соответствует массе грузовой подвески 23.
На ПУ 10 расположены джойстики 29, 30, 31 блоков управления 7, 8, 9 и кнопка включения дублирующей цепи питания 36 блока управления 8.
В цепи питания электродвигателя 4 грузовой лебедки 1 предусмотрено реле 32 с нормально разомкнутым контактом 33, установленным в цепи управления следящей лебедкой 2. В цепи питания электродвигателя 6 следящей лебедки 3 установлено реле 34 с нормально замкнутым контактом 35 в дублирующей цепи управления следящей лебедкой 2.
Устройство работает следующим образом.
В исходном положении объект 22 находится на борту судна. Для спуска объекта на воду на посты управления подается силовое питание. Джойстик 31 на ПУ 10 устанавливается в положение СПУСК. Блок управления 9 получает питание. Реле управления 13 механическими тормозами 16 растормаживает следящую лебедку 3, и электродвигатель 6 стравливает направляющий канат 20 до нужной длины. Джойстик 31 переводится в исходное положение. Канат 20, пропущенный через автоматический захват 24 грузовой подвески 23, соединяется с ШУ 21. Джойстик 31 устанавливается в положение АВТОМАТ. Электродвигатель 6 программно удерживает канат 20 с заданным натяжением.
Для соединения автоматического захвата 24 грузовой подвески 23 с ШУ джойстик 29 управления грузовой лебедкой 1 устанавливается в положение СПУСК. Блок управления 7 подает сигнал реле управления 11 на растормаживание тормозов 14, и электродвигатель 4 вращает барабан 17 на травление грузового каната. По направляющему канату 20 опускается грузовая подвеска 23 до автоматического соединения с ШУ.
Джойстик 29 устанавливается в положение ПОДЪЕМ, и объект поднимается с кильблоков до срабатывания конечного выключателя на мосту СПУ. По мере подъема объекта следящая лебедка 3 автоматически выбирает направляющий канат. Мост с поднятым объектом выдвигается за борт.
Джойстиком 29 включается грузовая лебедка 1 на травление.
При спуске и подъеме объекта 22 грузовой лебедкой 1 работа следящей лебедки 2 грузового каната 26 блокируется нормально разомкнутым контактом 33, так как ее грузоподъемность рассчитана на массу грузовой подвески 23.
При спуске объекта направляющий канат с барабана лебедки 3 разматывается под действием силы тяжести объекта.
При посадке объекта на воду в грузовых канатах образуется слабина, и захваты 24 автоматически отдаются, а лебедка 1 при резком падении нагрузки программно затормаживается.
Для подъема грузовых подвесок джойстик 29 переводится в положение ПОДЪЕМ. Подвески поднимаются до конечного выключателя, и блок управления 7 обесточивается. Электродвигатель 4 останавливается, а реле управления 11 подает сигнал на срабатывание тормозов 14 барабана 17, и лебедка 1 затормаживается.
Джойстик 31 переводится в положение СПУСК. Направляющий канат автоматически отдается при образовании слабины в канате, после чего направляющий канат выбирается до срабатывания конечного выключателя на мосту.
Объект остается на плаву, а СПУ приводится в исходное положение.
Для подъема объекта 22 с воды за его подъемный шток 21 заводится направляющий канат 20 и следящая лебедка 3 джойстиком 31 в автоматическом режиме обеспечивает его постоянное натяжение.
Одновременно получает питание реле 34, замыкая контакт 35 дублирующей цепи управления следящей лебедкой 2.
Джойстик 29 устанавливается в положение СПУСК. Грузовые подвески 23 опускаются по направляющему канату 20 грузовой лебедкой 1. В условиях морского волнения при подходе грузовой подвески 23 к объекту оператором включается на ПУ 10 кнопка 36 дублирующей цепи управления следящей лебедкой 2. В этом режиме грузовая лебедка 1 продолжает работать на спуск грузовой подвески 23 с минимальной скоростью, а следящая лебедка 2 включается в автоматическую работу и периодически травит и выбирает грузовой канат, работая в такт с лебедкой 3 и перемещениями объекта 22.
При движении объекта к вершине волны следящая лебедка 3 выбирает направляющий канат 20. При этом следящая лебедка 2 выбирает грузовой канат синхронно со знаком вращающего момента электродвигателя 6 лебедки 3, что обеспечивает спуск грузовой подвески 23 с постоянной скоростью относительно поднимаемого волной объекта, равной скорости спуска подвески грузовой лебедкой 1.
При движении объекта к подошве волны малая масса грузовой подвески по сравнению с массой объекта не обеспечит разматывания грузового каната вслед за опускающимся объектом с той же скоростью. По этой причине барабан следящей лебедки 2 грузового каната разматывается принудительно гидроприводом 37, сохраняя постоянную скорость сближения грузовой подвески с опускающимся за волной объектом, что предотвращает динамический удар при стыковке с ШУ. Использование гидравлического привода вместо электрического в режиме принудительного переключения спуска-подъема грузовой подвески с частотой волны повышает надежность системы слежения.
После стыковки автоматического захвата с ШУ грузовая лебедка программно останавливается по сигналу резкого снижения нагрузки, а следящие лебедки продолжают работать в автоматическом режиме. Джойстик 29 устанавливается в положение ПОДЪЕМ. В этом положении джойстика 29 кнопка включения дублирующей цепи питания 36 автоматически выключается, и в работу включается амортизатор 27. Блок управления 7 подает команду на реле 11. При этом барабаны 17 лебедки 1 снимаются с тормозов 14. На электродвигателе 4 грузовой лебедки 1 создается постоянный момент, настроенный на выбирание грузового каната с усилием натяжения, адекватным массе объекта в воздухе с учетом динамических нагрузок. Одновременно получает питание реле 32. Реле 32 контактом 33 размыкает цепь системы управления следящей лебедки 2. При этом электродвигатель 5 и реле управления тормозами 12 теряют питание, и лебедка 2 затормаживается. Амортизатор 27 отрегулирован на усилие, заданное грузовой лебедке, и его шток 28 выдвинут в среднее положение.
По мере подъема объекта до поверхности воды с уменьшением осадки вода из проницаемых частей корпуса, находящаяся выше ватерлинии, будет сливаться через вырезы в его легком корпусе в соответствии с грузовым размером проницаемых частей [4].
Цикл колебаний повторяется до полного слива воды из легкого корпуса, после чего обеспечивается отрыв объекта от поверхности воды и его подъем на борт судна. После установки объекта на кильблоки СПУ приводится в исходное состояние.
Изобретение обладает новизной и полезностью. Обеспечивается надежность работы СПУ в более сложных погодных условиях по сравнению с прототипом.
Предложенная конструкция СПУ обеспечит также спуск и подъем однокорпусных объектов равной массы в воздухе, в том числе подъем с поверхности воды всплывающих спасательных камер, снабженных штоковыми устройствами [5].
Изобретение может быть использовано при разработке конструкции СПУ бортового, кормового или шахтного типа для спасательных и других судов-носителей подводных аппаратов, сверхмалых пл и других двухкорпусных объектов.
Литература
1. Устройство для спуска и подъема плавучих объектов. А.С. 919264, (Обзор изобретений, ранее закрытых для печати, «Судостроение и судовождение, океанография», часть 1, п. 111), http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7509.html, 2004.
2. Способ управления подъемом двухкорпусного плавучего объекта и устройство для его осуществления. Патент №2556135.
3. Судовые устройства. Справочник под редакцией д-ра техн. наук проф. М.Н. Александрова, Л «Судостроение», 1987, с 619-622
4. Справочник специалиста аварийно-спасательной службы, часть II, Воениздат, М-1963, с 27
5. Камера спасательная всплывающая. Патент №2479463