CN207747989U - 一种船舶浮态辅助控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种船舶浮态辅助控制装置，本实用新型能够以较快的速度将船舶的浮态调整至指令倾角范围内，提高了调整效率。通过船舶浮态自动控制台输入船舶的浮态角(包括横倾角、纵倾角)，并综合各传感器采集到的实际浮态角、压载舱实际压载水量等数据，控制压载泵启动并开启相应的气动遥控蝶阀，以达到调驳或注、排压载水，最后实现控制船舶的横倾或纵倾的目的；实现以最少的液体载荷变动来满足要求；纵倾、横倾有序调整；减少压载量，优先序为反向调驳压载水、排出压载水、加注压载水等。通过控制不同的气动阀、压载泵，可以实现在不同的压载舱之间调驳压载水，对不同的压载舱进行注排水操作。
Description
技术领域
本实用新型涉及船用装置领域，具体涉及一种船舶浮态辅助控制装置。
背景技术
船舶通过将压载水注入压载水舱或自压载水舱排出压载水，以使船体保持恰当的排水量、船体纵向和横向平衡，并维持适当的稳心高度。目前，船舶的浮态调整一般由富有实践经验的船员根据船舶的实际倾角或船舶的破损位置定型地确定压载水系统的调驳方案。这种全凭经验的方法不仅效率低，而且危急情况下船舶浮态调整效果受人为因素的影响较大，容易导致不应有的海难事故发生。
专利号CN201410557626.2提出了一种具有压载功能的大型货船船体自动平衡方法和系统，通过平衡控制器控制多个相互独立的平衡舱的水量，以保持船体整体的水平状态。该结构简单，但针对每一个管道都装设水泵进行水量调整，明显不够经济，且对于船舶受损进水而导致的状态变化则无法有效实施调整。专利号CN201510828619.6提出了一种船舶压载系统，主要包括：系统服务器、压载泵系统、阀门遥控系统、液位遥控系统、船舶吃水系统和N个压载水舱等。通过服务器和各系统相连接，根据船舶浮态变化参数，调整各压载舱的水位量，使得船体应力满足相关要求，能够在保证船舶安全性及装卸货效率的前提下，提高工作效率。但在如何克服大型船舶在配载时理论压载水需求量和实际压载水需求量误差较大问题没有给出解决方案，人员与压载系统的交互性也未给予体现。因此，设置一种船舶浮态辅助控制装置，快速、准确地通过压载水系统将船舶调整至理想的浮态，具有较强的工程应用价值。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种船舶浮态辅助控制装置，具有自动计算并实施船舶浮态自动控制的特点。
本实用新型解决上述问题的技术方案为：一种船舶浮态辅助控制装置，包括船舶浮态自动控制台、压载泵、液位传感器、倾角传感器；
压载泵一端通过主注水管与舷外注水箱相连，另一端通过主排水管与舷外排水箱相连，主注水管上设有第九气动阀，主排水管上设有第十气动阀；第四压载水舱通过第一管道与主排水管相连，第一管道上设有第五气动阀；第二管道一端与第一管道相连，另一端与第七管道相连，第二管道上设有第六气动阀、第二气动阀；第二管道通过第三管道与主进水管相连，第三管道上设有第四管道；第四管道与第三压载水舱相连，第四管道上设有第七气动阀；第五管道一端与第四管道相连，另一端与第六管道相连，第五管道上设有第四气动阀、第八气动阀；第六管道一端与第一压载水舱相连，另一端与第二管道相连，第六管道上设有第三气动阀；第七管道一端与第二压载水舱相连，另一端与第五管道相连，第七管道上设有第一气动阀；
第一压载水舱、第二压载水舱、第三压载水舱、第四压载水舱均设有液位传感器、倾角传感器；
所述液位传感器、倾角传感器、压载泵分别与船舶浮态自动控制台之间电连接。
所述船舶浮态自动控制台包括PI控制器、PI控制交互模块，所述船舶浮态自动控制台用于输入船舶的浮态角，接收液位传感器、倾角传感器、高低液位传感器数据，控制压载泵启动，开启气动阀。
所述船舶的浮态角包括指令横倾角、指令纵倾角，指令横倾角为0°，-1.5°＜指令纵倾角≤0°。
所述船舶浮态自动控制台可以选择手动控制模式或自动控制模式，当选为手动控制模式时，气动遥控阀门可以在PI控制交互模块中遥控打开或关闭，手动遥控压载泵启停；当选为自动控制模式时，PI控制器自动打开或关闭相应气动阀门，并控制压载泵的启停。
本实用新型具有有益效果：本实用新型能够以较快的速度将船舶的浮态调整至指令倾角范围内；无论操作人员是否具备良好的经验，都能够以较快的速度将船舶纵倾、横倾调整至合理的倾角范围内，提高了调整效率。通过船舶浮态自动控制台输入船舶的船舶的浮态角(包括横倾角、纵倾角)，并综合各传感器采集到的实际浮态角、压载舱实际压载水量等数据，控制压载泵启动并开启相应的气动遥控蝶阀，以达到调驳或注、排压载水，最后实现控制船舶的横倾或纵倾的目的；实现以最少的液体载荷变动来满足要求；纵倾、横倾有序调整；减少压载量，优先序为反向调驳压载水、排出压载水、加注压载水等。通过控制不同的气动阀、压载泵，可以实现在不同的压载舱之间调驳压载水，对不同的压载舱进行注排水操作。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图2为本实用新型传播浮态调整逻辑框图。
图3为本实用新型控制原理图。
图中，1-船舶浮态自动控制台，2-压载泵，3-液位传感器，4-倾角传感器，5-主注水管，6-舷外注水箱，7-主排水管，8-舷外排水箱，9-第一管道，10-第二管道，11-第三管道，12-第四管道，13-第五管道，14-第六管道，15-第七管道， 16-第一气动阀，17-第二气动阀，18-第三气动阀，19-第四气动阀，20-第五气动阀，21-第六气动阀，22-第七气动阀，23-第八气动阀，24-第九气动阀，25-第十气动阀，26-第一压载水舱，27-第二压载水舱，28-第三压载水舱，29-第四压载水舱。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
一种船舶浮态辅助控制装置，包括船舶浮态自动控制台、压载泵、液位传感器、倾角传感器；
压载泵一端通过主注水管与舷外注水箱相连，另一端通过主排水管与舷外排水箱相连，主注水管上设有第九气动阀，主排水管上设有第十气动阀；第四压载水舱通过第一管道与主排水管相连，第一管道上设有第五气动阀；第二管道一端与第一管道相连，另一端与第七管道相连，第二管道上设有第六气动阀、第二气动阀；第二管道通过第三管道与主进水管相连，第三管道上设有第四管道；第四管道与第三压载水舱相连，第四管道上设有第七气动阀；第五管道一端与第四管道相连，另一端与第六管道相连，第五管道上设有第四气动阀、第八气动阀；第六管道一端与第一压载水舱相连，另一端与第二管道相连，第六管道上设有第三气动阀；第七管道一端与第二压载水舱相连，另一端与第五管道相连，第七管道上设有第一气动阀；
第一压载水舱、第二压载水舱、第三压载水舱、第四压载水舱均设有液位传感器、倾角传感器；
所述液位传感器、倾角传感器、压载泵分别与船舶浮态自动控制台之间电连接。
所述船舶浮态自动控制台包括PI控制器、PI控制交互模块，所述船舶浮态自动控制台用于输入船舶的浮态角，接收液位传感器、倾角传感器、高低液位传感器数据，控制压载泵启动，开启气动阀。
所述船舶浮态自动控制台可以选择手动控制模式或自动控制模式，当选为手动控制模式时，气动遥控阀门可以在PI控制交互模块中遥控打开或关闭，手动遥控压载泵启停；当选为自动控制模式时，PI控制器自动打开或关闭相应气动阀门，并控制压载泵的启停。
船舶有8种倾斜状态，分别为右倾、左倾、尾倾、首倾、尾右倾、尾左倾、首右倾、首左倾。对船舶进行调整时，船舶浮态自动控制台根据传感器采集到的数据，判断船舶浮态，得出船舶扶正力矩，根据扶正力矩，调整船舶浮态，调整后船舶浮态自动控制台再次计算船舶的浮态与稳性，若满足要求结束调整，不满足要求，则再次调整。
船舶浮态自动控制台的指令横倾角设置为0°，-1.5°＜指令纵倾角≤0°，依据指令倾角与反馈的倾角差以及当前各压载舱的液位状态，遥控压载泵启动，同时控制相应的气动遥控阀开启，实现压载水调驳。调驳过程中，当相关压载舱水位接近高位或低位报警水位时，系统程序控制停泵、遥控新的气动阀开关，然后重新调驳压载水，直至船舶浮态满足要求。当从第一压载水舱往第四压载水舱调驳压载水时，则通过打开气动阀第四气动阀和第六气动阀，其余气动阀全部关闭；向第一压载舱里注水时打开通舷外的第九气动阀、第六气动阀，关闭其他舱室的气动阀。
本实用新型可以拓展至调驳燃油、淡水等系统中，不仅仅用于调整压载水；可以根据各种液位舱室的实时液位、船艇装载状态等数据，通过燃油、滑油、海水、淡水调驳，以快速调整船艇的浮态。不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。
Claims (5)
1.一种船舶浮态辅助控制装置，其特征在于，包括船舶浮态自动控制台、压载泵、液位传感器、倾角传感器；
压载泵一端通过主注水管与舷外注水箱相连，另一端通过主排水管与舷外排水箱相连，主注水管上设有第九气动阀，主排水管上设有第十气动阀；第四压载水舱通过第一管道与主排水管相连，第一管道上设有第五气动阀；第二管道一端与第一管道相连，另一端与第七管道相连，第二管道上设有第六气动阀、第二气动阀；第二管道通过第三管道与主进水管相连，第三管道上设有第四管道；第四管道与第三压载水舱相连，第四管道上设有第七气动阀；第五管道一端与第四管道相连，另一端与第六管道相连，第五管道上设有第四气动阀、第八气动阀；第六管道一端与第一压载水舱相连，另一端与第二管道相连，第六管道上设有第三气动阀；第七管道一端与第二压载水舱相连，另一端与第五管道相连，第七管道上设有第一气动阀；
第一压载水舱、第二压载水舱、第三压载水舱、第四压载水舱均设有液位传感器、倾角传感器。
2.如权利要求1所述的一种船舶浮态辅助控制装置，其特征在于，所述液位传感器、倾角传感器、压载泵分别与船舶浮态自动控制台之间电连接。
3.如权利要求1或2之一所述的一种船舶浮态辅助控制装置，其特征在于，所述船舶浮态自动控制台包括PI控制器、PI控制交互模块，所述船舶浮态自动控制台用于输入船舶的浮态角，接收液位传感器、倾角传感器、高低液位传感器数据，控制压载泵启动，开启气动阀。
4.如权利要求3所述的一种船舶浮态辅助控制装置，其特征在于，所述船舶的浮态角包括指令横倾角、指令纵倾角，指令横倾角为0°，-1.5°＜指令纵倾角≤0°。
5.如权利要求3所述的一种船舶浮态辅助控制装置，其特征在于，所述船舶浮态自动控制台可以选择手动控制模式或自动控制模式，当选为手动控制模式时，气动遥控阀门可以在PI控制交互模块中遥控打开或关闭，手动遥控压载泵启停；当选为自动控制模式时，PI控制器自动打开或关闭相应气动阀门，并控制压载泵的启停。
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109295948A (zh) * | 2018-08-24 | 2019-02-01 | 武汉船用机械有限责任公司 | 一种自升式平台自动配载的方法和系统 |
| CN110550163A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-12-10 | 南通中远海运川崎船舶工程有限公司 | 一种基于最优纵倾的自动调节船舶纵倾系统 |
| CN111627288A (zh) * | 2020-06-13 | 2020-09-04 | 南通大学 | 一种船用液位遥测和阀门遥控系统实验装置及其控制方法 |
| CN111874156A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-11-03 | 广船国际有限公司 | 一种压载水系统及船舶 |
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