NL1011728C2

NL1011728C2 - Device for balancing a vessel.

Info

Publication number: NL1011728C2
Application number: NL1011728A
Authority: NL
Inventors: Johannes Ravestein
Original assignee: Ravestein Container Pontoon B
Priority date: 1999-04-02
Filing date: 1999-04-02
Publication date: 2000-10-03
Also published as: EP1040997A1

Description

INRICHTING VOOR HET IN BALANS BRENGEN VAN EEN VAARTUIGDEVICE FOR BALANCING A VESSEL

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het in balans brengen van een vaartuig.The present invention relates to a vessel balancing device.

In de praktijk doet zich bijvoorbeeld tijdens het beladen van een vaartuig met vracht, bijvoorbeeld een binnenvaartschip met containers, het probleem voor dat het vaartuig overhelt naar de zwaarder beladen zijde. Het verder beladen van het vaartuig kan dan pas doorgang vinden nadat het vaartuig weer in balans is gebracht. Dit in balans brengen vindt plaats door het overpompen van ballastwater naar speciaal daarvoor aanwezige ballasttanks. Het nadeel van deze oplossing is dat zeer grote pompen nodig zijn om het in balans brengen met enigszins acceptabele snelheid te kunnen uitvoeren.In practice, for example, when a vessel is loaded with cargo, for example an inland vessel with containers, the problem arises that the vessel tilts to the heavier loaded side. The further loading of the vessel can then proceed only after the vessel has been brought back into balance. This balancing takes place by transferring ballast water to specially provided ballast tanks. The drawback of this solution is that very large pumps are required to perform balancing at somewhat acceptable speed.

De uitvinding heeft tot doel om een inrichting van de bovengenoemde soort te verschaffen, die dit nadeel niet heeft.The object of the invention is to provide a device of the above type which does not have this drawback.

De inrichting volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van: ten minste één lichaam met een zekere massa, welk lichaam in hoofdzaak in dwarsrichting van het vaartuig beweegbaar is; aandrijfmiddelen voor het bewegen van het lichaam; meetmiddelen voor het meten van de hellingshoek van het vaartuig; en besturingsmiddelen voor het aansturen van de aandrijfmiddelen bij een door de meetmiddelen gemeten eerste waarde van de hellingshoek, welke eerste waarde ongelijk is aan nul, voor het bewegen van het lichaam naar een evenwichtspositie, waarin de hellingshoek een tweede waarde heeft, die bij voorkeur in hoofdzaak gelijk is aan nul.To this end, the device according to the invention is characterized in that the device is provided with: at least one body with a certain mass, which body is movable substantially in transverse direction of the vessel; drive means for moving the body; measuring means for measuring the angle of inclination of the vessel; and control means for controlling the drive means at a first value of the angle of inclination, which first value is not equal to zero, measured by the measuring means, for moving the body to an equilibrium position, in which the angle of inclination has a second value, which is preferably in essentially equals zero.

In een eerste voorkeursuitvoeringsvorm bestaat het materiaal van het lichaam in hoofdzaak uit een vaste stof met een hoog soortelijk gewicht. Een voorbeeld van een geschikt materiaal is staal vanwege de goede bewerkbaarheid en lage kosten.In a first preferred embodiment, the material of the body consists essentially of a solid with a high specific weight. An example of a suitable material is steel because of its good machinability and low cost.

In een compacte voorkeursuitvoeringsvorm heeft het 101 1728 2 lichaam een algemeen rechthoekige vorm.In a compact preferred embodiment, the 101 1728 2 body has a generally rectangular shape.

In een verdere, praktische voorkeursuitvoeringsvorm is het lichaam bevestigd op geleiders. Bij voorkeur is een eerste stel geleiders aan weerszijden van het lichaam 5 aangebracht voor samenwerking met een tweede stel contrageleiders, dat aan het vaartuig is bevestigd. Ter faciliëring van de beweging omvatten de geleiders een materiaal met een lage wrijvingscoëfficient, bijvoorbeeld kunststof, zoals Teflon.In a further, practical preferred embodiment, the body is mounted on guides. Preferably, a first set of guides is provided on either side of the body 5 for co-operation with a second set of counter guides attached to the vessel. To facilitate the movement, the guides comprise a material with a low coefficient of friction, for example plastic, such as Teflon.

10 Bij voorkeur zijn de aandrijfmiddelen hydraulisch uitgevoerd. Er kan met één hydraulische cilinder worden volstaan, wanneer deze in hoofdzaak op het midden van het lichaam aangrijpt.The drive means are preferably constructed hydraulically. One hydraulic cylinder will suffice if it engages substantially on the center of the body.

De meetmiddelen omvatten bij voorkeur een in de handel 15 verkrijgbare inclinometer.The measuring means preferably comprise a commercially available inclinometer.

In een elegante voorkeursuitvoeringsvorm zijn de besturingsmiddelen ingericht voor het in samenwerking met de meetmiddelen automatisch aansturen van de aandrijfmiddelen voor het naar de evenwichtspositie bewegen van het lichaam.In an elegant preferred embodiment, the control means are arranged for automatically controlling the drive means in cooperation with the measuring means for moving the body to the equilibrium position.

20 Dit is bijvoorbeeld realiseerbaar middels een plc-besturing.20 This can be achieved, for example, by means of a PLC control system.

In de meest compacte voorkeursuitvoeringsvorm omvat de inrichting volgens de uitvinding één lichaam.In the most compact preferred embodiment, the device according to the invention comprises one body.

In een alternatieve uitvoeringsvorm omvat de inrichting twee lichamen, die op enige onderlinge afstand zijn 25 geplaatst.In an alternative embodiment, the device comprises two bodies spaced some distance apart.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een vaartuig, zoals een containerschip, voorzien van een inrichting volgens de uitvinding.The invention also relates to a vessel, such as a container ship, provided with a device according to the invention.

De uivinding zal nu in meer detail worden besproken aan 30 de hand van de tekeningen, waarinThe invention will now be discussed in more detail with reference to the drawings, in which

Figuur 1 een schematisch aanzicht toont van een containerschip voorzien van een inrichting volgens de uitvinding; enFigure 1 shows a schematic view of a container ship provided with a device according to the invention; and

Figuur 2 de inrichting volgens de uitvinding uit figuur 1 35 in meer detail toont.Figure 2 shows the device according to the invention from Figure 1 in more detail.

Figuur 1 toont een containerschip 13, dat is voorzien van een inrichting 14 volgens de uitvinding. Containerschip 13 is 10117 2 8 3 van een smal type dat plaats biedt aan twee rijen containers naast elkaar. Door de smalle breedte is dit schip bij uitstek geschikt voor de binnenvaart, omdat het schip probleemloos ook de kleinere rivieren kan bevaren. Door de kleine breedte 5 doet zich echter wel het probleem voor dat na belading van een container aan één zijde het schip naar deze zijde zal overhellen. De hellingshoek zal in veel gevallen zodanig zijn (bijvoorbeeld 5 a 6 graden) dat het schip eerst middels inrichting 14 in balans dient te worden gebracht alvorens een 10 volgende container geladen kan worden.Figure 1 shows a container ship 13, which is provided with a device 14 according to the invention. Container vessel 13 is 10117 2 8 3 of a narrow type that can accommodate two rows of containers side by side. Due to its narrow width, this ship is ideally suited for inland shipping, because the ship can also navigate the smaller rivers without any problems. However, due to the small width 5, the problem arises that after loading a container on one side the ship will tilt to this side. The angle of inclination will in many cases be such (for instance 5 to 6 degrees) that the ship must first be brought into balance by means of device 14 before the next container can be loaded.

Inrichting 14 omvat een vast lichaam 1 met een algemeen rechthoekige vorm. Bij voorkeur is het materiaal van het lichaam een vaste stof met een hoog soortelijk gewicht. Geschikte voorbeelden zijn staal, lood en vele vergelijkbare, 15 aan een deskundige op het vakgebied bekende materialen. Ook legeringen van stoffen met een voldoende hoog soortelijk gewicht zijn bruikbaar. Daarnaast is het denkbaar om als alternatief een houder gevuld met een vloeistof toe te passen.Device 14 comprises a solid body 1 of a generally rectangular shape. Preferably, the material of the body is a high specific gravity solid. Suitable examples are steel, lead and many comparable materials known to a person skilled in the art. Alloys of substances with a sufficiently high specific weight can also be used. In addition, it is conceivable to alternatively use a container filled with a liquid.

20 Figuur 2 toont inrichting 14 in meer detail. Lichaam 1 is beweegbaar bevestigd op geleiderrails 2 en 3. Een paar geleiders 2 is aan weerszijden van lichaam 1 bevestigd en werkt samen met een stel contrageleiders 3, dat aan vaartuig 13 is bevestigd. Op de contactvlakken van één of meer van de 25 geleiders is een laag 4 van kunststof met een lage wrijvingscoëfficient aangebracht. Voorbeelden van geschikte kunststoffen zijn Teflon en Hakorit. Een extra geleiding 5 voor lichaam 1 is op de bodem van vaartuig 13 aangebracht. De oriëntatie van inrichting 14 is zodanig dat het lichaam l in 30 hoofdzaak in dwarsrichting van het vaartuig 13 beweegbaar is.Figure 2 shows device 14 in more detail. Body 1 is movably mounted on guide rails 2 and 3. A pair of guides 2 are attached on either side of body 1 and interact with a pair of counter guides 3 attached to vessel 13. A layer 4 of plastic with a low coefficient of friction is applied to the contact surfaces of one or more of the conductors. Examples of suitable plastics are Teflon and Hakorit. An additional guide 5 for body 1 is arranged on the bottom of vessel 13. The orientation of device 14 is such that the body 1 is movable substantially transversely of the vessel 13.

De aandrijving voor lichaam 1 is bijvoorkeur hydraulisch uitgevoerd en omvat een hydraulisch circuit met daarin opgenomen een hydropomp 9, een tank 7 met hydraulische vloeistof, kleppen 11, leidingen 10 en een hydraulische 35 cilinder 6. Een elektromotor 8 drijft de hydropomp 9 aan.The drive for body 1 is preferably of a hydraulic design and comprises a hydraulic circuit comprising a hydropump 9, a tank 7 with hydraulic fluid, valves 11, lines 10 and a hydraulic cylinder 6. An electric motor 8 drives the hydropump 9.

De cilinder 6 grijpt in het midden op lichaam 1 aan en kan het lichaam middels een continue beweging naar elke 1011728 4 gewenste positie op de geleiderrails brengen.The cylinder 6 engages body 1 in the center and can move the body by means of a continuous movement to any desired position on the guide rails.

Meetmiddelen 12, bijvoorbeeld een in de handel verkrijgbare inclinometer, werken samen met besturingsmiddelen 15, bijvoorbeeld een plc-besturing, voor 5 het aansturen van de aandrijfmiddelen.Measuring means 12, for example a commercially available inclinometer, cooperate with control means 15, for example a PLC control, for controlling the drive means.

De werking van inrichting 14 is als volgt. Zodra, bijvoorbeeld tijdens het beladen, met behulp van de inclinometer 12 een inclinatie van vaartuig 13 naar bakboord of stuurboord met een bijbehorende hellingshoek met een 10 grootte van minimaal een eerste waarde wordt gemeten, stuurt de plc-besturing 15 lichaam 1 in tegenovergestelde richting totdat lichaam 1 de evenwichtspositie heeft bereikt, dat wil zeggen de positie waarin de hellingshoek een tweede waarde heeft, die bij voorkeur zodanig is dat de hoekverdraaiing 15 voldoende is geneutraliseerd om verder beladen mogelijk te maken. In deze voorkeursuitvoeringsvorm vindt het balanceren geheel automatisch plaats op basis van een terugkoppelingsprincipe, dat wil zeggen dat de positie van lichaam 1 door de aandrijfmiddelen onder invloed van de 20 besturingsmiddelen net zolang wordt bijgesteld totdat de inclinometer aangeeft dat de gewenste tweede waarde van de hellingshoek is bereikt. Wellicht ten overvloede wordt opgemerkt dat in het kader van deze aanvrage met de term hellingshoek de op het relevante vakgebied bekende betekenis 25 van deze term is bedoeld, namelijk: de hoek die het vaartuig maakt met de horizon.The operation of device 14 is as follows. As soon as, for example, during loading, an inclination from vessel 13 to port or starboard with an associated angle of inclination with a magnitude of at least a first value is measured with the aid of the inclinometer 12, the plc control 15 steers body 1 in the opposite direction until body 1 has reached the equilibrium position, i.e. the position in which the angle of inclination has a second value, which is preferably such that the angle rotation 15 is neutralized sufficiently to allow further loading. In this preferred embodiment the balancing takes place fully automatically on the basis of a feedback principle, ie the position of body 1 is adjusted by the drive means under the influence of the control means until the inclinometer indicates that the desired second value of the angle of inclination is reached. It is perhaps superfluous to note that in the context of this application the term inclination angle refers to the meaning of this term known in the relevant field, namely: the angle that the vessel makes with the horizon.

Bij voorkeur zijn de besturingsmiddelen zodanig ingericht dat de eerste en tweede waarde instelbaar zijn. De eerste waarde is groter dan nul, bijvoorbeeld enkele graden, en de 30 tweede waarde is in hoofdzaak gelijk aan nul. In de praktijk is enige tolerantie in deze waarden, bijvoorbeeld van een halve graad, toegestaan.The control means are preferably arranged such that the first and second values are adjustable. The first value is greater than zero, for example, a few degrees, and the second value is substantially equal to zero. In practice, some tolerance in these values, for example of half a degree, is allowed.

Als alternatief is het ook denkbaar dat de besturingsmiddelen zijn ingericht om na ontvangst van een 35 extern commando de aandrijfmiddelen aan te sturen om het lichaam naar de evenwichtspositie te bewegen. Een dergelijk commando kan bijvoorbeeld middels handmatige bediening worden 101 1728 5 ingegeven. Dit kan bijvoorbeeld na afgifte van een waarschuwingssignaal van de inclinometer dat de hoekverdraaiing van het vaartuig een te grote waarde heeft aangenomen.Alternatively, it is also conceivable for the control means to be arranged to control the drive means after receiving an external command to move the body to the equilibrium position. Such a command can be entered, for example, by manual operation 101 1728 5. This can be done, for example, after a warning signal from the inclinometer has been issued that the angular rotation of the vessel has assumed too great a value.

5 In de getoonde uitvoeringsvorm is lichaam 1 in de achtersteven van vaartuig 13 aangebracht. In een (niet getoonde) alternatieve uitvoeringsvorm kan inrichting 14 twee lichamen omvatten, waarvan er bijvoorbeeld één voorin in het vaartuig en één achterin in het vaartuig is aangebracht. De 10 uitvoering van elk van deze lichamen kan gelijk zijn aan de bovenbeschreven uitvoeringsvorm van lichaam 1.In the shown embodiment, body 1 is arranged in the stern of vessel 13. In an alternative embodiment (not shown), device 14 may comprise two bodies, one of which is arranged, for example, in the front of the vessel and one in the rear of the vessel. The embodiment of each of these bodies can be the same as the above-described embodiment of body 1.

Het gewicht van lichaam 1 is afgestemd op het type vaartuig en het gewicht van de daarop te laden last. In de beschreven toepassing op een containerschip met laadruimte 15 voor twee rijen containers van bijvoorbeeld 24 ton per stuk naast elkaar zal een gewicht van 12 ton naar verwachting uitstekend voldoen. Bij een groter containerschip dat ruimte biedt aan meerdere rijen naast elkaar geplaatste containers van bijvoorbeeld 32 ton per stuk is een lichaam met een 20 groter gewicht vereist. Bij de uitvoering met twee lichamen is het gewicht bij voorkeur gelijkelijk over beide lichamen verdeeld, hoewel dit niet noodzakelijk is. Opgemerkt wordt dat handig gebruik gemaakt kan worden van het hefboomprincipe om het gewicht van lichaam 1 te reduceren door de lengte van 25 de geleiders langer te kiezen. Desgewenst kan de lengte van de geleiders zo lang zijn dat het lichaam zich, in dwarsrichting van het vaartuig gezien, voorbij de containers bevindt.The weight of body 1 is adapted to the type of vessel and the weight of the load to be loaded on it. In the application described on a container ship with loading space 15 for two rows of containers of, for example, 24 tons each next to each other, a weight of 12 tons is expected to suffice. With a larger container ship that can accommodate several rows of containers placed side by side, for instance 32 tons each, a body with a greater weight is required. In the two-body version, the weight is preferably evenly distributed over both bodies, although this is not necessary. It is noted that convenient use can be made of the lever principle to reduce the weight of body 1 by choosing the length of the conductors longer. If desired, the length of the guides may be so long that the body, viewed in transverse direction of the vessel, is beyond the containers.

De uitvinding is vanzelfsprekend niet beperkt tot de 30 beschreven of getoonde uitvoeringsvorm(en). Met name wordt opgemerkt dat de uitvinding tevens toegepast kan worden bij vaartuigen anders dan containerschepen. De uitvinding is in algemene zin toepasbaar bij alle daarvoor geschikte drijvende objecten, die gebalanceerd dienen te worden, waaronder 35 bijvoorbeeld pontons. Verder kan de inrichting volgens de 1 uitvinding als hulpmiddel dienen in velerlei andere situaties naast die van het beladen. De uitvinding strekt zich derhalve 1011728 6 in het algemeen uit tot elke uitvoeringsvorm die valt binnen de reikwijdte van de bijgevoegde conclusies bezien in het licht van de voorgaande beschrijving en tekeningen.The invention is of course not limited to the embodiment (s) described or shown. In particular it is noted that the invention can also be applied to vessels other than container ships. The invention is generally applicable to all suitable floating objects which need to be balanced, including, for example, pontoons. Furthermore, the device according to the invention can serve as an aid in many other situations besides that of loading. The invention therefore generally extends to any embodiment which falls within the scope of the appended claims as viewed in light of the foregoing description and drawings.

5 10117285 1011728

Claims

Device for balancing a vessel, characterized in that the device is provided with: - at least one body with a certain mass, which body is movable substantially in transverse direction of the vessel 5; drive means for moving the body; - measuring means for measuring the angle of inclination of the vessel; and - control means for controlling the drive means at a first value of the angle of inclination, which first value is not equal to zero, measured by the measuring means, for moving the body to an equilibrium position, in which the angle of inclination has a second value, which preference is substantially equal to zero.

The device according to claim 1, wherein the material of the body consists essentially of a solid with a high specific gravity.

The device of claim 2, wherein the material is steel.

The device of claim 1, 2 or 3, wherein the body has a generally rectangular shape.

The device according to any of the preceding claims, wherein the body is mounted on guides.

6. The device of claim 5, wherein a first set of guides is arranged on either side of the body for co-operation with a second set of counter guides attached to the vessel.

7. Device as claimed in claim 5 or 6, wherein the conductors comprise a material with a low friction coefficient, for instance plastic, such as Teflon.

8. Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the drive means are constructed hydraulically and comprise at least one hydraulic cylinder.

The device of claim 8, wherein the cylinder 1011728 engages substantially on the center of the body.

Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the measuring means comprise an inclinometer.

11. Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the control means are arranged for automatically controlling the drive means for moving the body to the equilibrium position in cooperation with the measuring means.

12. Device as claimed in claim 11, wherein the control means comprise a PLC control.

Device according to any of the preceding claims, wherein the device comprises one body.

14. Device as claimed in any of the foregoing claims 1 to 13, wherein the device comprises two bodies which are placed at some mutual distance.

Vessel, such as a container ship, provided with a device according to any one of the preceding claims. 20 1011728