RU2764762C1 - Device for protecting sluicegates from ship collisions - Google Patents
Device for protecting sluicegates from ship collisions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2764762C1 RU2764762C1 RU2021110317A RU2021110317A RU2764762C1 RU 2764762 C1 RU2764762 C1 RU 2764762C1 RU 2021110317 A RU2021110317 A RU 2021110317A RU 2021110317 A RU2021110317 A RU 2021110317A RU 2764762 C1 RU2764762 C1 RU 2764762C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vessel
- lock
- transverse beam
- lock chamber
- protecting
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02C—SHIP-LIFTING DEVICES OR MECHANISMS
- E02C1/00—Locks or dry-docks; Shaft locks, i.e. locks of which one front side is formed by a solid wall with an opening in the lower part through which the ships pass
- E02C1/10—Equipment for use in connection with the navigation of ships in locks; Mooring equipment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Barrages (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области водного транспорта и предназначено для защиты ворот судоходных шлюзов от навала судов при шлюзовании.The invention relates to the field of water transport and is intended to protect the gates of shipping locks from bulk ships during locking.
Известны предохранительные устройства защиты ворот судоходного шлюза от навала судна с применением систем торможения на основе перекрытия пролета шлюза жестким заградительным элементом (жесткая балка «шлагбаум»), гибким элементом (канат, цепь) (см. пат. RU № 2726893; пат. RU № 2532036; пат. RU № 2425922; пат. RU № 2511249), а также устройств, в которых эффективность торможения судна обеспечивается трением с использованием фрикционного материала (пат. RU № 170899; пат. RU № 2579229; пат. RU № 2428541). Known safety devices for protecting the gates of the shipping lock from the bulk of the vessel using braking systems based on the overlap of the span of the lock with a rigid barrier element (rigid beam "barrier"), a flexible element (rope, chain) (see US Pat. RU No. 2726893; US Pat. RU No. 2532036; Pat. RU No. 2425922; Pat. RU No. 2511249), as well as devices in which the braking efficiency of the vessel is ensured by friction using friction material (Pat. RU No. 170899; Pat. RU No. 2579229; Pat. RU No. 2428541).
Недостатком устройств с жестким заградительным элементом является возможность повреждения корпуса судна при контакте с заградительным элементом (балки, троса, цепи), изготовленным из стали. Недостатком устройств с использованием фрикционного материала является сложность конструкции, требующей дополнительных конструктивных элементов в горизонтальных поверхностях стен шлюза, т.к. фрикционный элемент не взаимодействует непосредственно с корпусом судна. The disadvantage of devices with a rigid barrage element is the possibility of damage to the ship's hull in contact with a barrage element (beams, cables, chains) made of steel. The disadvantage of devices using friction material is the complexity of the design, which requires additional structural elements in the horizontal surfaces of the walls of the lock, because. the friction element does not interact directly with the ship's hull.
Из известных решений наиболее близким аналогом (прототипом) по технической сущности и назначению к заявляемому изобретению является устройство защиты ворот от навала судов по пат. РФ № 170899 МПК E02С1/10, опубл. 15.05.2017. Устройство-прототип состоит: из двух заградительных элементов, расположенных симметрично по обеим сторонам камеры шлюза в стеновых нишах и выполненных в виде подвижных и неподвижных балок, и контактирующих с ними баллонов из эластичного водонепроницаемого материала, соединенных с источником сжатого воздуха, подключенным к аппаратуре контроля скорости движения судна. При этом каждая подвижная балка установлена с возможностью ограниченного горизонтального перемещения, например, с помощью пары цепей (тросов), связанных через лебедки с аппаратурой контроля скорости.Of the known solutions, the closest analogue (prototype) in terms of technical essence and purpose to the claimed invention is a gate protection device from bulk ships according to US Pat. RF No. 170899 IPC E02C1 / 10, publ. May 15, 2017. The prototype device consists of two barrier elements located symmetrically on both sides of the lock chamber in wall niches and made in the form of movable and fixed beams, and cylinders in contact with them made of elastic waterproof material, connected to a compressed air source connected to speed control equipment vessel movements. Moreover, each movable beam is installed with the possibility of limited horizontal movement, for example, using a pair of chains (cables) connected through winches with speed control equipment.
При нарушении судном режима скорости контрольная аппаратура устройства подает сигнал в систему управления судопропуском. Тревожный сигнал передается на исполнительный орган автоматических клапанов, открывающих подачу воздуха в баллоны. Одновременно сигнал подается на лебедки, регулирующие длину цепей (тросов). Баллоны, наполняясь, перемещают подвижные балки по опорно-направляющим элементам в направлении движения судна. В результате происходит захват судна за его борта, и таким образом предотвращается его навал на ворота. Между бортами судна и резиновым слоем возникает сила трения, удерживающая судно после полностью погашенной энергии навала.If the vessel violates the speed regime, the control equipment of the device sends a signal to the navigation pass control system. An alarm signal is transmitted to the executive body of automatic valves that open the air supply to the cylinders. At the same time, a signal is sent to the winches that regulate the length of the chains (cables). Cylinders, being filled, move the movable beams along the support-guiding elements in the direction of the vessel's movement. As a result, the vessel is captured over its sides, and thus its bulk on the gate is prevented. Between the sides of the vessel and the rubber layer, a friction force arises, holding the vessel after the bulk energy has been completely extinguished.
Недостатком прототипа являются: The disadvantage of the prototype are:
ненадежность в обеспечении герметичности системы баллонов и трубопровода для подачи сжатого воздуха; unreliability in ensuring the tightness of the system of cylinders and the pipeline for supplying compressed air;
ограниченность применения при взаимодействии с судами, имеющими меньшую ширину;limited use when interacting with ships that have a smaller width;
недостаточная тормозная сила в контакте «тормозная балка – корпус судна» из-за ограниченных возможностей пневмоподушки; insufficient braking force in the contact "brake beam - ship's hull" due to the limited capabilities of the air bag;
невозможность использования устройства в условии изменения уровней воды при реверсивном движении судов из бьефа в бьеф.the impossibility of using the device in the condition of changing water levels during the reverse movement of vessels from pool to pool.
Предлагаемое изобретение позволяет повысить эффективность торможения судна при его подходе к воротам шлюза и расширить функциональные возможности устройства защиты при одновременном увеличении его надежности The present invention improves the braking efficiency of the ship when it approaches the lock gate and expands the functionality of the protection device while increasing its reliability.
Для решения проблемы используется следующая совокупность существенных признаков: в устройстве защиты ворот шлюза от навала судов, состоящем, также как и прототип, из двух подвижных балок, симметрично расположенных по обеим сторонам камеры шлюза в стеновых нишах, одними концами шарнирно соединенными со стенами камеры, а вторыми - с тросами, намотанными на барабаны автоматически управляемых лебедок, при этом лебедки закреплены на стенах камеры шлюза и связаны через компьютерную систему с аппаратурой контроля скорости судна, в отличие от прототипа, подвижные балки вторыми концами шарнирно соединены между собой поперечной балкой, при этом в днище камеры шлюза выполнена поперечная ниша для размещения поперечной балки в исходном положении и возможности беспрепятственного выхода из нее в рабочее положение, в свою очередь компьютерная система выполнена, с возможностью определения величины давления поперечной балки на днище судна в зависимости от водоизмещения судна, его осадки, скорости движения в шлюзе и оптимального пути торможения. To solve the problem, the following set of essential features is used: in the device for protecting the lock gate from bulk ships, consisting, like the prototype, of two movable beams symmetrically located on both sides of the lock chamber in wall niches, at one end hinged to the walls of the chamber, and the second - with cables wound on drums of automatically controlled winches, while the winches are fixed on the walls of the lock chamber and connected via a computer system with the ship's speed control equipment, unlike the prototype, the movable beams are hinged at the second ends by a transverse beam, while in the bottom of the lock chamber is made with a transverse niche for placing the transverse beam in the initial position and the possibility of unhindered exit from it to the working position, in turn, the computer system is made with the ability to determine the pressure of the transverse beam on the bottom of the vessel, depending on the displacement of the vessel, its draft, speed mobile ion in the gateway and the optimal braking path.
Сущность изобретения заключается в торможении судна перед воротами шлюза за счет подъема поперечной балки и прижатия ее к днищу судна (при нарушении им режима скорости движения) с силой, создающей трение между фрикционными поверхностями балки и судна, что обеспечивает эффективное торможение судна и прохождение им оптимального (расчетного) тормозного пути перед остановкой. Очевидным отличием заявляемого устройства от прототипа является то, что торможение судна осуществляется трением заградительного элемента о днище судна, а не о борта, что позволяет применять предлагаемое устройство независимо от ширины судна. The essence of the invention lies in the braking of the vessel in front of the lock gate by raising the transverse beam and pressing it to the bottom of the vessel (if it violates the speed regime) with a force that creates friction between the friction surfaces of the beam and the vessel, which ensures effective braking of the vessel and passing it through the optimal ( estimated) braking distance before stopping. The obvious difference between the proposed device and the prototype is that the braking of the vessel is carried out by friction of the barrier element on the bottom of the vessel, and not on the side, which allows the proposed device to be used regardless of the width of the vessel.
Энергия торможения судна определяется по формуле:The braking energy of the vessel is determined by the formula:
где сила трения в контакте «тормозная балка днище судна», н;where friction force in the contact "brake beam bottom of the vessel", n;
пройденный тормозной путь судна, м. Vessel stopping distance, m
Система торможения эффективна, если энергия торможения судна превышает энергию навала судна на ворота :The braking system is effective if the ship's braking energy is exceeds the energy of the ship's bulk on the gate :
, ,
которая определяется по формуле:which is determined by the formula:
где водоизмещение судна, кг;where vessel displacement, kg;
скорость судна, м/c; vessel speed, m/s;
коэффициент присоединения массы воды; coefficient of accession of the mass of water;
Пройденный тормозной путь определяется по формуле:The braking distance traveled is determined by the formula:
Таким образом, для эффективного торможения судна с оптимальной длиной тормозного пути, трос автоматически управляемой лебедки должен быть натянуть с силой R, которая определяется компьютерной системой по параметрам шлюзуемого судна: водоизмещению, осадке, скорости движения в шлюзе и оптимального пути торможения. Одновременно, с увеличением тормозной силы, судно получит дифферент, что также приведет к снижению инерционного движения судна. Thus, for effective braking of a ship with an optimal stopping distance, the cable of an automatically controlled winch must be pulled with a force R , which is determined by the computer system according to the parameters of the ship being locked: displacement, draft, speed in the lock and the optimal braking path. At the same time, with an increase in braking force, the ship will receive a trim, which will also lead to a decrease in the inertial movement of the ship.
Достоинством изобретения по сравнению с прототипом является также возможность применения устройства при изменениях уровней воды при реверсивном движении судов из бьефа в бьеф за счет использования поперечной балки, изменение высоты положения которой регулируется механизмом подъема (лебедкой). Устройство-прототип имеет статичное положение, которое не предусматривает его использование при различных уровнях воды и в этом случае, при переходе судна из верхнего бьефа (по уровню воды верхнего бьефа) в нижний бьеф, один заградительный элемент необходимо расположить на уровне воды верхнего бьефа, а при переходе судна из нижнего бьефа (по уровню воды нижнего бьефа) в верхний, второй аналогичный элемент необходимо расположить на уровне нижнего бьефа. В отличие от прототипа, в предлагаемом изобретении достаточно одного устройства.The advantage of the invention in comparison with the prototype is also the possibility of using the device with changes in water levels during the reverse movement of vessels from pool to pool due to the use of a transverse beam, the change in the height of which is controlled by the lifting mechanism (winch). The prototype device has a static position, which does not provide for its use at different water levels, and in this case, when the vessel moves from the upstream (according to the water level of the upstream) to the downstream, one barrier element must be located at the upstream water level, and when the vessel passes from the downstream (according to the water level of the downstream) to the upstream, the second similar element must be placed at the level of the downstream. Unlike the prototype, in the present invention, one device is sufficient.
Сопоставление предлагаемого устройства, предохраняющего ворота шлюза от навала судна с помощью заградительного органа, и его прототипа показало, что задача – повышение эффективности торможения судна при его подходе к воротам шлюза и расширение функциональных возможностей устройства защиты при одновременном увеличении его надежности, решается в результате новой совокупности признаков, что доказывает соответствие предлагаемого изобретения критерию «новизна».Comparison of the proposed device that protects the gate of the lock from the bulk of the vessel with the help of a barrier body, and its prototype showed that the task of increasing the braking efficiency of the vessel when it approaches the gate of the lock and expanding the functionality of the protection device while increasing its reliability, is solved as a result of a new combination features, which proves the compliance of the proposed invention with the criterion of "novelty".
В свою очередь, проведенный информационный поиск в области водного транспорта не выявил решений, содержащих отдельные отличительные признаки заявляемого изобретения, что позволяет сделать вывод о соответствии способа критерию «изобретательский уровень».In turn, the conducted information search in the field of water transport did not reveal solutions containing individual distinctive features of the claimed invention, which allows us to conclude that the method meets the criterion of "inventive step".
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: The essence of the invention is illustrated by drawings, where:
на фиг. 1 представлено схематическое изображение камеры шлюза с установленным в ней устройством защиты в плане; in fig. 1 shows a schematic representation of a lock chamber with a security device installed in it in plan;
на фиг. 2 - продольный разрез I-I фиг. 1.in fig. 2 is a longitudinal section I-I of FIG. one.
Устройство (фиг. 1, фиг. 2) защиты ворот судоходного шлюза состоит из поперечной балки 1 трубчатого сечения во фрикционной оболочке, выполненной из резины, обеспечивающей высокий коэффициент трения в контакте с корпусом судна. Поперечная балка 1 шарнирно крепится к подвижным балкам 2, а также к тросам 3 с помощью демпферных устройств (пружин) 4, снижающих негативное влияние динамической нагрузки на тросы 3. Подвижные балки 2 своими вторыми концами шарнирно крепятся к опорным шарнирам 5, установленным на стенах камеры шлюза 6. Шарнирное крепление поперечной балки 1 позволяет выполнять перемещение с помощью подъемных механизмов (автоматически управляемых лебедок) 7, связанных через компьютерную систему (на рис. не показано) с аппаратурой контроля скорости судна. Лебедки 7 включают в себя барабан, тормоз, редуктор и электродвигатель. В нерабочем (исходном) положении поперечная балка укладывается в нишу 8, выполненную в днище камеры шлюза 9. The device (Fig. 1, Fig. 2) protecting the gates of the shipping lock consists of a
Предлагаемое устройство работает следующим образом (фиг. 1, 2). The proposed device works as follows (Fig. 1, 2).
Датчики 10 аппаратуры контроля скорости, установленные на стенах шлюза в зоне ворот 11, при превышении скорости судна, приближающегося к воротам, передают сигнал на лебедки 7 с программным управлением. Лебедки 7 осуществляет подъем поперечной балки 1, прижимая ее к днищу судна и создавая трение между фрикционными поверхностями. При этом, демпферные устройства 4 гасят влияние динамической нагрузки на тросы 3, предотвращая их обрыв.
Предлагаемое изобретение позволяет:The present invention allows:
расширить функциональные возможности устройства защиты ворот шлюза за счет торможения судна независимо от его ширины;expand the functionality of the lock gate protection device by braking the vessel, regardless of its width;
более эффективно обеспечивать торможение в контакте «балка – корпус судна»;provide more efficient braking in the contact "beam - ship's hull";
помимо тормозной силы за счет трения, обеспечить тормозную силу за счет увеличения давления балки с помощью подъемного механизма, а также создания дифферента судна;in addition to the braking force due to friction, provide a braking force by increasing the pressure of the beam with the help of a lifting mechanism, as well as creating a trim of the vessel;
обеспечить возможность применения устройства при изменениях уровней воды в камере шлюза.ensure the possibility of using the device in case of changes in water levels in the lock chamber.
Конструкция устройства была разработана специалистами кафедры Гидротехнических сооружений, конструкций и гидравлики ФГБОУ ВО «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» в ходе научно-исследовательских работ. Были произведены расчеты, показавшие возможность использования устройства в шлюзовых камерах канала им. Москвы и гидроузлов Волжского каскада. В дальнейшем предполагается рекомендовать устройство для использования на внутренних водных путях Российской Федерации, что позволит значительно повысить безопасность шлюзования судов.The design of the device was developed by specialists of the Department of Hydraulic Structures, Structures and Hydraulics of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “State University of the Sea and River Fleet named after Admiral S.O. Makarov" in the course of research work. Calculations were made that showed the possibility of using the device in the lock chambers of the canal. Moscow and the waterworks of the Volga cascade. In the future, it is planned to recommend the device for use on the inland waterways of the Russian Federation, which will significantly improve the safety of ship locking.
Изложенное позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная применимость».The foregoing allows us to conclude that the invention meets the criterion of "industrial applicability".
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021110317A RU2764762C1 (en) | 2021-04-13 | 2021-04-13 | Device for protecting sluicegates from ship collisions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021110317A RU2764762C1 (en) | 2021-04-13 | 2021-04-13 | Device for protecting sluicegates from ship collisions |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2764762C1 true RU2764762C1 (en) | 2022-01-21 |
Family
ID=80445231
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021110317A RU2764762C1 (en) | 2021-04-13 | 2021-04-13 | Device for protecting sluicegates from ship collisions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2764762C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2416968A1 (en) * | 1974-04-08 | 1975-10-09 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Impact prevention system for shipping locks - has tensioned cable across lock and braking devices to slow motion of ship if caught by cable |
SU582361A1 (en) * | 1976-04-17 | 1977-11-30 | Ленинградский Институт Водного Транспорта | Device for protecting navigable lock gates from foul fall of ships |
CN108343044A (en) * | 2016-12-28 | 2018-07-31 | 青岛思拓新源知识产权服务有限公司 | A kind of ship lock region hull provisional protection mechanism and its means of defence |
CN210031747U (en) * | 2019-01-29 | 2020-02-07 | 庞双芹 | Hydrodynamic ship lock |
RU2726893C1 (en) * | 2019-06-10 | 2020-07-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова" | Safety device for protecting lock gate from ships docking impact |
-
2021
- 2021-04-13 RU RU2021110317A patent/RU2764762C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2416968A1 (en) * | 1974-04-08 | 1975-10-09 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Impact prevention system for shipping locks - has tensioned cable across lock and braking devices to slow motion of ship if caught by cable |
SU582361A1 (en) * | 1976-04-17 | 1977-11-30 | Ленинградский Институт Водного Транспорта | Device for protecting navigable lock gates from foul fall of ships |
CN108343044A (en) * | 2016-12-28 | 2018-07-31 | 青岛思拓新源知识产权服务有限公司 | A kind of ship lock region hull provisional protection mechanism and its means of defence |
CN210031747U (en) * | 2019-01-29 | 2020-02-07 | 庞双芹 | Hydrodynamic ship lock |
RU2726893C1 (en) * | 2019-06-10 | 2020-07-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова" | Safety device for protecting lock gate from ships docking impact |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100642338B1 (en) | Collision protecting guard for a pier construction at the sea | |
US7887254B2 (en) | Wave attenuator and security barrier system-adjustor | |
US9267253B2 (en) | Land-mounted flap gate | |
CN103906988A (en) | Marine barrier gate | |
US10890418B2 (en) | Vessel barrier system with energy dissipating unit | |
CA2961365A1 (en) | Deployable flexible flood mitigation wall | |
CA3151919A1 (en) | Systems and methods for deploying coastal underwater power generating stations, and systems and methods for fuel handling in an offshore manufactured nuclear platform, and systems and methods for defense of a prefabricated nuclear plant | |
RU2764762C1 (en) | Device for protecting sluicegates from ship collisions | |
US20160289907A1 (en) | Cable management for marine barriers and gate systems | |
RU2335599C2 (en) | Measures of protection of lock gate from docking impacts | |
RU152242U1 (en) | ENGINEERING AND PROTECTIVE OBSTACLE "CURTAIN" | |
RU2428541C2 (en) | System to protect gates of shipping lock | |
WO2012053897A2 (en) | An arrangement and a crane assembly for deployment and/ or retrieval of a payload at sea, and a movement attenuation payload deployment and/ or retrieval device, and a snubber device. | |
RU2726893C1 (en) | Safety device for protecting lock gate from ships docking impact | |
GB2024292A (en) | Barriers for preventing marine collisions | |
RU170899U1 (en) | GATEWAY GATE PROTECTION DEVICE FROM VESSELS | |
JP2000282434A (en) | Breakwater for tsunami | |
RU156696U1 (en) | FLOATING SECTION OF ENGINEERING PROTECTION OBSTACLES | |
RU2579229C1 (en) | Safety device for protection sluice gates from docking impact | |
RU222290U1 (en) | LOCK GATE PROTECTION DEVICE | |
RU2683527C1 (en) | Protection device of sluice gate | |
JPH0840363A (en) | Method and device for decreasing motion of surge between structures on ocean | |
Ren et al. | Kinematic trajectory analysis of dragging hall anchor in sand | |
KR101356002B1 (en) | Offshore plant | |
KR102448003B1 (en) | A floating pier has sofa and horizontal functions |