Движительно-рулевая колонка со встроенной системой комплексного мониторинга
Владельцы патента RU 2648547:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" (RU)
Изобретение относится к области судостроения и может быть применено при создании новых движительно-рулевых колонок (ДРК). Движительно-рулевая колонка со встроенной системой комплексного мониторинга содержит неподвижное основание, поворотный баллер с обтекаемой гондолой и угловой редуктор, а также дополнительно встроена система комплексного мониторинга, которая содержит подсистему формирования и передачи данных и сигналов с соответствующими датчиками, подсистему прикладной оценки текущего режима и технического состояния ключевых элементов движительно-рулевой колонки и центр обработки информации и коммуникации с внешними системами. В подсистему формирования и передачи данных и сигналов входят подсистема измерений крутящего момента в валопроводе, подсистема измерений усилий от гребного вала на корпус ДРК, подсистема измерений параметров вибрации элементов валопровода ДРК, подсистема измерений электрических и магнитных полей ДРК, подсистема измерений количества твердых примесей в масле, подсистема измерений количества воды в масле. Подсистема прикладной оценки текущего режима и технического состояния ключевых элементов движительно-рулевой колонки включает специализированные прикладные блоки оценки гребного винта и его отдельных лопастей, несущих элементов валопровода, изнашивающихся элементов валопровода, электрокоррозионных процессов в валопроводе. Центр обработки информации и коммуникации с внешними системами обеспечивает трансляцию данных, необходимых для принятия решений по оперативному изменению текущего режима работы ДРК и планированию мероприятий по техническому обслуживанию ДРК. Достигается обеспечение бортовых информационно-управляющих систем объективной информацией и использование для безопасного управления судном и планирования технического обслуживания ДРК. 1 ил.
Изобретение относится к области судостроения и может быть применено в конструкциях движительно-рулевых комплексов.
Известно два патента на технические решения для движительно-рулевой колонки (ДРК), патент на изобретение №2489310 от 18.11.2011 г. и патент на изобретение №2554506 от 12.11.2013 г., направленные на совершенствование конструкции ДРК для улучшения эксплуатационных качеств ДРК в экстремальных условиях, в частности в ледовых условиях, характеризующихся ударными нагрузками на гребной вал и поворотную часть ДРК. В обоих случаях ДРК содержит неподвижное основание, баллер с обтекаемой гондолой, вращающийся в азимутальной плоскости относительно неподвижного основания, и угловой редуктор, верхняя часть которого находится на основании, а нижняя в гондоле, причем ось вертикального вала углового редуктора совпадает с осью вращения баллера с гондолой, закрепленной на баллере и закрывающей угловой редуктор. В патенте №2489310 предложено конструктивное усовершенствование для снижения изгибных нагрузок в баллере, а в патенте №2554506 - конструктивное усовершенствование для демпфирования ударных нагрузок, воспринимаемых гребным валом ДРК.
Недостатком обоих упомянутых технических решений является отсутствие контроля за отклонениями в работе механизмов ДРК во время ее эксплуатации, а также внешними нагрузками, которые в ледовых условиях могут быть значительными и являются основной причиной преждевременного выхода ДРК из строя. Отсутствие контроля не позволяет также оценить эффективность реализованных конструктивных решений.
Технический результат заявляемого изобретения состоит в обеспечении бортовых информационно-управляющих систем объективной информацией, которая может быть использована для безопасного управления судном и планирования технического обслуживания ДРК по фактическому состоянию. Технический результат заявляемого изобретения достигается путем встраивания в конструкцию ДРК элементов аппаратно-программной системы комплексного мониторинга ДРК, содержащей подсистему формирования и передачи данных и сигналов с соответствующими датчиками, подсистему прикладной оценки текущего режима и технического состояния ключевых элементов движительно-рулевой колонки и центр обработки информации и коммуникации с внешними системами, причем в подсистему формирования и передачи данных и сигналов входят, в том числе, подсистема измерений крутящего момента в валопроводе, подсистема измерений усилий от гребного вала на корпус ДРК, подсистема измерений параметров вибрации элементов валопровода ДРК, подсистема измерений электрических и магнитных полей ДРК, подсистема измерений количества твердых примесей в масле, подсистема измерений количества воды в масле, подсистема прикладной оценки текущего режима и технического состояния ключевых элементов движительно-рулевой колонки включает специализированные прикладные блоки оценки гребного винта и его отдельных лопастей, несущих элементов валопровода, изнашивающихся элементов валопровода, электрокоррозионных процессов в валопроводе, а центр обработки информации и коммуникации с внешними системами обеспечивает трансляцию данных, необходимых для принятия решений по оперативному изменению текущего режима работы ДРК и планированию мероприятий по техническому обслуживанию ДРК.
На фигуре 1 условно изображена движительно-рулевая колонка 1 (конструктивное исполнение отдельных узлов ДРК не имеет принципиального значения) со встроенной системой комплексного мониторинга 2, которая содержит:
- центр обработки информации и коммуникации с внешними системами 3;
- подсистему формирования и передачи данных и сигналов 4;
- подсистему прикладной оценки 5 текущего режима и технического состояния ключевых элементов ДРК.
В состав подсистемы формирования и передачи данных и сигналов 4 входят:
- подсистема измерений крутящего момента в валопроводе 6;
- подсистема измерений усилий от гребного вала на элементы корпуса ДРК 7;
- подсистема измерений параметров вибрации элементов валопровода ДРК 8;
- подсистема измерений электрических и магнитных полей ДРК 9;
- подсистема измерений количества твердых примесей в масле 10;
- подсистема измерений количества воды в масле 11.
В состав подсистемы прикладной оценки 5 текущего режима и технического состояния ключевых элементов ДРК входят:
- специализированный блок прикладной оценки (СБПО) гребного винта и отдельных его лопастей 12;
- специализированный блок прикладной оценки (СБПО) несущих элементов валопровода 13;
- специализированный блок прикладной оценки (СБПО) изнашивающихся элементов валопровода 14;
- специализированный блок прикладной оценки (СБПО) электрокоррозионных процессов в валопроводе 15.
Технический результат заявляемого изобретения осуществляется в процессе работы ДРК путем регистрации объективных данных подсистемой формирования и передачи данных и сигналов 4, передачи собранных данных в подсистему прикладной оценки 5, выработки в ней оценок текущего режима работы и технического состояния ДРК и передачи этих оценок обратно в центр обработки информации и коммуникации с внешними системами 3, откуда они транслируются внешним системам для принятия решений по изменению текущего режима работы ДРК (при наличии опасности) и планированию мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту ДРК.
Движительно-рулевая колонка со встроенной системой комплексного мониторинга, содержащая неподвижное основание, поворотный баллер с обтекаемой гондолой и угловой редуктор, верхняя часть которого находится на неподвижном основании, а нижняя в гондоле, отличающаяся тем, что в нее дополнительно встроена система комплексного мониторинга, содержащая подсистему формирования и передачи данных и сигналов с соответствующими датчиками, подсистему прикладной оценки текущего режима и технического состояния ключевых элементов движительно-рулевой колонки и центр обработки информации и коммуникации с внешними системами, причем в подсистему формирования и передачи данных и сигналов входят, в том числе, подсистема измерений крутящего момента в валопроводе, подсистема измерений усилий от гребного вала на корпус ДРК, подсистема измерений параметров вибрации элементов валопровода ДРК, подсистема измерений электрических и магнитных полей ДРК, подсистема измерений количества твердых примесей в масле, подсистема измерений количества воды в масле, подсистема прикладной оценки текущего режима и технического состояния ключевых элементов движительно-рулевой колонки включает специализированные прикладные блоки оценки гребного винта и его отдельных лопастей, несущих элементов валопровода, изнашивающихся элементов валопровода, электрокоррозионных процессов в валопроводе, а центр обработки информации и коммуникации с внешними системами обеспечивает трансляцию данных, необходимых для принятия решений по оперативному изменению текущего режима работы ДРК и планированию мероприятий по техническому обслуживанию ДРК.
