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一種適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng)及方法

閱讀:1030發(fā)布:2020-08-09

專(zhuān)利匯可以提供一種適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng)及方法專(zhuān)利檢索,專(zhuān)利查詢,專(zhuān)利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 公開(kāi)了一種適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng)及方法,包括控制中心和分別與控制中心電連接的若干氣層厚度測(cè)量?jī)x、供氣裝置、供氣管路、控制 閥 組。供氣裝置的輸出端與供氣管路的輸入端連通。供氣管路的輸出端與設(shè)于船體底部的若干噴氣口相連通。 控制閥 組設(shè)于供氣管路上,用以控制其通氣量。氣層厚度測(cè)量?jī)x均布于船體底部并與控制中心電 信號(hào) 連接,用于檢測(cè)氣層的厚度參數(shù)并輸出至控制中心??刂浦行挠糜诮邮?、處理參數(shù),并輸出 控制信號(hào) 至供氣裝置和控制閥組。當(dāng)參數(shù)不在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)或預(yù)期估算不在預(yù)設(shè)范圍內(nèi),則調(diào)整供氣裝置的功率和控制閥組的開(kāi)合度,控制供氣裝置的氣量大小和供氣管路內(nèi)的通氣量大小,以使氣層的參數(shù)在預(yù)設(shè)范圍。,下面是一種適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng)及方法專(zhuān)利的具體信息內(nèi)容。

1.一種適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng),其特征在于,包括控制中心、若干氣層檢測(cè)部、供氣裝置、供氣管路、控制組;
所述氣層檢測(cè)部、所述供氣裝置和所述控制閥組均與所述控制中心電信號(hào)連接;
所述供氣裝置設(shè)于所述船體上,且所述供氣裝置的輸出端與所述供氣管路的輸入端連通;
所述供氣管路的輸出端與設(shè)于所述船體底部的若干噴氣口相連通;
所述控制閥組設(shè)于所述供氣管路上,用以控制所述供氣管路的通氣量;
所述氣層檢測(cè)部設(shè)于船體底部,用于檢測(cè)所述船體底部外側(cè)形成的氣層的參數(shù)并輸出至所述控制中心;
所述控制中心用于接收、處理所述參數(shù),并輸出控制信號(hào)至所述供氣裝置和所述控制閥組,當(dāng)所述參數(shù)不在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)或預(yù)期估算不在預(yù)設(shè)范圍內(nèi),則調(diào)整所述供氣裝置的功率和所述控制閥組的開(kāi)合度,控制所述供氣裝置的氣量大小和所述供氣管路內(nèi)的通氣量大小,以使所述氣層的參數(shù)在預(yù)設(shè)范圍;
所述氣層檢測(cè)部包括若干氣層厚度測(cè)量?jī)x,所述氣層厚度測(cè)量?jī)x均布于所述船體底部并與所述控制中心電信號(hào)連接,用于檢測(cè)所述氣層的厚度并輸出至所述控制中心。
2.如權(quán)利要求1所述的適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng),其特征在于,所述氣層檢測(cè)部還包括若干空隙率儀,所述空隙率儀均布于所述船體底部并與所述控制中心電信號(hào)連接,用于檢測(cè)所述氣層的氣體含量密度并輸出至所述控制中心。
3.如權(quán)利要求2所述的適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng),其特征在于,所述氣層檢測(cè)部還包括若干船底壓傳感器,所述船底壓力傳感器均布于所述船體底部并與所述控制中心電信號(hào)連接,用于檢測(cè)船底板所受的壓力并輸出至所述控制中心。
4.如權(quán)利要求1所述的適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng),其特征在于,所述供氣管路包括總管、左舷管組和右舷管組;
所述總管的輸入端與所述供氣裝置的輸出端連通;
所述左舷管組包括左舷管和若干第一輸出管,所述左舷管的輸入端與所述總管的輸出端連通,若干所述第一輸出管的輸入端均與所述左舷管連通,所述第一輸出管的輸出端與所述船體底部左舷的若干所述噴氣口連通;所述右舷管組包括右舷管和若干第二輸出管,所述右舷管的輸入端與所述總管的輸出端連通,若干所述第二輸出管的輸入端均與所述右舷管連通,所述第二輸出管的輸出端與所述船體底部右舷的若干所述噴氣口連通。
5.如權(quán)利要求4所述的適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng),其特征在于,所述控制閥組包括若干第一控制閥和若干第二控制閥;所述第一控制閥設(shè)于相對(duì)應(yīng)的所述第一輸出管上并與所述控制中心電信號(hào)連接;所述第二控制閥設(shè)于相對(duì)應(yīng)的所述第二輸出管上并與所述控制中心電信號(hào)連接。
6.如權(quán)利要求5所述的適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng),其特征在于,還包括若干輸出管壓力傳感器和若干輸出管流量計(jì);
所述輸出管壓力傳感器設(shè)于相對(duì)應(yīng)的每個(gè)所述第一輸出管和所述第二輸出管上并與所述控制中心電信號(hào)連接,用于檢測(cè)每個(gè)所述第一輸出管和所述第二輸出管的管內(nèi)壓力并輸出至所述控制中心;
所述輸出管流量計(jì)設(shè)于相對(duì)應(yīng)的每個(gè)所述第一輸出管和所述第二輸出管上并與所述控制中心電信號(hào)連接,用于檢測(cè)每個(gè)所述第一輸出管和所述第二輸出管的管內(nèi)流量并輸出至所述控制中心。
7.如權(quán)利要求5所述的適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng),其特征在于,所述控制閥組還包括總管控制閥,所述總管控制閥設(shè)于所述總管上并與所述控制中心電信號(hào)連接。
8.如權(quán)利要求7所述的適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng),其特征在于,還包括總管壓力傳感器和總管流量計(jì);所述總管壓力傳感器設(shè)于所述總管上并與所述控制中心電信號(hào)連接,用于檢測(cè)所述總管的管內(nèi)壓力并輸出至所述控制中心;所述總管流量計(jì)設(shè)于所述總管上并與所述控制中心電信號(hào)連接,用于檢測(cè)所述總管的管內(nèi)流量并輸出至所述控制中心。
9.如權(quán)利要求6所述的適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng),其特征在于,還包括左舷控制箱和右舷控制箱;
所述左舷控制箱分別與所述第一輸出管上的第一控制閥、輸出管壓力傳感器、輸出管流量計(jì)以及所述控制中心電信號(hào)連接,用于接收所述控制中心的控制信號(hào)并控制所述第一控制閥的通氣量,還用于接收并處理左舷上的所述輸出管壓力傳感器和左舷上的所述輸出管流量計(jì)的管內(nèi)參數(shù)并調(diào)整所述第一控制閥的通氣量;
所述右舷控制箱分別與所述第二輸出管上的第二控制閥、輸出管壓力傳感器、輸出管流量計(jì)以及所述控制中心電信號(hào)連接,用于接收所述控制中心的控制信號(hào)并控制所述第二控制閥的通氣量,還用于接收并處理右舷上的所述輸出管壓力傳感器和右舷上的所述輸出管流量計(jì)的管內(nèi)參數(shù)并調(diào)整所述第二控制閥的通氣量。
10.如權(quán)利要求3所述的適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng),其特征在于,還包括第一采集箱,所述第一采集箱分別與所述氣層厚度測(cè)量?jī)x、空隙率儀、船底壓力傳感器以及控制中心電信號(hào)連接,用于接收所述氣層厚度測(cè)量?jī)x、空隙率儀和船底壓力傳感器檢測(cè)的氣層參數(shù)并輸出至所述控制中心。
11.如權(quán)利要求1所述的適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng),其特征在于,還包括第二采集箱、油耗流量計(jì)和軸功率儀;
所述第二采集箱分別與所述控制中心、所述油耗流量計(jì)和所述軸功率儀電信號(hào)連接,用于接收所述油耗流量計(jì)和所述軸功率儀檢測(cè)的參數(shù)并輸出至所述控制中心。
12.如權(quán)利要求8所述的適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng),其特征在于,所述供氣裝置包括供氣裝置和供氣裝置控制箱;所述供氣裝置與所述總管的輸入端連通;所述供氣裝置控制箱分別與所述總管控制閥、總管壓力傳感器、總管流量計(jì)以及控制中心電信號(hào)連接,用于接收所述控制中心的控制信號(hào)并控制所述總管控制閥的通氣量,還用于接收并處理所述總管壓力傳感器和所述總管流量計(jì)的管內(nèi)參數(shù)并調(diào)整所述總管控制閥的通氣量。
13.如權(quán)利要求1所述的適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng),其特征在于,還包括綜合氣象系統(tǒng),所述綜合氣象系統(tǒng)與所述控制中心電信號(hào)連接,所述綜合氣象系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)風(fēng)速和風(fēng)向并將檢測(cè)得到的參數(shù)輸出至所述控制中心。
14.如權(quán)利要求1所述的適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng),其特征在于,還包括計(jì)程儀,所述計(jì)程儀與所述控制中心電信號(hào)連接,所述計(jì)程儀用于監(jiān)測(cè)船舶的對(duì)航速和行程并將檢測(cè)得到的參數(shù)輸出至所述控制中心。
15.如權(quán)利要求1所述的適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng),其特征在于,還包括檢測(cè)裝置,所述舵角檢測(cè)裝置與所述控制中心電信號(hào)連接,所述舵角檢測(cè)裝置用于監(jiān)測(cè)打舵角度并將檢測(cè)得到的參數(shù)輸出至所述控制中心。
16.如權(quán)利要求1所述的適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng),其特征在于,還包括慣導(dǎo)系統(tǒng),所述慣導(dǎo)系統(tǒng)與所述控制中心電信號(hào)連接,所述慣導(dǎo)系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)船舶的六自由度姿態(tài)并將檢測(cè)得到的參數(shù)輸出至所述控制中心。
17.一種適用于氣層減阻船的電氣控制方法,其特征在于,應(yīng)用于如權(quán)利要求1-16任意一項(xiàng)所述的適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng),包括:
根據(jù)船舶的航行狀態(tài),確定所述供氣裝置的需要的功率和供氣并打開(kāi)所述供氣裝置產(chǎn)生氣體,氣體經(jīng)所述供氣管路噴出所述噴口,在船底形成氣層;
由分布在船底各處的若干所述氣層厚度測(cè)量?jī)x檢測(cè)得到相應(yīng)位置的氣層厚度,并輸送給所述控制中心;所述控制中心得到船底外側(cè)各處的氣層厚度,通過(guò)和預(yù)設(shè)氣層厚度的對(duì)比調(diào)整相應(yīng)位置所述噴口噴出的氣量。

說(shuō)明書(shū)全文

一種適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng)及方法

技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本發(fā)明屬于船舶電氣控制領(lǐng)域,尤其涉及一種適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

[0002] 船用氣層減阻技術(shù),通過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的裝置,向船舶底部通氣,在船舶底部形成并保持一層氣層,使船底面與隔絕,減小濕表面積,可以顯著降低船舶阻,減少燃料消耗。
[0003] 然而,船舶航行在復(fù)雜海況,在風(fēng)浪流的作用下船舶的航行姿態(tài)不斷改變,必須考慮風(fēng)浪流對(duì)氣層減阻系統(tǒng)的影響。真實(shí)海況狀態(tài)下,由于風(fēng)浪本身及船舶橫搖使得氣體易于逃逸,在船舶底部難以形成穩(wěn)定的氣層。因此,如何在船底形成穩(wěn)定的氣層,將船底與水有效隔離,進(jìn)而達(dá)到減阻降油耗的目的,仍是氣層減阻技術(shù)在船舶應(yīng)用上的難題。

發(fā)明內(nèi)容

[0004] 為解決上述問(wèn)題,本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種適用于氣體潤(rùn)滑船的電氣控制系統(tǒng)及方法,該系統(tǒng)及方法能在船底形成穩(wěn)定的氣層,進(jìn)而解決了氣層減阻技術(shù)在船舶應(yīng)用上的難題。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006] 一種適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng),包括控制中心、若干氣層檢測(cè)部、供氣裝置、供氣管路、控制組;
[0007] 所述氣層檢測(cè)部、所述供氣裝置和所述控制閥組均與所述控制中心電信號(hào)連接;
[0008] 所述供氣裝置設(shè)于所述船體上,且所述供氣裝置的輸出端與所述供氣管路的輸入端連通;
[0009] 所述供氣管路的輸出端與設(shè)于所述船體底部的若干噴氣口相連通;
[0010] 所述控制閥組設(shè)于所述供氣管路上,用以控制所述供氣管路的通氣量;
[0011] 所述氣層檢測(cè)部設(shè)于船體底部,用于檢測(cè)所述船體底部外側(cè)形成的氣層的參數(shù)并輸出至所述控制中心;
[0012] 所述控制中心用于接收、處理所述參數(shù),并輸出控制信號(hào)至所述供氣裝置和所述控制閥組,當(dāng)所述參數(shù)不在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)或預(yù)期估算不在預(yù)設(shè)范圍內(nèi),則調(diào)整所述供氣裝置的功率和所述控制閥組的開(kāi)合度,控制所述供氣裝置的氣量大小和所述供氣管路內(nèi)的通氣量大小,以使所述氣層的參數(shù)在預(yù)設(shè)范圍;
[0013] 所述氣層檢測(cè)部包括若干氣層厚度測(cè)量?jī)x,所述氣層厚度測(cè)量?jī)x均布于所述船體底部并與所述控制中心電信號(hào)連接,用于檢測(cè)所述氣層的厚度并輸出至所述控制中心。
[0014] 優(yōu)選地,在本發(fā)明適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng)中,所述氣層檢測(cè)部還包括若干空隙率儀,所述空隙率儀均布于所述船體底部并與所述控制中心電信號(hào)連接,用于檢測(cè)所述氣層的氣體含量密度并輸出至所述控制中心。
[0015] 優(yōu)選地,在本發(fā)明適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng)中,所述氣層檢測(cè)部還包括若干船底壓力傳感器,所述船底壓力傳感器均布于所述船體底部并與所述控制中心電信號(hào)連接,用于檢測(cè)船底板所受的壓力并輸出至所述控制中心。
[0016] 優(yōu)選地,在本發(fā)明適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng)中,所述供氣管路包括總管、左舷管組和右舷管組;
[0017] 所述總管的輸入端與所述供氣裝置的輸出端連通;
[0018] 所述左舷管組包括左舷管和若干第一輸出管,所述左舷管的輸入端與所述總管的輸出端連通,若干所述第一輸出管的輸入端均與所述左舷管連通,所述第一輸出管的輸出端與所述船體底部左舷的若干所述噴氣口連通;所述右舷管組包括右舷管和若干第二輸出管,所述右舷管的輸入端與所述總管的輸出端連通,若干所述第二輸出管的輸入端均與所述右舷管連通,所述第二輸出管的輸出端與所述船體底部右舷的若干所述噴氣口連通。
[0019] 優(yōu)選地,在本發(fā)明適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng)中,所述控制閥組包括若干第一控制閥和若干第二控制閥;所述第一控制閥設(shè)于相對(duì)應(yīng)的所述第一輸出管上并與所述控制中心電信號(hào)連接;所述第二控制閥設(shè)于相對(duì)應(yīng)的所述第二輸出管上并與所述控制中心電信號(hào)連接。
[0020] 優(yōu)選地,在本發(fā)明適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng)中,還包括若干輸出管壓力傳感器和若干輸出管流量計(jì);
[0021] 所述輸出管壓力傳感器設(shè)于相對(duì)應(yīng)的每個(gè)所述第一輸出管和所述第二輸出管上并與所述控制中心電信號(hào)連接,用于檢測(cè)每個(gè)所述第一輸出管和所述第二輸出管的管內(nèi)壓力并輸出至所述控制中心;
[0022] 所述輸出管流量計(jì)設(shè)于相對(duì)應(yīng)的每個(gè)所述第一輸出管和所述第二輸出管上并與所述控制中心電信號(hào)連接,用于檢測(cè)每個(gè)所述第一輸出管和所述第二輸出管的管內(nèi)流量并輸出至所述控制中心。
[0023] 優(yōu)選地,在本發(fā)明適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng)中,所述控制閥組還包括總管控制閥,所述總管控制閥設(shè)于所述總管上并與所述控制中心電信號(hào)連接。
[0024] 優(yōu)選地,在本發(fā)明適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng)中,還包括總管壓力傳感器和總管流量計(jì);所述總管壓力傳感器設(shè)于所述總管上并與所述控制中心電信號(hào)連接,用于檢測(cè)所述總管的管內(nèi)壓力并輸出至所述控制中心;所述總管流量計(jì)設(shè)于所述總管上并與所述控制中心電信號(hào)連接,用于檢測(cè)所述總管的管內(nèi)流量并輸出至所述控制中心。
[0025] 優(yōu)選地,在本發(fā)明適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng)中,還包括左舷控制箱和右舷控制箱;
[0026] 所述左舷控制箱分別與所述第一輸出管上的第一控制閥、輸出管壓力傳感器、輸出管流量計(jì)以及所述控制中心電信號(hào)連接,用于接收所述控制中心的控制信號(hào)并控制所述第一控制閥的通氣量,還用于接收并處理左舷上的所述輸出管壓力傳感器和左舷上的所述輸出管流量計(jì)的管內(nèi)參數(shù)并調(diào)整所述第一控制閥的通氣量;
[0027] 所述右舷控制箱分別與所述第二輸出管上的第二控制閥、輸出管壓力傳感器、輸出管流量計(jì)以及所述控制中心電信號(hào)連接,用于接收所述控制中心的控制信號(hào)并控制所述第二控制閥的通氣量,還用于接收并處理右舷上的所述輸出管壓力傳感器和右舷上的所述輸出管流量計(jì)的管內(nèi)參數(shù)并調(diào)整所述第二控制閥的通氣量。
[0028] 優(yōu)選地,在本發(fā)明適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng)中,還包括第一采集箱,所述第一采集箱分別與所述氣層厚度測(cè)量?jī)x、空隙率儀、船底壓力傳感器以及控制中心電信號(hào)連接,用于接收所述氣層厚度測(cè)量?jī)x、空隙率儀和船底壓力傳感器檢測(cè)的氣層參數(shù)并輸出至所述控制中心。
[0029] 優(yōu)選地,在本發(fā)明適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng)中,還包括第二采集箱、油耗流量計(jì)和軸功率儀;
[0030] 所述第二采集箱分別與所述控制中心、所述油耗流量計(jì)和所述軸功率儀電信號(hào)連接,用于接收所述油耗流量計(jì)和所述軸功率儀檢測(cè)的參數(shù)并輸出至所述控制中心。
[0031] 優(yōu)選地,在本發(fā)明適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng)中,所述供氣裝置包括供氣裝置和供氣裝置控制箱;所述供氣裝置與所述總管的輸入端連通;所述供氣裝置控制箱分別與所述總管控制閥、總管壓力傳感器、總管流量計(jì)以及控制中心電信號(hào)連接,用于接收所述控制中心的控制信號(hào)并控制所述總管控制閥的通氣量,還用于接收并處理所述總管壓力傳感器和所述總管流量計(jì)的管內(nèi)參數(shù)并調(diào)整所述總管控制閥的通氣量。
[0032] 優(yōu)選地,在本發(fā)明適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng)中,還包括綜合氣象系統(tǒng),所述綜合氣象系統(tǒng)與所述控制中心電信號(hào)連接,所述綜合氣象系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)風(fēng)速和風(fēng)向并將檢測(cè)得到的參數(shù)輸出至所述控制中心。
[0033] 優(yōu)選地,在本發(fā)明適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng)中,,還包括計(jì)程儀,所述計(jì)程儀與所述控制中心電信號(hào)連接,所述計(jì)程儀用于監(jiān)測(cè)船舶的對(duì)水航速和行程并將檢測(cè)得到的參數(shù)輸出至所述控制中心。
[0034] 優(yōu)選地,在本發(fā)明適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng)中,還包括檢測(cè)裝置,所述舵角檢測(cè)裝置與所述控制中心電信號(hào)連接,所述舵角檢測(cè)裝置用于監(jiān)測(cè)打舵角度并將檢測(cè)得到的參數(shù)輸出至所述控制中心。
[0035] 優(yōu)選地,在本發(fā)明適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng)中,還包括慣導(dǎo)系統(tǒng),所述慣導(dǎo)系統(tǒng)與所述控制中心電信號(hào)連接,所述慣導(dǎo)系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)船舶的六自由度姿態(tài)并將檢測(cè)得到的參數(shù)輸出至所述控制中心。
[0036] 本發(fā)明的一種適用于氣層減阻船的電氣控制方法,應(yīng)用于所述的適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng),包括:
[0037] 根據(jù)船舶的航行狀態(tài),確定所述供氣裝置的需要的功率和供氣并打開(kāi)所述供氣裝置產(chǎn)生氣體,氣體經(jīng)所述供氣管路噴出所述噴口,在船底形成氣層;
[0038] 由分布在船底各處的若干所述氣層厚度測(cè)量?jī)x檢測(cè)得到相應(yīng)位置的氣層厚度,并輸送給所述控制中心;所述控制中心得到船底外側(cè)各處的氣層厚度,通過(guò)和預(yù)設(shè)氣層厚度的對(duì)比調(diào)整相應(yīng)位置所述噴口噴出的氣量。
[0039] 本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案,使其與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
[0040] (1)本發(fā)明實(shí)施例中的若干氣層厚度測(cè)量?jī)x分布在船底的不同位置,用于檢測(cè)船底外側(cè)不同位置的氣層厚度,進(jìn)而將檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)輸送給控制中心,控制中心根據(jù)這些數(shù)據(jù)能夠知道船底外側(cè)各處氣層的厚度,進(jìn)而判斷是否在預(yù)設(shè)的氣層厚度范圍內(nèi)。若不在預(yù)設(shè)的范圍內(nèi),則控制供氣管路相應(yīng)位置處的控制閥來(lái)調(diào)整供氣管路相應(yīng)管路段的通氣量,以調(diào)整相應(yīng)位置處噴口噴出的氣量,最終達(dá)到調(diào)整該處氣層厚度的目的。同時(shí),在各個(gè)供氣分管上允許通過(guò)的氣量發(fā)生變換時(shí),需要供氣裝置產(chǎn)生的氣體的量也會(huì)發(fā)生變化,這時(shí)控制中心可調(diào)整供氣裝置的功率和供氣量。通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施例能夠在船底外側(cè)形成穩(wěn)定的氣層,從而解決氣層減阻技術(shù)在船舶應(yīng)用上的難題。
[0041] (2)在將氣層的厚度控制在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的過(guò)程中,若氣層某一地方的厚度通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)不在預(yù)設(shè)范圍內(nèi),則只需調(diào)整相應(yīng)管路管的通氣量即可。使用本發(fā)明的電氣控制系統(tǒng)和方法來(lái)維持氣層厚度的穩(wěn)定,消耗能量少。附圖說(shuō)明
[0042] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明,其中:
[0043] 圖1為本發(fā)明的一種適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng)的整體示意圖;
[0044] 圖2為本發(fā)明的部分儀器分布示意圖;
[0045] 圖3為本發(fā)明第二輸出管上儀器分布示意圖。
[0046] 附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0047] 1:氣層厚度測(cè)量?jī)x;2:空隙率儀;3:船底壓力傳感器;4:總管;5:第一輸出管;6:第二輸出管;7:第一控制閥;8:第二控制閥;9:輸出管壓力傳感器;10:輸出管流量計(jì);11:總管控制閥;12:總管壓力傳感器;13:總管流量計(jì);14:左舷控制箱;15:右舷控制箱;16:第一采集箱;17:第二采集箱;18:油耗流量計(jì);19:軸功率儀;20:監(jiān)控臺(tái);21:綜合氣象系統(tǒng);22:計(jì)程儀;23:舵角檢測(cè)裝置;24:慣導(dǎo)系統(tǒng);25:風(fēng)機(jī)及風(fēng)機(jī)控制箱。

具體實(shí)施方式

[0048] 以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的一種適用于氣體潤(rùn)滑船的電氣控制系統(tǒng)及方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書(shū),本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是,附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率,僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0049] 參看圖1,本實(shí)施例提供了一種適用于氣層減阻船的電氣控制系統(tǒng),包括控制中心、若干氣層檢測(cè)部、供氣裝置、供氣管路、控制閥組。
[0050] 氣層檢測(cè)部、供氣裝置和控制閥組均與控制中心電信號(hào)連接。供氣裝置設(shè)置在船體上,且供氣裝置的輸出端與供氣管路的輸入端連通。供氣管路的輸出端與設(shè)置在船體底部的若干噴氣口相連通??刂崎y組設(shè)于供氣管路上,用來(lái)控制供氣管路的通氣量。氣層檢測(cè)部設(shè)置在船體底部,用來(lái)檢測(cè)船體底部外側(cè)形成的氣層的參數(shù)并輸出至控制中心。
[0051] 控制中心用于接收、處理參數(shù),并輸出控制信號(hào)至供氣裝置和控制閥組,當(dāng)參數(shù)不在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)或預(yù)期估算不在預(yù)設(shè)范圍內(nèi),則調(diào)整供氣裝置的功率和控制閥組的開(kāi)合度,控制供氣裝置的氣量大小和供氣管路內(nèi)的通氣量大小,以使氣層的參數(shù)在預(yù)設(shè)范圍。
[0052] 氣層檢測(cè)部包括若干氣層厚度測(cè)量?jī)x1,氣層厚度測(cè)量?jī)x1均布于船體底部并與控制中心電信號(hào)連接,用于檢測(cè)氣層的厚度并輸出至控制中心。
[0053] 具體地控制過(guò)程為:若干氣層厚度測(cè)量?jī)x1分布在船底的不同位置,用于檢測(cè)船底外側(cè)不同位置的氣層厚度,進(jìn)而將檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)輸送給控制中心,控制中心根據(jù)這些數(shù)據(jù)能夠知道船底外側(cè)各處氣層的厚度和/密度,進(jìn)而判斷是否在預(yù)設(shè)的氣層厚度范圍內(nèi)。若不在預(yù)設(shè)的范圍內(nèi),則控制供氣管路相應(yīng)位置處的控制閥來(lái)調(diào)整供氣管路相應(yīng)管路段的通氣量,以調(diào)整相應(yīng)位置處噴口噴出的氣量,最終達(dá)到調(diào)整該處氣層厚度的目的。同時(shí),在各個(gè)供氣分管上允許通過(guò)的氣量發(fā)生變換時(shí),需要供氣裝置產(chǎn)生的氣體的量也會(huì)發(fā)生變化,這時(shí)控制中心可調(diào)整供氣裝置的功率和供氣量。通過(guò)本實(shí)施例能夠在船底外側(cè)形成穩(wěn)定的氣層,從而解決氣層減阻技術(shù)在船舶應(yīng)用上的難題。
[0054] 同時(shí),在將氣層的厚度控制在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的過(guò)程中,若氣層某一地方的厚度通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)不在預(yù)設(shè)范圍內(nèi),則只需調(diào)整相應(yīng)管路管的通氣量即可。因此,使用本實(shí)施例來(lái)維持氣層厚度的穩(wěn)定,消耗能量少。
[0055] 其中,在本實(shí)施例中,控制中心可以設(shè)置在駕駛室的監(jiān)控臺(tái)20上。
[0056] 為得到更多的關(guān)于船底外側(cè)氣層的具體參數(shù)以進(jìn)一步得到更準(zhǔn)確的氣層狀態(tài),本實(shí)施例的氣層檢測(cè)部進(jìn)一步包括了若干空隙率儀2和若干船底壓力傳感器3。空隙率儀2和船底壓力傳感器3均與控制中心電信號(hào)連接,且空隙率儀2和船底壓力傳感器3均分布在船底的不同位置處??障堵蕛x2用于檢測(cè)所述氣層的氣體含量密度,船底壓力傳感器3用于檢測(cè)所述船底板所受的壓力。在本實(shí)施例中,船底表層分別有三種情況,分別為船底無(wú)氣體覆蓋、船底完全由氣層覆蓋和船底由氣水混合物覆蓋,船底壓力傳感器3可以識(shí)別船底表層在不同情況下的脈動(dòng)幅值。通過(guò)空隙率儀2、氣層厚度測(cè)量?jī)x1的測(cè)量數(shù)據(jù)和船底壓力傳感器3的識(shí)別的船底壓力脈動(dòng)情況,可以提高船底氣層形成監(jiān)測(cè)的精度和可靠度,從而能夠幫助控制中心更好地將氣層厚度保持在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。
[0057] 在實(shí)施例中,供氣管路可包括總管4、左舷管組和右舷管組??偣?的輸入端與供氣裝置的輸出端連通。左舷管組包括左舷管和若干第一輸出管5,左舷管的輸入端與總管4的輸出端連通,每一第一輸出管5的輸入端均與左舷管連通,第一輸出管5的輸出端與船體底部左舷的若干噴氣口連通。右舷管組包括右舷管和若干第二輸出管6,右舷管的輸入端與總管4的輸出端連通,若干第二輸出管6的輸入端均與右舷管連通,第二輸出管6的輸出端與船體底部右舷的若干噴氣口連通。
[0058] 在實(shí)施例中,控制閥組包括總管控制閥11、若干第一控制閥7和若干第二控制閥8??偣芸刂崎y11設(shè)于總管4上并與所述控制中心電信號(hào)連接。第一控制閥7和第二控制閥8的數(shù)量分別與第一輸出管5和第二輸出管6的數(shù)量相對(duì)應(yīng)。第一控制閥7設(shè)于相對(duì)應(yīng)的第一輸出管5上并與控制中心電信號(hào)連接,第二控制閥8設(shè)于相對(duì)應(yīng)的第二輸出管6上并與控制中心電信號(hào)連接??偣芸刂崎y11可根據(jù)控制中心輸出的控制信號(hào),控制開(kāi)合度,以進(jìn)一步控制總管4內(nèi)的氣量大小。每個(gè)第一控制閥7和第二控制閥8也均根據(jù)控制中心輸出的控制信號(hào),控制開(kāi)合度,以進(jìn)一步控制第一輸出管5和第二輸出管6內(nèi)的氣量大小。
[0059] 在實(shí)施例中,總管4上還設(shè)有總管壓力傳感器12和總管流量計(jì)??偣軌毫鞲衅?2與控制中心電信號(hào)連接,用于檢測(cè)總管4的管內(nèi)壓力并輸出至控制中心。總管流量計(jì)13與控制中心電信號(hào)連接,用于檢測(cè)總管4的管內(nèi)流量并輸出至控制中心??偣芰髁坑?jì)13設(shè)于總管控制閥11的氣流下方??刂浦行母鶕?jù)接收的總管壓力傳感器12和總管流量計(jì)13的參數(shù),并計(jì)算總管4內(nèi)的氣量大小并判斷是否與當(dāng)前總管4所需的氣量大小相一致,如不一致,則進(jìn)一步控制總管控制閥11的開(kāi)合度或供氣裝置的輸出氣量大小,以對(duì)總管4內(nèi)的氣量進(jìn)行調(diào)控。通過(guò)設(shè)置總管壓力傳感器12和總管流量計(jì)13對(duì)總管4內(nèi)的氣量進(jìn)行反饋,實(shí)現(xiàn)了對(duì)總管氣量的閉環(huán)控制,可實(shí)時(shí)根據(jù)所需的氣量大小和實(shí)際的氣量大小進(jìn)行調(diào)整。
[0060] 且每個(gè)第一輸出管5和第二輸出管6上均設(shè)有輸出管壓力傳感器9和輸出管流量計(jì)10,且輸出管壓力傳感器9和輸出管流量計(jì)10均和控制中心電信號(hào)連接。輸出管壓力傳感器
9用于檢測(cè)每個(gè)第一輸出管5和第二輸出管6的管內(nèi)壓力并輸出至控制中心,輸出管流量計(jì)
10用于檢測(cè)每個(gè)第一輸出管5和第二輸出管6的管內(nèi)流量并輸出至控制中心。輸出管流量計(jì)
10設(shè)于相對(duì)應(yīng)的第一控制閥7或第二控制閥8的氣流下方??刂浦行母鶕?jù)接收的每一第一輸出管5或第二輸出管6的輸出管壓力傳感器9和輸出管流量計(jì)10的參數(shù),并計(jì)算總管4內(nèi)的氣量大小并判斷是否與對(duì)應(yīng)的當(dāng)前第一輸出管5或第二輸出管6所需的氣量大小相一致,如不一致,則進(jìn)一步控制相對(duì)應(yīng)的第一控制閥7或第二控制閥8的開(kāi)合度或總管4內(nèi)的氣量大小,以對(duì)第一輸出管5或第二輸出管6內(nèi)的氣量進(jìn)行調(diào)控。通過(guò)設(shè)置輸出管流量計(jì)10對(duì)第一輸出管5和第二輸出管6內(nèi)的氣量進(jìn)行反饋,實(shí)現(xiàn)了對(duì)第一輸出管5和第二輸出管6的氣量閉環(huán)控制,可實(shí)時(shí)根據(jù)所需的氣量大小和實(shí)際的氣量大小進(jìn)行調(diào)整。同時(shí),總管壓力傳感器12和輸出管壓力傳感器9監(jiān)測(cè)各自相對(duì)應(yīng)管路內(nèi)的氣壓,控制中心接受壓力傳感器傳輸?shù)男盘?hào)并判斷管路內(nèi)的氣壓是否在安全范圍內(nèi),若超出安全范圍則可進(jìn)行警報(bào)。同時(shí)控制中心可以通過(guò)對(duì)比各管路的壓力和流量分布情況識(shí)別管路的異常情況。
[0061] 在本實(shí)施例中,還可在電氣控制系統(tǒng)上設(shè)置左舷控制箱14和右舷控制箱15。其中,左舷控制箱14分別與第一輸出管5上的第一控制閥7、輸出管壓力傳感器9、輸出管流量計(jì)10以及控制中心電信號(hào)連接,用于接收控制中心的控制信號(hào)并控制第一控制閥7的通氣量,還用于接收并處理左舷上的輸出管壓力傳感器9和左舷上的輸出管流量計(jì)10的管內(nèi)參數(shù)并調(diào)整第一控制閥7的通氣量。
[0062] 右舷控制箱15分別與第二輸出管6上的第二控制閥8、輸出管壓力傳感器9、輸出管流量計(jì)10以及控制中心電信號(hào)連接,用于接收控制中心的控制信號(hào)并控制第二控制閥8的通氣量,還用于接收并處理右舷上的輸出管壓力傳感器9和右舷上的輸出管流量計(jì)10的管內(nèi)參數(shù)并調(diào)整第二控制閥8的通氣量。
[0063] 船舶內(nèi)各個(gè)裝置之間的信號(hào)均采用電纜連接,電纜中的信號(hào)傳遞存在衰弱現(xiàn)象,將第一輸出管5和第二輸出管6上的輸出管壓力傳感器9和輸出管流量計(jì)10左舷和右舷兩份,并使用左舷控制箱14和右舷控制箱15作為中間控制,能有效改善這一現(xiàn)象。同時(shí),若所有的感知裝置和執(zhí)行裝置均分別使用電纜與控制中心連接,則船舶內(nèi)將需要使用大量的電纜,左舷控制箱14和右舷控制箱15的使用能有效減少電纜的使用量。
[0064] 在本實(shí)施例中,電氣控制系統(tǒng)還包括油耗流量計(jì)18和軸功率儀19電信號(hào)連接。油耗流量計(jì)18用于檢測(cè)船的油耗情況,軸功率儀19用于檢測(cè)螺旋槳的軸功率。油耗流量計(jì)18和軸功率儀19均與控制中心電信號(hào)連接并在監(jiān)控臺(tái)20上進(jìn)行呈現(xiàn)。油耗和軸功率的數(shù)據(jù)采集能夠印證在船底形成氣層的減阻節(jié)能減耗作用。
[0065] 在本實(shí)施例中,出于和使用左舷控制箱14、右舷控制箱15同樣的目的,電氣控制系統(tǒng)還可以設(shè)置第一采集箱16和第二采集箱17。第一采集箱16分別和氣層厚度測(cè)量?jī)x1、空隙率儀2、船底壓力傳感器3和控制中心電信號(hào)連接,第一采集箱16用于接收氣層厚度測(cè)量?jī)x1、空隙率儀2和船底壓力傳感器3獲得的數(shù)據(jù),并將其傳輸給控制中心,可有效避免電纜中的信號(hào)傳遞存在衰弱現(xiàn)象,并能有效減少電纜的使用量。第二采集箱17分別和油耗流量計(jì)
18和軸功率儀19電信號(hào)連接,第二采集箱17用于采集油耗流量計(jì)18和軸功率儀19獲得的數(shù)據(jù),并將其傳輸給控制中心。
[0066] 在其他實(shí)施例中,供氣裝置還可包括供氣裝置和供氣裝置控制箱,供氣裝置與總管4的輸入端連通。供氣裝置控制箱分別與總管控制閥11、總管壓力傳感器12、總管流量計(jì)13以及控制中心電信號(hào)連接,用于接收控制中心的控制信號(hào)并控制總管控制閥11的通氣量,還用于接收并處理總管壓力傳感器12和總管流量計(jì)13的管內(nèi)參數(shù)并調(diào)整總管控制閥11的通氣量。將總管4的氣量反饋從控制中心調(diào)整至供氣裝置控制箱內(nèi),可降低控制中心的工作量,并縮短反饋的回路,更進(jìn)一步地實(shí)現(xiàn)對(duì)總管4氣量的精確控制。在本實(shí)施例中,供氣裝置及供氣裝置控制箱可以是風(fēng)機(jī)及風(fēng)機(jī)控制箱25。
[0067] 進(jìn)一步地,本實(shí)施例還可以包括綜合氣象系統(tǒng)21、計(jì)程儀22、舵角檢測(cè)裝置23和慣導(dǎo)系統(tǒng)24。綜合氣象系統(tǒng)21、計(jì)程儀22、舵角檢測(cè)裝置23和慣導(dǎo)系統(tǒng)24分別和控制中心電信號(hào)連接,所述綜合氣象系統(tǒng)21用于監(jiān)測(cè)風(fēng)速和風(fēng)向,計(jì)程儀22用于監(jiān)測(cè)船舶的對(duì)水航速和行程,舵角檢測(cè)裝置23用于監(jiān)測(cè)打舵角度,慣導(dǎo)系統(tǒng)24用于監(jiān)測(cè)船舶六自由度姿態(tài)。綜合氣象系統(tǒng)21、計(jì)程儀22、舵角檢測(cè)裝置23和慣導(dǎo)系統(tǒng)24的使用能夠監(jiān)測(cè)到外部環(huán)境,船舶自身的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)以及船舶運(yùn)行的航速情況,基于這些數(shù)據(jù),再對(duì)氣層減阻系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制調(diào)整,以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制,維持穩(wěn)定的氣層,達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
[0068] 上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明,但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式。即使對(duì)本發(fā)明作出各種變化,倘若這些變化屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi),則仍落入在本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
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