本實(shí)用新型涉及船舶與海洋工程技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種大型海洋結(jié)構(gòu)物載況自適應(yīng)壓載系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來，超大型船舶、超大型浮體相繼出現(xiàn)，船舶與海洋結(jié)構(gòu)物呈現(xiàn)大型化、超大型化的趨勢。這對船舶與海洋結(jié)構(gòu)物的設(shè)計、建造等都提出了更高的要求。一方面，由于大型、超大型船舶與海洋結(jié)構(gòu)物的跨度非常大，會造成較大的船體中垂變形。另一方面，其載況分布復(fù)雜、載況變化幅度較大，導(dǎo)致應(yīng)力分布不均勻、出現(xiàn)應(yīng)力突變等情況，其總縱強(qiáng)度的保證就更加困難。

為保證結(jié)構(gòu)物的總縱強(qiáng)度，往往會采用加大結(jié)構(gòu)剖面模數(shù)、增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的方法。然而，一味的通過增強(qiáng)結(jié)構(gòu)來滿足強(qiáng)度要求，不僅會使建造成本上升，還會使結(jié)構(gòu)物自重增加、載重或功能重量減少。

現(xiàn)有技術(shù)中壓載水系統(tǒng)的主要功能是：根據(jù)船舶與海洋結(jié)構(gòu)物營運(yùn)的需要，對壓載水進(jìn)行注入或排出，以調(diào)整結(jié)構(gòu)物的吃水及其縱、橫向的平穩(wěn)；減小船體變形，以免引起過大的彎曲力矩與剪切力；改善空載的適航性。因此，船舶與海洋結(jié)構(gòu)物一般都布置壓載艙。對于大型、超大型的船舶與海洋結(jié)構(gòu)物，其載況分布復(fù)雜、載況變化幅度較大，很容易出現(xiàn)應(yīng)力突變和總縱強(qiáng)度問題。因此，在保證強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，一種能夠根據(jù)結(jié)構(gòu)物載況分布和變化情況自動調(diào)節(jié)壓載水注入、排出及轉(zhuǎn)移，進(jìn)而使應(yīng)力沿縱向近似均勻分布、避免應(yīng)力突變的壓載系統(tǒng)及其控制方法顯得極具意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實(shí)用新型要設(shè)計一種在保證強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，能夠根據(jù)結(jié)構(gòu)物載況分布和變化情況自動調(diào)節(jié)壓載水注入、排出及轉(zhuǎn)移，進(jìn)而使應(yīng)力沿縱向近似均勻分布、避免應(yīng)力突變的大型海洋結(jié)構(gòu)物載況自適應(yīng)壓載系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：一種大型海洋結(jié)構(gòu)物載況自適應(yīng)壓載系統(tǒng)，包括系統(tǒng)服務(wù)器、載況監(jiān)測子系統(tǒng)、壓載泵-閥門子系統(tǒng)、液位監(jiān)測子系統(tǒng)以及壓載艙；所述系統(tǒng)服務(wù)器與載況監(jiān)測子系統(tǒng)、壓載泵-閥門子系統(tǒng)及液位監(jiān)測子系統(tǒng)連接；所述壓載艙分別與壓載泵-閥門子系統(tǒng)及液位監(jiān)測子系統(tǒng)連接；

所述系統(tǒng)服務(wù)器控制載況監(jiān)測子系統(tǒng)、壓載泵-閥門子系統(tǒng)及液位監(jiān)測子系統(tǒng)；所述載況監(jiān)測子系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)測海洋結(jié)構(gòu)物的載況狀態(tài)并將實(shí)時的載況數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)服務(wù)器；所述壓載泵-閥門子系統(tǒng)通過接收系統(tǒng)服務(wù)器的指令控制海洋結(jié)構(gòu)物上的所有壓載泵和閥門；所述液位監(jiān)測子系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)測海洋結(jié)構(gòu)物上壓載艙的液位變化情況，并將壓載艙的實(shí)時液位數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)服務(wù)器；所述壓載艙有N個，各壓載艙之間通過壓載泵-閥門子系統(tǒng)連接，沿海洋結(jié)構(gòu)物長度方向布置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

1、本實(shí)用新型使用載況監(jiān)測子系統(tǒng)，實(shí)時監(jiān)測海洋結(jié)構(gòu)物載況變化；使用液位監(jiān)測子系統(tǒng)，實(shí)時監(jiān)測海洋結(jié)構(gòu)物內(nèi)N個壓載艙的水位信息；使用系統(tǒng)服務(wù)器，計算海洋結(jié)構(gòu)物的應(yīng)力分布狀態(tài)，通過系統(tǒng)服務(wù)器設(shè)定的程序分析處理數(shù)據(jù)，制定壓載方案，自動控制壓載泵-閥門子系統(tǒng)；使用壓載泵-閥門子系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)服務(wù)器發(fā)出的指令來調(diào)整各壓載泵和閥門的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)物載荷沿縱向近似均勻分布，避免應(yīng)力在縱向分布上突變，減小應(yīng)力最大值，保證結(jié)構(gòu)物總縱強(qiáng)度滿足使用要求。

2、本實(shí)用新型在應(yīng)力最大值減小后，使用者可以在保證安全性的前提下，使用載況自適應(yīng)壓載系統(tǒng)降低海洋結(jié)構(gòu)物剖面模數(shù)，節(jié)省材料，降低建造成本；減輕海洋結(jié)構(gòu)物自身重量，增加載重量或功能重量，提高經(jīng)濟(jì)性。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的壓載系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的壓載系統(tǒng)的控制方法流程圖。

圖中：1、載況監(jiān)測子系統(tǒng)，2、系統(tǒng)服務(wù)器，3、壓載泵-閥門子系統(tǒng)，4、壓載艙，5、液位監(jiān)測子系統(tǒng)，6、海洋結(jié)構(gòu)物。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步地描述。如圖1所示，一種大型海洋結(jié)構(gòu)物載況自適應(yīng)壓載系統(tǒng)，包括系統(tǒng)服務(wù)器2、載況監(jiān)測子系統(tǒng)1、壓載泵-閥門子系統(tǒng)3、液位監(jiān)測子系統(tǒng)5以及壓載艙4；所述系統(tǒng)服務(wù)器2與載況監(jiān)測子系統(tǒng)1、壓載泵-閥門子系統(tǒng)3及液位監(jiān)測子系統(tǒng)5連接；所述壓載艙4分別與壓載泵-閥門子系統(tǒng)3及液位監(jiān)測子系統(tǒng)5連接；

所述系統(tǒng)服務(wù)器2控制載況監(jiān)測子系統(tǒng)1、壓載泵-閥門子系統(tǒng)3及液位監(jiān)測子系統(tǒng)5；所述載況監(jiān)測子系統(tǒng)1實(shí)時監(jiān)測海洋結(jié)構(gòu)物6的載況狀態(tài)并將實(shí)時的載況數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)服務(wù)器2；所述壓載泵-閥門子系統(tǒng)3通過接收系統(tǒng)服務(wù)器2的指令控制海洋結(jié)構(gòu)物6上的所有壓載泵和閥門；所述液位監(jiān)測子系統(tǒng)5實(shí)時監(jiān)測海洋結(jié)構(gòu)物6上壓載艙4的液位變化情況，并將壓載艙4的實(shí)時液位數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)服務(wù)器2；所述壓載艙4有N個，各壓載艙4之間通過壓載泵-閥門子系統(tǒng)3連接，沿海洋結(jié)構(gòu)物6長度方向布置。

本實(shí)施例的海洋結(jié)構(gòu)物6為大型浮體。

如圖1-2所示，本實(shí)用新型的控制方法，包括如下步驟：

A：監(jiān)測載況狀態(tài)；

載況監(jiān)測子系統(tǒng)1實(shí)時監(jiān)測海洋結(jié)構(gòu)物6的載況狀態(tài)，并將載況數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)服務(wù)器2；

B：監(jiān)測壓載艙4液位；

液位監(jiān)測子系統(tǒng)5實(shí)時監(jiān)測海洋結(jié)構(gòu)物6內(nèi)N個壓載艙4的水位信息，并將其傳輸給系統(tǒng)服務(wù)器2；

C：制定壓載方案；

系統(tǒng)服務(wù)器2根據(jù)載況監(jiān)測子系統(tǒng)1上傳的載況數(shù)據(jù)和液位監(jiān)測子系統(tǒng)5上傳的各壓載艙4水位信息計算海洋結(jié)構(gòu)物6的應(yīng)力分布狀態(tài)，通過系統(tǒng)服務(wù)器2設(shè)定的程序分析處理數(shù)據(jù)，制定壓載方案，調(diào)節(jié)各壓載艙4內(nèi)壓載水的注入、排除與轉(zhuǎn)移，進(jìn)而使載荷及應(yīng)力沿縱向近似均勻分布，避免應(yīng)力突變；

D：控制壓載泵-閥門子系統(tǒng)3；

D1：系統(tǒng)服務(wù)器2根據(jù)制定的壓載方案，向壓載泵-閥門子系統(tǒng)3發(fā)出控制指令；

D2：壓載泵-閥門子系統(tǒng)3根據(jù)系統(tǒng)服務(wù)器2發(fā)出的指令調(diào)整各壓載泵和閥門的工作狀態(tài)；

E：返回到步驟B。

本實(shí)用新型不局限于本實(shí)施例，任何在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)的等同構(gòu)思或者改變，均列為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。