УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ ГРУЗОВ Российский патент 1998 года по МПК B63B35/00 

Изобретение относится к транспортным средствам для водной среды и может быть использовано для транспортировки любых грузов в виде жидкости или сыпучем виде, или в виде размещенного в таре. Преимущественное использование устройство имеет для транспортировки экологически опасных грузов и, в частности, для транспортировки нефтепродуктов или других экологически опасных жидких грузов.

В дальнейшем рассмотрение будет соответствовать транспортировке нефтепродуктов, которые представляют наибольшую экологическую опасность для экологии планеты.

Известно транспортное устройство для транспортировки нефти, которое содержит судно-буксировщик, которое посредством тяг соединено с подводным танкером [1].

Недостатками устройства следует считать необходимость сложных и дистанционно управляемых систем на подводном танкере для поддержания необходимой глубины погружения при движении судна-буксировщика, большая вероятность потопления танкера при обрыве связи его с буксировщиком или линий управления, потери груза и танкера при аварии и экологическая катастрофа после раздавливания танкера от гидравлического давления на глубоководных местах океана, возможность взрывчатых процессов из-за наличия силовых электроуправляемых агрегатов, которые искрят и не могут быть обслужены, обрыв тяги и линий управления при шторме со всеми последствиями и которые указаны выше.

Известно устройство для транспортировки жидких грузов, содержащее подводный танкер, соединенный посредством тяг с судном-буксировщиком, причем подводный танкер снабжен плавучими элементами по всей длине, которые соединены между собой и судном-буксировщиком, причем плавучие элементы снабжены лебедками, тросы которых соединены с танкером [2].

Недостатками описанного устройства можно считать:
- танкер с нефтепродуктами будет, примерно, на 8-10% утяжелен неоправдано из-за малой плотности загруженного материала и это не позволит использовать тонкостенную конструкцию корпуса танкера;
- сложность выгрузки нефтепродуктов, т.к. появится необходимость изменить степень плавучести от отрицательной на положительную для всплытия танкера для окончательной выгрузки, а это требует откачки, когда танкер расположен на глубине,
- при маловероятной аварии с обрывом связей между элементами с положительной плавучестью и танкером он уйдет на дно и возникнет необходимость его подъема, чтобы избежать экологического заражения акватории океана.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, т.е. обеспечить простоту загрузки и выгрузки танкера, обеспечить непотопляемость танкера при любой аварии.

Поставленная цель достигается тем, что танкер дополнительно снабжен элементами с отрицательной плавучестью, которые размещены со стороны данной части танкера и соединены с ним посредством тросов с возможностью изменения их длины, при этом танкер имеет положительную плавучесть, которая с плавучими элементами сообщает всему устройству положительную плавучесть при отрицательной плавучести элементов снизу больше положительной плавучести танкера.

На чертеже представлено устройство для транспортировки грузов. На фиг. 1 представлен вид сбоку на устройство при положении движения (место I) и при движении (положение II); на фиг. 2 - поперечный разрез устройства.

Все устройство представлено в виде конструктивной схемы и упрощено, элементы, которые не являются отличительными и имеют известность достаточную для осуществления, или вариантность выполнения, условно не показаны.

Устройство содержит судно-буксир 1 (далее - буксир), которое может быть различного типа (специальное - морской буксир, или любое морское судно), к которому присоединены танкеры 2 тягами 3, которые могут быть выполнены в виде тросов и соединены с танкером 1 через кронштейн и лебедку (условно не показано и она может быть на палубе буксира 1, а на конце кронштейна 4 может быть расположен ролик для изменения направления усилия и троса к лебедке. Каждый танкер 2 снабжен элементами с положительной плавучестью - поплавками 5, они размещены на оконечностях танкера 2. На поплавках 5 установлены лебедки 6, трос 7 которых соединен с танкером 2 через проушины 8. Снизу танкер 2 имеет элемент с отрицательной плавучестью 9, который может занимать положение III и IV. Элемент 9 может быть выполнен составным или единым, как показано на чертеже. На элементе 9 размещен привод 10 со штоком 11 на каждой стороне. На шкиве 11 закреплен трос 12 своим концом, а другой конец закреплен на проушине 8. Возможен вариант, когда конец троса 12 закрепляется на проушине 8 и протягивается петлей также через проушину, петля подвижно соединяется с элементом 9. Этот вариант во многих случаях более предпочтителен, т. к. привод и шкив будут вне водной среды, но потребуется дополнительный стояк 13 и ролики 14, 15.

Танкер 2 имеет люки 16 для заполнения внутренней полости его любым видом грузов, включая нефтепродукты, а элемент 9 имеет магистрали 17 для изменения степени отрицательной плавучести при заполнении и водной, и воздушной средой. Элемент 9 имеет датчики перегрузки 18, а линия 19 передачи сигнала перегрузки свободно намотана на тросы 7, 12. На верхней поверхности элемента 5 размещен кронштейн 20, все указанные кронштейны соединены с буксиром 1 тягами 21 в виде тросов.

Танкер 2 всегда имеет положительную плавучесть и при полной загрузке по условию ее проведения. Поплавки 5 также имеют положительную плавучесть. Элемент 9 имеет всегда отрицательную плавучесть, но она всегда меньше суммарной положительной плавучести поплавков 5 и танкера 3. Однако отрицательная плавучесть элемента 9 больше положительной плавучести танкера 2. Это обстоятельство позволяет разместить танкер между элементами 5 и 9 на любом расстоянии между ними (пример: танкер после загрузки имеет 10000 т массу, положительная плавучесть 5% - 500 т, тогда элемент 9 должен иметь отрицательную плавучесть не менее 600 т, положительная плавучесть поплавков 5 должна составлять не менее 500 т с запасом).

Действует устройство следующим образом:
При пустом танкере 2 он всегда будет находится на поверхности. Элементы 5, 9 подтянуты тросами 7, 12, лебедками 6 и приводами 10. Производят заполнение танкера через люки 16 и закрывают их. Опускают танкеры 2 на глубину не менее 5 м для исключения влияния солнечной энергии на температуру нефти. Если заполнение производилось на реке, где мелко, то транспортировку осуществляют на поверхности воды, но при выходе на глубину опускают лебедкой 6 на оптимальную глубину (около 5 м), также опускают и элементы 9 на несколько метров двигателями 10 и тросами 12. При движении танкеров их тросы займут положение I.

При прибытии к месту выгрузки элементы 5, 9 своими приводами 6, 10 и тросами 7, 12 подтягивают танкеры до их выхода на поверхность. Далее используются любые известные приемы выгрузки, например с помощью насосов погружного типа в самую низшую точку танкера 2 через люки 16.

Все приводы силовых элементов 6, 10 могут быть выполнены шагового типа для самоторможения и управление осуществляется с буксира по линиям связи, которые располагаются совместно с тягами 21. Регистрация расстояний может осуществляться сельсинами-датчиками и приемниками. Эти элементы условно не показаны и не могут встреть сложностей при проектировании.

Кронштейн 4 предназначен для устранения "подтапливания" буксира 2. Длина тяги 3 должна обеспечить минимальную вертикальную составляющую силы.

При любой глубине погружения танкера 2 внешнее давление будет восприниматься жидкой средой во внутренней полости танкера 2, но желательно предусмотреть компенсатор в виде гибкой пленки.

Элемент 9 должен быть опущен относительно танкера 2 по следующей причине.

При движении возможно касание донного грунта или препятствия. При толчке произойдет резкое возрастание давления во внутренней полости элемента 9, его отклонение. Это будет зафиксировано и можно поднять танкер лебедками 6. Регистрация повышения давления может быть осуществлена датчиками 18.

При приближения шторма буксир 1 отсоединяется, предварительно опуская танкер 2 на глубину не менее 100 м, где шторм уже совсем не проявляется. Элемент 9 может быть притянутым к танкеру 2. Если шторм застал у берегов с опасной конфигурацией донного грунта, то элемент 9 может быть один опущен на дно при профиле грунта, не допускающего протаскивание при сносе, а можно опустить совместно и танкер 2 и элемент 9. Они будут играть роль якоря. Поплавки 5 будут при волне накрываться ею из-за большой разницы танкера и элемента 9 по отношению к поплавку 5. Однако можно предусмотреть и гибкую часть у тросов 7.

При столкновении с поплавками 5 наземного транспорта и их разрушения, возможны два случая: если запас по положительной плавучести поплавков 5 достаточен, то устройство останется на плаву, если же система уйдет на глубину, то либо в автоматическом режиме по коду подрывается крепление приводов 10 или, что лучше, при воздушной полости, как показано на фиг. 2 в элементе 2 будет разрушен указанный элемент и танкер всплывает. Лучше иметь обе возможности. Подрыв крепления осуществляется дистанционно по кодовым сигналам, которые воспринимаются датчиком гидросигнала на элементе 9. Такие устройства известны и широко используются в гидроакустике для подрывных устройств мин глубинных.

Поплавки 5 имеют передатчик для определения положения танкеров при уходе буксира в другой район из-за шторма или какой-либо другой аварии. Сигналы регистрируются спутниковой спасательной службы, и буксир может прибыть к месту нахождения танкеров.

Лучше иметь несколько последовательно соединенных танкеров. Их длина определяется только необходимой маневренностью на мелких местах, например на реке. Последовательное расположение танкеров позволяет снизить гидравлическое сопротивление при движении устройства. При движении в местах, где движение интенсивно, желательно иметь сзади еще один буксир для возможного торможения.

Скорость движения устройства может быть много меньше используемых в современных танкерах (до 60 км/ч), т.к. получателю груза более важно оговоренное время доставки и его не интересует скорость, с которой двигался груз. Это позволяет снизить, допустим, скорость до 20 км/ч, что позволит снизить мощность в 8 раз, т.к. мощность входит скорость в кубе.

Все устройство дешево, поэтому оно может быть использовано в качестве хранилища в воде. Это можно лучше использовать для наземных хранилищ, т.к. меньше вероятность случайного повреждения и постоянная температура топлива, а это важно для многих зон хранения. Танкеры выгодней продавать на металлолом после доставки, сохранять только комплектующие, которые можно погрузить в один танкер и доставить к месту загрузки.

Танкер не требует равномерного размещения груза, т.к. все компенсируется поплавками 5 и заполнением воздухом (или водой) элемента 9 через перекрываемые магистрали 17 при загрузке. Могут быть предусмотрены перегородки во всех элементах для повышения еще большей надежности.

Таким образом, достигаются все поставленные цели.

Устройство предназначено для транспортировки любых грузов в подводном положении. Устройство включает в себя танкер, который располагается под водой и соединен посредством тяг с буксировщиком и плавучими элементами. Плавучие элементы соединены между собой, с танкером и буксировщиком. Танкер оснащен со стороны донной части элементами с отрицательной плавучестью, соединенными с ним посредством тросов с возможностью изменения их длины. Обеспечивается простота загрузки и выгрузки танкера и его непотопляемость. 2 ил.

Устройство для транспортировки грузов, преимущественно жидких экологически опасных, содержащее подводный танкер, соединенный посредством тяг с судном-буксировщиком и плавучими элементами, которые соединены между собой, с танкером и судном-буксировщиком, причем плавучие элементы снабжены лебедками, тросы которых своими концами закреплены на танкере, отличающееся тем, что танкер дополнительно оснащен со стороны донной части элементами с отрицательной плавучестью, соединенными с ним посредством тросов с возможностью изменения длины, при этом танкер обладает положительной плавучестью с загрузкой его внутренней полости, которая меньше отрицательной плавучести дополнительных элементов с отрицательной плавучестью, а положительная плавучесть плавучих элементов и танкера больше отрицательной плавучести дополнительных элементов с отрицательной плавучестью.