CZ38899U1 - Vyvážecí loď - Google Patents

Description

Vyvážecí loď

Oblast techniky

Technické řešení se týká oblasti vodních staveb, zejména vyvážecí lodě pro stavbu vlnolamů nebo jiných staveb na dně mělkých vodních nádrží nebo toků.

Dosavadní stav techniky

Vlnolam je konstrukce určená k ochraně pobřeží před erozí a k ochraně přístavů a kotvišť před účinky vln a rozbouřené hladiny. Vlnolamy mohou být pevné stavby budované na pobřeží nebo jako předsazené na dně pod vodní hladinou, např. jako umělé útesy. Jsou známé i vlnolamy plovoucí. Účelem vlnolamu je zachytit nebo rozptýlit energii vln a snížit ji, než vlny dorazí k pobřeží. Z hlediska ochrany životního prostředí je účelem vlnolamu hlavně zabránit odnášení sedimentů z pobřeží, v některých případech naopak zabránit přílišnému přísunu sedimentů k pobřeží. Vlnolamy mají význam nejen na mořském pobřeží, ale i v jakýchkoli vnitrozemských vodních nádržích, jezerech, přehradách a rybnících. U těchto nádrží se nejčastěji zpevňují břehy kamenem nebo betonovými konstrukcemi. Tam, kde to není z nejrůznějších důvodů možné nebo vhodné, se budují vlnolamy pod hladinou, jako umělé útesy postavené na dně vodní nádrže nejčastěji v blízkosti pobřeží.

Jsou známé stavební mechanismy pro budování betonových základů, pilotů a podvodních staveb, které jsou ale použitelné pro stavění vlnolamů v nádržích s větší hloubkou, řádově od několika metrů. Tyto mechanismy ale nejsou použitelné pro práci na mělkých nádržích, jako jsou typicky rybníky s hloubkou okolo 1 m a bahnitým dnem, kam se tyto velké vyvážecí lodě, bagry a plošiny nedostanou vzhledem ke svému velkému ponoru. Kvůli stavbě vlnolamu je tak nutno vypustit rybník a přinejmenším jeho část vybagrovat, což je problematické z pohledu majitele rybníka a chovu ryb, a také je to velmi nákladné. Úkolem technického řešení je vytvořit vyvážecí loď, která by odstraňovala výše uvedené nedostatky a byla by vhodná pro stavbu vlnolamů na dně mělkých vodních nádrží.

Podstata technického řešení

Tento úkol je vyřešen vytvořením vyvážecí lodi podle technického řešení. Podstata technického řešení spočívá v tom, že vyvážecí loď má ploché dno bez kýlu, nákladový prostor je ve středové části vyvážecí lodi a nezasahuje až k bokům, přičemž dno nákladového prostoru je výše než ploché dno vyvážecí lodi. Spodní výsypka tvoří dno nákladového prostoru a je tvořena dvěma protilehlými otevíratelnými křídly, upevněnými otočně na závěsech ke stěnám nákladového prostoru. V otevřené poloze výsypky spodní okraje křídel nepřesahují ploché dno vyvážecí lodi. Vyvážecí loď dále zahrnuje rameno, jehož jeden konec je uložen otočně na vyvážecí lodi a druhý konec je uspořádán nad nákladovým prostorem a je spojen upínacími prostředky s křídly výsypky. Dále zahrnuje pohonný prostředek pro zvedání a spouštění druhého konce ramene pro otevírání a zavírání křídel výsypky.

V tomto provedení má loď minimální ponor a může pracovat i v hloubkách v řádu malých desítek centimetrů. Otevřením křídel výsypky z vyvýšeného nákladového prostoru nijak nezasahuje pod čáru ponoru.

Ve výhodném provedení má vyvážecí loď pohonný prostředek pro zvedání a spouštění druhého konce ramene tvořený hydraulickým pístem napojeným na hydraulické čerpadlo a opatřeným přepouštěcím ventilem spojeným s ovládací pákou, která je uspořádána na zádi vyvážecí lodi. Zvedáním pístu a ramene se křídla výsypky zavírají. Povolením přepouštěcího ventilu ovládací

- 1 CZ 38899 U1 pákou, se křídla otevřou. Ovládání pohybu pístu je možné řešit i pomocí hydromotoru, podmínkou správné funkce ale zůstává možnost velmi rychlého/okamžitého otevření obou křídel nákladového prostoru.

S výhodou technického řešení upínací prostředky pro spojení druhého konce ramene s křídly je řetěz napojený na druhý konec ramene a nůžkový mechanismus spojený jedním svým táhlem s řetězem a dvěma táhly s křídly.

Ve výhodném provedení alespoň dvě protilehlé stěny nákladového prostoru svírají s výsypkou úhel větší než 90°.

Dále ve výhodném provedení stěny nákladového prostoru přesahují výšku boků vyvážecí lodi.

Ve výhodném provedení nákladový prostor má objem od 1,7 do 2,1 m³.

Ve výhodném provedení jsou na plochém dně uvnitř vyvážecí lodi uspořádány obslužné lávky.

Ve výhodném provedení je celková délka od 5 do 7 m.

Ve výhodném provedení je ponor při plném zatížení od 0,15 do 0,25 m.

Celkově přináší použití vyvážecí lodi podle technického řešení technické, ekonomické a ekologické přínosy. Konstrukce s plochým dnem, středově umístěným nákladovým prostorem a spodní výsypkou s dvojicí křídel umožňuje přesné a rovnoměrné ukládání stavebního materiálu na dno vodní nádrže, což zvyšuje efektivitu budování vlnolamů a zpevňování dna. Díky přesnému dávkování dochází ke snížení celkové spotřeby materiálu a tím i k úsporám nákladů na výstavbu. Minimalizuje se rovněž riziko neřízeného rozplavování materiálu, což omezuje negativní vlivy na okolní vodní ekosystém. Vyvážecí loď tak podporuje hospodárné a šetrné využívání zdrojů.

Výhodou technického řešení je ploché dno bez kýlu, které snižuje maximální ponor a zvyšuje stabilitu při výsypu. Středový nákladový prostor odsazený od boků zlepšuje stabilitu a bezpečnost posádky na lávkách. Křídla výsypky v otevřené poloze nepřesahují ploché dno, nehrozí zadrhnutí o nerovný terén dna nádrže. Nůžkový mechanismus s řetězem zajišťuje symetrické otevírání i za různých podmínek a dodává jemnou regulaci průtoku směsi. Obslužné lávky uvnitř lodi poskytují bezpečný přístup ke všem prvkům a kontrolním místům. Ve výhodném provedení je vyvážecí loď poháněna vodou chlazeným spalovacím motorem o výkonu 25 HP (přibližně 18,4 kW) s hydraulickým řízením usnadňujícím manévrování lodi. Mezi výhody tohoto motoru patří tichý provoz, nízké emise a spotřeba paliva, stejně jako vysoká odolnost vůči korozi, která zaručuje dlouhou životnost.

Objasnění výkresů

Uvedené technické řešení bude blíže objasněno pomocí připojených výkresů, ve kterých představuje:

obr. 1 půdorys vyvážecí lodě se zavřenou výsypkou;

obr. 2 podélný řez vyvážecí lodě rovinou A-A z obr. 1, s otevřenou výsypkou; obr. 3 příčný řez vyvážecí lodí rovinou B-B z obr. 1, se zavřenou výsypkou; a obr. 4 příčný řez vyvážecí lodí rovinou C-C z obr. 2 s otevřenou výsypkou.

- 2 CZ 38899 U1

Příklady uskutečnění technického řešení

V základním provedení vyvážecí loď 1 obsahuje trup 2 vyvážecí lodi 1 s plochým dnem 5 vyvážecí lodi 1 bez kýlu. Ploché dno 5 umožňuje pohyb ve velmi malé hloubce, dobrou stabilitu při statickém vykládání a bezpečné dosednutí při vytažení na břeh. Ponor vyvážecí lodi 1 je od 0,15 do 0,25 m. Trup 2 vyvážecí lodi 1 je obdélníkového půdorysu se svislými boky 6, přičemž záď 18 vyvážecí lodi 1 nese konzolu s uložením ramene 10 a ovládáním hydrauliky. Trup 2 je svařen z konstrukční oceli, pláty plochého dna 5 a boků 6 mají tloušťku od 2 do 4 mm podle zatížení. Příčné výztuhy a podélníky jsou z válcovaných profilů, například typu V nebo U. Celková délka vyvážecí lodi 1 je od 5 do 7 m.

Nákladový prostor 3 je uspořádán ve středové části vyvážecí lodi 1, je jehlanovitý a odsazený od boků 6. Od boků 6 jej odděluje obslužná lávka 16, která je tvořena dřevěnými latěmi upevněnými pomocí šroubů k trupu 2, a sahajícími až k přídi 17 vyvážecí lodi 1. Dno nákladového prostoru 3 je výše než ploché dno 5 vyvážecí lodi 1, rozdíl je například 300 nebo 400 mm. Tento prostor umožňuje, aby se křídla 7, 7' výsypky 4 v otevřené poloze sklápěla směrem dolů, aniž by dolní hrany křídel 7, 7' přesahovaly rovinu plochého dna 5. Vodorovné obslužné lávky 16 jsou umístěny po obvodu nákladového prostoru 3 a umožňují obsluze bezpečný přístup k zábradlím a ovládacím prvkům. Nákladový prostor 3 má objem od 1,7 do 2,1 m³.

Spodní část nákladového prostoru 3 je tvořena výsypkou 4, která je složena ze dvou protilehlých křídel 7, 7', která jsou otočně uložena na závěsech 8 na stěnách 9 nákladového prostoru 3. Stěny 9 svírají s výsypkou 4 tupý úhel, typicky od 90 do 120 stupňů, což zabraňuje tzv. mostování materiálu a podporuje samočinné sesypávání ke středové spáře křídel 7, 7ý. Výška stěn 9 nákladového prostoru 3 odpovídá výšce boků 6 vyvážecí lodi 1 v rozmezí od 1000 do 12000 mm. Stěny 9 tvoří ocelové desky s vnitřními žebry, na kontaktních plochách se směsí jsou protioděrové výstelky, například plechy typu Hardox.

Křídla 7, 7' výsypky 4 tvoří ploché dno 5 nákladového prostoru 3. Křídla 7, 7' výsypky 4 jsou vyrobeny z Hardoxu a dále jsou zdvojené, s uzavřenými podélnými výztuhami a na vnitřních spodních hranách opatřené těsnicími lištami z gumy odolné vodě a abrazi, které v zavřené poloze dosedají těsně na sebe. Z vnější strany křídel 7, 7' jsou podélné výztuhy z ocelových profilů. Závěsy 8 mají čepy z nerezové oceli.

Vyvážecí loď 1 se může na místo určení pohybovat pomocí ručního pohonu (např. bidlem, veslem, pádlem) nebo pomocí elektromotoru či spalovacího motoru.

V jednom příkladu provedení je vyvážecí loď 1 poháněna vodou chlazeným spalovacím motorem o výkonu 25 HP.

K otevření a zavření výsypky 4 slouží rameno 10, které je jedním koncem uloženo otočně v konzole na zádi 18 vyvážecí lodi 1. Druhý konec ramene 10 nese kotevní ucho, ke kterému je přes čep uchycen vysokopevnostní kalený řetěz 14, mnohonásobně dimenzovaný vůči maximálnímu otevíracímu zatížení. Řetěz 14 je spojen se středem nůžkového mechanismu 15, jehož dvě páky jsou prostřednictvím táhel spojeny s vnitřními výztuhami obou křídel 7, 77 Zdvih řetězu 14 zkracuje rozpětí nůžkového mechanismu 15 a symetricky otevírá obě křídla 7, 7ý. Při spouštění ramene 10 se řetěz 14 uvolňuje a nůžkový mechanismus 15 křídla 7, 7' otevírá.

Synchronizační účinek nůžkového mechanismu 15 vyrovnává nerovnoměrnosti tření a zajišťuje stejnoměrné otevírání i při nerovnoměrné zátěži materiálem.

Svislý pohyb ramene 10 zajišťuje hydraulický píst 11, který je ukotven spodním koncem na trupu 2 a horním koncem na rameni 10. Hydraulický píst 11 je dvojčinný a napojený na hydraulické čerpadlo 12 s nádrží a filtrem. Ovládání probíhá přes ovládací páku přepouštěcího pístu 13 umístěnou na zádi 18 vyvážecí lodi 1 v dosahu obsluhy. Ovládací páka přepouštěcího pístu 13 je

- 3 CZ 38899 U1 ruční ventil, který řídí průtok oleje do hydraulického pístu 11. Pohybem ovládací páky přepouštěcího pístu 13 se podle směru pohybu rameno 10 zvedá nebo klesá a tím se ovládají křídla výsypky 7, 71

Přepouštění umožňuje plynulé ovládání rychlosti spouštění a zdvihu. Bezpečnostní systém tvoří pojistný ventil proti přetížení, zpětné ventily proti samovolnému pádu ramene 10 a mechanické dorazy krajních poloh křídel 7, 77 V případě poruchy hydrauliky lze rameno 10 zajistit čepem v uzavřené poloze.

Vyvážecí loď 1 je naložena v „přístavišti“ pomocí bagru nebo nakladače. Nad cílovým místem obsluha přemístí rameno 10 hydraulickým pístem 11 směrem vzhůru, čímž napne řetěz 14 a nůžkový mechanismus 15 začne křídla 7, 7' výsypky 4 otevírat.

Průmyslová využitelnost

Vyvážecí loď podle technického řešení lze využít pro stavbu vlnolamů na dně mělkých vodních nádrží zahrnující přesné a plynulé dávkování směsi na dno vodní nádrže. Dalším možným využitím je ukládání sypkého materiálu/kameniva na dno toků nebo nádrží pro změnu nivelety dna nebo usměrnění proudění.

Claims (9)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Vyvážecí loď (1), zejména pro stavbu vlnolamů na dně mělkých vodních nádrží, zahrnující trup (2) s nákladovým prostorem (3) opatřeným spodní výsypkou (4) pro výsyp materiálu z nákladového prostoru (3), vyznačující se tím, že má ploché dno (5) bez kýlu, a že nákladový prostor (3) je ve středové části vyvážecí lodi (1) a nezasahuje až k bokům (6), přičemž dno nákladového prostoru (3) je výše než ploché dno (5) vyvážecí lodi (1), a spodní výsypka (4) tvoří dno nákladového prostoru (3) a je tvořena dvěma protilehlými otevíratelnými křídly (7, 7'), upevněnými otočně na závěsech (8) ke stěnám (9) nákladového prostoru (3), přičemž v otevřené poloze výsypky (4) spodní okraje křídel (7, 7') nepřesahují ploché dno (5) vyvážecí lodi (1); a že vyvážecí loď (1) dále zahrnuje rameno (10), jehož jeden konec je uložen otočně na vyvážecí lodi (1), a druhý konec je uspořádán nad nákladovým prostorem (3) a je spojen upínacími prostředky s křídly (7, 7') výsypky (4), a že dále zahrnuje pohonný prostředek pro zvedání a spouštění druhého konce ramene (10) pro otevírání a zavírání křídel (7, 7') výsypky (4).
2. 2. Vyvážecí loď podle nároku 1, vyznačující se tím, že pohonný prostředek pro zvedání a spouštění druhého konce ramene (10) je hydraulický píst (11), napojený na hydraulické čerpadlo (12) a opatřený přepouštěcím ventilem spojeným s ovládací pákou (13), která je uspořádána na zádi vyvážecí lodi (1).
3. 3. Vyvážecí loď podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že upínací prostředky pro spojení druhého konce ramene (10) s křídly (7, 7') jsou řetěz (14) napojený na druhý konec ramene (10) a nůžkový mechanismus (15) spojený jedním svým táhlem s řetězem (14) a dvěma táhly s křídly (7, 7').
4. 4. Vyvážecí loď podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že alespoň dvě protilehlé stěny (9) nákladového prostoru (3) svírají s výsypkou (4) úhel větší než 90°.
5. 5. Vyvážecí loď podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že stěny (9) nákladového prostoru (3) přesahují výšku boků (6) vyvážecí lodi (1).
6. 6. Vyvážecí loď podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že nákladový prostor (3) má objem od 1,7 do 2,1 m³.
7. 7. Vyvážecí loď podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že na plochém dně (5) uvnitř vyvážecí lodi (1) jsou uspořádány obslužné lávky (16).
8. 8. Vyvážecí loď podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že celková délka je od 5 do 7 m.
9. 9. Vyvážecí loď podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že ponor při plném ztížení je od 0,15 do 0,25 m.