PL177223B1 - Zestaw pchany - Google Patents

Abstract

1. Zestaw pchany, utworzony z pchacza i barki pchanej i sterowanej przez pchacz, przy czym pchacz posiada naped kolowy lopatko- wy przyporzadkowany do rufy, znamienny tym, ze barka (2), uksztaltowana w postaci zamknietego pontonu, posiada na dziobie przestawny w wysokosci i obracany o 360° zespól napedowy (16), korzystnie pompe strumieniowa grodziowa polaczona sterujaco z pchaczem (1) oraz co najmniej jedna pare pionowo opuszczanych mieczy (15), usytuo- wanych na obu burtach. Fig. 6 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest zestaw pchany, utworzony z pchacza i barki pchanej i sterowanej przez pchacz.

Przy żegludze za pomocą zestawów pchanych chodzi o szczególne formy eksploatacji żeglugi statkiem śródlądowym, przy którym najczęściej szereg bezzałogowych barek, tak

177 223 zwanych lichtug lub promów jest zestawionych w bardziej lub mniej mocny zestaw pchany. Pchacze znane z praktyki posiadają najczęściej przysadzisty kształt pontonu z szeroką powierzchnią czołową dziobu i wysuniętym odsądzeniem do pchania jako podporę dla lichtugi, lub dla promu. Lichtugi pchane są najczęściej prostymi konstrukcjami stalowymi, w kształcie pontonu i z pionową powierzchnią ograniczającą na jednym końcu. Ich ilość i ustawienie przed lub obok pchacza zależy od każdorazowych warunków danego toru wodnego. Nośność znanych z praktyki pojedynczych lichtug wynosi od kilku setek aż do trzech tysięcy ton. Inne zestawy pchane składają się ze statku motorowego i mocną z nim połączoną lichtugą i są zwane zestawem sprzężonym. Ekonomiczne zalety zestawu pchanego wynikają z małej ilości załogi, nieznacznych kosztach budowy lichtugi wysokiej elastyczności przy zestawianiu zestawów pchanych, zwłaszcza niezależności pchacza od nośników ładunków przy za i wyładowywaniu.

Liczne rzeki są żeglowne tylko warunkowo za pomocą statków towarowych, ponieważ rzeki, co najmniej odcinkami, zwłaszcza w okresie letnim, a więc w najlepszym sezonie, mają krańcowo niski stan wody. Do takich problematycznych rzek zalicza się Elbę, która przy zabezpieczeniu wystarczającej żeglowności może tworzyć idealną drogę transportową dla materiałów budowlanych, zwłaszcza piasku i żwiru. Tak więc przykładowo Elba i brandenburskie tory wodne, to znaczy drogi wodne aż do Berlina, mogłyby być wykorzystane do transportu materiałów, transportowanych dotychczas tylko za pomocą samochodów ciężarowych z tym, że muszą być jednakże używane statki transportowe specjalnego rodzaju, które przy krańcowo niskim stanie wody mają optymalną ładowność.

Z opisu US 1 675 606 jest znany zestaw pchany, złożony z pchacza i barki sterowanej i pchanej przez pchacz, który ma przyporządkowany do rufy napęd kołowy łopatkowy. Barka nie posiada żadnego własnego lub dodatkowego napędu. Jak wykazała praktyka manewrowość takiego zestawu jest znacznie ograniczona. Przede wszystkim zestaw, zwłaszcza w obszarze portów jest kłopotliwy w obsłudze.

Zadaniem wynalazku było opracowanie zestawu pchanego, utworzonego z pchacza i barki, który przy nieznacznym nakładzie konstrukcyjnym ma znacznie polepszoną zdolność manewrowania i który przy optymalnej ładowności byłby odpowiedni do niskiego stanu wody, w akwenach śródlądowych.

Podstawą zadania wynalazku było rozpoznanie, że dla transportu masowych materiałów sypkich, jak np. żwir, piasek, grys, węgiel, itd., przy niskim stanie wody jest w szczególnej mierze odpowiedni taki zestaw pchany, który przy optymalnej ładowności posiada nieznaczną głębokość zanurzenia.

Zadanie to zostało rozwiązane dzięki temu, że barkajest ukształtowana w postaci zamkniętego pontonu, która na dziobie posiada przestawny w wysokości i obracany o 360° zespół napędowy, korzystnie pompę strumieniową grodziową, połączoną sterująco z pchaczem oraz w co najmniej jedną parę pionowo opuszczanych mieczy, usytuowanych na obu burtach.

Według wynalazku barka posiada dwie pary mieczy, umieszczonych w jej przednim obszarze i parą mieczy w jej tylnym obszarze.

Według wynalazku barka ma pokład, ukształtowany w postaci profilu dachu dwuspadowego, tworzącego powierzchnię ładunkową, o nachyleniu poprzecznym około 2°, która jest ograniczona obwodowymi ścianami ograniczającymi, z których ściany ograniczające, usytuowane od strony dziobu i rufy są ukształtowane jako ściany ruchome do wzajemnego przesuwania materiału transportowanego.

Korzystnie pchacz jest wyposażony w dwa przestawne w pionie koła łopatkowe umieszczone na oddzielnych wałach osiowych, przy czym oba koła łopatkowe mają długość odpowiadającą w przybliżeniu szerokości pchacza.

Zgodnie z wynalazkiem pchacz ma kadłub wykonany jako ponton, który w obszarze kół łopatkowych ma dno nachylone pod kątem mniejszym niż 30°.

Korzystnie w obszarze wznoszącego się dna pchacz posiada ster, a jego kadłub ma przedłużone poza dno ściany burtowe w postaci stępki, przy czym ściany burtowe osłaniajątakże obszar kół łopatkowych.

Według wynalazku pchacz posiada przestawny w wysokości mostek nawigacyjny, który jest umieszczony na urządzeniu podnośnikowym, ukształtowanym w rodzaju stołu nożycowego i który korzystnie jest umieszczony na dziobie pchacza.

Korzystnie pchacz posiada nadbudówkę stanowiącą użyteczną przestrzeń mieszkalną i maszynową, która jest umieszczona w środku kadłuba.

Zaletą wynalazku jest znaczne polepszenie zdolności manewrowej zestawu pchanego, co zapewnia zespół napędowy barki, sterowany z pchacza, korzystnie pompa strumieniowa grodziowa. Barka samodzielnie i bez ograniczeń ma zdolność manewrową, co zwłaszcza w portach i na polach żwirowych przynosi ogromne zalety. Barka posiada zatem własną ruchliwość, która jest pożądana w odniesieniu do samoczynnych procesów nasypywania i wysypywania materiału transportowanego, zwłaszcza materiałów sypkich.

Z powodu względnie wysokiej obciążalności ładunkiem przy nieznacznej głębokości zanurzenia, barka również przy pustej żegludze posiada minimalną głębokość zanurzenia, którajest powodem dużej skłonności do dryfu, natomiast przy silnym wietrze bocznym lub także przy dużej prędkości podczas żeglugi z prądem w dół rzeki jest zagrożona zdolność do manewrowania całego zestawu pchanego, dlatego też sama barka posiada pionowo uruchamianie pary opuszczanych mieczy, co stanowi wielką zaletę zestawu.

Ponieważ barka jest wykonana jako zamknięty ponton, to nie posiada ona żadnych leżących wewnątrz powierzchni ładunkowych, lecz zamknięty pokład, który jest ukształtowany jako dach dwuspadowy, dzięki czemu piasek lub żwir może być pewnie gromadzony na powierzchni ładunkowej, która jest ograniczona przez dodatkowe obwodowe ściany.

Dwa koła łopatkowe, umieszczone na dwóch leżących w jednej linii wałach osiowych, które z jednej strony są napędzane synchronicznie a z drugiej strony z różną ilością obrotów i ewentualnie także z różnym kierunkiem obrotów pozwalają na wystarczającą zdolność manewrowania zestawem pchanym na niewielkiej przestrzeni. Przy kołach łopatkowych, napędzanych w przeciwnych kierunkach obrotu pchacz może obracać się w miejscu. Przy kołach łopatkowych obracalnych jednocześnie i synchronicznie można podejmować korekturę kierunku, względnie łatwo sterować zestawem pchanym, względnie pchaczem.

Dzięki temu, że oba koła łopatkowe mają wspólną długość, odpowiadającą prawie szerokości pchacza, to skuteczna powierzchnia łopat, tworzących koła łopatkowe, jest maksymalna do wymaganego pchania.

Ponieważ dno kadłuba wznosi się wobec kół łopatkowych pod kątem mniejszym od 30°, to jest zapewniony laminamy przepływ wody, przez co unika się turbulencyjnego pochłaniania energii.

W celu stabilizacji żeglugi na wprost nie tylko całego zestawu pchanego, ale także samego poruszającego się pchacza, kadłub pchacza posiada z obu boków, na przedłużeniu ścian burtowych stępki, wystające do dołu, które wprawdzie podwyższają ciężar całkowity pchacza, jednakże zapewniają znaczną stabilizację przy żegludze na wprost, a ponieważ kadłub w obszarze kół łopatkowych jest z obu boków zamknięty, unika się ustępowania wody, a zatem zmniejszenia sprawności.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig, 1 przedstawia w schematycznym widoku z boku pchacz, jako jednostkę napędową zestawu pchanego według wynalazku, fig. 2 - schematyczny widok z góry na pchacz, fig. 3 - przekrój wzdłuż linii A-A, na fig. 2, fig. 4 - widok wzdłuż linii B-B, na fig. 2 fig. 5 - widok z boku barki do zestawu pchanego według wynalazku, fig. 6 - widok z góry barki z fig. 5, fig. 7 - z fig. 6 przekrój wzdłuż linii B-B na fig. 6, a fig. 8 - przekrój wzdłuż linii A-A na fig. 6.

Zestaw pchany według wynalazku, jest utworzony przez pchacz 1 i barkę 2, która jest pchana i sterowana przez pchacz 1, który posiada napęd kołowy łopatkowy 3, przyporządkowany do rufy.

Jak widać z fig. 2 i 4 są zastosowane dwa koła łopatkowe 4, umieszczone na dwóch, leżących w jednej linii wałach osiowych 5, które są przestawne w pionie i oddzielone od siebie, to znaczy są niezależnie od siebie napędzane przez nie przedstawiony silnik, korzystnie silnik Diesla.

177 223

Oba koła łopatkowe 4 są usytuowane prawie na całej szerokości pchacza 1, a ich łopaty 6 są korzystnie wykonane z aluminium.

Figury 1 do 4 pokazują dalej, że kadłub 7 pchacza 1 jest wykonany jako ponton, który jest w ten sposób wykonany, że w stanie całkowitego zatankowania paliwem pchacz 1 żadną częścią konstrukcyjną nie przekracza maksymalnej głębokości zanurzenia około 90 cm.

Figury 1, 3 i 4 pozwalają dalej rozpoznać w sposób jednoznaczny, że kadłub 7 pchacza 1 posiada wzdłużne stępki 11, przedłużające poza dno ściany burtowe, wystające o około 25 cm, które zapewniają stabilną żeglugę na wprost. Ponadto fig. 1 i 4 pozwalają rozpoznać, że koła łopatkowe 4 w obszarze kadłuba 7 są osłonięte przez ściany burtowe 10.

Z figury 1 również jest widoczne, że dno 8 w obszarze kół łopatkowych 4 jest nachylone pod kątem mniejszym od 30°. W obszarze tego wznoszącego się dna 8 jest usytuowany ster 9, który przy nieznacznej głębokości zanurzenia zapewnia stabilną żeglugę na wprost i korzystnie jest umieszczony w obszarze poniżej łożyska środkowego wałów osiowych 5. Na kadłubie 7 jest usytuowany przestawialny w wysokości mostek nawigacyjny 12, który jest umieszczony na urządzeniu podnośnikowym 13, ukształtowanym w rodzaju stołu nożycowego, które jest uruchamiane przez układ cylinder-tłok. Istotne także to, że mostek nawigacyjny 12 jest umieszczony na dziobie kadłuba 7, a więc blisko pchanego promu 2.

Na kadłubie 7 jest usytuowana nadbudówka 14 stanowiąca użyteczną przestrzeń mieszkaniową i maszynową, która jest umieszczona w środku kadłuba 7.

Figury 5 do 8 pokazują barkę 2 zestawu pchanego według wynalazku w różnych widokach. Barka 2 jest wykonana jako zamknięty ponton i posiada dwie boczne pary opuszczanych mieczy 15 w przednim obszarze i jedną parę opuszczanych mieczy 15 w tylnym obszarze swojego kadłuba, przeciwdziałające dryfowaniu zestawu pchacza.

Na dziobie barki 2 jest umieszczony zespół napędowy 16, sterowany z pchacza 1. Zespół napędowy 16 jest z jednej strony przestawiany w wysokości, a z drugiej strony jest obracany o 360°. W tutaj pokazanym przykładzie wykonania zespół napędowy 16 jest wykonany jako pompa strumieniowa grodziowa.

Figury 6, 7 i 8 pokazują, że barka ma pokład o profilu w postaci dachu dwuspadowego o nachyleniu poprzecznym około 2°, tworzącego powierzchnię ładunkową 17. Ponadto z obu boków kadłuba barki 2 jest usytuowana dodatkowa obwodowa ściana 18, stanowiąca ograniczenie powierzchni ładunkowej 17, która ma wysokość około 0,3 m, a od strony dziobu i rufy jest usytuowana ruchoma ściana ograniczająca 19 o wysokości około 0,7 m, która służy do wzajemnego przesuwania materiału transportowego.

Takie ukształtowanie ściany ograniczającej 19 zapewnia łatwy wyładunek orazjej mechaniczne czyszczenia. Jest zaletą, gdy obwodowe ściany ograniczające 18 i/lub 19 posiadają przeloty względnie otwory do odpływu, ze świeżo zaczerpniętego piasku, lub żwiru.

Barka 2 jest tak wykonana, że ona przy głębokości zanurzenia tylko 90 cm może być obciążana prawie 700 tonami ładunku tak, że zestaw pchany jest odpowiedni do eksploatacji przy krańcowo niskim stanie wody. Biorąc pod uwagę realizowane wielkości i masy, barka 2 może przyjmować ładunek 1.250ton. Przy tym cały zestaw pchany może być długi na 110 m tak, że praca na Elbie jest możliwa przy tam występujących warunkach. Odpowiednio pchacz 1 ma długość około 18,5 m, a barka 2 długość 91, 5 m. W odniesieniu do szerokości zestawu pchanego jest zaletą, gdy jego szerokość nie przekracza 11,4 m. Także wtedy będzie zapewniona żeglowność na Elbie i brandenburskich torach wodnych. Zestaw pchany powinien być wykonany z możliwie nieznaczną wysokością, maksymalnie 3,00 m tak, że jest możliwa żegluga pod istniejącymi mostami.

W odniesieniu do napędu, co najmniej przy dwóch niezależnie od siebie obracalnych kołach łopatkowych jest zaletą, gdy są stosowane dwa synchronicznie regulowane silniki Diesla, które mogą pracować z różną ilością obrotów i ewentualnie z przeciwnym kierunkiem obrotów. A zatem jest możliwe ciągle porównywanie obu silników, a zatem sprawdzanie ich sprawności, dzięki czemu przez porównanie są łatwo rozpoznawalne błędy w napędzie zestawu.

Potrzebny olej napędowy może być magazynowany w zbiorniku wytworzonym korzystnie z polietylenu, przy czym taki zbiornik jest umieszczony w obszarze punktu ciężkości pchacza. Przy stosowaniu szeregu zbiorników mogą być one umieszczone w pchaczu w przybliżeniu po

177 223 przekątnej przechodzącej przez punkt ciężkości z tyłu i z przodu, przez co jest osiągnięta stabilność pchacza. Podobnie dotyczy to układu silników. Zbiornik, względnie zbiorniki powinny posiadać pojemność użytkową około 30 000 litrów oleju napędowego.

W odniesieniu do przenoszenia siły przez silniki na koła łopatkowe jest szczególną zaletą, gdy ono odbywa się hydraulicznie, co znacznie obniża ciężar części konstrukcyjnych potrzebnych do przenoszenia siły. Jest istotne, że ilość obrotów silników, względnie kół łopatkowych jest bezstopniowo regulowana, co w ramach hydraulicznego przenoszenia siły pomiędzy silnikami a kołami łopatkowymi jest możliwe do osiągnięcia prostymi środkami za pomocą pomp nastawczych.

W odniesieniu do wymaganej ciągłej eksploatacji na Elbie także przy krańcowo niskim stanie wody kadłub pchacza powinien posiadać głębokość zanurzenia leżącą pomiędzy 60 cm a 65 cm.

177 772

Fig. 4 m 223

177 223

177 223

Ί 12

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (17)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zestaw pchany, utworzony z pchacza i barki pchanej i sterowanej przez pchacz, przy czym pchacz posiada napęd kołowy łopatkowy przyporządkowany do rufy, znamienny tym, żebarka (2), ukształtowana w postaci zamkniętego pontonu, posiada na dziobie przestawny w wysokości i obracany o 360° zespół napędowy (16), korzystnie pompę strumieniową grodziową połączoną sterująco z pchaczem (1) oraz co najmniej jedną parę pionowo opuszczanych mieczy (15), usytuowanych na obu burtach.
2. 2. Zestaw według zastrz. 1, znamienny tym, że barka (2) posiada dwie boczne pary mieczy (15), umieszczonych w jego przednim obszarze i parę mieczy (15) w jego tylnym obszarze.
3. 3. Zestaw według zastrz. 1, znamienny tym, że barka (2) ma pokład ukształtowany w postaci profilu dachu dwuspadowego, o nachyleniu poprzecznym około 2°, tworzącego powierzchnię ładunkową (17).
4. 4. Zestaw według zastrz. 3, znamienny tym, że powierzchnia ładunkowa (17) jest ograniczona obwodowymi ścianami ograniczającymi (18,19).
5. 5. Zestaw według zastrz. 4, znamienny tym, że ściany ograniczające (19), usytuowane od strony dzioba i rufy, są ukształtowane jako ściany ruchome do wzajemnego przesuwania materiału transportowanego.
6. 6. Zestaw według zastrz. 1, znamienny tym, że pchacz (1) jest wyposażony w dwa przestawne w pionie koła łopatkowe (4) umieszczone na oddzielnych wałach osiowych (5).
7. 7. Zestaw według zastrz. 6, znamienny tym, że oba koła łopatkowe (4) mają długość odpowiadającą w przybliżeniu szerokości pchacza (1).
8. 8. Zestaw według zastrz. 7, znamienny tym, że pchacz (1) ma kadłub (7) wykonany jako ponton.
9. 9. Zestaw według zastrz. 8, znamienny tym, że kadłub (7) w obszarze kół łopatkowych (4) ma dno (8) nachylone pod kątem mniejszym niż 30°.
10. 10. Zestaw według zastrz. 9, znamienny tym, że w obszarze wznoszącego się dna (8) pchacz posiada ster (9).
11. 11. Zestaw według zastrz. 10, znamienny tym, że kadłub (7) pchacza (1) ma przedłużone poza dno ściany burtowe (10) w postaci stępki (11).
12. 12. Zestaw według zastrz. 11, znamienny tym, że ściany burtowe (10) osłaniają także obszar kół łopatkowych (4).
13. 13. Zestaw według zastrz. 11, znamienny tym, że pchacz (1) posiada przestawny w wysokości mostek nawigacyjny (12).
14. 14. Zestaw według zastrz. 13, znamienny tym, że mostek nawigacyjny (12) jest umieszczony na urządzeniu podnośnikowym (13), ukształtowanym w rodzaju stołu nożycowego.
15. 15. Zestaw według zastrz. 14, znamienny tym, że mostek nawigacyjny (12) jest umieszczony na dziobie pchacza (1).
16. 16. Zestaw według zastrz. 13, znamienny tym, że pchacz (1) posiada nadbudówkę (14) stanowiącą użyteczną przestrzeń mieszkalną i maszynową.
17. 17. Zestaw według zastrz. 16, znamienny tym, że ' nadbudówka (14) jest umieszczona w środku kadłuba (7).