RU2048371C1 - Устройство для транспортировки жидких грузов - Google Patents

Abstract

Использование: в судостроении, для транспортировки жидких грузов. Сущность: устройство содержит судно 1 и расположенные под водой танкеры 2, которые имеют поплавки 4 на поверхности водоема с положительной плавучестью. Поплавки соединены тягами 3 с концами танкера, а тягами 5, 6 соединены с судном 1. Танкеры трубопроводами сообщены с поплавками. 5 ил.

Description

Изобретение относится к транспортным устройствам для перевозки по воде экологически опасных грузов, например нефтепродуктов. Эти устройства могут быть использованы не только на свободной воде, но и при ледовом плавании.

Известно транспортное устройство для водной среды, которое содержит буксир и соединенную с ним одну или более барж.

Недостатками такого транспортного устройства являются:
возможность столкновения с нарушением целостности корпуса, что приведет к утечке груза и, если это нефтепродукты или другие экологически опасные грузы, к отравлению экватории;
возможность возникновения пожара, т.к. палубная часть баржи контактирует с воздушным пространством, содержащим кислород, что может вызвать пожар при стравливании давления из емкостей при повышении температуры и возникновении искрения (могут быть и другие обстоятельства, например умышленный поджог).

Известно транспортное устройство для ледового плавания, которое содержит подводный танкер, который соединен тягой с ледоколом. Ледокол образует проход во льдах путем их разрушения и в этом проходе располагается тяга к танкеру, который находится на глубине.

Недостатками такого транспортного устройства являются:
отрицательная плавучесть танкера, что вызывает дополнительную нагрузку на ледокол (далее судно);
потопление танкера при обрыве тяги;
при остановке судна, танкер будет тонуть или он должен иметь какие-либо устройства управления, которые приводятся в действие с судна, и следящие системы.

Однако наличие каких-либо механизмов на танкере, даже если он находится под водой, может привести к пожару или взрыву, т.к. все механизмы имеют электроприводы с искрениями и какие-нибудь контакты, которые также искрят, возможен также пробой кабеля при его повреждении.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а именно: устранение возможности повреждения непосредственно танкера, включая его механизмы и их приводы, устранение возможности пожара.

Это приводит к повышению эксплуатационных характеристик за счет повышения безопасности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено плавучими элементами, посредством которых указанные тяги соединены с оконечностями танкера, трубопроводами, связанными концами соответственно с одним из плавучих элементов и подводным танкером, и обратными клапанами, посредством которых концы этих трубопроводов сообщены с полостью подводного танкера, причем один из клапанов подключен к полости подводного танкера входом, а другой выходом.

На фиг.1 изображен общий вид описываемого устройства; на фиг.2 плавучий элемент; на фиг.3 танкер; на фиг.4 разрез А-А на фиг.2; на фиг.5 вид с торца на танкер.

Устройство для транспортировки жидких грузов содержит судно 1 и подводный танкер 2. Танкер 2 соединен тягами 3 с плавучими элементами 4 (далее поплавками, которые соединены с судном). Соединение осуществляется смешанное (и последовательное тягами 5, и параллельное тягами 6) для обеспечения надежной силовой связи даже в случае обрыва одной из тяг 5,6. Совместно с тягами 3 проложены трубопроводы 7,8, которые закреплены на поплавках 4 и имеют крышки 9,10. Под крышками имеются фланцевые разъемы (не показаны).

Трубопроводы 7,8 имеют герметичные вводы 11 в корпус 12 танкера 2. Трубопровод 8 размещен концом в выемке 13 дна корпуса 12 и имеет обратный клапан 14, трубопровод 7 имеет также обратный клапан 15, который подпружинен для обеспечения герметичности до заданного давления.

Имеется еще один трубопровод с обратным клапаном, аналогичным по устройству и направлению тому, что в трубопроводе 8. Разница в том, что конец этого трубопровода расположен в верхней точке и служит для удаления воздуха при закачке нефти на глубине (эта магистраль не показана на чертежах). При закачке нефти в нагруженном состоянии трубопровод 8 заглушен, поэтому воздух будет удаляться через трубопровод 7.

Танкер 2 имеет полости 16 с воздухом и балласт в донной части (не показан, т.к. это может быть просто усиление корпуса), которые обеспечивают ей ориентированное устойчивое положение как при заполненном объеме, так и на плаву, когда она порожняя. В верхней части танкер 2 имеет горловину 17 с герметичной крышкой.

На поплавке 4 установлена лебедка 18 с электрическим приводом и выполнен канал в виде приваренной трубы 19 для размещения в ней трубопроводов 7,8 и тяги 3 в виде троса.

Танкер 2 имеет по продольному периметру ребра 20, которые обеспечивают целостность корпуса 12. Для проскальзывания тяги 3 на петле закреплен шкив 21.

Действует устройство для транспортировки жидких грузов следующим образом.

При загрузке танкер 2 находится на поверхности водоема и соединен с поплавками 4 тягами 3, поплавки находятся на плаву рядом. Танкер 2 начинают загружать через горловину 17 до допустимого погружения, после чего горловину герметизируют и продолжают загрузку через трубопровод 7, воздух удаляется через предохранительный клапан (не показан) в любой верхней точке танкера 2.

На поверхность танкера устанавливают груз, добиваются, чтобы он начал погружаться, но если снять груз, танкер должен всплыть. Тогда абсолютная величина отрицательной плавучести будет в пределах груза, допустим 1 т. Эту тонну груза можно выполнить в виде стакана с водой, общая масса которого 1 т. Стакан заполняется водой так, чтобы он мог плавать, тогда танкер опустится до момента перехода стакана в плавающее состояние. Затем трубопроводы 7,8 заглушают и закрывают крышки 9,10. Танкер опускается на длину тяги 3. Длина тяги 3 и погружение танкера регулируются лебедками 18. Во всех случаях глубина погружения должна быть больше глубины погружения любого надводного судна, допустим 15 м.

При движении судна 1 за счет динамического сопротивления водной среды будет образовываться угол α. Для опускания танкеров 2 в процессе движения включают все лебедки, которые синхронно их опускают. Отсчет длины тяги может производиться либо по тросу, либо по углу поворота шкива на лебедке. Чем больше скорость, тем меньше α и меньше глубина погружения танкера.

По прибытии к месту назначения трубопровод 7 соединяют с источником сжатого воздуха, а трубопровод 8 с емкостью, в которую перегружается нефть. При подаче сжатого воздуха нефть вытесняется из танкера 2 (предохранительный клапан с трубопроводом не должен срабатывать при этом усилии, т.к. последний заглушен), танкер 2 всплывает, далее выгрузку производят обычным способом через горловину 17.Если нефть выгружается часто, то необходимо компенсировать убавившуюся массу, например предусмотреть гибкие оболочки в донной части на внутренней ее стороне и закачать туда забортную воду до приобретения танкером отрицательной плавучести.

Сам танкер 2 ввиду его сравнительно малой стоимости может быть использован как хранилище на месте назначения, например для объектов на островах или побережье Северного ледовитого океана.

Если произведена выгрузка и танкер больше не загружается, то поплавки 4 размещают на поверхности танкера 2, они крепятся подтягиванием тяги 3 лебедкой 18 и транспортируются совместно по водной поверхности.

К судну 1 танкеры 2 крепятся непосредственно тягами. Если транспортное устройство прибыло к месту назначения с помощью ледокола, то для обратной транспортировки танкеры нужно заполнить водой. Размеры танкеров могут не позволить перемещать их в самом проходе от ледокола. Возможна транспортировка танкеров по ледовой поверхности, т.к. их масса мала при значительной опорной площади.

При транспортировке по водной поверхности трубопроводы 7,8 свертываются и укладываются на поверхности танкера.

Рассмотрим возможность аварийной ситуации. При повреждении судна 1 отсоединяются тяги 5, 6 и, если судно пойдет ко дну, это не повлияет на целостность танкеров.

Обрыв трубопроводов 7,8 также не приведет к утечке нефти в водную среду, т.к. подпружинивание обратного клапана 15 обеспечивает герметичность трубопровода 7. Обрыв одной из тяг 5, 6 не нарушит целостности танкера 2. При обрыве одной тяги 3 танкер 2 займет вертикальное положение и тяга 3 может быть восстановлена.

Однако, если танкер 2 очень большой грузоподъемности, то целесообразно иметь страховочные дополнительные поплавки 4.

Повредить встречное судно танкер 2 не может, т.к. он заглубляется больше, чем осадка любого судна. Чтобы танкер не повредила подводная лодка, необходимо на поплавках 4 иметь гидравлический генератор сигналов в водную среду.

При обрыве всех тяг танкер опустится на дно и не будет раздавлен при любой глубине, т.к. он полностью заполнен жидкостью. Это позволяет организовать его подъем в течение, допустим, года.

Если танкер получил повреждение донной части от мели со скальными выступами, т.е. скосы и ребра в ее передней части не вывели его вверх, то утечка нефти будет незначительна, т.к. нефть имеет плотность меньше плотности воды и не будет самопроизвольно вытекать вниз. Это позволяет подтянуть танкер лебедками 18 вверх и наложить пластырь.

Пожар и взрыв в танкере также невозможны, т.к. он не имеет источников искрения и сам находится в водной охлаждающей среде.

Следует отметить, что скорость транспортирования нефти будет такой же, как и при любом другом варианте, т.к. при прочих равных условиях (например, одинаковая полезная нагрузка, одинаковая мощность) гидравлическое динамическое сопротивление будет не больше, чем у надводного танкера.

Такое устройство приобретает еще одно ценное качество в сравнении с используемыми транспортными устройствами целостность танкера при любом шторме (на глубине шторм не сказывается, а поплавкам шторм не опасен, т.к. они выполнены в виде герметичных емкостей со смещенным центром тяжести). Судно 1 во время сильного шторма может, отсоединив тяги 5, 6, до его окончания уйти в другой район.

Транспортное устройство может быть с успехом использовано при ледовом плавании. В этом случае в качестве судна используется ледокол, а танкер может быть намного большей ширины, чем проход, который проделывается ледоколом, т.к. поплавки 4 всегда будут иметь ширину меньше, чем ширина прохода.

Такое транспортное средство обладает большей безопасностью. Это связано с тем, что на танкер не воздействуют льды.

При аварийной ситуации, когда ледокол затерт льдами и вмерз, танкер останется целым, т.к. он под льдом и шире прохода, а тяги можно вывести на поверхность льда и закрепить, если нет возможности поднять на поверхность поплавки. Этот вариант возможен, т.к. поплавкам не нужна большая положительная плавучесть и они могут быть подняты транспортными средствами ледокола. Можно сделать наоборот: завести поплавки под лед. Это также возможно путем стравливания воздуха из поплавков, подвода их под лед, когда суммарная положительная плавучесть поплавков, и танкера станет минимальной. После подвода поплавков под лед их снова заполняют воздухом.

Затраты на изготовление плавучих элементов (поплавков 4) и танкеров 2 незначительны, т. к. к ним не предъявляются особые требования, в частности танкеры не требуют усиления корпуса, а это позволит сэкономить значительные средства по сравнению со стоимостью надводных танкеров.

Предлагаемое устройство практически устраняет возможность возникновения пожара или разрушения от столкновения, что соответствует поставленной цели изобретения.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ ЖИДКИХ ГРУЗОВ, содержащее подводный танкер, связанный посредством тяг с судном-буксировщиком, отличающееся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик за счет повышения безопасности, оно снабжено плавучими элементами, посредством которых указанные тяги соединены с оконечностями упомянутого танкера, трубопроводами, связанными своими концами соответственно с одним из плавучих элементов и подводным танкером, и обратными клапанами, посредством которых концы этих трубопроводов сообщены с полостью подводного танкера, причем один из клапанов подключен к полости подводного танкера своим входом, а другой выходом.

Images