RU2048373C1

RU2048373C1 - Device for transportation of cargoes in ice conditions

Info

Publication number: RU2048373C1
Authority: RU
Inventors: Борис Петрович Таланов
Original assignee: Борис Петрович Таланов
Priority date: 1991-04-22
Filing date: 1991-04-22
Publication date: 1995-11-20

Abstract

FIELD: sea fleet. SUBSTANCE: leading vessel is made in form of catamaran with platform which is swivel in CL. This platform carries ice cutter and ice separating projection. Catamaran is outfitted with skis on the sides provided with vertical drive. These skis make it possible to bring catamaran hull on ice cover surface without dynamic action on the hull, thus reducing dynamic loads during motion of the entire device. EFFECT: enhanced efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам, которые обеспечивают транспортировку грузов в сплошных тяжелых льдах, и может быть использовано для транспортировки грузов при подходе к ледовым полям и после них. The invention relates to devices that provide transportation of goods in continuous heavy ice, and can be used to transport goods when approaching and after ice fields.

Известно транспортное устройство, которое содержит ледокол для образования прохода в ледовом поле и транспортные суда усиленного ледового класса для размещения народнохозяйственного груза. Указанные суда перемещаются своим ходом в образованном проходе. (Шенкнехт и др. Суда и судоходство будущего: Л. Судостроение, 1981). Known transport device, which contains an icebreaker for the formation of the passage in the ice field and transport ships reinforced ice class to accommodate the economic load. These ships move on their own in the formed passage. (Schenknecht et al. Ships and shipping of the future: L. Shipbuilding, 1981).

Недостатки известного транспортного устройства: основная часть мощности ледокола используется на разрушение ледового покрова путем наезда на его поверхность и продавливания его своей массой (рассматривается движение в тяжелых льдах); затруднено движение транспортных судов, т.к. осколки льда могут быть значительными, а это требует использования судов усиленного ледового класса; транспортные суда имеют и свои силовые установки и команды; проходимость ледоколов ограничена по толщине ледового покрова. The disadvantages of the known transport device: the bulk of the power of the icebreaker is used to destroy the ice cover by hitting it on its surface and pushing it with its mass (movement in heavy ice is considered); the movement of transport vessels is difficult, as ice fragments can be significant, and this requires the use of reinforced ice class vessels; transport ships have their own power plants and crews; icebreaker patency is limited by ice thickness.

Известно устройство для транспортировки грузов в ледовых условиях по поверхности ледового покрова, Оно содержит ведущее судно, в диаметральной плоскости которого установлены ледорез для образования прорези во льду и расположенный за ним ледоразводящий выступ, а также связанное с ведущим судном ведомое плавсредство, включающее в себя расположенную подо льдом плавучую грузовую емкость, имеющую отсеки регулирования плавучести. A device for transporting goods in ice conditions over the surface of the ice sheet is known. It comprises a lead vessel, in the diametrical plane of which an ice cutter is installed to form a slot in the ice and an ice-raising protrusion located behind it, as well as a driven craft connected to the lead vessel, including ice floating vessel with compartments for regulating buoyancy.

Недостатки известного транспортного устройства: невозможность использования на чистой воде; полезная масса груза находится в повозке, которая расположена на ледовой поверхности и воздействует суммарным весом на ледовую поверхность, что приводит к снижению КПД из-за трения и делает транспортировку опасной при местном утонении ледового покрова; опасно использовать при неустойчивом ледовом покрове, когда наблюдаются подвижки и все транспортное устройство может остановиться с последующим вмерзанием; невозможность преодоления трещин. The disadvantages of the known transport device: the inability to use in clean water; the payload is located in the cart, which is located on the ice surface and acts on the ice surface with the total weight, which leads to a decrease in efficiency due to friction and makes transportation dangerous if the ice sheet is thinned locally; it is dangerous to use in case of unstable ice cover, when shifts are observed and the entire transport device can stop with subsequent freezing; the inability to overcome cracks.

Цель изобретения снижение стоимости транспортировки полезного груза; повышение проходимости (практически устраняется зависимость от толщины ледового покрова). The purpose of the invention is the reduction in the cost of transporting payload; increased cross-country ability (the dependence on the thickness of the ice cover is practically eliminated).

Поставленная цель достигается тем, что ведущее судно выполнено в виде катамарана, между корпусами которого установлена с возможностью поворота относительно горизонтальной оси платформа, на которой установлены упомянутый ледорез и ледоразрушающий выступ. Ведомая плавучая грузовая емкость выполнена с носовой оконечностью в виде клина и снабжена расположенными побортно в ее верхней части поворотными штангами, имеющими опорные элементы для взаимодействия с нижней поверхностью льда и датчик усилия прижима. Катамаран снабжен смонтированными на его внешних бортах посредством вертикальных гидроцилиндров лыжами, каждая из которых установлена с возможностью поворота относительно двух взаимно перпендикулярных горизонтальных осей. Одна ось перпендикулярна борту катамарана и соединена с упомянутым вертикальным гидроцилиндром, а вторая ось параллельна борту и связана с рессорой, которой снабжена лыжа. This goal is achieved by the fact that the lead vessel is made in the form of a catamaran, between the hulls of which is mounted with the possibility of rotation about the horizontal axis of the platform on which the said ice cutter and ice-breaking protrusion are mounted. The driven floating cargo tank is made with a bow tip in the form of a wedge and is equipped with rotary rods located flush with its upper part, having supporting elements for interacting with the lower surface of the ice and a pressure sensor. The catamaran is equipped with skis mounted on its outer sides by means of vertical hydraulic cylinders, each of which is mounted with the possibility of rotation relative to two mutually perpendicular horizontal axes. One axis is perpendicular to the side of the catamaran and connected to the said vertical hydraulic cylinder, and the second axis is parallel to the side and connected to the spring, which is equipped with a ski.

На фиг. 1 представлено транспортное устройство в рабочем положении; на фиг.2 вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 лыжа, изометрия. In FIG. 1 shows a transport device in a working position; figure 2 is a view along arrow A in figure 1; figure 3 ski, isometry.

Устройство для транспортировки грузов в ледовых условиях содержит катамаран 1 с двумя корпусами 2, расположенные в диаметральной плоскости ледорез 3 на поворотной платформе 4 с ледоразводящим выступом 5. Ледорез 3 имеет привод 6 для осуществления его рабочего режущего движения через цепную передачу, на звеньях которой закреплены зубья. Ледорез 3 имеет привод поворота всей системы ледореза 3 для его ввода в ледовое покрытие и вывода из него. Катамаран 1 снабжен силовым приводом в виде двух турбин 8 по боковым наружным сторонам корпусов 2. Турбины 8 осуществляют прямолинейное движение при одинаковой тяге, а также поворот при разном тяговом усилии на турбинах 8. По наружным бортам корпусов 2 катамарана 1 расположены лыжи 9, которых должно быть не менее двух с каждой стороны, но для большей устойчивости при значительных неровностях верхней поверхности ледового покрова лыж может быть больше. Каждая лыжа имеет две горизонтальных и взаимно перпендикулярных оси 10 и 11. Оси имеют подшипники 12 и 13. Ось 10 расположена параллельно борту корпуса 2 катамарана 1 и соединена подвижно через втулку 14 со скалкой 15, которая закреплена на перпендикулярной борту корпуса 2 катамарана 1 оси 11, На оси 11 закреплены две рессоры 16, имеющие скобы 17. Подшипники 13 закреплены на раме 18, имеющей шпонку 19, соединенную через муфту 20 со штоком вертикального гидроцилиндра 21. Направляющая 22 рамы 18 и гидроцилиндр 21 закреплены на корпусе 2 катамарана 1. Ведомое плавсредство выполнено в виде грузовой емкости 23, которая имеет в носовой оконечности клин 24 и управляемые поворотные штанги 25 с опорными элементами на своем верхнем конце. Каждая поворотная штанга 25 имеет датчик усилия. Назначение датчика усилия состоит в регистрации усилия прижима опорного элемента поворотной штанги 25 к нижней поверхности ледового покрова и регулирования усилия на приводе поворотной штанги 25 по его показанию. Грузовые емкости 23, одна или последовательно соединенные, соединены с катамараном 1 тягой 26 и линией управления 27. The device for transporting goods in ice conditions contains a catamaran 1 with two bodies 2 located in the diametrical plane of the ice cutter 3 on the turntable 4 with the ice-raising protrusion 5. The ice cutter 3 has a drive 6 for carrying out its working cutting movement through a chain gear, on the links of which the teeth are fixed . Ice cutter 3 has a rotary drive of the entire system of ice cutter 3 for its introduction into and out of the ice cover. The catamaran 1 is equipped with a power drive in the form of two turbines 8 on the lateral outer sides of the casings 2. The turbines 8 carry out rectilinear movement with the same traction, as well as rotation with different traction on the turbines 8. On the outer sides of the casings 2 of the catamaran 1 there are skis 9, which should be at least two on each side, but for greater stability with significant irregularities in the upper surface of the ice cover of the skis, there may be more. Each ski has two horizontal and mutually perpendicular axes 10 and 11. The axles have bearings 12 and 13. The axis 10 is parallel to the side of the housing 2 of the catamaran 1 and is movably connected through the sleeve 14 to the rolling pin 15, which is mounted on the perpendicular side of the housing 2 of the catamaran 1 of the axis 11 , Two springs 16 having brackets are fixed on the axis 11. Bearings 13 are mounted on a frame 18 having a key 19 connected through a coupling 20 to the rod of the vertical hydraulic cylinder 21. The guide 22 of the frame 18 and the hydraulic cylinder 21 are mounted on the housing 2 of the catamaran 1. The driven floating medium TVO is designed as a freight container 23 that has a bow 24 and a wedge driven rotary rod 25 with the support elements at its upper end. Each pivot rod 25 has a force sensor. The purpose of the force sensor is to register the clamping force of the support element of the rotary rod 25 to the lower surface of the ice sheet and to regulate the force on the drive of the rotary rod 25 according to its indication. The cargo tanks 23, one or in series, are connected to the catamaran 1 by a link 26 and a control line 27.

Устройство действует следующим образом. The device operates as follows.

Когда при движении транспортного устройства встречаются ледовые поля, грузовая емкость 23 за счет незначительной положительной плавучести и взаимодействия клина 24 с кромкой льда уходит под лед и продолжает движение под ледовым покровом, опираясь поворотными штангами 25 на нижнюю его поверхность, так как ширина между штангами 25 больше ширины катамарана 1, то при разрушении льда массой катамарана 1, пока лед тонкий, не будет сказываться на движении грузовых емкостей 23. При таком движении катамаран 1 не будет менять своего положения по высоте, т.е. его осадка будет постоянной. Однако при увеличении толщины ледового покрова катамаран за счет скосов в носовой оконечности корпусов 2 (катамаран 1) будет стремиться выйти на поверхность ледового покрова. При этом будут наблюдаться провалы за счет продавливания ледовой поверхности т.к. опора на край ледового покрова будет создавать удельную нагрузку за счет линейного контакта, превышающую прочностные свойства льда. Для устранения продавливания наездом ледового покрова включаются вертикальные гидроцилиндры 21 (на ходу или с остановкой). Лыжи 9 входят в контакт с ледовой поверхностью и поднимают катамаран над поверхностью ледового покрова, т.к. удельное давление на ледовую поверхность резко падает из-за увеличения опорной площади, которая будет равна суммарной площади всех лыж. Одновременно включаются приводы 6 и 7. Привод 7 вводит ледорез 3 на глубину, чтобы он выходил за нижнюю поверхность ледового покрова. Ледоразводящий выступ 5 будет все время находиться в прорези, которую образовал ледорез 3. Так как поворотная платформа 4 соединена с ледоразводящим выступом, то при любом наезде любой из лыж 9, который может вызвать поперечный поворот корпусов 2 катамарана 1, не скажется на ледорезе 3, так как он всегда будет удерживаться в вертикальной плоскости поворотом платформы 4 ледоразводящим выступом 5. Толщина, которую может преодолевать транспортное устройство, зависит только от величины ледореза 3 и его угла расположения. Именно это обстоятельство позволяет преодолевать толщину ледового покрова, которая недоступна для существующих ледоколов. Это не потребует существенной увеличении мощности, так как режущие свойства не изменяются при увеличении времени контакта ее режущей кромки со льдом. When ice fields meet during the movement of the transport device, the cargo capacity 23, due to insignificant positive buoyancy and the interaction of the wedge 24 with the edge of the ice, goes under the ice and continues to move under the ice cover, resting the rotary rods 25 on its lower surface, since the width between the rods 25 is greater the width of the catamaran 1, then when the ice is destroyed by the mass of the catamaran 1, while the ice is thin, it will not affect the movement of cargo tanks 23. With this movement, the catamaran 1 will not change its height position, .e. its draft will be constant. However, with an increase in the thickness of the ice cover, the catamaran will tend to reach the surface of the ice cover due to the bevels in the nasal tip of the hulls 2 (catamaran 1). In this case, failures due to the forcing of the ice surface will be observed. reliance on the edge of the ice sheet will create a specific load due to linear contact exceeding the strength properties of ice. To eliminate the punching impact of the ice cover, vertical hydraulic cylinders 21 are activated (on the move or with a stop). Skis 9 come in contact with the ice surface and raise the catamaran above the surface of the ice cover, because the specific pressure on the ice surface drops sharply due to an increase in the reference area, which will be equal to the total area of all skis. Drives 6 and 7 are simultaneously turned on. Drive 7 introduces the ice cutter 3 to a depth so that it extends beyond the lower surface of the ice sheet. The icebreaking protrusion 5 will always be in the slot formed by the icebreaker 3. Since the turntable 4 is connected to the icebreaking protrusion, with any collision any of the skis 9, which can cause a lateral rotation of the catamaran 1's bodies 2, will not affect the icebreaker 3, since it will always be held in a vertical plane by turning the platform 4 with an ice-raising protrusion 5. The thickness that the transport device can overcome depends only on the size of the ice-cutter 3 and its angle of location. It is this circumstance that allows us to overcome the thickness of the ice cover, which is not available for existing icebreakers. This will not require a significant increase in power, since the cutting properties do not change with increasing contact time of its cutting edge with ice.

При наезде катамарана на выступ поверхности ледового покрова лыжа 9 за счет горизонтальных осей 11 и 12 может поворачиваться при сохранении опорного усилия из-за деформации рессор 16. When hitting a catamaran on a ledge of the surface of the ice cover, the ski 9 due to the horizontal axes 11 and 12 can be rotated while maintaining the reference force due to the deformation of the springs 16.

Таким образом, транспортное устройство для ледового плавания позволяет преодолевать любые тяжелые льды, устранить транспортные суда усиленного класса с их силовыми установками и командами, снизить мощность ведущего судна и стоимость транспортировки груза, облегчить выход на ледовую поверхность. Thus, the transport device for ice navigation allows you to overcome any heavy ice, eliminate heavy-duty transport vessels with their power plants and crews, reduce the power of the leading vessel and the cost of transporting cargo, and facilitate access to the ice surface.

Claims

A DEVICE FOR TRANSPORTING GOODS IN ICE CONDITIONS, containing a lead vessel, in the diametrical plane of which an ice cutter is installed to form an ice slot and an ice projection behind it, as well as a driven craft connected to the lead vessel, including a floating cargo tank located under the ice having compartments of regulation of buoyancy, characterized in that the leading vessel is made in the form of a catamaran, between the hulls of which is mounted with the possibility of rotation relatively horizontally the axis of the platform, on which the said ice cutter and the ice-raising protrusion are mounted, and the driven floating cargo tank is made with a nose tip in the form of a wedge and is equipped with rotary rods located side-by-side in its upper part, having support elements for interacting with the lower surface of the ice and a pressure sensor, this catamaran is equipped with skis mounted on its outer sides by means of vertical hydraulic cylinders, each of which is mounted with the possibility of rotation relative to two mutually perp dikulyarnyh horizontal axes, with one axis perpendicular to the board of the catamaran, and is connected to said vertical hydraulic cylinder, and the other axis is parallel to the board and is connected with the leaf spring, which is provided with a ski.