UA51851C2 - Спосіб перевантажування твердої речовини, що має високий вміст вологи (варіанти), та поплавець для його здійснення - Google Patents

Abstract

Описується спосіб завантажування й розвантажування твердої речовини (6), що має високий вміст вологи, до насипного судна (5), яке має один або більше вантажних трюмів (2), які приймають тверду речовину (6), а тверда речовина (6) має такий високий вміст вологи, що над твердою речовиною утворюється шар рідини (7). Тверда речовина (6) розвантажується із кожного вантажного трюму (2) за допомогою відповідного насоса (15), який розміщується на поплавці (1), що вільно рухається по шару рідини (7) у вантажному трюмі (2). Тверда речовина (6) і вода відкачуються із вантажного трюму (2) при наперед визначеному об'ємному відношенні, а до вантажного трюму (2) подається вода із об'ємною швидкістю, що, в основному, відповідає об'єму води, що розвантажується. Також поплавець (1) має насосну станцію (4). Для використання при завантажуванні й розвантажуванні насипного судна (5), що перевозить тверду речовину (6) з високим вмістом води, зазначений поплавець (1) пристосований для розміщення у вантажному трюмі (2) разом з твердою речовиною. Усмоктувальна головка (13) насосної станції (4) може підніматися або опускатися відносно поплавця (1).

Description

Опис винаходу

Даний винахід стосується способу розвантажування твердої речовини, що має високий вміст вологи, із 2 насипного судна, зазначене насипне судно має один або більше вантажних трюмів, що отримують тверду речовину, а тверда речовина має такий високий вміст вологи, що над найменшими ділянками твердої речовини утворюється шар рідини, зазначена тверда речовина відкачується Із вантажного трюму за допомогою відповідного насосу, який розміщується на поплавці, що вільно пересувається по шару рідини у вантажному трюмі.

Винахід також стосується способу завантажування твердої речовини, що має високий вміст вологи, у насипне судно, в якому вантажні трюми містять поплавець, що має насос; суміш твердої речовини і води закачується з-за борту до вантажного трюму.

Також даний винахід стосується поплавця, що має насосну станцію для завантажування і розвантажування насипних суден, які перевозять тверду речовину, що має високий вміст води; зазначений поплавець 19 призначений для розміщення у вантажному трюмі разом з твердою речовиною.

Постійно зростає необхідність освоювати ділянки суші, щоб активно її використовувати. З цією метою за допомогою барж з одної ділянки суші до іншої перевозяться великі об'єми речовини, такої як пісок. Одним прикладом є освоєння ділянок суші, які раніше були морськими ділянками. Так є, наприклад, для нового аеропорту біля Осаки в Японії. Іншим прикладом є освоєння суші для розширення міських площ, як у Сінгапурі.

Ще одним прикладом є пустельний пісок, який перевозиться баржами із Сахари до Канарських Островів для поліпшення пляжів, або для заснування піщаних пляжів на місцях, де їх раніше не було.

Щоб збільшити продуктивність для цих проектів розвитку, було запропоновано ідею використання наявних насипних суден як засобів перевезення. Дана концепція пропонує ефективний спосіб завантажування і розвантажування судна. Особливо речовини з морського дна і, зокрема, хоча не винятково, піску, що с 29 використовується для цих проектів. Го)

Відповідно до даного винаходу, як зазначено у вступі до цього опису, надається спосіб розвантажування, який відрізняється тим, що тверда речовина і вода відкачуються з вантажного трюму з наперед визначеним об'ємним відношенням і що вода знову заливається до вантажного трюму, з швидкістю, яка суттєвою мірою відповідає об'єму води, який був відкачаний за борт. -

Переважно, насос подає суміш води і твердої речовини з об'ємним відношенням від 70:30 до 60:40. ю

Усмоктувальний отвір насосу відповідно може переміщуватися назовні та всередину у прямовисному напрямку відносно поплавця, щоб пристосуватися відповідно до оптимального відношення твердої речовини і со води у суміші, що вивантажується. «--

Також, як зазначено у вступі до цього опису, надається спосіб завантажування, який відрізняється тим, що під час завантажування, вода знову відкачується за борт із вантажного трюму насосом на поплавці суттєвою о мірою з тією самою швидкістю, що й вода, яка приходить на борт, а шар води підтримується глибшим, ніж під час розвантажування, щоб дозволити твердій речовині осісти і якнайменшій кількості твердої речовини дозволити вийти за борт знову з водою, що відкачується за борт. «

Крім того також, як зазначено у вступі до цього опису, надається поплавець, який відрізняється тим, що З 50 принаймні всмоктувальний отвір насосної станції може підніматися або опускатися відносно поплавця. с Альтернативно, насосна станція в цілому може підніматися або опускатися відносно поплавця. Поплавець може з» мати нерухому направляючу стійку, на якій забезпечено траверз, який може підніматися, або опускатися, несучи насосну станцію в цілому. Насосна станція може включати в себе двигун, який знаходиться у привідному зв'язку з насосом. Також, двигун може бути зв'язаний із насосом, через трансмісію і опору. Насос може бути рег зе стандартним грязьовим насосом або пісковим насосом. і-й Поплавець у цілому, супровідна насосна станція, трубопроводи та рукави легко складаються на існуючих - насипних суднах. Обладнання може бути сконструйоване відповідно до дійсних розмірів судна. Сама установка не потребує постійних змін або втручань до корпусу судна. Звичайно одна з бокових сторін буде призначена для со завантажування, а протилежна бокова сторона для розвантажування. сл 20 Інші цілі, особливості і переваги будуть з'ясовані у подальшому описі одного, поки що переважного варіанту винаходу, який подається з метою опису, не є таким чином обмежуючим, і подається у контексті з

З прикладеними кресленнями, де:

ФіглЛА - 1С схематично показують типове насипне судно, що пристосоване для використання з даним винаходом, 29 Фіг.2 схематично показує розріз корпусу судна поперек вантажного трюму, який заповнений піском і водою, і

ГФ) поплавець, що розміщується на шарі води, юю Фіг.ЗА - ЗС показують те саме, що й Фіг.2, але в трьох етапах операції розвантажування, в якій поплавець разом з насосною станцією працює з розпушенням і відсмоктуванням речовини для спустошення вантажного трюму, 60 Фіг.4 показу знову те саме, що й Фіг.2 і З, але на кінцевому етапі операції розвантажування, на якому судно нахиляється і майже весь пісок розвантажено,

Фіг.5 показує віддалене розвантажування твердої речовини із судна за допомогою протягнених переносних рукавів та іншої насосної станції,

ФігбА - 6С схематично показує поплавець із встановленою насосною станцією, і показує три різні стани бо операції; відповідно завантажування, підтримку і розвантаження,

Фіг.7А схематично показує вигляд зверху поплавця відповідно до Фіг.б,

Фіг.7В схематично показує, вигляд знизу поплавця відповідно до Фіг.б,

Фіг8 схематично показує розріз корпусу корабля поперек вантажного трюму в ситуації під час завантажування піску і води, і

ФІГ.9А - 98 схематично показують, згори та збоку, як більш крупний пісок під час операції завантажування насипного судна звичайно складається у пагорби.

Фіг1А показує вид згори типового насипного судна 5. Судно 5 має декілька вантажних трюмів 2 для приймання твердої речовини і води, зокрема піску і морської води. Фіг1В показує насипне судно 5 збоку, а 7/0. Фіг1С показує вигляд корпусу судна у розрізі поперек вантажного трюму. Кожний вантажний трюм 2 має отвір З на рівні палуби судна 5. У кожному отворі З розміщується поплавець, що має насосну станцію 4. Поплавець 1 переміщується по поверхні води 9 у вантажному трюмі 2 і коли вантажний трюм заповнений речовиною, поплавець може переміщуватися тільки в межах границі отвору З вантажного трюму.2. Коли речовина відсмоктується за борт, поплавець 1 буде мати змогу рухатись по поверхні води дещо більшою мірою, в межах /5 границь корпуса судна. Для заповнення речовини у вантажні трюми 2, забезпечено завантажувальний трубопровід ТОМ. Трубопровід ТОМ відхиляється до відповідних вантажних трюмів 2 і може мати декілька випускних отворів 100 зручно розташованих навкруги отвору 3. Тут показано чотири випускних отвори 100 для кожного вантажного трюму.

Фіг.2 показує вантажний трюм 2 під час кінцевого етапу заповнення сумішшю піску 6 і води. Завдяки різниці питомої ваги піску і води, утворюється шар піску, який є тим щільнішим, чим ближче до дна 8 судна 5.

Відповідно, пісок 6 містить тим більше води, чим ближче до поверхні води 9. Зверху утворюється шар води 7 і глибина його пристосовується до тяги поплавця 1 і тих умов, які є сприятливими під час завантажування, відповідно розвантажування. Міра утворення пагорба залежить виключно від речовини, яка перевозиться на борту. Правилом є, що чим більш грубим є пісок, тім більш крутими і вищими є пагорби Т. При дрібному піску і с ов піску, що має вміст грязі, пагорби Т будуть набагато меншими, а в окремих ситуаціях повністю будуть відсутніми і формується достатньо гладка поверхня шару. і)

Щоб керувати поплавцем 1 на поверхні води 9, на краю палубного отвору З можуть бути встановлені дві тягових лебідки 24. Одна може бути розташована на поперечному краї палубного отвору 3, а інша на повздовжньому краї. Троси лебідок працюють у замкнених петлях і проходять через обертові блоки 25 на «- зо протилежній стороні палубного отвору 3, обидва кінці тросів прив'язано до поплавця 1. Поперемінно координуючи притягнення та попускання тросів за допомогою двох лебідок, поплавець 1 може бути юю розташований будь-де в межах вантажного трюму 2. Як показують горизонтальні стрілки К, можна керувати оз переміщенням поплавця 1 по шару води 7. Як представлено на Фіг.2 і З, в наявності є гнучкі рукави 10 і вертикальний трубопровід 23, які прикріплені до поплавця 1. Трубопровід 23 згинається приблизно на 90 -- градусів у напрямку бокової сторони судна 5 і призначений для закачування води. На протилежному боці ю забезпечено один рукав 11 для розвантаження суміші піску 6 і води. Жорстка змочувальна труба 22 від насосної станції 4 йде спочатку суттєвою мірою вертикально вище рівня палуби і згинається під кутом приблизно 90 градусів і орієнтована в напрямку розвантажувального боку судна 5. Розвантажувальний рукав 11 гнучкий і пристосований до вільного кінця розвантажувального рукава 22. Рукав 11 рухливий і може, коли вантажний трюм « 2 спустошується, вкладатись на один або більше шківів 12, через які буде йти рукав 11. Вертикальні труби 22 з с та 23 обмежують переміщення поплавця 1 у межах палубного отвору 3. . Альтернативно, труба для закачування 10 може бути стаціонарною і може бути достатньо віддалена від а усмоктувального отвору 13 насосу. Трубопровід 10 може бути забезпечений водою за допомогою зануреного у воду насоса 26, або труба може живитися від системи баласту судна, якщо вона має достатню ємність.

Фіг.4 показує випадок, коли вантажний трюм 2 майже спустошений для піску 6. Щоб видалити якомога більше с піску б, судно може бути нахилене вбік, наприклад під кутом о приблизно 2 градуси, як показано на Фіг.4.

Таким чином залишкова речовина збирається біля однієї з бокових сторін вантажного трюму 2, де розміщений - усмоктувальний отвір 13 насосної станції 4.

Го) Обладнання в іншому випадку добре пристосоване до з'єднання з протягнутими рукавами 26 для 5о віддаленого розвантажування речовини б на великі ділянки. Це показано на Фіг.5 і щоб покращити і-й транспортування, за межами борта судна 5 розташована окрема насосна станція 27. - М Фіг.бА - 6С показують поєднані поплавець 1 і насосну станцію 4. Як видно з Фіг.бА, поплавець 1 має пласке дно і має перила 20, так що один або більше людей може бути там під час роботи поплавця 1. До поплавця 1 стаціонарно прикріплена направляюча стійка 14. Вся насосна станція 4 в цілому прикріплена до траверзи 18, яка

Може підніматися або опускатися, і ці рухи спрямовуються направляючою стійкою 14. На траверзі 18 закріплений двигун. Насос 15 також закріплений на траверзі 18. Двигун 16 поєднаний з насосом 15 через трансмісію 17 і іФ) опору 19. Під час роботи, двигун 16 у такий спосіб буде приводити в дію насос 15 з наперед визначеною ко швидкістю і швидкістю подачі. Всмоктувальний отвір 13 насоса 15 розташований у нижній частині корпуса поплавця. Насос 15 може бути стандартним грязьовим/пісковим насосом відповідним до тих, які бо використовуються для видалення грунту та піску з морського дна. Також, в нижній частині поплавця 1 можуть бути розташовані випускні отвори 30. Випускні отвори ЗО можуть застосовуватися, щоб спрямовувати струмені води на речовину, якщо вона осіла дуже сильно і щільно.

Як видно з Фіг.бА - 6С, насосна станція 4 може підніматися і опускатися відносно поплавця 1. Це важлива ознака, щоб пристосувати обладнання до різних ситуацій, які трапляються, таких як завантажування, підтримка і б5 розвантажування. Всі стани показані відповідно на Фіг.бА, 68 і 6С. Також, усмоктувальний отвір 13 може бути забезпечений ріжучою головкою, яка спроможна відривати речовину, якщо вона осіла надто сильно, щоб вивільнятися іншими способами.

Фіг.7А показує поплавець 1 зверху і насосну станцію 4 розташовану в центрі на поплавці 1. У поплавці 1 зроблено шахту 21 для підйому та спуску насосної станції 4 через шахту.

Фіг.7В показує поплавець 2 знизу і показує, як може бути розташований набір випускних отворів ЗО, які призначені для вивільнення речовини, що ущільнилась під час перевезення.

Необхідно розуміти, що можливо застосовувати насосну станцію 4, в якій може опускатися та підніматися лише всмоктувальний отвір 13, в той час як двигун 16 і насос 15 є нерухомими. Всмоктувальний отвір 13 може бути телескопічним блоком, який може витягуватися або втягуватися відносно насосної станції 4. 70 Операцію завантажування показано на Фіг.8. Суміш піску і води подається на борт через трубопровід 10а вниз до вантажного трюму 2. Пісок 6 осідає а вода піднімається догори. Поплавець 1 і зв'язана насосна станція 4 зараз можуть використовуватись тільки для передачі води, що має найменший можливий вміст піску, знову за борт. Це відбувається через розвантажувальний трубопровід 11а.

Як зазначено, під час завантажування речовина може утворювати пагорби Т, як показано на Фіг.9А і 98. Це /5 Зокрема так для більш крупного піску, що має відносно великий кут відвалу, до 45 градусів. Для більш дрібного піску кут відвалу набагато менший, а для грязі чи грунту він майже відсутній. Для грязі, що має вміст піску, можливий ефект вимивання піску за допомогою відповідного регулювання шару води і потоків у шарі. У такий спосіб дрібна речовина підтримується завислою у воді і знову передається за борт разом з водою, що вивергається з насосу 15.

Якщо енергопостачання на борту недостатньо, можуть бути застосовані і встановлені на палубі судна недалеко від насосів окремі комплекти генераторів.

Під час перевезення між різними місцями призначення, намагаються якомога більше вкрити речовину відповідним шаром води 7, щоб запобігти надто щільному злежуванню речовини або піску 6.

Поплавець 1 і насосна станція 4 можуть бути розміщені в кожному вантажному трюмі 2, щоб отримати сч ов максимальну ефективність. Або, в наявності є два або більше комплектів поплавців/насосних станцій і можуть передаватись між вантажними трюмами 2, якщо загальні міркування економії цього вимагають. і)

Тепер буде описано операцію розвантаження з посиланням на Фіг.2, З і 4. Всмоктувальний отвір 13 піскового насосу опускається приблизно на 1,5 метри нижче дна 8 поплавця 1 - дивись Фіг.6С. Поплавець 1 зигзагоподібно рухається по поверхні, в той час як насос 15 відкачує пісок б і воду з наперед визначеним об'ємним «- зо Відношенням. Якщо необхідно, можуть активуватися випускні отвори 30. Ключем до ефективного завантажування є підтримувати оптимальний шар води 7, щоб було легко відсмоктувати речовину і все ще юю підтримувати найвищий можливий вміст твердої речовини у відкачуваній суміші. Пісковий насос 15 подає суміш со води/піску в об'ємному відношенні близькому до грязьового насосу, тобто від 70/30 до 60/40. Це означає, що подача води через трубу для закачування 10 повинна бути між 6095 та 7095 продуктивності піскового насосу 15. --

Рівень води і товщина шару води контролюється зовнішнім насосом 26 для закачування води. На ю найпізнішому кроці операції розвантажування судно може нахилитися до приблизно двох градусів, щоб дозволити всмоктувальному отвору 13 насосу висмоктати залишковий пісок б з бокової сторони вантажного трюму 2. Як зазначено, на всмоктувальному отворі 13 може бути розміщена ріжуча головка, якщо речовина дуже сильно злежалася. Це широко використовуване обладнання, яке часто використовується для видалення грунту і « грязі з морського дна. в с Насосна станція 4 може підніматися в межах палубного отвору 21. Насосна станція 4 піднімається на найвищий рівень з метою обслуговування. Направляюча стійка 14. і траверза 18 з пов'язаними вирівнювальними ;» механізмами можуть бути стандартним обладнанням, яке продається. Воно може бути ручним або електричним.

Усмоктувальний отвір 13 насосу 15 встановлюється на такій висоті відносно поплавця 1, щоб давати оптимальну продуктивність, що означає на високому рівні для відкачування води під час завантажування, і на низькому с рівні під час розвантажування піску.

Тепер буде пояснено послідовність завантажування з посиланням на Фіг.8. Зовнішній насос 26 постачає - суміш води і піску 6 до вантажного трюму 2 через завантажувальний трубопровід 10а. Об'ємне відношення між

Го! водою і піском б звичайно знаходиться між 70/30 і 60/40. Розвантажувальний насос 15 поплавця зараз розташований з протилежного краю вантажного трюму 2 відносно випускного отвору завантажувального о трубопроводу 10а. Розвантажувальний насос 15 тепер використовується для контролю максимального рівня як води у вантажному трюмі 2. Рівень води 7 зараз підтримується глибшим, щоб надати піску прийнятну можливість осісти і таким чином досягти того, що якомога менше піску передається знову за борт через розвантажувальний насос 15 і розвантажувальний рукав 11а. Порівняно велика площа вантажного трюму 2 поєднана з ов продуктивністю завантажувального трубопроводу 10а і розвантажувального рукава 11а і відстанню між двома зазначеними, підтримує ці параметри. При високому вмісті грунту в піску 6, якщо прийнято рішення передавати (Ф, знову за борт якомога більше грунту, оптимальними можуть бути інші висоти. Рівень води може контролюватись ка зміщенням розвантажувального насосу час від часу або затисканням потоку води, що виходить, У розвантажувальному рукаві 11а. Нагляд за операцією може здійснюватися локально, або за допомогою бо Замкненої телевізійної системи і контролюватися з капітанського містка судна.

Claims (11)

1. Формула винаходу 65 1. Спосіб розвантажування твердої речовини, що має високий вміст вологи, з насипного судна за допомогою насосних систем, причому зазначене насипне судно має один або більше вантажних трюмів, які приймають тверду речовину, а тверда речовина має і такий високий вміст вологи, що принаймні над ділянками твердої речовини утворюється шар води, який відрізняється тим, що зазначена тверда речовина відкачується з вантажного трюму за допомогою відповідного насоса, що розміщений на поплавці, який вільно пересувається по шару води у вантажному трюмі, вхід (усмоктувальний отвір) насоса занурений у воду і працює у твердій речовині, тверда речовина й вода відкачуються із вантажного трюму з наперед визначеним об'ємним відношенням, а до вантажного трюму закачується вода з об'ємною швидкістю, що, в основному, відповідає об'єму води, яку було відкачано за борт.
2. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що насос постачає суміш води і твердої речовини з об'ємним 70 відношенням від 70:30 до 60:40.
3. З. Спосіб за пп. 1 або 2, який відрізняється тим, що вхід насоса переміщується всередину та назовні у вертикальному напрямку відносно поплавця для пристосування входу відповідно до оптимального відношення твердої речовини і води у відкачуваній суміші.
4. 4. Спосіб за будь-яким із пп. 1-3, який відрізняється тим, що для вивільнення твердої речовини, прилеглої до /5 Входу насоса, застосовуються різальні та/або водоструменеві пристрої.
5. 5. Спосіб завантажування твердої речовини, що має великий вміст вологи, до насипного судна, причому зазначене насипне судно має принаймні один вантажний трюм, що містить насосні системи, суміш твердої речовини і води відкачується зовнішнім насосом з-за борту до вантажного трюму, який відрізняється тим, що під час завантажування, вода безперервно знову відкачується за борт із вантажного трюму насосом, що має Вхід, зазначений насос розміщується на горизонтально пересувному поплавці, вода відкачується, в основному, із тією самою об'ємною швидкістю, що й вода, яка потрапляє на борт, а шар води підтримується товстіший, ніж під час розвантажування, щоб дозволити твердій речовині осісти й дозволити якнайменше речовини передати знову за борт із відкачуваною водою.
6. 6. Поплавець (1), що, має насосну станцію (4) для використання під час завантажування й розвантажування сч об насипних суден (5), які перевозять тверду речовину (6), що має високий вміст води, зазначений поплавець (1) призначений для розміщення у вантажному трюмі (2) разом із речовиною (6), який відрізняється тим, що і) принаймні всмоктувальний отвір (13) насосної станції може підніматися або опускатися відносно поплавця (1).
7. 7. Поплавець (1) за п. 6, який відрізняється тим, що насосна станція (4) як одне ціле може підніматися або опускатися відносно поплавця (1). «- зо
8. 8. Поплавець (1) за п. 7, який відрізняється тим, що поплавець (1) має стаціонарну напрямну стійку (14), на якій забезпечено траверзу (18), що може підніматися й опускатися, несучи насосну станцію (4) в цілому. о
9. 9. Поплавець (1) за п. 8, який відрізняється тим, що насосна станція (4) включає двигун (16), який со знаходиться у кінематичному зв'язку з насосом (15).
10. 10. Поплавець (1) за п. 9, який відрізняється тим, що двигун (16) поєднується з насосом (15) через -- трансмісію (17) і основу (19). ю
11. 11. Поплавець (1) за п. 9, який відрізняється тим, що насос (15) по суті є стандартним грязьовим/пісковим насосом і тим, що поплавець (1) має ряд спрямованих донизу вихідних отворів (30) струменів води, із нижньої частини поплавця. « Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних -птв) с мікросхем", 2002, М 12, 15.12.2002. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. ;» 1 - (ее) с 50 - Ф) іме) 60 б5