Средство для транспортировки жидких грузов
Изобретение относится к морским и речным средствам транспортировки жидких грузов (нефти, дизтоплива, керосина, бензина и др.) по воде. Средство для транспортировки жидких грузов изготовлено из высокопрочных синтетических тканей, снабжено твердым балластом и травящим клапаном. Внутри первой мягкой герметичной емкости, заполненной водой, установлена вторая мягкая герметичная емкость, изготовленная из высокопрочных синтетических тканей, предназначенная для хранения жидких грузов. В нижней части первой емкости установлен кингстон с пневмоприводом. В верхней части установлена жесткая рубка, в которой размещены баллоны с воздухом высокого давления и запорная арматура для приема и откачки жидких грузов из второй емкости, а также для приема и удаления воды и воздуха из пространства между первой и второй емкостями. Обеспечивается возможность разгрузки в надводном и подводном положениях, а также временного хранения жидких грузов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к морским и речным средствам транспортировки жидких грузов (нефти, дизтоплива, керосина, бензина и др.) по воде.
Известны нефтеналивные суда и различные танкеры, описные в журналах «Судостроение» (например, №5 за 2006 г.), LPG World Shipping, Shipping gazette и др., которые являются аналогами изобретения. Всем им присущи существенные недостатки, главный из которых - возможность разлива нефти и нефтепродуктов в случае столкновения танкера с другим судном или подводным препятствием. Другим недостатком является невозможность изменения осадки танкера без откачки транспортируемых жидких грузов в случае посадки на мель. Третьим недостатком является повышенное гидродинамическое сопротивление надводных судов по сравнению с подводными лодками в связи с волнообразованием при движении.
С другой стороны, для транспортировки грузов в первой половине XX века применялись воздушные дирижабли, которые имели хорошо обтекаемую форму за счет избыточного давления газа внутри мягкой оболочки. Такая же (веретенообразная) форма корпуса свойственна современным подводным лодкам, благодаря чему их гидродинамическое сопротивление значительно ниже, чем у надводных кораблей равного водоизмещения.
Таким образом, задачей данного изобретения является создание мягкого, находящегося под избыточным давлением воды средства, максимально приспособленного для транспортировки жидких и огнеопасных грузов, имеющего низкое гидродинамическое сопротивление, высокую степень защищенности от разлива нефтепродуктов и буксируемого судном-буксиром.
Поставленная задача решается путем создания герметичной емкости из высокопрочных синтетических тканей на основе кевлара, dinema и др., прочность которых в 2-3 раза превышает прочность стальных волокон, снабженной системой воздуха высокого давления (ВВД) и необходимой запорной арматурой для обеспечения погружения и всплытия емкости, внутри которой находится еще одна герметичная емкость, снабженная необходимой запорной арматурой и предназначенная для хранения жидких грузов.
Конструкция средства для транспортировки жидких грузов представлена на чертеже.
Средство для транспортировки жидких грузов состоит из: внутренней герметичной оболочки (емкости) 1 с жидким грузом 2; наружной герметичной оболочки (емкости) 3 с забортной водой 4 и воздушным пузырем 5; рубки 6, выполненной из стеклопластика или металла; твердого балласта 7; вентиля 8 с гибким трубопроводом для заполнения и откачки жидких грузов из емкости 1; вентиля 9 с трубопроводом для заполнения водой межбортового пространства между оболочками 1 и 3; вентиля 10 с трубопроводом для выпуска воздуха в период заполнения водой межбортового пространства 4; кингстона 11 с приводом от системы ВВД; газового баллона (баллонов) 12 системы ВВД; вентиля 13 пневмопривода кингстона 11; вентиля 14 для подачи сжатого воздуха в межбортовое пространство между оболочками 1 и 3; травящего клапана 15. Верхняя часть емкости 3 (в которой находится воздушный пузырь) разделена мягкими поперечными перегородками 16 на ряд отсеков для повышения живучести средства. К этим же перегородкам крепится оболочка 1.
Использование средства для транспортировки жидких грузов осуществляется следующим образом.
Длительное хранение средства возможно на берегу в сложенном виде без специальных кильблоков и ложементов (на площадке). В исходном состоянии все вентили закрыты.
Для приведения в рабочее состояние средство с помощью подъемного крана перемещается в воду у пирса. Из баллона (баллонов) ВВД 12 в верхнюю часть средства под оболочку 3 подается воздух, для этого оператор, находящийся в рубке 6, открывает вентиль 14. Средство получает положительную плавучесть и положительную остойчивость, поскольку внизу емкости находится твердый балласт, а вверху воздушный пузырь. Когда верхняя часть емкости 3 всплывет на поверхность, вентиль 14 закрывают и стропы крана отсоединяют.
После этого оператор подключает заправочный шланг к патрубку вентиля 8, открывает вентиль и начинает закачку топлива или другой жидкости в емкость под оболочкой 1. Оболочка 1 расправляется и принимает нужную форму. Давление топлива под оболочкой 1 контролируется по манометру. По окончании заправки вентиль 8 закрывается.
Далее к патрубку вентиля 9 присоединяется шланг подачи воды из береговой магистрали или от пожарной магистрали судна-бусира. Оператор открывает вентиль 9, и вода заполняет пространство между оболочкой 1 и оболочкой 3. Оболочка 3 расправляется и приобретает веретенообразную форму. Давление воды контролируется по манометру. Когда давление под оболочкой 3 достигнет необходимого значения, вентиль 9 закрывают. Если давление воды превысит необходимое, то автоматически откроется травящий клапан 15 и избыточная вода будет стравливаться за борт.
Заправленное средство для перевозки жидких грузов берется на буксирный трос и буксируется в порт назначения. Осадка средства зависит от величины газового пузыря в его верхней части. На глубокой воде осадка должна быть максимальной (пузырь небольшой) и над водой находится только рубка 6. Тогда гидродинамическое сопротивление движению будет минимальным, что увеличивает скорость буксировки.
При преодолении мелководья газовый пузырь под оболочкой 3 необходимо увеличить. Для этого оператор открывает вентиль 14. Вода из межкорпусного пространства через клапан 15 будет уходить за борт и средство всплывет выше.
Если по пути следования произойдет столкновение средства с другим судном, то при ударе оболочка 3 прогнется и клапан 15 выпустит часть воды из межкорпусного пространства. Наружная оболочка 3 деформируется, но в особо тяжелых случаях может произойти и разрыв ткани. Тогда воздушный пузырь выйдет из одного из поперечных отсеков, образованного мягкими переборкам 16, но в целом средство останется на плаву. Разлив топлива или других жидкостей исключен, поскольку опасные жидкости находятся внутри оболочки 1. Прорыв двух прочных оболочек 3 и 1 маловероятен, поскольку они (в отличие от металлического борта танкера) хорошо амортизируют удар, да и прочность синтетических тканей выше, чем у стали.
По прибытии в порт назначения начинается разгрузка средства. При этом возможны два варианта: мелководный порт и глубоководный порт.
Для разгрузки в мелководном порту сначала уменьшают осадку буксируемого средства, для чего оператор открывает вентиль 14. Вода между оболочками 1 и 3 уходит через травящий клапан 15. Затем средство буксируется к причалу. Оператор подсоединяет гибкий шланг к патрубку вентиля 8, открывает его и начинает прием топлива или другой жидкости в хранилище на берегу. Топливо идет самотеком, т.к. давление газового пузыря между оболочками 1 и 3 сжимает оболочку емкости 1. Затем к патрубку вентиля 9 подсоединяется шланг подачи воды, вентиль 9 открывается и вода из береговой магистрали (или от пожарной магистрали судна-буксира) под давлением подается в пространство между оболочками 1 и 3. Давление между оболочками 1 и 3 контролируется по манометру. Откачка топлива или других жидких грузов производится до полного сжатия оболочки емкости 1.
В случае глубоководного порта возможна откачка топлива или других жидких грузов из средства, находящегося под водой. Для этого оператор подсоединяет гибкий шланг к вентилю 8 и открывает его. Затем присоединяется водяной шланг к патрубку вентиля 9 и вентиль открывается (вентиль подачи воды на трубопроводе береговой магистрали, пока закрыт). После этого оператор слегка приоткрывает вентиль 10 и воздух из воздушного пузыря между оболочками 1 и 3 начинает выходить. Средство для транспортировки жидких грузов приобретает отрицательную плавучесть и опускается на грунт. Далее открывается вентиль береговой магистрали и производится подача воды в пространство между оболочками 1 и 3. Небольшая часть воды будет уходить через приоткрытый вентиль 10, но давление между оболочками 1 и 3 сохраниться и по шлангу, присоединенному к патрубку вентиля 8, начнет поступать топливо или другая жидкость в береговое хранилище. (Возможна непосредственная заправка топливом расположенных рядом судов через шланг, подключенный к вентилю 8.) Для прекращения подачи топлива перекрывается береговая водяная магистраль и давление межу оболочками 1 и 3 падает до забортного.
Средство может оставаться на грунте длительное время и исполнять функции хранилища топлива, при этом она не будет мешать другим судам.
Для подъема средства из воды в шланг, присоединенный к патрубку вентиля 8, подают воздух из береговой магистрали ВВД (или из отдельного баллона с ВВД). Объем под оболочкой 1 приобретает положительную плавучесть и все средство всплывает. После этого оператор заходит в рубку 6, закрывает вентили 8, 9 и 10, отсоединяет все шланги. Затем открывает вентиль 14, и сжатый воздух продувает объем между оболочками 1 и 3. Одновременно оператор открывает вентиль 8, и воздух выходит из емкости под оболочкой 1. Оболочка 1 сжимается, вентиль 14 оператор закрывает. Поворотом вентиля 13 оператор открывает кингстон 11. После этого заводятся стропы подъемного крана, средство поднимается из воды и вода между оболочками 1 и 3 начинает уходить через кингстон. Пустое средство сжимается и опускается на берег. Все вентили в рубке 6 закрываются. Средство для транспортировки жидких грузов готово к длительному хранению на берегу.
По мнению авторов, в таких мягких конструкциях можно безопасно транспортировать от 100 до 2000 м3 нефтепродуктов. Малые средства транспортируются по рекам, большие - по морям и океанам. Возможна буксировка нескольких средств одним морским судном-буксиром.
1. Средство для транспортировки жидких грузов, изготовленное из высокопрочных синтетических тканей и принимающее хорошо обтекаемую форму за счет избыточного давления воды внутри него, снабженное твердым балластом и травящим клапаном, отличающееся тем, что внутри первой мягкой герметичной емкости, заполняемой водой, установлена вторая мягкая герметичная емкость, изготовленная из высокопрочных синтетических тканей и предназначенная для хранения жидких грузов.
2. Средство для транспортировки жидких грузов по п.1, отличающееся тем, что в нижней части первой мягкой емкости установлен кингстон с пневмоприводом, а в верхней части установлена жесткая рубка, в которой размещены баллоны с воздухом высокого давления и запорная арматура для приема и откачки жидких грузов из второй мягкой емкости, а также для приема и удаления воды и воздуха из пространства между первой и второй емкостями.
