Судно для разработки и транспортировки льда айсбергов

 

Использование: изобретение относится к судостроению и касается конструирования специализированных судов для добычи и перевозки льда арктических и антарктических айсбергов. Сущность заключается в том, что судно содержит основной блок с несколькими секциями, имеющими устройства для их швартовки к айсбергу. Каждое из этих устройств выполнено в виде выдвижной штанги с держащей головкой и амортизатором, шарнирно закрепленной на стойке и соединенной с приводом изменения угла установки штанги относительно стойки и приводом ее выдвижения-втягивания, при этом держащая головка выполнена из не менее чем двух лепестков с внешней режущей кромкой, соединенных с механизмом изменения угла их установки относительно продольной оси штанги, установлена с возможностью ее вращения относительно этой оси и соединена с приводом вращения. 9 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к судостроению и касается конструирования специализированных судов для добычи и перевозки льда арктических и антарктических айсбергов.

Известно судно для разработки и транспортировки льда айсбергов, содержащее основной блок с энергетической установкой, движителями, якорными, швартовными устройствами, системами управления, помещениями для экипажа, и несколько разъемно соединенных с ним секций (журнал "Судостроение за рубежом", Л. Судостроение, N 5 (77), 1973, с.75-76).

Однако у такого судна затруднена швартовка к айсбергу и сужен диапазон эксплуатации судового комплекса для разработки и транспортировки льда.

Технический результат от внедрения изобретения состоит в облегчении швартовки судна к айсбергу и в расширении диапазона эксплуатации судового комплекса для разработки и транспортировки льда.

Технический результат достигается тем, что судно для разработки и транспортировки льда айсбергов содержит основной блок с энергетической установкой, движителями, якорными, швартовными устройствами, системами управления, помещениями для экипажа и несколько разъемно соединенных с ним секций, упомянутые выше секции оборудованы грузовыми танками, трубопроводами с приводами и арматурой для передачи талой воды береговым потребителям, подруливающими устройствами и устройствами для швартовки этих секций к айсбергу, а также устройствами для дробления льда и погрузки его в танки, установленными на каждой секции или на одной из них, при этом каждое устройство для швартовки к айсбергу выполнено в виде выдвижной штанги с держащей головкой и амортизатором, шарнирно закрепленной на стойке и соединенной с приводом изменения угла установки штанги относительно стойки и приводом ее выдвижения-втягивания, при этом держащая головка выполнена из не менее чем двух лепестков с внешней режущей кромкой, соединенных с механизмом изменения угла их установки относительно продольной оси штанги, установлена с возможностью ее вращения относительно этой оси и соединена с приводом вращения.

Кроме того, выдвижная штанга закреплена на стойке с возможностью перемещения их соединительного шарнира вдоль стойки по направляющим.

Кроме того, выдвижная штанга выполнена телескопической и соединена с гидроприводом ее выдвижения, установленном на судне.

Кроме того, длина направляющих стойки не менее разности расчетных осадок судна в полном грузу и порожнем.

Кроме того, задняя часть держащей головки соединена с электродвигателем, установленным в головной части выдвижной штанги.

Кроме того, привод вращения держащей головки выполнен в виде вала, установленного внутри выдвижной штанги и соединенного с механизмом его вращения.

Кроме того, механизм изменения угла установки лепестков держащей головки выполнен в виде силового гидроцилиндра.

Кроме того, под наружной поверхностью держащей головки размещены нагревательные элементы, соединенные с источником тока.

Кроме того, площадь поперечного сечения держащей головки превышает площадь поперечного сечения заглубляемой части выдвижной штанги.

Кроме того, выдвижная штанга оборудована механизмом ее быстрого разобщения, выполненного преимущественно в виде пиропатрона.

На фиг. 1 изображена схема побортного продольного размещения секции на основном блоке судна; на фиг. 2 то же, при поперечном размещении секций на основном блоке судна; на фиг.3 устройство для швартовки к айсбергу; на фиг. 4 схема держащей головки этого устройства.

Судно (фиг. 1 и 2) содержит основной блок 1 и несколько разъемно соединенных с ним секций 2. Возможно выполнение основного блока в виде продольного остова и побортного соединения с ним грузовых секций (фиг.1) либо последовательного их соединения (фиг.2). На каждой секции либо на одной из них установлено устройство 3 для разработки (дробления) льда айсберга.

Судно оборудовано энергетической установкой, общесудовыми системами, движителями, системами управления, помещениями для экипажа и устройствами для стыковки и разъемного соединения секций (на чертежах не показаны), а также устройствами для швартовки к монолитному льду (фиг.3).

Секции судна оборудованы не показанными на чертежах грузовыми танками, трубопроводами с приводами и арматурой для передачи талой воды береговым потребителям, подруливающими устройствами, устройствами для дробления льда и его подачи в танки, установленными на каждой секции или на одной из них.

Каждое устройство для швартовки к льду содержит выдвижную, преимущественно телескопическую штангу 4 с амортизатором 5, закрепленную посредством шарнира 6 на стойке 7. Между стойкой и штангой установлен привод 8, преимущественно гидравлический, изменения угла установки штанги. Штанга соединена с расположенным на судне приводом ее выдвижения, преимущественно гидравлическим (на чертеже не показан). Стойка содержит направляющие 9, по которым свободно перемещается на катках 10 узел шарнирного соединения штанги со стойкой. Возможно перемещение узла и с использованием поверхностей скольжения. Стойка 7 установлена на палубе либо в бортовой нише судна.На конце штанги установлена держащая головка 11, передняя часть которой выполнена в виде не менее 2-х лепестков 12 с внешней режущей кромкой 13. Головка 11 (фиг.4) соединена с механизмом ее вращения, в качестве которого может использоваться электродвигатель 14 как обычного, так и обращенного типа либо вал (на чертеже не показан), проходящий внутри штанги и соединенный с приводом его вращения. Лепестки шарнирно соединены с задней частью головки, а также со штоками 15 силового механизма 16, преимущественно гидроцилиндра. Под поверхностью лепестков 13, а при необходимости и задней части головки могут размещаться нагревательные элементы 17, а на поверхности головки шнековые выступы 18 для удаления ледяной крошки. Гидроцилиндры соединены трубопроводами с источниками высокого давления рабочей среды, а электродвигатели и нагревательные элементы с источником тока, имеющемся на судне.

Устройство работает следующим образом.

При подходе судна в район добычи льда грузовые секции 2 отсоединяются от основного блока 1, подходят к выбранному айсбергу, швартуются к нему, загружаются дробленным льдом при работе установки 3, после чего состыковываются в единый судовой комплекс, следующий в порт назначения. Возможно размещение установки 3 как на всех секциях, так и на одной секции. В последнем случае она обеспечивает загрузку как своей, так и других секций. При этом увеличивается время загрузки, либо требуется установка большей производительности, однако сокращается число установок 3 и устройств для швартовки к айсбергу, так как чисто транспортные секции швартуются к секции с установкой 3.

При подходе секции к айсбергу штанга 4 выдвигается до контакта держащей головки 11 со льдом. Посредством исполнительного механизма 8 штанга устанавливается под необходимым углом к поверхности льда. При вращении головки от привода 14 происходит фрезерование льда режущими кромками 13 с образованием пустотелого канала требуемой длины (предварительно 5-7 м). Постоянное поджатие судна к айсбергу в это время обеспечивается, например, подруливающим устройством. Для компенсации усилий при резком навале судна на айсберг, например, при волнении, штанга содержит амортизатор 5.

После требуемого заглубления штанги лепестки 12 головки посредством штоков 15 гидроцилиндра 16 отводятся от оси головки на угол 30-70^o. При этом продолжается вращение головки и выборка отверстия во льду соответственно увеличенного диаметра. После прекращения вращения отведенные лепестки препятствуют выходу штанги из ледяного массива, чем и обеспечивается швартовки к нему судна.

Во избежание поломки штанги при вертикальном перемещении судна обеспечивается свободное вертикальное перемещение узла шарнирного крепления 6 штанги по направляющим 9 стойки 7 на катках 10. Узел может быть также выполнен в виде каретки со скользящими поверхностями, контактирующими с направляющими. Длина направляющих должна превышать разность осадок судна в грузу и порожнем и возможную величину вертикальной качки. Предусмотрена быстрая аварийная отдача штанги с держащей головкой с экстремальной ситуации с использованием пропатрона.

Для удаления колотого льда площадь поперечного сечения заглубляемой в лед части штанги должна быть меньше сечения держащей головки. Кроме того, на ее поверхности могут быть выполнены шнековые выступы 18.

Для отдачи швартовов головка приводится во вращение, гидропривод 16 приводит лепестки 12 в первоначальное положение, и штанга приводом выдвижения вытягивается из канала во льду. Для уменьшения момента страгивания при примерзании лепестков ко льду головка разогревается нагревательными элементами 17, которые могут быть также использоваться и при заглублении штанги в лед.

Оборудование судна устройством для швартовки к монолитному льду дает возможность производить надежную швартовку к любым ледяным массивам, в том числе с отвесными склонами, при этом работоспособность устройства обеспечивается при волнении и изменении осадки судна. Таким образом, данное изобретение позволяет создать транспортную систему доставки льдов айсбергов в районы, испытывающие потребность в пресной воде, а также экологически чистой питьевой воды населению развитых стран мира.

Формула изобретения

1. Судно для разработки и транспортировки льда айсбергов, содержащее основной блок с энергетической установкой, движителями, якорными, швартовными устройствами, системами управления, помещениями для экипажа, и несколько разъемно соединенных с ним секций, отличающееся тем, что упомянутые выше секции оборудованы грузовыми танками, трубопроводами с приводами и арматурой для передачи талой воды береговым потребителям, подруливающими устройствами и устройствами для швартовки этих секций к айсбергу, а также устройствами для дробления льда и погрузки его в танки, установленными на каждой секции или на одной из них, при этом каждое устройство для швартовки к айсбергу выполнено в виде выдвижной штанги с держащей головкой и амортизатором, шарнирно закрепленной на стойке и соединенной с приводом изменения угла установки штанги относительно стойки и приводом ее выдвижения-втягивания, при этом держащая головка выполнена из не менее чем двух лепестков с внешней режущей кромкой, соединенных с механизмом изменения угла их установки относительно продольной оси штанги, установлена с возможностью ее вращения относительно этой оси и соединена с приводом вращения.

2. Судно по п.1, отличающееся тем, что выдвижная штанга закреплена на стойке с возможностью перемещения их соединительного шарнира вдоль стойки по направляющим.

3. Судно по п.1, отличающееся тем, что выдвижная штанга выполнена телескопической и соединена с гидроприводом ее выдвижения, установленным на судне.

4. Судно по п.1, отличающееся тем, что длина направляющих стойки равна не менее разности расчетных осадок судна с полным грузом и порожнего.

5. Судно по п.1, отличающееся тем, что задняя часть держащей головки соединена с электродвигателем, установленным в головной части выдвижной штанги.

6. Судно по п.1, отличающееся тем, что привод вращения держащей головки выполнен в виде вала, установленного внутри выдвижной штанги и соединенного с механизмом его вращения.

7. Судно по п.1, отличающееся тем, что механизм изменения угла установки лепестков держащей головки выполнен в виде силового гидроцилиндра.

8. Судно по п.1, отличающееся тем, что под наружной поверхностью держащей головки размещены нагревательные элементы, соединенные с источником тока.

9. Судно по п.1, отличающееся тем, что площадь поперечного сечения держащей головки превышает площадь поперечного сечения заглубляемой части выдвижной штанги.

10. Судно по п. 1, отличающееся тем, что выдвижная штанга оборудована механизмом ее быстрого разобщения, выполненного преимущественно в виде пиропатрона.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4