Плавучее средство для транспортировки жидких сред

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано для транспортировки жидких сред различного класса речными или морскими водными путями. Предложено плавучее средство для транспортировки жидких сред, которое включает набор цилиндрических емкостей, расположенных в продольном направлении плавучего средства. Емкости выполнены в виде танков из высокопрочного материала, например легированной стали, и расположены в секциях параллельными горизонтальными рядами, при этом танки гидравлически связаны и скреплены между собой на постоянной основе, образуя единый корпус (остов) плавучего средства. Использование изобретения позволит повысить надежность транспортировки жидких сред, расширить функциональные возможности плавучего средства и номенклатуру перевозимых жидких сред. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано для транспортировки жидких сред речными или морскими водными путями.

Известно плавучее средство для перевозки жидких сред, размещаемых в сферических танках, расположенных в продольном направлении плавучего средства и прикрепленных к его корпусу (см. патент RU №2446980 «Танкер для перевозки сжиженного газа», кл. В63В 25/12, 2012 г.). Недостатком известного плавучего средства является высокая стоимость его изготовления и ограниченные функциональные возможности: средство предназначено только для транспортировки сжиженного газа.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является плавучее средство для транспортировки жидких сред, включающее набор цилиндрических емкостей, расположенных в продольном направлении плавучего средства (см. патент RU №2456198, «Способ транспортировки жидких веществ и устройство для его реализации», кл. В63В 25/12, 2012 г.). Недостатком данного плавучего средства является его низкая надежность и ограниченные функциональные возможности. Выполнение емкостей из эластичной водостойкой пленки позволяет эксплуатировать такое плавучее средство только в незагрязненных водных средах, так как большинство острых предметов, находящихся в воде, могут повредить пленку с последующим вытеканием жидких веществ в воду. Только при транспортировке питьевой воды ее утечка из емкости не создаст угрозы для окружающей среды. В остальных случаях последствия такой утечки будут иметь непредсказуемый характер, вплоть до экологической катастрофы. Кроме того, согласно формуле изобретения, наполнение емкостей на 0,95-0,97 поперечного сечения жидкими веществами, плотность которых больше 1,0, приведет к подтапливанию емкостей или даже к полному их погружению на дно водоема. Все это ограничивает транспортировку и номенклатуру жидких веществ на рассматриваемом плавучем средстве.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение надежности транспортировки жидких сред, расширение функциональных возможностей плавучего средства и номенклатуры перевозимых жидких сред.

Указанный результат достигается тем, что в известном плавучем средстве для транспортировки жидких сред, включающем набор цилиндрических емкостей, расположенных в продольном направлении плавучего средства, в нем емкости выполнены в виде танков из высокопрочного материала, например, легированной стали, расположенных в секциях параллельными рядами, при этом танки гидравлически связаны и скреплены между собой на постоянной основе, образуя единый корпус плавучего средства. Танки располагаются секциями по три ряда каждая. При этом танки могут располагаться в поперечном сечении как над друг другом, так и смещены относительно друг друга в шахматном порядке. В продольном направлении танки также могут быть смещены относительно друг друга в шахматном порядке. В этом случае первая (носовая) и последняя секции содержат укороченные танки. Первая носовая секция снабжена обтекателем, который может быть укороченным в пределах первой секции, так и распространен на всю длину плавучего средства. Для заполнения и опорожнения танков плавучее средство содержит общую гидравлическую магистраль и снабжено установкой по переработке жидкости, например, по регазификации сжиженного газа или по очистке воды. Полости между танками выполнены герметичными и заполнены негорючей газовой средой или в указанных полостях размещены дополнительные емкости с аналогичной газовой средой. Отношение длины танка к его диаметру может находиться в диапазоне (5-15).

Выполнение емкостей из высокопрочного материала и скрепленных между собой на постоянной основе позволяет получить единый корпус плавучего средства, который может надежно транспортировать жидкие среды по водным путям. Плавучесть этого средства обеспечивается двумя путями: неполным заполнением танков или размещением в полостях между танками дополнительных емкостей с негорючей газовой средой, а также выполнением этих полостей герметичными. Единый корпус, изготовленный из прочностных емкостей, позволяет не только транспортировать жидкие среды, но и хранить их длительное время. В этом случае корпус выполняет роль хранилища. Плавучее средство доставляет значительный объем жидкой среды к пункту назначения и сливает эту среду в хранилища потребителей или само становится базой-хранилищем для постепенной подачи жидкой среды, например, сжиженного газа или питьевой воды потребителю. Требуемая прочность плавучего средства достигается не только прочностью каждого танка, но и взаиморасположением этих танков относительно друг друга. В поперечном сечение плавучего средства танки могут быть расположены друг под другом или находится в каждом ряду в шахматном порядке. Второй вариант позволяет повысить устойчивость корпуса при волнении водной среды в морских условиях. В продольном направлении в каждой секции танки также могут быть расположены в двух основных вариантах: равномерно по каждой секции или со смещением танков относительно друг друга в каждом ряду. В этом случае в первой и последней секции устанавливаются укороченные танки. Смещение танков относительно друг друга позволяет скрепить секции с танками между собой по аналогии с кирпичной кладкой. При транспортировке жидкой среды плавучее средство испытывает существенное гидравлическое сопротивление, которое снижает скорость плавучего средства и энергозатраты на транспортировку. Для снижения гидравлического сопротивления на носовой секции установлен обтекатель, который может быть распространен на всю длину плавучего средства. Оптимальное расположение танков в пределах секции - в три горизонтальных ряда, при этом оптимальное отношение, согласно проведенных расчетов, длины танка к его диаметру находится в диапазоне (5-15). Для удобства опорожнения баков плавучее средство снабжено общей гидравлической магистралью, связывающее все танки между собой, и установкой по переработке жидкости, например, устройством по регазификации сжиженного газа или устройством по очистке воды.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 представлен общий вид плавучего средства, на фиг. 2 - вид сверху на плавучее средство при смещении танков, на фиг. 3 - поперечный разрез секции при расположении танков в шахматном порядке.

На указанных фигурах использованы следующие обозначения:

1 - танки из высокопрочного материала;

2 - дополнительные емкости;

3 - обтекатель;

4 - установка по переработке жидкой среды;

5 - носовая секция плавучего средства.

Плавучее средство (фиг. 1, 2) состоит из нескольких секций (в данном случае три секции) в состав которых входят цилиндрические емкости (танки) 1 из высокопрочных материалов, например, из высоколегированной нержавеющей стали. Танки располагаются параллельными рядами: по три ряда в каждой секции. Танки между собой прочно скреплены как в пределах одной секции, так и между секциями таким образом, что образуют единый корпус плавучего средства. В данном варианте танки 1 располагаются друг над другом. Полости между танками 1 выполнены герметичными или в них размещены дополнительные герметичные емкости 2, заполненные негорючей газовой средой, например, азотом. Введение в конструкцию плавучего средства дополнительных емкостей 2 позволяет решить две задачи: повысить плавучесть средства и использовать негорючую газовую среду, находящеюся под небольшим избыточным давлением, в качестве противопожарного агента. Для упрочнения корпуса и повышения его продольной жесткости (фиг. 2) танки 1 смещены относительно друг друга. В этом случае в носовой секции 5 (первой секции) и в последней секции размещены укороченные танки 1. Повышение компактности плавучего средства можно достигнуть и расположением танков 1 в поперечном сечении в шахматном порядке (фиг. 3) также с использованием дополнительных емкостей 2. Снижение сопротивления плавучего средства в процессе транспортировки жидких сред достигается установкой в носовой секции 5 обтекателя 3, который может быть расположен как в пределах только носовой секции 5, так и по всей длине плавучего средства.

Само плавучее средство может быть снабжено установкой 4 по переработке жидкой среды. Задача данной установки подача жидкой среды в таком состоянии и такого качества, которые требуются потребителю, для которого предназначена эта среда. Данная установка может выполнять, например, регазификацию сжиженного газа или очистку питьевой воды. Заполнение и откачка жидкой среды из танков производится при помощи общей гидравлической магистрали, установленной на плавучем средстве и связывающей все танки 1. На фигурах эта магистраль не показана.

Работа плавучего средства осуществляется следующим образом. В порту танки плавучего средства заполняются жидкой средой. Далее плавучее средство при помощи, например буксира, транспортирует жидкую среду водным путем потребителю. В пункте назначения плавучее средство превращается из средства транспортировки в средство-хранилище с последующей подачей жидкой среды потребителю. В качестве жидкой среды могут быть использованы: сжиженный газ (в районах с ограничением источников топлива), питьевая вода (в засушливых районах), жидкие химические компоненты для производственной деятельности и т.д.

Использование предлагаемого технического решения позволяет не только надежно транспортировать водным путем практически все виды жидких сред, но и выступать в роли хранилища жидких сред для подачи их потребителям.

1. Плавучее средство для транспортировки жидких сред, включающее набор цилиндрических емкостей, расположенных в продольном направлении плавучего средства, отличающееся тем, что емкости выполнены в виде танков из высокопрочного материала, например легированной стали, расположенных в секциях параллельными горизонтальными рядами, при этом танки гидравлически связаны и скреплены между собой на постоянной основе, образуя корпус (остов) плавучего средства.

2. Плавучее средство по п. 1, отличающееся тем, что танки в каждом ряду в поперечном сечении смещены относительно друг друга в шахматном порядке.

3. Плавучее средство по п. 1, отличающееся тем, что танки в каждом ряду в продольном направлении смещены относительно друг друга в шахматном порядке, при этом первая и последняя секция содержат укороченные танки.

4. Плавучее средство по п. 1, отличающееся тем, что первая носовая секция снабжена обтекателем.

5. Плавучее средство по п. 4, отличающееся тем, что обтекатель распространен на всю длину средства.

6. Плавучее средство по п. 1, отличающееся тем, что отношение длины танка к его диаметру находится в диапазоне (5-15).

7. Плавучее средство по п. 1, отличающееся тем, что каждая секция имеет не менее трех рядов танков.

8. Плавучее средство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит общую гидравлическую магистраль для заполнения и опорожнения танков и снабжено на общей гидравлической магистрали установкой по переработке жидкости, например устройством по регазификации сжиженного газа или устройством по очистке воды.

9. Плавучее средство по п. 1, отличающееся тем, что полости между танками выполнены герметичными и заполнены негорючей газовой средой.

10. Плавучее средство по п. 1, отличающееся тем, что в полостях между танками размещены дополнительные емкости с негорючей газовой средой.