ГРУНТООТВОЗНАЯ САМОРАЗГРУЖАЮЩАЯСЯ ШАЛАНДА, БУНКЕР ШАЛАНДЫ И ПРИВОДНОЙ МЕХАНИЗМ РАСКРЫТИЯ/ЗАКРЫТИЯ БУНКЕРА
SELF-UNLOADING SCOW, SCOW HOPPER AND DRIVE MECHANISM FOR OPENING/CLOSING HOPPER

Изобретение относится к судам технического флота, и более конкретно, к саморазгружающимся грунтоотвозным шаландам.
Известны два основных типа саморазгружающихся шаланд: люковые - в которых разгрузка трюма производится через днищевые дверцы (ляды); и «сплит» шаланды - шаланды с раскрывающимся корпусом.
В люковых шаландах бункер сформирован в составе корпуса шаланды. В днище шаланды оборудованы отверстия для сброса грунта, закрывающиеся створками «лядами».
Грунтоотвозное судно такого типа раскрыто, например, в документе SU512107 A1.
Недостатками такой конструкции являются: сложность и недолговечность приводов открытия/закрытия створок; и недоступность уплотнений для ревизии и ремонта без докования судна.
В сплит-шаландах бункер сформирован в составе корпуса шаланды, корпус судна полностью разделен по диаметральной плоскости с образованием половин корпусов, соединенных шарнирами. Для сброса грунта левая и правая половины корпуса поворачиваются вокруг осей шарниров, раскрывая трюм.
Грунтоотвозное судно такого типа раскрыто, например, в документе SU485031 A1.
Недостатками такой конструкции являются: технологические сложности строительства судна; недоступность уплотнений для ревизии и ремонта без докования судна; и склонность к самопроизвольному раскрытию судна при падении давления в системе приводов.
В сплит-шаландах используются гидравлические приводы раскрытия/закрытия половин корпуса двух основных типов: с верхним и нижним расположением гидроцилиндров относительно оси вращения половин корпусов шаланд.
Техническое решение с верхним расположением гидроцилиндров раскрыто, например, в документе SU485031 A1. Данное решение имеет следующие недостатки. В основном походном положении гидроцилиндры находятся в выдвинутом состоянии на открытой палубе, их шток подвержен повышенному коррозионному износу от воздействия внешних условий, высока вероятность механического повреждения штока. Несмотря на существенное изменение величины усилия на цилиндрах в процессе поворота полукорпусов, скорость смыкания полукорпусов не изменяется - так как практически пропорциональна скорости втягивания штока, которая постоянна.
Техническое решение с нижним расположением гидроцилиндров раскрыто, например, в документе RU93827 U1. Данное решение имеет следующие недостатки.
Наибольшее усилие на гидроцилиндрах возникает при закрытии бункера, т.е. при втягивании штоков, что требует увеличенного диаметра и стоимости гидроцилиндров. Гидроцилиндры находятся в корпусных нишах, ниже уровня ватерлинии. Поэтому их обслуживание и ремонт затруднены. Несмотря на существенное изменение величины усилия на цилиндрах в процессе поворота полукорпусов, скорость смыкания полукорпусов не изменяется, так как практически пропорциональна скорости втягивания штока, которая постоянна.
В качестве ближайшего аналога заявленных изобретений выбрано техническое решение, раскрытое в SU485031 A1.
Целью изобретения является обеспечение упрощения технологии строительства судна, возможность создания грунтовозного судна переоборудованием практически любого грузового судна сходных размеров; доступность для ревизии и ремонта без докования судна как уплотнений и приводов, так и самой конструкции бункера; отсутствие склонности к самопроизвольному раскрытию бункера при падении давления или даже демонтаже привода.
Вышеуказанная цель достигается грунтоотвозной саморазгружающейся шаландой, включающей корпус шаланды и бункер для грунта, при этом в грузовой зоне корпуса шаланды выполнен сквозной проем от палубы до днища, в котором установлен бункер, состоящий из двух полукорпусов, с возможностью поворота каждого из них относительно друг друга и относительно корпуса шаланды для раскрытия/закрытия бункера, при этом шаланда содержит привод поворота полукорпусов бункера для раскрытия/закрытия бункера, установленный на корпусе шаланды, и соединенный с соответствующими полукорпусами бункера.
Предпочтительно, участки сквозного проема в корпусе шаланды и участки полукорпусов бункера образованы в виде ответных поверхностей полуцилиндров.
Предпочтительно, на внешней поверхности полукорпусов бункера установлены средства уплотнения в виде эластичных элементов, приспособленных для взаимодействия с внутренней поверхностью днища корпуса шаланды с обеспечением уплотнения бункера в закрытом состоянии в области выхода сквозного проема из днища.
Предпочтительно, каждый из полукорпусов бункера поворотно установлен на соответствующей оси, прикрепленной к корпусу шаланды, а привод раскрытия/закрытия полукорпусов бункера содержит рычажный механизм, приводимый в действие гидроцилиндром для осуществления поворота полукорпусов бункера, при этом гидроцилиндр установлен на неподвижной опоре, соединенной с корпусом шаланды.
Предпочтительно, рычажный механизм содержит центральное звено и два боковых звена, при этом концы центрального звена шарнирно соединены с первыми концами боковых звеньев, а вторые концы боковых звеньев шарнирно соединены с соответствующими полукорпусами бункеров в их верхних частях, при этом шток гидроцилиндра соединен с центральной областью центрального звена с возможностью реверсивного перемещения центрального звена в вертикальном направлении, вызывая тем самым поворот полукорпусов бункера относительно осей для закрытия/открытия бункера.
Согласно изобретению, также предложен бункер грунтоотвозной саморазгружающейся шаланды, устанавливаемый в сквозном проеме в корпусе шаланды, и образованный из полукорпусов, каждый из которых содержит средство для установки полукорпуса с возможностью его поворота на оси, при этом полукорпуса имеют ответные поверхности, обеспечивающие возможность стыковки полукорпусов друг с другом с образованием закрытого днища бункера.
Согласно изобретению также предложен приводной механизм раскрытия/закрытия бункера грунтоотвозной саморазгружающейся шаланды, содержащий гидроцилиндр со штоком и рычажный механизм, приводимый в действие гидроцилиндром, при этом рычажный механизм содержит центральное звено и два боковых звена, при этом концы центрального звена шарнирно соединены с первыми концами боковых звеньев, а вторые концы боковых звеньев, выполнены с возможностью шарнирного соединения с соответствующими полукорпусами бункера, при этом шток гидроцилиндра соединен с центральной областью центрального звена с возможностью реверсивного перемещения центрального звена.
На фигуре 1 схематически показана шаланда согласно изобретению с бункером, находящимся в закрытом состоянии.
На фигуре 2 показана шаланда с бункером, находящимся в раскрытом состоянии.
Как показано на фигуре 1, шаланда согласно изобретению содержит корпус 1, в котором выполнен сквозной проем 2 от палубы до днища в грузовой зоне шаланды. Проем 2, как правило, проходит от надстройки в кормовой части до носовой части корпуса шаланды. Проем 2 имеет, в общем, полуцилиндрическую поверхность, пересекающую плоскости палубы и днища шаланды с образованием в палубе прямоугольного входа проема 2 и меньшего по размерам выхода проема 2 в днище шаланды, как показано на фигурах. В проеме 2 установлен бункер для грунта, выполненный отдельно от корпуса шаланды, и состоящий из полукорпусов 3' и 3'', каждый из которых установлен с возможностью поворота на соответствующих осях 4' и 4'', прикрепленных к корпусу шаланды в кормовой и носовой частях. Полукорпуса 3', 3'' имеют ответные поверхности, обеспечивающие возможность стыковки полукорпусов друг с другом с образованием закрытого днища бункера, как показано на фигуре 1. Участки сквозного проема 2 в корпусе шаланды и участки полукорпусов 3', 3'' бункера образованы в виде ответных поверхностей полуцилиндров так, что полукорпуса 3', 3'' могут свободно поворачиваться в сквозном проеме 2 между закрытым и раскрытым положениями бункера. Бункер в раскрытом положении полукорпусов 3', 3'' для выгрузки грунта показан на фигуре 2. В данном положении полукорпуса 3', 3'' повернуты относительно соответствующих осей 4' и 4'' так, что в бункере снизу образуется отверстие для выгрузки грунта, которое сообщается с выходом сквозного проема 2 из днища корпуса шаланды. Для обеспечения герметичности, на внешней поверхности полукорпусов 3', 3'' бункера установлены средства уплотнения в виде эластичных элементов 5', 5'', приспособленных для взаимодействия с внутренней поверхностью днища корпуса шаланды с обеспечением уплотнения бункера в закрытом состоянии в области выхода сквозного проема 2 из днища.
Поворот полукорпусов 3', 3'' бункера между закрытым и открытым положениями осуществляется посредством приводного механизма раскрытия/закрытия бункера.
Как показано на фигурах, приводной механизм, содержит гидроцилиндр 6 со штоком, прикрепленный к неподвижной опоре 7 на корпусе шаланды, например, к палубной стойке, и рычажный механизм, приводимый в действие гидроцилиндром. Рычажный механизм содержит центральное звено 8 и два боковых звена 9', 9''. Концы центрального звена 8 шарнирно соединены с первыми концами боковых звеньев 9', 9'', а вторые концы боковых звеньев 9', 9'' шарнирно соединены с соответствующими полукорпусами 3' и 3'' бункера в их верхних частях. Шток гидроцилиндра 6 соединен с центральной областью центрального звена 8 для реверсивного перемещения центрального звена вертикально вверх-вниз.
Шаланда работает следующим образом.
Как показано на фигуре 1, в основном походном состоянии, полукорпуса 3' и 3'' бункера шаланды сомкнуты друг с другом с образованием закрытого днища бункера. Открытый верх полукорпусов 3' и 3'' позволяет загружать в них грунт. Бункер переводится в закрытое положение и поддерживается в нем посредством втягивания штока в гидроцилиндр 6 так, что центральное звено 8 рычажного механизма смещается вверх с поворотом и разведением боковых звеньев 9', 9'' в стороны. Такое перемещение звеньев 9' и 9'' вызывает поворот вниз связанных с ними полукорпусов 3' и 3'' относительно соответствующих осей 4' и 4'' и смыкание из друг с другом с образованием закрытого днища бункера, которое будет закрывать выход сквозного проема 2 в днище шаланды. Герметичность шаланды в закрытом состоянии бункера обеспечена средствами уплотнения в виде эластичных элементов 5', 5'', которые установлены на нижних поверхностях полукорпусов 3', 3'' в области выхода сквозного проема 2 из днища шаланды.
В такой конструкции, даже в случае падения давления в гидроцилиндре, полукорпуса 3' и 3'' будут оставаться в закрытом положении под действием собственного веса. В походном положении шаланды с закрытым бункером, шток гидроцилиндра находится во втянутом состоянии и не подвержен воздействию окружающей среды. При этом обеспечивается легкий доступ к механизму привода раскрытия/закрытия бункера для его обслуживания или ремонта. Также обеспечивается доступ к уплотнительным элементам 5', 5'' через днище шаланды.
При разгрузке шаланды, полукорпуса 3' и 3'' бункера шаланды размыкаются с образованием отверстия в днище бункера для выгрузки грунта. Как показано на фигуре 2, бункер переводится в раскрытое положение посредством выдвигания штока из гидроцилиндра 6 вниз так, что центральное звено 8 рычажного механизма смещается вниз с поворотом и сведением вверх боковых звеньев 9' и 9''. Такое перемещение звеньев 9' и 9'' вызывает поворот вверх связанных с ними полукорпусов 3' и 3'' относительно соответствующих осей 4', 4'' и их размыкание с образованием отверстия в днище бункера, которое будет сообщаться с выходом сквозного проема 2 в днище шаланды, что позволит осуществить выгрузку грунта. Рычажный механизм привода раскрытия/закрытия бункера обеспечивает возможность быстрого поворота полукорпусов 3', 3'' относительно осей 4', 4'' посредством относительно малого усилия, создаваемого гидроцилиндром 6, что, в свою очередь, обеспечивает его долговечность и снижает вероятность механического повреждения.
Для более эффективной работы шаланды, предпочтительно расположить два комплекта приводов раскрытия/закрытия бункера в кормовой и носовой частях шаланды соответственно.
Предложенное изобретение также обеспечивает возможность создания грунтоотвозного судна переоборудованием практически любого грузового судна сходных размеров. Для этого в корпусе судна выполняют сквозной проем и устанавливают в нем бункер для грунта в соответствии с вышеуказанным описанием. Такие работы не являются технологически сложными и затратными в сравнении с полным строительством грунтоотвозного судна.