ПАРОМ КРУГЛОГОДИЧНОГО ПЛАВАНИЯ

Изобретение относится к области судостроения, а именно к речным судам, в частности к плавучим самоходным средствам для совместной перевозки в любое время года через реки, каналы и водохранилища, автотранспорта, сельскохозяйственной техники и пассажиров.
2
Известна конструкция устройства для разрушения ледового покрова, содержащий смонтированные выносные кронштейны с размещенными на них ледорезами выполненные в виде фрез насажанных на приводных валах (см. патент СССР №562182 М. кл. В 63 В 35/12, 1977 г. Бюл. №22).
Недостатками такого аналога являются, низкая эффективность работы ледорезов из-за отсутствия функции по очистке канала от льда, сложность установки приводов для вращения валов с фрезами и незащищенность ледорезов от примерзания тяжелыми льдами во время стоянки судна.
2
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является средство для очистки каналов от битого льда «Сокол», содержащий водоизмещающий корпус, в носовой части которого расположен транспортирующий лед элемент в виде шнека со встречной относительно диаметральной плоскости корпуса навивкой лопастей (см. а.с. СССР №1403525 М. кл. В 63 В 35/12 (22) 20.05.86 г.).
Основными существенными недостатками прототипа являются, низкая эффективность работы шнека со встречной навивкой лопастей из-за отсутствия функции разрушения ледового покрова, а также высокая затрата энергии и потребляемой мощности вследствии запуска устройства под нагрузкой для вращения шнека размещенного под водой и кроме того низкая экономичность вызванная эксплуатацией буксируемого средства по очистке канала от битого льда при работе в челночном режиме, по причине невозможности совместного размещения движителя и шнека в кормовой части корпуса.
Целью изобретения является повышение эффективности, снижения затрат энергии и потребляемой мощности, а также увеличение экономичности.
Указанная цель достигается тем, что для повышения эффективности шнека со встречной относительно диаметральной плоскости корпуса навивкой лопастей шнек выполнен в виде многолезвийного режущего инструмента ледореза, на котором установлены ножи равномерно по периферии лопастей на всей его длине, а для снижения затрат энергии и потребляемой мощности, паром снабжен спуско-подъемным приводом, при помощи которого ледорез предварительно располагается в походном положении с возможностью его вращения и раскрутки до номинальных оборотов изначально в холостом режиме, с последующим опусканием вращающегося устройства в рабочее положение для взаимодействия с ледовым покровом на всю его толщину, причем длина ледорезного устройства больше ширины корпуса и для их размещения в носовой и кормовой частях судна в целях повышения экономичности,
на пароме движители установлены с борту или с обоих бортов с возможностью работы судна в челночном режиме.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый паром круглогодичного плавания отличается тем, что шнек выполнен в виде многолезвийного ледореза, на котором установлены ножи равномерно по периферии лопастей на всей его длине и снабжен спуско-подъемным приводом, при этом сам ледорез выполнен с возможностью вращения и раскрутки до номинальных оборотов изначально в холостом режиме, с последующим опусканием вращающегося устройства в рабочее положение для взаимодействия с ледовым покровом на всю его толщину, причем длина ледорезного устройства больше ширины корпуса парома, на котором движители установлены с борту или с обоих бортов с возможностью работы судна в челночном режиме.
Таким образом, заявляемый паром круглогодичного плавания соответствует критерию изобретения «новизна».
Анализ не только прототипа и аналога, но и других известных технических решений в исследуемой области техники позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом пароме круглогодичного плавания, и признать заявляемое техническое решение соответствующим критерию «существенные отличия».
Совокупность существенных признаков, указанных в изобретении, непосредственно влияет на получение технического результата в достижении
поставленной цели в изобретении. Таким образом, между новой совокупностью существенных признаков (по отношению к выбранному прототипу) и достигаемым техническим результатом налицо наличие причинно-следственной связи, что указывает на соответствие заявленного технического решения критерию «изобретательский уровень».
Промышленная применяемость заявленного устройства характеризуется возможностью осуществления изобретения на практике (т.е. использование всей его совокупности признаков с известной для реализации поставленной цели) с получением конкретного указанного выше технического эффекта.
Изложенная сущность изобретения поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 - изображен паром вид на левый борт;
- на фиг.2 - изображен план парома;
- на фиг.3 - показан паром в разрезе А на фиг.1;
- на фиг.4 - показан разрез Б-Б на фиг.3;
- на фиг.5 - показан вид В на фиг.4;
- на фиг.6 - показан вариант парома круглогодичного плавания на базе челночного парома - электрохода.
Паром состоит из корпуса 1 (фиг.1, 2, 3, 4) на нем с обоих бортов на кронштейнах 2 (фиг.3) смонтированы обносы 3 (фиг 2, 3), на которых установлены опорно-поворотные устройства 4 (фиг.2, 3) с подвесными моторами
5 (фиг.1, 2, 3) с движителями 6 (фиг.1, 2) с возможностью разворота на 180° относительно вертикальной оси. На пароме в районе носовой и кормовой частях установлены аппарели 7 (фиг.1, 2, 4) для ведения грузовых операций (въезда и выезда автотранспорта, сельскохозяйственной техники и т.д.) и ледорезные устройства 8 (фиг.1, 2, 3, 4) включающие в себя вал 9 (фиг 3, 4) шнека со встречной относительно диаметральной плоскости корпуса 1 (фиг.2, 3) навивкой лопастей 10 и 11 (фиг.3) опертый на подшипники 12 (фиг.3) и приводится во вращение установленными с обоих бортов электродвигателями 13 (фиг.4) через муфту 14 (фиг.4), редуктор 15 (фиг.4) и цепную передачу 16 (фиг.4) со звездочками 17, 18, 19 (фиг.4), при этом ледорезное устройство 8 (фиг.2, 3, 4) выполнено полым, съемным и плавучим с возможностью вращения относительно горизонтальной оси, имеет длину больше ширины корпуса 1 (фиг.2, 3) и снабжен ножами 20 (фиг.5). Подшипники 12 (фиг.3) размещены на концах рычагов 21 (фиг.4) двуплечих рычагов 22 (фиг.4), вторые концы рычагов 23 (фиг.4) соединены со спуско-подъемными приводами состоящий из штока 24 (фиг.4) и гидроцилиндра 25 (фиг.4), причем двуплечии рычаги 22 и гидроцилиндры 25 шарнирно смонтированы на осях 26 и 27 (фиг.4) установленных по бортам корпуса 1 (фиг.4). На главной палубе парома расположены надстройки, в которых размещены с правого борта салон 28 (фиг.1) для укрытия пассажиров в ненастную погоду и в зимний период года, а с левого борта, дежурное помещение 29 (фиг.1) для экипажа. На палубе надстройки 29 выполнена рубка 30 (фиг.1) оборудованная постом управления. В районе расположения подвесных моторов 5 (фиг.1) установлены
съемные отбойные щитки 31 (фиг.1) для защиты движителя 6 (фиг.1) от льда в зимний период года.
Паром работает следующим образом. По окончании погрузки автотранспорта и посадки пассажиров на пароме поднимаются аппарели 7 (фиг.1, 2) управляемые с поста управления из рубки 30 (фиг.1), а также разворачиваются при помощи опорно-поворотных устройств 4 (фиг.2, 3) подвесные моторы 5 (фиг.1, 2, 3) с движителями 6 (фиг.1, 3), принимая положение соответствующее намеченному курсу движения судна. После отшвартовки парома от причала включается стартер на запуск подвесных моторов 5, с включением которых на передний ход и с подачей «газа», приводятся во вращение движители 6 (фиг.1, 3), создающие тяговое усилие направленное на движение судна вперед. При подходе парома к зоне сплошного ледового покрова производится подача энергии к электродвигателям 13 (фиг.4) являющиеся приводами ледорезного устройства 8 (фиг.3, 4) расположенного в носовой части корпуса 1 (фиг.3, 4). При их включении вращение роторов электродвигателей 13 (фиг.4) передается валу 9 (фиг.4) через муфту 14 (фиг.4), редуктор 15 (фиг.4) и цепную передачу 16 (фиг.4) со звездочками 17, 18 и 19 (фиг.4), тем самым, раскручивая вначале в холостом режиме шнек со встречной навивкой лопастей 10 и 11 (фиг.3, 5) с установленными на них ножами 20 (фиг.5) до номинальных оборотов. Затем вращающееся ледорезное устройство 8 (фиг.4) из походного положения (в походном положении устройство поднято над водой) плавно опускается в рабочее положение во взаимодействие
с ледовым покровом на всю его толщину. Опускание производится спуско-подъемными приводами при помощи гидроцилиндров 25 (фиг.4) за счет создаваемого давления рабочей жидкости в одной из его полостей, приводя в движение из гидроцилиндров 25 штоков 24 (фиг.4) шарнирно связанных с рычагами 23 (фиг.4), которыми осуществляется поворот двуплечих рычагов 22 (фиг.4) относительно неподвижных осей 26 (фиг.4), производя движение вниз рычагов 21 (фиг.4) на концах которых, взаимодействуя с подшипниками 12 (фиг.3) расположено ледорезное устройство 8 (фиг.3, 4). При вращении шнека ножи 20 (фиг.5) установленные на лопастях 10 и 11 (фиг.3, 5) врезаются и режут лед, превращая его в ледяную крошку, начиная от поверхности и на всю толщину льда. Одновременно ледяная крошка захватывается вращающимися винтовыми лопастями 10 и 11 и транспортируется вдоль оси вала 9 (фиг.3, 4) за пределы корпуса 1 (фиг.3, 4), создавая ширину прорезаемого и чистого канала ото льда превышающую ширину корпуса 1 (фиг.2, 3). При этом в целях повышения скорости судна и снижении энергетических затрат при резке льдов, ось вала 9 (фиг.4) шнека располагается над поверхностью ледового покрова. По прибытии парома в пункт назначения и пришвартовавшись к причалу отключаются электродвигатели 13 (фиг.4), прекращая вращения шнека, затем ледорезное устройство 8 (фиг.4) поднимается спуско-подъемными приводами за счет создания в полости гидроцилиндров 25 (фиг.4) давления. При движении штоков 24 (фиг.4) внутрь гидроцилиндров 25, двуплечии рычаги 22 (фиг.4) поворачиваются и ледорезное устройство 8 занимает показанное шрихпунктирной линией (фиг.4) походное положение,
обеспечивающее свободную от нагрузки раскрутку ледорезного устройства 8 (фиг.4), безопасность от примерзания ледорезного устройства 8 тяжелыми льдами во время стоянки парома и увеличивая скорости движения парома на чистой от льдов воде. После этого аппарели 7 (фиг.1, 2) устанавливаются в рабочее положение и производится разгрузка и погрузка автотранспорта, сельскохозяйственной техники, высадка и посадка пассажиров. По окончании погрузки и посадки на пароме поднимаются аппарели 7, разворачиваются на 180° относительно вертикальной оси подвесные моторы 5 (фиг.1, 2, 3) с движителями 6 (фиг.1, 3) на опорно-поворотных устройствах 4 (фиг.2, 3), принимая положение соответствующее курсу движения парома в обратном направлении. Затем отшвартовавшись от причала запускаются в работу подвесные моторы 5 и электродвигатели 13 привода раскрутки ледорезного устройства 8 (фиг.1, 2) расположенного в кормовой части корпуса 1 (фиг.1, 2). После этого вся технологическая цепочка по включению и управлению ледорезными устройствами 8 и подвесными моторами 5 при перемещении парома к противоположному берегу повторяется.
Более привлекательным и целесообразным для использования на речных переправах, как один из вариантов парома круглогодичного плавания является паром выполненный на базе челночного парома - электрохода (фиг.6) (конструкция паром-электроход описана в изобретении защищенного патентом Р.Ф. №2246420. МПК 7 В 63 В 35/54, 2005 г. Бюл. №5).
Паром круглогодичного плавания (вариант на базе парома-электрохода) оснащен токоприемниками 32 (фиг.6), посредством которых от контактных проводов 33 (фиг.6) натянутых над рекой при помощи опор 34 (фиг.6) осуществляется питание электродвигателей привода ледорезных устройств 8 (фиг.6) расположенных в носовой и кормовой частях корпуса 1 (фиг.6) и электродвигателя приводящий во вращение канатоведущий шкив-движитель 35 (фиг.6) парома расположенного на одном из бортов корпуса 1 (фиг.6) и взаимодействующий с охватывающим направляющим канатом 36 (фиг.6).
Работа парома в ледовых условиях и управление ледорезными устройствами идентично вышеописанному.
Основным существенным преимуществом данного парома помимо выше перечисленных является: высокая экономичность при низкой численности обслуживающего персонала и себестоимости грузоперевозок, при этом экологически чистый и безопасен для окружающей среды.
Заявляемые паромы круглогодичного плавания благодаря наличию спуско-подъемного привода, помимо снижения затрат энергии и потребляемой мощности, обеспечивает безопасность и высокую защищенность от примерзания ледорезных устройств тяжелыми льдами во время стоянки парома и увеличение скорости парома на чистой воде за счет снижения сопротивления, а с размещением движителей парома с борту высвобождаются полезные объемы и грузовые площади в трюмном помещении, что ведет к резкому
увеличению грузовместимости и производительности по грузоперевозкам и кроме того ледорезное устройство обеспечивает бережную транспортировку груза при движении парома во льдах в отличие от ледоколов, которыми разрушения льда производится набегами, как это имеет место в ледокольной практике.
Таким образом, использование заявленного изобретения позволит существенно повысить технико-экономические и эксплуатационные характеристики.