СУДНО, СНАБЖЕННОЕ ОЧИСТНЫМ УСТРОЙСТВОМ, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПЛАВАЮЩИХ ОБЪЕКТОВ, ТАКИХ КАК УГЛЕВОДОРОДЫ
VESSEL WITH CLEANER AND DEVICE FOR DIRECTED DISPLACEMENT OF FLOATING OBJECTS SUCH AS HYDROCARBONS

Данное изобретение относится к судну, оборудованному устройством для направленного перемещения плавающих на воде объектов, а также к указанному направляющему устройству.
Известно устройство для направленного перемещения плавающих объектов, имеющее вид двух надувных барабанов, которые закреплены впереди судна, проходя перед судном, и отстоят друг от друга для охвата большей площади поверхности воды. Таким образом, указанные барабаны образуют воронку, которая направляет перемещение воды и плавающих объектов к передней части судна или к очистному устройству.
Такое направляющее устройство не в полной мере удовлетворяет предъявляемым к нему требованиям, поскольку указанные барабаны уменьшают маневренность судна.
Кроме того, в большинстве случаев указанное устройство предполагает длительный период эксплуатации и, когда имеет место волнение воды, барабаны обычно не могут повторять движение волн, а это может привести к тому, что барабаны отделяются от поверхности воды, при этом плавающие объекты, в частности углеводороды, проходят под барабанами.
Одна задача данного изобретения заключается в создании судна, оборудованного устройством для направления плавающих на поверхности воды объектов, таких как углеводороды, которое не имеет недостатков известного уровня техники и, в частности, отличается легкостью маневрирования.
Для этого предложено судно, содержащее очистное устройство и устройство для направленного перемещения плавающих объектов, таких как углеводороды, которое установлено на судне и содержит:
- две плавучие направляющие, расположенные на расстоянии друг от друга, и
- регулировочное устройство для каждой направляющей, которое установлено на корпусе судна и на котором установлена указанная направляющая, при этом  регулировочное устройство предназначено для перевода направляющей из нерабочего положения, в котором направляющая находится в убранном состоянии на судне, в промежуточное положение, в котором направляющая зафиксирована перед судном и удерживается над водой, а также в рабочее положение, в котором направляющая плавает в воде перед судном с обеспечением направленного перемещения плавающих объектов к очистному устройству, при этом в рабочем положении две направляющие расходятся в направлении от своей задней части к своей передней части.
Преимущественно, каждая направляющая выполнена с возможностью поворота относительно регулировочного устройства вокруг оси погружения.
Согласно конкретному варианту выполнения, каждое регулировочное устройство содержит:
- подъемный рычаг, установленный на корпусе судна и выполненный с возможностью поворота относительно первой оси поворота, параллельной оси погружения, при этом при переходе в нерабочее положение подъемный рычаг располагается против верхней поверхности соответствующей направляющей,
- запорный рычаг, установленный на подъемном рычаге и выполненный с возможностью поворота относительно второй оси поворота, параллельной оси погружения, при этом при переходе в нерабочее положение запорный рычаг располагается против нижней поверхности соответствующей направляющей, причем соответствующая направляющая установлена с возможностью свободного поворота на запорном рычаге,
- первое исполнительное устройство, предназначенное для поворота подъемного рычага,
- второе исполнительное устройство, предназначенное для поворота запорного рычага, и
- блок управления, предназначенный для управления каждым исполнительным устройством.
Преимущественно, судно содержит фиксирующее приспособление для каждого запорного рычага, которое предназначенное для прикрепления указанного рычага к судну, когда соответствующая направляющая находится в рабочем положении.
Согласно конкретному варианту выполнения, каждое регулировочное устройство имеет:
- рычаг, установленный на корпусе судна и выполненный с возможностью поворота вокруг первой оси поворота, параллельной оси погружения, при этом соответствующая направляющая установлена с возможностью свободного поворота на указанном рычаге,
- первое исполнительное устройство, предназначенное для поворота рычага,
- второе исполнительное устройство, предназначенное для поворота соответствующей направляющей, и
- блок управления, предназначенный для управления каждым исполнительным устройством.
Преимущественно, судно содержит фиксирующее приспособление для каждого рычага, предназначенное для прикрепления указанного рычага к судну, когда соответствующая направляющая находится в рабочем положении.
Преимущественно, каждая направляющая представляет собой жесткий элемент.
Преимущественно, каждая направляющая содержит несколько жестких сегментов, каждый из которых соединен со смежным с ним сегментом или сегментами посредством одного/двух шарнирных соединений вокруг оси, параллельной оси погружения, и посредством запирающего приспособления, которое в свободном состоянии обеспечивает перемещение каждого сегмента, а в запертом состоянии блокирует соответствующее шарнирное соединение.
Преимущественно, в рабочем положении ватерлиния каждой направляющей расположена на половине высоты указанной направляющей.
Преимущественно, между двумя направляющими расположен разделительный механизм.
Преимущественно, две направляющие образуют выполненный как единое целое элемент.
Преимущественно, в нерабочем положении обе направляющие расположены на палубе судна.
Преимущественно, в нерабочем положении обе направляющие расположены вдоль верхней кромки бортов судна.
Кроме того, согласно изобретению предложено устройство для направленного перемещения плавающих объектов, таких как углеводороды, применяемое на судне, соответствующем одному из предыдущих вариантов.
Указанные выше и другие признаки изобретения будут более понятны из приведенного ниже описания типичного варианта осуществления, выполненного со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 - фиг.5 изображают судно, оборудованное направляющим устройством согласно первому варианту выполнения изобретения, на разных этапах работы указанного устройства;
фиг.6 - фиг.10 изображают судно, оборудованное направляющим устройством согласно второму варианту выполнения изобретения, на разных этапах работы указанного устройства;
фиг.11 изображает еще один вариант выполнения изобретения, и
фиг.12 изображает направляющую, выполненную согласно конкретному варианту выполнения.
В приведенном ниже описании выражения, используемые для указания местоположения, соответствуют плавающему на воде судну, имеющему направляющее устройство, используемое, как показано на фиг.5 или фиг.10. Направления вверх по потоку и вниз по потоку соответствуют направлению движения судна при его плавании передним ходом.
На фиг.1 изображено направляющее устройство 100 согласно первому варианту выполнения изобретения, которое обеспечивает направленное перемещение плавающих на воде объектов, таких как углеводороды. Направляющее устройство 100 установлено на судне 50, которое плавает по воде, на поверхности которой также плавают такие объекты, как углеводороды.
Направляющее устройство 100 содержит:
- две плавучие направляющие 102a и 102b, отстоящие друг от друга, и
- регулировочное устройство 150a, 150b для каждой направляющей 102a и 102b, которое установлено на судне 50 и на котором установлена указанная направляющая 102a и 102b, при этом регулировочное устройство обеспечивает перевод направляющей 102a, 102b из нерабочего положения, в котором направляющая находится в убранном состоянии на судне 50, в промежуточное положение, в котором направляющая закреплена впереди судна 50 и удерживается над водой, а также в рабочее положение, в котором направляющая плавает в воде выше по потоку перед судном 50.
В рабочем положении две направляющие 102a и 102b расходятся друг от друга в направлении от задней части к передней части указанных направляющих 102a и 102b с образованием воронки, которая обеспечивает направленное перемещение плавающих объектов к передней части судна 50 при его движении передним ходом.
Когда направляющие 102a и 102b находятся в промежуточном положении, судно 50 может легко маневрировать и, в зависимости от обстоятельств, направляющие 102a и 102b можно вновь быстро погрузить в воду или поднять, полностью убирая их в нерабочее положение.
Каждая направляющая 102a, 102b может поворачиваться относительно соответствующего регулировочного устройства 150a, 150b и вокруг по существу горизонтальной оси 104 погружения, которая перпендикулярна направлению продвижения судна 50.
Поскольку направляющие 102a и 102b могут поворачиваться вокруг оси 104 погружения, они повторяют движение волны, как изображено двойной стрелкой 502 на фиг.5. Благодаря повторению движения волны направляющие 102a и 102b предотвращают утечку плавающих объектов и, тем самым, обеспечивают улучшение их собираемости.
Каждая направляющая 102a, 102b имеет внутреннюю поверхность, проходящую в вертикальном направлении с образованием воронки и служащую для направленного перемещения плавающих объектов.
На фиг.1 проиллюстрировано нерабочее положение.
На фиг.3 проиллюстрировано промежуточное положение.
На фиг.2 проиллюстрировано первое положение развертывания, находящееся между нерабочим и промежуточным положениями.
На фиг.5 проиллюстрировано рабочее положение.
На фиг.4 проиллюстрировано второе положение развертывания между промежуточным положением и рабочим положениями.
В представленном варианте выполнения нерабочее положение соответствует положению, в котором обе направляющие 102a и 102b расположены на палубе 52 судна 50, но также возможен вариант, в котором обе направляющие 102a и 102b в нерабочем положении уложены вдоль верхней кромки бортов судна 50, повторяя их форму и, таким образом, не загромождая палубу 52.
Кроме того, судно 50 имеет очистное устройство 60, проходящее от передней части судна 50 внутрь указанного судна и обеспечивающее возможность улавливания плавающих объектов. На чертеже показан только впуск 62 данного очистного устройства 60. Очистное устройство 60 может быть выполнено в разных видах.
Когда направляющие 102a и 102b находятся в рабочем положении, они предназначены для обеспечения направленного перемещения плавающих объектов к впуску 62 очистного устройства 60.
В представленном варианте выполнения направляющие 102a и 102b представляют собой жесткие элементы и содержат элементы, изготовленные из алюминия и подходящие для плавания. Например, на каждой направляющей 102a, 102b выполнены полые камеры 106a и 106b, обеспечивающие плавучесть.
Направляющие 102a и 102b присоединены друг к другу и образуют выполненный как единое целое элемент. Соединение двух направляющих 102a и 102b обеспечено двумя проходящими между ними перекладинами 108a и 108b, каждый конец которых прикреплен к одной из указанных направляющих.
Ниже описано только регулировочное устройство 150a, расположенное на правом борту, и его функционирование. Регулировочное устройство 150b, расположенное на левом борту, и его функционирование аналогично устройству 150a.
Регулировочное устройство 150a содержит:
- подъемный рычаг 152, установленный на судне 50 и имеющий свободу поворота вокруг первой оси 160 поворота, параллельной оси 104 погружения, при этом в нерабочем положении указанный рычаг 152 расположен против верхней поверхности направляющей 102a, то есть поверхности, которая обращена к палубе 52,
- запорный рычаг 154, установленный на подъемном рычаге 152 и имеющий свободу поворота вокруг второй оси 162 поворота, параллельной оси 104 погружения, при этом в нерабочем положении указанный рычаг 154 расположен против нижней поверхности направляющей 102а, то есть поверхности, которая противоположна палубе 52, причем направляющая 102a установлена с возможностью свободного поворота на указанном запорном рычаге 154 вокруг оси 104 погружения,
- первое исполнительное устройство 156, обеспечивающее поворот подъемного рычага 152 вокруг первой оси 160 поворота,
- второе исполнительное устройство 158, обеспечивающее поворот запорного рычага 154 вокруг второй оси 162 поворота, и
- блок управления, выполненный с возможностью приведения в действие оператором с судна 50 и обеспечивающий управление каждым исполнительным устройством 156, 158.
В изображенном на чертежах варианте выполнения изобретения каждое исполнительное устройство 156, 158 имеет вид гидроцилиндра.
Первое исполнительное устройство 156 зафиксировано между проушиной 164, расположенной на судне 50, и проушиной 166, расположенной на подъемном рычаге 152. Местоположения проушин 164 и 166 выбраны таким образом, что удлинение и укорочение первого исполнительного устройства 156 приводит к повороту подъемного рычага 152 вокруг первой оси 160 поворота.
Второе исполнительное устройство 158 зафиксировано между проушиной 168 подъемного рычага 152 и проушиной 170 запорного рычага 154. Местоположения проушин 168 и 170 выбраны таким образом, что удлинение и укорочение второго исполнительного устройства 158 приводит к повороту запорного рычага 154 вокруг второй оси 162 поворота, который происходит одновременно с поворотом подъемного рычага 152.
На фиг.2 видно, что укорочение первого исполнительного устройства 156 приводит к повороту подъемного рычага 152, который при этом поднимает направляющую 102a и поворачивает ее.
В это время второе исполнительное устройство 158 не задействовано, что удерживает направляющую 102a между подъемным рычагом 152 и запорным рычагом 154.
На фиг.3 показано промежуточное положение, которое достигается, когда перемещение первого исполнительного устройства 156 полностью закончено. Данное промежуточное положение обеспечивает удержание направляющих 102a и 102b над водой, что повышает маневренность судна 50, поскольку направляющие 102a и 102b не находятся в воде.
На фиг.4 видно, что укорочение второго исполнительного устройства 158 приводит к повороту запорного рычага 154, который откидывается и при этом вызывает опускание направляющей 102a, которая отсоединяется от подъемного рычага 152, остающегося в положении, соответствующем промежуточному положению, поскольку первое исполнительное устройство 156 больше не задействовано.
На фиг.5 изображено рабочее положение, которое достигается, когда перемещение второго исполнительного устройства 158 полностью завершено. В данном рабочем положении запорный рычаг 154 больше не находится в контакте с направляющей 102a и расположен ниже уровня воды. Таким образом, направляющая 102a больше не подвергается воздействию ни со стороны подъемного рычага 152, ни со стороны запорного рычага 154, и опускается в воду, где и плавает. При этом плавающие объекты направляются к впуску 62 очистного устройства 60.
В описанном варианте выполнения высота направляющей 102a, 102b составляет примерно 90 см.
Направляющие 102a и 102b выполнены таким образом, что их ватерлинии расположены по существу на половине высоты указанных направляющих, то есть на половину своей высоты направляющие 102a и 102b погружены в воду, а другая половина их высоты расположена над водой. Кроме того, ось 104 погружения расположена по существу на одном уровне с ватерлинией направляющих 102a и 102b.
Когда запорный рычаг 154 находится в крайнем положении, а направляющая 102a находится в рабочем положении, указанная направляющая испытывает воздействие больших нагрузок, обусловленных продвижением судна 50. Для ограничения или даже исключения влияния указанных сил на судне 50 предусмотрено фиксирующее приспособление 172.
Фиксирующее приспособление 172 обеспечивает фиксацию запорного рычага 154 путем его прикрепления к судну 50, предоставляя направляющей 102 свободу движения.
В представленном варианте выполнения изобретения фиксирующее приспособление 172 имеет вид U-образного крюка, открытого по направлению к нижней части, который обеспечивает прием фиксирующего штифта 174 запорного рычага 154, входящего в указанный крюк в конце поворота запорного рычага 154.
Направляющую 102a вновь поднимают в обратном направлении. Приводится в действие второе исполнительное устройство 158 для приведения запорного рычага 154 в контакт с нижней поверхностью направляющей 102a, при этом приведение в действие второго исполнительного устройства 158 и, следовательно, перемещение запорного рычага 154 продолжают для подъема направляющей 102a в промежуточное положение.
Подъем заканчивают путем приведения в действие первого исполнительного устройства 156, что вызывает поворот подъемного рычага 152 и запорного рычага 154, продолжающего поднимать направляющую 102a до тех пор, пока она не вернется в нерабочее положение.
На фиг.6 изображено направляющее устройство 600, соответствующее второму варианту выполнения изобретения. Устройство 600 обеспечивает направленное перемещение объектов, плавающих на поверхности воды, таких как углеводороды, и установлено на судне 51, которое тоже имеет очистное устройство 60, при этом на чертеже показан только впуск 62 указанного очистного устройства.
Направляющее устройство 600 имеет по существу такой же вид, что и направляющее устройство первого варианта выполнения, поскольку содержит:
- две плавучие направляющие 602a и 602b, отстоящие друг от друга, и
- регулировочное устройство 650a, 650b для каждой направляющей 602a и 602b, которое установлено на судне 51 и на котором установлена указанная направляющая 602a и 602b, при этом регулировочное устройство 650a, 650b обеспечивает перевод направляющей 602a, 602b из нерабочего положения, в котором направляющая находится в убранном состоянии на судне 51, в промежуточное положение, в котором направляющая закреплена впереди указанного судна и удерживается над водой, а также в рабочее положение, в котором направляющая плавает в воде выше по потоку перед указанным судном.
В рабочем положении две направляющие 602a и 602b также образуют воронку перед судном 51 для направленного перемещения плавающих объектов к впуску 62 очистного устройства 60.
Каждая направляющая 602a, 602b имеет свободу поворота относительно соответствующего регулировочного устройства 650a, 650b и вокруг по существу горизонтальной оси 604 погружения, которая перпендикулярна направлению продвижения судна 51, тем самым позволяя направляющим 602a и 602b повторять движение волны, как изображено двойной стрелкой 1002 на фиг.10.
На фиг.6 изображено нерабочее положение.
На фиг.8 изображено промежуточное положение.
На фиг.7 изображено первое положение развертывания, находящееся между нерабочим и промежуточным положениями.
На фиг.10 изображено рабочее положение.
На фиг.9 изображено второе положение развертывания, находящееся между промежуточным и рабочим положениями.
В представленном варианте выполнения нерабочее положение соответствует положению, в котором обе направляющие 602а и 602b уложены вдоль верхней кромки бортов судна 51, повторяя их форму и, таким образом, не загромождая палубу 52.
Направляющие 602a и 602b представляют собой жесткие элементы, которые также предназначены для плавания и выполнены в виде полых камер 606a и 606b.
Обе направляющие 602a и 602b присоединены друг к другу и образуют выполненный как единое целое элемент. При этом соединение обеспечено двумя перекладинами 608a и 608b.
Ниже описано только регулировочное устройство 650a, расположенное на правом борту, и его функционирование. Регулировочное устройство 650b, расположенное по левому борту, аналогично устройству 650a и его функционированию.
Регулировочное устройство 650a содержит:
- рычаг 652, установленный на корпусе судна 51 и имеющий свободу поворота вокруг первой оси 660 поворота, параллельной оси 604 погружения, при этом соответствующая направляющая 602a установлена с возможностью свободного поворота на свободном конце рычага 652,
- первое исполнительное устройство 656, обеспечивающее поворот рычага 652 вокруг первой оси 660 поворота,
- второе исполнительное устройство 658, обеспечивающее поворот направляющей 602a вокруг оси 604 погружения, и
- блок управления, приводимый в действие оператором с судна 51 и обеспечивающий управление каждым исполнительным устройством 656, 658.
В изображенном на чертежах варианте выполнения изобретения каждое исполнительное устройство 656, 658 имеет вид гидроцилиндра.
Первое исполнительное устройство 656 зафиксировано между проушиной, расположенной на судне 51, и проушиной 666, расположенной на рычаге 652. Местоположения проушин 666 выбраны таким образом, что удлинение и укорочение первого исполнительного устройства 656 приводит к повороту рычага 652 вокруг первой оси 660 поворота.
Второе исполнительное устройство 658 зафиксировано между проушиной 668, расположенной на рычаге 652, и проушиной 670, расположенной на направляющей 602а. Местоположения проушин 668 и 670 выбраны таким образом, что удлинение и укорочение второго исполнительного устройства 658 приводит к повороту направляющей 602а вокруг оси 604 погружения, которое происходит одновременно с поворотом рычага 652.
На фиг.7 показано, что удлинение первого исполнительного устройства 656 приводит к повороту рычага 652, который при этом поворачивает направляющую 602а.
В это время второе исполнительное устройство 658 не задействовано, что обеспечивает удерживание направляющей 602a относительно рычага 652.
На фиг.8 показано промежуточное положение, которое достигается, когда перемещение первого исполнительного устройства 656 полностью закончено. Данное промежуточное положение обеспечивает удерживание направляющих 602a и 602b над водой, что повышает маневренность судна 51.
На фиг.9 видно, что удлинение второго исполнительного устройства 658 приводит к повороту направляющей 602a, которая опускается.
На фиг.10 изображено рабочее положение, которое достигается, когда перемещение второго исполнительного устройства 658 полностью завершено. В данном положении второе исполнительное устройство 658 свободно, то есть больше неуправляемо и свободно перемещается под действием направляющей 602a, не имея собственного перемещения.
В случае использования гидроцилиндра, данное свободное состояние получают путем последовательного подключения цилиндра, то есть путем гидравлического соединения двух камер цилиндра.
Что касается первого варианта выполнения изобретения, направляющие 602a, 602b выполнены таким образом, что их ватерлинии расположены по существу на половине высоты направляющих 602a, 602b, при этом ось 604 погружения тоже расположена по существу на одном уровне с ватерлинией направляющих 602a, 602b.
Когда рычаг 652 находится в крайнем положении, а направляющая 602а находится в рабочем положении, направляющая 602а испытывает воздействие больших нагрузок, обусловленных продвижением судна 51, что может повредить шарнирное соединение вокруг первой оси 660 поворота. Для того чтобы ограничить или даже исключить влияние указанных нагрузок, на судне 51 предусмотрено фиксирующее приспособление 672, например, в виде штифтов или гидравлических замков, расположенных в судне 51.
Фиксирующее приспособление 672 обеспечивает блокировку рычага 652 путем его фиксации к судну 51.
В представленном варианте выполнения изобретения фиксирующее приспособление 672 имеет вид гнезда, в которое входит проушина 674 в конце поворота рычага 652 для его фиксации.
Подъем направляющей 602a происходит в обратной последовательности. Приводится в действие второе исполнительное устройство 658 для подъема направляющей 602a и ее возврата в промежуточное положение.
Подъем завершают путем приведения в действие первого исполнительного устройства 656, приводящего к повороту рычага 652, который поднимает направляющую 602a до тех пор, пока она не вернется в нерабочее положение.
На фиг.11 изображено судно, две направляющие 1102a и 1102b которого представляют собой не единый узел, а являются самостоятельными элементами. При этом каждая из направляющих может повторять движение волны независимо друг от друга.
Кроме того, между двумя отдельными направляющими 1102a и 1102b можно предусмотреть установку разделительного механизма 1104, например, типа гидроцилиндра, для обеспечения возможности изменения расстояния между указанными направляющими путем изменения длины указанного механизма 1104. Для этого шарнирное соединение между рычагом 652 и соответствующей направляющей 1102a, 1102b можно заменить вертлюжным соединением. Разделительный механизм 1104 расположен в передней части направляющих 1102a и 1102b.
Данное устройство также может быть применимо к первому варианту выполнения, а именно варианту выполнения, изображенному на фиг.1 - фиг.5. При этом вертлюжное соединение расположено между запорным рычагом 154 и соответствующей направляющей 1102a, 1102b.
На фиг.12 изображена направляющая 1202, которая образована из нескольких жестких сегментов 1204a-1204c. Каждый сегмент 1204a-1204c соединен со смежным с ним сегментом или сегментами посредством одного/двух шарнирных соединений, обеспечивающих поворот вокруг оси 1208a, 1208b, параллельной оси погружения. Данное устройство обеспечивает соответствие колебаниям зыби с очень короткой длиной волны.
Для усиления жесткости направляющей 1202 каждое шарнирное соединение между двумя сегментами 1204a-1204c дублировано запирающим приспособлением 1206a, 1206b, например гидроцилиндром, который в свободном состоянии обеспечивает перемещение каждого сегмента 1204a-1204c, а в запертом состоянии блокирует соответствующее шарнирное соединение. Данное запирающее приспособление имеет, например, такой же вид, что и второе исполнительное устройство 658, и расположено между двумя соответствующими сегментами. Каждый конец запирающего приспособления 1206a, 1206b присоединен к одному из сегментов 1204a-1204c, образующему соответствующее шарнирное соединение.
Указанное устройство может также применено к первому варианту выполнения, а именно варианту выполнения, изображенному на фиг.1 - фиг.5.
Разумеется, данное изобретение не ограничено вариантами выполнения, описанными и изображенными на чертежах, а предполагает многочисленные варианты, доступные специалисту.
Например, исполнительное устройство может представлять собой роторные двигатели, установленные на соответствующих осях поворота.