ВАКУУМНОЕ ШВАРТОВНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к области судостроения, а именно к техническим средствам судостроения, обеспечивающим швартовные операции в портах, в частности, предназначенным для надежного захвата вакуумным устройством стенки буксируемых немагнитных судов и из композитных и неметаллических материалов и других плавающих предметов (понтоны, бочки, контейнеры и т.п.) без участия палубной швартовной команды в аварийных ситуациях в особо опасных условиях.
Известно вакуумное швартовное устройство, предназначенное для установки на буксир, содержащее корпус, на одной из сторон которого установлены отдельные вакуумные присоски, а на другой его стороне - крепежный узел приводного троса с вакуумным шлангом (см. патент SU №SU1092088A1, опуб., 15.11.1984).
Известное устройство позволяет осуществлять швартовку и буксировку неметаллических транспортных средств и содержит вакуумный присос с торцовой стенкой и вакуумной полостью, смонтированный на конце выносной штанги посредством узла крепления, торцовая стенка вакуумного присоса снабжена металлическими пластинами, а узел крепления этого присоса выполнен с шарнирно закрепленными одними концами на выносной штанге упругими тягами, другие концы которых шарнирно соединены с металлическими пластинами.
Известное устройство ненадежно при волнении водной поверхности из-за вакуумной присоски с единственной вакуумной полостью. Кроме того, зона его применения ограничена из-за применения жесткой телескопической штанги, обладающей ограниченным вылетом.
Технической проблемой является создание надежного швартовного устройства, позволяющего обеспечить швартовку судов и плавсредств из немагнитных материалов, особенно, в экстренных ситуациях, при увеличенном волнении водной поверхности и с задействованием при этом минимального числа участников швартовной команды.
Технический результат заключается в повышении надежности швартовки в экстренных ситуациях швартовных операций с судами и плавсредствами из немагнитных материалов в автоматическом или автоматизированном режиме, без участия палубной швартовной команды.
Проблема решается, а технический результат достигается тем, что вакуумное швартовное устройство, предназначенное для установки на буксир, содержит корпус, на одной из сторон которого размещены отдельные вакуумные присоски, а на другой его стороне - крепежный узел приводного троса с вакуумным шлангом, при этом, согласно полезной модели, оно снабжено блоком пневматической коммутации с электрическим кабелем управления, а также снабжено центрирующим кольцом, предназначенным для посадки устройства в кольцевое седло буксира, корпус выполнен дискообразной формы, с которым связаны отдельные корпусы вакуумных присосок и снабжен металлическим посадочным чехлом сферической формы с гидроизолирующей головкой из податливого материала, в котором герметично размещены блок пневматической коммутации, коммутирующий вакуумные полости отдельных присосок при помощи шлангов-соединителей, а также крепежный узел с возможностью пропуска через него приводного троса, вакуумного шланга и кабеля блока коммутации, при этом в каждом корпусе присосок установлен датчик разрежения, связанный с блоком пневматической коммутации.
Технический результат достигается также тем, что блок пневматической коммутации может быть выполнен с возможностью регулирования силы тяги вакуумной полости каждой присоски.
Технический результат достигается также тем, что блок пневматической коммутации может быть выполнен с возможностью блокировки вакуумных полостей с недостаточным уровнем разрежения.
Технический результат достигается также тем, что корпусы отдельных присосок связаны с корпусом с возможностью самоустановки для регулирования положения присосок по отношению к плоскости присасывания.
Технический результат достигается также тем, что вакуумные полости отдельных присосок объединены пневматически в отдельные группы с возможностью отключения каждой группы присосок от блока коммутации.
Полезная модель поясняется при помощи графических материалов.
На фиг. 1 показано носовое расположение описываемого вакуумного швартовного устройства (ВШУ) на буксире (вид сбоку);
на фиг. 2 - то же, вид сверху на фиг. 1;
на фиг. 3 показан продольный разрез ВШУ и вид слева на поверхность присосок;
на фиг. 4 показан вариант установки ВШУ на корме буксира с опорой троса на тумбу (вид сверху);
на фиг. 5 то же, вид на корму фиг. 4;
на фиг. 5 показан вариант установки ВШУ на корме буксира с опорой троса на кормовой битенг;
на фиг. 6 показан вариант установки ВШУ на корме буксира с опорой троса на кормовой битенг.
На чертежах позициями обозначены
1 – форштевень;
2 - палуба на полубаке;
3 - якорно-швартовная лебедка с двумя барабанами;
4 - кабель-трос (совмещенные приводной трос корпуса 11 и кабель подвода электрического напряжения к блоку коммутации 18);
5 - носовой битенг;
6 - линия фальшборта;
7 -центральный клюз с отделением для вакуумного шланга;
8 - опорная часть под кранцевое седло;
9 - кранцевое (мягкое) кольцевое седло для ВШУ;
10 - узел соединения кабель-троса с системой гибких связей крепления ВШУ;
11- корпус ВШУ;
12 - кранцевый передник-ловитель;
13 - положение ВШУ при извлечении его из воды;
14 - вакуумный насос
15 - разматывающе-сматывающий барабан
16 - вакуумный шланг;
17 - направляющие ролики для вакуумных шлангов;
18 - блок коммутации;
19 - рым-болт грузовой;
20 - гидроизоляция ВШУ, выполненная в виде герметичного посадочного чехла (защита внутренней часть ВШУ из резины);
21 - упругое центрирующее металлическое кольцо жесткости;
22 - малый вакуумный контур;
23 - большой вакуумный контур;
24 - вакуумные шланги-соединители присосок;
25 - корпус вакуумной присоски;
26 - силовой крепеж ВШУ;
27 - порты подключения вакуумной линии;
28 - бортовая стенка швартуемого судна;
29 - бортовой клюз с отделением для вакуумного шланга;
30 - гибкая вакуумная полость присоски;
31 - кабель обратной связи;
32 - сборная конструкция опорной плиты ВШУ;
33 - тумба с вращающимися роликами;
34 - кормовая буксирная лебедка с кабель укладчиком;
35 - кормовой битенг;
36 - линия натяжения кормовых кабель-тросов;
37 -отдельные клюзы для вакуумных шлангов.
Носовая автоматическая лебедка 3 с 2 барабанами имеет автоматику, позволяющую считывать данные:
- по нагрузке тягового усилия;
- длины вытравленного троса;
- скорость вытравливания троса;
- скорость вытирания троса;
- имеет возможность поддерживать постоянную нагрузку натяжения троса;
- имеет возможность автоматически травить трос при превышении выставленной нагрузки.
Кабель-трос 4 длиной около 200 м (закреплен на одном из барабанов) с разрывным усилием не менее 45 тонн (выше максимальной нагрузки ВРК около 40 тонн + 10 % тонн).
Также находится в штатном составе трос буксирный синтетический с разрывным усилием 64 тонны (стандарт) или 128 тонн усиленный. Находится на 2 м барабане носовой автоматической лебедки и может быть использован в стандартном режиме (на чертежах он не показан).
Битенг двойной 5 предназначен для направления движения буксирного троса и с возможной работой под различными углами натяжения в зависимости от фактического расположения.
Система клюзов: центральный клюз 7 и несколько клюзов усиленного типа для буксирного троса кормовых по левому и правому бортах, соответственно, 29 и 37 с отдельной частью клюза или отдельный клюз с обеспечением безопасной работы вакуумных шлангов от пережатия их тросом.
Вакуумный насос 14 и шланг 16 длиной около 20-50 м (закреплен на отдельном разматывающе-сматывающем барабане 15) с разрывным усилием около 15 тонн (выше максимальной нагрузки ВРК около 15 тонн + 10 % тонн).
С наружной, относительно буксирной носовой конструкции форштевня 1 стороны, находятся кранцевый передник-ловитель 12 и кранцевое седло 8 для ВШУ. В плоскости палубы полубака 2 располагается лебедка 3 и носовой битенг 5.
В конструкции ВШУ размещен набор корпусов 25 с вакуумными гибкими присосками с полостями 30 (количество корпусов в системе рассчитывается для каждого типа буксира и буксируемого объекта отдельно). Усиленная опорная часть соединена с гидроизоляцией 20 ВШУ для посадки (установки по-походному) вакуумного устройства на штатное место, в конструкции которого предусмотрено кольцо жесткости 21 для обеспечения соединения с корпусом 11 самого ВШУ.
Вакуумное швартовное устройство предназначено для:
- автоматической швартовки, кантовки, буксировки не металлических плавучих объектов с использованием автоматической дистанционно управляемой якорно-буксирно-швартовной лебедкой (по требованиям Правил МАНС (Российский морской регистр судоходства))
- аварийных работ по швартовке, кантовке, буксировки опасных плавучих объектов в море металлического происхождения такие, как: оторвавшиеся во время шторма плавучие объекты и плавающие металлические изделия (понтоны, бочки, контейнеры и т.п.), представляющие опасность для судовождения, особенно в полузатопленном состоянии;
- для аварийных работ в штормовую погоду, когда необходимо ошвартоваться или подать буксир на другое судно и волна не позволяет подойти к другому судну и высадить аварийную бригаду, а также необходимо удерживать терпящее бедствие судно носом на волну во избежание переворота, как правило, при обесточенном аварийном судне;
- иными видами швартовки, кантовки, буксировки, когда по сложившимся обстоятельствам работа человека несет риск его жизни или для максимального его уменьшения;
- применение автоматического швартовного устройства для сопровождения, швартовки, кантовки большегрузных судов.
Буксиры, оборудованные автоматическим магнитным швартовным устройством, по указанию диспетчера и согласованию с лоцманом следуют в точку встречи заходящего в порт судна (Место встречи лоцманов или иное заранее согласованное место).
Заходящее в порт судно должно следовать в порт с минимальной скоростью, а если потребуется, остановиться до подхода буксиров. Буксиры подходят к судну, в общем случае, по возможности под близким к прямому углу направлению в точку касания. Как правило, место работы буксиров разрешено в усиленных бортовым набором местах и обозначены отличительным цветом в виде перевернутой буквы «Т».
При касании буксира (в общем случае) или на небольшом расстоянии от корпуса включаются вакуумные присоски 25 на небольшую мощность, буксир присасывается к корпусу судна, производится анализ работоспособности всех присосок 25 на площади работы ВШУ и блокируются те присоски 25, в которых не достигается необходимый уровень разреженности благодаря установленным датчикам в каждой вакуумной присоске 25 и при увеличении мощности вакуумного насоса достигается, максимальная эффективность остальных присосок 25 и ВШУ готов к работе.
Замер уровня разреженности позволяет установить величину предельной прочности на отрыв во избежание повреждения обшивки плавсредства, а также передать данные диспетчеру и на выносной пульт лоцмана (если потребуется). При этом автоматика лебедки позволяет установить предельную держащую силу натяжения тросовой лебедки. Потравливая трос носовой лебедки и, используя ВРК, буксир принимает положение параллельно судну по ходу его движения (как правило). Однако, также возможно движение буксира задним ходом. В кормовой части буксира располагается такая же вакуумная система на каждом борту по необходимости, такая же, как и носовая. Поэтому кормовой ВШУ присасывается к корпусу судна. Таким образом, создаются две точки привязки и более жесткое сцепление с судном с распределением нагрузок с буксируемым судном. Эта операция совпадает со штатной операцией, как при подаче двух буксирных концов на швартуемое судно. Ощутимая разница в том, что точки вакуумного захвата определяются точным расстоянием крепления носового и кормового буксирного конца, а значит, стандартным командам при использовании буксира в автоматическом режиме. Буксир готов к работе.
Возможен вариант размещения на корме троса и вакуумной системы с опорой на тумбу (фиг. 4 и 5).
Предлагаемое ВШУ, установленное на буксир, подходит к немагнитному (неметаллическому) борту швартуемого судна, под тупым или близким к прямому углу (фиг. 5), на которой происходит выдвижение корпуса 11 ВШУ в исходное рабочее положение на расстоянии 2…3 метров от борта судна, т.е. путем травления кабель-каната 4 производится снятие его со штатного транспортного кранцевого седла 9 под действием собственного веса в положение ожидания контакта с неметаллическим бортом 28 позиция (фиг. 5) с последующим включением вакуумного насоса и сближением до расстояния их срабатывания на очень малом ходу.
Под воздействием области вакуумного воздействия, корпус 11 ВШУ присасывается к корпусу судна 28. Далее ВШУ работает, как точка приложения сил. Буксир работает в штатном режиме, как при буксирном конце (разницы практически нет).
Затем буксир отходит в исходное положение от борта и подруливает левым бортом к бортовой стенке 28, как было выполнено носовым ВШУ на то же расстояние, и повторяется программа движений, описанная выше. Когда ВШУ сработает, буксир отработает винтами и отвалит от борта 28 на определенное технологическое расстояние до борта буксира. После этого фиксируются механизмы носовой и кормовой лебедок, соответственно, поз. 3 и 34. И буксир готов к выполнению швартовки судна.
Также кормовое вакуумное устройство или носовое могут выполнять функции носового или кормового буксирного конца, как при использовании носового или кормового буксира в отдельности. Используется для проводки судов (барж, плавсредств и других не магнитных объектов) буксировки лагом.
Преимущество данного метода швартовки, кантовки и сопровождения судна заключается в применении вакуумных присосок в качестве жесткой привязки буксира к буксируемому объекту в автоматическом режиме без участия человека, что особенно важно в случаях спасания плавучих объектов, как без людей, так и с экипажами аварийных судов. Также метод применим для срочной отшвартовки аварийного судна (например, пожар на судне или плавучем объекте, когда необходимо резко подойти и мгновенно отойти на безопасное расстояние), когда это угрожает жизни людей.
Мгновенная швартовка используется:
1. В аварийных ситуациях на море в штормовых условиях, когда состояние моря, ветра, течения, дрейфа, малых глубин и т.д. не позволяют осуществлять подачу троса с помощью человека.
2. Когда временной фактор является решающим для исправления аварийной ситуации (судно оторвалось от причала и может быть выброшено на мель) В этом случае можно использовать, как кормовые, так и носовые вакуумные присоски в зависимости от ситуации и возможности выполнения поставленных задач. В таких случаях мощность держащей силы вакуумных присосок приблизительно соответствует максимальной тяге буксира на гаке.
3. Швартовка к судам с высоким надводным бортом и негабаритным судам, когда высота борта крайне высока для подачи буксира, и угол наклона буксира крайне велик, что создает угрозу судна опрокидывания при работе судна на оттяжку.
4. Буксировка, швартовка аварийных судов с минимальной остойчивостью и имеющих крен на любой борт.
5. В аварийной ситуации удержание аварийного судна носом или кормой на ветер во избежание опрокидывания.
6. Вылов дрейфующих металлических объектов, когда пересадка человека на судно или на дрейфующий объект небезопасна или дрейфующий объект не имеет специального крепления или находится в перевернутом состоянии.
7. Когда аварийное судно испытывает сильную качку и необходимо практически за период качки осуществить подачу буксирного конца на судно.
8. Во всех иных случаях, когда стандартный метод подачи буксира не применим или сопряжен с риском для человека.
Мгновенная автоматическая отдача буксира используется во всех случаях, когда имеется риск гибели или необоснованное повреждения буксира-автомата. Во всех необходимых ситуациях с учетом того, что магнитное устройство упадет в воду и выйдет из строя или будет потеряно.
При использовании данного устройства раскладка сил тягового усилия буксира находится в одной горизонтальной плоскости, т.е. раскладка сил на вертикальную составляющую при высоком надводном борте отсутствует. Таким образом, при работе буксира «на укол» и «оттяжку» («PUSH-POOL») под прямым углом к буксируемому судну в горизонтальной плоскости составляет до 100 %. Соответственно, используемая эффективная мощность главных двигателей уменьшается, а соответственно уменьшается расход топлива. Регулирование силы тяги вакуумных присосок дополнительно повышает надежность швартовки за счет обеспечения сохранности кабель-троса, а также уменьшает ускорения, действующие на буксир и его механизацию, на начальном этапе соединения с буксируемым судном. Согласование силы натяжения кабель-троса с толщиной борта буксируемого судна также работает на указанный результат.
Таким образом, при правильном использовании буксиров эффективная их работа повышается, как во временном показателе, так и по расходу топлива, то есть повышается надежность швартовки в экстренных ситуациях швартовных операций в автоматическом или автоматизированном режиме, в том числе и без участия палубной швартовной команды.