Устройство танкера кассетного типа
Изобретение относится к области судостроения. Перевозка нефти по океанам, морям и рекам осуществляется наливными судами-танкерами. Целью предложенного устройства является достижение универсальности конструкции и повышение экологической безопасности. Новым является то, что вкладные цистерны выполнены по форме изгиба поперечного разреза корпуса танкера и плотно ложатся на плечи шпангоутов, которые расположены от борта к борту, а так же на подставки, при этом плечи борта танкера и плечи поперечной балки с помощью полос углообразной формы, обеспечивают зацеп вкладной цистерны, при этом в верхней части вкладной цистерны имеется заливная горловина, где ее нижняя часть достигает нижней части вкладной цистерны, также имеется отвод обратного клапана, отвод для компрессора, труба от компрессора и гибкие соединения между вкладными цистернами, кроме этого с помощью компрессора осуществлена закачка и откачка нефтепродуктов путем создания разряжения и давления во вкладных цистернах, при этом носовая и кормовая части изолированы от них, а вкладные цистерны выполнены из металла или дюралюминия.
Изобретение относится к области судостроения. Перевозка нефти по океанам, морям и рекам осуществляется наливными судами-танкерами.
Конструкция корпуса танкера представляет собой параллелепипед, разделенный внутри продольными и поперечными переборками, образующими внутри систему грузовых отсеков- танкеров. Обшивка бортов днища, палубы, продольных и поперечных переборок подкреплена продольным и поперечным набором.
(см. Логачев С.И. «Морские танкеры» Судостроение, 1970 г, с.245-262).
Недостаток конструкции корпуса танкера в том, что при столкновении танкера с другими судами или береговыми скалами, корпус танкера разрушается и в море выливается большое количество нефти, вызывая экологическую катастрофу.
Известен грузовой контейнер, содержащий в виде параллелепипеда внешний кожух с горловинами для загрузки и выгрузки грузов и размещенную внутри эластичную емкость, где внешний кожух выполнен разъемным со срезанными углами, при этом внутри внешнего кожуха размещены две - четыре эластичные емкости, каждая из которых соединена с одной горловиной, а внешний кожух и эластичная емкость выполнены из одного материала на основе полиэтилена, (см патент №2214353 В 65 Д 77/06, В 65 Д 88/12, 2002 г.)
Недостатком грузового контейнера является его форма, которая не повторяет изгибы поперечного разреза корпуса танкера, несмотря на то, что углы срезаны. Кроме того, в грузовой контейнер помещены эластичные емкости из полимера, который при пожаре плавится и создает условия для вытекания нефти.
Известен танкер, имеющий ряд отдельных изолированных танков, для размещения и транспортировки жидкого груза, в каждом из которых имеется герметичное, растягивающееся пластиковое покрытие, съемно присоединяемое к внутренним стенкам танков.
(см. US 3844239, 1974 г.)
Недостатки в том, что контейнеры не пригодны для перевозки агрессивных химических сред.
Известен корпус танкера, содержащий борта, днище, палубу, продольные и поперечные переборки с вертикальным набором, образующие грузовые трюмы и вкладные танки (цистерны) из нефти, где они имеют вертикальные ребра жесткости и подвешены внутри грузовых трюмов на горизонтально расположенных тросах. (см. патент №2115582, В 63 В 25/12, 1997 г.)
Недостатки известного корпуса танкера:
1). Незащищен от проникновения забортной воды морей и океанов.
2). При подвеске танков на цепях и тросах, создаются колебания поперечные и продольные в подвесной части о борта корпуса танкера, что вызывает искру и ведет к пожару
3). Применение электронасосов часто приводит к короткому замыканию электропроводки, что не безопасно.
4). Незащищены жилые помещения и силовая часть от пожара.
5). При разломе судна, нефтепродукты будут вытекать в неограниченном количестве, при этом вкладные танки (цистерны) поврежденные или неповрежденные, тонут.
Целью предложенного устройства является достижение универсальности конструкции и повышение экологической безопасности.
Поставленная цель достигается тем, что устройство танкера кассетного типа, содержащее корпус борта, днище, палубу, поперечные балки и вкладные цистерны, выполненные по форме изгиба поперечного разреза корпуса танкера кассетного типа и которые плотно ложатся на плечи шпангоутов, которые расположены от борта к борту, и подставки, а за счет зацепов за плечи борта танкера и плечи поперечной балки вкладных цистерн с помощью полос углообразной формы (уголков), обеспечивается их устойчивость. Кроме того, вкладные цистерны не закреплены и всплывают, когда танкер тонет. На верхней части вкладной цистерны имеется заливная горловина через которую производится закачка и выкачка нефтепродукта, при этом нижняя часть заливной горловины должна достигать нижней части вкладной цистерны, кроме этого, имеется отвод обратного клапана и отвод для компрессора с целью создания внутри вкладной цистерны давления и разряжения. Имеются трубы от компрессора и гибкие соединения между вкладными цистернами. Закачка нефтепродукта осуществляется с помощью компрессора, который создает разряжение внутри вкладной цистерны. Откачка нефтепродукта осуществлена компрессором, который создает давление внутри вкладной цистерны и выдавливает нефтепродукт во внешнюю емкость. При этом вкладные цистерны выполнены из металла или дюралюминия, а носовая и кормовая части танкера кассетного типа изолированы. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое устройство отличается универсальностью конструкции, где вкладные цистерны выполнены по форме изгиба поперечного разреза корпуса танкера и полотно ложатся на плечи шпангоутов и подставки, с возможностью быстрой их замены, при этом не требуется двойное дно и присутствие насосов на борту, что вместе со вкладными цистернами существенно облегчает корпус танкера, при этом закачка и выкачка нефтепродукта выполнена с помощью компрессора, который создает разряжение и давление, а не насосов. Для исключения столкновения с судами, на вкладной цистерне закрепляют систему «SOS», что оповещает и позволяет обходить опасность. А экологическая безопасность в том, что исключено попадание нефтепродуктов на водную поверхность, так как вкладные цистерны всплывают, а поврежденные подлежат замене и изготавливаются отдельно от строительства корпуса. Пожарная безопасность соблюдена за счет использования компрессоров при закачке и выкачке нефтепродуктов.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
На фиг.1 - внешний вид корпуса танкера (вид сверху).
На фиг.2 - вид вкладной цистерны сверху. А - при небольшой ширине корпуса танкера. Б - для танкеров большой ширины и состоит из двух полуцистерн.
На фиг.3 - показано сочленение вкладной цистерны с бортом корпуса танкера и его герметизация.
На фиг.4 - изображен поперечный разрез шпангоута.
На фиг.5 - изображен поперечный разрез поперечной балки.
На фиг.6 - изображен поперечный разрез вкладной цистерны и корпуса танкера.
Танкер кассетного типа состоит из корпуса 1, вкладных цистерн 2, (кассет) носовой части корпуса 3, кормовой части корпуса 4, (кубрик)
поперечных балок 5, заливных горловин 6, через которые производится закачка (выкачка) горючего, отводов для компрессора 7, которые создают во вкладной цистерне 2 давление и разряжение, гибких соединений 8 трубопровода от компрессора, люков 9, для проникновения внутрь цистерны, отводов для обратных клапанов 10, трубы от компрессора 11, огнеупорной перегородки 12, плеча борта танкера 13, борта цистерны 14, уплотнителя 15, полос углообразной формы 16, (уголок), шпангоутов 17, ограничителя 18 продольного сдвига верхней части вкладной цистерны 2, плеча шпангоута 19, ограничителя 20 продольного сдвига верхней части вкладной цистерны 2, поперечной балки 21, плеча поперечной балки 22, глушителя качки 23, подставки 24, верхней кромки 25 вкладной цистерны 2.
Внутри корпуса 1 танкера кассетного типа, через определенное расстояние (в зависимости от продольного разреза вкладной цистерны 2), располагают шпангоуты 17 от борта до борта определенной формы (фиг.4). Такая форма шпангоута 17 необходима для того, чтобы в дальнейшем на плечи шпангоута 19 с помощью крана установить вкладные цистерны 2 так, чтобы они своими боками упирались на эти плечи шпангоутов 19. Вкладные цистерны 2 просто вставляются на шпангоуты 17 в свои гнезда, как кассеты. Вкладные цистерны 2 изготавливаются отдельно от строительства корпуса 1 танкера кассетного типа. Вид корпуса 1 танкера кассетного типа в поперечном разрезе аналогичен поперечному разрезу вкладной цистерны 2 (фиг.6).Ширина верхней части корпуса 1 танкера кассетного типа должна быть наибольшей с постепенным сужением к днищу. Носовая 3 и кормовая 4 части корпуса как и у обычных танкеров. Для того чтобы вкладная цистерна 2 внизу не провисала, в нижней части корпуса 1 танкера кассетного типа, между шпангоутами 17, вдоль корпуса 1 устанавливаются подставки 24 на которые будут опираться вкладные
цистерны 2 своим днищем. Все вкладные цистерны 2 для определенного класса танкера кассетного типа аналогичны и взаимозаменяемы. Если ширина корпуса 1 танкера кассетного типа большая, то можно вставлять спаренные вставные полу-цистерны (фиг.2 Б).
На каждой вкладной цистерне 2, в верхней части должно быть: А) заливная горловина 6, через которую производится закачка (выкачка) горючего. Нижняя ее часть должна достигать нижней части вкладываемой цистерны 2. Верхняя часть заливной горловины 6, в нерабочем состоянии, закрывается заглушкой. (на чертеже нет).
Б) отвод обратного клапана 10 с краном.
В) отвод для компрессора 7, для создания во вкладной цистерне 2 давления и разряжения.
На отводе для компрессора 7, во вкладную цистерну 2 вваривается кран (на чертеже не показан)
Г) люк 9, через который при необходимости, можно проникнуть во внутрь вкладной цистерны 2. В рабочем состоянии он должен быть задраен. На каждой вкладной цистерне 2 должен быть установлен емкостной датчик для контроля количества жидкости в ней. Данные по количеству жидкости в каждой цистерне должны быть выведены на пульт контроля к оператору.
Начиная от компрессора (на чертеже нет), труба от компрессора 11 выходит на поверхность и проходит параллельно над верхней частью всех вкладных цистерн 2. В промежутке между вкладными цистернами 2 эта труба от компрессора 11 должна иметь гибкое соединение 8. Над самой вкладной цистерной 2 отводы с кранами.
Каждая вкладная цистерна 2 в нижней части должна иметь утолщение или же балласт (на чертеже не показан). В качестве балласта можно использовать туже подставку 24, на которую опирается вкладная цистерна 2 своим днищем. Это необходимо для того, чтобы при
выходе из своего гнезда, вкладная цистерна 2 вела себя как «Ванька-встанька», т.е. ее нижняя часть должна быть всегда внизу. Сами вкладные цистерны 2 при установке их в гнезде не закрепляются и при аварии, когда судно тонет, самостоятельно выходили бы из своих гнезд и оставались бы на плаву. Для того, чтобы плавающие вкладные цистерны 2 можно было обнаружить, на них можно установить систему «SOS», что позволит проходящим судам обходить их. По углам вкладной цистерны 2, в верхней части приваривают проушины (на чертеже не показаны), за которые вкладная цистерна поднимается (вынимается) из своего гнезда.
Для уменьшения поперечной качки горючей жидкости внутри вкладной цистерны 2, вдоль танкера кассетного типа устанавливается глушитель качки 23, т.е. широкая стальная пластина с отверстиями, (на чертеже нет.) К этой пластине 23 прикрепляется своей нижней частью заливная горловина 6.
Как обеспечить герметичность танкера кассетного типа, т.е. чтобы забортная вода не попадала в трюм. Вкладная цистерна 2 при установке ее в гнездо будет входить как клин и при выходе из гнезда не будет возникать задержки. Ширина ограничителя 18 продольного сдвига нижней части вкладной цистерны 2, предохраняющего сдвиг нижней части вкладной цистерны 2 и ширина ограничителя 20 продольного сдвига верхней части вкладной цистерны 2 поперечной балки 21, должны быть одинаковы.
1. Верхняя кромка 25 вкладной цистерны 2 (фиг.3) должна быть на уровне борта плеча танкера 13 и плеча поперечной балки 22, которая соединяет шпангоуты 17 в верхней части плеча борта танкера 13. По краям вкладной цистерны 2, в верхней части наваривают полосы углообразной формы 16 таким образом, чтобы между бортом цистерны 14 и вертикальной стороной полос углообразной формы 16 осталось пространство несколько шире плеча борта танкера 13 и
плеча поперечной балки 22. Это необходимо для того, чтобы вкладная цистерна 2 как бы одевалась на плечо борта танкера 13 и на плечо поперечной балки 22. Промежутки между стенкой плеча борта танкера 13, плечом поперечной балки 22 и плечом навариваемой полосы уголкообразной формы 16, закрываются уплотнителями 15.
2. поперечными балками 5 удерживаются плечи борта танкера 13 от поперечного расхождения.
3. За счет зацепов полос углообразной формы 16 с плечами поперечной балки 22 обеспечивается дополнительное усиление корпуса 1 кассетного типа в продольном направлении.
В носовой части корпуса 3, где начинается закругление, поперек всего корпуса 1 устанавливается вертикальная металлическая стена. Все носовое пространство заваривается и делается герметичным. Лишь в верхней части делается люк 9, который необходим для проникновения вовнутрь и может использоваться для хранения такелажа и другого имущества. В рабочем состоянии люк должен быть закрыт. В кормовой части корпуса 4 располагаются силовая часть, рубка, жилое помещение и все необходимое для работы экипажа. Однако вся эта кормовая часть корпуса 4 должна быть отделена по всей высоте на уровень борта огнеупорной перегородкой 12 от ближайшей вкладной цистерны 2. Эта огнеупорная перегородка 12 должна быть заполнена на всю высоту огнеупорным материалом, чтобы при возникновении пожара на корме огонь не мог перекинуться на вкладные цистерны 2. За счет чего обеспечивается плавучесть вкладной цистерны 2 с находящимся в ней нефтепродуктом.
Произведен расчет. Возьмем вкладную цистерну объемом порядка 10000 куб.м.
1. Удельный вес керосина равен 0.8 грамма на 1 куб. см.
-в 1 куб. м. будет 1000000 куб. см.
0,8 грамм / куб. см. × 1000000 куб. см. = 800000 гр или 800 кг. весит 1 м3.
- вес всей заполненной вставной цистерны керосином будет равен 8000 тонн.
2. Удельный вес морской воды равен 1.02 грамм/куб. см.
Получаем: 1.02 × 1000000 куб. см. = 1020 кг.
1020 кг. × 10000 куб.м. = 10200000 кг или 10200 тонн.
Разность в весе вкладной цистерны с морской водой и вкладной цистерны с керосином будет равна 2200 тонн. Поэтому вес металла для изготовления вкладной цистерны будет значительно меньше 2200 тонн, что и обеспечивает плавучесть цистерны.
Теперь процесс самой работы.
1. При закачке вкладной цистерны нефтепродуктом создается разряжение внутри вкладной цистерны 2. С этой целью краны на отводе к вкладной цистерне 2, идущие от общей трубы от компрессора 11, открываются. К заливным горловинам 6 на причалах подключаются подводящие шланги. Начинается процесс откачки воздуха, создается разряжение и нефтепродукт извне поступает во вкладную цистерну 2 и контролируется оператором. По окончанию заполнения вкладной цистерны 2, краны на отводах труб от компрессоров 11 закрываются. Заливные горловины 6 закрываются плотными заглушками.
При откачке нефтепродукта из вкладной цистерны 2, кран на отводе для обратный клапанов 10, должен быть закрыт. На заливную горловину 6 подключается отводящий шланг. Краны на отводах для компрессора 7 должны быть открыты. Компрессором создается давление во вкладной цистерне 2 и жидкость выдавливается во внешнюю емкость. По окончанию работы краны на отводах для компрессора 7 закрываются, а на отводах для обратных клапанов 10 открываются. На заливную горловину 6 одевается заглушка. При выходе
вкладной цистерны 2 из своего гнезда гибкие соединения 8 между вкладными соединениями разрываются.
Устройство танкера кассетного типа, содержащее корпус танкера, борта на нем, днище, палубу, поперечные балки и вкладные цистерны, отличающееся тем, что вкладные цистерны выполнены по форме изгиба поперечного разреза корпуса танкера и плотно ложатся на плечи шпангоутов, которые расположены от борта к борту, а также на подставки, при этом плечи борта танкера и плечи поперечной балки с помощью полос углообразной формы, обеспечивают зацеп вкладной цистерны, при этом в верхней части вкладной цистерны имеется заливная горловина, где ее нижняя часть достигает нижней части вкладной цистерны, также имеется отвод обратного клапана, отвод для компрессора, труба от компрессора и гибкие соединения между вкладными цистернами, кроме этого, с помощью компрессора осуществлена закачка и откачка нефтепродуктов путем создания разряжения и давления во вкладных цистернах, при этом носовая и кормовая части изолированы от них, а вкладные цистерны выполнены из металла или дюралюминия.
