| ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Многофункциональная плавучая система со сменными технологическими платформами, содержащая не менее одного судна (Е0), отличающаяся тем, что на судне (Е0) установлены не менее одного грузоподъемного устройства (Е 1), не менее двух захватывающих устройств (Е5), не менее одного источника энергии (Е2), не менее одной энергопитающей магистрали (ЕЗ) с не менее чем одним слотом (Е4) для подключения к ней, и включающим не менее двух сменных технологических платформ (2.0) и (3.0), каждая из которых включает в себя рамы, (2.1) и (3.1) соответственно, с прикрепленными к ней не менее чем двумя штырями, (2.2) и (3.2) соответственно, а в рабочем состоянии сменные технологические платформы (2.0) или (3.0) крепятся к судну (1.0) с помощью захватывающих устройств (1.5) и штырей, (2.2) или (3.2) соответственно, и на рамах (2.1) и (3.1) смонтированны не менее одной технологической машины, соответственно (2.4) и (3.4), подключенные к энергопитающим магистралям, соответственно (2.3) и (3.3), сменных технологических платформ, соответственно (2.0) и (3.0), которые в рабочем состоянии сменных технологических платформ, соответственно (2.0) или (3.0), подключаются к слоту (1.4) энергопитающей магистрали (1.3) источника энергии (1.2) судна (1.0). 2. Многофункциональная плавучая система со сменными технологическими платформами по п. 1, отличающаяся тем, что судно (1.0) является самоходным. 3. Многофункциональная плавучая система со сменными технологическими платформами по п. 1 или п. 2, отличающаяся тем, что судно (1.0) также оборудовано системой управления технологическими функциями (1.7), имеющей для связи с ней не менее одного устройства связи (1.8), и не менее чем одна сменная технологическая платформа (4.0) оснащена не менее чем одной технологической машиной (4.4), имеющей систему управления (4.4.1), имеющую не менее одного устройства связи (4.4.2), при этом находящегося в рабочем состоянии сменная технологическая платформа (4.0) подключается проводным или беспроводным способом к устройству связи (1.8) системы управления технологическими функциями (1.7) судна (1.0). Многофункциональная плавучая система со сменными технологическими платформами по и. 2, отличающаяся тем, что судно (1.0) также оборудовано системой динамического позиционирования (1.9). Многофункциональная плавучая система со сменными технологическими платформами по и. 1 или и. 2, отличающаяся тем, что содержит не менее двух судов, соответственно (1.0) и (5.0), каждое из которых оборудовано комплектом элементов неподвижной стыковки, соответственно (1.10) и ( 5.10). |
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к строительству плавучих систем и судов и находит применение при проектировании, строительстве и эксплуатации плавучих систем и судов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Они известны, например, из публикаций по следующим интернет-адресам: https://www.alego.no/modular-ships; https://www.projectcargoiournal.com/shipping/2121/08/26/dekc -develops-breakbulk- vessel-with-modular-exchangeable-engine-room/?gdpr=accept модульные конструкции судов, которые позволяют заменять модули в конструкции судна. Замена производится как с целью изменения функциональных возможностей судов, так и при повреждении или истечение ресурса отдельных агрегатов, установленных в модулях судна. В обоих случаях замена производится на специализированном судостроительном или судоремонтном предприятии или предприятии с использованием соответствующего специализированного технологического оборудования.
Основным недостатком приведенного решения является то, что замена модулей конструкции судна, посредством которых осуществляется изменение его функционального назначения, осуществляется только на специализированных судоремонтных или судостроительных предприятиях. Таким образом, изменение функциональных возможностей судна или замена поврежденных или просроченных агрегатов связано с длительным выводом судна из эксплуатации, необходимым как для замены соответствующих модулей его конструкции, так и для последующей сертификации конструкции судна. РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей изобретения является создание многофункциональной плавучей системы со сменными технологическими платформами, позволяющей оперативно менять ее функциональное назначение на месте эксплуатации, без использования специализированных судостроительных или судоремонтных средств и без связанного с этим перерыва в работе системы.
Задача решается многофункциональной плавучей системой со сменными технологическими платформами, содержащей не менее одного судна, отличающейся тем, что на судне установлены не менее одного грузоподъемного устройства, не менее двух захватывающих устройств, не менее одного источника энергии, не менее одной энергопитающей магистрали с не менее чем одним слотом для подключения к ней. Система, согласно изобретению, также включает не менее двух сменных технологических платформ, каждая из которых представляет собой раму с закрепленными на ней не менее чем двумя штырями. В рабочем состоянии сменные технологические платформы крепятся к палубе судна с помощью захватывающих устройств и штырей. На рамах сменных технологических платформ устанавливается не менее одной технологической машины, связанной с энергопитающими магистралями соответствущей сменной технологической платформы, которые в рабочем состоянии сменных технологичских платформ подключаются к слоту энергопитающей магистрали энергетического источника судна.
В первом целесообразном варианте многофункциональная плавучая система со сменными технологическими платформами отличается тем, что судно является самоходным.
Во втором целесообразном варианте многофункциональная плавучая система со сменными технологическими платформами отличается тем, что судно также оборудовано системой управления технологическими функциями с не менее чем одним устройством связи для связи со сменными технологическими платформами, и не менее чем одним из них оборудована не менее чем одна технологическая машина, имеющая систему управления с устройством связи, которое в рабочем состоянии платформы подключается проводным или беспроводным способом к устройству связи системы управления технологическими функциями.
В третьем целесообразном варианте многофункциональная плавучая система со сменными технологическими платформами отличается тем, что судно также оснащено системой динамического позиционирования.
В четвертом целесообразном варианте многофункциональная плавучая система со сменными технологическими платформами отличается тем, что включает в себя не менее чем два судна, каждое из которых оборудовано комплектом элементов системы неподвижной стыковки.
Решение проблемы приводит к следующим преимуществам системы согласно изобретению:
- Обеспечивает многофункциональность за счет минимального количества маломерных судов, что исключает необходимость в крупном судне с широким набором оборудования или множестве маломерных судов различного технологического назначения.
- Обеспечивает быструю смену функционального назначения судна на месте эксплуатации, без необходимости наличия специализированных судостроительных или судоремонтных предприятий, на которых можно изменить функциональное назначение судна.
- Исключает необходимость вывода судна из эксплуатации и его последующей сертификации в случае изменения его функционльного назначения.
Обеспечивает эффективную деятельность в местах со слаборазвитой технологической инфраструктурой.
Снижает минимальный порог масштаба деятельности для достижения эффективности, устраняя необходимость в широком спектре работ и обслуживания судов. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг. 1 показана система, согласно изобретению, по первому предпочтительному варианту в части, состоящей из судна, на котором закреплена сменная технологическая платформа, оснащенная землеройной машиной.
На Фиг. 2 показана система, согласно изобретению, по первому предпочтительному варианту в части, состоящей из судна, на котором закреплена сменная технологическая платформа, оборудованная земснарядом для дноуглубительных работ.
На Фиг. 3 показана система, согласно изобретению, по третьему предпочтительному варианту в части, состоящей из судна-баржи с установленной на нём сменной технологической платформой, содержащей машины для производства и укладки бетона.
На Фиг. 4 показана система, согласно изобретению, по четвертому предпочтительному варианту в части, состоящей из самоходного судна, оснащенного системой динамического позиционирования, с установленной на нём сменной технологической платформой, оснащенной машинами для производства и укладки бетона.
На Фиг. 5 показана система, согласно изобретению, по пятому предпочтительному варианту в части, включающей в себя судно с установленной на нём сменной технологической платформой, включающей машины для производства и укладки бетона, и оснащенное комплектом элементов неподвижной стыковки, состыковонное с самоходным судном комплектом элементов системы неподвижной стыковки, на котором установлена сменная технологическая платформа, оборудованная силосами и конвейерами для загрузки материалами.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В первом предпочтительном построении система, согласно изобретению, показанная на Фиг.1 и Фиг. 2, предназначена для выполнения различных видов коррекции берегов, берегоукрепления и портовых работ, и в неё входит судно Е0, представляющее собой несамоходную буксируемую баржу. Ввиду необходимости фиксации баржи при проведении землеройных и дноуглубительных работ, она оборудована подвижными телескопическими опорами 1.6 для закрепления на дне водоема. В состав комплекса также входит сменная технологическая платформа 2.0 для землеройных работ, показанная в закрепленном состоянии на судне 1.0 на фиг. 1, и вторая сменная технологическая платформа 3.0 для дноуглубительных работ, показанная в закрепленном состоянии на судне 1.0 на фиг. 2. Судно 1.0 оборудовано грузоподъемным устройством 1.1, представляющим собой гидравлический кран, и источник энергии 1.2, состоящий из дизеля, приводимой от него гидростанции, не пронумерованные отдельными цифрами, и гидравлическая магистраль 1.3, которая представляет собой энергопитательную магистраль, оборудованную слотом 1.4, для подключения к энергопитательной магистрали 2.3 сменной технологической платформы 2.0 или энергопитатлеьной магистрали 3.3 сменной технологической платформы 3.0. Технологическая машина 2.4, представляющая собой землеройную машину, подключена к энергопитательной магистрали 2.3 сменной технологической платформы 2.0. К энергопитательной магистрали 3.3 сменной технологической платформы 3.0 подключена технологическая машина 3.4, представляющая собой земснаряд. Два захватных устройства 1.5 расположены по диагонали на судне 1.0. На рамах, соответственно 2.1 и 3.1, сменных технологических платформ, соответственно 2.0 и 3.0, неподвижно закреплены по два штыря, соответственно 2.2 и 3.2.
Во втором предподчтительном построении система, согласно изобретению, включает в себя все элементы первого предпочтительного построения, с той особенностью, что судно 1.0 является самоходным и соответственно оснащено двигательной установкой и системой управления. Эти системы позволяют ему оперативно перемещаться в процессе работы без помощи буксиров. Такое построение системы, согласно изобретению, применяется в тех случаях, когда виды работ, для которых предназначена система, предполагает частое или интенсивное перемещение судна и экономически целесообразно, чтобы оно было самоходным. В третьем предпочтительном построении система, согласно изобретению, содержит все элементы первого предпочтительного построения со следующими особенностями: в этом предпочтительном варианте система также включает сменную технологическую платформу 4.0, оборудованную в виде бетонного узла, показанную вместе с судном 1.0 на фиг. 3. Судно 1.0 также оборудовано системой управления технологическими функциями 1.7, имеющей проводное или беспроводное устройство связи 1.8. На раме 4.1 сменной технологической платформы 4.0 смонтированы технологические машины, представляющие собой силосы 4.4, конвейеры 4.5, бетоносмеситель 4.6 и бетононасос 4.7, все вместе составляющие бетонный узел, и каждая из машин оснащена соответственно собственной системой управления 4.4.1. , 4.5.1, 4.6.1 и 4.7.1, имеющие устройства связи 4.4.2, 4.5.2, 4.6.2 и 4.7.2 соответственно. В рабочем состоянии сменной технологической платформы 4.0, когда она прикреплена к судну 1.0, устройство связи 1.8 системы управления технологическими функциями 1.7 проводным или беспроводным способом связано через устройства связи 4.4.2, 4.5.2, 4.6. 2 и 4.7.2 с системами управления 4.4.1, 4.5.1, 4.6.1 и 4.7.1 технологического оборудования 4.4, 4.5, 4.6 и 4.7 соответственно.
В четвертом предпочтительном построении система, согласно изобретению, содержит все элементы третьего предпочтительного построения, за исключением того, что судно 1.0 является самоходным и оснащено системой динамического позиционирования 1.9. Этот предпочтительное построение системы показано на фиг. 4 в части, охватывающей судно 1.0 с установленной на нём сменной технологической платформой 4.0.
В пятом предпочтительном построении система, согласно изобретению, содержит все элементы третьего предпочтительного построения, что касается судна 1.0 со сменной технологической платформой 4.0 - бетонным узлом. Кроме того, этот вариант системы по изобретению включает в себя второе, самоходное судно 5.0, на котором смонтирована сменная технологическая платформа 6.0, включающая в себя в качестве технологических машин транспортные силосы 6.4 и загрузочные конвейеры 6.5. В данном предпочтительном построении системы оба судна 1.0 и 5.0 дополнительно снабжены комплектами элементов системы неподвижной стыковки, 1.10 и 5.10 соответственно, образуя вместе такую систему, как описано в заявке на патент № 113288 Патентного ведомства Республики Болгарии. Это примерное предпочтительное построение системы показано на фиг. 5 в части, состоящей из судна 5.0 с установленной на нём технологической платформой 6.0, при этом судно 5.0 состыковано с судном 1.0, на котором установлена сменная технологическая платформа 4.0. При этом сменная технологическая платформа 4.0 крепится к судну 1.0 с поворотом на 180 градусов, так что бункеры 4.4 находятся в кормовой части судна 1.0 и соответственно в охвате конвейеров 6.5 сменной технологической платформы 6.0, установленной на судне 5.0.
ПРИМЕНЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В первом предпочтительном построении система, согласно изобретению, показана на фиг. 1 : сменная технологическая платформа для землеройных работ 2.0 не прикреплена к судну 1.0 и находится на берегу, система начинает работать следующим образом. Судно 1.0 перемещается с помощью буксирного судна к месту на берегу, где находится сменная технологическая платформа 2.0, до достижения вылета грузоподъемного устройства 1.1, которым в данном случае является гидравлический кран. Члены экипажа прикрепляют землеройную сменную технологическую платформу 2.0 к грузоподъемному устройству 1.1, поднимая ее и размещая на палубе судна 1.0 так, чтобы штыри 2.2 рамы 2.1 сменной технологической платформы 2.0 совпадали с захватными устройствами 1.5 судна 1.0, в котором последние неподвижно захватывают штыри 2.2 с помощью болтов, ввинчиваемых вручную экипажем, видимых, но не пронумерованных на частичных разрезах АА на Фиг. 1 и Фиг. 2. Затем члены экипажа подключают гидравлическую энергопитающую магистраль 2.3 сменной технологической платформы 2.0 к слоту 1.4 энергопитающей магистрали 1.3 судна 1.0. Это завершает подготовку системы землеройных работ. Затем судно 1.0 устанавливают на место выемки путем буксировки, опускают на дно телескопические опоры 1.6 и выравнивают судно 1.0 таким образом, чтобы его палуба находилась в горизонтальном положении, в котором оно готово к началу работ землеройной машиной. 2.4. При работе землеройная машина 2.4 питается от источника энергии 1.2 судна 1.0, через энергопитающую гидромагистраль 1.3, слот 1.4, и энергопитающую гидромагистраль 2.3 сменной технологической платформы 2.0. После окончания работ на заданном месте телескопические опоры 1.6 поднимаются, судно перемещается буксиром, телескопические опоры 1.6 снова отпускаются на дно и после выравнивания система готова к продолжению землеройных работ, и этот цикл повторяется до завершения работ на объекте. При необходимости проведения дноуглубительных работ судно 1.0 перемещается буксировщиком к месту расположения сменной технологической платформы 3.0 - земснаряд и в пределах действия грузоподъемного устройства 1.1. Члены бригады освобождают захватывающие устройства 1.5, зацепляют землеройную сменную технологическую платформу 2.0 к грузоподъемному устройству 1.1 и перемещают её на берег. Затем сменную технологическую платформу 3.0 - земснаряд зацепляют к грузоподъемному устройству 1.1 и размещают ее на судне 1.0, совмещая штыри 3.2 с захватывающими устройствами 1.5. Блокировка и энергетическое связывание сменной технологической платформы 3.0 выполняют аналогично захвату и подключению сменной технологической платформы 2.0 для землеройных работ. Это приводит систему в рабочее состояние для дноуглубительных работ, и после перемещения буксиром в нужное место, начинаются дноуглубительные работы. Очевидно, что захватывающие устройства 1.5 могут быть и самоблокирующимися, с соответствующей формой штифтов 2.2 и 3.2, где неподвижное крепление сменных технологических платформ 2.0 и 3.0 к судну 1.0 осуществляется путем самоблокировки захватывающих устройств 1.5, и только ручным способом можно разблокировать захватывающие устройства 1.5 при демонтаже одной из сменных технологических платформ 2.0 или 3.0.
Во втором предпочтительном варианте построения системы, согласно изобретению, замена сменных технологических платформ и выполнение соответствующих работ аналогичны случаю первого предпочтительного построения, за исключением того, что судно 1.0 является самоходным и его перестановка производится самостоятельно, без помощи буксирующего судна. В третьем предпочтительном варианте построения системы, согласно изобретению, показанном на фиг. 3, операции по установке и закреплению сменной технологической платформы 4.0, а также подсоединение энергопитающей магистрали 4.3 к слоту 1.4 энергопитающей магистрали 1.3 судна 1.0 аналогичны предыдущим предпочтительным построениям. Для обеспечения работоспособности бетонного узла сменной технологической платформы 4.0, после его крепления к судну 1.0, устройства связи 4.4.2, 4.5.2, 4.6.2 и 4.7.2 систем управления 4.4.1, 4.5 .1, 4.6.1 и 4.7.1 технологического оборудования 4.4, 4.5, 4.6 и 4.7 должны быть подключены соответствующими членами экипажа проводным или беспроводным способом к устройству связи 1.8 системы управления технологическими функциями 1.7 судна 1.0. После установки буксиром судна 1.0 в рабочее положение, последнее опирается на дно водоема телескопическими опорами 1.6. Затем запускается источник энергии 1.2, активируются система управления технологическими функциями 1.7 и системы управления 4.4.1, 4.5.1, 4.6.1 и 4.7.1 технологических машин 4.4, 4.5, 4.6 и 4.7, и система запускает производство бетона. По истечении времени, соответствующего технологическому циклу приготовления первой партии бетона, включают бетононасос 4.7 и начинается укладка бетона, при котором ствол последнего ориентируется оператором или системой управления 4.7.1 бетононасоса 4.7. По окончании укладки бетона на соответствующей позиции судно 1.0 поднимает телескопические опоры 1.6 и перемещается с помощью буксира, затем вновь наступает с помощью телескопических опор 1.6 на дно, выравнивается и начинает укладку бетона в непрерывном производственном цикле. Когда расходные материалы для производства в силосах 4.4 исчерпаны, судно 1.0 вывозится буксиром на берег и бункеры 4.4 заполняются расходными материалами для производства бетона с береговых транспортно-наливных машин, после чего процедуры позиционирования и фиксация соответствующего положения для укладки бетона повторяются.
В четвертом предпочтительном построении системы, согласно изобретению, показанном на фиг. 4, её работа аналогична работе системы в третьем предпочтительном варианте построения со следующей особенностью. Поскольку судно 1.0 является самоходным и оснащено системой динамического позиционирования 1.9, его положение, с которого производится укладка бетона, не фиксируется за счет установки на дно водоема телескопических опор, а поддерживается динамически системой динамического позиционирования 1.9. Она также плавно, управляемо и с достаточной точностью перемещает судно 1.0 за пределы геометрического охвата бетононасоса 4.7 параллельно объекту укладки бетона. Это избавляет от необходимости периодически прерывать работу бетонной установки, перемещать судно 1.0 по площадке буксиром, для последующего фиксирования положения судна 1.0 и возобновления укладки бетона в охвате бетононасоса 4.7.
В пятом предпочтительном варианте построения системы, согласно изобретению, показанном на фиг. 5, судно 1.0 и сменная технологическая платформа 4.0 - бетонный узел, по устройству и функциям идентичны таковым третьего предпочтительного варианта, с той разницей, что функции перепозиционирования судна 1.0 и загрузки расходных материалов для производства бетона выполняет второе, самоходное судно 5.0, на котором крепится съемная технологическая платформа 6.0, включающая в качестве технологических машин транспортные силосы 6.4 и загрузочные конвейеры 6.5. Транспортные силосы 6.4 заполняются расходными материалами в оборудованных портах с береговых транспортноналивных машин, после чего судно 5.0 транспортирует их на судно 1.0. Для безопасной перегрузки расходных материалов телескопические опоры 1.6 подняты на судне 1.0, и оно остается в свободном состоянии. Судно 5.0 подходит к судну 1.0 и стыкуется с ним посредством комплектов элементов системы неподвижной стыковки 5.10 и 1.10, которыми оборудованы судно 5.0 и судно 1.0 соответственно. Затем оператор начинает перегрузку расходных материалов из транспортных бункеров 6.4, через загрузочные конвейеры 6.5 сменной технологической платформы 6.0 судна 5.0 в бункеры 4.4 сменной технологической платформы 4.0 - бетонный узел судну 1.0. После этого судно 5.0 в состыкованном положении устанавливает судно 1.0 на позицию для укладки бетона и затем расстыкуется с ним. Судно 1.0 опускает свои телескопические опоры 1.6 на дно водоема и начинает свою работу по изготовлению и укладке бетона, а судно 5.0 отправляется загружать новую партию расходных материалов.