專利名稱：裝、卸高度含水固體物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從散貨船上卸下高度含水固體物的方法，所述散貨船擁有一個(gè)或多個(gè)裝載固體物的貨艙，而且固體物的含水量高到足以在固體物的至少一些表面上方形成一層液體，所述固體物被貨艙內(nèi)液層上可以自由運(yùn)動(dòng)的浮臺(tái)上的一個(gè)適當(dāng)?shù)谋帽贸鲐浥摗?br> 本發(fā)明也涉及將高度含水固體物裝上貨輪的方法，其中貨艙中包含一個(gè)裝有泵的浮臺(tái)，固體物和水的混合物便從船外泵入貨艙內(nèi)。
此外，本發(fā)明涉及一個(gè)裝有泵站的浮臺(tái)，用于裝、卸運(yùn)輸貨艙中高度含水固體物，所述浮臺(tái)專門安置在裝有固體物的貨艙內(nèi)。
為了積極利用陸地，對(duì)于開(kāi)墾陸地面積的需要不斷地增大。為此目的，要用駁船將如砂子一類大量物質(zhì)從一處陸地運(yùn)至另一處陸地。開(kāi)墾以前屬于海域的陸地便是一例?？拷毡敬筅娴男聶C(jī)場(chǎng)便是這種情況。另一例便是像新加坡那樣為了擴(kuò)展城市面積而開(kāi)墾陸地。再有一個(gè)例子是用駁船將沙漠中的砂子從撤哈拉運(yùn)到加那利群島以便發(fā)展海灘或在過(guò)去沒(méi)有沙灘的地方建設(shè)沙灘。
為了提高這些開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的生產(chǎn)率，就生產(chǎn)了利用現(xiàn)有散貨船作為運(yùn)輸工具的設(shè)想。目前的構(gòu)想引入一種裝、卸船只的有效方法。特別是為這些項(xiàng)目而利用海床物質(zhì)，尤其是但不唯一是沙子。
本發(fā)明提出一種本說(shuō)明書前言中所述的卸載方法，其特征是固體物和水按予定的體積比被泵出貨艙，同時(shí)按基本上和泵出船外水的體積相應(yīng)的容積比率將水補(bǔ)充入貨艙。
由泵供應(yīng)水和固體物的混合物，其體積比最好為從70∶30到60∶40。
為能按照排出混合物中固體物和水的最佳比例進(jìn)行調(diào)節(jié)和適應(yīng)，泵的抽吸頭在垂直于浮臺(tái)的方向上可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行向外和向內(nèi)的移動(dòng)。
此外，提出一種本說(shuō)明書前言中所述的裝載方法，其特征是當(dāng)裝載時(shí)，浮臺(tái)上的泵按基本上和到達(dá)船內(nèi)的水相同的容積比率將水再?gòu)呢浥搩?nèi)泵出船外。同時(shí)為了讓固體物沉積和讓盡可能少的固體物同正被泵出船外的水一起再流出船外，應(yīng)使水層深度大于卸載時(shí)的深度。
更進(jìn)一步，提出一種本說(shuō)明書前言中所述的浮臺(tái)，其特征是至少泵站的抽吸頭可以相對(duì)于浮臺(tái)上升或下降。另一種可供選擇的替換方案是整個(gè)泵站可以相對(duì)于浮臺(tái)上升或下降。浮臺(tái)上可以有一靜止的導(dǎo)柱，導(dǎo)柱上有一可以上升或下降，且裝有整個(gè)泵站的梁。泵站可包括一臺(tái)和泵進(jìn)行驅(qū)動(dòng)連接的馬達(dá)。此外，馬達(dá)可以通過(guò)一個(gè)變速器和一個(gè)支架同泵連接。泵本身可為標(biāo)準(zhǔn)的泥漿泵或砂泵。
在現(xiàn)有散貨船上裝配整個(gè)浮臺(tái)及隨帶的泵站、管道和軟管是件容易的工作。設(shè)備可按船只的實(shí)際尺寸設(shè)計(jì)。安裝工作本身不要求永久改變或妨害船體。一般來(lái)說(shuō)，船的縱向側(cè)之一可以專門用于裝載，而與其相對(duì)的縱向側(cè)用于卸載。
從以下本發(fā)明現(xiàn)有優(yōu)先實(shí)施例之一的介紹中顯示出本發(fā)明其他進(jìn)一步的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。該優(yōu)先實(shí)施例配有附圖，但僅用于說(shuō)明，并不受其限制。附圖中

圖1A-1C概略地表示一艘很適宜使用本發(fā)明的典型散貨船。
圖2表示通過(guò)船體一個(gè)貨艙的截面圖，該貨艙(2)裝滿砂子和水，并且有一浮臺(tái)布置在水層上。
圖3A-3C和圖2一樣，但其表示卸載工作的三個(gè)階段，其中包括有泵站的浮臺(tái)為了騰空貨艙而正在弄松和抽吸物質(zhì)。
圖4還和圖2，3一樣，但其表示在卸載工作的最后階段，此時(shí)船只傾斜，砂子已經(jīng)幾乎全部卸下。
圖5表示利用延長(zhǎng)的運(yùn)輸軟管和另外的泵站從船上運(yùn)距離排走固體物。
圖6A-6C概略地表示裝有泵站的浮臺(tái)，并表示三個(gè)相應(yīng)的不同工作狀態(tài)裝載、維護(hù)保養(yǎng)和卸載。
圖7A概略地表示圖6浮臺(tái)的俯視圖。
圖7B概略地表示圖6浮臺(tái)的仰視圖。
圖8概略地表示在裝砂子和水時(shí)，通過(guò)船體貨艙的一個(gè)截面。
圖9A-9B從側(cè)面和上面概略地表示在散貨船進(jìn)行裝載工作時(shí)，更多的粗砂是怎樣典型地堆積成峰。
圖1A示一典型散貨船5的俯視圖。船5擁有數(shù)個(gè)貨船2，用于容納特別像砂子和海水一類的固體物和水。圖1B示散貨船5的縱向側(cè)視圖。圖1C示船體內(nèi)通過(guò)貨艙2的截面圖。每個(gè)貨艙2在船5的甲板平面上都有一個(gè)開(kāi)孔3。在每個(gè)開(kāi)孔3內(nèi)配置一個(gè)包括一個(gè)泵站4的浮臺(tái)1。浮臺(tái)1在貨艙2內(nèi)的水表面9上可以移動(dòng)。而且當(dāng)貨艙充滿物質(zhì)時(shí)，浮臺(tái)1只能在貨艙2的開(kāi)孔3的邊界內(nèi)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)向船外泵出物質(zhì)時(shí)，浮臺(tái)1將可在船艙殼體界限內(nèi)的水表面上進(jìn)行范圍更大一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。為了將物質(zhì)充滿貨艙2，備有一根裝料集流管10M。集流管10M分開(kāi)通往相應(yīng)的貨艙2。在開(kāi)孔3的周圍，還方便地放置有數(shù)個(gè)出口10D。圖中每個(gè)貨艙有四個(gè)出口10D。
圖2示在填充砂子6和水混合物的最后階段時(shí)的貨艙2。由于砂子和水的比重不同，愈接近船5的底8，形成的砂層便愈緊密。相應(yīng)地，愈接近水表面9，砂子6便含愈多的水。在頂部形成一個(gè)水層7，其深度和浮臺(tái)1的吃水深度及和相應(yīng)裝載與卸載時(shí)的有利條件適應(yīng)。形成峰的程度取決于船上裝的特定物質(zhì)。其規(guī)律是砂子愈粗，峰T便愈高和愈陡。當(dāng)砂子細(xì)和砂中含泥漿成分時(shí)，峰便小得多，而且在某種情況下，可能完全沒(méi)有，從而形成相當(dāng)平滑的表面。
為了控制水表面9上的浮臺(tái)1，可以在艙口3的邊上裝設(shè)兩個(gè)牽引絞盤24。其一可以位于艙口3的橫向延伸邊上，其一位于縱向延伸邊上。絞盤的繩索形成一個(gè)封閉的圈套，而且穿過(guò)艙口3相反一側(cè)上的轉(zhuǎn)向輪25，并將繩索兩頭栓在浮臺(tái)1上。通過(guò)兩個(gè)絞盤使繩索交替地配合進(jìn)行拉進(jìn)和放出，浮臺(tái)1便可停在貨艙2內(nèi)的任何一個(gè)地方。正如水平箭頭R所示，浮臺(tái)1在水層7上可以有控制地運(yùn)動(dòng)。
如圖2和3所示，其中一根軟管10和一根垂直管道23固定在浮臺(tái)1上。管道23向著船5縱向一側(cè)大約彎曲90°，專門用于補(bǔ)充水。一根位于相反一側(cè)的軟管11用于排出砂子6和水的混合物。一根從泵站4來(lái)的剛性輸水管22一開(kāi)始便基本上垂直地伸出甲板平面，并大約彎曲90°，指向船5的排放一側(cè)。排水軟管11是柔性的，且接在排水管道22的自由端上。軟管11可以活動(dòng)，當(dāng)騰空貨艙2時(shí)，其托靠在一個(gè)或多個(gè)軟管11穿過(guò)的輪子12上。垂直管22和23限制著浮臺(tái)1在艙口3內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。
另外一個(gè)方案是采用固定的補(bǔ)水管10，并使其遠(yuǎn)離泵的抽吸頭13。管道10通過(guò)一臺(tái)潛水泵26供水，或者，如果船上的壓載系統(tǒng)容量充足，亦可由其提供。
圖4示貨艙2內(nèi)砂子6幾乎已經(jīng)騰空的狀態(tài)。為了盡可能多地將砂子6卸出，可以使船向一側(cè)傾斜到如圖4所示大約2°的一個(gè)角度α。這樣一來(lái)，剩下的物質(zhì)便會(huì)向泵站4抽吸頭13所在的貨艙2的縱向某一側(cè)集中。
此外，本設(shè)備極宜和在廣闊區(qū)域內(nèi)進(jìn)行遠(yuǎn)距卸下物質(zhì)6的延長(zhǎng)管26連接。此種情況如圖5所示。為了改進(jìn)運(yùn)輸，在船5之外安排一個(gè)獨(dú)立的泵站27。
圖6A-6C示浮臺(tái)1和浮4的結(jié)合。如圖6A所示，浮臺(tái)1是平底的，且有欄桿20，以便當(dāng)浮臺(tái)1工作時(shí)，可以有一個(gè)或多個(gè)人在場(chǎng)。浮臺(tái)1上裝有一根相對(duì)于浮臺(tái)1固定的導(dǎo)柱14。整個(gè)泵站4和梁18組裝一起，從而可以由導(dǎo)柱14導(dǎo)向作上升或下降的運(yùn)動(dòng)。梁18上裝有一臺(tái)馬達(dá)16。泵15也裝在梁18上。馬達(dá)16通過(guò)一個(gè)變速器17和一個(gè)支架19同泵15連接。工作時(shí)，馬達(dá)16就這樣按照預(yù)定的速度和供料速率驅(qū)動(dòng)泵15。泵15的抽吸頭13位于泵的殼體下面。泵15可為和海床除土除砂用途相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)的泥漿泵/砂泵。此外，在浮臺(tái)1的底上布置多個(gè)噴嘴30，當(dāng)物質(zhì)沉積太多和變硬時(shí)，便起動(dòng)噴嘴將水射向物質(zhì)。
由圖6A-6C可知，泵站4可以相對(duì)于浮臺(tái)1上升或下降。為了使設(shè)備適應(yīng)如裝載、維護(hù)保養(yǎng)和卸載的不同狀態(tài)，這是一個(gè)很重要的特點(diǎn)。所有這些狀態(tài)已由圖6A、6B和6C分別表明。此外，抽吸頭13可以配備一把鉸刀頭，當(dāng)物質(zhì)沉積太歷害，以致用別的方法不能弄松時(shí)，可以用其將這些物質(zhì)刨松。
圖7A為浮臺(tái)1的俯視圖。泵站4位于浮臺(tái)1的中央。在浮臺(tái)1上設(shè)計(jì)了一個(gè)泵站4可以在其中上升或下降的船井21。
圖7B為浮臺(tái)1的仰視圖，其表明噴嘴30的布置狀況。噴嘴的作用是當(dāng)物質(zhì)在運(yùn)輸過(guò)程中變硬時(shí)，可以用水流將其射松。
由此可知，在馬達(dá)16和泵15固定情況下，可以使用只有抽吸口13可以上升或下降的泵站4。抽吸頭13可為一種伸縮性設(shè)計(jì)的裝置，其可相對(duì)于泵站4伸出或縮入。
圖8示裝載工作。通過(guò)管道10a將砂子和水的混合物運(yùn)上船，置入貨艙2內(nèi)。砂子6沉積，而水則被迫上升。浮臺(tái)1及其隨帶的泵站4此時(shí)僅用于將含砂量盡可能少的水再次輸出船外，這一點(diǎn)通過(guò)排水管道11a實(shí)現(xiàn)。
如上所述，在按圖9A和9B進(jìn)行裝載時(shí)，物質(zhì)可能形成峰T。對(duì)于安息角較大即接近45°的粗砂，這種情況特別容易出現(xiàn)。對(duì)于細(xì)砂，安息角甚小，對(duì)于泥漿和泥土，此種情況幾乎沒(méi)有。對(duì)于含有某種程度砂子的泥漿，通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)水層和層中水流，可能起到洗滌砂子的效果。在此種情況下，細(xì)小的物質(zhì)懸浮于水中，并且和排出的水一起從泵15再次輸出船外。
如果船上的動(dòng)力供應(yīng)不足，可以在靠近泵的船只甲板上裝置和使用分離的發(fā)電機(jī)組。
當(dāng)在不同目的地間運(yùn)輸時(shí)，物質(zhì)應(yīng)在最大可能的程度上用適當(dāng)?shù)乃畬?復(fù)蓋，以便阻止物質(zhì)或砂子6沉積得太歷害。
每個(gè)貨船2內(nèi)都可以安置一個(gè)浮臺(tái)1和泵站4，以便得到最高的效率?；蛘?，如果從整體經(jīng)濟(jì)考慮，認(rèn)為合理，亦可采用兩個(gè)或兩個(gè)以上的浮臺(tái)/泵站聯(lián)合機(jī)組，并在貨船2間傳遞。
現(xiàn)在可以通過(guò)圖2，3和4說(shuō)明卸載工作。將砂泵的抽吸頭13降到浮臺(tái)1的底8下面約1.5m(見(jiàn)圖6c)。浮臺(tái)1在表面上作“之”字形運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，泵15按予定體積比將砂子6和水抽出。如有必要，起動(dòng)噴嘴30。高效卸載的關(guān)鍵在于保持最佳水層7，使物質(zhì)6在易于吸出的同時(shí)，在泵出的混合物內(nèi)仍然保持盡可能高的固體物含量。砂泵15輸出水/砂混合物，其體積比和泥漿泵接近，即從70/30到60/40。這意味著通過(guò)補(bǔ)水管10供應(yīng)的水應(yīng)在砂泵15能力的60％和70％之間。
水位和水層厚度由一個(gè)外界的補(bǔ)水泵26控制。在卸載工作的最后階段，船可傾斜約2°，以便泵的抽吸頭13能在貨船2的縱向一側(cè)吸出剩余的砂子6。
如前所述，如果物質(zhì)變得太硬，可以在抽吸頭13上裝一個(gè)鉸刀頭。此種廣泛使用的設(shè)備常常用來(lái)除去海床的泥土和泥漿。
泵站4可以在艙口21內(nèi)上升。為了維護(hù)保養(yǎng)的目的，將泵站上升到高位。導(dǎo)柱14和隨帶找平機(jī)構(gòu)的梁18可為標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)設(shè)備。該設(shè)備可為手動(dòng)的或電動(dòng)的。泵15的抽吸頭13相對(duì)于浮臺(tái)1的高度可以調(diào)節(jié)到使生產(chǎn)率達(dá)到最佳，此意味著當(dāng)裝載時(shí)泵出水時(shí)，抽吸頭13的水平位置應(yīng)高，而當(dāng)卸砂時(shí)，其水平位置應(yīng)低。
現(xiàn)在通過(guò)圖8說(shuō)明裝載程序。外界的泵26通過(guò)裝料管道10a將水和砂子6的混合物運(yùn)到貨艙2。水和砂子6之間的體積比一般在70/30和60/40之間。浮臺(tái)的排水泵15現(xiàn)在位于貨艙2內(nèi)和裝料管道10a相對(duì)的一端。排水泵15現(xiàn)在用于控制貨艙2內(nèi)的最高水位。目前應(yīng)使水層7保有較大的深度，以便使砂子有合理的機(jī)會(huì)沉積，從而使盡可能少的砂子通過(guò)排水泵15和排水軟管11a再次流出船外。面積較大的貨艙2，加上裝料管道10a和排水軟管11a的通過(guò)能力以及兩者之間的距離維持了這些參數(shù)。當(dāng)砂子6中的泥土含量高時(shí)，如果希望將盡可能多的泥土再次輸出船外，那么不同的高度可能更理想。水位可以用時(shí)開(kāi)時(shí)停排水泵的方法或用節(jié)流閥調(diào)節(jié)排水軟管11a中輸出水流的方法加以控制。此工作可以就地或通過(guò)閉路電視監(jiān)控，并可從船橋上進(jìn)行控制。
權(quán)利要求
1.一種從散貨船上卸下高度含水固體物的方法，所述散貨船擁有一個(gè)或多個(gè)容納固體物的貨船，該固體物的含水量高到足以在該固體物的至少一些表面上方形成液層，所述固體物由一個(gè)安置在貨艙內(nèi)液層上可以自由運(yùn)動(dòng)的浮臺(tái)上的適當(dāng)?shù)谋帽贸鲐浥?，該方法的特征是固體物和水按預(yù)定的體積比泵出貨艙，同時(shí)按基本上和泵出船外的水體積相當(dāng)?shù)娜莘e比率將水補(bǔ)充入貨艙。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征是該泵按70∶30和60∶40之間的體積比排出水和固體物的混合物。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是該泵的入口可以在相對(duì)于浮臺(tái)的垂直方向上向外和向內(nèi)移動(dòng)，以便按照吸出混合物中固體物和水之間的最佳狀態(tài)調(diào)節(jié)入口并使其適配。
4.一種將高度含水固體物裝上散貨船的方法，其中貨輪包含帶有一個(gè)泵的浮臺(tái)，固體物和水的混合物由一外界泵從船外泵入貨艙，該方法的特征是在裝載時(shí)，浮臺(tái)上的泵按基本上等于抵達(dá)船內(nèi)的水的容積比率再將水從貨艙內(nèi)泵出船外，同時(shí)為了讓固體物沉積和讓盡可能少的固體物隨著泵出的水一起再流出船外，應(yīng)使水層深度比卸載時(shí)的更深。
5.一種帶有在裝、卸運(yùn)輸高度含水固體物(6)的散貨船(5)時(shí)使用的泵站(4)的浮臺(tái)(1)，所述浮臺(tái)(1)專門配置在裝有物質(zhì)(6)的貨艙(2)內(nèi)，其特征是至少泵站(4)的抽吸頭(13)可以相對(duì)于浮臺(tái)(1)上升或下降。
6.按照權(quán)利要求5所述的浮臺(tái)(1)，其特征是整個(gè)泵站(4)可以相對(duì)于浮臺(tái)(1)上升或下降。
7.按照權(quán)利要求6所述的浮臺(tái)(1)，其特征是浮臺(tái)(1)有一固定的導(dǎo)柱(14)，該導(dǎo)柱上裝備著一個(gè)支承整個(gè)泵站(4)，并可上升或下降的梁(18)。
8.按照權(quán)利要求7所述的浮臺(tái)(1)，其特征是泵站(4)包括一臺(tái)和泵(15)或驅(qū)動(dòng)連接的馬達(dá)(16)。
9.按照權(quán)利要求8所述的浮臺(tái)(1)，其特征是馬達(dá)(16)通過(guò)一個(gè)減速器(17)和一個(gè)支架(19)同泵(15)連接。
10.按照權(quán)利要求8所述的浮臺(tái)(1)，其特征是泵(15)本身為一標(biāo)準(zhǔn)的泥漿/砂泵，而且在浮臺(tái)(1)的底上有數(shù)個(gè)朝向下的射水噴嘴(30)。
全文摘要
提出一種在貨輪(5)上裝、卸高度含水固體物(6)的方法,貨輪(5)擁有一個(gè)或多個(gè)容納固體物(6)的貨艙(2),固體物(6)的含水量高到足以在固體物(6)上方形成一個(gè)液層(7),固體物(6)通過(guò)貨艙(2)內(nèi)液層(7)上可以自由運(yùn)動(dòng)的浮臺(tái)(1)上的一個(gè)適當(dāng)?shù)谋?15)從每個(gè)貨艙(2)中排出,固體物(6)和水按預(yù)定的體積比泵出貨艙(2),同時(shí)按基本上相應(yīng)于排出水的速率將水補(bǔ)充入貨艙(2),此外還提出一種浮臺(tái)(1),浮臺(tái)上有一個(gè)泵站(4),用于裝、卸運(yùn)輸高度含水固體物(6)的散貨船(5),所述浮臺(tái)(1)適于與固體物質(zhì)一起安置在貨艙(2)內(nèi),泵站(4)的抽吸頭(13)可以相對(duì)于浮臺(tái)(1)上升或下降。
文檔編號(hào)B63B25/04GK1361738SQ99815091
公開(kāi)日2002年7月31日 申請(qǐng)日期1999年3月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月23日
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