Спосіб розміщення навалювальних вантажів в трюмі судна

Реферат: Спосіб розміщення навалювальних вантажів в трюмі судна включає зміну розподілення мас по довжині судна. Різні види або фракції вантажу розміщують в одному трюмі штабелями, кількістю не менше двох, в будь-якому порядку у визначені планові точки. Вантаж зсипають в напрямку корми та носа судна однаково від планової точки завантаження, потім засипають вантаж в центральну частину трюму, відстань між плановими точками завантаження вибирають відповідно до поправки по зміщенню вантажу відносно диференту судна. UA 107604 U (12) UA 107604 U UA 107604 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до морських вантажних суден і способів попередження зміщення навалювальних масових вантажів в трюмі судна, таких як руда, кокс, добрива, зерно, вугілля, цукор і таке інше. Відомі способи попередження зміщення насипних вантажів в трюмі судна притисканням вільної поверхні вантажу (а.с. SU № 340576, В 63 В 25/04, пріор. 11.04.68, опубл. 05.06.72, а.с. SU № 1044548, В 63 В 25/04, пріор. 02.10.81, опубл. 30.09.83) за допомогою еластичної прокладки та герметизації вантажного простору, в якому створюють вакуум, що забезпечує притискання поверхні вантажу за рахунок атмосферного тиску. Відомі також судна для перевезення масових вантажів (а.с. SU № 1318481, В 63 В 25/02, пріор. 14.01.86, опубл. 23.06.87), в яких для попередження зміщення насипних вантажів використовують переборки вантажного трюму та баластні цистерни, або повздовжні тимчасові переборки із тканинних матеріалів (а.с. SU № 1625769, В 63 В 25/24, пріор. 30.12.88, опубл. 07.02.91). Недоліками вищенаведених винаходів є зниження продуктивності вантажних робіт, висока вартість перевезення навалювальних вантажів при використанні додаткових пристроїв, таких як переборки, прокладки. Найбільш близьким до заявленого є спосіб розміщення вантажів на судні (Патент RU № 2231465, пріор. 03.09.2002, опубл. 27.06.2004, В 63 В 25/00). Цей спосіб полягає в асиметричному розміщені вантажу і баласту по довжині судна відносно площини міделя, при якому сумарну масу в районі x/L=0,25 зменшують, а в районі x/L= -0,25 - збільшують на величину Р. Використання цього способу забезпечує зниження сумарного вертикального згинаючого моменту та усуває небезпеку пошкодження корпусу судна. Недолік цього способу полягає у тому, що він не може бути використаним для перевезення різних видів вантажів на судні, яке має лише один трюм, наприклад типу "коастер". Відсутність на судні численних переборок, що розділяють вантажні приміщення, позитивно відбивається на продуктивності вантажних робіт, і тим самим, виправдовує улаштування єдиних великих вантажних трюмів. Наявність саме одного такого трюму і породжує ряд особливостей пов'язаних з вантаженням навалювальних вантажів. Як правило, йдеться про усі важкі і частково середні навалювальні вантажі, що перевозяться морем. Коли відбувається завантаження великих суден з декількома трюмами (6 і більше), то зміщення штабелю насипу відбувається в межах конкретного трюму. Тобто, так або інакше, існують рамки похибки, яку можна розрахувати або врахувати. Тобто, чим більше розділених просторів ми маємо, тим точніше можемо знати загальні параметри заповненої навалювальної маси усередині одного модуля. У випадку з однотрюмним судном один довгий трюм має тільки одну координату свого центру ваги (ЦВ), а усі поправки зміщення ЦВ вантажу від ідеального рівномірного завантаження приймаються "на око", оскільки точно розрахувати зміни зміщення штабелю насипу не представляється можливим. Динаміка зміщення вантажу дуже складна. Під впливом невеликої хитавиці зміщується лише тонкий шар вантажу, що не може зробити помітного впливу на остійність судна і практично призводить лише до вирівнювання поверхні вантажу, що утворилася при вантаженні. Збільшення маси вантажу, що пересипається, з наростанням кута диференту при хитавиці відбувається нерівномірно. При деякому куті диференту спостерігається пересипання вантажу від тонкого поверхневого шару до досить товстого. З суднової документації та інформації про вантаж відомі ширина і висота трюму, допустиме навантаження на одиницю площі палуби трюму, питомий навантажувальний об'єм (ПНО) та кут природного укосу вантажу за умови, що палуба розміщена горизонтально. При експлуатації малотоннажних однотрюмних суден, незалежно від їх розміру і типу судна, перед завантаженням, усі вони мають диферент, тобто нахил палуби відносно горизонту (як правило на корму). На практиці малотоннажні судна перед початком завантаження мають великі початкові диференти. Такі диференти можуть викликати необхідність розраховувати поправку координат центра мас (ЦМ) із-за масштабного зсипання. При завантаженні вантажу в умовну точку, насип засипатиметься нерівномірно. Пересипання вантажу викликає переміщення ЦВ судна у бік диференту і, отже, зміни диферентуючого моменту. Знаючи розрахунковий диферент можна скорегувати вантажний план в процесі завантаження. При перевезенні навалювальних або насипних вантажів малотоннажними суднами, які мають тільки один трюм, досить часто мають місце випадки, коли за умовами чартеру, необхідно одночасно завантажити і розмістити в одному трюмі окремими насипами декілька 1 UA 107604 U 5 10 15 видів або фракцій таких вантажів з дотриманням умови запобігання їх перемішування під час перевезення. В основу корисної моделі поставлена задача створити спосіб розміщення навалювальних вантажів в трюмі судна шляхом використання метода "природної" сепарації, а саме вантаж в трюмі розміщують у визначені планові точки завантаження, відстань між якими вибирають відповідно до поправки по зміщенню вантажу відносно кутів нахилу палуби трюму, забезпечення можливості перевезення різних видів вантажів в одному трюмі без їх змішування та розширення фрахтової діяльності для малотоннажних однотрюмних суден, підвищення економічної вигоди для перевізника за рахунок зниження собівартості перевезень при безпечній експлуатації судна. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі розміщення навалювальних вантажів в трюмі судна, що включає зміну розподілення мас по довжині судна, згідно з корисною моделлю, різні види або фракції вантажу розміщують штабелями, кількістю не менше двох у трюмі, поступово в будь-якому порядку у визначені планові точки завантаження трюму так, щоб вантаж зсипався в напрямку корми та носа судна однаково від планової точки завантаження, відстань між плановими точками завантаження вибирають відповідно до поправки по зміщенню вантажу відносно диференту судна та кута природного укосу вантажу. Штабелі ватажу розміщують у трюмі так, щоб сума довжин підніжжя усіх штабелів складала величину меншу за довжину трюму і відповідала виразу N  Lk  L , де L k 1 20 25 30 35 40 45 50 55 - довжина трюму, L k сума довжин нижніх основ усіх штабелів вантажу, завантажених у трюм, k - кількість штабелів. Відстань між запланованими точками завантаження від носової або кормової переборки трюму розраховують за допомогою системи визначення розмірів штабелів. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак корисної моделі і технічним результатом, що досягається, полягає у наступному. Розміщення штабелів у визначені планові точки трюму так, щоб вантаж зсипався в напрямку корми та носа судна однаково від планової точки завантаження забезпечує стійкість штабелів вантажу та можливість одночасного перевезення декількох видів або фракцій навалювальних вантажів. Вибір визначеної відстані між плановими точками завантаження відповідно до поправки по зміщенню вантажу відносно диференту судна забезпечує використати метод "природної" сепарації вантажів і як наслідок збільшити економічну вигоду перевізника за рахунок зниження собівартості перевезень і розширення фрахтової діяльності. Виконання умови коли сума довжин підніжжя усіх штабелів складає величину меншу за довжину трюму забезпечує розділення окремих штабелів, запобігає їх змішуванню, збільшує остійність судна та його безпечну експлуатацію. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями. На Фіг. 1 - схема розташування штабелів вантажу, судно "на рівному кілі", (  - кут природного укосу вантажу); на Фіг. 2 - схема розташування штабелів вантажу, судно має диферент; на Фіг. 3 - блок-схема системи визначення розмірів штабелів; на Фіг. 4 - приклад завантаження трюму судна щебенем трьох різних фракцій; на Фіг. 5 - схема способу утворення штабелю вантажу в кормовій та носовій частинах трюму, на Фіг. 6 - схема способу утворення штабелю вантажу в центральній частині трюму. Спосіб розміщування навалювальних вантажів в трюмі судна згідно заявленої корисної моделі здійснюють наступним чином (Фіг. 2). Вантажі різного виду або різних фракцій розміщують в трюмі однотрюмного малотоннажного судна штабелями, кожний з яких має відповідну форму та габарити в залежності від місця його розміщення по довжині трюму та координати його центру маси (ЦМ). Штабелі вантажу, не менше двох, розміщують у планові точки завантаження трюму, які визначені за допомогою системи розрахунку розмірів штабелів (Фіг. 3). Вантаж зсипають в напрямку корми та носа судна однаково від планової точки завантаження, потім засипають вантаж в центральну частину трюму. При цьому штабелі розміщують на відстані один від одного з урахуванням поправки на зміщення вантажу, а саме додаткової частини довжини палуби, яка засипається вантажем штабеля при нахилі палуби на відміну від горизонтального положення поверхні палуби. Для кожного з вантажів розраховується форма та габарити штабеля при різних варіантах їх розміщення (ніс, центр трюму, корма). Наприклад для штабеля I (Фіг. 2): 2 UA 107604 U висота штабеля 2S , ctg(   ) довжина його основи h L  2Sctg(    ) , 5 10 (1) (2) 2 де S  m - площа поздовжнього перерізу штабеля, м ; d m - маса штабеля, т; d - ширина трюму, м; 3 p - насипна щільність вантажу, т/м ;  - кут природного укосу вантажу, град;  - кут диференту судна, град. Координати ЦМ штабеля визначаються при розміщені початку системи координат у лівій вершині основи  hctg(  ) h  P1 ;  3 3  Для штабеля IV (Фіг. 2): висота штабеля (3) 2S , ctg(  ) довжина його основи: h L  2Sctg(   ) . Координати ЦМ штабеля 15 (4) (5)  2hctg(  ) h  . (6) P1 ;  3 3  Аналогічні розрахунки виконуються для штабелів, які мають іншу форму (Фіг. 2, II, III). Визначається сума довжини нижніх основ усіх штабелів N  Lk . Якщо для запланованого k 1 способу розміщення штабелів виконується умова N  Lk  L , то такий спосіб розміщення k 1 вважається допустимим. Якщо є декілька допустимих способів розміщення, то вибирається оптимальний, у якому сума N  Lk приймає мінімальне значення. Після цього визначається k 1 20 відстань між основами штабелів, розміри та координати ЦМ кожного штабеля. Якщо умова N  Lk  L не виконується для розглянутих способів розміщення вантажів, то це k 1 25 30 35 підтверджує, що розміщення такого набору вантажів неможливо здійснити в трюмі судна і необхідно зменшити масу одного з намічених до перевезення вантажу. Приклад виконання способу. На практиці даним способом доводилося виконувати завантаження судна т/х "PLATO" із застосуванням методу "природної" сепарації. У одному з рейсів до перевезення був прийнятий щебінь трьох фракцій з розміром часток 8-12 мм, 18-25 мм і 30-40 мм. Фрахтувальником було поставлена умова завантаження щебеню трьома штабелями з обов'язковим розділенням кожної партії. Фракції не могли бути змішаними, уся відповідальність за якість цього перевезення було покладено на суднову адміністрацію. Для виконання такої вантажної операції було вибрано оптимальний варіант завантаження, при якому два крайніх штабеля, носовий і кормовий, завантажили у формі прямокутної призми, перерізом якої є прямокутна трапеція, а середній штабель являє собою призму з основою у вигляді рівнобедреної трапеції (Фіг. 4). Такий варіант оптимальний з точки зору раціонального використання простору трюму та довжини палуби. 3 UA 107604 U 5 10 15 20 25 Перед початком завантаження, розраховані на рівний кіль положення палуби судна, форми штабелів почергово заносять у вантажну програму системи визначення розмірів штабелів (Фіг. 3) в різній послідовності. Першим міг бути як носовий, так і кормовий штабель. Далі положення корпусу з максимальним диферентом на будь-якому етапі завантаження, фіксують у вантажній програмі системи визначення розмірів штабелів. Після цього, по формулам, наведеним вище, розраховують поправку зсипання для кожного штабелю, як для носового укосу, так і для кормового, з урахуванням кутів диференту, що виникають, як на корму, так і на ніс. На етапі фактичного завантаження довжину палуби трюму розбивають на відрізки, що дорівнюють довжинам кожній із основ штабелю з урахуванням поправки на зсипання їх укосів, як з носу, так і з корми. В нашому прикладі тільки середній штабель буде мати поправку на зсипання для обох укосів, кормовий штабель тільки для носового укоса, а носовий - відповідно для кормового укосу. Для штабелів у носовій і кормовій частині трюму завантаження починають від крайніх точок трюму (від кормової або носової переборки) до його середини (Фіг. 5). Закінчення завантаження кожного окремого штабелю вантажу визначали по кількості завантаженої маси, а не по формі штабелю в трюмі. Простір, що залишився, по довжині підошви насипу, і є поправкою по зміщенню вантажу відносно кутів нахилу палуби трюму. Завантаження центральної частини трюму проводили з відступом на величину поправки з носової та кормової частини трюму, далі починали завантаження середнього штабелю на довжину палуби, що залишилась, рухаючись рівномірно від центра відрізку до його країв (Фіг. 6). При необхідності завантаження у трюм більше ніж трьох штабелів, для кожної підошви насипу штабелю необхідно вимірювати відступи для врахування поправок по зміщенню вантажу з носа і корми, а на відрізок палуби, що залишився, завантажувати вантаж з його середини рівномірно заповнюючи об'єм трюму в ніс і в корму. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 1. Спосіб розміщення навалювальних вантажів в трюмі судна, що включає зміну розподілення мас по довжині судна, який відрізняється тим, що різні види або фракції вантажу розміщують в одному трюмі штабелями, кількістю не менше двох, в будь-якому порядку у визначені планові точки, при цьому вантаж зсипають в напрямку корми та носа судна однаково від планової точки завантаження, потім засипають вантаж в центральну частину трюму, відстань між плановими точками завантаження вибирають відповідно до поправки по зміщенню вантажу відносно диференту судна. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що штабелі ватажу розміщують у трюмі так, що сума довжин підніжжя усіх штабелів складає величину меншу за довжину трюму і відповідає виразу N  Lk  L , k 1 40 де L - довжина трюму, L k - сума довжин нижніх основ усіх штабелів вантажу, завантажених у трюм, k - кількість штабелів. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що відстань між запланованими точками завантаження від носової або кормової переборки трюму розраховують за допомогою системи визначення розмірів штабелів. 4 UA 107604 U 5 UA 107604 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6