專利名稱：裝、卸高度含水固體物的制作方法
技術領域：
本發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或多個裝載固體物的貨艙，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液層上可以自由運動的浮臺上的一個適當的泵泵出貨艙。
本發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裝有泵的浮臺，固體物和水的混合物便從船外泵入貨艙內。
此外，本發明涉及一個裝有泵站的浮臺，用于裝、卸運輸貨艙中高度含水固體物，所述浮臺專門安置在裝有固體物的貨艙內。
為了積極利用陸地，對于開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從一處陸地運至另一處陸地。開墾以前屬于海域的陸地便是一例。靠近日本大阪的新機場便是這種情況。另一例便是像新加坡那樣為了擴展城市面積而開墾陸地。再有一個例子是用駁船將沙漠中的砂子從撤哈拉運到加那利群島以便發展海灘或在過去沒有沙灘的地方建設沙灘。
為了提高這些開發項目的生產率，就生產了利用現有散貨船作為運輸工具的設想。目前的構想引入一種裝、卸船只的有效方法。特別是為這些項目而利用海床物質，尤其是但不唯一是沙子。
本發明提出一種本說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，同時按基本上和泵出船外水的體積相應的容積比率將水補充入貨艙。
由泵供應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行調節和適應，泵的抽吸頭在垂直于浮臺的方向上可以適當地進行向外和向內的移動。
此外，提出一種本說明書前言中所述的裝載方法，其特征是當裝載時，浮臺上的泵按基本上和到達船內的水相同的容積比率將水再從貨艙內泵出船外。同時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，應使水層深度大于卸載時的深度。
更進一步，提出一種本說明書前言中所述的浮臺，其特征是至少泵站的抽吸頭可以相對于浮臺上升或下降。另一種可供選擇的替換方案是整個泵站可以相對于浮臺上升或下降。浮臺上可以有一靜止的導柱，導柱上有一可以上升或下降，且裝有整個泵站的梁。泵站可包括一臺和泵進行驅動連接的馬達。此外，馬達可以通過一個變速器和一個支架同泵連接。泵本身可為標準的泥漿泵或砂泵。
在現有散貨船上裝配整個浮臺及隨帶的泵站、管道和軟管是件容易的工作。設備可按船只的實際尺寸設計。安裝工作本身不要求永久改變或妨害船體。一般來說，船的縱向側之一可以專門用于裝載，而與其相對的縱向側用于卸載。
從以下本發明現有優先實施例之一的介紹中顯示出本發明其他進一步的目的、特點和優點。該優先實施例配有附圖，但僅用于說明，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明的典型散貨船。
圖2表示通過船體一個貨艙的截面圖，該貨艙(2)裝滿砂子和水，并且有一浮臺布置在水層上。
圖3A-3C和圖2一樣，但其表示卸載工作的三個階段，其中包括有泵站的浮臺為了騰空貨艙而正在弄松和抽吸物質。
圖4還和圖2，3一樣，但其表示在卸載工作的最后階段，此時船只傾斜，砂子已經幾乎全部卸下。
圖5表示利用延長的運輸軟管和另外的泵站從船上運距離排走固體物。
圖6A-6C概略地表示裝有泵站的浮臺，并表示三個相應的不同工作狀態裝載、維護保養和卸載。
圖7A概略地表示圖6浮臺的俯視圖。
圖7B概略地表示圖6浮臺的仰視圖。
圖8概略地表示在裝砂子和水時，通過船體貨艙的一個截面。
圖9A-9B從側面和上面概略地表示在散貨船進行裝載工作時，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擁有數個貨船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的縱向側視圖。圖1C示船體內通過貨艙2的截面圖。每個貨艙2在船5的甲板平面上都有一個開孔3。在每個開孔3內配置一個包括一個泵站4的浮臺1。浮臺1在貨艙2內的水表面9上可以移動。而且當貨艙充滿物質時，浮臺1只能在貨艙2的開孔3的邊界內運動。當向船外泵出物質時，浮臺1將可在船艙殼體界限內的水表面上進行范圍更大一點的運動。為了將物質充滿貨艙2，備有一根裝料集流管10M。集流管10M分開通往相應的貨艙2。在開孔3的周圍，還方便地放置有數個出口10D。圖中每個貨艙有四個出口10D。
圖2示在填充砂子6和水混合物的最后階段時的貨艙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。相應地，愈接近水表面9，砂子6便含愈多的水。在頂部形成一個水層7，其深度和浮臺1的吃水深度及和相應裝載與卸載時的有利條件適應。形成峰的程度取決于船上裝的特定物質。其規律是砂子愈粗，峰T便愈高和愈陡。當砂子細和砂中含泥漿成分時，峰便小得多，而且在某種情況下，可能完全沒有，從而形成相當平滑的表面。
為了控制水表面9上的浮臺1，可以在艙口3的邊上裝設兩個牽引絞盤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封閉的圈套，而且穿過艙口3相反一側上的轉向輪25，并將繩索兩頭栓在浮臺1上。通過兩個絞盤使繩索交替地配合進行拉進和放出，浮臺1便可停在貨艙2內的任何一個地方。正如水平箭頭R所示，浮臺1在水層7上可以有控制地運動。
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1上。管道23向著船5縱向一側大約彎曲90°，專門用于補充水。一根位于相反一側的軟管11用于排出砂子6和水的混合物。一根從泵站4來的剛性輸水管22一開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。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，當騰空貨艙2時，其托靠在一個或多個軟管11穿過的輪子12上。垂直管22和23限制著浮臺1在艙口3內的運動。
另外一個方案是采用固定的補水管10，并使其遠離泵的抽吸頭13。管道10通過一臺潛水泵26供水，或者，如果船上的壓載系統容量充足，亦可由其提供。
圖4示貨艙2內砂子6幾乎已經騰空的狀態。為了盡可能多地將砂子6卸出，可以使船向一側傾斜到如圖4所示大約2°的一個角度α。這樣一來，剩下的物質便會向泵站4抽吸頭13所在的貨艙2的縱向某一側集中。
此外，本設備極宜和在廣闊區域內進行遠距卸下物質6的延長管26連接。此種情況如圖5所示。為了改進運輸，在船5之外安排一個獨立的泵站27。
圖6A-6C示浮臺1和浮4的結合。如圖6A所示，浮臺1是平底的，且有欄桿20，以便當浮臺1工作時，可以有一個或多個人在場。浮臺1上裝有一根相對于浮臺1固定的導柱14。整個泵站4和梁18組裝一起，從而可以由導柱14導向作上升或下降的運動。梁18上裝有一臺馬達16。泵15也裝在梁18上。馬達16通過一個變速器17和一個支架19同泵15連接。工作時，馬達16就這樣按照預定的速度和供料速率驅動泵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的標準的泥漿泵/砂泵。此外，在浮臺1的底上布置多個噴嘴30，當物質沉積太多和變硬時，便起動噴嘴將水射向物質。
由圖6A-6C可知，泵站4可以相對于浮臺1上升或下降。為了使設備適應如裝載、維護保養和卸載的不同狀態，這是一個很重要的特點。所有這些狀態已由圖6A、6B和6C分別表明。此外，抽吸頭13可以配備一把鉸刀頭，當物質沉積太歷害，以致用別的方法不能弄松時，可以用其將這些物質刨松。
圖7A為浮臺1的俯視圖。泵站4位于浮臺1的中央。在浮臺1上設計了一個泵站4可以在其中上升或下降的船井21。
圖7B為浮臺1的仰視圖，其表明噴嘴30的布置狀況。噴嘴的作用是當物質在運輸過程中變硬時，可以用水流將其射松。
由此可知，在馬達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可為一種伸縮性設計的裝置，其可相對于泵站4伸出或縮入。
圖8示裝載工作。通過管道10a將砂子和水的混合物運上船，置入貨艙2內。砂子6沉積，而水則被迫上升。浮臺1及其隨帶的泵站4此時僅用于將含砂量盡可能少的水再次輸出船外，這一點通過排水管道11a實現。
如上所述，在按圖9A和9B進行裝載時，物質可能形成峰T。對于安息角較大即接近45°的粗砂，這種情況特別容易出現。對于細砂，安息角甚小，對于泥漿和泥土，此種情況幾乎沒有。對于含有某種程度砂子的泥漿，通過適當調節水層和層中水流，可能起到洗滌砂子的效果。在此種情況下，細小的物質懸浮于水中，并且和排出的水一起從泵15再次輸出船外。
如果船上的動力供應不足，可以在靠近泵的船只甲板上裝置和使用分離的發電機組。
當在不同目的地間運輸時，物質應在最大可能的程度上用適當的水層7復蓋，以便阻止物質或砂子6沉積得太歷害。
每個貨船2內都可以安置一個浮臺1和泵站4，以便得到最高的效率。或者，如果從整體經濟考慮，認為合理，亦可采用兩個或兩個以上的浮臺/泵站聯合機組，并在貨船2間傳遞。
現在可以通過圖2，3和4說明卸載工作。將砂泵的抽吸頭13降到浮臺1的底8下面約1.5m(見圖6c)。浮臺1在表面上作“之”字形運動的同時，泵15按予定體積比將砂子6和水抽出。如有必要，起動噴嘴30。高效卸載的關鍵在于保持最佳水層7，使物質6在易于吸出的同時，在泵出的混合物內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。這意味著通過補水管10供應的水應在砂泵15能力的60％和70％之間。
水位和水層厚度由一個外界的補水泵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的縱向一側吸出剩余的砂子6。
如前所述，如果物質變得太硬，可以在抽吸頭13上裝一個鉸刀頭。此種廣泛使用的設備常常用來除去海床的泥土和泥漿。
泵站4可以在艙口21內上升。為了維護保養的目的，將泵站上升到高位。導柱14和隨帶找平機構的梁18可為標準商業設備。該設備可為手動的或電動的。泵15的抽吸頭13相對于浮臺1的高度可以調節到使生產率達到最佳，此意味著當裝載時泵出水時，抽吸頭13的水平位置應高，而當卸砂時，其水平位置應低。
現在通過圖8說明裝載程序。外界的泵26通過裝料管道10a將水和砂子6的混合物運到貨艙2。水和砂子6之間的體積比一般在70/30和60/40之間。浮臺的排水泵15現在位于貨艙2內和裝料管道10a相對的一端。排水泵15現在用于控制貨艙2內的最高水位。目前應使水層7保有較大的深度，以便使砂子有合理的機會沉積，從而使盡可能少的砂子通過排水泵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的通過能力以及兩者之間的距離維持了這些參數。當砂子6中的泥土含量高時，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。水位可以用時開時停排水泵的方法或用節流閥調節排水軟管11a中輸出水流的方法加以控制。此工作可以就地或通過閉路電視監控，并可從船橋上進行控制。
權利要求
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或多個容納固體物的貨船，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，所述固體物由一個安置在貨艙內液層上可以自由運動的浮臺上的適當的泵泵出貨艙，該方法的特征是固體物和水按預定的體積比泵出貨艙，同時按基本上和泵出船外的水體積相當的容積比率將水補充入貨艙。
2.按照權利要求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于浮臺的垂直方向上向外和向內移動，以便按照吸出混合物中固體物和水之間的最佳狀態調節入口并使其適配。
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泵的浮臺，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，浮臺上的泵按基本上等于抵達船內的水的容積比率再將水從貨艙內泵出船外，同時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，應使水層深度比卸載時的更深。
5.一種帶有在裝、卸運輸高度含水固體物(6)的散貨船(5)時使用的泵站(4)的浮臺(1)，所述浮臺(1)專門配置在裝有物質(6)的貨艙(2)內，其特征是至少泵站(4)的抽吸頭(13)可以相對于浮臺(1)上升或下降。
6.按照權利要求5所述的浮臺(1)，其特征是整個泵站(4)可以相對于浮臺(1)上升或下降。
7.按照權利要求6所述的浮臺(1)，其特征是浮臺(1)有一固定的導柱(14)，該導柱上裝備著一個支承整個泵站(4)，并可上升或下降的梁(18)。
8.按照權利要求7所述的浮臺(1)，其特征是泵站(4)包括一臺和泵(15)或驅動連接的馬達(16)。
9.按照權利要求8所述的浮臺(1)，其特征是馬達(16)通過一個減速器(17)和一個支架(19)同泵(15)連接。
10.按照權利要求8所述的浮臺(1)，其特征是泵(15)本身為一標準的泥漿/砂泵，而且在浮臺(1)的底上有數個朝向下的射水噴嘴(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)擁有一個或多個容納固體物(6)的貨艙(2),固體物(6)的含水量高到足以在固體物(6)上方形成一個液層(7),固體物(6)通過貨艙(2)內液層(7)上可以自由運動的浮臺(1)上的一個適當的泵(15)從每個貨艙(2)中排出,固體物(6)和水按預定的體積比泵出貨艙(2),同時按基本上相應于排出水的速率將水補充入貨艙(2),此外還提出一種浮臺(1),浮臺上有一個泵站(4),用于裝、卸運輸高度含水固體物(6)的散貨船(5),所述浮臺(1)適于與固體物質一起安置在貨艙(2)內,泵站(4)的抽吸頭(13)可以相對于浮臺(1)上升或下降。
文檔編號B63B25/04GK1361738SQ99815091
公開日2002年7月31日 申請日期1999年3月5日 優先權日1998年12月23日
發明者P·瓦特尼, T·漢森－坦根 申請人:佩瓦特克有限公司