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CN1361738A - 装、卸高度含水固体物 - Google Patents

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CN1361738A
CN1361738A CN99815091A CN99815091A CN1361738A CN 1361738 A CN1361738 A CN 1361738A CN 99815091 A CN99815091 A CN 99815091A CN 99815091 A CN99815091 A CN 99815091A CN 1361738 A CN1361738 A CN 1361738A
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Abstract

提出一种在货轮(5)上装、卸高度含水固体物(6)的方法,货轮(5)拥有一个或多个容纳固体物(6)的货舱(2),固体物(6)的含水量高到足以在固体物(6)上方形成一个液层(7),固体物(6)通过货舱(2)内液层(7)上可以自由运动的浮台(1)上的一个适当的泵(15)从每个货舱(2)中排出,固体物(6)和水按预定的体积比泵出货舱(2),同时按基本上相应于排出水的速率将水补充入货舱(2),此外还提出一种浮台(1),浮台上有一个泵站(4),用于装、卸运输高度含水固体物(6)的散货船(5),所述浮台(1)适于与固体物质一起安置在货舱(2)内,泵站(4)的抽吸头(13)可以相对于浮台(1)上升或下降。

Description

装、卸高度含水固体物
本发明涉及从散货船上卸下高度含水固体物的方法，所述散货船拥有一个或多个装载固体物的货舱，而且固体物的含水量高到足以在固体物的至少一些表面上方形成一层液体，所述固体物被货舱内液层上可以自由运动的浮台上的一个适当的泵泵出货舱。
本发明也涉及将高度含水固体物装上货轮的方法，其中货舱中包含一个装有泵的浮台，固体物和水的混合物便从船外泵入货舱内。
此外，本发明涉及一个装有泵站的浮台，用于装、卸运输货舱中高度含水固体物，所述浮台专门安置在装有固体物的货舱内。
为了积极利用陆地，对于开垦陆地面积的需要不断地增大。为此目的，要用驳船将如砂子一类大量物质从一处陆地运至另一处陆地。开垦以前属于海域的陆地便是一例。靠近日本大阪的新机场便是这种情况。另一例便是像新加坡那样为了扩展城市面积而开垦陆地。再有一个例子是用驳船将沙漠中的砂子从撤哈拉运到加那利群岛以便发展海滩或在过去没有沙滩的地方建设沙滩。
为了提高这些开发项目的生产率，就生产了利用现有散货船作为运输工具的设想。目前的构想引入一种装、卸船只的有效方法。特别是为这些项目而利用海床物质，尤其是但不唯一是沙子。
本发明提出一种本说明书前言中所述的卸载方法，其特征是固体物和水按予定的体积比被泵出货舱，同时按基本上和泵出船外水的体积相应的容积比率将水补充入货舱。
由泵供应水和固体物的混合物，其体积比最好为从70∶30到60∶40。
为能按照排出混合物中固体物和水的最佳比例进行调节和适应，泵的抽吸头在垂直于浮台的方向上可以适当地进行向外和向内的移动。
此外，提出一种本说明书前言中所述的装载方法，其特征是当装载时，浮台上的泵按基本上和到达船内的水相同的容积比率将水再从货舱内泵出船外。同时为了让固体物沉积和让尽可能少的固体物同正被泵出船外的水一起再流出船外，应使水层深度大于卸载时的深度。
更进一步，提出一种本说明书前言中所述的浮台，其特征是至少泵站的抽吸头可以相对于浮台上升或下降。另一种可供选择的替换方案是整个泵站可以相对于浮台上升或下降。浮台上可以有一静止的导柱，导柱上有一可以上升或下降，且装有整个泵站的梁。泵站可包括一台和泵进行驱动连接的马达。此外，马达可以通过一个变速器和一个支架同泵连接。泵本身可为标准的泥浆泵或砂泵。
在现有散货船上装配整个浮台及随带的泵站、管道和软管是件容易的工作。设备可按船只的实际尺寸设计。安装工作本身不要求永久改变或妨害船体。一般来说，船的纵向侧之一可以专门用于装载，而与其相对的纵向侧用于卸载。
从以下本发明现有优先实施例之一的介绍中显示出本发明其他进一步的目的、特点和优点。该优先实施例配有附图，但仅用于说明，并不受其限制。附图中：
图1A-1C概略地表示一艘很适宜使用本发明的典型散货船。
图2表示通过船体一个货舱的截面图，该货舱(2)装满砂子和水，并且有一浮台布置在水层上。
图3A-3C和图2一样，但其表示卸载工作的三个阶段，其中包括有泵站的浮台为了腾空货舱而正在弄松和抽吸物质。
图4还和图2，3一样，但其表示在卸载工作的最后阶段，此时船只倾斜，砂子已经几乎全部卸下。
图5表示利用延长的运输软管和另外的泵站从船上运距离排走固体物。
图6A-6C概略地表示装有泵站的浮台，并表示三个相应的不同工作状态：装载、维护保养和卸载。
图7A概略地表示图6浮台的俯视图。
图7B概略地表示图6浮台的仰视图。
图8概略地表示在装砂子和水时，通过船体货舱的一个截面。
图9A-9B从侧面和上面概略地表示在散货船进行装载工作时，更多的粗砂是怎样典型地堆积成峰。
图1A示一典型散货船5的俯视图。船5拥有数个货船2，用于容纳特别像砂子和海水一类的固体物和水。图1B示散货船5的纵向侧视图。图1C示船体内通过货舱2的截面图。每个货舱2在船5的甲板平面上都有一个开孔3。在每个开孔3内配置一个包括一个泵站4的浮台1。浮台1在货舱2内的水表面9上可以移动。而且当货舱充满物质时，浮台1只能在货舱2的开孔3的边界内运动。当向船外泵出物质时，浮台1将可在船舱壳体界限内的水表面上进行范围更大一点的运动。为了将物质充满货舱2，备有一根装料集流管10M。集流管10M分开通往相应的货舱2。在开孔3的周围，还方便地放置有数个出口10D。图中每个货舱有四个出口10D。
图2示在填充砂子6和水混合物的最后阶段时的货舱2。由于砂子和水的比重不同，愈接近船5的底8，形成的砂层便愈紧密。相应地，愈接近水表面9，砂子6便含愈多的水。在顶部形成一个水层7，其深度和浮台1的吃水深度及和相应装载与卸载时的有利条件适应。形成峰的程度取决于船上装的特定物质。其规律是砂子愈粗，峰T便愈高和愈陡。当砂子细和砂中含泥浆成分时，峰便小得多，而且在某种情况下，可能完全没有，从而形成相当平滑的表面。
为了控制水表面9上的浮台1，可以在舱口3的边上装设两个牵引绞盘24。其一可以位于舱口3的横向延伸边上，其一位于纵向延伸边上。绞盘的绳索形成一个封闭的圈套，而且穿过舱口3相反一侧上的转向轮25，并将绳索两头栓在浮台1上。通过两个绞盘使绳索交替地配合进行拉进和放出，浮台1便可停在货舱2内的任何一个地方。正如水平箭头R所示，浮台1在水层7上可以有控制地运动。
如图2和3所示，其中一根软管10和一根垂直管道23固定在浮台1上。管道23向着船5纵向一侧大约弯曲90°，专门用于补充水。一根位于相反一侧的软管11用于排出砂子6和水的混合物。一根从泵站4来的刚性输水管22一开始便基本上垂直地伸出甲板平面，并大约弯曲90°，指向船5的排放一侧。排水软管11是柔性的，且接在排水管道22的自由端上。软管11可以活动，当腾空货舱2时，其托靠在一个或多个软管11穿过的轮子12上。垂直管22和23限制着浮台1在舱口3内的运动。
另外一个方案是采用固定的补水管10，并使其远离泵的抽吸头13。管道10通过一台潜水泵26供水，或者，如果船上的压载系统容量充足，亦可由其提供。
图4示货舱2内砂子6几乎已经腾空的状态。为了尽可能多地将砂子6卸出，可以使船向一侧倾斜到如图4所示大约2°的一个角度α。这样一来，剩下的物质便会向泵站4抽吸头13所在的货舱2的纵向某一侧集中。
此外，本设备极宜和在广阔区域内进行远距卸下物质6的延长管26连接。此种情况如图5所示。为了改进运输，在船5之外安排一个独立的泵站27。
图6A-6C示浮台1和浮4的结合。如图6A所示，浮台1是平底的，且有栏杆20，以便当浮台1工作时，可以有一个或多个人在场。浮台1上装有一根相对于浮台1固定的导柱14。整个泵站4和梁18组装一起，从而可以由导柱14导向作上升或下降的运动。梁18上装有一台马达16。泵15也装在梁18上。马达16通过一个变速器17和一个支架19同泵15连接。工作时，马达16就这样按照预定的速度和供料速率驱动泵15。泵15的抽吸头13位于泵的壳体下面。泵15可为和海床除土除砂用途相应的标准的泥浆泵/砂泵。此外，在浮台1的底上布置多个喷嘴30，当物质沉积太多和变硬时，便起动喷嘴将水射向物质。
由图6A-6C可知，泵站4可以相对于浮台1上升或下降。为了使设备适应如装载、维护保养和卸载的不同状态，这是一个很重要的特点。所有这些状态已由图6A、6B和6C分别表明。此外，抽吸头13可以配备一把铰刀头，当物质沉积太历害，以致用别的方法不能弄松时，可以用其将这些物质刨松。
图7A为浮台1的俯视图。泵站4位于浮台1的中央。在浮台1上设计了一个泵站4可以在其中上升或下降的船井21。
图7B为浮台1的仰视图，其表明喷嘴30的布置状况。喷嘴的作用是当物质在运输过程中变硬时，可以用水流将其射松。
由此可知，在马达16和泵15固定情况下，可以使用只有抽吸口13可以上升或下降的泵站4。抽吸头13可为一种伸缩性设计的装置，其可相对于泵站4伸出或缩入。
图8示装载工作。通过管道10a将砂子和水的混合物运上船，置入货舱2内。砂子6沉积，而水则被迫上升。浮台1及其随带的泵站4此时仅用于将含砂量尽可能少的水再次输出船外，这一点通过排水管道11a实现。
如上所述，在按图9A和9B进行装载时，物质可能形成峰T。对于安息角较大即接近45°的粗砂，这种情况特别容易出现。对于细砂，安息角甚小，对于泥浆和泥土，此种情况几乎没有。对于含有某种程度砂子的泥浆，通过适当调节水层和层中水流，可能起到洗涤砂子的效果。在此种情况下，细小的物质悬浮于水中，并且和排出的水一起从泵15再次输出船外。
如果船上的动力供应不足，可以在靠近泵的船只甲板上装置和使用分离的发电机组。
当在不同目的地间运输时，物质应在最大可能的程度上用适当的水层7复盖，以便阻止物质或砂子6沉积得太历害。
每个货船2内都可以安置一个浮台1和泵站4，以便得到最高的效率。或者，如果从整体经济考虑，认为合理，亦可采用两个或两个以上的浮台/泵站联合机组，并在货船2间传递。
现在可以通过图2，3和4说明卸载工作。将砂泵的抽吸头13降到浮台1的底8下面约1.5m(见图6c)。浮台1在表面上作“之”字形运动的同时，泵15按予定体积比将砂子6和水抽出。如有必要，起动喷嘴30。高效卸载的关键在于保持最佳水层7，使物质6在易于吸出的同时，在泵出的混合物内仍然保持尽可能高的固体物含量。砂泵15输出水/砂混合物，其体积比和泥浆泵接近，即从70/30到60/40。这意味着通过补水管10供应的水应在砂泵15能力的60％和70％之间。
水位和水层厚度由一个外界的补水泵26控制。在卸载工作的最后阶段，船可倾斜约2°，以便泵的抽吸头13能在货船2的纵向一侧吸出剩余的砂子6。
如前所述，如果物质变得太硬，可以在抽吸头13上装一个铰刀头。此种广泛使用的设备常常用来除去海床的泥土和泥浆。
泵站4可以在舱口21内上升。为了维护保养的目的，将泵站上升到高位。导柱14和随带找平机构的梁18可为标准商业设备。该设备可为手动的或电动的。泵15的抽吸头13相对于浮台1的高度可以调节到使生产率达到最佳，此意味着当装载时泵出水时，抽吸头13的水平位置应高，而当卸砂时，其水平位置应低。
现在通过图8说明装载程序。外界的泵26通过装料管道10a将水和砂子6的混合物运到货舱2。水和砂子6之间的体积比一般在70/30和60/40之间。浮台的排水泵15现在位于货舱2内和装料管道10a相对的一端。排水泵15现在用于控制货舱2内的最高水位。目前应使水层7保有较大的深度，以便使砂子有合理的机会沉积，从而使尽可能少的砂子通过排水泵15和排水软管11a再次流出船外。面积较大的货舱2，加上装料管道10a和排水软管11a的通过能力以及两者之间的距离维持了这些参数。当砂子6中的泥土含量高时，如果希望将尽可能多的泥土再次输出船外，那么不同的高度可能更理想。水位可以用时开时停排水泵的方法或用节流阀调节排水软管11a中输出水流的方法加以控制。此工作可以就地或通过闭路电视监控，并可从船桥上进行控制。
按照条约第19条的修改
1.一种通过泵系统从散货船上卸下高度含水固体物的方法，所述散货船拥有一个或多个容纳固体物的货舱，该固体物的含水量高到足以在固体物的至少一些表面上方形成水层，该方法的特征是所述固体物被位于货舱内水层上可以自由运动的浮台上的一个适当的泵泵出货舱，泵的入口(抽吸头)伸入水中，并在固体物中工作，固体物和水按预定的体积比泵出货舱，同时按基本上和泵出船外的水体积相当的体积比率将水补充入货舱。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征是该泵按70∶30和60∶40之间的体积比排出水和固体物的混合物。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征是该泵的入口可以在相对于浮台的垂直方向上向外和向内移动，以便按照吸出混合物中固体物和水之间的最佳状态调节入口并使其适配。
4.按照权利要求1-3中任何一项所述的方法，其特征是起动切割工具和/或射水工具，将靠近该泵入口的固体物质弄松。
5.一种将高度含水固体物装入散货船的方法，所述散货船至少拥有一个货船，该货舱包含一个泵系统，该固体物和水的混合物由一个外界泵从船外泵入船舱，该方法的特征是当装载时，通过一个有入口的泵连续将水从货舱再泵出船外，所述泵安装在水平活动的浮台上，按基本上等于抵达船内的水的容积比率将水泵出，同时为了让固体物沉积和让尽可能少的固体物随着泵出的水一起再流出船外，应使水层保有比卸载时更大的深度。
6.一种带有在装、卸运输高度含水固体物(6)的散货船(5)时使用的泵站(4)的浮台(1)，所述浮台(1)专门安置在装有物质(6)的货舱(2)内，其特征是至少泵站(4)的抽吸头(13)可以相对于浮台(1)上升或下降。
7.按照权利要求6所述的浮台(1)，其特征是整个泵站(4)可以相对于浮台(1)上升或下降。
8.按照权利要求7所述的浮台(1)，其特征是浮台(1)有一固定的导柱(14)，该导柱上装备着一个支承整个泵站(4)，并可上升或下降的梁(18)。
9.按照权利要求8所述的浮台(1)，其特征是泵站(4)包括一台和泵(15)成驱动连接的马达(16)。
10.按照权利要求9所述的浮台(1)，其特征是马达(16)通过一个减速器(17)和一个支架(19)同泵(15)连接。
11.按照权利要求9所述的浮台(1)，其特征是泵(15)本身为一标准的泥浆/砂泵，而且在浮台(1)的底上有数个朝向下方的射水喷嘴(30)。

Claims (10)

1.一种从散货船上卸下高度含水固体物的方法，所述散货船拥有一个或多个容纳固体物的货船，该固体物的含水量高到足以在该固体物的至少一些表面上方形成液层，所述固体物由一个安置在货舱内液层上可以自由运动的浮台上的适当的泵泵出货舱，该方法的特征是固体物和水按预定的体积比泵出货舱，同时按基本上和泵出船外的水体积相当的容积比率将水补充入货舱。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征是该泵按70∶30和60∶40之间的体积比排出水和固体物的混合物。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征是该泵的入口可以在相对于浮台的垂直方向上向外和向内移动，以便按照吸出混合物中固体物和水之间的最佳状态调节入口并使其适配。
4.一种将高度含水固体物装上散货船的方法，其中货轮包含带有一个泵的浮台，固体物和水的混合物由一外界泵从船外泵入货舱，该方法的特征是在装载时，浮台上的泵按基本上等于抵达船内的水的容积比率再将水从货舱内泵出船外，同时为了让固体物沉积和让尽可能少的固体物随着泵出的水一起再流出船外，应使水层深度比卸载时的更深。
5.一种带有在装、卸运输高度含水固体物(6)的散货船(5)时使用的泵站(4)的浮台(1)，所述浮台(1)专门配置在装有物质(6)的货舱(2)内，其特征是至少泵站(4)的抽吸头(13)可以相对于浮台(1)上升或下降。
6.按照权利要求5所述的浮台(1)，其特征是整个泵站(4)可以相对于浮台(1)上升或下降。
7.按照权利要求6所述的浮台(1)，其特征是浮台(1)有一固定的导柱(14)，该导柱上装备着一个支承整个泵站(4)，并可上升或下降的梁(18)。
8.按照权利要求7所述的浮台(1)，其特征是泵站(4)包括一台和泵(15)或驱动连接的马达(16)。
9.按照权利要求8所述的浮台(1)，其特征是马达(16)通过一个减速器(17)和一个支架(19)同泵(15)连接。
10.按照权利要求8所述的浮台(1)，其特征是泵(15)本身为一标准的泥浆/砂泵，而且在浮台(1)的底上有数个朝向下的射水喷嘴(30)。
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