УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДЪЕМА ЗАТОНУВШИХ ОБЪЕКТОВ Российский патент 1994 года по МПК B63C7/06 

Изобретение относится к технике судоподъемно-спасательного дела и предназначено для доставания с больших глубин различных объектов: от крупных судов и кораблей до приводнившихся на океанском глубоководье искусственных спутников Земли.

В настоящее время известны следующие устройства для подъема затонувших объектов:
механические, включающие в себя крановое оборудование с тросами и захватами; захваты на тросах опускаются к месту расположения объекта на дне, как правило, с помощью водолазов производят присоединение тросов к объекту, затем с помощью кранового оборудования осуществляют подъем его на поверхность моря;
судоподъемные понтоны, работающие совместно с компрессором, воздушными шлангами и тросами и для крепления понтона к затонувшему объекту; понтоны затопляют и присоединяют к затонувшему объему, затем их продувают сжатым воздухом и они вместе с объектом всплывают на поверхность.

Возможен вариант использования данного устройства, когда понтоном служит сам затонувший объект, например подводная лодка. Лодку сначала герметизируют, а затем внутрь нее подают сжатый воздух, который вытесняет из нее воду, и затонувшая лодка вновь обретает плавучесть.

Кроме того, известны устройства для подъема затонувших объектов, основанные на использовании пенополиуретана и полистирольных гранул. Указанные вещества обладают небольшим удельным весом, поэтому при подаче внутрь объекта (судна) они вытесняют воду, в результате чего объект всплывает.

Известно также средство подъема затонувших объектов, основанное на использовании сжиженного газа, преимущественно криогенных жидкостей.

Данное техническое решение обеспечивает соединение смораживанием затонувшего судна с притопленным понтоном и придание последнему положительной плавучести путем подачи сжиженного газа по трубопроводам со спасательного судна в трубчатые теплообменники, навешенные на понтон, а вытеснение воды из понтона осуществляют путем подачи внутрь него отработанного газа из упомянутых теплообменник.

Коструктивно данное техническое решение представляет собой устройство, содержащее понтон с отверстием в его нижней части и стаканом, установленным на понтоне днищем вверх и сообщенным своей полостью с полостью понтона, а также с вертикальной теплоизолированной трубой, расположенной в полостях понтона и стакана, силовой каркас с трубчатыми теплообенниками, связанный с понтоном и расположенный под ним, и источники сжиженного газа, установленные на спасательном судне и связанные теплоизолированными трубопроводами с нижними концами трубчатых теплообменников, верхние концы которых связаны с нижним концом вертикальной теплоизолированной трубы.

Используя такое техническое решение в виде отдельных модулей можно обеспечить подъем любого объекта с практически неограниченным весом и с любых глубин.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа заявленного устройства.

Существенным недостатком прототипа является неудобство при эксплуатации, заключающееся в том, что необходимо иметь постоянную трубопроводную связь между подъемным устройством (трубчатыми теплообменниками) и спасательным судном. При работе на больших глубинах и штормовом море могут быть большие технические трудности.

В данном случае трубопровод для подачи сжиженного газа должен иметь высококачественную изоляцию и обладать высокой механической прочностью, что обеспечить в реальных условиях подъема затонувшего объекта непросто.

Цель изобретения состоит в создании такого устройства, которое обеспечивало бы повышенные удобства при эксплуатации за счет ликвидации трубопроводных связей между спасательным судном и этим устройством
Это достигается тем, что каждый источник сжиженного газа выполнен в виде криогенного резервуара с установленным в нижней его части соленоидным вентилем, посредством которого резервуар сообщен с соответствующим теплоизолированным трубопроводом, причем резервуары установлены на понтоне ниже верхнего конца вертикальной теплоизолированной трубы, расположенной в полостях понтона и стакана, установленного на понтоне днищем вверх, и сообщены верхней частью с верхней частью стакана посредством трубопровода.

С целью уменьшения сцепления корпуса затонувшего объекта с отложениями (илом) дна, а также исключения примерзания его к дну в нижней части устройства предусмотрены гидромониторы.

Для сокращения потерь холода в окружающую среду силовой каркас, содержащий трубчатые теплообменники, снаружи снабжен теплоизолированными перегородками.

Для точной установки устройства под затонувшим объектом оно снабжено осветительными приборами, подводными телекамерами и подруливающими движителями, соединенными со спасательным судном связными и силовыми кабелями, используемыми преимущественно до установки устройства над затонувшим объектом и очистки его от донных отложений (ила).

Схема устройства для подъема затонувших объектов показана на чертеже.

В качестве затонувшего объекта на чертеже изображена подводная лодка 1. Устройство включает в себя судоподъемный понтон 2 с нижним отверстием 3 и опрокинутым трубчатым стаканом 4, содержащим внутреннюю теплоизолированную трубу 5, а также воздушный вентиль 6.

Устройство снабжено теплоизолированными криогенными резервуарами 7, соединенными с наружной трубой опрокинутого стакана 4 трубопроводами 8. Снизу понтон 2 с помощью жестких связей 9 крепится с каркасом, содержащим трубчатые теплообменники 10, вход которых соединен теплоизолированными перегородками 13.

В нижней части устройства установлены гидромониторы 14 со всасывающими водоводами 15. Устройство также снабжено осветительными приборами 16, подводными телекамерами 17 и подруливающими движителями 18, связанными со спасательным судном связными и силовыми кабелями 19. Все устройство опускается на дно с помощью троса 20.

Заявленное устройство работает следующим образом. Устройство с помощью троса 20 опускается со спасательного судна на поверхность моря. Теплоизолированные баки 7 заполняются сжиженным газом, например жидким криоагентом, преимущественно жидким азотом, при закрытых соленоидных вентилях 12. Открывается воздушный вентиль 6 и понтон заполняется водой через отверстие 3 до потери запаса плавучести всей установки. После того закрывается воздушный вентиль 6 и устройство с помощью троса 20 опускается на дно к затонувшей лодке 1.

В непосредственной близости от дна включаются осветительные приборы 16 и подводные телекамеры 17. При их помощи, а также включением подруливающих движителей 18 производится точная установка устройства таким образом, чтобы затонувшая подводная лодка 1 оказалась между трубчатыми теплообменниками 10. После этого открывается соленоидный вентиль 12 и жидкий азот под собственным весом поступает из криогенных резервуаров 7 по криогенопроводу 11 в трубчатые теплообменники 10. Температура моря около 4^оС. Жидкий азот газифицируется (температура критической точки азота около минус 146^оС), отбирая скрытое тепло газообразования от морской воды. Температура стенок трубчатого теплообменника 10 снижается до минус 180^оС. Такая низкая температура обеспечивает активное льдообразование вокруг теплообменников 10. Со временем весь объем между ними превращается в лед, который прочно соединяет подводную лодку 1 с опущенным на дно устройством.

Установленные на наружных поверхностях каркаса, содержащего трубчатые теплообменники 10, теплоизолированные перегородки 13 исключают потери холода в окружающую среду.

Газифицированный в трубчатых теплообменниках 10 азот по теплоизолированному трубопроводу 5 через стакан 4 поступает внутрь понтона 2, вытесняя из него воду через отверстие 3. Вес всей системы уменьшается, в результате чего эта система, включающая опущенное на дно устройство с впаянной в него с помощью льда подводной лодкой, начинает всплывать на поверхность. По мере всплывания системы гидростатическое давление с внешней стороны стенок понтонов 2 и пустых криогенных резервуаров 7 уменьшается. Наличие отверстия 3 и трубопроводов 8 обеспечивает автоматический выпуск из резервуаров 7 и понтона 2 избыточного газа и выравнивание за счет этого давлений снаружи и внутри указанных емкостей, что исключает их разрыв при всплытии с больших глубин. Всплывшую лодку дополнительно крепят к понтонам одним из известных способов и доставляют ее в док для ремонта.

Заявленное устройство может быть использовано для подъема затонувших судов и других объектов практически неограниченных размеров и с любой глубины. Изложенное следует из известного в молекулярной физике факта, что выше критической температуры газ не может быть превращен в жидкость ни при каком давлении. В качестве криогенных жидкостей для заявленного устройства лучшим образом подходят сжиженные газы: азот, кислород, воздух, водород, гелий, т. е. газы, отличающиеся низкой температурой кипения и сравнительно высокой теплотой фазового превращения (скрытой теплотой перехода).

Очень важным преимуществом заявленного устройства по сравнению с известными является то, что одновременно с захватом поднимаемого со дна объекта происходит и его герметизация, что исключает радиоактивное заражение спасателей, спасательного судна и окружающей среды. (56) Патент СССР N 1785948, кл. B 63 C 7/06, 1990.

Сущность изобретения: устройство содержит понтон с отверстием в нижней части, заведенную в полость понтона через это отверстие вертикальную теплоизолированную трубу, установленные на понтоне криогенные резервуары и трубчатые теплообменники, связанные нижними концами с резервуарами, а верхними с нижним концом вертикальной трубы. Для подъема затонувшего объекта над ним устанавливают понтон таким образом, что трубчатые теплообменники располагаются по обе стороны этого объекта. Из криогенного резервуара в трубчатый теплообменник подают сжиженный газ, в результате чего затонувший объект смерзается с понтоном, а газ, выходящий из теплообменника, вытесняет воду из понтона, обеспечивая подъем затонувшего объекта на поверхность. 1 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДЪЕМА ЗАТОНУВШИХ ОБЪЕКТОВ , содеpжащее понтон с отвеpстием в его нижней части и стаканом, установленным на понтоне днищем ввеpх и сообщенным своей полостью с полостью понтона, а также с веpтикальной теплоизолиpованной тpубой, pасположенной в полостях понтона и стакана, силовой каpкас с тpубчатыми теплообменниками, связанный с понтоном и pасположенный под ним, и источники сжиженного газа, связанные теплоизолиpованными тpубопpоводами с нижними концами тpубчатых теплообменников, веpхние концы котоpых связаны с нижним концом веpтикальной теплоизолиpованной тpубы, отличающееся тем, что, с целью повышения удобства в эксплуатации, каждый источник сжиженного газа выполнен в виде кpиогенного pезеpвуаpа с установленным в нижней его части соленоидным вентилем, посpедством котоpого этот pезеpвуаp сообщен с соответствующим теплоизолиpованным тpубопpоводом, пpичем эти pезеpвуаpы усановлены на понтоне ниже веpхнего конца веpтикальной теплоизолиpованной тpубы и сообщены своей веpхней частью с веpхней частью стакана посpедством тpубопpоводов.