ГРУНТОУКЛАДОЧНОЕ ПЛАВУЧЕЕ СРЕДСТВО Российский патент 1997 года по МПК B63B35/00 

Изобретение относится к судостроению, в частности, к грунтоукладочным плавучим средствам, и может быть использовано при прокладке подводных трубопроводов.

Известно грунтоукладочное судно, содержащее закрепленный на корпусе судна посредством механизма спуска и подъема бункер для отсыпки грунта /Заявка Японии N 42-16886, кл. 84 A 23, 1967/.

Однако такое судно обладает недостаточной производительностью из-за низкой точности укладки грунта, особенно на глубоководные трубопроводы.

Известно грунтоукладочное плавучее средство, содержащее закрепленное на его корпусе посредством механизма спуска и подъема бункер с выпускным отверстием для сбрасывания грунта /авт. св. N 956345, кл. B 63 B 35/00, 1982/.

Данное плавучее средство принято в качестве наиболее близкого аналога изобретения.

Указанному плавучему средству присущи следующие недостатки:
неавтономность устройства, в котором грунтоукладочное судно и опускаемая им под воду на глубину П-образная рама с закрепленным к ней бункером, который снабжен грунтопроводом, взаимодействует с расположенной на поверхности воды над бункером саморазгружающейся шаландой,
неточность отсыпки грунта ввиду возможности его сноса и рассеивания ввиду значительного несовпадения периодов и амплитуд качки судна и саморазгружающейся шаланды даже при небольшом волнении моря.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы грунтоукладочного плавучего средства за счет увеличения точности укладки грунта на подводный трубопровод и обеспечения возможности приспособления плавучего средства к рельефу дна.

Технический результат достигается тем, что в грунтоукладочном плавучем средстве, содержащем закрепленный на его корпусе посредством механизма спуска и подъема бункер с выпускным отверстием для сбрасывания грунта, корпус выполнен со сквозной вертикальной шахтой, для размещения в ней бункера и П-образной расположенной над шахтой фермой, на которой закреплен механизм спуска и подъема бункера, выполненный в виде грузовой трехбарабанной лебедки, на грузовом тросе одного из барабанов которой подвешены с возможностью вертикального перемещения траверса с закрепленным на ней бункером, уравновешиваемые контргрузом, подвешенным на тросах двух других барабанов этой лебедки через полиспасты, а бункер выполнен с замкнутой, герметичной полостью для придания ему положительной плавучести в разгруженном состоянии, а также снабжен выпускным патрубком с заслонкой для сброса грунта, при этом плавучее средство снабжено роликовым захватным устройством для подвижной контактной связи с засыпаемым грунтом подводным трубопроводом с возможностью его охвата и подвижного вдоль него обжатия роликовыми захватами, включающим в себя соосно размещенные на ферме с возможностью соединения и разъединения валов посредством муфт две тяговые лебедки, каждая из которых имеет барабан и гибкую трособлочную систему, тяговые тросы которой, являющиеся направляющими траверсы, навиты на барабанах лебедок, направлены в противоположные друг относительно друга стороны и, огибая порознь блоки, расположенные на противоположных участках фермы относительно ее вертикальной оси симметрии, последовательно запасованы через закрепленные на обоих концах траверсы блоки навстречу друг другу, перекрещиваясь на ней между собой без пересечения, каждый из этих тросов связан своим свободным концом с одним из роликовых захватов, при этом между роликовыми захватами расположена шарнирно связанная с ними распорная штанга, а на ферме с противоположных сторон тяговых лебедок смонтированы натяжные демпферные устройства и полиспасты, через которые их тяговые тросы связаны с роликовыми захватами, при этом на тяговых тросах и ниже корпуса плавучего средства закреплены соответственно ограничители спуска и подъема бункера.

Кроме того, каждое из натяжных демпферных устройств выполнено в виде гидроцилиндра двойного действия с двусторонним штоком, полости гидроцилиндра сообщены посредством дроссельного клапана, причем поршень гидроцилиндра с одной стороны подпружинен относительно корпуса гидроцилиндра, а шток его с этой стороны соединен с тяговым тросом, запасованным через систему огибаемых тросом блоков.

Кроме того, его корпус выполнен в виде катамарана с направляющими втулками на бортах для направляющих тросов.

Кроме того, ограничители установлены с возможностью взаимодействия с заслонкой выпускного патрубка, открывая ее при спуске бункера и закрывая при его подъеме.

Кроме того, бункер выполнен из двух симметричных относительно друг друга частей, связанных между собой на траверсе и имеющих общую для них заслонку для удержания в бункере и сброса из него грунта.

Кроме того, распорная штанга выполнена из шарнирно сочлененных между собой жестких планок.

На фиг. 1 изображен вид сбоку на описываемое грунтоукладочное плавучее средство в его исходном положении с вырывами в нем в месте расположения бункера /грунт условно не показан/; на фиг. 2 продольный разрез грунтоукладочного плавучего средства в нижнем рабочем положении бункера; на фиг. 3 продольный разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 4 узел соединения бункера с траверсой механизма ее спуска и подъема; на фиг. 5 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 6 вид В на фиг. 3; на фиг. 7 узел Г на фиг. 3.

Грунтоукладочное плавучее средство включает в себя плавучий корпус 1 со сквозной вертикальной шахтой 2, в которой расположен бункер 3, выполненный с наклонным в сторону кормы днищем, герметичной полостью a и положительной плавучестью в незагруженном состоянии. Бункер 3 содержит две противоположные в зеркальном отображении и соединенные между собой половины b, C с общими для них обеих выпускным патрубком 4 и заслонкой 5. При этом заслонка 5 размещена в патрубке 4 с возможностью ее вертикального перемещения в нем вверх для его открытия и сброса грунта из бункера 3, либо ее перемещения вниз для закрытия патрубка 4 и удержания грунта в бункере 3. Над шахтой 2 на корпусе 1 закреплена П-образная ферма 6, на которой смонтирован механизм спуска и подъема бункера 3, выполненный в виде грузовой трехбарабанной лебедки 7, на грузовом тросе 8 среднего барабана которой подвешена с возможностью вертикального перемещения вверх и вниз траверса 9 с закрепленным на ней болтовым соединением бункером 3, уравновешиваемых вместе контргрузом 10, который подвешен на тросах 11, 12 боковых барабанов лебедки 7 через полиспасты 13, 14. Траверса 9 выполнена из двух состыкованных в вертикальной плоскости и соединенных друг с другом винтами d по ее концам частей e, f с общим в них продольным проемом g, в котором на винтах d насажены направляющие блоки h, i и k, l.

Грунтоукладочное плавучее средство снабжено роликовым захватным устройством для подвижной контактной связи с засыпаемым грунтом подводным трубопроводом 15 с возможностью его охвата с носовой и кормовой сторон корпуса 1 и подвижного вдоль него обжатия соответственно носовым 16 и кормовым 17 роликовыми захватами. Роликовое захватное устройство содержит соосно размещенные на П-образной ферме 6, с возможностью соединения и разъединения валов посредством муфт, две тяговые лебедки 18, 19 с барабаном каждая и гибкую, замкнутую по контуру с подводным трубопроводом 15, трособлочную систему, тяговые тросы 20, 21, которой, являясь несущими и направляющими траверсы 9, навиты на барабаны тяговых лебедок 18, 19 и направлены в противоположные друг относительно друга стороны. Указанные тросы, огибая порознь блоки 22, 23, находящиеся на противоположных относительно вертикальной оси симметрии участках П-образной формы 6, последовательно запасованы через закрепленные на обоих концах траверсы 9 блоки h, l и k, i навстречу друг другу, и, перекрещиваясь на ней между собой, не пересекаясь, это тросы 20, 21 порознь связаны соответственно своим свободным концом посредством носового 16 и кормового 17 роликовых захватов с подводным трубопроводом 15. На последнем между роликовыми захватами 16, 17 расположена, шарнирно связанная с ними распорная штанга 24, составленная из шарнирно сочлененных между собой жестких планок. На П-образной ферме 6 с противоположных сторон тяговых лебедок 18, 19 смонтированы натяжные демпферные устройства 25, 26 и полиспасты 27, 28, через которые их тяговые тросы 20, 21 порознь связаны с роликовыми захватами 16, 17. На тяговых тросах 20, 21 закреплен на заданном расстоянии m от роликовых захватов 16, 17 ограничитель спуска 29 бункер 3, выполненный в виде жесткой балки, составленной из шарнирно-сочлененных между собой частей, взаимодействующий при спуске бункера 3 с заслонкой 5 выпускного патрубка 4 для сброса грунта на подводный трубопровод 15, а на корпусе 1 закреплен ограничитель подъема 30 бункера 3 в виде жесткого на нем упора, контактная поверхность которого для взаимодействия с заслонкой 5 при подъеме бункера 3 находится на заданном расстоянии n ниже днища корпуса 1. Ограничитель спуска 29 и подъема 30 бункера 3 выполнены с возможностью их взаимодействия с заслонкой 5 выпускного патрубка 4, открывая ее в нем при спуске бункера 3 и закрывая при его подъеме. Ограничители спуска 29 и подъема 30 бункера 3 могут быть выполнены регулируемыми по размерам и высоте их установки, а также съемными /варианты такого их выполнения не показаны/. Каждый из роликовых захватов 16, 17 выполнен в виде сочлененных друг с другом и подвешенных верхними концами на горизонтальной оси 31 двух изогнутых C-образных рычагов O, вогнутые стороны которых подпружинены и взаимодействуют между собой с возможностью их удаления друг от друга и сближения посредством соединяющего их винтового стержня P, резьбовые конца которого продеты через вертикальные прорези рычагов O и взаимодействуют со смонтированными на них ручными приводами q. При этом на нижних концах рычагов O, являющихся их захватными органами, вмонтированы ролики r друг над другом по дуге, близкой к кривизне поверхности обжимаемого ими подводного трубопровода 15. Натяжные демпферные устройства 25, 26 выполнены в виде закрепленного на П-образной ферме 6 гидроцилиндра двойного действия с плавающим поршнем и двусторонним штоком, образующим в гидроцилиндре две смежные полости, которые сообщены между собой трубкой с дроссельным клапаном. При этом поршень с одной стороны подпружинен относительно гильзы гидроцилиндра, а шток поршня с этой стороны соединен соответственно с одним из полиспастов 27, 28. Плавучий корпус 1 выполнен катамаранного типа с направляющими втулками 32 на его бортах для направляющих тросов 33, 34, закрепленных, например, на заякоренных плавучих бочках /на чертеже не показаны/ над подвожным трубопроводом 15. Носовой роликовый захват 16 связан с носовой частью корпуса 1 с обоих его бортов тросами 35, 36, натянутыми двухбарабанной лебедкой 37 и закрепленными на его палубе за кнехты 38, 39, а кормовой роликовой захват 17 связан с кормовой частью корпуса 1 с обоих его бортов тросами 40, 41, закрепленными за кнехты 42, 43.

Все установленные на грунтоукладочном плавучем средстве лебедки снабжены электроприводами и тормозными устройствами /на чертеже не показаны/.

Грунтоукладочное плавучее средство используют следующим образом.

Его устанавливают над трассой подводного трубопровода 15 так, чтобы выпускной патрубок 4 бункера 3 находился над этим трубопроводом в одной с ним вертикальной продольной плоскости. Затем под наблюдением и при помощи водолаза, для подвижной контактной связи роликового захватного устройства с подводным трубопроводом 15, потравливая тяговые тросы 20, 21 лебедками 18, 19, на него опускают носовой 16 и кормовой 17 роликовые захваты и, разместив на нем между ними распорную штангу 24, ее концы присоединяют соответственно к роликовым захватам 16, 17. Последним после этого охватывают и затем обжимают подводный трубопровод 15 их C-образными рычагами посредством соединяющего каждого из них винтового стержня p и взаимодействующего с ним ручного привода q. Затем носовой роликовый захват 16 связывают с носовой частью корпуса 1 с обоих его бортов тросами 35, 36, натягиваемой на нем двухбарабанной лебедкой 37 и их закрепляют на его палубе за кнехты 38, 39. Кормовой роликовый захват 17 соответственно связывают с кормовой частью корпуса 1 с обоих его бортов тросами 40, 41 и закрепляют на палубе за кнехты 42, 43. В этом положении грунтоукладочным плавучим средством, при его перемещении вдоль подводного трубопровода 15, может быть произведена на него отсыпка грунта путем проведения следующих технологических операций с его бункером 3 и другими взаимодействующими с ним конструктивными x элементами грунтоукладочного плавучего средства.

Закрепленный на траверсе 9 бункер 3 с грунтом, удерживаемым в нем в исходном положении заслонкой 5, опускают шахты 2 на тросе 8 грузовой лебедкой 7 по тяговым тросам 20, 21 роликового захватного устройства до закрепленного на них ограничителя спуска 29. При этом взаимодействующая с ним заслонка 5, под давлением ограничителя спуска 29, перемещаясь вверх в выпускном патрубке 4, открывает его для сбрасывания грунта из бункера 3. Освободившись от грунта, бункер 3, обретя в этом положении положительную плавучесть, и под действием контргруза 10 поднимается в шахту 2 в свое исходное положение в корпусе 1 до ограничителя подъема 30 в нем бункера 3. При этом взаимодействующая с этим ограничителем подъема 30 заслонка 5, переместившись вниз в патрубке 4, закроет его для очередной загрузки бункера 3 грунтом.

При изменении положения подводного трубопровода 15 относительно горизонтальной плоскости вниз или вверх под некоторым углом к ней, опускают или поднимают один относительно другого роликовые захваты 16, 17, удлиняя или укорачивая соответственно длину одного из тяговых тросов 20, 21 тяговыми лебедками 18, 19, соосные валы которых при этом должны быть разъединены. В дальнейшем по мере углубления или подъема подводного трубопровода 15 оба роликовых захвата 16, 17 опускают или поднимают по мере необходимости одновременно обеими тяговыми лебедками 18, 19. Операция по взаимному изменению положений роликовых захватов 16, 17 друг к другу относительно горизонтальной плоскости может быть также выполнены путем одновременного спуска одного захвата и подъема другого захвата, каждой из лебедок 18, 19, соосные валы которых при этом должны быть соединены между собой. При указанном одновременном изменении положений между собой роликовых захватов 16, 17, одновременно поворачивается под углом к горизонтальной плоскости и траверса 9 с закрепленным на ней бункером 3. В дальнейшем, по мере углубления или подъема подводного трубопровода 15, соосные валы обеих лебедок 18, 19 должны быть разъединены между собой.

Наблюдение под водой за работой захватного устройства может проводиться дистанционно широко известными устройствами.

Использование: судостроение. Сущность изобретения: грунтоукладочное плавучее средство содержит корпус 1, который выполнен со сквозной вертикальной шахтой 2 и закрепленной над ней П-образной фермой 6 с грузовой лебедкой 7, на тросе которой в шахте 2 подвешена подъемно-опускаемая траверса 9 с закрепленным на ней бункером 3, который выполнен с замкнутой герметичной полостью для положительной плавучести и самовсплытия в разгруженном состоянии. Бункер 3 снабжен выпускным патрубком 4 с заслонкой 5 для сбрасывания грунта в его нижнем положении и удержания его в бункере 3 в верхнем крайнем положении. Плавучее средство снабжено роликовым захватным устройством в виде гибкой, замкнутой по контуру с подводным трубопроводом 15 трособлочной системы, тяговые тросы 20, 21 которой, являясь несущими и направляющими траверсы 9, навиты на барабаны, установленные на ферме 6 тяговых лебедок 18, 19 и, огибая порознь ее блоки 22, 23, затем блоки h, l, k, i на концах траверсы 9 навстречу друг другу. Тросы 20, 21 контактно-подвижно и гибко связаны своими свободными концами посредством роликовых захватов 16, 17 с подводным трубопроводом 15 с возможностью его охвата и подвижного вдоль него обжатия. Плавучее средство снабжено ограничителями спуска 29 и подъема 30 бункера 3, взаимодействующими с заслонкой 5 его выпускного патрубка 4, открывая ее в конце спуска бункера 3 и закрывая после его подъема в исходное положение для приема погружаемого в него грунта. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Грунтоукладочное плавучее средство, содержащее заклепленный на его корпусе посредством механизма спуска и подъема бункер с выпускным отверстием для сбрасывания грунта, отличающееся тем, что корпус выполнен со сквозной вертикальной шахтой для размещения в ней бункера и П-образной расположенной над шахтой фермой, на которой закреплен механизм спуска и подъема бункера, выполненный в виде грузовой трехбарабанной лебедки, на грузовом тросе одного из барабанов которой подвешена с возможностью вертикального перемещения траверса с закрепленным на ней бункером, уравновешиваемые контгрузом, подвешенным на тросах двух других барабанов этой лебедки через полиспасты, а бункер выполнен с замкнутой, герметичной полостью для придания ему положительной плавучести в разгруженном состоянии, а также снабжен выпускным патрубком с заслонкой для сброса грунта, при этом плавучее средство снабжено роликовым захватным устройством для подвижной контактной связи с засыпаемым грунтом подводным трубопроводом с возможностью его охвата и подвижного вдоль него обжатия роликовыми захватами, включающим в себя соосно размещенные на ферме с возможностью соединения и разъединения валов посредством муфт две тяговые лебедки, каждая из которых имеет барабан и гибкую трособлочную систему, тяговые тросы которой, являющиеся направляющими траверсы, навиты на барабанах лебедок, направлены в противоположные друг относительно друга стороны и, огибая порознь блоки, расположенные на противоположных участках фермы относительно ее вертикальной оси симметрии, последовательно запасованы через закрепленные на обоих концах траверсы блоки навстречу друг другу и, перекрещиваясь на ней между собой без пересечения, каждый из этих тросов связан своим свободным концом с одним из роликовых захватов, при этом между роликовыми захватами расположена шарнирно связанная с ними распорная штанга, а на ферме с противоположных сторон тяговых лебедок смонтированы натяжные демпферные устройства и полиспасты, через которые их тяговые тросы связаны с роликовыми захватами, при этом на тяговых тросах и ниже днища корпуса плавучего средства закреплены соответственно ограничители спуска и подъема бункера. 2. Средство по п.1, отличающееся тем, что каждое из натяжных демпферных устройств выполнено в виде гидроцилиндра двойного действия с двусторонним штоком, а полости гидроцилиндра сообщены посредством дроссельного клапана, причем поршень гидроцилиндра с одной стороны подпружинен относительно корпуса гидроцилиндра, а шток его с этой стороны соединен с тяговым тросом, запасованным через систему огибаемых тросом блоков. 3. Средство по п.1, отличающееся тем, что его корпус выполнен в виде катамарана с направляющими втулками на бортах для направляющих тросов. 4. Средство по п.1, отличающееся тем, что упомянутые ограничители установлены с возможностью взаимодействия с заслонкой выпускного патрубка, открывая ее при спуске бункера и закрывая при его подъеме. 5. Средство по п.1, отличающееся тем, что бункер выполнен из двух симметричных относительно друг друга частей, связанных между собой на траверсе и имеющих общую для них заслонку для удержания в бункере и сброса из него грунта. 6. Средство по п.1, отличающееся тем, что распорная штанга выполнена из шарнирно сочлененных между собой жестких планок.