ПЛАВАЮЩАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПОДВОДНО-ТЕХНИЧЕСКИХ РАБОТ Российский патент 1998 года по МПК B63B35/00 

Изобретение относится к области судостроения, а именно к плавсредствам для производства подводно-технических работ, таких как: расчистка дна водоемов на глубинах до 10 - 15 м и прибрежных полос прибоя от камней, металлолома, грунта, культурных отложений и затонувших бревен, а также для производства исследовательских и дноуглубительных работ, прорезка траншей и канав, выполнение грузоподъемных подводных операций, строительство и ремонт гидротехнических сооружений и судов, разведка и освоение прибрежных месторождений полезных ископаемых и др.

Известна плавающая установка для проведения подводно-технических работ, содержащая плавучий корпус с источниками электропитания, поворотным грузоподъемным краном, а также со швартовным и якорным устройствами [1]. Эта плавающая установка может обеспечить проведение только работ по подъему затонувших объектов.

Технический результат от использования изобретения заключается в обеспечении производства различных подводно-технических работ с созданием для экипажа наиболее безопасных условий.

Этот технический результат достигается тем, что плавающая установка для производства подводно-технических работ, содержащая плавучий корпус с источниками электропитания, поворотным грузоподъемным краном, а также со швартовным и якорным устройствами, оборудована полупогружным аппаратом в виде полой мачты, установленной в направляющих вышки плавучего корпуса, и устройством погружения и подъема этого аппарата, при этом полая вертикальная мачта выполнена с шахтами лифтового подъемника и аварийного трапа, а также с расположенной в ее нижней части рабочей кабиной с установленными внутри приборами управления сменным рабочим оборудованием, устанавливаемым с внешней стороны этой кабины, при этом машинное отделение лифтового подъемника расположено в верхней части указанной мачты.

Устройство погружения и подъема полупогружного аппарата может быть выполнено с гибким замкнутым тяговым органом, огибающим верхнюю и нижнюю звездочки, установленные на осях в кронштейнах вышки, при этом одна из звездочек выполнена приводной, а полупогружной аппарат соединен с указанным тяговым органом посредством вмонтированного в последний шарнира и соединенного с ним кронштейна полупогружного аппарата.

Кроме того, устройство погружения и подъема полупогружного аппарата может быть выполнено с противовесами, установленными на упомянутом тяговом органе, причем масса всех противовесов равна массе полой вертикальной мачты, сумма масс этой мачты и противовесов равна весовому водоизмещению мачты при ее номинальном погружении, а длина участка тягового органа с противовесами равна номинальной глубине погружения указанной мачты.

На фиг. 1 изображен общий вид плавающей установки для производства подводно-технических работ; на фиг. 2 - продольный разрез подводного аппарата и привода его погружения и подъема; на фиг. 3 - выноски A и B с фиг. 1, изображающие: A1 - A13 - схемы оснащения ломающейся стрелы сменными инструментами и приспособлениями; Б1, Б2 и Б3 - схемы оснащения рабочей кабины сменными агрегатами.

Плавающая установка состоит из следующих основных узлов: плавающего корпуса 1, установленной на нем вышки 2 с поворотным краном 3 и полупогружного аппарата 4 в виде полой вертикальной мачты. В нижней части этого аппарата 4 расположена рабочая кабина 5, несущая кран с ломающейся стрелой 6.

Вышка 2 оборудована площадкой 7 с кронштейнами 8 и переходными мостиками 9, трапами 10 и кронштейнами 11. В подшипниках кронштейна 8 установлена спаренная обводная звездочка 12 устройства погружения и подъема полупогружного аппарата 4, а в подшипниках кронштейнов 11 - приводной вал 13 с двумя звездочками 14. Звездочки 12 и 14 огибают замкнутый гибкий тяговый орган 15 с закрепленной на нем группой противовесов 16. Кронштейны 11 оборудованы катками 17, выполняющими роль направляющих для корпуса полупогружного аппарата 4.

В верхней части подводного аппарата расположено машинное отделение и посадочная площадка 18 в кабину 19 пассажирского лифтового подъемника. Вход в машинное отделение производится с верхней палубы 20, связанной с посадочной площадкой 18 трапом 21. В машинном отделении установлены привод подъема 22 кабины пассажирского лифтового подъемника, гидравлическая насосная установка 23, гидроаккумуляторы, приборы электроснабжения и др.

Среднюю часть полупогружного аппарата занимают шахта лифтового пассажирского подъемника и отделенная от нее выгородкой 24 аварийная шахта со скоб-трапами 25. Под посадочной площадкой 18 установлены ребра жесткости 26, образующие кронштейны, закрепленные к наружной обшивке корпуса полупогружного аппарата. Проходящий через них палец 27 вмонтированного в тяговый орган шарнира связывает подводный аппарат с этим органом 15. Внутри шахты лифтового подъемника проложены четыре направляющих 28, по которым перемещаются кабина 19 и противовесы 29. Связывают их между собой тросы 30. Направляющие 31, закрепленные на корпусе подводного аппарата, ориентируют его в блоках катков 17, принадлежащих вышке 2.

Рабочая кабина 5 полупогружного аппарата 4 установлена так, что вмещает в себя кабину 19 пассажирского лифтового подъемника. Кабина 19 оборудована по числу членов экипажа креслами 32. Под ними в основании каркаса кабины вмонтирована герметичная емкость 33. Внутри рабочей кабины 5 установлены приборы, пульты и рычаги управления 34, обзорные стекла и иллюминаторы 35. Имеется шлюз для посадки и выхода экипажа и вход в аварийную шахту.

Наружная обшивка рабочей кабины 5 с внешней стороны несет кронштейн 36 с вертикальным отверстием для закрепления в нем осью 37 поворотной серьги 38. Последняя имеет проушины для осей, крепящих гидроцилиндры поворота 39. На поворотной серьге 38 шарнирно закреплен подкос 40 и гидроцилиндр его наклона 41 крана с ломающейся стрелкой 6. Коромысло 42 и гидроцилиндр 43 имеют осевые шарниры 44 и 45, в которых закреплены челюсти клещевого захвата.

Наружная панель 46 рабочей кабины несет элементы для крепления на ней сменного рабочего оборудования взамен крана с ломающейся стрелой 6.

Добытые на дне продукты переработки могут складываться в контейнеры и поддоны 47, закрепленные на канате 48 поворотного крана 3.

Погружение и подъем полупогружного аппарата производится приводом 49, закрепленным на щеке 11.

При этом масса всех противовесов должна равняться массе подводного аппарата, масса всех противовесов и масса подводного аппарата должна составлять сумму, равную массе вытесняемой подводным аппаратом воды при его номинальном погружении, начало перехода противовесов через верхнюю обводную звездочку с набегающей ветви на сбегающую должно соответствовать началу погружения подводного аппарата в воду, а при постоянном поперечном сечении подводного аппарата участок набегающей ветви, занятый противовесами, по длине должен быть равен номинальный высоте погружения подводного аппарата.

плавающая установка работает следующим образом.

В зависимости от вида производимых подводных работ рабочая кабина 5 с внешней стороны оборудуется либо агрегатами по схемам Б1, Б2 и Б3, изображенными на фиг. 3, либо гидравлическим поворотным краном с ломающейся стрелой 6, вооруженным одним из инструментом или приспособлений по схемам А1 - А13, фиг. 3. Крепление заданных рабочих исполнительных органов в ломающейся стреле 6 производится осями 44 и 45 в коромысле 42 и штоке гидроцилиндра 43. Крепление агрегатов по схемам Б1, Б2 и Б3 и самой ломающейся стрелы 6 предусмотрено либо осью 37, либо на панели 46 при помощи крепежа, состав используемых инструментов, приспособлений и агрегатов, приведенных на фиг. 3, заимствован с машин "земного базирования", является примерным и зависит от вида производимых под водой работ.

Манипулирование инструментами и приспособлениями в кране с ломающейся стрелой в вертикальной плоскости и по высоте достигается наклоном подкоса 40 гидроцилиндром наклона 41 за счет их шарнирного закрепления на осях в серьге 38. Вращательные движения крану 6 передает серьга 38, запертая вертикальной осью 37 в кронштейне 36, от гидроцилиндра поворота 39.

Управление работой агрегатов и большим количеством гидроцилиндров крана с ломающейся стрелой производится экипажем изнутри кабины 5 с пультов и рычажных кранов управления 34 и принципиально ничем не отличается от аналогичной работы машиниста в кабине, допустим, колесного трактора, оснащенного тем же краном с ломающейся стрелой и находящегося "на берегу".

Обеспечение гидроцилиндров агрегатов по схемам Б1, Б2, Б3 и крана 6 рабочей жидкостью предусмотрено от гидравлической насосной установки 23 по системе трубопроводов, проложенных в шахтном отсеке.

По команде экипажа на погружение запускается привод 49. Движение от него передается на приводной вал 13 с жестко сидящими на нем звездочками 14. Гибкий тяговый орган 15, находящийся в зацеплении с ними, через палец 27 и ребра жесткости 26 сообщает движение полупогружному аппарату 4 в ту или иную сторону. При этом, как выше было указано, в момент соприкосновения подводного аппарата с поверхностью водоема верхний противовес 16 должен начать переход на звездочке 12, закрепленной на кронштейне 8, с набегающей ветви на сбегающую ветвь устройства погружения и подъема аппарата с целью компенсации выталкивающего действия воды на подводный аппарата. Противовесы, установленные в упомянутом устройстве, - двойного действия, так как до погружения они полностью уравновешивают полупогружной аппарата, а после его погружения - полностью помогают уравновесить гидростатическое давление, действующее на днище этого аппарата.

Поддержание направления движения аппарата 4 производится четырьмя блоками из катков 17, оси которых жестко заделаны в кронштейнах 11, ограничивающих направляющие 37 аппарата 4.

Система безопасности и жизнеобеспечения экипажа в подводном аппарате работает следующим образом. Прежде всего конструкция полупогружного аппарата - полая вертикальная мачта с глухим дном - выполнена полупогружного типа с тем, чтобы экипаж, работающий в днищевом отсеке - рабочей кабине 5 - при возникновении затопления или угрозы затопления тем или иным способом смог покинуть ее и выйти на поверхность. Для этого предусмотрены несколько устройств:
1. Пассажирский лифтовой подъемник связывает рабочую кабину 5, расположенную в днищевом отсеке погружной части полупогружного аппарата с посадочной площадкой 18 на верху его непогруженной оконечности. Подъемник оборудован кабиной 19 с креслами 32 по числу членов экипажа, приводом подъема 22, противовесами 29 и тросами 30. Под шахту лифтового подъемника выделены большие объемы помещения подводного аппарата. По всей высоте шахты проложены направляющие 28, по которым перемещаются кабина 19 и противовесы 29. по всей высоте шахта лифтового подъемника отделена от аварийной выгородкой 24.

2. Аварийная шахта, в случае выхода из строя привода подъема 22 лифтового пассажирского подъемника, поможет экипажу из рабочей кабины 5 по скоб-трапам 25 подняться на верхнюю палубу 20 и по лестничным переходам 21, 7, 9 и 10 вышки 2 спуститься на палубу плавающего корпуса 1.

3. В основании каркаса кабины лифтового подъемника 19 смонтирована герметичная емкость 33, придающая кабине 19 с экипажем собственную положительную плавучесть.

Для доставки на дно водоема - в зону производства работ - тары и поддонов и для подъема их с продуктами переработки на поверхность, на вышке 2 установлен поворотный грузоподъемный кран 3 с поддонами 47 и тросовой подвеской 48.

Для удобства визуального наблюдения за сменным рабочим оборудованием, расположенным на внешней стороне рабочей кабины 5, в распоряжении экипажа имеются смотровые окна 35 и иллюминаторы. Необходимая освещенность за бортом достигается установленными на рабочей кабине 5 и поддонах прожекторами.

Плавающая установка содержит плавучий корпус с полупогружным аппаратом и приводом подъема и погружения этого аппарата, выполненного в виде полой вертикальной мачты, установленной в направляющих вышки плавучего корпуса. Полая вертикальная мачта выполнена с шахтами лифтового подъемника и аварийного трапа, а также с рабочей кабиной, расположенной в нижней части мачты. В рабочей кабине установлены приборы управления сменным рабочим оборудованием, устанавливаемым с внешней стороны кабины. Изобретение позволяет производить различные подводно-технические работы с созданием для экипажа наиболее безопасных условий. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Плавающая установка для производства подводно-технических работ, содержащая плавучий корпус с источниками электропитания, поворотным грузоподъемным краном, а также со швартовным и якорным устройствами, отличающаяся тем, что она оборудована полупогружным аппаратом в виде полой вертикальной мачты, установленной в направляющих вышки плавучего корпуса, и устройством погружения и подъема этого аппарата, при этом полая вертикальная мачта выполнена с шахтами лифтового подъемника и аварийного трапа, а также с расположенной в ее нижней части рабочей кабиной с установленными внутри приборами управления сменным рабочим оборудованием, устанавливаемым с внешней стороны этой кабины, при этом машинное отделение лифтового подъемника расположено в верхней части указанной мачты. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что устройство погружения и подъема полупогружного аппарата выполнено с гибким замкнутым тяговым органом, огибающим верхнюю и нижнюю звездочки, установленные на осях в кронштейнах вышки, при этом одна из звездочек выполнена приводной, а полупогружной аппарат соединен с указанным тяговым органом посредством вмонтированного в последний шарнира и соединенного с ним кронштейна полупогружного аппарата. 3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что устройство погружения и подъема полупогружного аппарата выполнено с противовесами, установленными на упомянутом гибком органе, причем масса противовесов равна массе полой вертикальной мачты, сумма масс этой мачты и противовесов равна весовому водоизмещению мачты при ее номинальном погружении, а длина участка тягового органа с противовесами равна номинальной глубине погружения указанной мачты.