МЕХАНИЧЕСКИЙ ПОДВОДНЫЙ ПЛАНИРОВЩИК Российский патент 2008 года по МПК E02B1/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к гидротехническому строительству и предлагает установку для грубого, тщательного и весьма тщательного равнения каменных, гравелистых и песчаных постелей подводных оснований.

Уровень техники

Равнение горизонтальных площадей производят, как правило, с помощью механических подводных планировщиков.

Известны плавучие механические планировщики грубого и весьма тщательного равнения постелей, см. И.О.Алексеев, В.Н.Денисов, С.Д.Прямицкий, В.Н.Татаренко. «Технология морских гидротехнических работ», СПб, БИТУ, 2001.

Плавучий механический планировщик грубого равнения содержит несущую конструкцию, выполненную в виде плавучего средства, например понтона, и рабочий орган в виде штанг с ножом-ровнителем.

Планировщик продвигается вдоль постели и маневрирует в ее пределах с помощью швартовных лебедок, закрепленных тросами на рейдовые бочки. При рабочем ходе планировщика нож-ровнитель шириной 6 м и высотой 12 м производит грубое равнение постели полосами с перекрытием ранее выровненной полосы на 500 мм. Обратный нерабочий ход для равнения следующей полосы планировщик выполняет при поднятом ноже (холостой ход).

Плавучий механический планировщик весьма тщательного равнения также содержит несущую конструкцию в виде плавучего средства и рабочий орган в виде опорной плиты со стрелой длиной 6,2 м и ножом-ровнителем шириной 3 м.

Механический планировщик весьма тщательного равнения устанавливают над весьма тщательно выровненным водолазами исходным участком постели и раскрепляют четырьмя тросами на рейдовые бочки. После этого рабочий орган опускается на выровненный участок.

Перед началом равнения производят досыпку камня или щебня в верхний слой постели краном, установленным на планировщике.

В ходе отсыпки камня нож-ровнитель периодически перемещается по поверхности постели, выравнивая ее с заданной точностью. Стрела с ножом-ровнителем поворачивается на 30° в стороны от продольной оси постели, позволяя увеличивать ширину полосы равнения с одной стоянки.

Недостатком известных плавучих механических подводных планировщиков является зависимость процесса равнения постели от приливно-отливных колебаний уровня моря, т.е. при приливе плавучее средство планировщика поднимается, а при отливе опускается по отношению к постели, при этом рабочий орган должен оставаться неподвижным по отношению к постели, т.е. занимать неизменное положение по высоте, и возникает необходимость тщательного отслеживания положения ножа-ровнителя по отношению к постели. Это приводит к необходимости создания сложных устройств, обеспечивающих процесс равнения, следовательно, к усложнению конструкции планировщика в целом. Кроме того, процесс равнения постели с помощью известных плавучих планировщиков зависит также от гидрометеорологических условий в месте проведения работ (скорости ветра, волнения моря, скорости течения и др.), которые отрицательно влияют на процесс равнения. Причиной является то, что плавучее средство планировщика, раскрепленное на болтах с помощью гибких тросов, стремится получить под действием этих нагрузок нежелательные для рабочего органа перемещения как по горизонтали, так и по вертикали. Поэтому необходимо создание сложных устройств для стабилизации плавучего средства с рабочим органом в пространстве. Однако при определенных значениях, например скорости ветра и высоты волны, проведение работ по равнению постели с помощью известных плавучих планировщиков оказывается вообще невозможным.

Недостатком известных плавучих планировщиков является также то, что с одной установки плавучего планировщика производится равнение только одной полосы постели шириной, равной ширине ножа-ровнителя. Поскольку одна установка подводного планировщика над исходным участком постели (перемещение планировщика, раскрепление тросами на рейдовые бочки и прочее) весьма длительна и трудоемка, это приводит к значительному уменьшению эффективности работы плавучего планировщика.

К недостаткам известных плавучих планировщиков следует отнести также узкую специализацию и невозможность доставки их из одного региона в другой железнодорожным или автомобильным транспортом (планировщик грубого равнения не может обеспечить весьма тщательное равнение, а перевозка плавучих средств железнодорожным или автомобильным транспортом невозможна из-за их больших габаритов).

Некоторые из перечисленных недостатков устранены в установке для равнения постелей подводных оснований, раскрытой в патентном документе Японии №5195534, которая может быть принята в качестве ближайшего аналога заявленного изобретения. Известный подводный планировщик содержит несущую конструкцию и рабочий орган, перемещаемый относительно несущей конструкции, которая выполнена в виде самоподъемной платформы, включающей в себя верхнее строение в виде плавучести с проемом в средней части для размещения рабочего органа. Равнение постели обеспечивается за счет свободного падения груза.

Раскрытие изобретения

В основу изобретения положена задача разработать механический подводный планировщик, обеспечивающий процесс равнения постели, не зависящий как от приливно-отливных колебаний уровня воды, так и от гидрометеорологических условий, например скорости ветра, волнения, течений и др., обеспечивающий с одной установки планировщика равнение нескольких полос постели, обладающий универсальностью, то есть обеспечивающий возможность производства как грубого, так и весьма тщательного равнения постели, обладающий возможностью транспортирования его не только водным путем, но и железнодорожным или автомобильным транспортом.

Кроме того, техническим результатом изобретения является обеспечение точного позиционирования рабочего органа.

Изобретение предлагает установку для равнения постелей подводных оснований, содержащую несущую конструкцию и рабочий орган, перемещаемый относительно несущей конструкции, которая выполнена в виде самоподъемной платформы, включающей в себя верхнее строение в виде плавучести с проемом в средней части для размещения рабочего органа.

Отличительными особенностями установки является то, что рабочий орган имеет жесткую раму из двух вертикальных и одной горизонтальной ферм, подвешенную к грузовым тележкам для перемещения рабочего органа относительно несущей конструкции, причем горизонтальная ферма снабжена перемещаемой вдоль нее рабочей тележкой с ножом-ровнителем.

Выполнение несущей конструкции в виде самоподъемной платформы позволяет производить равнение постели при поднятом над водой верхнем строении, чем обеспечивается процесс равнения постели, который не зависит как от приливно-отливных колебаний уровня воды, так и от гидрометеорологических условий, так как при этом исключается вязкое воздействие на верхнее строение и на рабочий орган.

Кроме того, выполнение несущей конструкции в виде самоподъемной платформы, обеспечивающее возможность грубой установки рабочего органа по высоте поднятием или опусканием верхнего строения, и две вертикальные фермы в составе рабочего органа, с помощью которых может производиться точная установка ножа-ровнителя по высоте, делают планировщик универсальным, т.е. планировщик может использоваться как для грубого, так и для весьма тщательного равнения.

В предпочтительном варианте для перемещения грузовых тележек предусмотрены направляющие балки, проходящие вдоль коротких сторон проема, и канатные лебедки, установленные на верхнем строении, а для перемещения рабочей тележки предусмотрены направляющие балки, проходящие вдоль горизонтальной фермы, и грузовые канатные лебедки, установленные на грузовых тележках.

Размещение рабочего органа с ножом-ровнителем на грузовых тележках, которые могут передвигаться поперек планировщика, обеспечивает с одной установки планировщика равнение нескольких параллельных полос постели, благодаря чему значительно увеличивается эффективность работы планировщика.

Рама рабочего органа предпочтительно подвешена к грузовым тележкам посредством стопоров, входящих в выполненные в вертикальных фермах отверстия, а рабочая тележка предпочтительно соединена с грузовыми канатными лебедками посредством канатов, которые запасованы на раме с помощью отводных блоков.

Грузовые и рабочая тележки предпочтительно снабжены ходовыми колесами для перемещения по направляющим балкам.

В еще одном предпочтительном варианте верхнее строение выполнено в виде сборно-разборной конструкции из отдельных плавучестей (понтонов), соединяемых между собой крепежными деталями.

Такое выполнение верхнего строения обеспечивает возможность транспортировки в разобранном виде железнодорожным или автомобильным транспортом, что значительно повышает мобильность планировщика.

В дальнейшем предпочтительном варианте рама рабочего органа выполнена из пустотелых непроницаемых труб с отрицательной плавучестью, для регулировки которой вертикальные фермы снабжены балластными отсеками для приема балласта в виде забортной воды.

Вертикальные фермы предпочтительно выполнены в виде составной конструкции из ряда секций с фланцевым соединением.

В наиболее предпочтительном варианте нож-ровнитель выполнен двусторонним для исключения холостого хода.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами:

фиг.1 представляет вид сверху механического подводного планировщика;

фиг.2 представляет механический подводный планировщик в продольном разрезе;

фиг.3 представляет вид сверху грузовой тележки;

фиг.4 представляет вид сбоку грузовой тележки;

фиг.5 представляет в поперечном разрезе горизонтальную ферму с рабочей тележкой;

фиг.6 представляет вид сверху рабочей тележки с ножом-ровнителем.

Осуществление изобретения

Механический подводный планировщик содержит несущую конструкцию, выполненную в виде самоподъемной платформы, содержащей верхнее строение 1, опорные колонны 2, подъемные машины 3, например гидравлические подъемники. Верхнее строение 1 выполнено в виде плавучести с проемом 4 в средней части, предназначенным для размещения рабочего органа, включающего жесткую геометрически неизменяемую раму из двух вертикальных 5, 6 и одной горизонтальной 7 ферм.

Рама из двух вертикальных 5, 6 и одной горизонтальной 7 ферм подвешена с помощью горизонтальных отверстий 8, выполненных в вертикальных фермах 5, 6, и стопоров 9 к подвижным грузовым тележкам 10, 11, которые могут передвигаться вдоль короткой стороны проема 4 на ходовых колесах 12 по направляющим балкам 13, 14, например размещенным на верхнем строении 1 двутавровым балкам, с помощью, например, канатных лебедок 15, 16. Горизонтальная ферма 7 снабжена подвижной рабочей тележкой 17 с ножом-ровнителем (отвалом) 18. Рабочая тележка 17 может передвигаться на ходовых колесах 19 по направляющим балкам 20, например, размещенным на горизонтальной ферме 7 двутавровым балкам.

Передвижение рабочей тележки 17 вдоль горизонтальной фермы 7 осуществляется с помощью грузовых канатных лебедок 21, 22 и канатов 23, 24, запасованных с помощью отводных блоков 25, 26, причем одна из лебедок передвигает рабочую тележку 17 в одном направлении, а другая лебедка - в противоположном.

Для повышения производительности труда нож-ровнитель 18 (отвал) выполнен двусторонним, т.е. он работает как в одну, так и в другую сторону без холостого хода.

С целью удобства использования планировщика на различных глубинах, в том числе и на мелководье, вертикальные фермы 5 и 6 выполнены составными из нескольких секций по высоте, соединенных между собой, например, на фланцах 27 болтами.

Для уменьшения нагрузки на канатные лебедки 21, 22 вертикальные фермы 5 и 6 и горизонтальная ферма 7 выполнены из пустотелых непроницаемых труб с небольшой отрицательной плавучестью, а для регулировки этой плавучести вертикальные фермы 5 и 6 снабжены балластными отсеками, предназначенными для приема балласта - забортной воды.

Для обеспечения транспортирования планировщика в разобранном виде железнодорожным или автомобильным транспортом верхнее строение выполнено в виде сборно-разборной конструкции из отдельных плавучестей (понтонов), соединяемых между собой крепежными деталями.

Механический подводный планировщик работает следующим образом. На плаву планировщик наводится над рабочим участком постели. Опорные колонны 2 с помощью подъемных машин 3 опускают на грунт, после чего верхнее строение 1 поднимают по колоннам 2 над водой с помощью подъемных машин 3.

После снятия вертикальных ферм 5, 6 со стопоров 9 путем одновременной работы на спуск грузовых канатных лебедок 21, 22 вертикальные фермы 5, 6 с горизонтальной фермой 7 и рабочей тележкой 17 с ножом-ровнителем 18 опускают до проектной отметки, после чего вертикальные фермы 5 и 6 стопорят стопорами 9.

Барабан одной из грузовых канатных лебедок 21, 22 включают на наматывание каната, а барабан другой канатной лебедки - на сматывание каната. Таким образом, одна из канатных лебедок выполняет функцию тягового органа, а другая канатная лебедка - удерживающего органа, и в результате происходит перемещение рабочей тележки 17 с ножом-ровнителем 18, т.е. равнение постели.

По достижении рабочей тележки 17 крайнего положения включают барабан другой лебедки на наматывание каната, а барабан первой лебедки на сматывание, в результате происходит перемещение тележки 17 с ножом-ровнителем 18, следовательно, и равнение постели в другом направлении, то есть процесс равнения происходит без холостого хода.

После выравнивания полосы постели шириной, равной ширине ножа-ровнителя 18, грузовые тележки 10, 11 с вертикальными фермами 5 и 6 и горизонтальной фермой 7 на ходовых колесах перемещают по балкам 13, 14 в новое положение при помощи лебедок 15, 16 с перекрытием ранее выровненной полосы постели на 500 мм. Далее процесс повторяется аналогично предшествующему описанию, т.е. при одной установке планировщика производится равнение нескольких полос постели.

Для перестановки подводного планировщика на другой участок постели рабочий орган планировщика поднимают одновременной работой обеих грузовых канатных лебедок 21, 22, при выведенных из вертикальных ферм 5, 6 стопорах 9 над дном, после чего вертикальные фермы 5, 6 фиксируются стопорами 9. С помощью подъемных машин 3 верхнее строение 1 опускают на воду, подъемными машинами 3 извлекают опорные колонны 2 из грунта и затем планировщик на плаву перемещают на новое место, например, с помощью швартовных лебедок или рейдовых бочек.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к равнению каменных, гравелистых и песчаных постелей подводных оснований. Установка содержит несущую конструкцию и рабочий орган, перемещаемый относительно несущей конструкции, которая выполнена в виде самоподъемной платформы. Установка включает верхнее строение в виде плавучести с проемом в средней части для размещения рабочего органа. Отличительными особенностями установки является то, что рабочий орган имеет жесткую раму из двух вертикальных и одной горизонтальной ферм, подвешенную к грузовым тележкам для перемещения рабочего органа относительно несущей конструкции. Горизонтальная ферма снабжена перемещаемой вдоль нее рабочей тележкой с ножом-ровнителем. Техническим результатом изобретения является обеспечение точного позиционирования рабочего органа. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Установка для равнения постелей подводных оснований, содержащая несущую конструкцию и рабочий орган, перемещаемый относительно несущей конструкции, которая выполнена в виде самоподъемной платформы, включающей верхнее строение в виде плавучести с проемом в средней части для размещения рабочего органа, отличающаяся тем, что рабочий орган имеет жесткую раму из двух вертикальных и одной горизонтальной ферм, подвешенную к грузовым тележкам для перемещения рабочего органа относительно несущей конструкции, причем горизонтальная ферма снабжена перемещаемой вдоль нее рабочей тележкой с ножом-ровнителем.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что для перемещения грузовых тележек предусмотрены направляющие балки, проходящие вдоль коротких сторон проема, и канатные лебедки, установленные на верхнем строении, а для перемещения рабочей тележки предусмотрены направляющие балки, проходящие вдоль горизонтальной фермы, и грузовые канатные лебедки, установленные на грузовых тележках.3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что рама рабочего органа подвешена к грузовым тележкам посредством стопоров, входящих в выполненные в вертикальных фермах отверстия, а рабочая тележка соединена с грузовыми канатными лебедками посредством канатов, которые запасованы на раме с помощью отводных блоков.4. Установка по п.2, отличающаяся тем, что грузовые и рабочая тележки снабжены ходовыми колесами для перемещения по направляющим балкам.5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что верхнее строение выполнено в виде сборно-разборной конструкции из отдельных плавучестей, соединяемых между собой крепежными деталями.6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что рама рабочего органа выполнена из пустотелых непроницаемых труб с отрицательной плавучестью, для регулировки которой вертикальные фермы снабжены балластными отсеками для приема балласта в виде забортной воды.7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что вертикальные фермы выполнены в виде составной конструкции из ряда секций с фланцевым соединением.8. Установка по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что нож-ровнитель выполнен двусторонним.