МОБИЛЬНОЕ СПУСКОПОДЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО МОДУЛЬНОГО ТИПА Российский патент 2023 года по МПК B63B23/66 

Мобильное спускоподъемное устройство модульного типа, предназначено для постановки-выборки буксируемой линии, с возможностью размещения практически на любом судне. Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим спуск, подъем и буксировку линии, состоящей из грузонесущего троса, герметизированных кабелей, датчиков, размещенных по длине линии, обтекателей и углубителя, на конце линии. Изобретение может быть использовано для установки на судах, в том числе, где нецелесообразен демонтаж палубных механизмов и расположение надстроек судна не позволяет использовать обычный контейнер со спускоподъемным устройством, для обследования горизонтов в толще воды, измерения физических параметров горизонтов, и передачи последних для обработки и вычислений.

Изобретение позволяет размещать мобильное спускоподъемное устройство модульного типа практически на любом судне, за счет модульного выполнения частей мобильного спускоподъемного устройства, и размещения модулей на расстоянии друг от друга.

Преимущества достигаются, за счет выполнения частей мобильного спускоподъемного устройства в виде модулей, что позволяет, при необходимости, разместить модули поворотной опоры (слипа) и лебедки с барабаном на удобном расстоянии, не размещая модули на люках, не загромождая проходы, не выполняя демонтажа палубных конструкций и механизмов.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к области морской техники, а именно к мобильным спускоподъемным устройствам для буксируемых линий и подводных аппаратов. Техническое решение может быть использовано на судах, для спуска, буксировки, подъема и хранения "по-походному" буксируемых линий, применяемых для гидрофизических исследований. Конкретно, предлагаемое техническое решение, относится к спускоподъемным устройствам, обеспечивающим постановку-выборку буксируемых линий, содержащих блоки измерительных датчиков, распределенных вдоль грузонесущего троса, на герметизированных кабелях, пропущенных через отверстия в разъемных обтекателях, и углубителя (подводного аппарата), содержащего шарнирно соединенные решетку заглубляющих крыльев и поплавковую секцию.

Спускоподъемные устройства буксируемых линий - широко применяемая техника. Подобные устройства востребованы в различных отраслях, например, при исследовании физических процессов в водоемах и поисках затонувших объектов.

Одной из сложных технических проблем является размещение мобильного контейнера со спускоподъемным устройством на судне-носителе. Как правило, используется стандартный 20-футовый или 40-футовый контейнер морского исполнения. В контейнере размещены лебедка с барабаном, устройство фиксации линии на барабане, система управления и поворотное устройство с рамой (слип), на которой располагается "по-походному" углубитель или подводный аппарат. Однако не на каждом судне, из-за наличия надстроек и палубных механизмов, технически возможно разместить в удобном месте палубы мобильный контейнер, (особенно 40-футовый). Требуется специально дооборудовать место на палубе судна, и демонтировать палубные механизмы: лебедки, прожектора, насосы, ограждения, вооружение и т.д. Мобильный контейнер занимает проход по палубе судна, закрывает люки, сигнальные огни, и создает препятствие перемещению команды, особенно в авральной ситуации.

Предлагаемое техническое решение позволяет размещать мобильное спускоподъемное устройство модульного типа, как в контейнере, так и в модульном варианте - в двух небольших контейнерах или открыто на палубе любого судна, так как модули имеют, по сравнению с типовым контейнером, меньший размер, и могут быть установлены со значительным расстоянием (0,5-6 метров) друг от друга. Это позволяет не устанавливать модули на люках в палубе, не демонтировать палубные механизмы, а размещать модули между ними, причем с некоторым (до 10°), осевым смещением модулей.

Предлагаемое техническое решение реализуется за счет модульного исполнения спускоподъемного устройства.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известна конструкция спускоподъемного устройства для буксируемых подводных аппаратов (полезная модель RU №191507) Устройство содержит опорное основание, размещенное на жестком каркасе в контейнере, поворотную опору, шарнирно установленную на опорном основании. Подъемную раму, шарнирно соединенную с поворотной опорой, с механизмом складывания; лебедку с двумя барабанами, систему управления. На оси подъемной рамы, при помощи механизма захвата, удерживается подводный аппарат.

По мнению авторов изобретения, при размещении спускоподъемного устройства в контейнере, повышается эффективность использования спускоподъемного устройства, за счет возможности быстрой доставки и размещения 40-футового контейнера со спускоподъемным устройством на судно, находящееся в любой географической точке. Необходимо отметить, что решение размещать спускоподъемное устройство в контейнере существовало задолго до появления рассматриваемого технического решения, и если такой контейнер со спускоподъемным устройством, возможно мобилен в части доставки, например, на судне-контейнеровозе, то установка контейнера со спускоподъемным устройством на любом судне, представляет сложную техническую проблему. На судне может не быть места для установки стандартного контейнера на палубе, без демонтажа палубных механизмов: лебедок, кнехтов, ограждений и другого оборудования. Будучи размещенным на палубе, контейнер закрывает люки и проходы, создает сложности для перемещения членов экипажа, особенно при авральной ситуации.

Известна конструкция спускоподъемного устройства (патент RU2585181), содержащее опорное основание, поворотный элемент, шарнирно установленный на опорном основании, шатун с приводом, и ряд взаимосвязанных механических элементов, размещенных в мобильном контейнере, в чем, по мнению авторов, заключается новизна предлагаемого технического решения и достигается мобильность. Необходимо отметить, что размещение всех функциональных частей спускоподъемного устройства в контейнере, широко используемая практика.

Задача, которую решает известное изобретение - создание мобильного спускоподъемного устройства, которое может быть быстро доставлено, установлено и развернуто на судне, приведено в эксплуатационное состояние, а после могло быть свернуто в контейнер и оперативно перемещено в другое место.

В рассматриваемом изобретении имеется проблема установки мобильного контейнера на палубе судна, которая не предназначена для размещения посторонних грузов и конструкций, какими являются контейнеры. Нарушается обзорность, закрываются сигнальные огни и разметка палубы, заставляются люки и проходы, как правило, требуется демонтаж палубного оборудования: лебедок, ограждений и т.д.

Известно спускоподъемное устройство для постановки-выборки буксируемой линии (патент RU №2339536). В аспекте предлагаемого изобретения, данное техническое решение рассматривается как прототип. Спускоподъемное устройство буксируемой линии, установлено на жестком основании, размещенном в контейнере. СПУ содержит: поворотную опору, с рамой и установленным на ней "по-походному" углубителем буксируемой линии; привод, осуществляющий перемещение поворотной опоры; буксирную лебедку, с горизонтально установленным барабаном, и приводом, для многослойной однорядной намотки линии; системы управления приводами. Устройство фиксации линии на барабане, в виде полой колонны, размещенной между поворотной рамой и барабаном, стойки, на которой установлен вращающийся барабан. Барабан имеет пазы для укладки натяжной ленты, охватывающей буксируемую линию на барабане лебедки, с возможностью перемещения в пазах барабана, по мере стравливания-намотки витков буксируемой линии, и пазы для укладки троса, связанного через систему блоков с регулируемым грузом, перемещающимся внутри стойки.

Недостатки такого решения заключаются: в чрезвычайной сложности конструкции, обеспечивающей фиксацию и прижим линии на барабане, отсутствии компактности в размещении элементов устройства и размещение всех функциональных частей спускоподъемного устройства в одном контейнере, который также сложно разместить на палубе судна без демонтажа палубных механизмов и специальной подготовки места размещения.

РЕШАЕМЫЕ ЗАДАЧИ

Задача, решаемая при реализации предлагаемого технического решения заключается в обеспечении установки мобильного спускоподъемного устройства на необорудованную палубу практически любого судна, за счет модульного выполнения частей, имеющих сравнительно небольшой размер, и возможностью регулировать расстояние между модулями, в диапазоне 0,5-6 метров, обходя при этом люки, палубные механизмы, элементы корпусных конструкций, оставляя место для перемещения команды. При этом все составные части СПУ целенаправленно скомпонованы, для возможности модульного размещения. Например, компактное устройство фиксации линии на барабане, оснащено прижимной лентой, выполненной в виде гибкого каната, с размещенными по всей длине прямоугольными неметаллическими пластинами, находится в модуле барабана с лебедкой и удерживает линию от провисания между модулями при постановке линии и плотную намотку на барабан при выборке. Модули целенаправленно созданы, в результате чего у СПУ появилось новое свойство: раздельное размещение модулей, при сохранении всех рабочих функций.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В предлагаемом техническом решении сформулированы основные отличительные признаки спускоподъемного устройства для буксируемой линии.

Мобильное спускоподъемное устройство модульного типа для постановки-выборки буксируемой линии, содержащее размещенное на жестком каркасе опорное основание, шарнирно установленную на опорном основании поворотную опору, шарнирно соединенную с поворотной опорой подъемную раму с механизмом складывания (слип), размещенный на раме буксируемый углубитель в положении "по-походному"; устройство фиксации линии на барабане, со стойкой, на которой установлен барабан, с возможностью вращения; ленту в виде гибкого каната, охватывающую буксируемую линию, с установленными по всей длине прямоугольными неметаллическими пластинами, и имеющую возможность перемещения в пазах барабана лебедки, по мере постановки/выборки линии; лебедку с барабаном, с многослойной однорядной намоткой буксируемой линии; приводы; систему управления, отличающееся тем, что поворотная опора и лебедка с барабаном, размещены на опорных основаниях раздельно, в модульных конструкциях, допускающих размещение на палубе судна с удалением модулей друг от друга.

Признак: "поворотная опора и лебедка с барабаном, размещены на опорных основаниях раздельно, в модульных конструкциях, допускающих размещение на палубе судна с удалением модулей друг от друга" позволяет размещать модули на палубе судна, не загромождая люки и проходы, и не демонтируя оборудование и палубные механизмы, на регулируемом расстоянии (0,5-6 метров между модулями).

Признак: "устройство фиксации линии на барабане выполнено в виде стойки, на которой установлен барабан, с возможностью вращения, прижимная лента выполнена в виде гибкого троса, с установленными по всей длине прямоугольными неметаллическими пластинами, охватывает буксируемую линию на барабане лебедки, имеет возможность перемещения в пазах барабана лебедки и наматывается/разматывается на барабане стойки, по мере постановки/выборки линии", позволяет сделать устройство фиксации компактным, для объединения в модуль, и удерживает линию от провисания между модулями при постановке линии и плотную намотку на барабан при выборке, при расстоянии между модулями до 6 метров.

Реализация изобретения позволяет упростить размещение спускоподъемного устройства на судне, и выполнять установку не демонтируя элементы конструкций и палубное оборудование, обеспечивать фиксацию и поджатие линии на барабане, не допуская провисания линии между модулями при постановке линии и обеспечивать плотную намотку линии на барабан при выборке, учитывая увеличенное расстояние между модулями.

Заявленное техническое решение предложено в результате целенаправленного усовершенствования СПУ, уменьшения его размеров, с целью компактного выполнения, и возможного модульного размещения. Например, для модуля слипа, использован редуктор с вертикальным расположением двигателя. В модуле с лебедкой и барабаном, доработана конструкция устройства фиксации буксируемой линии на барабане лебедки.

В известных технических решениях задача модульного размещения не ставилась и не решалась. Причем компоновка известных устройств СПУ часто выходит за габариты контейнера, например у прототипа. За счет модульного решения и усовершенствования устройства фиксации, появилась возможность располагать модули на расстоянии до 6 метров, при этом обеспечивать натяжение линии при выборке и отсутствие провисания при стравливании. Благодаря применению известных инженерных решений, появилась возможность раздельного, модульного размещения СПУ, причем суммарный линейный размер двух компактных модулей меньше типового 20-ти футового морского контейнера. Модульное размещение упрощает погрузку-выгрузку и расположение на палубе судна. Установка на судне без подготовки 20-ти, а тем более 40-футового контейнера - сложная техническая проблема. Установка на большинстве судов, без дооборудования и демонтажа палубных механизмов, таких контейнеров попросту невозможна, либо сопряжена со значительным объемом работ, что ставит под вопрос реальность заявленной цели -мобильность, указанную в известных технических решениях. Предлагаемое техническое решение обладает простотой в исполнении, и его применение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники и не основано на изменении количественных признаков. За счет специальной доработки фиксирующего устройства, спускоподъемное устройство целенаправленно скомпоновано в модули, допускающие раздельное размещение на расстоянии и с осевым смещением. Поэтому у предлагаемого модульного исполнения СПУ появляется новое свойство: возможность размещения на палубе практически любого судна без демонтажа палубных устройств. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Предложенное техническое решение позволяет применять СПУ практически на любом судне, что было невозможно при размещении СПУ целиком, только в контейнерном варианте. Поэтому предложенное техническое решение соответствует критерию "новизна", т.к. имеет отличительные признаки от прототипа, новое конструктивное выполнение элементов и новые связи между элементами. Приведенные новые свойства предлагаемого технического решения не совпадают со свойствами, являющимися отличительными признаками в известных решениях, и не являются суммой их свойств, что позволяет считать заявляемое решение соответствующим критерию "существенные отличия".

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение иллюстрируется чертежами, Фигура 1- Фигура 6, где:

Фигура 1 - отображает мобильное спускоподъемное устройство, размещенное в типовом контейнере.

Фигура 2 - отображает мобильное спускоподъемное устройство модульного типа.

Фигура 3 - отображает устройство фиксации линии на барабане, с прижимной лентой.

Фигура 4 - отображает положение слипа в рабочем положении.

Фигура 5 - отображает 3-D изображение мобильного спускоподъемного устройства.

Фигура 6 - отображает 3-D изображение мобильного спускоподъемного устройства модульного типа.

1. Опорное основание;

2. Нижняя часть углубителя с поплавковой частью;

3. Поворотная опора слипа;

4. Сочленение частей углубителя;

5. Верхняя часть углубителя;

6. Буксируемая линия;

7. Устройство фиксации линии на барабане;

8. Поворотная ось слипа;

9. Барабан;

10. Двигатель лебедки барабана;

11. Редуктор лебедки барабана;

12. Редуктор слипа;

13. Двигатель слипа;

14. Прижимная лента;

15. Корпус устройства фиксации;

16. Барабан прижимной ленты;

17. Груз в поднятом положении;

18. Груз в нижнем положении (линия вытравлена);

19. Концевой выключатель;

20. Ручная лебедка для подъема груза.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Мобильное спускоподъемное устройство для буксируемой линии (Фигура 1), содержит: размещенное в контейнере опорное основание 1, углубитель 2,4,5, на поворотной опоре слипа 3; поворотную ось слипа 8, устройство фиксации линии на барабане 7, барабан лебедки линии 9, двигатель лебедки 10, редуктор лебедки линии 11, редуктор слипа 12, двигатель 13. СПУ размещено в контейнере и поэтому возникает ряд технических проблем для установки на палубе судна. Двери контейнера должны находиться у борта судна, чтобы была возможность для размещения поворотной опоры слипа 3, с углубителем 2,4,5 над водой.

Мобильное спускоподъемное устройство модульного типа (Фигура 2) состоит из двух модулей: модуля слипа а), и модуля барабана лебедки б), с устройством фиксации линии на барабане 7. Предложенное осуществление СПУ позволяет размещать модули на палубе практически любого судна, за счет увеличения или уменьшения расстояния между модулями можно пропускать люки или палубные механизмы, причем модульное размещение допускает некоторое (до 10°) осевое смещение.

Устройство фиксации линии на барабане лебедки (Фигура 3), содержит: барабан лебедки 9, прижимную ленту 14, раму устройства фиксации 15, барабан прижимной ленты 16, груз в поднятом положении 17, груз в нижнем положении 18 (линия вытравлена), концевой выключатель 19, ручную лебедку 20. Концевой выключатель 19 срабатывает при достижении грузом нижнего положения. Ручная лебедка 20, предназначена для подъема груза при ремонте и обслуживании. Устройство фиксации 15 имеет рамную конструкцию, для облегчения обслуживания и визуализации работы. Прижимная лента 14 выполнена в виде каната, проходящего через отверстия в пластмассовых прямоугольных элементах, расположенных вдоль всей длины каната. Причем пластмассовые элементы имеют зазоры между соседними элементами и плотно соприкасаются с линией. Такое выполнение прижимной ленты позволяет размещать линию на барабане с плотной посадкой при выборке линии и исключить провисание при вытравливании. При постановке - выборке линии, происходит изменение размеров размещенной на барабане линии, изменяется диаметр намотанной линии на барабане, соответственно меняется необходимая величина усилия натяжения ленты. Чтобы компенсировать изменение усилия, на ленту, обтягивающую линию на барабане, передается усилие через трос с грузом, который перемещается вниз при установке линии, а вверх - при выборке линии. При нахождении груза в крайнем нижнем положении, срабатывает концевой выключатель 19, что сигнализирует о полной выборке линии. Выполнение ленты 14 в виде гибкого каната с пластмассовыми элементами (например, из капролона), позволяет плотно прижать их к пластмассовым поплавкам линии (также выполненных из капролона), обеспечив их плотное прижатие, обеспечив плотную намотку линии, и исключить провисание линии при установке.

Устройство углубителя в положении непосредственно перед установкой линии, после поворота поворотной опоры слипа 3, показано на Фигуре 4. Здесь: 1 - опорное основание слипа, 2 - нижняя часть углубителя с поплавковой частью, 4 - сочленение частей углубителя, 5 - верхняя часть углубителя, 8 - поворотная ось слипа, на которую подается крутящий момент привода. Поворотная ось 8, вращаясь, перемещает поворотную опору 3, с установленным на ней рамой и углубителем 2,4,5. Конструкция углубителя, имеет шарнирно, сочлененные части, раму 4 и поплавковую секцию 2. Назначение поплавковой секции 2 -удерживать линию на глубине, при буксировке, и обеспечивать ее устойчивость.

После поворота оси 8 на 150°, перемещение прекращается, включается привод лебедки барабана 9, размыкаются держатели на раме поворотной опоры слипа 3. Углубитель 2,4,5, с линией 6 начинает перемещение на требуемую глубину.

Мобильное спускоподъемное устройство, в 3-D изображении, показано на Фигуре 5. Мобильное спускоподъемное устройство находится в контейнере, который занимает много места на палубе.

Мобильное спускоподъемное устройство модульного исполнения показано на Фигуре 6. Модули мобильного спускоподъемного устройства за счет компактного размещения имеют размеры меньшие, чем у стандартного контейнера, и за счет модульного исполнения, размещаются на регулируемом расстоянии, с возможностью осевого смещения, пропуская люки и обходя палубные механизмы. При этом компактное устройство фиксации линии на барабане, находится в модуле барабана с лебедкой и удерживает линию от провисания между модулями при постановке линии и плотную намотку на барабан при выборке.

Изобретение относится к спускоподъемным устройствам, предназначенным для постановки-выборки буксируемой линии. Мобильное спускоподъемное устройство модульного типа для постановки-выборки буксируемой линии содержит размещенное на жестком каркасе опорное основание, шарнирно установленную на опорном основании поворотную опору, шарнирно соединенную с поворотной опорой подъемную раму с механизмом складывания – слип, и размещенный на раме буксируемый углубитель в положении "по-походному"; устройство фиксации линии на барабане, с прижимной лентой, которая связана с грузом, перемещающимся внутри устройства; лебедку с барабаном, с многослойной однорядной намоткой буксируемой линии, приводы и систему управления. Поворотная опора и лебедка с барабаном размещены на опорных основаниях раздельно, в модульных конструкциях, допускающих размещение на палубе судна на расстоянии между модулями. Устройство фиксации линии на барабане выполнено в виде стойки, на которой установлен барабан, с возможностью вращения, а прижимная лента выполнена в виде гибкого каната, с установленными по всей длине прямоугольными неметаллическими пластинами, и охватывает буксируемую линию на барабане лебедки, имеет возможность перемещения в пазах барабана лебедки и наматывается/разматывается на барабане стойки, по мере постановки/выборки линии. Достигается обеспечение установки мобильного спускоподъемного устройства на необорудованную палубу практически любого судна. 6 ил.

Мобильное спускоподъемное устройство модульного типа для постановки-выборки буксируемой линии, содержащее размещенное на жестком каркасе опорное основание, шарнирно установленную на опорном основании поворотную опору, шарнирно соединенную с поворотной опорой подъемную раму с механизмом складывания – слип, размещенный на раме буксируемый углубитель в положении "по-походному"; устройство фиксации линии на барабане, с прижимной лентой, связанной с грузом, перемещающимся внутри устройства; лебедку с барабаном, с многослойной однорядной намоткой буксируемой линии, приводы, систему управления, отличающееся тем, что поворотная опора и лебедка с барабаном размещены на опорных основаниях раздельно, в модульных конструкциях, допускающих размещение на палубе судна на расстоянии между модулями; причем устройство фиксации линии на барабане выполнено в виде стойки, на которой установлен барабан, с возможностью вращения, прижимная лента выполнена в виде гибкого каната, с установленными по всей длине прямоугольными неметаллическими пластинами, охватывает буксируемую линию на барабане лебедки, имеет возможность перемещения в пазах барабана лебедки и наматывается/разматывается на барабане стойки по мере постановки/выборки линии.