Устройство для продувки внутреннего объема затонувшего корабля Российский патент 2023 года по МПК B63C7/10 

Изобретение относится к техническим устройствам, применяемым при подъеме затонувших объектов способом восстановления собственной плавучести за счет вытеснения воды сжатым воздухом из их внутренних объемов. Технология подъема предполагает применение различного рода устройств, обеспечивающих сброс из продутых внутренних объемов (отсеков) избытка воздуха, расширяющегося во время всплытия поднимаемого затонувшего объекта из-за падения внешнего гидростатического давления.

Известны отжимные трубы 13 (Фиг. 1), устанавливаемые в продуваемых отсеках 4 затонувшего объекта, через которые при нагнетании сжатого воздуха 2 вытесняется вода 14 [1, 2]. Труба, когда отсек продут полностью и плоскость раздела сред «вода-воздух» 16 проходит по нижнему ее концу, обеспечивает сброс избыточного объема расширяющегося воздуха, который образуется при падении внешнего гидростатического давления.

В не полностью продутых отсеках сброс расширяющегося воздуха через отжимную трубу не происходит, так как этому препятствует гидравлический затвор Ah, образующийся из-за погружения нижнего конца отжимной трубы ниже уровня раздела сред. При небольшой глубине погружения конца трубы достаточного проходного сечения перепад, вызванный падением внешнего гидростатического давления, способен обеспечить удаление из отсека слоя воды, образующего гидравлический затвор, и, как следствие, сброс расширяющегося воздуха через трубу. При значительном погружении сброс воздуха, предотвращающий рост давления в продуваемом отсеке, не происходит. По этой причине отжимные трубы предлагается сделать подвижными и опускать их концы вглубь отсеков по мере их продувки. Недостатком подвижных отжимных труб является усложнение их конструкции, трудность контроля степени продувки отсеков, потери времени на перемещение труб, что увеличивает продолжительность работ. Дискретное перемещение отжимных труб априори создает предпосылку по образованию гидравлических затворов, которые при динамичном всплытии могут блокировать выход расширяющегося воздуха, что приведет в скачку давления внутри продуваемых отсеков, способному их разрушить. Во избежание разрушения отсеков предлагается дополнительно устанавливать в их верхней части предохранительные клапаны, например, рычажного типа [3]. Недостатками предохранительных клапанов рычажного типа является сложность конструкции, установки и настройки.

Известны также технические устройства, предохраняющие продутые стальные судоподъемные понтоны от разрушения при быстром всплытии, называемые аппендиксами. Описание аппендиксов и теория расчета их проходного сечения представлены в специальной литературе [4]. Они представляют собой установленные внутри отсеков понтона полые вертикальные трубы, нижний конец которых вварен в днище понтона над отверстием, а верхний выведен к его подволоку. При продувке понтона сжатый воздух скапливается в отсеках и замещает в них воду, выходящую через открытые нижние горловины. Уровень воды в отсеках и в аппендиксе понижается одновременно. При всплытии не полностью продутого понтона возникает перепад давления. Вода из понтона не успевает выйти через горловины, имеющие ограниченное проходное сечение, и освободить проход для сброса избыточного объема расширяющегося воздуха. В аппендиксах количество воды относительно небольшое, что позволяет ей выйти практически мгновенно, освободив проход для стравливания воздуха. Расположение аппендиксов на днище понтона не мешает их беспрепятственной работе, так как при всплытии поднимаемого понтонами затонувшего объекта понтоны находятся в толще воды. Аппендиксы являются неотъемлемой частью конструкции понтонов и монтируются на них при постройке. Недостатком аппендиксов, установленных в нижней части продуваемых отсеков затонувшего объекта, является сложность монтажа, требующего проникновения водолазов внутрь отсеков и создание вырезов в днище, которое соприкасается с морским дном. При наличии на дне ила и насыщенного водой грунта неизбежно происходит его проникновение внутрь предназначенных для продувки отсеков, что ведет к уменьшению продуваемого объема, увеличению подъемного веса поднимаемого затонувшего объекта и силы отрывного сопротивления грунта, а также воспрепятствует креплению аппендикса в отсеке. Таким образом, использование аппендиксов, эффективных и проверенных на практике при применении судоподъемных понтонов, для сброса избыточного объема расширяющегося воздуха из отсеков затонувшего объекта, поднимаемого способом продувки, не представляется возможным.

Задачей изобретения является устранение указанных выше недостатков и использование принципа работы аппендиксов применительно к продуваемым внутренним объемам (отсекам) затонувшего объекта (корабля), поднимаемого способом восстановления собственной плавучести за счет вытеснения воды сжатым воздухом.

Задача решается в изготовлении аппендикса (Фиг. 1 и 2) в виде полой открытой с обоих концов U-образной трубы 6, устанавливаемой внутри замкнутого продуваемого объема 4 через вырез 12 в его верхней части так, чтобы один ее конец сообщался с окружающей средой, а второй конец находился внутри продуваемого отсека под его подволоком. Колено трубы должно находиться ниже концов отжимных труб 13. При повышении давления 1 внутри продуваемого объема при его продувке его сжатым воздухом 2 через нагнетательный рукав 3 вода 15 выходит через нижние концы отжимных труб 14. При полной продувке через них начинается выход воздуха, а в U-образной трубе устанавливается уровень, равный уровню воды в объеме 16. При всплытии поднимаемого затонувшего объекта, начавшемся при неполной продувке внутренних объемов, когда выходу расширяющего воздуха 5 через отжимные трубы препятствует образовавшийся гидрозатвор Δh, происходит практически мгновенное выдавливание воды из U-образной трубы, что освобождает выход расширяющемуся воздуху 18 и предотвращает разрушение продуваемых внутренних объемов вследствие перепада давления 1, вызванного падением внешнего гидростатического давления. Проходное сечение U-образной трубы рассчитывают по известным теоретическим зависимостям, изложенным в специальной литературе по аналогии с расчетом аппендиксов [4].

Технология применения устройства типа аппендикса, предохраняющего продутые внутренние объемы (отсеки) поднимаемого затонувшего объекта (корабля) от разрушения при падении внешнего гидростатического давления, не отличается от технологии установки отжимных труб 13 и предполагает создание в верхней части объема (отсека) выреза 12, на который устанавливают герметичную крышку 10 с помощью сварки или прижимных болтов 9 с уплотнительной прокладкой 8, к нижней части которой, закрывая сквозное отверстие, закреплена с помощью книц 11 U-образная труба 6. Конструкция трубы жесткая, при необходимости, стянутая бандажами 7. Места установки предохранительных устройств выбирают на свободных поверхностях так, чтобы они находились ближе к поднимаемой оконечности затонувшего объекта, а создание вырезов не ослабляло конструктивную прочность продуваемого внутреннего объема (отсека).

Новыми отличительными признаками являются изготовление аппендикса в виде U-образной трубы и его установка не в нижней, а в верхней части продуваемого внутреннего объема (отсека).

Указанные отличительные признаки обеспечивают:

- быстродействие и как следствие высокую эффективность предохранительного устройства;

- упрощение конструкции предохранительного устройства по сравнению с предохранительным клапаном рычажного типа или подвижной отжимной трубой;

- установку предохранительного устройства в верхней части продуваемого внутреннего объема (отсека) без необходимости выполнения монтажных работ внутри него и вскрытия днища, создающего угрозу проникновения внутрь продуваемого внутреннего объема (отсека) грунта, затрудняющего не только монтаж самого предохранительного устройства, но и подъем затонувшего объекта в целом за счет увеличения его подъемного веса и отрывного сопротивления, а также уменьшения продуваемого объема. Экономический эффект от внедрения устройства типа аппендикса, предохраняющее продутые внутренние объемы (отсеки) поднимаемого затонувшего объекта от разрушения при падении внешнего гидростатического давления (предохранительной U-образной трубы), заключается предотвращении повреждений продуваемых внутренних объемов (отсеков), что требует затрат на их ремонт или изменения технологии подъема, ведущего к потерям результатов ранее выполненных работ, затраты на которые становятся неоправданными. Затраты на установку предохранительной трубы равны затратам на установку рычажного предохранительного клапана, а сложность конструкции предохранительной трубы и, как следствие, стоимость ее изготовления меньше, чем у клапана.

Литература

1. Патент Российской Федерации от 28.04.2020 г. №2720299, «Способ подъема затонувшего объекта».

2. Патент Российской Федерации от 06.09.2022 г. №2779337, «Способ подъема затонувшего объекта методом продувки с автостабилизацией по дифференту и скорости всплытия».

3. Патент Российской Федерации от 21.09.2022 г. №2780362, «Предохранительный клапан рычажного типа для сброса избыточного давления из продуваемых отсеков поднимаемого затонувшего объекта».

4. Судоподъемные понтоны. Под ред. инженера-капитана 1 ранга С.Р. Кравченко. - М.: УВМИНКВМФ, 1946. - С. 61, 108-118.

Изобретение относится к техническим устройствам, применяемым при подъеме затонувших объектов способом восстановления собственной плавучести за счет вытеснения воды сжатым воздухом из их внутренних объемов. Устройство для продувки внутреннего объема затонувшего корабля выполнено в виде U-образной трубы, приваренной к нижней части крышки с отверстием и выполнена с возможностью герметичной установки на вырезе в верхней части конструкции продуваемого внутреннего объема, свободный конец которой выполнен с возможностью выведения в верхнюю часть продуваемого внутреннего объема и с возможностью размещения по длине продуваемого внутреннего объема ближе к оконечности затонувшего объекта, поднимаемой в первую очередь. Достигается обеспечение сброса из продутых внутренних объемов расширяющегося воздуха при падении внешнего гидростатического давления. 2 ил.

Устройство для продувки внутреннего объема затонувшего корабля, отличающееся тем, что оно выполнено в виде U-образной трубы, приваренной к нижней части крышки с отверстием и выполнена с возможностью герметичной установки на вырезе в верхней части конструкции продуваемого внутреннего объема, свободный конец которой выполнен с возможностью выведения в верхнюю часть продуваемого внутреннего объема и с возможностью размещения по длине продуваемого внутреннего объема ближе к оконечности затонувшего объекта, поднимаемой в первую очередь.