УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДЪЕМА ЗАТОНУВШЕГО СУДНА ОСУШЕНИЕМ ОТСЕКОВ В ВИДЕ САМООПУСКАЮЩЕЙСЯ ОТЖИМНОЙ ТРУБЫ Российский патент 2024 года по МПК B63C7/12 

Изобретение относится к области подъема затонувших судов, в частности к техническим средствам подъема затонувших судов способом осушения отсеков продувкой сжатым воздухом.

Известно устройство для подъема затонувшего судна осушением отсеков, защищенное Патентом Российской Федерации на изобретение №2801982 [1] в виде располагаемой над продуваемым отсеком подвижной отжимной трубы, представляющей собой приспособление для закачки в корпус затонувшего судна сжатого воздуха и отжимную трубу, установленные на общем основании, герметично закрепленном в вырезе на крыше продуваемого отсека, причем отжимная труба выполнена с возможностью перемещения в вертикальной плоскости посредством механизма перемещения трубы, цилиндры которого жестко соединены с отжимной трубой, и фиксирующего механизма, выполненного в виде замка-трещотки, взаимодействующего с зубчатыми рейками, установленными на образующей отжимной трубы и не позволяющими трубе перемещаться в обратном направлении под действием избыточного давления в продуваемом отсеке. Подвижная отжимная труба предназначена для регулирования величины продуваемого объема, а также сбрасывания избыточного воздуха, расширяющегося при всплытии поднимаемого объекта из-за падения внешнего гидростатического давления, в результате чего внутри осушаемого отсека избыточное давление не превышает значения, свыше которого существует опасность разрушения отсека избыточным давлением. Подвижной отжимной трубой реализуется известный принцип сифона, когда газ в замкнутом продуваемом объеме скапливается в его верхней части и отжимает воду через полую трубку до тех пор, пока линия раздела сред «газ - вода» не сравняется с нижней открытой частью трубки, после чего через трубку газ начинает выходить наверх, а уровень раздела сред устанавливается на заданном уровне по нижнему краю трубки. Контроль величины продутого объема осуществляется с помощью контрольной трубки, жестко соединенной с подвижной частью трубы, причем отжимная труба и контрольная трубка помещены в гофрированные кожухи, обеспечивающие их герметичность. Выход из контрольной трубки пузырьков воздуха свидетельствует о том, что отсек продут полностью по уровень, заданный высотой подвижной части трубы внутри отсека, и что трубу с целью дальнейшей продувки отсека следует дополнительно опускать с помощью механического привода. Этим достигается исключение появления мощного гидравлического затвора на конце трубы, величина которого будет являться непреодолимым препятствием для стравливания воздуха, расширяющегося при всплытии поднимаемого объекта. Устройство для подъема затонувшего судна осушением отсеков, защищенное Патентом Российской Федерации на изобретение №2801982, взято в качестве прототипа.

Недостатками прототипа являются наличие сложного механического привода с необходимостью подачи рабочей среды для его энергетического обеспечения, а также установка подвижной части трубы в многочисленные дискретные положения, количество которых определяется безопасной высотой гидравлического затвора, при которой не происходит разрушение продуваемого отсека при всплытии поднимаемого объекта. В связи с тем, что при выполнении судоподъемных работ величины подъемного веса объекта и отрывного сопротивления не подлежат точной оценке, заранее точно определить необходимый объем продувания отсека, то есть при какой длине подвижной части отжимной трубы внутри отсека начнется всплытие, не представляется возможным. По этой причине спуск подвижной трубы в отсек предусмотрен с многочисленными остановками на продувку очередной части отсека, что усложняет и удлиняет процесс продувки отсека. При этом гидрозатвор в продуваемом отсеке остается, а его величина является переменной. В случае начала всплытия сразу же после очередного перемещения трубы на заданную дискретную величину внутрь отсека существует опасность разрушения отсека, если величина перемещения выбрана неправильно и является неприемлемо большой. Подвижная отжимная труба из-за наличия механизма привода имеет большие массогабаритные характеристики высоко расположенный центр тяжести в исходном положении, что усложняет ее установку (монтаж) над осушаемым отсеком и создает угрозу для работающего рядом с трубой водолаза.

Задачей изобретения является обеспечение безопасности подъема затонувшего объекта за счет предотвращения разрушения продуваемых отсеков расширяющимся при всплытии сжатым воздухом и возможности контроля величины подъемной силы, создаваемой при продувке отсеков. Изобретение обеспечивает:

- автоматическое регулирование длины отжимной трубы по мере продувки осушаемого отсека;

- исключение образования гидрозатвора и обеспечение беспрепятственного выхода расширяющегося при всплытии воздуха из продуваемого отсека;

- контроль величины продутого объема в осушаемом отсеке;

- существенное упрощение конструкции подвижной отжимной трубы за счет исключения из нее механизма привода и его энергетического обеспечения;

- удобные и безопасные работы по монтажу отжимной трубы за счет ее расположения внутри продуваемого отсека.

Конструкция предлагаемого устройства для подъема затонувшего судна осушением отсеков в виде самоопускающейся отжимной трубы представлена на фиг. 1.

Из стальных стержней и разрезанного в виде колец металла изготавливается каркас цилиндрической формы 25. В нижней части каркаса находится ограничитель перемещения блока плавучести 26. Верхним кольцом 29 каркас закреплен к нижней стороне основной пластины 12 под круглым вырезом в ней. Сверху над вырезом установлена сплошная короткая труба 3, приваренная к основной пластине 12 с дополнительным подкреплением кницами 11. На каркас 25 одет подвижный бок плавучести 23 с боковой прорезью в верхней части, изготовленный из легкого материала с плотностью меньше плотности воды. Блок плавучести 23 закреплен к короткому отрезку стальной трубы 28, также имеющей прорезь, внутри которой находится каркас 25. Короткая труба 28 внутри блока плавучести 23 и верхнее кольцо каркаса 29 объединены гофрированным кожухом 21, изготовленным из водонепроницаемого материала, способного образовывать складки и распрямляться, образуя рукав переменной длины, по которому вода 4 отжимается из осушаемого отсека при подаче в отсек сжатого воздуха 19 через продувочный рукав 2, закрепленный к основной пластине 12 посредством штуцера и накидной гайки 1. С обратной стороны основной пластины 12 и на торце пластины ограничителя перемещения блока плавучести 26 расположены блоки-ролики 15, через которые проходит гибкая тяга 5 с буйком 6, натягивающем ее независимо от положения блока плавучести 23, обусловленного разделом сред «вода - воздух» 22 внутри продуваемого отсека. Гибкая тяга 5 имеет разметку, по которой контролируется положение блока плавучести 23 внутри продуваемого отсека и расчетным путем оценивается величина созданной подъемной силы, зависящая от расположения линии раздела сред «вода - воздух» 22 по высоте продуваемого отсека. Гибкая тяга 5 проходит через стопорный механизм 8, установленный в верхней части сплошной короткой трубы 3. Принцип действия стопорного механизма заключается в механическом зажиме гибкой тяги 5 после приведения в горизонтальное положение рычага 9, который поднят в вертикальное положение за счет натяжения гибкой связи 7, соединяющей рычаг 9 с плавучестью 14, находящейся на поверхности воды 13.

Порядок работы предлагаемого устройства для подъема затонувшего судна осушением отсеков в виде самоопускающейся отжимной трубы (Фиг. 1) следующий. Самоопускающуюся отжимную трубу в сборе острапливают за обухи 10 и размещают на крыше продуваемого отсека 18, в которой предварительно делают вырез 20 круглой или прямоугольной формы. Размер выреза должен быть достаточным, чтобы через него внутрь отсека прошли элементы каркаса 25, блок плавучести 23 и блоки 15. Самоопускающуюся отжимную трубу фиксируют на крыше продуваемого отсека 18 с использованием крепежных элементов 16, в качестве которых могут выступать гайки, накручиваемые на шпильки, болты с откидной головкой или крючковые болты. Не исключается крепление основной пластины 12 с помощью подводной сварки. Герметичность соединения основной пластины 12 и крыши продуваемого отсека 18 обеспечивается прокладкой из пористой резины 17. Все работы по установке самоопускающейся отжимной трубы на продуваемом отсеке выполняются, когда понимаемый объект гарантированно неподвижно лежит на грунте 24 своим днищем, которое на фиг. 1 совпадает с дном 27 продуваемого отсека.

В исходном положении (Фиг. 2а) блок плавучести 23 поджат за счет Архимедовой силы к нижней части основной пластины 12. Гофрированный кожух 21 сжат.Буек 6, обеспечивающий поддержание гибкой тяги 5 в натянутом состоянии, находится на максимально возможной высоте. Рычаг стопорного механизма 9 находится в вертикальном положении за счет натяжения отрегулированной по длине гибкой связи 7, закрепленной к плавучести 14, погруженной на половину высоты. Размеры плавучести 14 и сила натяжения гибкой связи 7 выбирают с учетом сохранения вертикального положения рычага 9 при наличии волнения на поверхности акватории 13. С началом нагнетания в отсек сжатого воздуха 19 (Фиг. 26) под действием силы тяжести блок плавучести 23 скользит вниз по каркасу 25. Гофрированный кожух 21 растягивается, образуя водонепроницаемые стенки трубы, по которой вода 4 вытесняется из отсека наружу, втекая в трубу снизу через совмещенные прорези в блоке плавучести 23 и в короткой трубе 28 и вытекая сверху через отрезок трубы 3 над основной пластиной 12, подкрепленный кницами 11. Перемещение блока плавучести 23 вниз происходит одновременно с понижением плоскости раздела сред «вода - воздух» 22. Если при продувке отсека всплытия не произошло, блок плавучести 23 застопорится в нижнем положении из-за израсходования свободной (находящейся выше стопорного механизма 8) длины гибкой тяги 5, остановившись выше ограничителя 26. После этого через совмещенную прорезь в блоке плавучести 23 и в короткой трубе 28 из отсека начнет выходить сжатый воздух 19 (Фиг. 2в), что свидетельствует о завершении продувки отсека. Буек 6, поддерживающий гибкую тягу 5 в натяжении, при этом упирается в стопорный механизм 8, который вследствие расположения поднимаемого объекта на грунте в неизменном положении и сохранения собственной гибкой связи 7 под натяжением остается в открытом состоянии.

Если всплытие поднимаемого затонувшего объекта начинается, когда блок плавучести находится в промежуточном положении (Фиг. За), происходит фиксация блока плавучести 23 по высоте в следующей последовательности. В гибкой связи 7 пропадает натяжение вследствие уменьшения расстояния между крышей продуваемого отсека 18 и поверхностью воды 13. Плавучесть 14 всплывает и перестает работать. Рычаг 9 стопорного механизма 8 опускается в горизонтальное положение, что приводит к зажиманию гибкой тяги 5, не дающей через систему блоков 15 опускаться блоку плавучести 23. По мере всплытия поднимаемого объекта происходит падение гидростатического давления снаружи продуваемого отсека, что приводит к расширению сжатого воздуха 19 внутри него. Воздух 19 отжимает остаток воды, равный по высоте расстоянию от верхнего края в прорези блока плавучести 23 до линии раздела сред 22 в начале всплытия, и начинает интенсивно выходить через отжимную трубу 21, что ведет к уменьшению перепада давления внутри и снаружи продуваемого отсека и предотвращает его разрушение при всплытии.

Отличительными признаками изобретения являются то, что отжимная полая труба из сплошного материала заменяется прочным и легким каркасом, устанавливаемым внутрь продуваемого отсека и являющимся направляющей для перемещения блока плавучести с боковой прорезью, к которому присоединен гофрированный кожух, формирующий непроницаемую часть отжимной трубы. Длина непроницаемой части при этом точно соответствует высоте продутого объема и увеличивается по мере его возрастания при подаче сжатого воздуха внутрь отсека, так как блок плавучести по мере продувки отсека под собственной тяжестью самостоятельно без дополнительных механических приводов опускается вниз вместе с плоскостью раздела сред «вода - воздух», которая проходит по верхнему краю плавучести. С началом всплытия поднимаемого объекта положение блока плавучести по высоте отсека, а вместе с этим и длина отжимной трубы, фиксируется за счет наличия стопорного механизма, зажимающего проходящую по блокам гибкую тягу вследствие перемещения вниз рычага привода стопорного механизма из-за ослабления гибкой связи, связывающей рычаг с плавучестью, находящейся на поверхности воды и перестающей создавать натяжение при уменьшении расстояния между крышей отсека и поверхностью воды. Уровень раздела сред «вода - воздух» внутри продуваемого отсека контролируется с помощью буйка, поддерживающего свободный конец гибкой тяги в вертикальном положении и обеспечивающего его нахождение в стопорном механизме в натянутом состоянии.

Экономический эффект достигается снижением трудоемкости изготовления отжимных труб, ускорением выполнения судоподъемных работ за счет сокращения времени продувки отсеков и исключением дополнительных расходов при выполнении судоподъемных работ, связанных с устранением последствий аварий, вызванных разрушением продуваемых объемов избыточным внутренним давлением при всплытии поднимаемого объекта.

Литература

1. Патент на изобретение №2801982. Устройство для подъема затонувшего судна осушением отсеков. Патентообладатель: ФГКВОУ ВО «ВУНЦ ВМФ «Военно-морская академия». Авторы: Агеев А.С., Асминин В.В., Краморенко А.В., Фадеев Д.Е., Чумаров Р.И. Заявка 202037588. Приоритет изобретения 16.11.2020 г., дата государственной регистрации в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 22.08.2023 г.

Изобретение относится к области подъема затонувших судов. Устройство для подъема затонувшего судна осушением отсеков содержит приспособление для закачки в корпус затонувшего судна сжатого воздуха и отжимную трубу, действующую по принципу сифона, стопорный механизм. Труба состоит из легкого каркаса, устанавливаемого внутрь продуваемого отсека и являющегося направляющей для перемещения блока плавучести с боковой прорезью. К трубе присоединен гофрированный кожух. Кожух формирует, по мере того, как блок плавучести при продувке отсека под собственной тяжестью опускается вниз вместе с плоскостью раздела сред «вода-воздух», непроницаемую часть отжимной трубы. Стопорный механизм зажимает соединенную с блоком плавучести гибкую тягу с буйком, и срабатывает при всплытии затонувшего судна, фиксируя длину трубы и величину продутого объема, которая контролируется по оставшейся снаружи длине гибкой тяги. Достигается обеспечение безопасности подъема затонувшего объекта за счет предотвращения разрушения продуваемых отсеков расширяющимся при всплытии сжатым воздухом и возможности контроля величины подъемной силы, создаваемой при продувке отсеков. 3 ил.

Устройство для подъема затонувшего судна осушением отсеков, содержащее приспособление для закачки в корпус затонувшего судна сжатого воздуха и отжимную трубу, действующую по принципу сифона, и отличающееся тем, что к отжимной трубе, состоящей из легкого каркаса, устанавливаемого внутрь продуваемого отсека и являющегося направляющей для перемещения блока плавучести с боковой прорезью, присоединен гофрированный кожух, формирующий по мере того как блок плавучести при продувке отсека под собственной тяжестью опускается вниз вместе с плоскостью раздела сред «вода-воздух», непроницаемую часть отжимной трубы, а также стопорный механизм, зажимающий соединенную с блоком плавучести гибкую тягу с буйком, срабатывающим при всплытии затонувшего судна и фиксирующим длину трубы и величину продутого объема, контролируемую по оставшейся снаружи длине гибкой тяги.