Устройство для подъема затонувшего объекта Советский патент 1992 года по МПК B63B22/08 B63C7/04 

Изобретение относится к области аварийно-спасательных и подъемных работ, производимых с использованием водолазов.

Известен газогенератор, обеспечивающий производство газа для заполнения оболочек, использующихся для операций подъема. Рабочая глубина применения газогенератора до 400 м. Газогенератор представляет собой камеру с источником горячих газов температурой до 1200°С и змеевик, необходимый для охлаждения их до температуры меньше 70°С и подачи в полость мягкой оболочки или понтона.

Главным недостатком конструкции является ее габаритно-весовое несовершенство. Наличие камеры сгорания, где происходит горение твердого топлива под давлением змеевика, вынуждает увеличить габариты и вес устройства, что, в свою очередь, влечет трудности в доставке всего устройства к объекту подъема. В процессе эксплуатации возможны изменения тепло- обменных характеристик змеевика, связанные с осаждением на его внутренней поверхности продуктов горения твердого топлива. Эти изменения могут привести к

повышению температуры газов на выходе змеевика и разрушению оболочки.

Мероприятия по профилактике теплообменника требуют затрат времени и технических средств, что особенно нежелательно при проведении серии подъемов в аварийно-спасательных операциях.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является надувной буй.

Надувной буй включает эластичный надувной мешок, источник газа, трубчатый элемент с основанием, приборный отсек. Все эти элементы упаковываются в единый корпус с крышкой. Горловина надувного мешка герметично одета на основание. При наполнении газом мешок расправляется вверх от основания. Трубчатый элемент заходит внутрь мешка, а отверстия, выполненные в основании, сообщают его полость с внутренним объемом мешка. В трубчатом элементе с возможностью скольжения установлен источник газа на твердом топливе. Конец источника газа, направленный вертикально вверх, содержит насадку. При воспламенении топлива образуется газ. Предусмотрено приспособление для подвеС

о

шивания источника газа к основанию на определенном расстоянии от него. Газ, образующийся при горении топлива, истекает через насадку и создает давление в полости трубчатого элемента, воздействующее на крышку корпуса, при срыве крышки источник газа получает возможность перемещаться в трубчатом элементе. При этом источник газа выталкивается из него вертикально вниз и оказывается подвешенным к основанию на заданном расстоянии. Газ, истекающий из насадки, проходит через воду, в которую погружено устройство, и поступает через отверстия у основания в полость надувного мешка.

Недостатком конструкции является ее сложное конструктивное выполнение, заключающее в наличии движущихся частей, что является отрицательным фактором при эксплуатации подводных систем и влечет за собой снижение надежности функционирования буя. В начальный период времени газы, истекающие из насадки источника газа, скапливаются в трубчатом элементе, оказывая на него тепловое и силовое воздействие. Тепловое воздействие (за счет высокой температуры газов) может привести к повреждению надувного мешка, уложенного вокруг трубчатого элемента, а при нерасчетном режиме срыва крышки корпуса или заедании при перемещении источника газа в трубчатом элементе давление в последнем превысит допустимый предел и приведет к разрушению трубчатого элемента и прорыву горячих газов в полость надувного мешка. При повышении давления в трубчатом элементе над допустимым при выходе источника газа из трубчатого элемента возникают нерасчетные усилия на систему, обеспечивающую закрепление источника газа на заданном расстоянии от основания, это может привести к ее частичному или полному повреждению, что не обеспечит вертикальное положение источника газа и попадание охлажденных газов в полость надувного мешка. Поскольку истечение газов происходит через насадку, расположенную в верхней части источника газа в сверхзвуковом режиме (для обеспечения устойчивого режима горения топлива), это ухудшает теплообмен газов с водой на начальном участке и требует увеличения расстояния для прохождения газа в воде, обеспечивающего охлаждение его до заданных параметров, что увеличивает габариты буя в развернутом положении. Подобное увеличение габа- ритов, в свою очередь, увеличивает амплитуду колебаний элементов буя, в частности источника газа, ухудшая за счет этого полноту попадания охлажденного газа в полость надувного мешка.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик подъемного устройства.

Указанная цель достигается тем, что в подъемном устройстве, содержащем скрепленный по фланцу с надувной мягкой оболочкой корпус с крышкой, в которой

0 установлен газогенератор и подвеска для строповки груза, крышка выполнена из материала с положительной плавучестью и закреплена в верхней части надувной мягкой оболочки, а в верхней и нижней частях кор5 пуса выполнены отверстия, на наружной боковой поверхности надувной мягкой оболочки закреплен обладающий положительной плавучестью гибкий трос, огибающий верхнюю часть оболочки, а в нижней

0 части скрепленный свободным концами с подвеской строповки груза.

На фиг. 1 представлен вариант выполнения подъемного устройства с уложенной оболочкой, в .качестве источника газа ис5 пользуется бескорпусной докритический газогенератор; на фиг. 2 - подъемное устройство с развернутой оболочкой; на фиг. 3 - вариант выполнения подъемного устройства с выдвинутым источником газа в

0 сторону мягкой оболочки (крышка снята, оболочка развернута, подъемное устройства находится на грунте); на фиг. 4 - вариант выполнения.крышки надувной мягкой оболочки; на фиг. 5 - принятая расчетная схема

5 для определения расстояния при выдвижении из корпуса источника газа в сторону мягкой оболочки.

Подъемное устройство содержит корпус 1 с крышкой 2, обладающей положительной

0 плавучестью. С помощью фланца 3 к корпусу 1 крепится надувная мягкая оболочка 4 по периметру горловины. Источник газа 5 (в рассматриваемом примере конкретного выполнения рассматривается бескорпусный

5 докритический газогенератор) установлен в корпусе 1 на подставке 6. От фланца 3 вниз отходят грузовые тросы 7 подвески (системы) 8 для строповки объекта (груза). На наружной боковой поверхности корпуса 1

0 установлен узел развертывания 9 мягкой оболочки 4 с вытяжным кольцом 10. В нижней и верхней частях корпуса 1 выполнены отверстия 11.

В сквозных карманах 12 надувной мяг5 кой оболочки 4 натягом пропущен гибкий трос 13, обладающий положительной плавучестью, образующей в верхней части мягкой оболочки 4 петлю 14, а свободными концами 15 скрепленный с грузовыми тросами 7 системы 8 строповки груза.

Работает подъемное устройство следующим образом.

В собранном виде оно (фиг. 1) доставляется водолазом к поднимаемому грузу, который соединяется с подъемным устройством системой строповки 8. Затем водолаз останавливает устройство рядом с грузом и задействует узел развертывания 9, при этом освобождается крышка 2. Так как крышка 2 и гибкий трос, с натягом продетый в сквозных карманах мягкой оболочки, обладают положительной плавучестью и скреплены с надувной мягкой оболочкой 4, то крышка 2 всплывает, вытягивая и развертывая мягкую оболочку 4. При развертывании мягкой оболочки 4 в ее полости создается разрежение, за счет которого в полость мягкой оболочки 4 через отверстия 11 в корпусе 1 подсасывается окружающая вода. После окончания процесса развертывания полость мягкой оболочки полностью заполнена водой и подъемное устройство занимает положение, показанное на фиг. 2. Процесс развертывания мягкой оболочки 4 контролируется водолазом, который в дальнейшем действует согласно инструкции, регламентирующей операции подъема грузов.

Инициирование системы запуска источника газа.5 (фиг. 1) производится или автономной системой запуска по команде с обеспечивающего судна или по кабелю. Источник газа начинает работать и производимый им газ поднимается вдоль корпуса 1 подъемного устройства, барботируя через слой воды, обеспеченный предварительным развертыванием мягкой оболочки 4 и охлаждаясь при этом (фиг. 2), и попадает в мягкую оболочку 4, по мере наполнения мягкой оболочки 4 газом вода из нее вытесняется через отверстия 11 в корпусе 1, возрастает положительная плавучесть системы, подъемное устройство - поднимаемый объект. В конечном итоге, газ, скапливающийся в мягкой оболочке 4, обеспечивает подъемную силу, достаточную для подъема груза. Система подъемное устройство - поднимаемый груз начинает всплывать. Если полость мягкой оболочки 4 полностью заполнена газом, а источник газа 5 продолжает работать, то излишки газа стравливаются через отверстия 11 в корпусе 1, причем расположение отверстия 11 (внизу и вверху корпуса 1) обеспечивает циркуляцию окружающей воды внутри корпуса, повышая тем самым эффективность процесса охлаждения, осуществляемого путем барботажа газов через воду. При всплытии подъемного устройства с поднимаемым объектом уменьшается гидростатическое давление и излишки газов в полости мягкой оболочки 4 стравливаются

через отверстия 11 корпуса 1. На практике используют мягкие оболочки с объемами, которые больше минимально необходимых для подъема грузов (в частности для создания дополнительной подъемной силы при отрыве груза от грунта).

Таким образом, при всплытии подъемного устройства на поверхность воды верхняя часть мягкой оболочки 4 (фиг. 3) оказывается

0 в надводном положении, что, во-первых, облегчает ее обнаружение с борта обеспечивающего судна, а во-вторых, петля 14, образованная гибким тросом 13, пропущенным с натягом в сквозных карманах 12 мягкой

5 оболочки 4, оказывается или в надводном положении, или, по крайней мере, плавает на поверхности. Так как свободными концами 15 гибкий трос 13 связан с системой строповки груза 8, то, остропив петлю 14, подъемное

0 устройство с грузом поднимается на борт обеспечивающего судна.

При смене источника газа и укладке мягкой оболочки с закрытием крышки на борту обеспечивающего судна подъемное устройст5 во готово к работе по подъему. При необходимости меняется мягкая оболочка.

Крышка 2 (фиг. 4) выполняется из ткани (например, брезента) скрепленной с мягкой оболочкой в ее верхней части. В ткани (в вер0 хней части) предусмотрен карман 16, в котором помещается положительная плавучесть 17. В периферийной части крышки 2 выбран сегмент 18, который стягивается под фланцем

3(фиг. 1) и фиксируется узлом развертывания 5 9, Узел развертывания 9 представляет подпружиненный шток, который фиксирует под фланцем 3 края сегмента 18.

Развертыванию надувной мягкой оболочки также способствует гибкий трос 13 (фиг. 2), 0 с натягом вставленный в сквозные карманы мягкой оболочки, обладающий положительной плавучестью. Трос, например, может быть выполнен из капрона.

Предварительно (перед запуском источ- 5 ника газа 5) развертывание мягкой оболочки

4за счет скрепленной с ней крышки 2 и гибкого троса 13 (фиг. 2), обладающих положительной плавучестью, позволяет выдвинуть источник газа 5 (фиг. 3) в сто0 рону мягкой оболочки 4, в случае если диаметр корпуса 1 подъемного устройства меньше диаметра фланца 3. При нахождении центра тяжести всего устройства ниже центра тяжести фланца 3, устройство

5 в произвольном положении на грунте занимает устойчивое положение, при котором гарантируется обеспечение по крайней мере минимального необходимого начального значения угла наклона оси источника газа 5, относительно горизонтали, что особенно необходимо для надежного запуска и устойчивой работы докритических бескорпусных газогенераторов, используемых в качестве источника газов.

Центр тяжести корпуса устройства находится на его оси на расстоянии

h Л (R+R0)2+2R

4 ( от основания.

Если центр тяжести источника газа перемещается вверх по оси корпуса, то центр тяжести снаряженного устройства (hc) будет изменяться следующим образом:

. Н (R+Ro)2+2R§ . Qk AU

Пс /Г о пi Л п,

4 (R + Rof-RRo Qg+Qk где Ah- расстояние между центрами тяжести генератора и корпуса,

Qk, Qg - соответственно веса корпуса и источника газа в воде.

Условие устойчивости на начало подъема требует чтобы hc Н, откуда получаем

(°iL+°Ji){i (+Roy+2RS }

Qk4(R+R0r-RRo

5

0

5

0

Формула изобретения

1.Устройство для подъема затонувшего объекта, содержащее корпус с крышкой и фланцами, к которым прикреплена своими кромками надувная мягкая оболочка, газогенератор, размещенный в корпусе, и подвеску для строповки объекта, отличающееся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных качеств, упомянутая крышка выполнена с положительной плавучестью и прикреплена к верхней части указанной надувной оболочки, а в упомянутом корпусе выполнены отверстия для сообщения полости под надувной оболочкой с окружающей средой.

2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что, оно снабжено тросом, имеющим положительную плавучесть, который охватывает оболочку, прикреплен к ней и связан своими концами с указанной подвеской.

3.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что внешний диаметр указанного фланца больше диаметра корпуса.

Ф«2.«

Изобретение относится к судоподъему, в частности к всплывающим буям. Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик. Устройство содержит корпус 1 с фланцем 3 и крышкой 2, к которым прикреплена надувная гибкая оболочка 4. В корпусе размещен газогенератор 5 и подвеска 8. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

х ххххх л ххлллхх лл АЛЛ л л л

Фиа.З

Puz.tf

Фиъ.5