Глибоководний автономний піднімальний пристрій

Реферат: Глибоководний автономний піднімальний пристрій містить продувну оболонку і розташований нижче її рівня відкритий у навколишнє середовище нижнім зрізом генератор водню, який працює на гідрореагуючих речовинах, що має пристрій запуску, трубопровід і нормально закритий клапан, які сполучають порожнину генератора з порожниною оболонки. Трубопровід має у верхній частині декілька нормально закритих клапанів запуску генератора водню. В продувній оболонці пристрою виконані кінгстони. Через продувну оболонку і генератор водню співвісно трубопроводу проходить вертикальна клюзова труба з розташованими в ній напрямними і вантажним тросами та механізмом їхнього центрування, що має на рівні кінгстонів оболонки наскрізні поздовжні вікна й закріплений на клюзовій трубі перший важільний механізм пристрою запуску генератора. UA 68129 U (54) ГЛИБОКОВОДНИЙ АВТОНОМНИЙ ПІДНІМАЛЬНИЙ ПРИСТРІЙ UA 68129 U UA 68129 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до техніки проведення підводних робіт, а саме до технічних засобів для підйому затонулих та інших об'єктів із дна морів і океанів. Відомі й широко застосовуються для підйому суден та інших об'єктів із дна водойм повітряні понтони, конструкції деяких з них мають клюзи для можливості спуску їх до затонулого об'єкта по напрямних тросах (див., наприклад, Молчанов В. А. Повернення із глибин. Л: Суднобудування, 1982 - 184 с). Однак повітряні понтони пов'язані із судном забезпечення повітряними шлангами, по яких здійснюють продування їхніх об'ємів повітрям, тобто не мають автономного продування, мають внаслідок цього обмежену глибину використання не набагато більше 100 м і потребують наявності спеціального судна забезпечення з компресорним устаткуванням, устаткуванням для спуску і підйому повітряних шлангів тощо. 5 Також відомий пристрій для підйому затонулого об'єкта (а. с. СССР № 1579845, МПК В 63 С 7/00, Устройство для подъема затонувшего объекта. - опуб. 23.07.1990), що містить елемент плавучості зі скидним баластом і вертикальним наскрізним каналом, або клюзовою трубою. Через клюзову трубу проходить напрямний трос, з'єднаний із затонулим об'єктом. Спуск пристрою до об'єкта здійснюють за допомогою механізму примусового переміщення пристрою по тросу, що має електропривід, який живиться по кабелю із судна забезпечення. Підйом затонулого об'єкта здійснюється шляхом скидання баласту. Істотними недоліками відомого пристрою є: його неавтономність на стадії спуску, обумовлена постійним зв'язком кабелем із судном забезпечення; обмежена глибина застосування внаслідок наявності елемента постійної плавучості (герметичної ємності, заповненої газом, або у вигляді твердотільної ємності малої щільності); невелика піднімальна сила, що розвивається, як результат другого недоліку й необхідності застосування скидного баласту. Найбільш близьким аналогом запропонованій корисній моделі за технічною сутністю та сукупністю ознак є автономний плавучий засіб для занурення на задану глибину й підйому 4 вантажу (а. с. СССР № 1284141, МКИ В 63 G 8/24, В 63 С 7/10, Автономное плавучее средство для погружения на заданную глубину и подъема груза). Плавучий засіб містить оболонку, що продувається воднем, з'єднану у своїй нижній частині з генератором водню, який містить заряд гідрореагуючої речовини (ГРР), і відкритим своїм нижнім зрізом у навколишнє середовище. Запуск генератора водню на продування оболонки здійснюється відкриттям нормально закритого клапана, що сполучає порожнину генератора з порожниною оболонки. Однак доставка відомого засобу до затонулого об'єкта можлива тільки двома способами: або тросом з борту надводного судна забезпечення, або за допомогою підводного апарата. При першому способі практично неможливо зробити точне наведення засобу на об'єкт, що піднімається, та його кріплення на ньому, особливо, якщо піднімальні роботи здійснюються на великих глибинах, наприклад, більше 1000 м. У зв'язку з цим доставка відомого плавучого засобу до об'єкта на великі глибини та кріплення його на ньому можливі тільки за допомогою підводних апаратів водотоннажністю 50...80 т і більше, які, як правило, є заселеними. Використання таких підводних апаратів, які до того ж потребують спеціальних суден для їхнього транспортування й обслуговування, призводить до значних економічних витрат. У результаті цього підйом багатьох затонулих об'єктів за допомогою відомого плавучого засобу буде економічно недоцільним. В основу корисної моделі поставлена задача розробки глибоководного автономного піднімального пристрою, у якому за рахунок конструкції пристрою забезпечується автономність його спуску, підвищується надійність підйому затонулого об'єкта та знижуються економічні витрати. Задача вирішується за рахунок того, що в глибоководному автономному піднімальному пристрої, який містить продувну оболонку і розташований нижче її рівня відкритий у навколишнє середовище нижнім зрізом генератор водню, що працює на гідрореагуючих речовинах (ГРР), котрий має пристрій запуску, трубопровід і нормально закритий клапан, які сполучають порожнину генератора з порожниною оболонки, відповідно до корисної моделі у верхній своїй частині трубопровід має декілька нормально закритих клапанів запуску генератора водню, а в продувній оболонці пристрою виконані кінгстони, через продувну оболонку і генератор водню співвісно трубопроводу проходить вертикальна клюзова труба з розташованими в ній напрямним і вантажним тросами та механізмом їхнього центрування, що має на рівні кінгстонів оболонки наскрізні поздовжні вікна й закріплений на клюзовійй трубі перший важільний механізм пристрою запуску генератора, причому кінці одних плечей важелів цього механізму через наскрізні поздовжні вікна проходять у внутрішню порожнину клюзової труби, у той час як інші плечі пов'язані тягами із клапанами пристрою запуску генератора, а на вантажному тросі, з'єднаному з напрямним, закріплений другий важільний механізм пристрою запуску із двома або більше важелями 1-го роду, які радіально кріпляться на вертикальному циліндричному корпусу 1 UA 68129 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 таким чином, що верхні плечі важелів за допомогою пружин притискаються до корпусу механізму і мають поперечний габарит менше внутрішнього діаметра клюзової труби, а нижні плечі розсунуті від корпусу, мають поперечний габарит, що перевищує діаметр клюзової труби й торці, виконані у вигляді горизонтальної п'яти, що має форму, наприклад, кільцевого сектора або сегмента. Крім того, механізм центрування напрямного троса по осі клюзової труби розташований нижче важелів першого механізму пристрою запуску і являє собою призми зі скошеною нижньою поверхнею, радіально виступаючі усередину клюзової труби, що охоплюють напрямний трос, і розміщені в зовнішніх стосовно клюзової труби корпусах у підпружиненому стані, а другий механізм пристрою запуску, закріплений на вантажному тросі, виконує також роль упора для піднімального пристрою на етапі його спливання із затонулим об'єктом. Розташування в клюзовійй трубі напрямного і вантажного тросів та механізму їхнього центрування дозволяє забезпечити автономну доставку АПП (автономного піднімального пристрою) до об'єкта та надійність підйому затонулого об'єкта, внаслідок чого знижуються економічні витрати. Механізм центрування служить для фіксації напрямного троса по осі клюзової труби, що знижує ступінь небезпеки мимовільного запуску генератора в процесі спуску АПП в результаті контакту напрямного троса з першим важільним механізмом запуску, підвищуючи в такий спосіб надійність роботи пристрою. Перший і другий важільні механізми пристрою запуску генератора забезпечують автономність запуску генератора, тобто працюють на зниження витрат на спуск і запуск пристрою. На фіг. 1 і 2 поданий запропонований глибоководний автономний піднімальний пристрій; на фіг. 3, 4, 5, 6 - винесення і перерізи механізмів пристрою в збільшеному масштабі. Пристрій (фіг. 1) складається з жорсткої продувної оболонки 1 і генератора водню 2, розташованого нижче оболонки 1, і який має відкритий у навколишнє середовище нижній зріз. Верхня кришка оболонки 1 має стравлюючий вентиль або клапан 3, а в нижній частині оболонки виконані кінгстони 4 для видалення з неї води. В об'ємі генератора водню розміщені заряди 5 ГРР. Через порожнини оболонки 1 і генератора 2 проходить вертикальна клюзова труба 6, що має поздовжні вікна 7 (фіг. 3) на рівні кінгстонів 4 оболонки. Порожнина генератора 2 сполучається з порожниною оболонки 1 за допомогою трубопроводу 8, виконаного співвісно клюзовійй трубі 6, і який у верхній частині має один або декілька нормально закритих клапанів 9 запуску генератора. Пристрій автономного запуску генератора складається із двох важільних механізмів 10 і 11, керуючих відкриттям клапанів 9. Перший механізм 10 пристрою запуску являє собою важелі 12 (фіг. 3, 6), закріплені на клюзовійй трубі 6 на рівні поздовжніх її вікон 7. Кінці одних із плечей важелів 12 проходять через вікна 7 у внутрішню порожнину клюзової труби, а кінці інших плечей шарнірно з'єднані за допомогою тяг 13 зі штоками клапанів 9 (фіг. 1). Другий механізм 11 пристрою запуску закріплений на вантажопідйомному тросі 14 на висоті приблизно 10...20 м вище вантажозахоплювального пристрою (на малюнках не показаний) або об'єкта, що піднімається. Приблизно на цьому ж рівні вантажопідйомний трос 14 пов'язаний з напрямним тросом 15, що має значно менший діаметр, ніж вантажопідйомний. Обидва троси проходять через клюзову трубу 6 автономного піднімального пристрою. Механізм 11 пристрою запуску являє собою циліндричний корпус 16 (фіг. 4), закріплений на вантажопідйомному тросі, на зовнішній поверхні якого шарнірно кріпляться два або більше важелі 1-го роду 17 (фіг. 4, 5). Верхні плечі важелів 17 у вихідному положенні притискаються за допомогою пружин 18 до циліндричного корпусу 16 і мають габаритний розмір, менше внутрішнього діаметра клюзової труби 6. Нижні плечі важелів 17 у вихідному стані розсунуті в сторони від циліндричного корпусу 16, мають габарит більше діаметра клюзової труби 6 і закінчуються горизонтальними опорними п'ятами 19, виконаними у вигляді кільцевого сектора або сегмента із зовнішнім радіусом, який дорівнює радіусу клюзової труби 6. У стані, коли важелі 17 перебувають у вертикальному положенні (уздовж циліндричного корпусу 16), механізм 11 пристрою запуску має поперечні габарити, які дорівнюють або трохи менше внутрішнього діаметра клюзової труби 6 (на фіг. 4 таке положення відзначене пунктирними лініями). Безпосередньо під першим механізмом 10 пристрою запуску генератора на клюзової трубі 6 закріплений механізм 20 центрування напрямного троса 15 по осі клюзової труби 6. Механізм центрування 20 (фіг. 3) являє собою дві або більше призми 21, наприклад, квадратного перерізу, радіально розташовані в клюзовійй трубі 6 і що мають скошену нижню поверхню. Призми мають можливість переміщуватися в корпусах 22, радіально встановлених на зовнішній поверхні клюзової труби 6, стискаючи пружини 23. Пристрій працює в такий спосіб. 2 UA 68129 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Напрямний трос 15 із закріпленим на його кінці вантажопідйомним тросом 14 і вантажозахоплювальним пристроєм спускають із судна забезпечення до затонулого об'єкта. За допомогою підводного робота вантажопідйомний трос кріплять на затонул ому об'єкті. Можлива також доставка вантажозахоплювального пристрою з вантажопідйомним і напрямним тросами до об'єкта безпосередньо за допомогою робота. Можливе використання й заселеного підводного апарата для виконання цих операцій, але вартість проведення піднімальних робіт при цьому істотно зросте. Після кріплення вантажопідйомного троса 14 до об'єкта кінець напрямного троса 15 на борту судна забезпечення пропускають через клюзову трубу 6 піднімального пристрою і з'єднують із поплавком або із тросом лебідки судна. Піднімальний пристрій з генератором водню 2, спорядженим зарядом 5 ГРР і із закритими клапанами 9, як це показано на фіг. 1, краном за рим- болт на кришці оболонки 1 (на фіг. 1 не показаний) спускають на воду. Відкривають клапан 3 і стравлюють повітря з об'єму продувної оболонки 1, занурюючи пристрій під воду. Після закінчення стравлення повітря клапан 3 закривають і здійснюють розстикування пристрою із краном судна забезпечення. Під дією негативної плавучості пристрій автономно по напрямному тросу 15 спускається до затонулого об'єкта. У процесі спуску, завдяки відкритому нижньому зрізу генератора 2 і закритим клапанам 9, у результаті стиску газу в об'ємі генератора забортна вода в ньому буде змочувати поверхню нижнього торця заряду 5 ГРР, генеруючи порції водню, які будуть компенсувати зменшення газового об'єму генератора. Тим самим забезпечується розвантаження корпусу генератора водню від тиску зовнішнього середовища й практично необмежена глибина використання пристроїв з таким генератором. При спуску пристрою по напрямному тросу 15 призми 21 (фіг. 3) механізму центрування 20 зусиллями пружин 23 утримують напрямний трос 15 поблизу механізму 10 запуску генератора по осі клюзової труби 6. Тим самим запобігається несанкціоноване спрацьовування механізму 10 у результаті випадкового контакту троса 15 з кінцями його важелів 12. При досягненні пристроєм вантажопідйомного троса 14 і закріпленого на ньому механізму 11 пристрою запуску генератора (фіг. 1) торець клюзової труби 6 впливає на нижні плечі важелів 17 цього механізму (фіг. 4). Верхні плечі важелів 17, долаючи зусилля пружин 18, розходяться від корпусу 16 механізму, а нижні плечі сходяться до нього. У результаті цього механізм 11 проходить у внутрішню порожнину клюзової труби 6, розсуває призми 21 механізму центрування 20, стискаючи його пружини 23 (фіг. 3), і за допомогою опорних п'ят 19 важелів 17 (фіг. 4, 5) входить у контакт із кінцями важелів 12 механізму 10 пристрою запуску генератора, які виходять у порожнину клюзової труби 6 через вікна 7 (фіг. 3). Це приводить до провертання на вісях важелів 12 механізму 10 таким чином, що протилежні їхні плечі за допомогою тяг 13 (фіг. 1, 2) відкривають клапани 9 запуску генератора. На виході із клюзової труби 6, важелі 17 механізму 11 під дією пружин 18 вертаються у вихідне положення. Відкриття клапанів 9 сполучає порожнини генератора водню 2 і продувної оболонки 1, Під впливом гідростатичного перепаду забортна вода через нижній зріз генератора 2 затоплює заряд 5 ГРР. Це приводить до генерації водню, що по трубопроводу 8 і через відкриті клапани 9 надходить в оболонку 1, витісняючи з її воду через кінгстони 4. Пристрій одержує позитивну плавучість, починає спливати уздовж вантажопідйомного троса 14 і впирається в опорні п'яти 19 нижніх розкритих плечей важелів 17 механізму 11 (фіг. 2). Продовження генерації водню в результаті контакту забортної води із зарядом 5 ГРР приводить до збільшення піднімальної сили пристрою, у результаті чого відбувається підйом затонулого об'єкта. Таким чином, запропонований глибоководний автономний піднімальний пристрій дозволяє здійснювати автономний його спуск до затонулого об'єкта, автоматичний запуск його генератора й автономний підйом об'єкта. При цьому піднімальні роботи можливо проводити практично на будь-яких глибинах Світового океану. Це усуває необхідність наявності спеціально обладнаного для суднопіднімання судна забезпечення, використання дорогих в експлуатації заселених підводних апаратів і суден їхнього транспортування й обслуговування, а, отже, дозволяє значно знизити економічні та матеріальні витрати, а також підвищити надійність проведення піднімальних робіт. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 1. Глибоководний автономний піднімальний пристрій, що містить продувну оболонку і розташований нижче її рівня відкритий у навколишнє середовище нижнім зрізом генератор водню, який працює на гідрореагуючих речовинах, що має пристрій запуску, трубопровід і нормально закритий клапан, які сполучають порожнину генератора з порожниною оболонки, який відрізняється тим, що трубопровід має у верхній частині декілька нормально закритих 3 UA 68129 U 5 10 15 20 клапанів запуску генератора водню, а в продувній оболонці пристрою виконані кінгстони, через продувну оболонку і генератор водню співвісно трубопроводу проходить вертикальна клюзова труба з розташованими в ній напрямними і вантажним тросами та механізмом їхнього центрування, що має на рівні кінгстонів оболонки наскрізні поздовжні вікна й закріплений на клюзовій трубі перший важільний механізм пристрою запуску генератора, причому кінці одних плечей важелів цього механізму через наскрізні поздовжні вікна проходять у внутрішню порожнину клюзової труби, у той час як інші плечі пов'язані тягами із клапанами пристрою запуску генератора, а на вантажному тросі, з'єднаному з напрямним, закріплений другий важільний механізм пристрою запуску з двома або більше важелями 1-го роду, що радіально кріпляться на вертикальному циліндричному корпусі таким чином, що верхні плечі важелів за допомогою пружин притискаються до корпусу механізму і мають поперечний габарит менше внутрішнього діаметра клюзової труби, а нижні плечі розсунуті від корпусу й мають поперечний габарит, перевищуючий діаметр клюзової труби, і торці, виконані у вигляді горизонтальної п'яти, що має форму, наприклад, кільцевого сектора або сегмента. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що механізм центрування напрямного троса по осі клюзової труби розташований нижче важелів першого механізму пристрою запуску і являє собою призми зі скошеною нижньою поверхнею, що радіально виступають усередину клюзової труби, які охоплюють напрямний трос і розміщені в зовнішніх стосовно клюзової труби корпусах у підпружиненому стані. 3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що другий механізм пристрою запуску, закріплений на вантажному тросі, виконує також роль упора для піднімального пристрою на етапі його спливання із затонулим об'єктом. 4 UA 68129 U 5 UA 68129 U 6 UA 68129 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7