RU2009954C1

RU2009954C1 - Device for raising sunken objects

Info

Publication number: RU2009954C1
Authority: RU
Inventors: Н.А. Седых; А.Н. Седых
Original assignee: Седых Николай Артемович
Priority date: 1990-08-14
Filing date: 1990-08-14
Publication date: 1994-03-30

Abstract

FIELD: devices for raising sunken objects. SUBSTANCE: device has pontoon with holes in its lower portion, vertical heat-insulated pipe brought inside pontoon through this hole, cryogenic reservoirs mounted on pontoon and tubular heat exchangers whose lower ends are connected with reservoirs and upper ends are connected with lower end of vertical pipe. For raising the sunken object, pontoon is positioned above it so that tubular heat exchangers are located on either side of this object. Liquefied gas is fed from cryogenic reservoir to tubular hear exchanger; as a result, sunken object gets frozen to pontoon and gas escaping from heat exchanger forces water out of pontoon, thus raising the sunken object to surface. EFFECT: enhanced reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике судоподъемно-спасательного дела и предназначено для доставания с больших глубин различных объектов: от крупных судов и кораблей до приводнившихся на океанском глубоководье искусственных спутников Земли. The invention relates to techniques for ship lifting and rescue operations and is intended for obtaining various objects from large depths: from large vessels and ships to artificial Earth satellites splashed down on the deep ocean.

В настоящее время известны следующие устройства для подъема затонувших объектов:
механические, включающие в себя крановое оборудование с тросами и захватами; захваты на тросах опускаются к месту расположения объекта на дне, как правило, с помощью водолазов производят присоединение тросов к объекту, затем с помощью кранового оборудования осуществляют подъем его на поверхность моря;
судоподъемные понтоны, работающие совместно с компрессором, воздушными шлангами и тросами и для крепления понтона к затонувшему объекту; понтоны затопляют и присоединяют к затонувшему объему, затем их продувают сжатым воздухом и они вместе с объектом всплывают на поверхность.Currently, the following devices for lifting sunken objects are known:
mechanical, including crane equipment with cables and grips; the grips on the cables descend to the location of the object at the bottom, as a rule, with the help of divers, they attach the cables to the object, then with the help of crane equipment they lift it to the sea surface;
ship-lifting pontoons working in conjunction with a compressor, air hoses and cables and for attaching the pontoon to a sunken object; the pontoons are flooded and attached to the sunken volume, then they are purged with compressed air and together with the object they float to the surface.

Возможен вариант использования данного устройства, когда понтоном служит сам затонувший объект, например подводная лодка. Лодку сначала герметизируют, а затем внутрь нее подают сжатый воздух, который вытесняет из нее воду, и затонувшая лодка вновь обретает плавучесть. It is possible to use this device when the sunken object itself, such as a submarine, is the pontoon. The boat is first sealed, and then compressed air is introduced inside it, which displaces water from it, and the sunken boat regains buoyancy.

Кроме того, известны устройства для подъема затонувших объектов, основанные на использовании пенополиуретана и полистирольных гранул. Указанные вещества обладают небольшим удельным весом, поэтому при подаче внутрь объекта (судна) они вытесняют воду, в результате чего объект всплывает. In addition, devices for lifting sunken objects based on the use of polyurethane foam and polystyrene granules are known. These substances have a low specific gravity, therefore, when supplied into the object (vessel), they displace water, as a result of which the object floats.

Известно также средство подъема затонувших объектов, основанное на использовании сжиженного газа, преимущественно криогенных жидкостей. A means of lifting sunken objects based on the use of liquefied gas, mainly cryogenic liquids, is also known.

Данное техническое решение обеспечивает соединение смораживанием затонувшего судна с притопленным понтоном и придание последнему положительной плавучести путем подачи сжиженного газа по трубопроводам со спасательного судна в трубчатые теплообменники, навешенные на понтон, а вытеснение воды из понтона осуществляют путем подачи внутрь него отработанного газа из упомянутых теплообменник. This technical solution provides a freeze connection of the sunken ship with the submerged pontoon and gives the latter positive buoyancy by supplying liquefied gas through pipelines from the rescue vessel to tubular heat exchangers mounted on the pontoon, and water is displaced from the pontoon by supplying exhaust gas from the heat exchanger inside it.

Коструктивно данное техническое решение представляет собой устройство, содержащее понтон с отверстием в его нижней части и стаканом, установленным на понтоне днищем вверх и сообщенным своей полостью с полостью понтона, а также с вертикальной теплоизолированной трубой, расположенной в полостях понтона и стакана, силовой каркас с трубчатыми теплообенниками, связанный с понтоном и расположенный под ним, и источники сжиженного газа, установленные на спасательном судне и связанные теплоизолированными трубопроводами с нижними концами трубчатых теплообменников, верхние концы которых связаны с нижним концом вертикальной теплоизолированной трубы. Structurally, this technical solution is a device containing a pontoon with an opening in its lower part and a glass mounted on the pontoon with the bottom up and communicated by its cavity with the cavity of the pontoon, as well as with a vertical heat-insulated pipe located in the cavities of the pontoon and the glass, a power frame with tubular heat exchangers connected with the pontoon and located below it, and liquefied gas sources installed on the rescue vessel and connected by heat-insulated pipelines to the lower ends of the pipes heat exchangers, the upper ends of which are connected with the lower end of the vertical thermally insulated pipe.

Используя такое техническое решение в виде отдельных модулей можно обеспечить подъем любого объекта с практически неограниченным весом и с любых глубин. Using such a technical solution in the form of separate modules, it is possible to provide the lifting of any object with almost unlimited weight and from any depths.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа заявленного устройства. This technical solution was made as a prototype of the claimed device.

Существенным недостатком прототипа является неудобство при эксплуатации, заключающееся в том, что необходимо иметь постоянную трубопроводную связь между подъемным устройством (трубчатыми теплообменниками) и спасательным судном. При работе на больших глубинах и штормовом море могут быть большие технические трудности. A significant disadvantage of the prototype is the inconvenience during operation, which consists in the fact that it is necessary to have a constant pipeline connection between the lifting device (tubular heat exchangers) and the rescue vessel. When working at great depths and stormy seas can be great technical difficulties.

В данном случае трубопровод для подачи сжиженного газа должен иметь высококачественную изоляцию и обладать высокой механической прочностью, что обеспечить в реальных условиях подъема затонувшего объекта непросто. In this case, the pipeline for supplying liquefied gas must have high-quality insulation and have high mechanical strength, which is difficult to ensure in real conditions of lifting a sunken object.

Цель изобретения состоит в создании такого устройства, которое обеспечивало бы повышенные удобства при эксплуатации за счет ликвидации трубопроводных связей между спасательным судном и этим устройством
Это достигается тем, что каждый источник сжиженного газа выполнен в виде криогенного резервуара с установленным в нижней его части соленоидным вентилем, посредством которого резервуар сообщен с соответствующим теплоизолированным трубопроводом, причем резервуары установлены на понтоне ниже верхнего конца вертикальной теплоизолированной трубы, расположенной в полостях понтона и стакана, установленного на понтоне днищем вверх, и сообщены верхней частью с верхней частью стакана посредством трубопровода.The purpose of the invention is to create such a device that would provide enhanced convenience during operation due to the elimination of pipeline connections between the rescue vessel and this device
This is achieved by the fact that each source of liquefied gas is made in the form of a cryogenic reservoir with a solenoid valve installed in its lower part, by means of which the reservoir is in communication with the corresponding thermally insulated pipeline, and the reservoirs are mounted on the pontoon below the upper end of the vertical thermally insulated pipe located in the cavities of the pontoon and the glass mounted on the pontoon with the bottom up, and communicated with the upper part with the upper part of the glass by means of a pipeline.

С целью уменьшения сцепления корпуса затонувшего объекта с отложениями (илом) дна, а также исключения примерзания его к дну в нижней части устройства предусмотрены гидромониторы. In order to reduce the adhesion of the body of the sunken object to the sediments (silt) of the bottom, as well as to avoid freezing it to the bottom, hydraulic monitors are provided at the bottom of the device.

Для сокращения потерь холода в окружающую среду силовой каркас, содержащий трубчатые теплообменники, снаружи снабжен теплоизолированными перегородками. To reduce the loss of cold into the environment, the power frame containing tubular heat exchangers is provided with heat-insulated partitions from the outside.

Для точной установки устройства под затонувшим объектом оно снабжено осветительными приборами, подводными телекамерами и подруливающими движителями, соединенными со спасательным судном связными и силовыми кабелями, используемыми преимущественно до установки устройства над затонувшим объектом и очистки его от донных отложений (ила). For accurate installation of the device under the sunken object, it is equipped with lighting devices, underwater cameras and thrusters connected to the rescue ship with connected and power cables, used mainly before installing the device over the sunken object and cleaning it from bottom sediments (silt).

Схема устройства для подъема затонувших объектов показана на чертеже. A diagram of a device for lifting sunken objects is shown in the drawing.

В качестве затонувшего объекта на чертеже изображена подводная лодка 1. Устройство включает в себя судоподъемный понтон 2 с нижним отверстием 3 и опрокинутым трубчатым стаканом 4, содержащим внутреннюю теплоизолированную трубу 5, а также воздушный вентиль 6. As a sunken object, the drawing shows a submarine 1. The device includes a lifting pontoon 2 with a lower hole 3 and an overturned tubular glass 4 containing an internal heat-insulated pipe 5, as well as an air valve 6.

Устройство снабжено теплоизолированными криогенными резервуарами 7, соединенными с наружной трубой опрокинутого стакана 4 трубопроводами 8. Снизу понтон 2 с помощью жестких связей 9 крепится с каркасом, содержащим трубчатые теплообменники 10, вход которых соединен теплоизолированными перегородками 13. The device is equipped with heat-insulated cryogenic reservoirs 7 connected to the outer tube of the overturned glass 4 by pipelines 8. From below, the pontoon 2 is attached with a rigid connection 9 to the frame containing tubular heat exchangers 10, the input of which is connected by heat-insulated partitions 13.

В нижней части устройства установлены гидромониторы 14 со всасывающими водоводами 15. Устройство также снабжено осветительными приборами 16, подводными телекамерами 17 и подруливающими движителями 18, связанными со спасательным судном связными и силовыми кабелями 19. Все устройство опускается на дно с помощью троса 20. At the bottom of the device, there are hydromonitors 14 with suction conduits 15. The device is also equipped with lighting devices 16, underwater cameras 17 and thrusters 18 connected to the rescue vessel by connecting and power cables 19. The whole device is lowered to the bottom with a cable 20.

Заявленное устройство работает следующим образом. Устройство с помощью троса 20 опускается со спасательного судна на поверхность моря. Теплоизолированные баки 7 заполняются сжиженным газом, например жидким криоагентом, преимущественно жидким азотом, при закрытых соленоидных вентилях 12. Открывается воздушный вентиль 6 и понтон заполняется водой через отверстие 3 до потери запаса плавучести всей установки. После того закрывается воздушный вентиль 6 и устройство с помощью троса 20 опускается на дно к затонувшей лодке 1. The claimed device operates as follows. The device using a cable 20 lowers from a rescue vessel to the surface of the sea. The insulated tanks 7 are filled with liquefied gas, for example liquid cryoagent, mainly liquid nitrogen, with closed solenoid valves 12. The air valve 6 opens and the pontoon is filled with water through opening 3 until the entire buoyancy reserve is lost. After that, the air valve 6 is closed and the device with the help of a cable 20 lowers to the bottom to the sunken boat 1.

В непосредственной близости от дна включаются осветительные приборы 16 и подводные телекамеры 17. При их помощи, а также включением подруливающих движителей 18 производится точная установка устройства таким образом, чтобы затонувшая подводная лодка 1 оказалась между трубчатыми теплообменниками 10. После этого открывается соленоидный вентиль 12 и жидкий азот под собственным весом поступает из криогенных резервуаров 7 по криогенопроводу 11 в трубчатые теплообменники 10. Температура моря около 4^оС. Жидкий азот газифицируется (температура критической точки азота около минус 146^оС), отбирая скрытое тепло газообразования от морской воды. Температура стенок трубчатого теплообменника 10 снижается до минус 180^оС. Такая низкая температура обеспечивает активное льдообразование вокруг теплообменников 10. Со временем весь объем между ними превращается в лед, который прочно соединяет подводную лодку 1 с опущенным на дно устройством.In the immediate vicinity of the bottom, the lighting devices 16 and underwater cameras 17 are turned on. With their help, as well as turning on the thrusters 18, the device is precisely set so that the sunken submarine 1 is between the tubular heat exchangers 10. After this, the solenoid valve 12 and the liquid nitrogen is supplied by its own weight from the cryogenic tanks kriogenoprovodu 7 to 11 in tubular heat exchangers 10. The temperature of the sea about 4 ° ^C. Liquid nitrogen is gasified (the critical temperature point of nitrogen is about minus 146 ^о С), taking the latent heat of gas formation from seawater. The temperature of the tubular heat exchanger walls 10 is reduced to minus 180 ° ^C. This low temperature allows the active ice formation around the heat exchanger 10. Eventually, the entire volume between them becomes ice, which firmly connects the submarine 1 with lowered to the bottom of the device.

Установленные на наружных поверхностях каркаса, содержащего трубчатые теплообменники 10, теплоизолированные перегородки 13 исключают потери холода в окружающую среду. Installed on the outer surfaces of the frame containing tubular heat exchangers 10, insulated partitions 13 eliminate the loss of cold into the environment.

Газифицированный в трубчатых теплообменниках 10 азот по теплоизолированному трубопроводу 5 через стакан 4 поступает внутрь понтона 2, вытесняя из него воду через отверстие 3. Вес всей системы уменьшается, в результате чего эта система, включающая опущенное на дно устройство с впаянной в него с помощью льда подводной лодкой, начинает всплывать на поверхность. По мере всплывания системы гидростатическое давление с внешней стороны стенок понтонов 2 и пустых криогенных резервуаров 7 уменьшается. Наличие отверстия 3 и трубопроводов 8 обеспечивает автоматический выпуск из резервуаров 7 и понтона 2 избыточного газа и выравнивание за счет этого давлений снаружи и внутри указанных емкостей, что исключает их разрыв при всплытии с больших глубин. Всплывшую лодку дополнительно крепят к понтонам одним из известных способов и доставляют ее в док для ремонта. Gasified in tubular heat exchangers 10 nitrogen through a heat-insulated pipe 5 through the cup 4 enters the pontoon 2, displacing water from it through the hole 3. The weight of the entire system is reduced, resulting in this system, including a device lowered to the bottom with an underwater sealed into it with ice boat begins to surface. As the system emerges, the hydrostatic pressure from the outside of the walls of the pontoons 2 and empty cryogenic reservoirs 7 decreases. The presence of openings 3 and pipelines 8 provides for the automatic release of excess gas from reservoirs 7 and pontoon 2 and equalization due to this pressure outside and inside these tanks, which eliminates their rupture when surfacing from great depths. The surfaced boat is additionally attached to the pontoons in one of the known ways and delivered to the dock for repair.

Заявленное устройство может быть использовано для подъема затонувших судов и других объектов практически неограниченных размеров и с любой глубины. Изложенное следует из известного в молекулярной физике факта, что выше критической температуры газ не может быть превращен в жидкость ни при каком давлении. В качестве криогенных жидкостей для заявленного устройства лучшим образом подходят сжиженные газы: азот, кислород, воздух, водород, гелий, т. е. газы, отличающиеся низкой температурой кипения и сравнительно высокой теплотой фазового превращения (скрытой теплотой перехода). The claimed device can be used to lift wrecks and other objects of almost unlimited size and from any depth. The foregoing follows from the fact known in molecular physics that, above a critical temperature, a gas cannot be converted into a liquid at any pressure. As cryogenic liquids for the claimed device, liquefied gases are best suited: nitrogen, oxygen, air, hydrogen, helium, i.e., gases characterized by a low boiling point and relatively high heat of phase transformation (latent heat of transition).

Очень важным преимуществом заявленного устройства по сравнению с известными является то, что одновременно с захватом поднимаемого со дна объекта происходит и его герметизация, что исключает радиоактивное заражение спасателей, спасательного судна и окружающей среды. (56) Патент СССР N 1785948, кл. B 63 C 7/06, 1990. A very important advantage of the claimed device compared to the known ones is that simultaneously with the capture of the object being lifted from the bottom, it is sealed, which excludes radioactive contamination of rescuers, a rescue vessel and the environment. (56) USSR patent N 1785948, cl. B 63 C 7/06, 1990.

Claims

DEVICE FOR LIFTING SUNWATED OBJECTS, containing a pontoon with an opening in its lower part and a glass mounted on the pontoon with the bottom upward and communicated with its cavity with the pontoon cavity, as well as with a vertically insulated pipe, located in the pontoon cavity and connected with the pontoon and located below it, and liquefied gas sources connected by heat-insulated pipelines to the lower ends of the tubular heat exchangers, the upper ends of which are connected with the lower end of the vert a heat-insulated pipe, characterized in that, in order to improve ease of use, each source of liquefied gas is made in the form of a cryogenic tank with a solenoid valve installed in its lower part, through which this tank is connected to a heat-insulated pipe, without being connected to it below the upper end of the vertical thermally insulated pipe and communicated with its upper part with the upper part of the glass by means of pipelines.