SU942582A3 - Устройство дл разрушени льда дл эксплуатируемых во льдах судов - Google Patents

Description

Изобретение относится к судостроению, в частности к устройствам для разрушения льда и эксплуатируемых во льдах судов, преимущественно для плавучих буровых платформ. 5

Известно устройство для разрушения льда для эксплуатируемых во льдах судов, преимущественно для плавучих буровых платформ, содержащее вертикально расположенный на опорном цилиндре и сооо- щ ный с последним вал, ряд радиально расположенных и скрепленных с валом рычагов с режушими кромками, а также привод вращения вала, связанный кинематически с последним [1]. 15

Недостатком известного устройства является малая производительность резки льда.

Нель изобретения - повышение производительности резки льда устройством.' 20

Поставленная цель достигается тем, что каждый рычаг содержит пластину, имеющую серповидную форму, при этом серповидная пластина расположена наклонно к плоскости, перпендикулярной оси вращения вала, геометрическая линия нижней кромки серповидной пластины направлена выпуклостью вверх, угол наклона верхней поверхности серповидной пластины к плоскости, перпендикулярной оси вращения вала, выполнен в верхней части пластины большим, чем в нижней ее чаоти, а режущие кромки выполнены по радиальным периферийным концам серповидных пластин,

С целью уменьшения налипания или намерзания на устройство кусков льда, вал содержит втулку, расположенную соооно опорному цилиндру и образующую с последним кольцевую полость, при этом серповидные пластины прикреплены к указанной втулке и снабжены циркуляционной системой их обогрева, связан- ной посредством трубопроводов с полостью.

С целью уменьшения сопротивления режущих рычагов в воде и в разреза tbных кусках льда, серповидные пластины снабжены эластомерным покрытием , раопсложенным на их поверхностях.

з 942582 4

На фиг. 1 изображено устройство ные, пластины 10 изготовлены из мач для разрушения льда, смонтированного на плавучей буровой платформе, общий вид» на фиг. 2 - радрез А-А. на фиг. 1J на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1, на $ фиг. 4 - аксонометрическая проекция устройства.

Устройство для разрушения льда для эксплуатируемых во льдах судов, преимущественно имеющих расположенную над ю поверхностью воды настройку 1 с верхней’ палубой 2 и вертикальную колонну 3, содержит вертикально расположенный на опорном цилиндре 4 вал, ряд радиально расположенных и скрепленных с валом is режущих рычагов 5, а также привод 6 йращения вала, связанный кинематически с последним. Вертикальная колонна 3 связана с ,“погруженным в воду основанием 7, Основание 7 содержит корпус, ₂0 выполненный из переборок и наружных плит и обеспечивающий значительную водонепроницаемость основания, которое может быть нагружено балластом для опускания на морское дно в положение бурения или для обеспечения достаточной плавучести, необходимой для расположения основания ниже поверхности . воды в полузатопленном состоянии.

Бурение морского дна производится с ₃₀ буровой палубы 2 через колонну 3 и основание 7 при помощи бурового оборудования, включающего буровую вышку 8, смонтированную на буровой верхней палубе 2. Опорный цилиндр 4 прикреплен жестко нижним концом к основанию 7. ^3S

Внутри колонны 3 имеется цилиндрическая обсадная труба 9, через которую осуществляется доступ к океанскому , дну с буровой палубы. Обсадная труба 9 сдвинута ₄₀ относительно наружного опорного цилиндра 4 для обеспечения большего рабочего пространства для людей и оборудования меж-- , ду буровой палубой и подводным основа- нием 7.

Каждый режущий рычаг 5 содержит пластину 10, имеющую серповидную форму. Серповидная пластина 1О расположена наклонно к плоскости, перпендикулярной оси О-О₄ вращения вала, содержащего втулку 11. Втулка 11 расположе на соосно опорному цилиндру 4 и охватывает последний. Втулка 11 вращается и приводится в движение из надстройки 1. Отдельные серповидные пластины 10 прикреплены к наружной поверх- ⁵⁵ ности втулки 11. Серповидные пластины 10 расположены вокруг периферии втулки 11 по всей длине колонны 3. Серповид терияла высокой прочности на растяжение с корневой частью 12, которая сопряжена наружной поверхностью 10 втулки 11. Втулка 11 имеет множество ребер 13, разделенных в осевом направлении. Корневая ' часть 12 серповидной пластины простирается диагонально между двумя соседними ребрами 13. Противоположные концы корневой чарти 12 выполнены с фланцами 14 и 15, которые прикреплены болтами или иным способом к двум соседним ребрам 13 втулки 11.

Геометрическая линия нижней кромки 16 серповидной .пластины направлена выпуклостью, вверх, Угол наклона верхней образующей поверхности 8 серповидной пластины к плоскости, перпендикулярной оси О-СЦ вращения вала, выполнен в верхней части 17 пластины больше, чем в нижней ее части 18. Режущие кромки 19 рычагов выполнены по радиальным периферийным концам 20 серповидных пластин. Каждая режущая кромка 19 имеет клинообразную форму и образована плоской поверхностью.21, выполненной на периферийном конце серповидной пластины. Для уменьшения налипания или намерзания на устройство кусков льда серповидные пластины 10 снабжены циркуляционной системой их обогрева, связанной посредиством входного и выходного трубопровод дов 22 и 23 с кольцевой полостью Г, образованной между внутренней поверхностью втулки 11 и наружной поверхностью цилиндра 4. В качестве рабочей среды циркуляционной системы обогрева серповидных пластин может использоваться выхлопной газ от двигателя. Выходной трубопровод 23 проходит через цилиндр 4 в точке, расположенной выше уровня в оды, для уменьшения обратного давления на выхлопную систему. Выхлопные газы двигателя могут проходить через теплообменник (не показан) для нагрева воды, которая накачивается через теплообменник и подается в кольцевую полость Г между втулкой 11 и цилиндром 4. Входной трубопровод 22 соединен со втулкой 11 посредством кольцевого сальника 24.

Для уменьшения торможения при прохождении поверхностей режущих рычагов через воду и куски льда, поверхности серповидных пластин 10, кроме режущих кромок, покрыты эластомерным материалом, таким как резина (не показано).

Устройство работает следующим образом.

Втулка 11 вращается вокруг вертикальной оси в направлении, показанном на фиг. 4 стрелкой, режущая кромка 19 серповидной пластины 10, двигаясь с высокой скоростью, дробит и удаляет боль- ₅ шив куски льда из окружающего слоя льда. Таким образом, когда серповидная пластина 10 движется через воду справа налево (фиг. 4),она создает черпающее действие, которое гонит воду вверх. В «О результате этого создается сильный нажим вниз на втулку 11, которая , в свою очередь, передает нажим вниз через ее роликовую подшипниковую опору на основание 7, что позволяет удерживать более прочно основание на том месте, где оно опирается на океанское дно. При этом создается сильный поток воды вверх, который увлекает за· собой разрезанные куски льда, выбрасывая куски льда на де поверхность льда. Общий эффект создает уменьшение взаимодействия между Куоками льда и вращающимися серповидными пластинами 1О из-за удаления куоков льда из зоны резания. ₂5

Налипание ,или замерзание кусков льда друг на друга, либо на поверхности серповидных пластин, или на поддерживающую втулку, уменьшается при помощи пропуокания горячей рабочей среды через коль- ₃₀ цевую полость Г между внутренней поверхностью втулки 11 и наружной поверхностью цилиндра 4. Как показано на фиг. 3, это может выполняться при помощи пропускания, например, выхлопных газов двигателя, в кольцевую полость Г ³⁵ внутри втулки 11. Трубопровод 22 направляет горячие выхлопные газы через кольцевой сальник 24 внутрь втулки 11. Газы выводятся из кольцевой полости Г внутри втулки через трубопровод 23, выходящий из цилиндра 4. Из-за большой теплопроводности серповидные пластины 10 нагреваются достаточно быстро, при этом предотвращается нарастание льда на их поверхностях. Эластомерное покрытие ⁴⁵ препятствует нарастанию льда на поверхностях серповидных пластин 10, находящихся на уровне или выше уровня поверхности воды и подвергающихся иногда действию холодного арктического воздуха.⁵⁰

Предложенное устройство обладает повышенной производительностью резки льда.

Claims (3)

1. На фиг. 1 изображено устройство дл  разрушени  льда, смонтированного на плавучей буровой платформе, обитай вид на Фиг. 2 - раареа AWV на фиг. It на фиг. 3 разрез &«Б на фиг. 1, вв фиг. 4 - аксонометрическа  проекци  устройства. Устройство дл  разрушени  льда дл  эксплуатируемых во льдах судов, преиму шественно |1Меюших располо юнную над поверхностью вода настройку 1 с верх|ю палубой 2 и вертикальную колонну 3, со. держит вертикально расположенный на опорном цилиндре 4 вал, р д радиально расположенных и скрепленных с валом режущих рычагов 5, а также привод 6 ёрапюни  вала, св занный кинематически с последним. Вертикальна  колонна 3 CBJ зана с догруженным; в воду основанием 7, Основание 7 содержит корпус, выполненньтй из переборок и наружных плит и обеспечивающий значительную вод непроницаемость основани , которое может быть нагружено балластом дл  опускани  на морское дно в положение буреНИИ или дл  обеспечени  достаточной плавучести, необходимой дл  расположени основани  ниже поверхности . оды в по лузатопленном состо нии. Бурение морского дна производитс  с буровой палубы 2 через колонну 3 и основание 7 при помощи бурового оборудовани , включающего буровую вышку 8, смонтированную на буровой верхней палубе 2. Опорный цилиндр 4 прикреплен жест- ко нижним концом к основанию 7 Вйутри колонны 3 имеетс  цилиндричес ка  обсадна  труба 9, через которую осущ ествл етс  доступ к океанскому , дну с буровой палубы. Обсадна  труба 9 сдвинута относительно наружного опорного цилхндра 4 дл  обеспечени  большего рабочего прост ранства дл  людей и оборудовани  между буровой палубой и подводнь1м основанием 7. режущий рычаг 5 содержит пластину 1О, имеющую серповидную форму . Серповидна  пластина 1О расположена наклонно к плоскости, перпендикул рной оси О.-О.} вращени  вала, соде{ жащего втулку 11. Втулка 11 расположена соосно опорному цилиндру 4 и охватывает пос 1едний. Втулка 11 вращаетс  и приводитс  в движение из надстройки 1. Отдельные серповидные пластины 10 прикреплены к наружной поверхности втулки 11. Серповвдные пластины 1О расположены вокруг периферии втулки 11 по всей длине колонны 3. Серпови ные. пластины 10 изготовлены та мач териала высокой прочности на раст жение с корневой частью 12, котора  сопр жена С наружной поверхностью 10 втулки 11. Втулка 11 имеет множество ребер 13, раэделенных в осевом направлении. Корнева  частгь 12 серповидной пластины простираетс  диагонально между двум  сосзедннми ребрами 13. Противоположные корневой 12 выполнены с фланцами 14 и 15, которые прикреплены болтами или ИН61М способсм к двум соседним ребрам 13 втулки 11. Геометрическа  лини  ниждай кромки 16 серповидной пластины направлена выпуклостыо. вверх. Угол наклона верхней образующей поверхности S серповидной пластины к плоскости, перпендикул ру.ной оси 0-Ох) вращени  вала, выполнен в верхней части 17 пластины больше, чем в нижней ее части 18. Режущие кромки ,19 выполнены по радиальным пе риферийным концам 2О серповидных пластин. Кажда  режуща  кромка 19 имеет клинообразную и образована плоской поверхностью.21, выполненной на периферийном конце серповидной пластины. Дл  уменьшени  налипани  или намерзани  на устройство кусков льда серповидные пластины 10 снабжены циpкyл циoннo системой их обогрева, св занной посредн ством входного и выходного трубопрово- / дов 22 и 23 с кольцевой полостью Г, об разованной между внутренней поверхностью втулки 11 и наружной поверхностью цилиндра 4. В качестве рабочей среды циркул ционной системы обогрева серповидных пластин может использоватьс  выхлопной газ от двигател . Выходной трубопровод 23 проходит через цилиндр 4 в точке, расположенной выше уровн  воды,дл  уменыиени  обратного давлени  на выхлопную систему. Выхлопные газы двигател  могут гфоходить через теплообменник (не показан) дл  нагрева воды, котора  накачиваетс  через теплообмен- ник и подаетс  в кольцевую полость Г между втулкой 11 и цилиндром 4. Вхо; ной трубопровод 22 соединен со втулкой 11 посредством кольцевого сальника 24. Дл  уменьшени  то ыожени  при прохождении поверхностей режущих рычагов через воду и куски льда, поверхности серповидных пластин 10, кроме режущих кромок, покрыты эластомерным материалом , таким как резина (не показано). Устройство работает следующим образом . 594 Втулка 11 вращаетс  вокруг вертикал ной оси в направлении, показанном на фиг. 4 стрелкой, режуща  кромка 19 сер повидной пластины 1О, двига сь с высокой , скоростью, дробит и удал ет 6ant шве куски льда из окружающего сло  льда. Таким образом, когда серповвдна  пластииа 1О движетс  через воду справ налево (фиг. 4)она создает черпающее действие, которое гонит воду вверх, В результате этого создаетс  сильный на. жим вниз на втулку 11, котора  , в свою очередь, передает нажим вниз через ее роликовую подшипниковую опору на основание 7, что псхэвол ет удерживать более прочно основание на том месте, где оно опираетс  на океанское дно. При этом создаетс  сильный поток воды ввер который увлекает за- собой разрезанные куски лада, клбрасыва  куски льда на поверхность льда. Общий эффект создает уменьшение взаимодействи  между кусками лада и вращающимис  серповидными пластинами Ю из-за удалени  куоков льда из зоны резани . Налипание ,или замерзание кусков льда друг на друга, либо на поверхности серповидных пластин, или на поддерживающую втулку, уменьшаетс  при помощи пропускани  гор чей рабочей среды через кольцевую полость Г между внутренней поверх ностью втулки 11 и наружной поверхностью цилиндра 4. Как показано на фиг. 3, это может выполн тьс  при помо щи пропускани , например, выхлопных газов двигател , в кольцевую полость Г внутри втулки 11. Трубопровод 22 натьравл ет гор чие выхлопные газы через кольцевой сальник 24 внутрь втулки 11. Газы вывод тс  из кольцевой-полости Г внутри втулки через трубопровод 23, выход щий КЗ цилиндра 4. Из-за большой теплопроводности серповидные пластины 10 нагреваютс  достаточно быстро, при этом предотвращаетс  нарастание лвда на их поверхност х. Эластомерное покр ытие преп тствует нарастанию льда на поверхност х серповтных пластин 1О, наход щихс  на уровне или выше уровн  поверхности воды и подвергающихс  иногда действию холодного арктического воздуха 2 Предложенное устройство обладает ni ышенной производительностью резки льда. Формула изобретени  1 . Устройство дл  разрушени  льда дл  эксплуатируемых во льдах судов, преимушэственно дл  плавучих буровых платформ, содержащее вертикально рао положенный на опорном цилиндре и соооный с последним вал, р д радвально расположенных и скрепленных с валом рычагов с режущими кромками, а также привод вращени  вала, св занный хинвматически с последним, отличающеес  тем, что, с целью повышени  производительности резки льда, каждый .рычаг содержит пластину, имеющую серповидную форму, при этом серповидна  пластина расположена наклонно к : плоскости, перпендикул рной оси вращени  вала, геометрическа  лини  нижней кромки серповидной пластины направлена выпуклостью вверх, угол наклона верхней поверхности серповидной пластины к плоокости , перпендикул рной оси вращени  вала, выполнен в верхней части шшотины большим, чем в нижней ее части, а режущие кромки выполнены по радиальным периферийным концам серповидиых пластин.
2. 2.Устройство по п. 1, отличающее с   тем, что, с целью уменьшени  налипание; или намерзани  на него кусков льда, вал содержит втулку, расположенную соосно опорному цилиндру, и образующую с Последним кольцевую полость , при этом серповидные пластины гфнкрепланы к. указанной втулке и снабжены циркул ционной системой их o6oiNрева , св занной посредством трубопровода с полостью.
3. 3.Устройство поп. 1,отлича- ю щ е ее   тем, что, с целью уменьшени  сопротивлени  режущих рычагов в воде -и в разрезанных кусках льда, серш видные . пластины снабжены эластомерным покрытием, расположенным на их поверхностжс. Источники информации, прин тые во внимашге при экспертизе 1. Патент США К 3696624, кл. 61-46, 10.1О.72 (прототип)

   042562 г5з

   (а а о о ОО 00

   -« н

   ОО

   а а оЛ

   ° Л

   - :

   /

   о

   . /

   42W. /

   ГО

   ff

   Фиг. Z