UA104457C2 - Глибоководний автономний піднімальний пристрій - Google Patents

Abstract

Пристрій належить до техніки проведення підводних робіт, а саме до технічних засобів для підйому затонулих та інших об'єктів із дна морів і океанів.Запропонований глибоководний автономний піднімальний пристрій містить жорстку надувну оболонку з кінгстонами у нижній частині і розташований нижче її рівня відкритий у навколишнє середовище нижнім зрізом газогенератор, що працює на гідрореагуючих речовинах. Порожнина газогенератора з'єднується з порожниною оболонки за допомогою трубопроводу, який у верхній своїй частині має нормально закриті клапани системи запуску газогенератора. Через надувну оболонку і газогенератор співвісно трубопроводу проходить вертикальна клюзова труба з розташованим в ній напрямним тросом для спуску пристрою до затонулого об'єкта і вантажним тросом, що кріпиться до напрямного. Клюзова труба на рівні кінгстонів оболонки має наскрізні поздовжні вікна і закріплений на ній перший важільний механізм системи запуску газогенератора, кінці одних плечей важелів якого крізь вікна проходять у внутрішню порожнину клюзової труби, а протилежні плечі поєднані тягами із клапанами системи запуску газогенератора. На вантажному тросі у місці його з'єднання з напрямним тросом закріплений другий важільний механізм 1-го роду системи запуску газогенератора, два або більше важелів якого кріпляться на вертикальному циліндричному корпусі. Верхні плечі важелів цього механізму за допомогою пружин притискуються до корпусу і мають поперечний габарит менше внутрішнього діаметра клюзової труби, а нижні розсунуті від корпусу, мають поперечний габарит більше діаметра клюзової труби і закінчуються горизонтальними

Description

габарит більше діаметра клюзової труби і закінчуються горизонтальними п'ятами у вигляді, наприклад, кільцевого сектора або сегмента. Другий важільний механізм системи запуску газогенератора у своєму верхньому, відносно пристрою, положенні після проходу через клюзову трубу і запуску газогенератора виконує роль упора, при цьому пристрій упирається верхньою частиною надувної оболонки в розсунуті в опорні п'яти нижніх плечей важелів цього механізму. Нижче важелів першого механізму системи запуску газогенератора, що виходять у внутрішню порожнину клюзової труби, розташований механізм центрування напрямного троса, який являє собою дві призми зі скошеною нижньою поверхнею. Призми радіально виступають усередину клюзової труби, охоплюючи напрямний трос, і розміщені у підпружиненому стані в зовнішніх стосовно клюзової труби корпусах.

Глибоководний автономний піднімальний пристрій дозволяє здійснювати автономний його спуск до затонулого об'єкта, автоматичний запуск його генератора й автономний підйом об'єкта, що дозволяє значно знизити економічні та матеріальні витрати, підвищити надійність проведення піднімальних робіт, значно підвищити вантажопідйомність пристрою та забезпечити проведення піднімальних робот практично на всіх глибинах Світового океану. й ай І бо ше ше ШИН

КЕ І | : ї : З і т не Б В Б рай

М я ЕК М а в | ЩЕ: | ГУ

Не ЕК

Мк . | | шу

Е и Ек Її ; І п Ск р Її ї |. я

О Шон, поні О (у

ІЗ . п Ко ИН:

ШЕ: КЕ М один ДІ в ве й о Е 14 сю НИ

Фіг

Винахід 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. Возвращение из глубин. - Л.:

Судостроение, 1982. - С.184)|. 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.

Також відомий пристрій для підйому затонулого об'єкта (а. с. СССР Мо 1579845, МКИ»?

В 63 С 7/00, Устройство для подьема затонувшего обьекта. опубл. 23.07.1990. Бюл. Мо 27), 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 електропривод, якій живиться по кабелю із судна забезпечення. Підйом затонулого об'єкта здійснюється шляхом скидання баласту.

Суттєвими 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 запропонованого винаходу по технічній суті є пристрій для підйому затонулих об'єктів (ЗО 1729905 АТ, МКИ» В 63 В 22/08, В 63 С 7/04, Устройство для подьема затонувшего обьекта, опубл. 30.04.1992. Бюл. Мо 16). Пристрій містить надувну оболонку з розташованими нижче її рівня отворами, які виконують роль кінгстонів для видалення води з оболонки, та відкритим у навколишнє середовище газогенератором, що містить джерело газу для продування оболонки. Крім того, до складу пристрою входить система

Зо запуску газогенератора та вантажопідйомний трос.

Недоліком відомого пристрою є неможливість забезпечити автономний спуск пристрою до затонулого об'єкта та автономний його запуск у роботу. Так згідно опису наведеного винаходу пристрій до затонулого об'єкта доставляється водолазом, а запуск його газогенератора у роботу відбувається за командою з судна забезпечення або по кабелю. Така неавтономність пристрою приводить до обмеження робочої глибини його використання (в описі винаходу до 400 м), а також до обмеження його вантажопідйомності, яка залежить від обмеженості його габаритів і маси.

В основу винаходу поставлена задача розробки глибоководного піднімального пристрою, у якому за рахунок конструкції забезпечується автономність його спуску і запуску, знижуються економічні витрати і підвищується надійність роботи.

Задача вирішується за рахунок того, що в глибоководному автономному піднімальному пристрої, який містить надувну оболонку з розташованими нижче її рівня кінгстонами та відкритим у навколишнє середовище газогенератором із системою його запуску, а також вантажопідйомний трос, відповідно до винаходу, порожнина газогенератора з'єднана з порожниною надувної оболонки за допомогою трубопроводу з розташованими у верхній його частині декількома нормально закритими клапанами системи запуску газогенератора, через надувну оболонку і газогенератор співвісно трубопроводу, всередині нього, проходить вертикальна клюзова труба з розташованим в ній напрямним тросом і пов'язаним із ним вантажопідйомним тросом та механізмом центрування напрямного троса, що має на рівні кінгстонів наскрізні поздовжні вікна й закріплений на клюзовій трубі перший важільний механізм системи запуску газогенератора, причому кінці одних плечей важелів цього механізму через наскрізні поздовжні вікна проходять у внутрішню порожнину клюзової труби, у той час як протилежні плечі пов'язані тягами із клапанами системи запуску газогенератора, а на вантажопідйомному тросі, у місці з'єднання його з напрямним, закріплений другий важільний механізм системи запуску газогенератора із двома або більше важелями 1-го роду, які радіально кріпляться на вертикальному циліндричному корпусі таким чином, що верхні плечі важелів за допомогою пружин притискаються до циліндричного 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 бо 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 системи запуску газогенератора 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 системи запуску газогенератора, закріплений на вантажопідйомному тросі, виконує також роль упора для піднімального пристрою, коли він знаходиться у своєму верхньому положенні після проходу через клюзову трубу і запуску газогенератора.

Клюзова труба з розташованим в ній напрямним тросом і пов'язаним із ним вантажопідйомним тросом та механізмом центрування напрямного троса дозволяє забезпечити автономну доставку автономного піднімального пристрою (АПП) до об'єкта та надійність підйому затонулого об'єкта, внаслідок чого знижуються економічні витрати на проведення піднімальних робот.

Механізм центрування служить для фіксації напрямного троса по осі клюзової труби, що знижує ступінь небезпеки мимовільного запуску газогенератора в процесі спуску АПП в разі контакту напрямного троса з першим важільним механізмом системи запуску газогенератора, підвищуючи в такий спосіб надійність роботи пристрою.

Виконання системи запуску газогенератора у складі нормально закритих клапанів, які розміщуються в верхній частині трубопроводу, що поєднує порожнину газогенератора з порожниною надувної оболонки, і з'єднані тягами з першим важільним механізмом, який приводиться у роботу другим важільним механізмом системи запуску газогенератора, забезпечує автономність запуску газогенератора, тобто працюють на зниження витрат на спуск і запуск пристрою.

Внаслідок забезпечення автономної роботи АПП, зниження економічних витрат на проведення підйомних робіт і підвищення надійності роботи пристрою створюється можливість значно збільшити глибину його використання та вантажопідйомність.

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 надувної оболонки 1 і газогенератора 2, розташованого нижче оболонки 1, і який має відкритий у навколишнє середовище нижній зріз.

Зо Верхня частина оболонки 1 має стравлюючий вентиль або клапан 3, а в нижній частині оболонки виконані кінгстони 4 для видалення з неї води. В об'ємі газогенератора у якості джерела газу розміщені заряди 5 твердої гідрореагуючої речовини (ГРР). Через оболонку 1 і газогенератор 2 проходить вертикальна клюзова труба 6, що має поздовжні вікна 7 (фіг. 3) на рівні кінгстонів 4 оболонки. Порожнина газогенератора 2 сполучається з порожниною оболонки 1 за допомогою трубопроводу 8, виконаного співвісно клюзовій трубі 6, і який у верхній частині має декілька нормально закритих клапанів 9 системи запуску газогенератора.

Система автономного запуску газогенератора, окрім клапанів 9, складається із двох важільних механізмів 10 ії 11, керуючих відкриттям клапанів 9. Перший важільний механізм 10 системи запуску являє собою важелі 12 (фіг. 3, 6), закріплені на клюзовій 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 протилежних плечей шарнірно з'єднані за допомогою тяг 13 зі штоками клапанів 9 (фіг. 1). Другий важільний механізм 11 системи запуску газогенератора закріплений на вантажопідйомному тросі 14 в місці з'єднання його з напрямним тросом 15 на висоті приблизно 10...20 м вище вантажозахоплювального пристрою (на кресленнях не показаний) або об'єкта, що піднімається. Напрямний трос 15 має значно менший діаметр, ніж вантажопідйомний. Обидва троси проходять через клюзову трубу 6 автономного піднімального пристрою. Важільний механізм 11 системи запуску газогенератора являє собою циліндричний корпус 16 (фіг. 4), закріплений на вантажопідйомному тросі, на зовнішній поверхні якого шарнірно кріпляться два або більше важелів 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), важільний механізм 11 системи запуску газогенератора має поперечні габарити, які менше або дорівнюють внутрішньому діаметру клюзової труби б (на фіг. 4 таке положення відзначене пунктирними лініями). Безпосередньо під першим важільним механізмом 10 системи запуску газогенератора на клюзовій трубі 6 закріплений механізм 20 центрування напрямного 60 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 клюзовій трубі б 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.

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 затонулому 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 газогенератором 2, спорядженим зарядом 5 ГРР і із закритими клапанами 9, як це показано на фіг. 1, краном за рим-болт на зовнішній поверхні верхньої частини оболонки 1 (на фіг. 1 не показаний) спускають на воду. Відкривають клапан З і стравлюють повітря з об'єму надувної оболонки 1, занурюючи пристрій під воду. Після закінчення стравлювання повітря клапан З 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 газогенератора 2 і закритим клапанам 9, у результаті стиску газу в порожнині газогенератора забортна вода в ньому буде змочувати поверхню нижнього торця заряду 5 ГРР, генеруючи порції водню, які будуть компенсувати зменшення газового об'єму газогенератора. Тим самим забезпечується розвантаження корпусу газогенератора від тиску зовнішнього середовища й практично необмежена глибина використання пристроїв з таким газогенератором.

Під час спуску пристрою по напрямному тросу 15 призми 21 (фіг. 3) механізму центрування 20 зусиллями пружин 23 утримують напрямний трос 15 поблизу важільного механізму 10 системи запуску газогенератора по осі клюзової труби 6. Тим самим запобігається

Зо несанкціоноване спрацьовування важільного механізму 10 у разі випадкового контакту троса 15 з кінцями його важелів 12.

При досягненні пристроєм вантажопідйомного троса 14 і закріпленого на ньому другого важільного механізму 11 системи запуску газогенератора (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 циліндричного корпусу 16 механізму, а нижні плечі сходяться до нього. У результаті цього важільний механізм 11 проходить у внутрішню порожнину клюзової труби 6, розсуває призми 21 механізму центрування 20 напрямного троса, 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 першого важільного механізму 10 системи запуску газогенератора, які виходять у порожнину клюзової труби 6 через вікна 7 (фіг. 3). Це приводить до провертання на осях важелів 12 механізму 10 таким чином, що протилежні їхні плечі за допомогою тяг 13 (фіг. 1, 2) відкривають клапани 9 системи запуску газогенератора 2. На виході із клюзової труби б, важелі 17 механізму 11 під дією пружин 18 вертаються у вихідне положення. Відкриття клапанів 9 сполучає порожнини газогенератора 2 і надувної оболонки 1.

Під впливом гідростатичного перепаду забортна вода через нижній зріз газогенератора 2 затоплює заряд 5 ГРР. Це приводить до генерації водню, який по трубопроводу 8 і через відкриті клапани 9 надходить в оболонку 1, витісняючи з неї воду через кінгстони 4. Пристрій одержує позитивну плавучість, починає спливати уздовж вантажопідйомного троса 14 м6 впирається в опорні п'яти 19 нижніх розкритих плечей важелів 17 механізму 11 (фіг. г).

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 газогенератора й автономний підйом об'єкта. При цьому піднімальні роботи можливо проводити практично на будь-яких глибинах Світового океану і значно підвищена вантажопідйомність пристрою. Це також усуває необхідність наявності спеціально обладнаного для суднопідйому судна забезпечення, використання дорогих в експлуатації заселених підводних апаратів і суден їхнього транспортування й обслуговування, а, отже, дозволяє значно знизити економічні та 60 матеріальні витрати, а також підвищити надійність проведення піднімальних робіт.

Claims (2)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Глибоководний автономний піднімальний пристрій, що містить надувну оболонку з розташованими нижче її рівня кінгстонами та відкритим у навколишнє середовище газогенератором із системою його запуску та вантажопідйомний трос, який відрізняється тим, що порожнина газогенератора з'єднана з порожниною надувної оболонки за допомогою трубопроводу з розташованими у верхній його частині декількома нормально закритими клапанами системи запуску газогенератора, через надувну оболонку і газогенератор співвісно трубопроводу проходить вертикальна клюзова труба з розташованим в ній напрямним тросом, пов'язаним із вантажопідйомним тросом, та механізмом центрування напрямного троса, яка має на рівні кінгстонів наскрізні поздовжні вікна й закріплений на клюзовій трубі перший важільний механізм системи запуску газогенератора, причому кінці одних плечей важелів цього механізму через наскрізні поздовжні вікна клюзової труби проходять у внутрішню її порожнину, у той час як протилежні плечі пов'язані тягами із клапанами системи запуску газогенератора, а на вантажопідйомному тросі у місці його з'єднання з напрямним тросом закріплений другий важільний механізм системи запуску газогенератора 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 циліндричного корпусу важільного 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 системи запуску газогенератора і являє собою призми зі скошеною нижньою поверхнею, що радіально виступають усередину клюзової труби, охоплюючи напрямний трос, і які розміщені у зовнішніх стосовно клюзової труби корпусах у підпружиненому стані.

З. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що другий важільний механізм системи запуску Зо газогенератора виконує також роль упора для піднімального пристрою у своєму верхньому положенні після проходу через клюзову трубу і запуску газогенератора.