УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДЪЕМА ОБЪЕКТОВ СО ДНА МОРЯ НА ПОДВОДНОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ СРЕДСТВО
DEVICE FOR LIFTING OF OBJECTS FROM SEA BOTTOM ONTO SUBMERSIBLE TECHNICAL FACILITY

Изобретение относится к подводному судостроению, в частности к корабельному оборудованию для погрузки и разгрузки различных грузов, и может использоваться для подъема предметов со дна моря на подводное техническое средство (ПТС).
Известен ряд устройств для спуска и подъема объектов со дна моря, устанавливаемых на надводные суда:
- шахта спуско-подъемного устройства судна а.с. №958215, 958216, СССР, 1981 г.;
- судовое спуско-подъемное устройство для подводной исследовательской аппаратуры а.с. №988650, 1009883, СССР, 1981 г.;
- судовое спуско-подъемное устройство а.с. №1576415, СССР 1988 г.
Во всех указанных устройствах приводные механизмы размещены на палубе или в подпалубных помещениях в атмосферных условиях со свободным доступом обслуживающего персонала к механизмам.
Известна, также, действующая атомная подводная лодка (АПЛ) США NR-1, построенная в 1969 г., эксплуатируемая в настоящее время, оснащенная спуско-подъемным устройством.
Описание АПЛ приведено в аналитической записке «Действующая глубоководная атомная подводная лодка США NR-1. Концепция задач для проекта новой АПЛ NR-2», ФГУП «Научно-исследовательский и конструкторский институт им. Н.А.Доллежаля» Москва, 2005 г.
В носовой части АПЛ в междубортном пространстве (МБП) в диаметральной плоскости (ДП) предусмотрено спуско-подъемное устройство, для которого предусмотрена вертикально установленная проницаемая шахта прямоугольного сечения со щитами, (рис.на стр.5 и 21) Внутри шахты размещена грузовая подвижная секция (корзина), опускаемая по рельсам с помощью гидроподъемника, выполненного в виде двух гидроцилиндров, закрепленных стационарно в шахте. Грузовая подвижная секция предназначена для размещения объектов, поднимаемых со дна моря. Укладка объектов в емкость производится с помощью манипулятора, установленного в междубортном пространстве АПЛ в непосредственной близости от шахты.
Спуско-подъемное устройство АПЛ NR-1 принято в качестве наиболее близкого заявляемому решению аналога.
Недостатком спуско-подъемного устройства АПЛ NR-1 являются его ограниченные возможности и недостаточная надежность эксплуатации, вызванные выполнением гидроподъемника в виде гидроцилиндров, которые нельзя использовать на глубинах более 1000 м, по следующим причинам.
1. Ухудшаются эксплуатационные характеристики устройства, так как при использовании гидроподъемников-гидроцилиндров на глубинах более 1000 м они могут выйти из строя.
2. Снижается надежность устройства, так как на больших глубинах на штоке гидроцилиндра возникает большое противодавление, из-за чего его применение невозможно.
3. Возможно поступление морской воды в систему гидравлики из-за поступательного движения штока гидроцилиндра, что отрицательно сказывается на работе всех механизмов и систем, связанных с системой гидравлики.
Кроме того, недостатком аналога является неудобство и трудоемкость эксплуатации, так как для выгрузки поднятого груза из грузовой подвижной секции (корзины) необходимо ПТС ставить в сухой док и производить выгрузку из корзины, опущенной вниз, так как конструкция устройства не позволяет производить выгрузку грузовой подвижной секции из шахты на плаву вверх из-за того, что она подвешена на двух гидроцилиндрах, закрепленных стационарно в шахте.
Задача изобретения заключается в расширении эксплуатационных возможностей устройства посредством обеспечения его работы на больших глубинах, при погружении ПТС на глубины, более 1000 м, а также в повышении надежности и удобства эксплуатации за счет исключения влияния на приводы забортной воды, обеспечения дистанционного управления и блокировки щитов, быстрой замены одной подвижной секции другой для выполнения работ разного назначения и удобной оперативной выгрузки грузовой подвижной секции с грузом через верхний проем в корпусе ПТС.
Задача решена за счет того, что в известном устройстве для подъема объектов со дна моря на ПТС, включающем проницаемую шахту, установленную в междубортном пространстве подводного технического средства, верхний и нижний щиты, грузовую подвижную секцию, установленную на рельсах внутри шахты, и ее подъемник, согласно изобретению в проницаемой шахте над грузовой подвижной секцией дополнительно установлена еще одна - неподвижная силовая секция, которая закреплена стационарно на шахте с помощью стопоров и прижимов с гидромашинками вращательного типа, при этом на силовой секции установлен подъемник грузовой подвижной секции, который выполнен в виде цепной лебедки с гидромотором, на силовой секции установлен также замок с гидромашинкой, (его основная часть), а ответная часть замка установлена на грузовой подвижной секции с возможностью взаимодействия с его основной частью. Грузовая подвижная секция подвешена на цепи лебедки подъемника с возможностью передвижения в шахте по рельсам и фиксации в крайних верхнем и нижнем положениях при помощи прижимов и стопоров с гидромашинками вращательного типа, которые, соответственно, установлены на шахте.
К грузовой подвижной секции снизу прикреплена платформа, складывающаяся при соприкосновении секции с грунтом, которая служит дополнительной емкостью для размещения объектов поднимаемых со дна моря.
Кроме того, платформа прикреплена к грузовой подвижной секции при помощи подвижных рычагов.
Кроме того, силовая секция сообщена с системой гидравлики, а также с системой управления ПТС посредством шлангов и кабелей с разъемами.
Кроме того, на силовой секции, а также в нижней области шахты предусмотрены сигнализаторы конечных положений грузовой подвижной секции для обеспечения дистанционного управления и блокировки щитов.
Кроме того, силовая секция снабжена обухом для обеспечения стыковки с базовым грузоподъемным средством, например краном.
Для обеспечения оперативности выгрузки секций и грузов в верхней части корпуса ПТС выполнен проем, через который производят выгрузку.
Грузовая подвижная секция может быть оснащена различным оборудованием, приспособлениями для выполнения всевозможных работ:
1. для подъема со дна моря различных объектов;
2. для постановки на дне моря маяков-ответчиков;
3. для размещения в грузовой подвижной секции всевозможных приспособлений, например, устройств для перерубания канатов или для отвинчивания крепежа объектов, находящихся на дне моря;
4. для размещения бурового устройства для взятия проб грунта со дна моря.
Снабжение грузовой подвижной секции складной платформой позволяет получить дополнительный полезный объем при относительно небольшом зазоре между килем ПТС и грунтом в связи с малой высотой опорных лап ПТС.
Обеспечение фиксации грузовой подвижной секции (корзины) в шахте в нижнем положении с помощью стопоров обеспечивает четкое фиксированное положение ее по высоте для удобства взаимодействия манипулятора с инструментом, установленным в корзине.
Технический результат изобретения заключается в обеспечении:
- выгрузки объектов из грузовой подвижной секции, как в сухом доке при выдвижении секции вниз, так и при нахождении ПТС на плаву при выгрузке секции вверх из шахты с помощью берегового грузоподъемного средства или грузоподъемного средства обслуживающего судна;
- возможности эксплуатации спуско-подъемного устройства на глубинах более 1000 м за счет выполнения стопоров и прижимов с гидромашинками, а также гидромотора лебедки вращательного типа, в которых гидроцилиндр полностью заключен в прочный корпус, а наружу выходит вал, приводящий в движение исполнительный механизм, что исключает воздействие гидростатического давления окружающей среды на упомянутые приводы и обводнение рабочей жидкостью приводов;
- возможности выполнения различных задач при помощи различного оборудования, установленного в грузовой подвижной секции;
- увеличения полезного объема грузовой корзины за счет выполнения складывающейся платформы, закрепленной на грузовой подвижной секции;
- дистанционного полуавтоматического управления механизмами устройства, а также в осуществлении необходимой блокировки исполнительных механизмов за счет установки сигнализаторов конечных положений корзины.
Устройство пояснено чертежами, на которых изображено:
на фиг.1 - общий вид ПТС;
на фиг.2 - сечение А-А с фиг.1;
на фиг.3 - сечение Б-Б с фиг.1;
на фиг.4 - общий вид устройства в положении выгрузки.
Устройство для подъема объектов со дна моря размещено в междубортном пространстве (МБП) в носовой оконечности ПТС и содержит проницаемую шахту 1, вваренную в легкий корпус 2 ПТС, верхний щит 3, нижние щиты 4 с гидроприводами, выполненными в виде гидромашинок 5, 6 открывания (фиг.1, 2). На боковых стенках внутри шахты закреплены два рельса 7, 8, на которых с помощью башмаков 9, 10, 11, 12 установлены силовая секция 13 и грузовая подвижная секция (корзина) 14.
Силовая секция 13 закреплена стационарно на шахте 1 с помощью стопоров 15, 16 и прижимов 17, 18 с гидромашинками (фиг.1).
Для перемещения грузовой подвижной секции 14 (корзины) по рельсам 7, 8 в силовой секции 13 установлена цепная лебедка 19 с гидромотором, которая своей цепью 20 (фиг.2) соединена с грузовой подвижной секцией 14. Кроме того, в силовой секции 13 установлен замок 21 с гидромашинкой (фиг.1), скрепляющий силовую секцию 13 с грузовой подвижной секцией 14 в походном положении, для чего на грузовой подвижной секции 14 предусмотрена ответная часть замка - шток 22. Грузовая подвижная секция 14 в верхнем походном положении зафиксирована прижимами 23, 24, а в нижнем рабочем положении зафиксирована стопорами 25, 26 с гидромашинками. Благодаря выполнению приводов стопоров 15, 16 и прижимов 17,18 силовой секции 13, стопоров 25, 26 и прижимов 23, 24 грузовой подвижной секции 14, в виде гидромашинок, а также выполнению подъемника грузовой подвижной секции 14 в виде лебедки 19 с гидромотором вместо гидроцилиндров, исключено на них воздействие гидростатического давления окружающей среды.
В нижней части грузовой подвижной секции 14 подвижно установлена платформа 27 на рычагах 28, 29 (фиг.1).
Верхний проем шахты 1 закрыт щитом 3, снимаемым при смене секций 13, 14 при их загрузке в шахту 1, а нижний проем закрыт щитами 4 с гидромашинками 5, 6.
На шахте 1 и на силовой секции 13 установлены сигнализаторы 30, 31 конечных положений грузовой подвижной секции 14, обеспечивающие полуавтоматическое включение (выключение) цепной лебедки 19, а также блокировку щитов 4.
Для загрузки объектов со дна моря в корзину 14 и на платформу 27 в килевой части ПТС установлен манипулятор 32, включающий две механические руки. При этом, в исходном положении руки уложены в МБП и закрыты щитами 33.
Силовая секция 13 связана с гидросистемой, системой управления и с пультом (на чертеже не показаны), размещенными в прочном корпусе ПТС, с помощью шлангов 34 и кабелей 35 с разъемами 36, 37 соответственно.
В верхней части силовой секции 13 предусмотрен обух 38 для обеспечениия стыковки с грузоподъемным краном и загрузки секций 13, 14 в шахту 1.
Верхний щит 3 зафиксирован замками 39.
Сигнализатор 31 выключает лебедку 19 при подходе грузовой корзины 14 к верхнему положению. Сигнализатор 30 выключает лебедку при подходе грузовой корзины 14 к нижнему положению.
Устройство эксплуатируется следующим образом.
Исходное положение: верхний щит 3 закрыт, силовая секция 13 и грузовая подвижная секции 14 соединены между собой замком 21, выгружены из шахты 1. Стопоры 15, 16 отстопорены, а нижние щиты 4 закрыты.
Снимают верхний щит 3, секции 14 и 13 крепят за обух 38 на грузовом кране, установленном на пирсе, в доке или на обеспечивающем судне и загружают в проницаемую шахту 1.
При загрузке в шахту 1 сначала грузовая подвижная секция (корзина) 14 башмаками 11, 12 сопрягается с рельсами 7, 8, после чего силовая секция 13 своими башмаками 9,10 сопрягается также с рельсами 7, 8. По команде с пульта (на чертеже не показан) силовую секцию 13 крепят стопорами 15 и 16 и прижимами 17, 18, а корзину 14 фиксируют прижимами 23 и 24. После чего гидросистему и электрооборудование силовой секции 13 с помощью шлангов 34, кабелей 35 и разъемов 36 и 37 стыкуют с гидросистемой и системой управления, размещенными в прочном корпусе ПТС.
Для опускания корзины 14 по команде с пульта открывают нижние щиты 4 и отсоединяют грузовую корзину 14 от силовой секции 13, открепив замок 21 и отжав прижимы 23, 24. После чего корзину 14 опускают в нижнее положение с помощью лебедки 19. Фиксируют корзину стопорами 25, 26 в нижнем положении. Загружают корзину 14 с помощью рук манипулятора 32, предварительно открыв щиты 33, затем, приподняв корзину до уровня основной плоскости ПТС, загружают платформу 27. После чего поднимают корзину 14 в верхнее положение с помощью лебедки 19, крепят ее замком 21 к силовой секции 13, фиксируют ее прижимами 23, 24 и закрывают нижние щиты 4.
Для выгрузки груза при стоянке ПТС в сухом доке, по команде с пульта корзину 14 опускают вниз и производят из нее выгрузку. При нахождении ПТС на плаву, рабочий модуль, включающий силовую секцию 13 и грузовую подвижную секцию 14, может быть выгружен при помощи грузоподъемного средства через верхний проем корпуса ПТС при снятом верхнем щите 3. После выгрузки рабочий модуль, включающий силовую и грузовую подвижную секции 13, 14, устанавливают на пирсе или на обеспечивающем судне, где и производят выгрузку транспортируемого груза из корзины 14.
В то время как в аналоге выгрузка рабочего модуля может быть осуществлена посредством постановки ПТС в сухой док, что связано с энергозатратами по перекачиванию большого количества воды и, соответственно, делает процесс довольно длительным.
Кроме того, как уже отмечалось, работы по подъему грузов в аналоге ограничены глубиной 1000 м, так как гидроцилиндры привода подъема грузовой подвижной секции неэффективны при эксплуатации на больших глубинах из-за воздействия большого противодавления на штоки гидроцилиндров.
В предлагаемой конструкции устройства для подъема не используются гидроцилиндры. В лебедке применен гидромотор, а в стопорах, прижимах и замке установлены гидромашинки вращательного типа, гидросистема приводов разгружена от наружного давления окружающей среды.
Технический результат предлагаемого устройства для подъема объектов со дна моря на подводное техническое средство заключается в расширении его эксплуатационных возможностей посредством обеспечения его работы при погружении ПТС и на большие глубины, более 1000 м, а также в повышении надежности и удобства эксплуатации за счет обеспечения дистанционно-автоматического управления, быстрой замены одного модуля другим для выполнения работ разного назначения, обеспечения разгрузки не только в сухом доке, но и на плаву, через верхний проем корпуса ПТС.