СПУСКОПОДЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к спуско-подъемным устройствам, предназначенным для выполнения спуско-подъемных операций на больших глубинах, например, при монтаже подводных гидротехнических объектов, на глубоководном участке, для удержания якорей или буксируемых подводных аппаратов.
Известен кабель-трос совмещенный с транспортирующими трубопроводами, связывающий плавсредство с добычным механизмом на дне моря, включающий поплавок скрепленный с кабель-тросом в толще воды (см. RU №130344, E21C 50/00, 2013).
Такой кабель-трос не может использоваться для спуско-подъемных операций в связи с малой несущей способностью, кроме того, эффективность разгрузки кабель-троса от собственного веса невелика, поскольку используется только один поплавок.
Известно также спуско-подъемное устройство в виде лебедки и крана, смонтированых на плавсредстве, и снабженное грузонесущим тросом, один конец которого заведен на барабан лебедки, а другой выполнен с возможностью сцепления со спускаемым объектом (см. RU №69013, B63B 35/00, B63C 7/00, 2007).
Недостаток этого решения при необходимости подъема-опускания на большие глубины достаточно массивных объектов и применения для этого тросов соответствующего сечения, весовая нагрузка на трос от его собственного веса может существенно превысить его прочностные параметры и снизить грузоподъемность лебедки.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, выражается в компенсации весовой нагрузки на трос от его собственного веса.
Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи - минимизация весовой нагрузки на трос от его собственного веса, при необходимости подъема-опускания на большие глубины передаваемой на лебедку и, на этой основе, повышение ее грузоподъемности и полезной грузоподъемности троса.
Для решения поставленной задачи, спуско-подъемное устройство в виде лебедки и крана, смонтированых на плавсредстве, и снабженное грузонесущим тросом, один конец которого заведен на барабан лебедки, а другой выполнен с возможностью сцепления со спускаемым объектом, отличается тем, что трос снабжен съемными поплавками, каждый из которых выполнен в виде герметичного цилиндра, в корпусе которого выполнена продольная щель, ширина которой, превышает диаметр троса на величину зазора обеспечивающего ввод троса в эту щель, при этом глубина щели превышает радиус поплавка на величину радиуса троса, причем поплавок снабжен, как минимум одним зажимом, выполненным с возможностью быстроразъемной фиксации поплавка на тросе, кроме того верхний и нижний торцы поплавка выполнены обтекаемыми. Кроме того, верхний и нижний торцы поплавка выполнены коническими. Кроме того, поплавки размещены на тросе на расстоянии определяемом из выражения
L≤FTP, м
где L - расстояние между поплавками, м;
F - выталкивающая сила, действующая на поплавок, кг;
P - вес 1 погонного метра троса, кг.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
Совокупность признаков формулы полезной модели обеспечивает решение заявленной задачи, а именно, компенсацию весовой нагрузки на трос от его собственного веса.
Заявленное техническое решение иллюстрируется чертежами где на фиг. 1 представлен вид сбоку спуско-подъемного устройства; на фиг. 2 представлен вид сверху спуско-подъемного устройства; на фиг. 3 показан продольный разрез поплавка.
На чертежах показаны лебедка 1, смонтированная на плавсредстве 2, грузонесущий трос 3, съемные поплавки 4, продольная щель 5, зажим 6, верхний 7 и нижний 8 торцы поплавка, кран 9 (грузовая стрела), операционная площадка 10 с отверстием 11 и прорезью 12, съемные стойки 13 с леерами 14, рычаг 15 эксцентрика 16.
Спуско-подъемное устройство содержит лебедку 1, смонтированную на плавсредстве 2, и снабженную грузонесущим тросом 3 (обычной конструкции), один конец которого, через шкивы крана 9 заведен на барабан лебедки, а другой выполнен с возможностью сцепления со спускаемым объектом, например, снабжен крюком (на чертежах не показан). При этом, лебедка не отличается от известных, используемых для аналогичных целей, имеет электрический привод и барабан (на чертежах не показаны), емкость которого обеспечивает возможность размещения троса такой длины, которая достаточна для работы на глубинах данной акватории. Целесообразно, чтобы на тросе были заранее нанесены метки (например, краской) обозначающие положение верхних концов поплавков (на чертежах не показаны).
В качестве плавсредства 2 может использоваться, обычное, например гидрографическое судно, при этом оно должно быть оборудовано операционной площадкой 10, выполненной в виде плиты, со сквозным отверстием 11, выполненным примерно в центре площадки (диаметром порядка 1,5-2 диаметра поплавка и прорезью прорезью 12, ширина которой уменьшается от внешнего контура площадки (где она равна 3-4 диаметрам троса) к отверстию 11 (где она равна 1,5-2 диаметра троса). По внешнему контуру (выступающему за борт плавсредства) операционная площадка 10 снабжена стойками 13 с леерами 14. Если операционная площадка 10 выполнена убирающейся (откидной - на шарнирах или выдвижной по направляющим зафиксированным на палубе), то стойки 13 должны быть съемными.
Съемный поплавок 4 выполнен в виде герметичного цилиндра (из стеклопласта или углепласта), в корпусе которого выполнена продольная щель 5, ширина которой, превышает диаметр троса 3 на величину зазора, обеспечивающего его ввод в эту щель, при этом глубина щели превышает радиус поплавка 4 на величину радиуса троса 3, причем поплавок 4 снабжен, как минимум одним зажимом 6, выполненным с возможностью быстроразъемной фиксации поплавка 4 на тросе 3. При этом, в зависимости от рабочей глубины поплавка, толщина его корпуса может быть переменной, от большей на больших глубинах, до меньшей на малых, но внешние габариты поплавков, во всяком случае, диаметр поперечного сечения, должен быть одинаков. Кроме того, полость корпуса поплавка может быть заполнена материалом с плотностью меньшей плотности воды, например пенопластом, парафином или т.п.материалом.
Кроме того, верхний 7 и нижний 8 торцы поплавка 4 выполнены обтекаемыми, например коническими. Кроме того, поплавки размещены на тросе на расстоянии определяемом из выражения
L≤FTP, м
где L - расстояние между поплавками, м;
F - выталкивающая сила, действующая на поплавок, кг;
P - вес 1 погонного метра троса, кг.
Зажим 6 выполнен с возможностью быстроразъемной фиксации поплавка 4 на тросе 3. Конструктивно он может быть выполнен, как эксцентрик снабженный рычагом 15, установленный с возможностью поворота на оси, установленной на поплавке, с возможностью контактирования с тросом 3 и поджатая его к поверхности продольной щели 5.
Заявленное устройство используют следующим образом.
В исходном положении трос полностью намотан на барабан лебедки, при этом его конец пропущен через соответствующий шкив (или шкивы) установленные на кране 9, зафиксированном по-походному. При этом операционная площадка 10 (если она мобильная) не выдвинута за пределы палубы.
Далее кран 9 освобождают от крепления по походному (обеспечивая возможность его поворота и подъема в произвольном направлении). Одновременно операционную площадку 10 (если она мобильная) выдвигают или разворачивают за пределы палубы, устанавливая ее в рабочее положение, в т.ч. устанавливают ее леерное ограждение. Кроме того, около операционной площадки 10 размещают необходимое количество поплавков 4.
Далее свободный конец троса 3 известным образом фиксируют на спускаемом объекте (грузе), после чего его поднимают над палубой и посредством крана 9 выносят за борт так, чтобы он не мог удариться в борт. Затем, если размеры объекта позволяют, приподнимая и, соответственно, развернув стрелу крана 9, трос 3 заводят через прорезь 12 операционной площадки 10 в ее отверстие 11.
Если размеры груза не позволяют сразу завести трос 3 в отверстие 11 операционной площадки 10, то спускаемый объект опускают ниже киля судна, после чего, соответственно, развернув стрелу крана 9, заводят трос 3 через прорезь 12 операционной площадки 10 в ее отверстие 11.
Далее, при приближении к операционной площадке 10 первой метки троса 3, лебедку 1 останавливают, к тросу 3 перемещают первый из поплавков, 4 и заводят его продольной щелью 5 на трос 3, на всю ее глубину.
Далее зажимом 6 (если он один) или зажимами 6 если их два (по одному на верхнем и нижнем концах поплавка, фиксируют поплавок 4 на тросе 3, поворачивая рычаг 15 эксцентрика 16, до упирания последнего в трос, с его поджатием к стенке щели 5. Затем вновь включают лебедку 1 в работу и продолжают спуск груза до подхода следующей метки, где операция по закреплению следующего поплавка 4 на тросе 3 повторяется. При этом заострение нижнего 8 конца поплавка 4 исключает его зацепление за кромки отверстия 11 операционной площадки 10 и снижает его лобовое сопротивление при спуске троса в воду.
На поплавок 4, погруженный в воду действует выталкивающая сила равная весу жидкости, вытесненной поплавком, которая компенсирует вес соответствующей части длины троса (за вычетом веса, компенсируемого объемом троса). Таким образом трос воспринимает только нагрузку от груза, поскольку большая часть его веса компенсируется подъемной силой поплавков.
При выборке троса (при подъеме груза), после выхода самого верхнего поплавка 4 несколько выше уровня операционной площадки 10 лебедку останавливают, поплавок отцепляют от троса операционной площадки 10 (поворачивая рычаг 15 эксцентрика 16, в обратную сторону, до освобождения троса). Затем перемещают этот поплавок, выводя его из продольной щели 5. Затем вновь включают лебедку 1 в работу и продолжают выборку троса до выхода следующего поплавка, где операция по отцеплению следующего поплавка 4 с троса 3 повторяется. При этом заострение верхнего 7 конца поплавка 4 исключает его зацепление снизу за кромки отверстия 11 операционной площадки 10 и снижает его лобовое сопротивление при подъеме троса. После отцепления последнего поплавка, трос 3 через прорезь 12 операционной площадки 10 выводят из ее отверстия 11. Далее выборка троса и подъем груза осуществляются в обычном порядке.