СПУСКО-ПОДЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО СРЕДСТВА
UNDERWATER VEHICLE HANDLING DEVICE

Изобретение относится к подводному судостроению, в частности к конструкции спуско-подъемных устройств для подводных транспортных средств, и может быть использовано для спуска на дно и подъема грузов со дна моря.
Известно судовое спуско-подъемное устройство (а.св. SU №912622, д.пр. 09.07.1980 г.), содержащее шахту с вертикальными направляющими, в которых установлена грузовая платформа, соединенная трособлочной системой с лебедкой, а также фиксатор грузовой платформы. Фиксатор грузовой платформы содержит раму с шарнирно закрепленным на ней опорным рычагом и шарнирно соединенными между собой рычагами, свободные концы которых закреплены на раме. А также гидроцилиндр, один конец которого шарнирно закреплен на раме, а другой шарнирно связан с одним из упомянутых шарнирно-соединенных рычагов.
Недостатком устройства является отсутствие сигнализаторов, управляющих работой лебедки и фиксаторами грузовой платформы, что исключает применение устройства на подводных транспортных средствах.
Известно спуско-подъемное устройство атомной подводной лодки NR-1 (аналитическая записка «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., стр. 5) В носовой части подводной лодки в междубортном пространстве в диаметральной плоскости предусмотрено спуско-подъемное устройство, для которого предусмотрена вертикально установленная проницаемая шахта прямоугольного сечения со щитами. Внутри шахты размещена грузовая подвижная секция, 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 в непосредственной близости от шахты.
Недостатком являются его ограниченные возможности и недостаточная надежность эксплуатации, вызванные выполнением гидроподъемника в виде гидроцилиндров, которые нельзя использовать на глубинах более 1000 м.
Известно устройство для подъема объектов со дна моря на подводное транспортное средство (п. RU №2368531, д.пр. 17.07 2008 г.), принятое за прототип и включающее проницаемую шахту, установленную в междубортном пространстве, верхний щит и нижние щиты с гидроприводами в виде гидромашинок, грузовую подвижную секцию, установленную на двух направляющих рельсах внутри шахты, и ее подъемник. В проницаемой шахте над грузовой подвижной секцией дополнительно установлена силовая секция, которая закреплена стационарно с помощью стопоров и прижимов с гидромашинками, установленных на шахте. Силовая и грузовая секции образуют сменный рабочий модуль. На силовой секции установлен упомянутый подъемник, который выполнен в виде цепной лебедки с гидромотором, а также закреплен замок с гидромашинкой с возможностью взаимодействия с его ответной частью, которая закреплена на грузовой подвижной секции. Силовая секция сообщена с системой гидравлики и системой управления подводного технического средства, размещенными в прочном корпусе. Силовая секция снабжена сигнализатором верхнего положения грузовой секции, а сигнализатор нижнего ее положения установлен на шахте. 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 гидроприводами, соответственно, установленных на шахте. К нижней части грузовой подвижной секции прикреплена платформа с возможностью ее складывания при контакте с грунтом.
Недостатком является сложность конструкции, наличие стопоров и прижимов с гидромашинками крепления силовой секции в шахте, нижних щитов с гидроприводом, складной платформы грузовой секции без фиксации при погрузке и транспортировке приводит к снижению надежности конструкции. Наличие длинных гибких связей к системам подводного транспортного средства увеличивает время приведения устройства в рабочее состояние после загрузки в шахту.
Техническим результатом является упрощение конструкции и повышение надежности устройства.
Технический результат достигается тем, что в спуско-подъемном устройстве подводного транспортного средства, включающем проницаемую вертикальную шахту, размещенную в междубортном пространстве и снабженную верхним и нижним щитами и вертикальными направляющими, в которые установлен сменный модуль, включающий стационарную силовую секцию, снабженную спуско-подъемной лебедкой с гидромотором, центральным замком с гидроприводом и средствами сообщения с системами подводного транспортного средства, и подвижную грузовую секцию, подвешенную на цепи упомянутой лебедки за ответную часть центрального замка с возможностью передвижения в шахте по направляющим, остановки в верхнем и нижнем положении при помощи сигнализаторов и фиксации при помощи элементов крепления с гидроприводами, установленных на шахте, силовая секция сменного модуля в верхней своей части снабжена, как минимум, двумя механическими замками с ручным приводом для крепления с соответствующими гнездами в шахте, в нижней своей части снабжена, как минимум, двумя дополнительными механическими замками с ручным приводом для соединения с ответными штырями грузовой секции, а средства сообщения выполнены в виде гибких рукавов с быстроразъемными герметичными соединениями и электрокабеля с разъемами, ответные части которых соответственно установлены на шахте, в которой, как минимум, две вертикальные направляющие шахты установлены по ее углам, а элементы крепления грузовой секции выполнены в виде, как минимум, одного стопора и одного прижима с гидроприводами или в виде, как минимум, одного стопор-прижима с гидроприводами, выполненными с возможностью одновременного стопорения и прижима грузовой секции, при этом нижний щит шахты выполнен в виде дна грузовой секции, которая выполнена, как минимум, с одним грузовым отсеком с возможностью его остановки для загрузки в нижнем положении сигнализатором шахты, а сменный модуль выполнен с возможностью изменения количества и объема грузовых отсеков грузовой секции.
Шахта может быть снабжена как минимум двумя упорами для установки силовой секции и сигнализатором нижнего положения каждого грузового отсека грузовой секции.
Стопор-прижим с гидроприводом может быть выполнен в виде единого узла с выдвижным штоком для фиксации в ответном гнезде грузовой секции и подпружиненной втулкой для упора в стенку грузовой секции.
Ответная часть центрального замка силовой секции может быть выполнена в виде грузовой наделки грузовой секции.
Устройство может быть выполнено с возможностью загрузки или разгрузки каждого отсека грузовой секции манипулятором подводного технического средства.
Устройство поясняется чертежами, где на на фиг. 1 представлен общий вид устройства, на фиг. 2 представлен разрез А-А, на фиг. 3 представлен разрез Б-Б, на фиг. 4 - общий вид устройства в положении загрузки в шахту.
Спуско-подъемное устройство подводного транспортного средства содержит проницаемую вертикальную шахту 1, вваренную в легкий корпус в междубортном пространстве в носовой оконечности подводного технического средства, и сменный рабочий модуль, включающий стационарную силовую секцию 2 и подвижную грузовую секцию 3. (фиг. 1) Шахта 1 снабжена съемным верхним щитом 5 и нижний щитом 6, выполненным в виде дна грузовой секции 3. Исключение нижних щитов с гидроприводами прототипа позволяет упростить конструкцию устройства и повысить надежность устройства, полезный объем грузовой секции 3. Шахта 1 снабжена, как минимум, двумя вертикальными направляющими 4, в которые установлены силовая 2 и грузовая секции 3 сменного модуля. Две вертикальные направляющие 4 установлены в углах шахты 1 на одной ее диагонали или четыре вертикальные направляющие 4 установлены по углам шахты 1 (фиг. 3). Установка вертикальных направляющих 4 в углах шахты 1, как в наиболее прочных и жестких местах шахты 1 и секций, позволяет увеличить полезный объем и прочность модуля при снижении массы конструкции, что повышает надежность устройства.
Шахта 1 оснащена, как минимум, двумя упорами 7 для посадки силовой секции 2, а также элементами крепления грузовой секции 3. Элементы крепления могут быть выполнены в виде, как минимум, одного стопора 8 и одного прижима 9 с гидроприводами в виде гидромашинок. Элементы крепления могут быть выполнены в виде, как минимум, одного стопора-прижима с гидроприводом (не показано), выполненными с возможностью одновременного стопорения и прижима грузовой секции 3. Стопор-прижим с гидроприводом выполнен в виде единого узла с выдвижным штоком для фиксации в ответном гнезде грузовой секции 3 и подпружиненной втулкой для упора в стенку грузовой секции 3. Установка, как минимум, одного стопор-прижима уменьшает количество гидроприводов, что упрощает конструкцию и повышает надежность.
Силовая секция 2 в верхней своей части снабжена, как минимум, двумя, например, четырьмя механическими замками 10 с ручным приводом для крепления в соответствующих гнездах шахты 1. Установка механических замков 10 на силовой секции 2 вместо двух стопоров и двух прижимов с гидромашинками для силовой секции прототипа, установленных на шахте, уменьшает по сравнению с прототипом количество установленных на шахте устройств на четыре единицы, что позволяет упростить конструкцию и повысить надежность крепления силовой камеры 2 в шахте 1. В нижней своей части силовая секция 2 снабжена центральным замком 11 с гидроприводом и, как минимум, 2, например, четырьмя дополнительными механическими замками 12 с ручным приводом для соединения с ответными штырями грузовой секции 3. Соединение силовой 2 и грузовой 3 секций сменного модуля между собой только в одной точке приводит к значительным усилиям в точке соединения, особенно при переводе сменного модуля из горизонтального в вертикальное положение при загрузке или выгрузке его в шахту 2. Установка, как минимум, двух дополнительных замков 12 простой конструкции позволяет жестко соединить силовую 2 и грузовую 3 секции между собой и повысить надежность крепления и снижение нагрузок на конструкцию. Центральный замок 11 с гидроприводом в виде гидромашинки закреплен с возможностью взаимодействия с его ответной частью, которая закреплена на грузовой секции 3 и выполнена в виде грузовой наделки 13 грузовой секции 3. В силовой секции 2 установлена спуско-подъемная цепная лебедка 14 с гидромотором, а для погрузочных работ силовая секция 2 оснащена обухом 15. На силовой секции 2 установлен сигнализатор 16 верхнего положения грузовой камеры 3, обеспечивающего автоматическое выключение лебедки 14 и подачу сигналов в систему управления для крепления грузовой секции 3 замком 11.
Выполнение привода центрального замка 11 силовой секции 3, приводов стопоров 8 и прижимов 9 или стопор-прижимов - элементов крепления грузовой секции 3 в виде гидромашинок вращательного типа, а также выполнение подъемника в виде лебедки 14 с гидромотором вместо гидроцилиндров позволяет исключить противодействие на выходной вал гидростатического давления окружающей среды, подобно воздействию на шток гидроцилиндра.
Силовая секция 2 сменного модуля связана с гидросистемой и системой управления подводного технического средства средствами сообщения, которые выполнены в виде гибких рукавов 17 с быстроразъемными герметичными соединениями 18 (БРС) и электрокабеля 19 с разъемом, ответные части соединений и разъема установлены в непосредственной близости с модулем на шахте 1. В прототипе - разъемы соединений с системами подводного транспортного средства установлены вне шахты 1. Быстроразъемные герметичные соединения позволяют быстро соединить и разъединить гидросистему без потери давления и рабочей жидкости. Установка ответных частей на шахте 1 позволяет сократить длину гибких рукавов и электрокабеля и повысить быстроту и надежность соединения с системами подводного транспортного средства.
Подвижная грузовая секция 2 подвешена на цепи спуско-подъемной лебедки 14 за ответную часть центрального замка 11 с возможностью ее передвижения в шахте 1 по направляющим рельсам 4, остановки в верхнем и нижнем положении при помощи сигнализаторов и фиксации в крайних верхнем и нижнем положениях при помощи элементов крепления с гидроприводами, установленных на шахте 1. Грузовая секция 3 снабжена, как минимум, одним грузовым отсеком с возможностью его остановки для загрузки или разгрузки в нижнем положении. Для этого на шахте установлен сигнализатор 20 нижнего положения каждого грузового отсека 21 грузовой секции 3, обеспечивающего автоматическое выключение лебедки 14 и подачу сигналов в систему управления на закрытие стопора 8 и прижима 9 или стопор-прижимов. Реверсивное движение грузовой секции 3 производится системой управления с включением лебедки 14 и открытием стопора 8 и прижима 9 или стопор-прижима. Грузовая секция 3 может быть разделена, например, на 12 грузовых отсеков, размещенных вертикально друг над другом с помощью грузовых полок.
Установка сигнализаторов 16, 20 верхнего и нижнего положений грузовой секции 3, применение гидропривода на центральном замке 12 силовой секции 2, а также стопоре 8, прижиме 9 или стопоре-прижиме шахты 1 для грузовой секции 3 обеспечивает дистанционное управление механизмами и исключение повреждения устройства.
Сменный модуль выполнен с возможностью изменения количества и объема грузовых отсеков грузовой секции. Это может быть реализовано при помощи установки однотипных грузовых секций с разным количеством грузовых отсеков, выполненных с возможностью их соединения с одной и той же силовой секцией 2 и установки в шахте 1. Или при помощи использования одной грузовой секции с возможностью изменения в ней количества грузовых отсеков, например, за счет установки перегородок или грузовых полок.
Для загрузки объектов со дна моря в отсеки грузовой секции 3 в килевой части подводного транспортного средства может быть установлен манипулятор 21, который в положении «по-походному» установлен на подводное транспортное средство и закрыт щитом 22.
Устройство работает следующим образом. Исходное положение: верхний щит 5 закрыт, сменный модуль в виде единого монтажного блока выгружен из шахты 1, центральный замок силовой секции 2 соединен с наделкой грузовой секции 3, которая также подвешена на цепи лебедки 4, механические замки 12 силовой секции 2 соединены с ответными штырями грузовой секции 3. Стопор 8 и прижим 9 или стопор-прижимы для грузовой секции 3 открыты. Верхний щит 5 снимают. Сменный модуль за обух 15 крепят на грузовом кране, установленном на пирсе, в доке или на обеспечивающем судне и загружают в шахту 1 до посадки силовой секции 2 на упоры шахты 7 (фиг. 4). При загрузке в шахту 1 сначала грузовая подвижная секция 3 башмаками (не показано) сопрягается с направляющими 4, после чего силовая секция 3 своими башмаками сопрягается также с направляющими 4. Силовую секцию 2 закрепляют стационарно на шахте 1 с помощью, например, четырех механических замков 10 с ручным приводом в ответные гнезда шахты 1. Быстро разъемные соединения гибких рукавов 18 разъем кабеля 19 соединяют на шахте 1 с их ответными частями, связанными с гидросистемой и системой управления подводного транспортного средства. Дополнительные механические замки 12 силовой секции 2 открывают. Грузовую секцию фиксируют в шахте 1 элементами крепления - стопором 8 и прижимом 9 или стопор-прижимом шахты 1. Грузовая секция подвешена на центральном замке 11 своей грузовой наделкой 13 на цепи лебедки. Верхний щит 5 закрывают. Устройство находится в состоянии «по-походному».
При спуске грузовой секции 3 открывают центральный замок 11 силовой секции 3, отключают элементы крепления грузовой секции 3. Грузовую секцию 3, подвешенную на цепи лебедки за наделку, перемещают по направляющим рельсам вниз, включая лебедку 14 на травление. Грузовую секцию 3 опускают до момента срабатывания сигнализатора 20 нижнего положения грузового отсека грузовой секции 3. При его срабатывании стопор 8 и прижим 9 или стопор-прижим шахты 1 фиксируют грузовую секцию 3 с одновременным отключением лебедки 14. Грузовой отсек 21 грузовой секции 3 готов для разгрузки или погрузки груза. Для загрузки следующего грузового отсека отключают элементы крепления грузовой секции 3, включают лебедку 14 на травление и опускают грузовую секцию 3 до повторного срабатывания сигнализатора 20 нижнего положении и элементов крепления для фиксации грузовой секции 3. Груз загружают в отсек грузовой секции 3, выдвинутый в положение загрузки. Грузовую секцию 3 фиксируют при загрузке или разгрузке всех грузовых отсеков элементами крепления шахты 1, что также повышает надежность. Загружают или разгружают грузовой отсек, например, с помощью рук манипулятора 21, предварительно открыв щиты 22. После загрузки или разгрузки всех отсеков грузовой секции 3 отключают элементы крепления и поднимают грузовую секцию 3 в верхнее положение с помощью лебедки 14 до срабатывания сигнализатора 16 верхнего положения и остановки движения. Грузовую секцию 3 фиксируют центральным замком 11 силовой секции 2 и элементами крепления шахты 1. Устройство переходит в положение по-походному. На силовой секции 2 и шахте 1 установлены сигнализаторы 16 и 20 верхнего и нижнего положений грузовой секции 3, обеспечивающих автоматическое включение или выключение лебедки 14 и подачу сигналов в систему управления на работу элементов крепления. Сигнализатор 16 выключает лебедку 14 при подъеме грузовой секции 3 в крайнее верхнее положение с одновременным закрытием центрального замка 11. Сигнализатор 20 выключает лебедку 14 при достижении каждого грузового отсека 21 грузовой секции 3 нижнего положения для загрузки с одновременным закрытием стопора 8 и прижима 9 или стопор-прижима. Для выгрузки сменного модуля силовую секцию 2 и грузовую фиксируют 3 дополнительными механическими замками 12, элементы крепления грузовой секции 3 открывают, верхний щит 5 открывают, разъединяют механические замки 10 силовой секции и за обух 15 поднимают сменный модуль из шахты.
Таким образом, изобретение обеспечивает упрощение конструкции и повышение надежности устройства.