АМОРТИЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНИЖЕНИЯ УДАРНЫХ НАГРУЗОК ПРИ ШВАРТОВКЕ СУДНА К МОРСКОЙ ПЛАТФОРМЕ

Полезная модель относится к оборудованию для швартовки судов и может быть использована в качестве амортизирующего устройства, располагаемого на плавучих и стационарных буровых установках, а также на портовых, береговых или других сооружениях, к которым швартуются суда.
Расширение работ по освоению природных ресурсов в морских районах со сложными погодными условиями (включая арктические регионы) обуславливает необходимость создания надежных и простых в обслуживании швартовных устройств.
Известно амортизирующее устройство, содержащее перекрывающую всю зону возможных соударений судна с колонной платформы жесткую пластину (панель), на обеих сторонах которой закреплены амортизирующие элементы. На стороне пластины, обращенной к швартующемуся судну, для предотвращения повреждений поверхности судна и ее лакокрасочных покрытий расположены элементы с малой энергоемкостью, а с противоположной стороны - гидравлические амортизаторы, обладающие большой энергоемкостью и удовлетворительной способностью снижать ударные взаимодействия судна с платформой (Судовые устройства: Справочник / Под ред. М.Н. Александрова. Л.: Судостроение, 1987, с. 641-642).
Недостатками такого устройства является дороговизна его изготовления, сложность и высокая стоимость эксплуатации, малая эксплуатационная надежность в морских условиях при воздействии морской воды и низких температур.
Известно также амортизирующее устройство для снижения ударных нагрузок при швартовке судна к морской платформе, содержащее одну или несколько заполненных сыпучим материалом (преимущественно песком) полостей, образованных двумя боковыми стенками, соединенными с платформой жесткими опорными элементами, и двумя расположенными друг против друга упругими оболочками, содержащими плоские и выпуклые части, одна из которых обращена выпуклостями к пластине и соединена с ней, а вторая - выпуклостями к колонне платформы и расположена так, что между ней и колонной имеется зазор (Г.Б. Крыжевич «Амортизирующее устройство для снижения ударных нагрузок при швартовке судна к морской платформе (варианты)» - прототип патент RU 2012158061).
2
Недостатком такого устройства является невозможность получения его большой энергоемкости при малых габаритах. В результате, при создании устройств для швартовки больших судов в условиях волнения их стоимость становится очень большой.
Задачами предлагаемой полезной модели являются повышение демпфирующих свойств, энергоемкости и эффективности амортизирующего устройства при малых его габаритах, обеспечивающее снижение стоимости его изготовления.
Поставленная задача решается за счет того, что амортизирующее устройство для снижения ударных нагрузок при швартовке судна к морской платформе, содержит два жестких опорных элемента, которые закреплены к колонне платформы, между опорными элементами расположены две упругие пластины, одна упругая пластина обращена к швартующемуся судну и на ней закреплен вертикально ориентированный привальный брус из резины, вторая упругая пластина обращена к колонне платформы, между упругими пластинами расположена полость, заполненная песком, упругие пластины соединены между собой с помощью шпилек. Вторая пластина расположена таким образом, что между ней и колонной расположен вертикально ориентированный упругий элемент, выполненный из перфорированной резины и находящийся в состоянии сжатия.
Полезная модель поясняется эскизами, где: на фиг. 1 представлен вид сбоку предлагаемого устройства в первом варианте исполнения; на фиг. 2 представлено сечение устройства по А-А, расположение которого указано на фиг. 1, с упругим элементом, выполненным из перфорированной резины и находящийся в состоянии сжатия.
Предлагаемое устройство состоит из упругой пластины 1, к которой закреплен вертикально ориентированный привальный брус 2 из резины, предназначенный для предотвращения повреждений поверхности судна и ее лакокрасочных покрытий, а с противоположной стороны - сыпучий материал 6 (песок), заполняющий полость, образованную двумя боковыми стенками, соединенными с колонной платформы с помощью жестких опорных элементов, и второй упругой пластиной 3, расположенной напротив пластины с привальным брусом. Между платформой и амортизирующим устройством расположен упругий элемент 7, выполненный из перфорированной резины и находящийся в состоянии сжатия. Расположенные с противоположных сторон полостей с песком упругие пластины соединены между собой с помощью шпилек 4. Конструкция крепится к колонне платформы жесткими опорными элементами 5, которые соединены с помощью сварки с упругими пластинами 1 и 3. Упругий элемент 7 крепится к амортизирующему устройству с помощью клеевого или механического соединения.
При действии усилий, возникающих при швартовке судна, наличие в амортизационных элементах упругих пластин обеспечивает их податливость, большую 3
энергоемкость элементов и высокое качество амортизации. Наличие полости, заполненной сыпучим материалом, который деформируется при действии усилий, возникающих при швартовке судна, обеспечивает рассеяние энергии при ударном взаимодействии судна с устройством и высокое качество демпфирования удара. Наличие упругого элемента между опорой колонны и амортизирующим устройством позволяет увеличить упругую энергию амортизирующего устройства, за счет чего существенно повысить демпфирующий эффект и снизить габариты конструкции. Наличие механического соединения упругих пластин, расположенных по разные стороны объема сыпучего материала, дает возможность создания деформаций сжатия сыпучей среды до начала действия усилий, возникающих при швартовке судна, и повышения демпфирующих свойств устройства. Наличие шпилек, соединяющих упругие пластины, обеспечивает стабилизацию уровня сжимающих напряжений в полостях с сыпучим материалом и облегчает сборку устройства.
Амортизирующее устройство для снижения ударных нагрузок при швартовке судна к морской платформе работает следующим образом.
При контактном взаимодействии судна и предлагаемого устройства, возникающем при швартовке, происходит деформирование упругих пластин и упругого элемента, увеличение сжатия предварительно деформированной сыпучей среды и ее сдвиговые деформации. Благодаря деформированию упругих пластин и упругого элемента, расположенного между колонной платформы и амортизирующим устройством происходит амортизация ударного взаимодействия. При этом деформировании основная часть потенциальной энергии накапливается в упругом элементе и небольшая часть в пластинах, что приводит к уменьшению габаритных размеров пластин и устройства в целом. Вследствие деформаций сдвига и сжатия сыпучей среды имеет место интенсивное рассеяние энергии в этой среде, демпфирование движения судна и уменьшение контактных усилий при швартовке. При этом предварительное сжатие сыпучей среды за счет затяжки резьбовых соединений и создания в шпильках растягивающих усилий повышает способность сыпучей среды к поглощению энергии и снижению усилий, возникающих при швартовке.
Таким образом, предлагаемое амортизирующее устройство для снижения ударных нагрузок при швартовке судна к морской платформе позволяет эффективно уменьшить действующие на конструкции судна и морской платформы нагрузки, вызванные швартовкой, снизить габариты амортизирующего устройства, снизить стоимость его изготовления и эксплуатации, что выгодно отличает его от прототипа.