СЕКЦИОННЫЙ ПЛАВАЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ

Полезная модель относится к области плавучих средств на воде, которая может быть использована как самостоятельно, так и для образования в сжатые сроки различных стационарных конструкций, например, пирсов, плавучих ангаров, домов, посадочных площадок для вертолетов, и может быть применена для ликвидации последствий стихийных бедствий, природных катаклизмов и т.д., связанных с водной стихией, например, наводнениями.
Известен секционный плавающий элемент, включающий платформу, с одной стороны которой смонтирован настил, а с другой - понтоны (1).
Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога (прототипа) заявленной полезной модели, поскольку является наиболее близким к ней по совокупности общих существенных признаков и достигаемому результату.
Недостатками его являются сложность и громоздкость конструкции понтонов и платформ, дороговизна, малая надежность в
эксплуатации, невозможность в сжатые сроки смонтировать из них плавучие сооружения достаточной площади и грузоподъемности, например, вертолетных площадок, ангаров и т.д. В случае изготовления платформы и понтонов из пластмассы, то на них нельзя устанавливать тяжелые конструкции, из-за опасности их разрушения. Понтоны из труб имеют повышенный вес и обладают низкой плавучестью. Они сложны в эксплуатации и изготовлении. Если в них образовалась течь, то понтон может затонуть. Большие понтоны громоздки и тяжелы. Требуется специальная техника для их транспортировки и сборки. Один раз в каждые пять лет необходимо отправлять такое плавучее средство в док для контроля корпуса на герметичность и износ стенок металла.
Целью полезной модели является намерение найти такое техническое решение секционного плавучего средства, которое характеризовалось бы простотой конструкции и ремонта, возможностью в сжатые сроки смонтировать из них плавучие сооружения достаточной площади и грузоподъемности, например, вертолетных площадок, ангаров и т.д. Кроме того, целью полезной модели является создание конструкции с высокой надежностью в эксплуатации, малым весом, технологичностью и простотой изготовления, низкой себестоимостью и дешевизной.
Для достижения поставленных целей заявляется секционный плавающий элемент, включающий платформу, с одной стороны которой смонтирован настил, а с другой - понтоны, причем, согласно полезной модели, платформа со стороны понтонов оснащена расположенными рядами хомутами платформы с образованием выемок в ее сторону, а каждый понтон представляет собой, по меньшей мере, один бочкообразный элемент, размещенный в выемках хомутов платформы и охваченный с противоположной стороны поперечно расположенными дополнительными хомутами, соединенными с платформой.
Данная совокупность общих существенных признаков представляет собой сущность заявляемой полезной модели. Она необходима и достаточна во всех случаях ее реализации.
Конструкция характеризуется простотой конструкции и сборки, легкостью и простотой монтажа и демонтажа, малым весом, высокой надежностью в эксплуатации. Она позволяет в сжатые сроки монтировать плавучие сооружения достаточной площади и грузоподъемности, например, вертолетные площадки, ангары и т.д.
При этом мы считаем необходимым выделить следующие развития и/или уточнения общей совокупности существенных признаков
устройства, относящиеся к частным случаям его выполнения или использования.
Понтоны могут быть закреплены по-разному относительно друг друга под платформой в зависимости, в частности, от требуемой грузоподъемности. Например, они могут быть установлены отдельно друг от друга и при этом каждый бочкообразный элемент понтона может быть охвачен отдельными дополнительными хомутами. В этом случае обеспечивается надежность крепления понтонов к платформе с обеспечением различного размещения в плане под днищем платформы.
Однако, понтоны могут быть также закреплены так, чтобы контактировать друг с другом боковыми сторонам через прокладки из упругого эластичного материала, при этом их напротив расположенные бочкообразные элементы охвачены общими дополнительными хомутами. Такая модификация конструкции характеризуется упрощением работ по сборке и сокращением времени монтажа конструкции. Указанная прокладка из упругого эластичного материала между смежными понтонами может быть выполнена из различного материала, наиболее предпочтительным из которых является прорезиненная ткань, типа используемой для изготовления транспортерных лент, поскольку она прочна и обладает значительным
сопротивлением разрыву и истиранию. Прокладка предназначена для снижения истирания и демпфирования ударов.
Устройство может характеризоваться также различным размещением понтонов в плане под днищем платформы. Например, понтоны могут быть смонтированы под всей платформой или под частью платформы, в частности, с ее боковых сторон. Если плавучесть устройства достаточна, то последнее предпочтительно, так как позволяет экономить материал, время сборки и т.д.
Рассмотрим теперь конструкцию отдельного понтона. Он может состоять из одного бочкообразного элемента. Однако для повышения плавучести и устойчивости устройства предпочтительно, чтобы каждый понтон был бы выполнен составным из состыкованных торцами бочкообразных элементов.
При этом для повышения прочности и надежности желательно, чтобы бочкообразные элементы были не просто состыкованы, но еще и соединены между собой, например, сваркой. Однако указанное соединение не является обязательным, если при простой стыковке обеспечивается достаточная жесткость и прочность конструкции,
Для практической реализации одной из модификаций заявленной полезной модели при достаточной длине бочкообразного элемента достаточно, чтобы бочкообразные элементы были бы соединены
торцами попарно, и при этом, в частности, располагались бы под платформой в три ряда.
Особым вопросом является контакт каждого бочкообразного элемента с хомутом платформы. Для повышения долговечности работы устройства и улучшения условий эксплуатации предпочтительно, чтобы между каждым бочкообразным элементом и контактирующим с ним хомутом платформы была бы размещена прокладка из упругого эластичного материала, например, из прорезиненной ткани, типа используемой для изготовления транспортерных лент, поскольку она прочна и обладает значительным сопротивлением разрыву и истиранию. Прокладка предназначена для снижения истирания и демпфирования ударов.
Важнейшей деталью устройства является сам бочкообразный элемент. По мнению заявителя, наиболее целесообразно использовать для него бочки, широко применяемые в настоящее время в народном хозяйстве в качестве тары, изготовленные из металла, дерева, пластмассы и т.д., обладающие достаточной герметичностью и прочностью.
В качестве материала бочкообразного элемента предпочтителен металл, например, сталь. Толщину стенок бочкообразного элемента целесообразно выбирать толщиной в диапазоне от 1,5-2 мм. Для
повышения прочности бочкообразного элемента, желательно, выполнение его с ребрами жесткости кольцевой формы.
С целью повышения плавучести бочкообразного элемента, а, следовательно, каждого понтона и всего устройства в целом, предпочтительно, чтобы каждый бочкообразный элемент был бы заполнен пенопластом, например, в виде гранул, в частности, с диаметром в диапазоне 3-15 мм. При нарушении герметичности наличие пенопласта внутри понтона обеспечит его достаточную плавучесть.
Для проверки на герметичность и обеспечение возможности заполнения бочкообразного элемента пенопластом целесообразно, чтобы каждый бочкообразный элемент имел бы в торцевой крышке, по меньшей мере, одно герметично закрытое заглушкой сквозное отверстие, с возможностью подсоединения штуцера для нагнетания текучей среды, например, воздуха или гранул пенопласта. В частности, желательно, наличие двух отверстий с заглушками, причем одно отверстие предназначено для подключения штуцера для подачи сжатого воздуха для проверки на герметичность (в этом случае бочкообразный элемент может быть опущен в воду, чтобы при отсутствии пузырьков после нагнетания воздуха сделать вывод о наличии герметичности, а по их наличию -сделать вывод, что
бочкообразный элемент не герметичен), а другое отверстие предназначено для подачи гранул пенопласта.
Хомут платформы и дополнительный хомут могут иметь различную конструкцию. Однако наиболее предпочтительно выполнение их в виде металлических лент достаточной прочности и гибкости, например, из стали.
Смежные хомуты платформы и смежные дополнительные хомуты могут быть соединены с платформой посредством общего болтового соединения, содержащего болт, стержень которого продет через сквозное отверстие уголка каркаса платформы, причем с одной стороны уголка между ним и головкой болта зажаты нанизанные на стержень упомянутые хомуты, а с другой стороны уголка на стержень навинчена гайка. Такая конструкция упрощает монтаж и сборку секционного плавающего элемента и экономит время на это.
Важнейшей особенностью заявленного устройства является то, что оно может быть использовано не только самостоятельно, как плавающее средство, но и послужить ячейкой для сборки из нескольких таких секционных плавающих элементов сборных конструкций различной площади, грузоподъемности и назначения. Для решения этой задачи заявленный секционный плавающий
элемент имеет соответствующие конструктивные особенности. Рассмотрим их.
Одним из них является средство соединения с другими секционными плавающими элементами путем соединения их смежных бортов между собой. Это позволяет ″набирать″ из сборных секционных плавающих элементов сборные плавающие конструкции различных размеров, а также возводить на воде различные стационарные сооружения разной площади и грузоподъемности, например, ангары, пирсы и т.д.
Для усиления жесткости и прочности сборных конструкций из секционных плавающих элементов каждый секционный плавающий элемент может быть оснащен боковыми элементами с возможностью присоединения к ним гибких тросовых стяжек нескольких секционных плавающих элементов.
Для обеспечения возможности прохождения гибких тросовых стяжек насквозь через несколько секционных плавающих элементов платформа каждого секционного плавающего элемента может быть образована из элементов конструкции так, чтобы внутри платформы образовалась бы сквозная полость от борта до борта с возможностью размещения в ней упомянутой стяжки нескольких секционных плавающих элементов.
Для надежности фиксации каждой стяжки с элементами платформы желательно, чтобы платформа была бы оснащена фиксаторами стяжек для нескольких секционных плавающих элементов, каждый из которых выполнен, например, в виде хомута, установленного с возможностью притягивания стяжки к несущему элементу каркаса платформы.
Для повышения безопасности нахождения на платформе людей и предотвращения падения различных грузов с настила платформы в воду желательно, чтобы настил был бы оснащен ограждением.
Важным преимуществом полезной модели является также то, что она относительно просто и легко может быть реализована на технологическом оборудовании, широко используемом в настоящее время в отечественной промышленности с использованием дешевых материалов, например, порожних тарных бочек.
Эти и другие преимущества полезной модели могут быть более подробно увидены, после обращения к ниже приведенным чертежам и описанию настоящей заявки.
Полезная модель поясняется чертежом.
На фиг.1 изображен заявленный секционный плавающий элемент, общий вид сбоку;
На фиг.2 -то же, вид по стрелке А фиг.1 (настил не изображен);
На фиг.3 - то же, вид по стрелке Б фиг.1;
На фиг.4 - то же, сечение В-В фиг.1;
На фиг.5 - то же, выносной элемент Г фиг.4, увеличено;
На фиг.6 изображен узел крепления элементов смежных секционных плавающих элементов между собой, сечение (платформа не показана);
На фиг.7 изображен каркас платформы, общий вид сбоку;
На фиг.8 - то же, вид по стрелке Д на фиг.7;
На фиг.9 -то же, вид по стрелке Е на фиг.7;
На фиг.10 изображена модификация заявленного секционного плавающего элемента, общий вид сбоку;
На фиг.11 - то же, вид по стрелке Ж фиг.10;
На фиг.12 - то же, вид по стрелке И фиг.10;
На фиг.13 изображена другая модификация заявленного секционного плавающего элемента, общий вид сбоку (настил не изображен);
На фиг.14 -то же, вид по стрелке К фиг.13;
На фиг.15 -то же, вид по стрелке Л фиг.13.
Секционный плавающий элемент 1 включает платформу 2, с одной стороны которой смонтирован настил 3, а с другой - понтоны 4 (фиг.1). Для повышения безопасности нахождения на платформе 2 людей, а
также для предотвращения падения различных грузов с настила 3 платформы 2 в воду желательно, чтобы настил 3 был оснащен ограждением, которое на фигурах не показано. Платформа 2 со стороны понтонов 4 оснащена расположенными рядами хомутами 5 платформы с образованием выемок 6 в ее сторону. Каждый хомут 5 может иметь различную конструкцию, например, представлять собой отрезок металлической полосы, как изображено на фигурах, или кусок каната и т.д. Хомуты 5 концами прикрепляется к продольным элементам 7 пространственного сварного металлического каркаса 8 платформы 2 (фиг.4 и фиг.5). В частности, элемент 7 может представлять собой уголок. Конструкция болтового соединения подробно будет рассмотрена ниже. В выемки 6 размещаются понтоны 4. Как показано на фиг.1 - фиг.3 в выемках 6 размещены три понтона 4. Каждый понтон 4 выполнен составным из состыкованных и соединенных, например, сваркой, торцами с образованием стыка 9 двух бочкообразных элементов 10. Таким образом, под платформой 2 в выемках 6 размещены три понтона 4. Для закрепления понтонов в выемках 6 они охвачены с противоположной стороны поперечно расположенными дополнительными хомутами 11, соединенными с платформой. Каждый дополнительный хомут 11, также как и хомут 5
платформы, может представлять собой отрезок металлической полосы, как изображено на фигурах, или кусок каната и т.д.
Понтоны 4 могут быть размещены под платформой 2 различным образом. Как показано на фиг.1 - фиг.3, а также на модификации устройства, изображенной на фиг.10 - фиг.12, понтоны могут быть размещены отдельно друг от друга и каждый бочкообразный элемент понтона охвачен отдельными дополнительными хомутами. При этом между понтонами остается зазор 12. Однако понтоны могут быть размещены без зазора 12 между собой. Данная модификация будет рассмотрена ниже,
Кроме того, понтоны 4 могут быть различно размещены в плане под платформой 2. Например, понтоны 4 могут быть смонтированы под частью платформы, в частности, с боковых сторон платформы. Например, вместо трех понтонов, как показано на фиг.1 - фиг.3, можно установить только два понтона с боковых сторон платформы. Если понтонов 4 под платформой 2 можно установить шесть, то при условии достаточности плавучести, их количество можно уменьшить до четырех понтонов, оставив по два понтона с каждой боковой стороны платформы. Это значительно снижает стоимость работ, расход материалов и трудозатраты на изготовление полезной модели.
Для увеличения срока службы устройства, предотвращения истиранию и демпфирования ударных нагрузок целесообразно разместить между каждым бочкообразным элементом 10 понтона 4 и контактирующей с ним частью хомута 5 платформы, а также между каждым бочкообразным элементом 10 понтона 4 и контактирующей с ним частью дополнительного хомута 11, прокладку из упругого эластичного материала, например, представляющую собой прорезиненную ткань (на фигурах не показана), типа используемой для изготовления транспортерных лент, поскольку она прочна и обладает значительным сопротивлением разрыву и истиранию.
В качестве бочкообразного элемента может быть использован любая подходящая емкость. Наиболее предпочтительна для этих целей обычно используемые в народном хозяйстве бочки, в частности, такие с одной стороны которых расположено днище, а с другой - герметично закрываемая крышка. При этом для долгой и надежной работы устройства желательно, чтобы каждый бочкообразный элемент и, в частности, бочка, был бы герметичным и выполнен из металла, например, стали. При этом возможны многочисленные варианты. Например, целесообразно использование бочкообразных элементов с толщиной стенок в диапазоне от 1,5-2 мм. Для
повышения прочности предпочтительно использование бочкообразных элементов с ребрами жесткости кольцевой формы.
Важнейшим параметром бочкообразного элемента является плавучесть. Для ее повышения целесообразно заполнение полости бочкообразного элемента пенопластом или другим подобным по функции материалов, обладающим малый удельным весом и не смачиваемым водой. При этом, по мнению заявителя, наиболее предпочтителен пенопласт, выполненный в виде гранул с диаметром в диапазоне 3-15 мм.
Для обеспечения подачи внутрь бочкообразного элемента пенопласта, а также для проверки его на герметичность желательно, чтобы каждый бочкообразный элемент имел бы в торцевой крышке, по меньшей мере, одно герметично закрываемое заглушкой сквозное отверстие, с возможностью подсоединения штуцера для нагнетания текучей среды, то есть гранул пенопласта или воздуха для проверка на герметичность. В общем случае, желательно иметь два таких отверстие с заглушкой, одно из которых можно использовать для нагнетания гранул, а другое - для проверки на герметичность.
Рассмотрим теперь крепление хомутов 5 платформы и дополнительных хомутов 11 к платформе 2. Здесь заявитель разработал множество вариантов. Вместе с тем очевидно, что для
уменьшения количества узлов соединения, снижение трудоемкости монтажа и демонтажа устройства и уменьшения времени работ целесообразно совместить крепление хомутов 5 платформы и дополнительных хомутов 11 в общий узел. Как показано на фиг.4 и фиг.5 смежные хомуты 5 платформы и дополнительные хомуты 11 соединены с продольным элементом 7 пространственного сварного металлического каркаса 8 платформы 2 посредством болтового соединения, содержащего болт 13, стержень 14 которого продет через сквозное отверстие 15 выполненного в виде уголка продольного элемента 7 указанного каркаса 8 платформы 2, причем с одной стороны уголка между ним и головкой 16 болта 13 зажаты нанизанные на стержень 14 упомянутые хомуты 5 платформы и дополнительные хомуты 11, а с другой стороны уголка на стержень 14 навинчена гайка 17. Для того, чтобы нанизать на стержень 14 указанные хомуты на концевых участках хомутов 5 платформы и дополнительных хомутов 11 выполнены сквозные отверстия, через которые продет стержень 14 болта 13.
Количество хомутов 5 платформы и дополнительных хомутов 11, а также места их расположения, определяются расчетом с обеспечением надежности закрепления понтонов 4 в выемках 6.
Такова конструкция модификации устройства, показанная на фиг.1 - фиг.3. В зависимости от назначения секционного плавающего элемента он может быть использован самостоятельно в качестве средства перевозки людей и грузов, а может быть состыкован с другими аналогичными секционными плавающими средствами либо для увеличения полезной площади перевозки, либо для создания из них стационарных сооружений на воде, например, пирсов, понтонных мостов и т.д. необходимой площади и конфигурации в плане. Для этого в местах, обозначенных позицией 18 на каркасах 8 платформы 2, секционные плавающие элементы жестко соединяют между собой. Таких мест должно быть не менее двух с каждой боковой стороны платформы. Узел соединения показан на фиг.6. Он содержит продольный боковой уголок 19 каркаса 8 одной платформы и боковой уголок 20 каркаса другой платформы. Смежные полки 21 и 22 их стыкуют так, чтобы совпали выполненные в них отверстия, через которые продевают болт 23 и завинчивают гайку 24.
Сборка устройства производится в следующей последовательности. Сначала сваривается каркас 8 платформы 2 из металлических профилей, например, уголков. Общий вес его не превышает 100 кг, например, 86 кг, длина и ширина, например, 2 метра.
После этого изготавливают из бочкообразных элементов 10 понтоны 4, попарно соединяя их торцами. В результате этого получают три понтона, каждый из которых образован из пары бочкообразных элементов. Затем с одной стороны каркаса монтируют посредством описанного на фиг.5 болтового соединения понтоны, зажимая их между хомутами 5 каркаса и дополнительными хомутами 11, при этом между указанными хомутами и бочкообразными элементами понтонов размещают прокладки. После этого сооружают настил 3, дополняя при необходимости его ограждением.
На фиг.10 - фиг.12 изображена модификация заявленного секционного плавающего элемента, характеризующаяся тем, что каждый из трех смонтированных под платформой 2 понтона 4 представляет собой один бочкообразный элемент 10. При монтаже этого устройства отпадает необходимость в сборке бочкообразных элементов между собой, например, попарно. Это сокращает сроки монтажа и стоимость работ. Полученный секционный плавающий элемент будет обладать несколько меньшей площадью, чем элемент, представленный на фиг.1 - фиг.9 и его можно эффективно использовать как дополнительный секционный плавающий элемент.
Охарактеризованная на фиг.13 - фиг.15 модификация заявленного секционного плавающего элемента отличается от вышеизложенных
модификаций тем, что понтоны 4 размещены не отдельно друг от друга, а контактируют друг с другом боковыми сторонам через прокладки 25 из упругого эластичного материала и их напротив расположенные бочкообразные элементы охвачены общими дополнительными хомутами 26. На фиг.13 на виде сбоку показан боковой общий дополнительный хомут 26. Как видно из этой фигуры он охватывает сразу три размещенных в выемках 6 понтона 4, стягивая их друг с другом. Один конец этого общего дополнительного хомута 26 соединен с элементом продольного металлического сварного каркаса в точке, обозначенной позицией 27, а другой конец -в точке, обозначенной позицией 28.
Такова общая конструкция заявленной полезной модели. Возможны ее многочисленные усовершенствования. В частности, вместо трех поперечно размещенных хомутов 5 платформы 2, которые прикрепляются между парами продольных элементов 7 (фиг.4), можно использовать один удлиненный хомут платформы, который волнообразно изгибается с образованием выемок бив местах изгиба приваривается к продольным элементам 7.
Полезная модель характеризуется простотой конструкции и ремонта, возможностью в сжатые сроки смонтировать из секционных плавающих элементов плавучие сооружения достаточной площади и
грузоподъемности, например, вертолетные площадки, ангары, пирсы и т.д. Кроме того, полезная модель обладает высокой надежностью в эксплуатации, малым весом, технологичностью и простотой изготовления. Она может быть использована как плавучее средство с возможностью варьирования полезной площади, так и для возведения стационарных водных сооружений, например, ангаров, пирсов и т.д. любой площади и конфигурации, о чем неоднократно упоминалось выше.
1. Источники информации, принятые во внимание:
1. Большой толковый словарь русского языка, Санкт-Петербург, ″НОРИНТ″, 2002, с.с.919, статья ″Понтон″ (прототип).