Устройство для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении и способ создания замкнутой рабочей зоны внутри устройства для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении
DEVICE FOR CARRYING OUT REPAIR WORK ON A HYDRAULIC STRUCTURE AND A METHOD FOR CREATING A CLOSED WORKING AREA INSIDE A DEVICE FOR CARRYING OUT REPAIR WORK ON A HYDRAULIC STRUCTURE

Группа изобретений относится к области выполнения ремонтных и других работ на гидротехнических сооружениях и может быть применена в строительной отрасли промышленности.
Известно устройство для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении (ГТС) и способ установки устройства для проведения ремонтных работ на ГТС, при этом устройство содержит полый корпус с двумя смежными открытыми гранями, одна из которых обеспечивает контакт с поверхностью ГТС, а другая обеспечивает доступ обслуживающего персонала во внутреннюю полость корпуса, а способ заключается в монтаже корпуса на поверхности ГТС, в процессе которого одну из двух смежных открытых граней закрывают поверхностью ГТС [RU 2633548, дата публикации: 13.10.2017 г., МПК: Е02В 1/00].
Недостатком известного технического решения является отсутствие защиты рабочей зоны от неблагоприятных погодных условий из-за того, что по завершении установки устройства на поверхности ГТС, грань корпуса, обеспечивающая доступ обслуживающего персонала, остается открытой на протяжении всего процесса эксплуатации устройства, вследствие чего повышается риск попадания атмосферных осадков и забортной воды, затопления внутреннего пространства корпуса и необходимости в прекращении работ внутри рабочей зоны устройства, а также это снижает безопасность нахождения обслуживающего персонала внутри рабочей зоны.
В качестве прототипа выбрано устройство для проведения ремонтных работ на ГТС и способ создания замкнутой рабочей зоны внутри устройства для проведения ремонтных работ на ГТС, при этом устройство содержит полый корпус с двумя смежными открытыми гранями, одна из которых обеспечивает контакт с поверхностью гидротехнического сооружения, а другая обеспечивает доступ обслуживающего персонала во внутреннюю полость корпуса и выполнена в виде люка с металлической крышкой, а способ заключается в создании замкнутой рабочей зоны, посредством закрытия одной из двух смежных открытых граней поверхностью гидротехнического сооружения в процессе монтажа корпуса на поверхности гидротехнического сооружения, и закрытия люка, расположенного на другой смежной открытой грани, посредством металлической крышки [RU 157064, дата публикации: 20.11.2015 г., МПК: Е02В 1/00].
Преимуществом прототипа перед известным техническим решением является возможность защиты рабочей зоны от неблагоприятных погодных условий за счет создания замкнутой рабочей зоны внутри устройства для проведения ремонтных работ на ГТС посредством поверхности ГТС и крышки люка, что исключает попадание в рабочую зону атмосферных осадков и забортной воды.
Однако, недостатками прототипа являются высокая масса корпуса устройства и неблагоприятные микроклиматические условия в созданной внутри устройства замкнутой рабочей зоне. Высокая масса корпуса устройства обусловлена тем, что для создания вышеупомянутой зоны используется люк с тяжелой металлической крышкой. Неблагоприятные микроклиматические условия в замкнутой рабочей зоне обусловлены тем, что корпус устройства для проведения ремонтных работ на ГТС в процессе эксплуатации частично или полностью погружен под воду, температура которой при неблагоприятных погодных условиях может быть достаточно низкой, что способствует охлаждению внутреннего пространства корпуса. При этом относительная влажность воздуха вблизи водоемов, как правило, имеет высокие значения, что совокупно с воздействием на человека низких температур, повышает теплоотдачу с поверхности его кожи и может привести к переохлаждению организма и обморожению отдельных участков тела. При этом также следует учесть то, что высокая масса корпуса приводит к увеличению нагрузки на крепления, с помощью которых устройство фиксируется на поверхности ГТС. Эта нагрузка особенно возрастает в том случае, когда не обеспечивается плавучесть устройства, например в случае снижения уровня воды на ГТС, вследствие чего, прочность соединения креплений с поверхностью ГТС постепенно снижается, что может привести к увеличению зазора между поверхностью ГТС и корпусом устройства и в дальнейшем к потере герметичности соединения с поверхностью ГТС и нарушению микроклимата внутри замкнутой рабочей зоны, что в свою очередь приводит к ухудшению физического состояния обслуживающего персонала.
Ввиду указанных недостатков, требуется улучшение эксплуатационных характеристик устройства для проведения ремонтных работ на ГТС и разработка такого технического решения, которое при возможности защиты внутреннего пространства корпуса от воздействия неблагоприятных погодных условий обеспечивало бы не только снижение массы корпуса устройства, но и позволяло бы поддерживать оптимальный микроклимат в замкнутой рабочей зоне, при котором показатели температуры и влажности являются благоприятными для человека.
Техническая проблема, на решение которой направлена группа изобретений, заключается в улучшении эксплуатационных характеристик устройства для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении.
Технический результат, на достижение которого направлена группа изобретений, заключается в снижении риска нарушения микроклиматических условий замкнутой рабочей зоны внутри устройства для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении, за счет снижения риска увеличения зазора между корпусом и поверхностью гидротехнического сооружения в случае снижения уровня воды в акватории ГТС и постоянного нагрева воздуха внутри этой зоны.
Сущность первого изобретения из группы изобретений заключается в следующем.
Устройство для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении, содержащее полый корпус, не менее чем с двумя смежными открытыми гранями, одна из которых обеспечивает контакт с поверхностью гидротехнического сооружения, а другая обеспечивает доступ обслуживающего персонала во внутреннюю полость корпуса и снабжена укрытием, отличающееся тем, что укрытие выполнено из тентового материала, а во внутренней полости корпуса установлено средство обогрева.
Сущность второго изобретения из группы изобретений заключается в следующем.
Способ создания замкнутой рабочей зоны внутри устройства для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении, при выполнении которого замкнутую рабочую зону создают закрывая одну из двух смежных открытых граней поверхностью гидротехнического сооружения в процессе монтажа корпуса на поверхности гидротехнического сооружения и закрывая вторую открытую смежную грань, предназначенную для доступа обслуживающего персонала во внутреннюю полость корпуса, посредством установки укрытия, отличающийся тем, что в качестве укрытия используют тентовый материал, а после установки укрытия воздух во внутренней полости корпуса нагревают средством обогрева.
Укрытие обеспечивает защиту внутреннего пространства корпуса от попадания атмосферных осадков и забортной воды. Укрытие выполнено из тентового материала. Тентовый материал может быть представлен брезентом, нейлоном, ПВХ-тканью, тарпаулином и другими полимерными тканями или пленками. Крепление укрытия к корпусу устройства может обеспечиваться за счет люверсов с продетыми в них шнурами или карабинами, кнопок, молний и других элементов крепления, обеспечивающих разъемное соединение укрытия с корпусом устройства. Укрытие может иметь форму и размеры, повторяющие форму и размеры открытой грани, обеспечивающей доступ обслуживающего персонала во внутреннюю полость корпуса. Укрытие может иметь выступы или припуски для размещения на них элементов крепления укрытия к корпусу устройства. Укрытие может быть закреплено, как на торцах закрытых граней корпуса, смежных с открытой гранью для доступа обслуживающего персонала, так и на внешней или внутренней поверхности корпуса.
Средство обогрева обеспечивает нагрев воздуха во внутренней полости корпуса. Средство обогрева может быть представлено электрическим, масляным, газовым, дизельным или другим видом обогревателя. В наиболее предпочтительном варианте исполнения средство обогрева может быть расположено в нижней части корпуса, для обеспечения подвижности воздуха внутри замкнутой рабочей зоны и более эффективного нагрева холодного воздуха скапливающегося в нижней части корпуса. Для обеспечения более равномерного нагрева воздуха во внутренней полости корпуса, в ней может быть установлена пара симметрично расположенных средств обогрева.
Корпус обеспечивает возможность создания рабочей зоны для проведения ремонтных работ на ГТС. Корпус имеет не менее, чем две смежные открытые грани, одна из которых обеспечивает контакт с поверхностью ГТС и может быть снабжена уплотнителем, а другая обеспечивает доступ обслуживающего персонала во внутреннюю полость корпуса. При этом во внутренней полости корпуса может быть установлена лестница, ведущая к открытой грани для доступа обслуживающего персонала. Для обеспечения возможности регулирования плавучести корпуса он может содержать понтоны, расположенные в верхней его части. Для фиксации устройства на поверхности ГТС корпус может содержать крепления.
Группа изобретений может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Группа изобретений характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что в качестве укрытия используют тентовый материал, а после установки укрытия воздух во внутренней полости корпуса нагревают средством обогрева. Использование тентового материала в качестве укрытия, за счет его невысокой плотности позволяет снизить массу укрытия, а нагрев воздуха во внутренней полости корпуса при помощи средства обогрева, позволяет увеличить температуру и снизить влажность внутри рабочей зоны, вследствие чего внутри рабочей зоны формируется температурно-влажностный режим, обеспечивающий комфортное пребывание в ней обслуживающего персонала.
Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в снижении риска нарушения микроклиматических условий замкнутой рабочей зоны внутри устройства для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении, за счет снижения риска увеличения зазора между корпусом и поверхностью гидротехнического сооружения в случае снижения уровня воды в акватории ГТС и постоянного нагрева воздуха внутри этой зоны, тем самым улучшаются эксплуатационные характеристики устройства для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении.
Группа изобретений обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «новизна».
Из уровня техники известно устройство для проведения ремонтных работ на ГТС, при монтаже которого одну из его открытых граней закрывают поверхностью ГТС. Также из уровня техники известно устройство для проведения ремонтных работ на ГТС при монтаже которого поверхностью ГТС и металлической крышкой люка создают замкнутую рабочую зону.
Однако из уровня техники не известно устройство для проведения ремонтных работ на ГТС, при монтаже которого замкнутую рабочую зону создают поверхностью ГТС и тентовым материалом, а затем нагревают воздух в замкнутой рабочей зоне. Такой подход обеспечивает достижение синергетического эффекта, который заключается в снижении риска нарушения микроклиматических условий в замкнутой рабочей зоне, который достигается не только за счет постоянного нагрева воздуха в ней, но и при сниженной массе корпуса за счет снижения риска увеличения зазора между корпусом и поверхностью гидротехнического сооружения в случае снижения уровня воды в акватории ГТС, позволяя сохранить герметичность соединения устройства с поверхностью ГТС и поддерживать таким образом сформированный внутри рабочей зоны микроклимат.
Ввиду этого группа изобретений соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень».
Изобретения из группы изобретений связаны между собой и образуют единый изобретательский замысел, который заключается в том, что устройство для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении обеспечивает реализацию способа создания замкнутой рабочей зоны внутри устройства для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении, что свидетельствует о соответствии группы изобретений критерию патентоспособности «единство изобретения».
Группа изобретений поясняется следующими фигурами.
Фиг. 1 - Устройство для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении, вид спереди.
Фиг.2 - Устройство для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении, вид сверху.
Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути группы изобретений ниже представлен вариант ее осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящая группа изобретений ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.
Устройство для проведения ремонтных работ на ГТС содержит полый корпус 1, состоящий из четырех закрытых и двух смежных открытых граней, при этом одна из них обеспечивает контакт с поверхностью ГТС и по периметру снабжена уплотнителем 2, а другая обеспечивает доступ обслуживающего персонала во внутреннюю полость корпуса и снабжена укрытием 3, представленным тентовым материалом, повторяющим форму открытой грани и закрепленным по ее периметру при помощи кнопок 4. Также корпус 1 содержит понтоны 5 и кронштейны 6, расположенные на торцах параллельных друг другу закрытых граней полого корпуса 1, а внутри полого корпуса 1 в нижней его части установлены электрические обогреватели 7.
Способ создания замкнутой рабочей зоны для проведения ремонтных работ на ГТС реализуется рядом основных этапов, которые включают в себя: монтаж устройства на поверхности ГТС, установку укрытия 3 и нагрев воздуха во внутренней полости корпуса 1.
На этапе монтажа устройства для проведения ремонтных работ на поверхности ГТС его доставляют к зоне ремонта при помощи малого плавучего средства и закрепляют на поверхности ГТС при помощи кронштейнов 6. Понтоны 5 наполняют забортной водой и прижимают полый корпус 1 к поверхности ГТС, закрывая тем самым открытую грань, обеспечивающую контакт с поверхностью ГТС. После этого полость, образованную внутренними поверхностями полого корпуса 1 и поверхностью ГТС осушают, а внутри корпуса в нижней его части устанавливают электрические обогреватели 7.
На этапе установки укрытия 3 тентовый материал укладывают на торцы закрытых граней, смежных с открытой гранью, обеспечивающей доступ обслуживающего персонала во внутреннюю полость корпуса, и закрепляют его при помощи кнопок 4, закрывая тем самым эту открытую грань.
На этапе нагрева воздуха во внутренней полости корпуса 1 подают питание к электрическим обогревателям 7 и на максимальной их мощности нагревают воздух во внутренней полости корпуса до температуры составляющей +5-10°С, после чего мощность электрических нагревателей 7 уменьшают для поддержания температуры в замкнутой рабочей зоне на заданном уровне. При этом установленное укрытие 3 предотвращает поступление наружного воздуха в замкнутую рабочую зону, а также снижает количество тепловых потерь рабочей зоны, обеспечивая комфортное пребывание в замкнутой рабочей зоне обслуживающего персонала и снижение массы устройства.
Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в снижении риска нарушения микроклиматических условий замкнутой рабочей зоны внутри устройства для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении, за счет снижения риска увеличения зазора между корпусом и поверхностью гидротехнического сооружения в случае снижения уровня воды в акватории ГТС и постоянного нагрева воздуха внутри этой зоны, тем самым улучшаются эксплуатационные характеристики устройства для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении.