ПЛАВАЮЩЕЕ СРЕДСТВО

Полезная модель относится к понтонам, в частности к конструкции плавучих сооружений различного назначения.
Аналогом к заявляемому техническому решению является плавающее средство, содержащее основание в виде понтонов многоугольной формы из полимерных модулей, заполненных материалом высокой плавучестью с элементами крепления и легкая настройка (RU 62578).
Недостаток аналога в том, что полимерные (пластиковые) поплавки плохо переносят минусовую температуру, становятся хрупкими и при замерзании воды между поплавками и вокруг, емкость поплавка трескается, крошится и помещенный материал высокой плавучестью также крошится, понтон работоспособен только в регионах с плюсовой температурой.
Прототипом к заявленному техническому решению является плавающее средство, содержащее базовое основание в виде понтона многоугольной формы из интегральных металлических или пластиковых поплавков заполненных плавучими твердыми материалами с элементами крепления по сторонам квадратных и прямоугольных поплавков, внутри, между собой резинометаллическими шарнирами, также по сторонам вставлены крестообразные, Т-образные и прямоугольные резиновые объемные компенсационные вставки с отверстиями под штангу, при этом резиновые объемные компенсационные вставки стянуты штангой с резьбой через упорную наружную поверхность и может содержать надстройку (RU 121231).
Недостаток прототипа в том, что вода между поплавками, торцевыми частями резиновых объемных компенсационных вставок и вокруг понтона при замерзании исключают полную работу резиновых объемных компенсационных вставок, так как они расположены без сопряжения торцевыми частями между собой и частично деформирует плоские стороны поплавка и через несколько сезонов, зима и лето, поплавок разрушается и как следствие сварной шов поплавка пропускает воду и поплавок теряет плавучесть.
Задача технического решения заключается в том, что при замерзании воды интегральные поплавки плавающего средства не деформировались, а устройство наружных поплавков при взаимодействии векторной силы от расширения замерзающей воды, наружным поплавком раскладывалось дополнительно на подъемную силу плавающего средства, а также определение толщины резиновых объемных компенсационных вставок между поплавками.
Техническое результат полезной модели заключается в том, что исключить плоскостную деформацию квадратных или прямоугольных металлических модулей от замершей воды и как следствие увеличить срок службы поплавка понтона, путем крепления резиновых объемных компенсационных вставок на вертикальные и наклонные углы модулей до сопряжения между собой торцевыми частями перпендикулярные по отношению поверхности зеркала воды реки или озера.
Технический результат достигается тем, что включает резиновые объемные компенсационные крестообразные, Т-образные и прямоугольные вставки до сопряжения между собой, а в местах крепления квадратных и прямоугольных поплавков между собой резинометаллическими шарнирами в резиновых объемных компенсационных вставках есть высвобождение по сторонам, которые плотно прижимаются к резинометаллическим шарнирам, наружные стороны наружных поплавков плавающего средства по отношению зеркала воды имеют угол β менее 45°, и резиновые объемные компенсационные вставки на эти стороны крепятся на приваренные штыри отверстиями в резиновых объемных компенсационных вставках, а толщина резиновых объемных компенсационных вставок между поплавками определяется по формуле , причем в наружных поплавках внутри приварены упоры жесткости из трубы ⌀89 толщиной стенки не менее 5 мм перпендикулярно зеркалу воды в наклонной части поплавка, по размеченной квадратной сетчатки не более 250 мм на противоположенной верхней стенки наружного поплавка, при толщине стенки поплавка не менее 10 мм.
На фиг.1 представлено собранное плавающее средство с наружные поплавки 1 и прямоугольными поплавками 7 с резиновыми объемными компенсационными вставками, крестообразные 2, Т-образные 3, прямоугольные 4 с отверстиями под штангу с резьбой 5, компенсаторы стянуты через упорную наружную поверхность 6. Крестообразные резиновые объемные компенсационные вставки имеют два отверстия под штанги, смещенные относительно друг - друга не более 200 мм (на фиг.1 не показано).
На фиг.2 представлено сечение с наклонной стороной под углом β наружного поплавка 1 с упором жесткости 8 и резиновыми объемными компенсационными вставками 4 и 3 с отверстиями под штангу 5, резинометаллический шарнир 9 плотно прижимается к резиновым объемным компенсационным вставкам 3 и 2, также векторная сила 10, которая раскладывается на нормальную силу 10а и подъемную силу 11.
На фиг.3 представлено соединение поплавков (см. фиг.1), только наружных поплавков 1 и соединение наружных поплавков 1 с внутренними поплавками 7. Соединение поплавков (см. фиг.5) через кольца 12 и трубной штанги 5а, есть шарнир с одной степенью свободы - движение по оси трубной штанги 5а (на фиг.3 показано соединение одного ряда поплавков, другие ряды поплавков соединяются также), трубные штанги 5 а по концам соединены с платформой 13 (см. фиг.4) через проушины 14 с продольным пазом 15, соединение концов трубных штанг 5а с проушинами 14, есть соединение одной степени свободы - движение по направлению паза 15 проушины 14. По выбранному шагу платформа 13 в контакте с поплавками через резиновые упоры 16 (на фиг.3 показаны резиновые опоры на одном ряде поплавков).
Перпендикулярное движение поплавков заложено для уравновешивания всей системы поплавков 1 и 7 при деформации всех резиновых объемных компенсационных вставок 2, 3 и 4 от векторной силы 10 образующей при замерзании воды в водоеме.
Работают компенсаторы следующим образом, при замерзании вода расширяется и образуется сила 10, которая давит на наклонные под углом β плоскости наружных поплавков 1 по отношению поверхности зеркала воды. Векторная сила 10 по первому закону Ньютона воздействует на наклонную плоскость наружных поплавков и раскладывается на нормальную 10а и подъемную силу 11, резиновые объемные компенсационные вставки между поплавками воспринимают это давление от разложенной векторной силы 10 и гасят образующею силу до нуля на внутренние поплавки, вертикальные стенки поплавков остаются не деформированными. То есть, вся система из поплавков находится в уравновешенном состоянии. Образующая подъемная сила 11 от нормальной силы 10а поднимает плавающее средство, тем самым уменьшается площадь контакта поплавков с льдом и как следствие уменьшается сила 10. Расчет толщины компенсационных вставок между поплавками определяется по формуле , где Т - расчетная толщина резиновых объемных компенсационных вставок, L - длина стороны плавающего средства, n - число поплавков по длине стороны плавающего средства, 0,11-11% расширение воды при замерзании.