ПЛАВУЧЕЕ СРЕДСТВО, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО, ДЛЯ ЗЕМЛЕРОЙНЫХ РАБОТ

Полезная модель относится к судостроению и касается конструкции плавучих сооружений, используемых, в частности для землесосных и дноуглубительных работ.
Известны плавучие средства для землеройных работ, так называемые землесосные снаряды [Патент РФ 2151239, опубл. 20.06.2000, Патент РФ 2029826, опубл. 27.02.95.], представляющие собой плавучую платформу, на которой установлено грунтозаборное оборудование. При работе таких устройств добытая пульпа подается на борт платформы и далее по пульпопроводу транспортируется в приемник. Основным недостатком таких устройств является то, что глубина разработки ограничена длиной погружных манипуляторов и рам, на которых установлены грунтозаборные устройства и рыхлители, а также удаленностью насосных систем от исполнительных органов.
Известно плавучее средство погружного типа [Патент РФ 2153999, опубл. 10.08.2000 г.], имеющее герметичный обтекаемый корпус с вертикальной герметичной шахтой и поплавком, установленным в кормовой части корпуса и поддерживающим горизонтальное положение судна. Внутри корпуса размещены грузовые отсеки, балластные, уравнительные и дифферентные отсеки и прочее оборудование, обеспечивающее погружение/всплытие. Подобные подводные средства являются транспортными или грузовыми судами и не имеют навесного грунтозаборного оборудования.
В качестве прототипа выбран земснаряд [Патент РФ 2046889, опубл. 27.10.95] катамаранного типа, имеющий два бортовых корпуса-поплавка, соединенные палубой рамной конструкции. На палубе установлен портал и лебедки для манипулирования грунтозаборным органом и рыхлителем. Земснаряд не является самоходным. Его перемещение осуществляется электролебедками при помощи тросов, закрепленных на береговых анкерах. Прототип обладает описанными выше недостатками, присущими землеройным надводным средствам.
В основу полезной модели поставлена задача расширения арсенала плавсредств, а именно создание самоходного средства, обладающего сравнительно простой конструкцией и способного осуществлять подводные технологические операции, преимущественно, землесосные и дноуглубительные работы.
Поставленная задача решается тем, что плавучее средство имеет в своем составе два бортовых корпуса и платформу, предназначенную для размещения технологического оборудования. Новым, отличающим полезную модель от прототипа, является то, что бортовые корпуса снабжены электродвигателями с гребными винтами. Между бортовыми корпусами размещен корпус, разделенный на технологические отсеки, в одном которых размещены элементы системы управления, автоматики и контроля, в другом - элементы технологической системы. На корпусе закреплена платформа для размещения технологического оборудования. Каждый бортовой корпус имеет в своем составе отсек балластно-креновой системы и отсеки дифферентной системы.
В качестве технологического оборудования используется грунтодобывающее оборудование. Бортовые корпуса могут быть снабжены средствами регулирования плавучести.
Более подробно полезная модель раскрывается в приведенном ниже примере реализации погружного самоходного плавучего средства и иллюстрируется чертежами, на которых схематично представлено: Фиг.1 - плавучее средство, вид сбоку,Фиг.2 - то же, вид сверху, Фиг.3 - то же, вид сзади.
Плавучее средство представляет собой двухкорпусное судно катамаранного типа и имеет в своем составе два бортовых корпуса 1 сигарообазной формы. Между бортовыми корпусами по оси судна имеется корпус 2, разделенный на технологические отсеки. В носовом отсеке 3 корпуса размещены элементы системы управления, автоматики и контроля, в том числе, элементы электрических схем и электрические силовые элементы исполнительных механизмов для обеспечения функционирования технологического оборудования и вспомогательных систем, а также различные датчики. Плавучее средство имеет в своем составе следующие вспомогательные системы:
- балластно-креновую систему,
- дифферентную систему,
- гидравлическую систему приводов технологического оборудования, например, гидравлическую систему управления лебедками и/или манипуляторами.
В кормовом отсеке 4 корпуса размещены элементы управления процессом погружения/всплытия и пространственных эволюции судна, а именно, насосы для подачи забортной воды в балластно-креновую и дифферентную систему, а также, электромагнитные клапаны, фильтры и т.д.
В этом же отсеке размещены насосы гидравлической системы приводов технологического оборудования, например, насосы приводов грунтозаборного оборудования, элементы систем управления средствами визуализации подводной обстановки (например, кинокамер для подводной съемки).
В центральной части корпуса 2 на силовой ферме закреплена платформа 5, служащая для размещения технологического оборудования. Часть платформы 5 находится непосредственно внутри корпуса 2, часть выходит вниз за пределы корпуса 2. В случае, если плавучее средство предназначено для осуществления землеройных и дноуглубительных работ, в качестве навесного технологического оборудования используются грунтозаборное устройство 6, и нагнетательные насосы 7.
Каждый бортовой корпус 1 имеет в своем составе центральный отсек 8 балластно-креновой системы, а также кормовой и носовой отсеки 9 дифферентной системы. Бортовые корпуса 1 могут быть также снабжены элементами регулирования плавучести, выполненными, например, в виде отсеков 10, балластируемых заборной водой или твердым заполнителем.
Бортовые корпуса могут быть также снабжены -L-образными килями, которые обеспечивают повышение курсовой устойчивости судна, а также используются для крепления навесного технологического оборудования.
Под кормовой частью каждого бортового корпуса расположен гребной электродвигатель 11с гребным винтом в насадке 12.
Плавучее средство работает следующим образом.
Управление плавучим средством и навесным технологическим оборудованием осуществляется оператором с пульта управления, расположенного на надводном объекте. В пульт управления поступает информация от датчиков,
контролирующих пространственное положение плавучего средства и работу навесного технологического оборудования. По команде оператора с пульта осуществляется управление работой двигателей гребных винтов, управление балластно-креновой системой, дифферентной системой. По команде оператора включаются насосы, подающие забортную воду в соответствующие отсеки бортовых корпусов и осуществляется погружение/всплытие плавучего средства и его пространственные эволюции, а также осуществляется управление перемещением технологического оборудования и управление работой его исполнительных органов.
При погружении плавучего средства в заданном месте на заданную глубину оператор включает насосы привода землеройного оборудования и осуществляется откачка пульпы (донных отложений, нерудных материалов, полезных ископаемых и т.д.), которая транзитом подается в приемник.
Таким образом, заявленное плавучее средство является самоходным и может погружаться и осуществлять забор пульпы с глубины 20-150 м. При этом насосы и элементы управления максимально приближены к исполнительным органам, что минимизирует энергетические потери.
Конструкция катамаранного типа обладает хорошей обтекаемостью в сочетании высокой остойчивостью, что позволяет разместить технологическое оборудование под днищем корпуса, без ущерба ходовых качеств судна.
Построение плавучего средства по модульному принципу с универсальным носителем и возможностью применения различных исполнительных органов навесного типа позволяет использовать заявленную полезную модель для решения широкого круга гидротехнических задач.