СИЛОВОЙ КОРПУС ПЛАВУЧЕГО СРЕДСТВА И КАРКАС ПОНТОНА, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ В НЕМ

Полезная модель относится к сборно-разборным плавучим средствам с небольшой осадкой, составленных из понтонов. Подобные плавучие средства могут быть использованы на мелководных акваториях для выполнения гидротехнических работ с водной поверхности, в частности, при подъеме и перемещении грузов, расчистки и углублении дна, бурении скважин, очистки поверхности воды от загрязнений в закрытых водоемах, в болотистых и труднодоступных местах.
Потребность в сборно-разборных конструкциях плавучих средств непрерывно возрастает, так как при росте общих объемов гидротехнических работ необходимо наличие возможности быстрой транспортировки из одного рабочего места в другое. Причем при обеспечении передвижения плавучего средства по водной поверхности, особенно в условиях мелководья, большое значение имеет величина осадки плавучего средства, определяющаяся весом его конструкции. При этом рост потребности в таких плавучих средствах предъявляет повышенные требования к принципу соединения составных элементов (понтонов) между собой и к их конструкции.
Известен силовой корпус плавучего средства, представляющего собой корпус землесосного снаряда [Мелиоративные и строительные машины:
Корпуса землесосных снарядов. Набор понтона. - Электронный ресурс. Режим доступа к ресурсу свободный - http://stroy-machines.ru/content/view/565/141/, см. Приложение]. Этот силовой корпус плавучего средства составлен из отдельных секций, выполненных в виде понтонов, жестко скрепленных друг с другом на плаву различными соединительными узлами. Обычно такие узлы состоят из бобышек, приваренных к одному из соединяемых понтонов, и соответствующих пазов, выполненных в другом плавучем понтоне. Соединение осуществляется путем введения бобышки в паз и закрепления специальным конусным штырем с винтовым натягом. Водонепроницаемость таких соединительных узлов обеспечивается сальниковым уплотнением. Имеются конструкции, в которых соединение понтонов между собой осуществляется болтами, проходящими через борт без каких-либо уплотнений. Причем в этих конструкциях делаются специальные водонепроницаемые отсеки, изолирующие район соединений от всего трюма.
Этот известный силовой корпус плавучего средства выбирается в качестве прототипа, так как он содержит наибольшее число существенных признаков, совпадающих с существенными признаками заявляемой полезной модели. Однако прототип имеет существенные недостатки, а именно:
- сложная транспортировка такого силового корпуса плавучего средства по водной поверхности в условиях мелководья из-за его большой осадки, так как применяются массивные понтоны, имеющие тяжелую конструкцию;
- трудоемкий процесс сборки-разборки на плаву, поскольку массивные понтоны имеют большую осадку и их тяжело подгонять друг к другу.
Из описания упомянутого силового корпуса плавучего средства известна конструкция понтона [см. Приложение]. Основу корпуса понтона составляет каркас, образованный из системы продольных и поперечных балок и переборок. Балки образуют объемную рамную конструкцию из шпангоутов, а продольные и поперечные переборки обеспечивают прочность корпуса. Рамные шпангоуты состоят из флорного шпангоута (по днищу), бортового рамного шпангоута (по борту), и флорного бимса (по палубе). С наружной стороны корпус понтона обшит листовым металлом.
Этот известный каркас понтона выбирается в качестве прототипа, так как он содержит наибольшее число существенных признаков, совпадающих с существенными признаками заявляемой полезной модели. Однако прототип имеет существенный недостаток, а именно:
- большая осадка понтона из-за массивности его конструкции, т.к. каркас понтона представляет собой систему тяжелых рамных шпангоутов.
Первой задачей настоящей полезной модели является разработка нового силового корпуса плавучего средства, который бы способствовал достижению следующего технического результата: уменьшить вес конструкции плавучего средства с сохранением плавучести и сборно-разборного принципа построения конструкции.
Второй задачей настоящей полезной модели является разработка нового каркаса понтона для использования его в силовом корпусе плавучего средства, который бы способствовал достижению следующего технического результата: уменьшить вес конструкции понтона с сохранением его плавучести и прочности.
Первая задача решена за счет того, что в силовом корпусе плавучего средства каркасов понтонов жесткого соединения друг с другом с помощью опорной рамы, установленной на них, стягивая их, и равномерно распределяющей внешнюю нагрузку, и за счет использования понтонов, в каркасах которых между продольными и между поперечными балками закреплены вертикальные стойки, выполненные с возможностью обеспечения жесткости каркаса и установленные с шагом, определяемым его геометрическими размерами, при этом балки и стойки образованы из полых тонкостенных труб.
Сущность заявляемой полезной модели состоит в том, что в силовом корпусе плавучего средства, включающем, по меньшей мере, два понтона, каркасы которых жестко соединены между собой, при этом каркас каждого понтона образован из продольных и поперечных балок, жестко соединенных между собой, согласно настоящей полезной модели, понтоны соединены друг с другом с помощью опорной рамы, установленной на них, стягивая их каркасы, и равномерно распределяющей внешнюю нагрузку, причем между продольными и между поперечными балками в каркасах понтонов закреплены вертикальные стойки, выполненные с возможностью обеспечения жесткости каркаса и установленные на соответствующем расстоянии друг от друга, при этом балки и стойки образованы из полых тонкостенных труб.
Таким образом, заявляемое техническое решение всей своей совокупностью существенных признаков позволяет уменьшить вес конструкции плавучего средства за счет применения понтонов, каркасы которых имеют меньший вес, по сравнению с прототипом, потому что каркас каждого из этих понтонов образован из полых тонкостенных труб. При этом сохраняется прочность конструкции понтона, поскольку каркас каждого понтона образован из продольных и поперечных балок, соединенных между собой. Между продольных и между поперечных балок каркаса закреплены вертикальные стойки, выполненные с возможностью обеспечения жесткости каркаса и установленные на соответствующем расстоянии друг от друга.
Благодаря небольшому весу каркаса понтонов и, следовательно, силового корпуса плавучего средства, оно имеет малую осадку и может применяться для выполнения гидротехнических работ преимущественно на мелководье, и его можно транспортировать по водной поверхности в необходимое место выполнения работ. Кроме этого, сборно-разборная конструкция силового корпуса плавучего средства позволяет осуществить его перевозку к месту выполнения работ и сухопутным транспортом, имеющим стандартные габаритные размеры кузова. При этом благодаря тому, что каркасы понтонов друг с другом соединены с помощью опорной рамы, установленной на них и стягивающей их, повышается надежность конструкции силового корпуса плавучего средства и устойчивость самого плавучего средства на водной поверхности при выполнении гидротехнических работ на мелководье при обеспечении малой осадки. Кроме того, опорная рама выполняет роль опорного контура, то есть является, по сути, опорой для установки внешнего рабочего средства, и при этом равномерно распределяет внешнюю нагрузку на поверхность каркаса понтонов. Это особенно актуально при боковых нагрузках, возникающих при боковых перемещениях, например, установленного на силовом корпусе плавучего средства крана-манипулятора.
Вторая задача решена за счет разработки нового каркаса понтона, образованного из продольных и поперечных балок, жестко соединенных между собой, между которыми закреплены вертикальные стойки, выполненные с возможностью обеспечения жесткости каркаса и установленные на соответствующем расстоянии друг от друга, при этом балки и стойки образованы из полых тонкостенных труб.
Сущность заявляемой полезной модели состоит в том, что в каркасе понтона, образованного из продольных и поперечных балок, жестко соединенных между собой, согласно настоящей полезной модели, между продольными и между поперечными балками в каркасе закреплены вертикальные стойки, выполненные с возможностью обеспечения жесткости каркаса и установленные на соответствующем расстоянии друг от друга, при этом балки и стойки образованы из полых тонкостенных труб.
Таким образом, заявляемое техническое решение всей своей совокупностью существенных признаков позволяет уменьшить вес конструкции понтона за счет того, что его каркас образован из полых тонкостенных труб, вместо массивных шпангоутов, необходимых для восприятия нагрузки на палубу понтона от опорной рамы и, тем самым, придает плавучесть самому понтону. Прочность каркасу понтона придают вертикальные стойки, установленные на соответствующем расстоянии друг от друга и закрепленные между продольным и поперечным балкам каркаса и выполненные с возможностью обеспечения жесткости этого каркаса.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется следующими чертежами.
Фиг.1 - Вариант исполнения силового корпуса плавучего средства (вид сверху).
Фиг.2 - Силовой корпус плавучего средства (вид сбоку).
Фиг.3 - Каркас понтона.
1 - Каркас понтона.
2 - Опорная рама.
3 - Продольная балка.
4 - Поперечная балка.
5 - Вертикальная стойка.
6 - Угловой вырез.
7 - Рабочая зона.
8 - Нижнее основание.
9 - Направляющая.
10 - Верхнее основание.
Силовой корпус плавучего средства (Фиг.1, 2) содержит, по меньшей мере, два каркаса 1 понтонов (Фиг.3) и опорную раму 2, установленную на них, стягивая их.
Каркас 1 понтона образован из продольных балок 3 и поперечных балок 4, жестко соединенных между собой, например с помощью сварки. Между продольными балками 3 и между поперечными балками 4 закреплены, например, с помощью сварки, вертикальные стойки 5 на соответствующем расстоянии друг от друга (на чертеже показано условно). Это расстояние определяется исходя из габаритных размеров каркаса 1 понтона. Продольные балки 3, поперечные балки 4 и вертикальные стойки 5 образованы из тонкостенных труб, например, прямоугольного или круглого поперечного сечения (на чертеже показано условно).
В каждом каркасе 1 понтона может быть выполнен угловой вырез 6, при этом каждый угловой вырез расположен зеркально напротив другого соответствующего углового выреза 6, образуя открытую рабочую зону 7 для работы внешнего органа (на чертеже не показано), например, крана-манипулятора. Причем рабочая зона 7 выполнена соразмерной, например, рабочей насадке крана-манипулятора.
Каркас 1 понтона может быть обшит листовым металлом (на чертеже не показано), например, листовой сталью толщиной 1,5-2 мм.
Опорная рама 2 выполнена, например, в виде усеченной четырехгранной пирамиды (на чертеже показано условно). Ее нижнее основание 8 закреплено на каркасах 1 понтонов, например, с помощью, по меньшей мере, двух направляющих 9, выполненных, например, в виде швеллеров. Верхнее основание 10 предназначено для установки, например, крана-манипулятора (на чертеже не показано). Опорная рама 2 расположена симметрично относительно продольной оси симметрии А (на чертеже показано условно) силового корпуса плавучего средства (Фиг.1, 2), совпадающей с осью симметрии открытой рабочей зоны 7.
Предлагаемые полезные модели применяются по традиционной технологии.
Плавучее средство доставляется на рабочее место в разобранном виде. Размеры составных частей плавучего средства выбраны таким образом, что с одной стороны позволяет осуществить перевозку сухопутным транспортом, имеющим стандартные габаритные размеры кузова (бортовой а/м «Камаз»), что облегчает транспортировку, и с другой стороны обеспечивает устойчивость плавучего средства с установленным на нем, например, краном-манипулятором (на чертеже не показано) при производстве работ на водной поверхности.
Затем осуществляют сборку плавучего средства на водной поверхности.
Силовой корпус плавучего средства (Фиг.1, 2) образуют следующим образом. На обшитых (на чертеже не показано) каркасах 1 понтонов (Фиг.3) предварительно закрепляют, например, с помощью сварки, направляющие 9. Затем каркасы 1 понтонов располагают так, чтобы их угловые вырезы 6 образовали рабочую зону 7 и в направляющие 9 устанавливают нижнее основание 8 опорной рамы 2 и фиксируют его там, например, с помощью болтового соединения (на чертеже не показано). На верхнее основание 10 опорной рамы 2 может быть установлен, например, кран-манипулятор (на чертеже не показано) для выполнения гидротехнических работ на мелководных акваториях.
Таким образом, разработанный силовой корпус плавучего средства и каркас понтона, используемый в нем, позволяют достигнуть следующего технического результата: уменьшить вес конструкции плавучего средства с сохранением плавучести и сборно-разборного принципа построения его конструкции, а также уменьшить вес конструкции понтона с сохранением его плавучести и прочности.