Способ создания сухой рабочей зоны в условиях интенсивного волнения в акватории
METHOD FOR CREATING A DRY WORKING AREA IN CONDITIONS OF INTENSE WAVES IN THE WATER AREA

Изобретение относится к области выполнения ремонтных и других работ на гидротехнических сооружениях и может быть использовано в строительной отрасли промышленности.
Известно устройство для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении (ГТС) и способ создания сухой рабочей зоны для проведения ремонтных работ на ГТС с использованием этого устройства, при этом устройство содержит полый корпус с двумя смежными открытыми гранями, одна из которых снабжена уплотнителем, балластные отсеки, выполненные в стенках и днище корпуса, элементы крепления выполненные в виде наклонных штанг, шарнирно закрепленных в верхней части корпуса и дополнительные элементы крепления расположенные в нижней части корпуса на внешней его поверхности и представленные гидродомкратами, а способ заключается в наполнении балластных отсеков забортной водой для регулирования плавучести устройства, закреплении устройства на поверхности ГТС при помощи основных элементов крепления, затем закреплении устройства при помощи дополнительных элементов крепления, и осушении полости, образованной внутренними поверхностями полого корпуса и поверхностью ГТС [RU157064, дата публикации: 20.11.2015 г., МПК: E02B 1/00].
Недостатком известного технического решения является высокая сложность монтажа устройства для проведения ремонтных работ на поверхности ГТС. Это обусловлено тем, что в процессе создания сухой рабочей зоны, после закрепления устройства на поверхности ГТС при помощи наклонных штанг, ни одна из точек корпуса устройства не имеет жесткого закрепления на поверхности ГТС и устройство может изменять свое положение относительно нее под воздействием волн в акватории, при этом наполнение балластных отсеков, расположенных в стенках и днище корпуса способствует затоплению и перемещению устройства в направлении дна акватории. Вследствие этого возникает необходимость в закреплении устройства на поверхности ГТС при помощи дополнительных элементов крепления, расположенных в нижней части корпуса на внешней его поверхности, которая частично или полностью погружена под воду, из-за чего для завершения монтажа устройства требуется привлечение водолазов, что значительно усложняет процесс закрепления устройства на поверхности ГТС и может быть небезопасным в условиях интенсивного волнения в акватории.
В качестве прототипа выбрано устройство для проведения ремонтных работ на ГТС и способ создания сухой рабочей зоны для проведения ремонтных работ на ГТС с использованием этого устройства, при этом устройство содержит полый корпус с двумя смежными открытыми гранями, одна из которых снабжена уплотнителем, понтоны, расположенные в верхней части корпуса напротив снабженной уплотнителем открытой грани, и шарнирные элементы крепления к поверхности ГТС, расположенные на одной из двух открытых граней, а способ заключается в закреплении устройства на поверхности ГТС при помощи шарнирных элементов крепления, наполнении понтонов, а затем затягивании шарнирных элементов крепления, и осушении полости образованной внутренними поверхностями полого корпуса и поверхностью ГТС [RU2633548, дата публикации: 13.10.2017 г., МПК: E02B 1/00].
Преимуществом прототипа перед известным техническим решением является более простой процесс монтажа устройства для проведения ремонтных работ на поверхности ГТС за счет того, что закрепление устройства на поверхности ГТС при помощи шарнирных элементов крепления обеспечивает жесткое, но подвижное закрепление одного из ребер корпуса на поверхности ГТС. Такой принцип закрепления устройства на поверхности ГТС позволяет при наполнении понтонов, расположенных в верхней части корпуса, образовывать рычаг, обеспечивающий движение корпуса навстречу поверхности ГТС и плотное прижатие его к ней, что впоследствии исключает необходимость в дополнительных элементах крепления, а также привлечении водолазов для завершения монтажа устройства.
Однако недостатком прототипа при его простоте монтажа является высокий риск нарушения герметичности внутреннего пространства корпуса устройства в условиях интенсивного волнения в акватории, из-за того, что понтоны размещенные в верхней части корпуса, повторяют движение водных масс, что приводит к движению нижней части корпуса относительно поверхности ГТС. Вследствие этого недостатка не обеспечивается достаточная степень прижатия полого корпуса к поверхности ГТС, из-за чего при волнении в акватории повышается риск увеличения зазора между уплотнителем и поверхностью ГТС, что может привести к поступлению в рабочую зону забортной воды и препятствованию проведению в ней ремонтных и иных работ, а также делает небезопасным пребывание внутри корпуса устройства людей, производящих работы на ГТС, что существенным образом ухудшает эксплуатационные характеристики устройства для проведения ремонтных работ на ГТС.
Техническая проблема, на решение которой направлено изобретение, заключается в улучшении эксплуатационных характеристик устройства для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении с сопутствующим расширением функциональных возможностей устройства.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в снижении риска нарушения герметичности внутреннего пространства полого корпуса устройства для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении и обеспечении возможности проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении в условиях интенсивного волнения в акватории.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Способ создания сухой рабочей зоны для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении в условиях интенсивного волнения в акватории с использованием устройства для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении в условиях интенсивного волнения в акватории, при выполнении которого устройство, содержащее полый корпус с двумя смежными открытыми гранями, одна из которых снабжена уплотнителем, закрепляют на поверхности гидротехнического сооружения при помощи шарнирных элементов крепления, расположенных в верхней части корпуса, наполняют понтоны, также расположенные в верхней части корпуса, и затем осушают полость, образованную внутренними поверхностями полого корпуса и поверхностью гидротехнического сооружения. В отличие от прототипа после осушения внутренней полости дополнительно осуществляют фиксацию полого корпуса на поверхности гидротехнического сооружения посредством дополнительного элемента крепления, расположенного на внутренней поверхности полого корпуса.
Полый корпус обеспечивает возможность создания рабочей зоны для проведения ремонтных работ на ГТС. Корпус может иметь форму куба, параллелепипеда, треугольной призмы, усеченной пирамиды, а также может иметь Г-образную форму. Корпус имеет не менее чем две смежные открытые грани, одна из которых снабжена уплотнителем и предназначена для контакта с поверхностью ГТС.
Дополнительный элемент крепления обеспечивает возможность снижения риска нарушения герметичности внутреннего пространства корпуса устройства и проведения ремонтных работ на ГТС в условиях интенсивного волнения в акватории за счет дополнительного воздействия на полый корпус в направлении поверхности ГТС или за счет обеспечения возможности установки стяжных приспособлений, воздействующих на полый корпус в направлении поверхности ГТС, и удерживающих корпус на его поверхности.
Дополнительный элемент крепления расположен на внутренней поверхности корпуса, что при условии достижения вышеуказанного технического результата упрощает монтаж полого корпуса на поверхности гидротехнического сооружения, исключая необходимость привлечения водолазов к этому процессу. При этом под внутренней поверхностью полого корпуса подразумевается пространство, ограниченное плоскостями, проходящими через его грани.
Дополнительный элемент крепления может быть представлен приварной площадкой для неразъемного присоединения стяжного приспособления или кронштейном для разъемного присоединения стяжного приспособления или непосредственно самим стяжным приспособлением, разъемно или неразъемно присоединенным к внутренней поверхности полого корпуса. При этом стяжное приспособление может быть представлено
ручной или автоматической лебедкой.
Дополнительный элемент крепления может быть расположен на внутренней поверхности любой из закрытых граней полого корпуса или на ребре, соединяющем эти грани. Для снижения риска нарушения герметичности внутреннего пространства полого корпуса в условиях интенсивного волнения в акватории дополнительный элемент крепления может быть расположен на внутренней поверхности в нижней части полого корпуса. При этом дополнительный элемент крепления может быть расположен на внутренней поверхности той закрытой грани полого корпуса, которая расположена напротив его открытой грани, предназначенной для контакта с поверхностью ГТС, тем самым обеспечивая более равномерное прижатие полого корпуса к поверхности ГТС. При этом в наиболее предпочтительном варианте дополнительный элемент крепления может быть выполнен в виде двух симметрично расположенных кронштейнов с закрепленными на них стяжными приспособлениями, что при снижении риска нарушения герметичности внутреннего пространства полого корпуса в условиях интенсивного волнения в акватории упрощает монтаж устройства на поверхности ГТС. При этом для упрощения конструкции устройства стяжные приспособления могут быть представлены в виде талрепов.
Уплотнитель обеспечивает герметичность внутреннего пространства полого корпуса. Уплотнитель закреплен по контуру открытой грани корпуса, обращенной для контакта с поверхностью ГТС. Уплотнитель может быть выполнен в виде прокладки или рукава с наполнителем, выполненных из водонепроницаемого материала.
Понтоны обеспечивают возможность регулирования плавучести полого корпуса. Понтоны расположены в верхней части полого корпуса и закреплены на одной или нескольких гранях. Шарнирные элементы крепления обеспечивают фиксацию верхней части корпуса на поверхности ГТС. Шарнирные элементы крепления могут быть закреплены на корпусе при помощи любых видов разъемных и неразъемных соединений. Шарнирные элементы крепления могут быть расположены в верхней части корпуса на одной из открытых граней корпуса вблизи ребра, общего для обеих открытых граней.
Изобретение может быть выполнено из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о его соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Изобретение характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что: после осушения внутренней полости дополнительно осуществляют фиксацию корпуса на поверхности гидротехнического сооружения при помощи дополнительного элемента крепления, расположенного на одной из внутренних поверхностей полого корпуса, за счет чего увеличивается количество точек крепления устройства к поверхности ГТС, которые при предварительном закреплении полого корпуса шарнирными элементами крепления и заполнении понтонов водой обеспечивают жесткую фиксацию, и повышают плотность прижатия корпуса к поверхности ГТС, препятствуя вращению корпуса на шарнирных элементах крепления и исключая риск увеличения зазора между уплотнителем и поверхностью ГТС при интенсивном волнении в акватории.
Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в снижении риска нарушения герметичности внутреннего пространства полого корпуса устройства для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении и обеспечении возможности проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении в условиях интенсивного волнения в акватории, тем самым улучшаются эксплуатационные характеристики устройства для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении с сопутствующим расширением функциональных возможностей устройства.
Изобретение обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о его соответствии критерию патентоспособности «новизна».
Из уровня техники известно устройство для проведения ремонтных работ на ГТС и способ создания сухой рабочей зоны с использованием этого устройства, при выполнении которого балластные отсеки наполняют забортной водой, погружая тем самым устройство под воду, подвижно закрепляют его на поверхности ГТС при помощи наклонных штанг, а затем прижимают корпус к поверхности ГТС при помощи гидродомкратов, расположенных снаружи корпуса. Также из уровня техники известно устройство для проведения ремонтных работ на ГТС и способ создания сухой рабочей зоны с использованием этого устройства, при выполнении которого устройство верхней его частью жестко, но подвижно закрепляют на поверхности ГТС при помощи шарнирных элементов крепления, затем наполняют понтоны забортной водой для прижатия корпуса к поверхности ГТС и осушают полость, образованную внутренней поверхностью полого корпуса и поверхностью ГТС.
Однако из уровня техники не известно устройство для проведения ремонтных работ на ГТС в условиях интенсивного волнения в акватории и способ создания сухой рабочей зоны с использованием этого устройства, при выполнении которого, в осушенной внутренней полости корпуса, неподвижно закрепленного устройства осуществляют фиксацию корпуса на поверхности ГТС при помощи дополнительного элемента крепления, расположенного на внутренней поверхности полого корпуса. При этом из уровня техники также не известен эффект, заключающийся в снижении риска нарушения герметичности внутреннего пространства корпуса с обеспечением возможности проведения ремонтных работ на ГТС в условиях интенсивного волнения в акватории при условии простого процесса монтажа устройства на поверхности ГТС без привлечения водолазов. Ввиду этого изобретение соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется следующими фигурами.
Фиг.1 - Устройство для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении в условиях интенсивного волнения в акватории, вид спереди.
Фиг.2 - Устройство для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении в условиях интенсивного волнения в акватории, закрепленное на поверхности гидротехнического сооружения, вид сверху.
Фиг.3 - Устройство для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении в условиях интенсивного волнения в акватории, закрепленное на поверхности гидротехнического сооружения, вид справа, местный вырез.
Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути изобретения ниже представлен вариант его осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящее изобретение ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.
Устройство для проведения ремонтных работ на ГТС в условиях интенсивного волнения в акватории содержит полый корпус 1, состоящий из четырех закрытых и двух открытых граней, при этом одна из открытых граней по периметру снабжена уплотнителем 2, понтоны 3, расположенные в верхней части корпуса 1, кронштейны 4, расположенные на торцах параллельных друг другу закрытых граней полого корпуса и дополнительные элементы 5 крепления, расположенные в нижней части полого корпуса 1 на его внутренней поверхности, симметрично относительно продольной оси грани, на которой они расположены и представленные кронштейнами и талрепами 6.
Способ создания сухой рабочей зоны для проведения ремонтных работ на ГТС реализуется рядом основных этапов, которые включают в себя: этап закрепления устройства на поверхности 7 ГТС, этап наполнения понтонов 3, этап осушения полости, образованной внутренними поверхностями полого корпуса 1 и поверхностью 7 ГТС, и этап фиксации корпуса 1 на поверхности 7 ГТС при помощи дополнительных элементов 5 крепления.
На этапе закрепления устройства на поверхности ГТС устройство для проведения ремонтных работ доставляют к зоне ремонта при помощи малого плавучего средства. Затем на поверхности 7 ГТС высверливают отверстия под анкерные болты, на которых устройство закрепляют при помощи кронштейнов 4.
На этапе наполнения понтонов 3 их заполняют забортной водой прижимая за счет этого корпус 1 устройства к поверхности 7 ГТС.
На этапе осушения полости, образованной внутренними поверхностями полого корпуса 1 и поверхностью 7 ГТС, при помощи насоса из нее откачивают забортную воду после чего проводят проверку герметичности уплотнителя 2 в местах прилегания его к поверхности 7 ГТС.
На этапе фиксации корпуса 1 на поверхности 7 ГТС при помощи дополнительных элементов 5 крепления, на поверхности ГТС высверливают отверстия под анкерные болты 8. Один конец каждого из талрепов 6 закрепляют на анкерном болте 8, а другой конец на дополнительном элементе 5 крепления, что обеспечивает более плотное прижатие нижней части корпуса 1 к поверхности 7 ГТС и более жесткую его фиксацию, что снижает риск потери герметичности уплотнителя 2. После создания сухой рабочей зоны во внутренней полости корпуса 1, специалистом производятся ремонтные работы. При этом в условиях волнения в акватории, составляющем 3-4 балла по шкале Бофорта, не наблюдалось перемещение нижней части корпуса 1 относительно поверхности 7 и обеспечивалось плотное прижатие уплотнителя 2 к поверхности 7 ГТС, что позволяло сохранить полную герметичность внутреннего пространства корпуса 1, в котором в это время производились ремонтные работы поверхности 7 ГТС.
Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в снижении риска нарушения герметичности внутреннего пространства полого корпуса устройства для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении и обеспечении возможности проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении в условиях интенсивного волнения в акватории, тем самым улучшаются эксплуатационные характеристики устройства для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении и расширяются его функциональные возможности.