РЫЧАЖНЫЙ МЕХАНИЗМ ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПОД ВОДОЙ

Полезная модель относится к устройствам, которые предназначены для перемещения грузов на дно и поднятия со дна. При этом она может найти свое применение для забора грунта со дна, для проведения различных ремонтных работ под водой и прокладке подводного кабеля, а также быть использована в качестве подводного ресторана и подводно-надводного колеса обозрения.
Известно подводное спуско-подъемное устройство (патент РФ №2370406), содержащее барабан большого диаметра, барабан малого диаметра, якорь, клюз, оттяжку, канат, частично намотанный на барабан малого диаметра, а также груз, подвешенный на конце каната, второй конец которого закреплен на барабане малого диаметра, при этом оттяжка, пропущенная через клюз, одним концом прикреплена к барабану большого диаметра, а другим - к якорю. К быстроходному валу редуктора прикреплен барабан большого диаметра, а к тихоходному - барабан малого диаметра.
Недостатком аналога является высокая трудоемкость точного позиционирования спускаемого на дно груза, а также трудоемкий захват груза произвольной формы при его поднятии на поверхность воды.
Известен самоходный подводный ресторан (патент РФ на полезную модель №69484), содержащий в верхней воздушной части здания с круглой стеной зал ресторана и отсек регуляции плавучести в центре зала, балластный отсек с двумя смотровыми колодцами и отдельным грузом, а также насосы вертикальных перемещений и две водные турбины или 2-4 электрических реверсивных двигателея для горизонтальных передвижений с дистанционным и местным пультами управления или в автоматическом режиме.
Недостатком подводного ресторана является конструктивная сложность построения, заключающаяся в необходимости использования большого количества оборудования для опускания ресторана под воду и обеспечения его подводных маневров и, как следствие, высокая общая стоимость построения подводного ресторана.
Известен подводный аппарат «Ивушка» (патент РФ №2444827), который может быть использован при выполнении подводно-технических, аварийно-спасательных и судоподъемных работ. Подводный аппарат содержит корпус, рубку с иллюминаторами, движительные комплексы, контейнеры с аккумуляторными батареями, систему связи и рабочие манипуляторы.
Недостатком подводного аппарата является небольшое время автономной работы, ограниченное ресурсом аккумуляторных батарей, а также трудоемкость позиционирования и проведения подводных работ в условиях сильных подводных течений.
Наиболее близкими по технической сущности являются надводные качели (патент РФ №2257241), установленные на плавбазе и включающие две стойки с закрепленной на них горизонтальной перекладиной, закрепленные на перекладине подвески с сиденьем в нижней части, средство перемещения плавбазы на воде и измеритель глубины водоема.
Недостатком надводных качелей является недостаточная занимательность и невозможность демонстрации подводного мира для посетителей аттракциона.
Целью полезной модели является расширение арсенала технических средств для устранения недостатков, указанных в аналогах.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении полезной модели, заключается в обеспечении универсальности использования механизма в различных областях техники, в которых предусматривается необходимость перемещения под водой как самого устройства, так и различных грузов.
Указанный результат достигается за счет того, что рычажный механизм перемещения грузов под водой, содержащий опорную плавучую платформу с горизонтальной перекладиной и с закрепленными на ней не менее чем одним рычагом, отличающийся тем, что горизонтальная перекладина размещена на плавучей платформе и соединена с понижающим редуктором, к которому подключен электродвигатель, на концах рычага в опоре закреплен груз, внутри которого содержится шлюзовая камера. Груз одновременно является балластом и выполнен из плотного материала - металла либо железобетона.
Внутренний объем груза - перемещаемый объем через шланг и запирающий клапан соединен с нагнетательным выходом компрессора, а через другой шланг и запирающий клапан сообщается с атмосферой.
Перемещаемый груз содержит пару замыкающих контактов, направляющую, поплавок и в нижней части сквозное отверстие.
Подшипниковые опоры содержат фиксаторы.
Использованы 4 и более пары рычагов с грузами, соединенные на оси горизонтальной перекладины под равными углами между собой, при этом пары рычагов скреплены между собой парами балок.
Верхняя часть груза выполнена в виде подводного ресторана с посадочными местами, кондиционером, шлюзовым выходом, широко обзорными окнами, внешними и внутренними источниками света.
Верхняя часть груза выполнена в виде прозрачной полусферы со шлюзовым отверстием для демонстрации подводного и надводного мира.
Нижняя часть груза выполнена с возможностью забора грунта со дна и включает в себя экскаваторный ковш, с гидравлическим приводом выполненный с возможностью осевого вращения и вытяжную трубу один конец, которой расположен у экскаваторного ковша, сама труба проложена по одному из рычагов и оканчивается на плавбазе насосом и фильтрующим модулем.
Нижняя часть груза выполнена с возможностью проведения подводно-технических работ и включает в себя один или несколько манипуляторов, выполненных с возможностью осевого вращения с источниками света и подводными камерами.
Электродвигатели выполнены с возможностью работы в генераторном режиме. На плавбазе размещена силовая установка, которая обеспечивает электрическим питанием потребителей на плавбазе и присоединяемых модулях, а также выполнена с возможностью горизонтального перемещения плавбазы на воде.
Рычаги выполнены телескопическими с гидравлическим приводом.
Плавбаза выполнена в виде П-образного понтона.
Плавбаза выполнена из двух или более понтонов.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображен вариант осуществления рычажного механизма в качестве подводного ресторана.
На фиг. 2 изображен вариант осуществления рычажного механизма в качестве подводно-надводного колеса обозрения.
На фиг. 3 изображен модуль, предназначенный для проведения подводных земляных работ.
На фиг. 4 изображен модуль, предназначенный для проведения подводно-технических работ.
На фиг. 5 и фиг. 4 - вид сверху различных вариантов исполнения плавбазы.
Осуществление полезной модели
Рычажный механизм может быть реализован, например, состоящим из плавбазы 1, на которой в подшипниковых опорах 2 установлена горизонтальная перекладина 3, которая через пару редукторов 4 соединена с электродвигателями 5. На горизонтальной перекладине 3 зафиксированы два рычага 6, на концах которых в подшипниковых опорах 7 установлен груз 8, в котором размещена пара замыкающих контактов 9 и 10, направляющая 11 и поплавок 12.
Над грузом 8 или в его верхней части может быть, например, установлен модуль подводного ресторана 13 с широко обзорными окнами 14, шлюзовым отверстием 15 и внешними источниками света 16.
На плавбазе 1 установлена силовая установка 17 и компрессор 18. Кроме того, груз 8 через один шланг и запирающий клапан 19 соединен с нагнетательным выходом 20 компрессора 18, а через другой шланг и запирающий клапан 21 сообщается с атмосферой.
На подшипниковых опорах 2 и 7 установлены фиксаторы (на чертежах не указаны). Сквозное отверстие в грузе 8 выполнено в нижней его части (на чертежах не указано).
Редукторы 4 могут быть выполнены в виде ременной передачи, цепной передачи и зубчатой передачи.
В зависимости от назначения рычажного механизма могут использоваться несколько видов съемных модулей.
В одном из вариантов исполнения рычажного механизма в качестве верхней части груза может использоваться прозрачная полусфера 22 со шлюзовым отверстием 23 и внешними источниками света 24.
В этом варианте осуществления рычажного механизма верхняя часть в виде полусферы 22 используется для ознакомления с подводным миром, а если использовано 4 и более пары рычагов 6 с грузами 8 и модулями 22, то тогда устройство используется в качестве подводно-надводного колеса обозрения. При этом рычаги 6 скреплены между собой на оси горизонтальной перекладины 3, под равными углами между собой, а для увеличения жесткости конструкции пары рычагов 6 соединены между собой парами балок 25.
В одном из вариантов исполнения рычажный механизм может использоваться для проведения земляных подводных работ, а именно углубления дна, расчистки дна, добычи полезных ископаемых и т.д.
При этом в нижней части груза 8 установлена поворотная платформа 26, на которой в оси 27 закреплен экскаваторный ковш 28, с гидравлическим приводом 29. В этом варианте осуществления рычажного механизма предусмотрена вытяжная труба, один конец которой расположен у экскаваторного ковша 28, сама труба проложена по одному из рычагов 6 и оканчивается на плавбазе 1 насосом и фильтрующим модулем (на чертежах не указаны).
В одном из вариантов исполнения рычажный механизм может использоваться для проведения подводно-технических работ, а именно для прокладки трубопроводов и кабельных линий, а также при проведении различных ремонтных работ.
При этом варианте осуществления снизу груза 8 установлена поворотная платформа 26, на которой установлен один или несколько манипуляторов 29 в виде клещей с гидравлическими приводами 30. Также на платформе 26 расположены источники света 31 и одна или несколько видеокамер 32.
Далее продемонстрирована работа рычажного механизма при использовании его в качестве подводного ресторана (см. фиг. 1).
Начальное положение рычажного механизма представлено на фиг. 1, при этом фиксаторы подшипниковых опор 2 и 7 удерживают рычаги 6 в горизонтальном положении. В грузе 8 низкий уровень воды.
Через шлюзовое отверстие 15 в модуль подводного ресторана 13 заходит персонал и посетители подводного ресторана, после чего все занимают установленные посадочные места и герметично закрывают шлюзовое отверстие 15.
Для обеспечения необходимой температуры, влажности и газового состава воздуха в подводном ресторане 13 включают кондиционер.
При недостаточном освещении, а также при использовании подводного ресторана 13 в темное время суток включают внутренние и внешние источники света 19 для обеспечения возможности ознакомления с подводным миром через широко обзорные окна 17.
В случае выполнения рычагов 6 телескопическими с гидравлическим приводом персонал в зависимости от глубины выбирает оптимальную длину рычагов 6.
В начале работы механизма поплавок 12 замыкает контакт 10, при этом открывается клапан 21 и из груза 8 начинает выходить воздух. Вслед за уровнем жидкости в грузе 8 по направляющей 11 поднимается вверх поплавок 12, как только поплавок 12 упрется в замыкающий контакт 9, закрывается клапан 21, фиксаторы отпускают подшипниковые опоры 2 и 7, и груз 8 начинает перемещать модуль 13 на глубину.
Как только рычаги 6 примут вертикальное положение, то подшипниковые опоры 2 и 7, фиксируются и подводный ресторан 13 используется по своему прямому функциональному назначению.
По окончании работы подводного ресторана 13, или в какой-либо другой произвольный момент времени, включается компрессор 18, открывается клапан 19, и компрессор 18 через нагнетательный выход 20 закачивает воздух в груз 8 до тех пор, пока поплавок 12 не замкнет контакт 10. При этом компрессор 18 выключается, клапан 19 закрывается, и открываются фиксаторы подшипниковых опор 2 и 7. Ресторан 13 всплывает.
Механизм при использовании верхней части 22 (прозрачной полусферы) может работать в режиме изучения подводного мира. В этом режиме при занятии рычагами 6 вертикального положения технический персонал в ручном режиме отпирает фиксаторы подшипниковых опор 2 и 7 и при помощи управления электрическими двигателями 5 производит произвольную ориентацию рычагов б. В случае изготовления рычагов 6 телескопическими с гидравлическим приводом технический персонал также может регулировать длину рычагов 6 для лучшего ознакомления с подводным миром.
Механизм можно осуществить в виде подводно-надводного колеса обозрения (фиг. 2). В этом случае вместо одной пары рычагов 6 используется 4 и более пары, скрепленные на оси горизонтальной перекладины 3 под равными углами между собой. При этом работа механизма аналогична работе подводного ресторана, за исключением того, что циклы изменения средней плотности грузов 6 синхронизуются между собой.
Полезный эффект от работы устройства заключается в обеспечении универсальности использования одного рычажного механизма для выполнения широкого перечня задач благодаря использованию съемных модулей.