ВИНТОВОЙ ЯКОРЬ СО СКЛАДНЫМ ВЕРЕТЕНОМ

Полезная модель относится к донным якорям и может быть использована для удержания плавучих объектов.
Известен винтовой якорь, который имеет трубчатый стержень, завинчивающую рукоятку, винтовую лопасть, механизм, который позволяет отключить передачу вращающего момента от рукоятки на винтовую лопасть [1].
Недостатком винтового якоря является то, что при использовании якоря на воде необходимо его полностью завинчивать до дна, чтобы его верхняя часть не находилась над водой или под водой на небольшой глубине, создавая препятствия плаванию судов.
Известен винтовой якорь, имеющий проушину, стержень, винтовую лопасть [2].
К недостаткам данного якоря относится то, что в погруженном состоянии весь якорь находится под водой и для вывинчивания якоря необходимо выполнять работы под водой.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является винтовой якорь [3], включающий ствол с винтовой лопастью, нижняя часть ствола с винтовой лопастью завинчивается в грунт, верхняя часть ствола находится над поверхностью грунта, опорную плиту, имеющую круглое отверстие в центре больше диаметра ствола, четыре отверстия в форме уголка, в эти отверстия вставлены анкерные уголки и заглублены в грунт, хомут для крепления тяги, закрепленный с возможностью вращения на верхней части ствола выше опорной плиты.
Недостатком данного якоря является его использование на суше, а для использования в воде необходимо выполнять работы под водой.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является обеспечение возможности завинчивания якоря, находясь над водой, складывания веретена якоря и укладки его на дно, для того, чтобы он не мешал плаванию судов. Кроме того, ставится задача последующего подъема веретена и вывинчивания якоря с выполнением этих работ над водой.
Данная задача решается за счет того, что на веретене выше анкерной плиты закреплено шарнирное устройство, которое позволяет осуществить складывание веретена якоря, укладку веретена на дно и последующий подъем веретена с помощью каната, при этом шарнир может быть заблокирован, когда часть веретена над шарниром соосна части веретена под шарниром.
Техническим результатом, обеспечиваемым совокупностью признаков, является возможность завинчивания якоря, находясь над водой, складывания и подъема веретена за счет дооборудования якоря шарнирным устройством.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен якорь (шестигранная муфта в нижнем положении), вид спереди; на фиг. 2 изображен якорь (шестигранная муфта в верхнем положении), вид сбоку; на фиг. 3 изображен якорь в сложенном состоянии с погруженным винтовым наконечником, вид сбоку; на фиг. 4 представлен винтовой наконечник, вид в изометрии; на фиг. 5 изображена анкерная плита, вид в изометрии; на фиг. 6 представлено шарнирное устройство (шестигранная муфта в верхнем положении), вид в изометрии; на фиг. 7 изображено веретено, вид с разнесенными частями; на фиг. 8 изображена секция привода блокировки шарнира с воронками и тросами, вид в изометрии.
Якорь включает винтовой наконечник 1, анкерную плиту 2, шарнирное устройство 3, веретено 4, привод блокировки шарнира 5, канат 6 с поплавком 7. Винтовой наконечник 1 включает ствол 8 и винтовую лопасть 9, жестко закрепленную на нижней части ствола 8, например, сваркой. Ствол 8 выполнен из круглой трубы, в верхней части ствола 8 находится пара соосных отверстий 10 для соединения с шарнирным устройством 3.
Анкерная плита 2, включает трубу 11, круглую пластину 12 с центральным отверстием 13 и три или более ребра жесткости 14 в форме прямоугольного треугольника. Труба 11 жестко присоединена, например, сваркой к круглой пластине 12 снизу соосно центральному отверстию 13. Ребра жесткости 14 жестко присоединены, например, сваркой одним катетом к трубе 11, а другим катетом к круглой пластине 12. Ребра жесткости 14 установлены так, что угловое расстояние между ними одинаково.
Высота анкерной плиты 2 меньше расстояния в свету между винтовой лопастью 9 и парой соосных отверстий 10. Внутренний диаметр трубы 11 и диаметр центрального отверстия 13 больше внешнего диаметра ствола 8. Анкерная плита 2 надета на ствол 8 сверху через трубу 11 и центральное отверстие 13.
Шарнирное устройство 3 включает нижнюю внутреннюю трубу 15, нижнее стопорное кольцо 16, хомут для крепления якорного троса 17, верхнее стопорное кольцо 18, нижнюю шестигранную призму 19, шарнир, состоящий из нижней проушины 20 и двух верхних проушин 21, соединенных штырем 22, верхнюю шестигранную призму 23, верхнюю внутреннюю трубу 24, шестигранную муфту 25 с проушинами 26 для крепления тросов. Наружный диаметр нижней внутренней трубы 15 меньше внутреннего диаметра ствола 8. В нижней части нижней внутренней трубы 15 находится пара соосных отверстий 27. Расстояние от оси пары соосных отверстий 27 до низа нижнего стопорного кольца 16 соответствует расстоянию от верхнего торца ствола 8 до оси пары соосных отверстий 10. Нижнее стопорное кольцо 16 надето на нижнюю внутреннюю трубу 15 и жестко присоединено к ней, например, сваркой. Над нижним стопорным кольцом 16 находится хомут 17 с возможностью вращения вокруг нижней внутренней трубы 15. Над хомутом 17 на нижнюю внутреннюю трубу 15 надето верхнее стопорное кольцо 18 и жестко присоединено к ней, например, сваркой. Нижняя часть нижней внутренней трубы 15 вставлена в ствол 8 сверху и соединена с ним штырем 28, вставленным в совмещенные пары соосных отверстий 10 и 27.
Нижняя шестигранная призма 19 своим нижним торцом соосно жестко прикреплена к верхнему торцу нижней внутренней трубы 15, например, сваркой. К верхнему торцу нижней шестигранной призмы 19 жестко присоединена нижняя проушина 20, к отверстию которой с помощью штыря 22 присоединены две верхние проушины 21 с возможностью поворота, к которым жестко прикреплен нижний торец верхней шестигранной призмы 23. Размеры поперечных сечений шестигранных призм 19, 23 и ориентация этих сечений относительно их продольных осей одинаковы. Детали 20, 21 и 22, составляющие шарнир, не выступают за сечение шестигранных призм 19 и 23. К верхнему торцу верхней шестигранной призмы 23 соосно жестко присоединена верхняя внутренняя труба 24 ее нижним торцом, например сваркой. В верхней части верхней внутренней трубы 24 находится пара соосных отверстий 29.
На шарнир, включающий детали 20, 21 и 22, и шестигранные призмы 19 и 23 надета шестигранная муфта 25 с возможностью перемещения по ним. Размеры поперечного сечения ее внутреннего отверстия соответствуют размерам поперечных сечений шестигранных призм 19 и 23. Длина шестигранной муфты 25 такова, что в нижнем положении (ее нижний торец находится на верху верхнего стопорного кольца 18) в нее полностью входят нижняя шестигранная призма 19, шарнир, включающий детали 20, 21 и 22, и частично верхняя шестигранная призма 23, а в верхнем положении (ее верхний торец упирается в низ верхней внутренней трубы 24) ее нижний торец выше нижнего торца верхней шестигранной призмы 23. На верху шестигранной муфты 25 жестко установлены две вертикальные проушины 26 в одной плоскости, перпендикулярной оси пары соосных отверстий 29.
Веретено 4 включает одну или более секций 30, которые соединены с помощью вкладышей (на фиг. не показаны) и штырей 28. Количество секций 30 зависит от глубины воды в месте установки якоря. Секция 30 выполнена из круглой трубы, ее внутренний диаметр больше диаметра верхней внутренней трубы 24. Секции 30 имеют пары соосных отверстий 31 на равных расстояниях друг от друга в двух перпендикулярных плоскостях, причем пары соосных отверстий 31 в одной плоскости смещены по вертикали относительно пар соосных отверстий 31 в другой плоскости на половину расстояния между осями отверстий 31 в одной плоскости. Расстояние от оси крайней пары соосных отверстий 31 до торца секции 30 соответствует расстоянию от верха верхней шестигранной призмы 23 до оси пары соосных отверстий 31 в верхней внутренней трубе 24. Нижняя часть нижней секции 30 надета на верхнюю внутреннюю трубу 24 и соединена с ней штырем 28, вставленным в совмещенные пары соосных отверстий 29 и 31.
Вкладыш (на фиг. не показан) выполнен из круглой трубы переменного сечения. Его средняя часть 32 имеет внешний диаметр, равный внешнему диаметру секции 30. Внешний диаметр крайних частей 33 меньше внутреннего диаметра секции 30. Каждая крайняя часть 33 имеет пару соосных отверстий 34, оси пар соосных отверстий 34 крайних частей 33 параллельны. В середине средней части 32 есть пара соосных отверстий 35, ось которой перпендикулярна осям пар соосных отверстий 34 крайних частей 33. Расстояние от оси пары соосных отверстий 34 в крайних частях 33 вкладыша (на фиг. не показано) до торца средней части 32 равно расстоянию от оси крайней пары соосных отверстий 31 секции 30 до ее торца. Крайние части 33 вставлены в торцы смежных секций 30. Каждая секция 30 веретена соединена с вкладышем (на фиг. не показан) штырем 28, вставленным в совмещенные пары соосных отверстий 34 и 31. Расстояние между парой соосных отверстий 35 и ближайшей параллельной парой соосных отверстий 31 секции 30 равно расстоянию между параллельными парами соосных отверстий 31 секции 30.
Привод блокировки шарнира 5, состоящий из одной или более секций, включает пару воронок 36, пару тросов 37 и пару ограничителей 38. Количество секций привода зависит от длины веретена 4. Каждая секция привода включает пару труб 39, например круглого сечения и два талрепа (на фиг. не показаны). Длина каждой трубы 39 равна тройному расстоянию между парами соосных отверстий на секции 30, оси которых параллельны. Талреп (на фиг. не показан) включает два кольца 40 с резьбовыми стержнями на его концах и муфту 41. Внешний диаметр каждого кольца 40 и внешний диаметр муфты 41 меньше диаметра отверстий 31 и 35 в секциях 30 веретена и вкладышах (на фиг. не показаны), соответственно. Внутренний диаметр кольца 40 больше внешнего диаметра трубы 39. В торцах муфты 41 имеются две или более пары соосных отверстий 42, расположенные на одинаковых расстояниях от центра торца муфты 41 и на одинаковых расстояниях между смежными отверстиями. Каждая труба 39 вставлена в два кольца 40 двух талрепов (на фиг. не показаны). Расстояние от торца трубы 39 до кольца 40 равно половине расстояния между парами соосных отверстий 31 веретена 4, оси которых параллельны. Муфты 41 талрепов (на фиг. не показаны) вставлены в пары соосных отверстий 31 и 35 (при необходимости), оси которых параллельны. Каждая труба 39 прижата талрепами (на фиг. не показаны) к веретену 4.
Пара воронок 36 находится наверху верхней секции привода (на фиг. не показана). Каждая воронка 36 включает изогнутую трубу 43, изгиб которой равен 90 градусов, и круглый раструб 44 жестко соединенные торцами. Стенка раструба вогнута внутрь. Другой торец изогнутой трубы 43 соединен с верхним торцом трубы 39 верхней секции привода 5 с возможностью вращения вокруг оси трубы 39.
Каждый трос 37 пропущен через соосные трубы 39 и воронку 36. Нижний конец троса 37 соединен с проушиной 26, находящейся под нижним торцом нижней трубы 39. Другой конец троса выходит из раструба 44, и на нем закреплен ограничитель 38, диаметр которого больше внутреннего диаметра раструба 44. Длина троса от ограничителя 38 до его нижнего конца такова, что, когда шестигранная муфта 25 находится в нижнем положении, ограничитель 38 находится вблизи торца раструба 44.
Перед началом установки якорь необходимо собрать. Якорь собирается на берегу. Винтовой наконечник 1 располагается вертикально вверх стволом 8. Анкерная плита 2 надевается на ствол 8 сверху.
Винтовой наконечник 1 соединяется с шарнирным устройством 3 путем вставки нижней внутренней трубы 15 в ствол 8 и их соединения штырем 28 в совмещенные пары соосных отверстий 10 и 27.
Затем винтовой наконечник 1 с анкерной плитой 2 и шарнирным устройством 3 переводится в горизонтальное положение, при этом шестигранная муфта 25 находится в нижнем положении.
Далее в горизонтальном положении собирается веретено 4 из секций 30 и вкладышей (на фиг. не показаны) путем вставки крайних частей 33 в торцы секций 30 и их соединения штырями 28 в совмещенные пары соосных отверстий 31 и 34.
Длина веретена 4 соответствует глубине воды в месте установки якоря.
После этого на веретено 4 монтируется привод блокировки шарнира 5 посекционно. Для этого муфты 41 каждого талрепа (на фиг. не показаны) вставляются в соответствующие пары соосных отверстий 31 и 35 (при необходимости). На трубы 39 надеваются кольца 40, после чего их резьбовые стержни вкручиваются в муфты 41 посредством вращения муфт 41 за пары отверстий 42 в их торцах до прижатия труб 39 к веретену 4. В каждую трубу 39 пропускается трос 37. Далее монтируется следующая секция (на фиг. не показана) привода 5.
Затем через каждую воронку 36 пропускается трос 37. На свободный торец каждой трубы 39 последней секции привода 5, которая после сборки якоря будет верхней, монтируется воронка посредством соединения торца изогнутой трубы 43 с торцом трубы 39 с возможностью вращения вокруг продольной оси трубы 39.
Затем веретено 4 с приводом 5 соединяется с шарнирным устройством 3 в горизонтальном положении путем надевания свободного торца секции 30 на верхнюю внутреннюю трубу 24 и их соединения штырем 28 в совмещенные пары соосных отверстий 31 и 34.
Нижний конец каждого троса 37 закрепляется за проушину 26. На каждый трос 37 вблизи раструба 44 устанавливается ограничитель 38, когда шестигранная муфта 25 находится в нижнем положении.
К свободному концу веретена 4 крепится канат 6 с поплавком 7, длина каната 6 составляет полторы глубины воды в месте установки якоря.
Якорь устанавливается следующим образом.
В горизонтальном положении якоря свободный торец веретена 4 жестко присоединяется к шпинделю вращающего устройства, закрепленного на оголовке стрелы крана, установленного на пароме (на фиг. не показано). После этого якорь поднимается, переходя в вертикальное положение, при этом шестигранная муфта 25 находится в нижнем положении. Якорный трос 45 крепится за хомут 17, снабжается буем 46 на конце и укладывается на пароме.
Паром выдвигается к месту установки якоря. Якорь опускается на дно, вращающее устройство вращает веретено 4, при этом винтовой наконечник 1 с помощью лопасти 9 завинчивается в грунт до тех пор, пока ребра жесткости 14 не внедрятся в грунт и круглая пластина 12 не упрется в поверхность грунта.
После этого натягивают тросы 37, поднимая шестигранную муфту 25 в верхнее положение. Веретено 4 наклоняют в сторону, противоположную направлению последующего натяжения якорного троса 45, при этом проушины 21 поворачиваются вокруг штыря 22. Верхний торец веретена 4 отсоединяют от шпинделя вращающего устройства, и веретено 4 с канатом 6 и поплавком 7 отдают в воду, веретено 4 опускается на дно, а конец каната 6 с поплавком 7 остается плавать над водой.
Якорный трос 45 с буем 46 также отдают в воду, после чего паром отходит от якоря. Затем к якорному тросу 45 присоединяют плавучее средство для его удержания с помощью якоря.
Установленный винтовой якорь со сложенным веретеном 4 не препятствует плаванию судов.
Для вывинчивания якоря паром с краном и вращающим устройством размещается над местом установки якоря. К крюку крана присоединяют канат 6 и поднимают веретено 4 в вертикальное положение. Шестигранная муфта 25 под действием силы тяжести занимает нижнее положение, блокируя угловые перемещения в шарнире, включающем детали 20, 21 и 22.
К свободному торцу веретена 4 жестко присоединяется шпиндель вращающего устройства. Вращающее устройство вращает веретено 4, при этом винтовой наконечник 1 вывинчивается из грунта, и ребра жесткости 14 извлекаются из грунта. После этого якорь поднимается из воды за веретено 4. На паром укладывается якорный трос 45 с буем 46, и паром уходит с места установки якоря. Разборка якоря производится в обратной последовательности.
Данное техническое решение может найти применение при наведении наплавных железнодорожных мостов. На сегодняшний день при наведении наплавных железнодорожных мостов применяются железобетонные якоря-присосы массой до 15 т. Применение заявленного технического решения позволит уменьшить массу якоря, выполнять работы по установке и извлечению якоря над водой без привлечения водолазов, пропускать суда и плавучие средства над местом установки якоря за счет складывания веретена якоря, извлекать якорь для его повторного использования.
Источники информации
1. Патент на изобретение «Anchor with deoperable screw» №5240353, опубликовано 31.08.1993, US, МПК В 63 В 21/24.
2. Патент на изобретение «Dispositif d'ancrage semi permanent/ permanent destine a amarrer des corps flottants» №2913033, опубликовано 29.08.2008, FR, МПК В63B 21/26.
3. Наплавной железнодорожный мост НЖМ-56. Дополнение. - М.: Военное издательство, 1997. - С. 184.