Судовое устройство для подъема затонувшего объекта

Судовое устройство для подъема затонувшего объекта

Реферат

 

Использование: для подъема объектов из-под воды. Сущность изобретения: устройство содержит подъемные платформы, расположенные друг под другом и последовательно связанные с фермами и между собой системами развернутых полиспастов. Нижняя платформа содержит грузовые захваты, гидравлическую систему силовых гидроцилиндров и устройства ориентации платформы. На фермах размещены ярусами опоры, на которых в исходном положении застопорены подъемные платформы. На носу и корме судна, на котором размещено подъемное устройство, также ярусами установлены лебедки. Рабочие концы канатов каждого развернутого полипаста через стопор-разъединитель связаны с соответствующей лебедкой, сбегающий конец - с уравнительным приспособлением. Подъемные платформы выполнены в виде понтонов. 4 з. п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности средствам подъема объектов из-под воды, преимущественно затонувших судов.

Известны подъемные комплексы осуществляющие подъем затонувших объектов без компенсации их веса. К ним относятся устройства, монтируемые на судах катамаранного типа с использованием трубчатых грузонесущих секций и гидроподъемных механизмов. Данные системы предназначены, в основном, для подъема некрупногабаритных объектов, требуют очень точного позиционирования судна над затонувшим объектом. С их помощью сложно захватывать и поднимать объекты, лежащие на грунте с дифферентом и креном.

Известны способы подъема затонувших объектов с помощью тросовых систем, включающих гини. Гиневые системы не могут обеспечить подъем объектов значительного веса с больших глубин, так как в этом случае гини сами обладают значительным весом и низким КПД.

Наиболее близким аналогом является судоподъемное устройство, установленное на судне, выбранное в качестве прототипа. Оно содержит арочные фермы, несущие подъемные стропы с гинями, соединенными с лебедками.

Устройству присущи следующие недостатки. Гини, содержащие тросы, пропущенные через полиспасты, имеют собственный значительный вес, что при больших глубинах снижает полезную нагрузку. Применяемая конструкция полиспастов имеет низкий КПД, значительный износ каната, так как движение каната при переходе с нижней обоймы на верхнюю осуществляются в разных плоскостях. Практически невозможно избежать скручивания гиней из-за длинной конструкции полиспастов. При судоподъеме необходим значительный объем водолазных работ и сам подъем может длиться до нескольких месяцев. Кроме того, подъем сильно осложняется, если объект лежит с креном и дифферентом.

Цель изобретения - повышение эксплуатационных характеристик за счет увеличения глубины и веса поднимаемого объекта.

Указанная цель достигается тем, что в известное судовое устройство, содержащее судно-носитель, судно с установленными на нем арочными фермами, лебедки и канаты, каждый из которых связан с соответствующей лебедкой, дополнительно введены следующие отличительные признаки. Устройство снабжено подъемными платформами, размещенными друг под другом и последовательно связанными с фермами и между собой системами развернутых полиспастов, а нижняя платформа содержит грузовые захваты.

Фермы содержат размещенные ярусами опоры, на которых в исходном положении застопорены подъемные платформы. На носу и корме судна также ярусами со стороны торцов подъемных платформ установлены лебедки. Рабочий конец каната каждого развернутого полиспаста в исходном положении через стопор-разъединитель, установленный на подъемной платформе, связан с соответствующей лебедкой. Сбегающий конец каната соединен с уравнительным приспособлением. Рабочие концы канатов верхних лебедок заведены в блоки развернутых полиспастов, установленных на фермах. Каждая система развернутых полиспастов содержит N/2 уравнительных приспособлений и N/N кратно четырем (4,8. . . ) развернутых полиспастов, расположенных попарно по торцам подъемных платформ. Канаты каждых двух полиспастов, связанных в исходном состоянии с кормовыми лебедками, сбегающими концами соединены с уравнительным приспособлением на одном торце платформы, а канаты каждые двух полиспастов, связанных с носовыми лебедками, с уравнительным приспособлением на другом торце платформы. Каждый развернутый полиспаст содержит блоки, расположенные в одной плоскости последовательно чередуясь по боковым сторонам платформ, причем блок, расположенный на нижней платформе, установлен напротив двух блоков верхней платформы. Канат от лебедки последовательно запасован в блоки верхней и нижней платформ и подсоединен к уравнительному приспособлению. Блоки закреплены на платформах шарнирно. Каждое уравнительное приспособление выполнено с двумя неподвижными упорами, закрепленными на торцовой стороне подъемной платформы, и подвижным упором, установленным между неподвижными упорами с возможностью перемещения относительно последних. Канаты от развернутых полиспастов подсоединены к подвижному упору.

Подъемные платформы выполнены в виде понтонов. В нижней платформе понтоны установлены между захватами с возможностью их поворота относительно друг друга при неравномерной нагрузке и жестко при ее отсутствии. Нижняя платформа снабжена устройствами обеспечения работы грузовых захватов ориентации платформ и связана кабелями с устройствами управления судна.

В исходном положении подъемные платформы одна под другой застопорены на арочных фермах. Первой опускается нижняя подъемная платформа с грузовыми захватами. Так как платформы выполнены из понтонов, то в воде они компенсируют собственный вес тросовой системы.

Основная особенность развернутого полиспаста, используемого в устройстве, состоит в том, что его верхняя и нижняя обоймы разъединены, а блоки, каждый в отдельности, расположены в одной плоскости по краю платформы. Соответственно и движение каната каждого полиспаста осуществляется по всем блокам в одной плоскости без угловых отклонений и с минимальными изгибами, что позволяет повысить КПД полиспаста и надежность, уменьшить износ каната. Так как все блоки установлены на шарнирах, обеспечивается стабильное положение полиспаста в вертикальной плоскости, независимо от положения платформы. Расположение блоков полиспастов по боковым сторонам платформы позволяет распределить подъемное усилие равномерно по всей длине платформы. При работе одного полиспаста за счет последовательного понижения КПД от блока к блоку подъемные силы F и F', образующиеся на блоках, соответственно уменьшаются, но при одновременной работе всех кормовых и носовых полиспастов за счет встречного движения канатов абсолютная величина этих сил F+F' автоматически выравнивается, что обеспечивает платформе стабильное рабочее положение. Уравнительное устройство за счет свободного перемещения подвижного упора между неподвижными упорами обеспечивает выравнивание натяжений канатов и выполняет роль страхующего элемента при обрыве одного из канатов. В случае обрыва подвижный упор фиксируется на неподвижном упоре, и таким образом обеспечивается удержание платформы в рабочем состоянии на оставшихся полиспастах, а поврежденный полиспаст отключается от работы.

Принятая подъемная система обеспечивает возможность получения необходимых наклонов рабочей платформы, что позволяет ориентировать ее по положению лежащего на грунте объекта. При необходимости создания дифферента на нос или корму приводят в действие соответственно только кормовые или только носовые лебедки. Если необходимо наклонить платформу вправо или влево, работают соответственно лебедки левого или правого борта.

В частном случае каждая платформа оборудована четырьмя полиспастами. В зависимости от требуемой грузоподъемности выбирается другое количество, кратное четырем. Если глубина объекта больше, чем может обеспечить одна подъемная платформа, то вступает в действие последующая платформа. Рабочие концы канатов отсоединяются от барабанов лебедок и посредством стопоров-разъединителей крепятся на вышележащей платформе. Появляется возможность задействовать следующую подъемную платформу, канаты полиспастов которой подсоединены к лебедкам, расположенным на последующем верхнем ярусе. Таким образом, задействуется столько платформ, сколько требуется для данной высоты подъема. При этом каждая подъемная платформа разгружает своей вес и вес тросовой системы, что позволяет нагружать лебедки в основном весом поднимаемого объекта.

Управление подъемом и спуском устройства осуществляется на судне-носителе. Водолазные работы не требуются.

При подъеме объекта сначала работают лебедки верхнего яруса, затем по мере закрепления поднятых платформ к нижним лебедкам через стопоры-разъединители подключаются рабочие концы канатов и поднимается следующая платформа. Необходимо отметить, что в данном устройстве отсутствует тенденция к скручиванию канатов.

На фиг. 1 изображено подъемное устройство в исходном положении, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 3 - принципиальная схема развернутых полиспастов подъемной платформы; на фиг. 4 - верхняя часть устройства с опущенными платформами; на фиг. 5 - захватное устройство при захвате объекта, лежащего с креном; на фиг. 6 - момент захвата объекта, лежащего а грунте с кормовым дифферентом; на фиг. 7 - судовое устройство, общий вид; на фиг. 8 - принципиальная схема кормового и носового развернутых полиспастов и образование подъемной силы по одному борту; на фиг. 9 - подъемное устройство, поперечное сечение.

Судовое устройство содержит установленные на судне-носителе 36 арочные фермы 37 с опорами 38. На опорах 38 в исходном состоянии застопорены подъемные платформы 1, размещенные ярусами друг над другом. Нижняя подъемная платформа 2 содержит грузовые захваты 3. Подъемные платформы 1 связаны с фермами 37 и между собой системами 4 развернутых полиспастов. Каждая система содержит N (N кратно четырем) развернутых полиспастов 5, 6, 7, 8 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 и 16, соединяющих между собой смежные платформы 1 и 2.

В носу и корме судна-носителя 36 со стороны торцов подъемных платформ 1 установлены лебедки 17 - 28, обеспечивающие тяговые усилия в полиспастах 5 - 16. Канаты каждого развернутого полиспаста 5 - 16 пропущены через верхние 29 и нижние 30 блоки, обоймы которых закреплены на фермах 37 и платформах 1 с помощью шарнирных подвесок 31. Рабочие концы канатов полиспастов 9 - 16 соединены с лебедками 21 - 28 через стопоры-разъединители 32, установленные на подъемных платформах 1 и 2. По торцам подъемных платформ 1 и 2 установлено N/2 уравнительных приспособлений. Каждое уравнительное приспособление содержит неподвижные упоры 35, закрепленные на торцовой стороне подъемной платформы 33 и подвижный упор 34, соединенный со сбегающими канатами полиспастов 5 - 16. Канаты от нечетных полиспастов, например 5 и 7 от носовых лебедок 17 и 19, сбегающими концами связаны с уравнительными приспособлением на одном торце платформы 1, а канаты от четных полиспастов, например 6 и 8 кориовых лебедок 18 и 20, сбегающими концами связаны с уравнительным приспособлением на другом торце платформы 1. Блоки 30 полиспастов 5-16, расположенные на нижней платформе 2, установлены напротив двух блоков 29 верхней платформы 1. Канат полиспаста последовательно запасован в блоки верхней и нижней платформ 1 и 2. Подъемные платформы 1 и 2 выполнены в виде понтонов. В нижней платформе 2 понтоны установлены с возможностью поворота относительно друг друга при неравномерной нагрузке и жестко - при ее отсутствии. Такая конструкция может быть выполнена шарнирным соединением понтонов с торсионным валом. Она позволяет выбрать люфт при подъеме груза, но не изгибается при постановке.

Нижняя платформа 2 снабжена устройствами обеспечения работой грузовых захватов 39 и ориентации платформами 41. Платформа 2 связана кабелями 40 с устройствами управления судна-носителя 36.

Судовое устройство работает следующим образом.

Спуск и подъем рабочих платформ 1 и 2 производятся поэтапно. Первоначально производится опускание нижней платформы 2 на ее предельную глубину, обеспечиваемую длиной канатов полиспастов 13 - 16. После этого рабочие концы канатов полиспастов 13 - 16 отсоединяются от лебедок 25 - 28 и с помощью стопоров-разъединителей 32 надежно стопорятся на вышележащей платформе 1. Затем опускается следующая платформа 1 на своих развернутых полиспастах с аналогичными операциями, затем последующие платформы 1 до необходимой глубины. После наведения нижней платформы 2 с помощью устройств ориентации 41 и срабатывания захватов 3 осуществляется подъем затонувшего объекта в обратной последовательности до положения, показанного на фиг. 9. При необходимости устройство обеспечивает установку нижней платформы 2 и всех остальных платформ 1 с дифферентом (фиг. 6) или с креном (фиг. 5) за счет соответствующей работы лебедок.

Использование предлагаемого изобретения позволяет обеспечить надежный подъем объектов неограниченного веса с больших глубин с использованием сравнительно простых технических средств. Устройство может быть использовано при глубоководных испытаниях объектов и монтажных работ с тяжеловесными изделиями в море.

Формула изобретения

1. СУДОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДЪЕМА ЗАТОНУВШЕГО ОБЪЕКТА, содержащее установленные на судне-носителе арочные фермы и канатные лебедки, отличающееся тем, что оно снабжено подъемными платформами, которые при помощи системы развернутых полиспастов, установленных на фермах и в торцах этих платформ, соответственно связаны с фермами и между собой, а при помощи упоров ярусно установлены на фермах с возможностью их поэтапного спускоподъема, при этом лебедки установлены ярусно в носу и корме судна у торцов подъемных платформ, лебедка своим канатом связана через стопор-разъединитель, закрепленный на соответствующей платформе, с рабочим концом каната соответствующего полиспаста этой платформы, причем концы канатов верхних лебедок заведены в блоки соответствующих полиспастов, установленных на фермах, а каждая система полиспастов включает в себя N/2, где N кратно 4, уравнительных узлов и N развернутых полиспастов, расположенных по торцам подъемных платформ, причем канаты каждых двух полиспастов, связанных в исходном положении с соответствующими кормовыми лебедками, своими сбегающими концами соединены с уравнительным узлом, расположенным на одном торце соответствующей платформы со стороны носовых лебедок, а канаты каждых двух полиспастов, связанных с соответствующими носовыми лебедками своими сбегающими концами, соединены с уравнительным узлом на другом торце этой платформы, при этом нижняя платформа выполнена с приводным захватом.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый развернутый полиспаст включает в себя блоки, которые последовательно шарнирно установлены по боковым торцам соответствующей платформы, причем блок, расположенный на низлежащей платформе, установлен напротив двух блоков верхнележащей платформы, а канат от соответствующей лебедки запасован в блоки этих платформ и связан с соответствующим уравнительным узлом.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый уравнительный узел включает в себя два неподвижных упора, закрепленных на торцевой стороне подъемной платформы, и упор, который установлен с возможностью перемещения между неподвижными упорами и связан с канатами полиспастов этой платформы.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждая платформа выполнена в виде соединенных понтонов, причем понтоны нижней платформы связаны между собой с возможностью их жесткого соединения при отсутствии нагрузки и поворота относительно друг друга при неравномерной нагрузке.

5. Устройство по пп. 1 и 4, отличающееся тем, что привод захвата расположен на нижней платформе и выполнено дистанционно управляемым посредством кабелей с судна.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9