Спасательная камера подводного объекта

Спасательная камера подводного объекта

Реферат

 

Предложение относится к области судостроения и предназначено для использования на подводных обитаемых объектах, эксплуатируемых преимущественно в морских районах с напряженной ледовой обстановкой. Целью предложения является расширение функциональных возможностей спасательной камеры путем обеспечения режима ее использования с подводного обитаемого объекта, находящегося на дне моря или плавающего под ледовым покровом, а также повышения безопасности и надежности всплытия камеры и выхода из нее людей. Предлагаемая спасательная камера снабжена отделяемыми и всплывающими устройствами для разрушения льда (пробойниками), каждое из которых имеет полый продуваемый с помощью сжатого газа (воздуха) корпус. Над верхним входным люком спасательной камеры установлен надувной складной обтекатель, выполненный в виде оболочки из эластичного материала с закругленной верхней частью. Надувной обтекатель оборудован раздвижным жестким каркасом. Спасательная камера снабжена системой хранения и подачи сжатого газа для продувки корпусов пробойников и обтекателя, патрубками, сливным трубопроводом и предохранительным дифференциальным клапаном для выпуска наружу расширяющегося при всплытии камеры сжатого газа. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано при создании подводных обитаемых объектов, эксплуатируемых преимущественно в морских районах с напряженной ледовой обстановкой.

Значительное повышение в последние годы интереса к ресурсам Мирового океана, и в частности, к богатейшим месторождениям северных морей, в особенности в их шельфовых районах, обусловило интенсивное развитие различных подводных обитаемых объектов, обеспечивающих разведку, добычу и транспортировку полезных ископаемых со дна моря (например, самоходных подводных рабочих, водолазных или спасательных аппаратов, объектов, обслуживающих устья нефтегазовых месторождений и подводные хранилища, транспортных подводных плавсредств и т.п.).

Вместе с тем крайне неблагоприятные условия на водной поверхности в районах месторождений: низкая температура воздуха, ветер, сплошной ледовый покров на поверхности моря в течение длительного времени предъявляют повышенные требования к обеспечению безопасности нахождения человека на подводных обитаемых объектах и его спасения в случае возникновения аварийной ситуации.

Для достижения этой цели может служить известная спасательная камера (капсула), всплывающая на поверхность моря с аварийного подводного обитаемого объекта. Спасательная камера имеет водонепроницаемый корпус, вмещающий одного или нескольких человек (см. патент США N 3291087, выбранных за прототип настоящего изобретения). Верхняя часть корпуса этой камеры представляет собой откидную крышку, к которой сверху крепится куполообразная конструкция (обтекатель) с расположенными под ней дыхательными трубками с загнутыми в них концами. Трубки проходят сквозь крышку и крепятся к ней таким образом, что их загнутые концы находятся выше ватерлинии плавающей на поверхности воды камеры.

Описанная конструкция известной спасательной камеры обеспечивает безопасное ее нахождение на поверхности моря в условиях сильного волнения и ветра. Вместе с тем наличие на крышке входного люка спасательной камеры обтекателя может (по вашему мнению) несколько снизить вероятность повреждения верхней части корпуса в условиях нахождения ее в мелкобитом льду.

Однако вероятность спасения людей с аварийного подводного обитаемого объекта с помощью известной спасательной камеры совершенно невыполнима при наличии на водной поверхности в месте всплытия и самостоятельный выход людей из всплывшей на поверхность моря камеры также крайне затруднены и опасны из-за значительной вероятности захлестывания камеры водой (при открытой крышке).

Техническим результатом настоящего изобретения является устранение указанных недостатков прототипа, расширение функциональных возможностей спасательной камеры путем обеспечения режима ее использования с подводного обитаемого объекта, находящегося на дне моря или плавающего подо льдом, повышение безопасности и надежности всплытия, а также обеспечение возможности безопасного выхода людей из всплывшей на поверхность моря спасательной камеры в битом льду, при сильном волнении или других неблагоприятных погодных условиях.

Указанный технический результат достигается тем, что на водонепроницаемом корпусе предлагаемой спасательной камеры установлены и закреплены с помощью быстроразъемных соединений всплывающего устройства для разрушения льда (пробойника), каждый из которых имеет полый проницаемый корпус продуваемый с помощью сжатого газа (воздуха), а обтекатель выполнен в виде оболочки из эластичного материала с закругленной верхней частью, имеющей возможность складываться в положение "по-походному" и распрямляться в рабочем положении, при этом обтекатель закреплен нижней своей кромкой по периметру водонепроницаемого корпуса вокруг входного люка спасательной камеры.

На спасательной камере установлены патрубки, приспособленные для подачи сжатого газа (воздуха) от системы его хранения и подачи, размещенной на камере, в полые корпуса пробойников и под оболочку складного надувного обтекателя для их продувки и вытеснения забортной воды. Складной надувной обтекатель снабжен также сливным трубопроводом, оснащенным запорным поплавковым клапаном, а также предохранительным дифференциальным клапаном для выпуска наружу избыточного расширяющегося газа.

Надувной складной обтекатель оборудован раздвижным жестким каркасом, выполненным в виде нескольких жестких колец, наружный диаметр каждого из которых равен внутреннему диаметру поперечного сечения оболочки в месте его крепления к ней, и соединенных между собой раскладывающимися стойками-распорками, оборудованными самозапирающимися замками-фиксаторами.

Существенность изложенных отличий состоит в том, что установка на спасательную камеру всплывающих устройств для разрушения льда (пробойников), а также выполнение обтекателя в виде оболочки из эластичного материала, позволяющего надувать и распрямлять его в рабочем положении "по-походному", обеспечивает расширение ее функциональных возможностей путем использования с аварийного подводного обитаемого объекта, находящегося на дне моря или плавающего подо льдом, при значительном повышении безопасности и надежности всплытия.

Пробойники, всплывающие за счет приобретенной после продувания их полых корпусов сжатым газом (воздухом) остаточной положительной плавучести, набрав в процессе движения к поверхности достаточную кинетическую энергию, посредством удара разрушают сплошной ледовый покров, образуя в нем полынью, заполненную битым льдом. Спасательная камера всплывает в образованную полынью, при этом входной люк и верхняя часть корпуса предохранены от повреждений обломками льда надувным складным обтекателем. Отличие предлагаемой спасательной камеры состоит еще и в том, что надувной складной обтекатель оснащен жестким раздвижным каркасом, позволяющим поддерживать оболочку обтекателя в разложенном (рабочем) состоянии после сравнивания давления в обтекателе с забортным, что обеспечивает безопасность выхода людей из спасательной камеры, плавающей на поверхности моря. Это обеспечивает повышение величины надводного борта, что особенно важно при эвакуации людей из камеры через верхнюю часть ее обтекателя.

Сущность предлагаемого решения поясняется графическими материалами, где изображено: на фиг. 1 спасательная камера, установленная на подводном обитаемом объекте перед всплытием (в положении "по-походному"), на фиг. 2 спасательная камера с выпушенными пробойниками и продутым обтекателем (рабочее положение), на фиг. 3 спасательная камера, всплывающая к поверхности моря и устройства (пробойники в момент разрушения ледового покрова), на фиг. 4 спасательная камера, находящаяся на поверхности моря в полынье ледового покрова.

Спасательная камера 1 подводного обитаемого объекта 2 включает водонепроницаемый корпус 3, оснащенный верхним входным люком 4. На спасательной камере размещена система хранения и подачи сжатого газа (воздуха) 5. К корпусу 3 с помощью быстроразъемных соединений (например, пироболтов) 6 крепятся устройства для разрушения ледового покрова пробойники 7. Для продувки корпусов пробойников 7 (перед их отдачей со спасательной камеры 1) служат патрубки 8 системы хранения и подачи сжатого газа (воздуха) 5. В верхней части спасательной камеры 1 над входным люком 4 по периметру корпуса 3 закреплен нижней своей кромкой надувной складной обтекатель 9 из эластичного материала, выполненный в виде оболочки с закругленной верхней частью, оснащенной предохранительным дифференциальным клапаном 10. На корпусе 3 закреплен нижней своей кромкой надувной складной обтекатель 9 из эластичного материала, выполненный в виде оболочки с закругленной верхней частью, оснащенной предохранительным дифференциальным клапаном 10. На корпусе 3 спасательной камеры 1 под обтекателем 9 установлены патрубок 11 подачи сжатого газа и сливной трубопровод 12 с поплавковым клапаном 13. Надувной складной обтекатель 9 снабжен раздвижным жестким каркасом, выполненным в виде нескольких жестких колец 14, наружный диаметр каждого из которых равен внутреннему диаметру поперечного сечения эластичной оболочки в месте их крепления друг к другу. Кольца 14 соединены между собой раскладывающимися стойками-распорками 15, оборудованными замками-фиксаторами 16.

Режимы работы спасательной камеры.

Положение "по-походному".

Спасательная камера 1 размещена на подводном обитаемом объекте 2. Устройства для разрушения льда (пробойники) 7 прикреплены к водонепроницаемому корпусу 3 с помощью быстроразъемных соединений. Концы патрубков 8 системы сжатого воздуха 5 размещены в полых корпусах пробойников 7. Надувной складной обтекатель 9 находится в сложенном состоянии. Пространство внутри обтекателя 9 и полых корпусов пробойников 7 заполнено забортной водой.

Рабочее положение.

После перехода людей из подводного обитаемого объекта 2 в спасательную камеру 1 она отделяется и начинает свободно всплывать к поверхности моря. При достижении камерой 1 глубины погружения, достаточной для разгона пробойников 7 до скорости их установившегося движения (в выполненных авторами проектных оценках эта величина составляет 50-60 м), в полые корпуса пробойников 7 подается сжатый газ от системы его хранения и подачи 5 через патрубки 8. Расширяющийся сжатый газ от системы его хранения и подачи 5 через патрубки 8. Расширяющийся сжатый газ вытесняет из пробойников 7 воду, благодаря чему они приобретают положительную остаточную плавучесть. Затем последовательно друг за другом с интервалом, исключающим возможность взаимного соударения пробойников 7 в процессе их всплытия, отдаются быстроразъемные соединения 6, благодаря чему пробойники 7 отделяются от камеры 1 и начинают всплывать, разгоняясь до скорости своего установившегося движения.

При приближении движущейся вслед за пробойниками 7 спасательной камеры 1 к поверхности моря (на глубине около 8-10 м) сжатый газ (воздух) подается через патрубок 11 под обтекатель 9, он вытесняет забортную воду из-под обтекателя 9 через сливной трубопровод 12. Эластичная оболочка обтекателя 9, заполняясь сжатым газом (воздухом), надувается и раздвигает жесткий каркас. Кольца 14 расходятся относительно друг друга вслед за эластичной оболочкой, к которой они прикреплены и раскладывают (распыляют) стойки-распорки 15 до их фиксации в полностью разложенном положении самозапирающимися замками-фиксаторами 16. После выдавливания воды из обтекателя 9 через сливной трубопровод 12 срабатывает поплавковый запорный клапан 13, препятствующий выходу сжатого газа через трубопровод 12. Сжатый газ продолжает поступать через патрубок 11 под обтекатель 9 до тех пор, пока внутри обтекателя 9 не будет создано избыточное давление, превышающее наружное давление на величину достаточную для удержания формы обтекателя 9 в рабочем состоянии (в проработках принималась величина 0,1-0,3 кг/м²). Перепад давления внутри и снаружи обтекателя 9 на всплывающей камере 1 автоматически поддерживается с помощью предохранительного дифференциального клапана 10, через который избыточный газ стравливается за борт.

Сжатый газ (воздух) подается также через патрубок 8 в полые корпуса пробойников 7 и вытесняет из них забортную воду. После отдачи быстроразъемных соединений (например, отстреливания пироболтов 6), пробойники 7, получившие положительную остаточную плавучесть, начинает всплывать, увеличивая скорость своего движения до ее значения, соответствующего режиму установившегося движения. Набрав в процессе всплытия определенный запас кинетической энергии, пробойники 7 путем динамического удара разрушают единство ледового покрова, образуя полынью в месте всплытия спасательной камеры 1.

Спасательная камера 1 всплывает в образованную пробойниками 7 полынью. Надувной складной обтекатель 9 предохраняет верхнюю часть корпуса 3 и входной люк 4 от ударов и повреждений об куски плавающего в полынье льда. После всплытия на поверхность давление газа внутри обтекателя 9 сравнивают с забортным и открывают входной люк 4. Эластичная оболочка обтекателя 9 в этом положении сохраняется в разложенном виде благодаря жесткому каркасу из колец 14. Обтекатель 9, находящийся в рабочем (разложенном) положении, значительно увеличивает надводный борт плавающей на поверхности моря спасательной камеры 1, что исключает возможность захлестывания открытого входного люка 4 при сильном волнении и ветре.

Наличие под надувным обтекателем 9 жесткого раскладного каркаса обеспечивает безопасность выхода людей из спасательной камеры 1 даже при неблагоприятных погодных условиях, через оснащенный герметичной застежкой типа "молния" вырез в верхней части эластичной оболочки обтекателя.

Применение спасательной камеры, оснащенной всплывающими устройствами для разрушения льда и надувным складным обтекателем из эластичного материала с жестким раскладывающимся каркасом, обеспечивает возможность использования ее с аварийного подводного обитаемого объекта, находящегося на дне моря или плавающего подо льдом повышает безопасность и надежность всплытия камеры на поверхность моря, а также самостоятельный выход людей из нее при неблагоприятных погодных условиях (например, наличие на поверхности моря кусков битого льда, сильного волнения и ветра).

Формула изобретения

1. Спасательная камера подводного объекта, содержащая корпус с входным верхним люком, системой хранения и подачи сжатого газа и обтекателем, отличающаяся тем, что она снабжена пробойниками, каждый из которых установлен посредством быстроразъемных соединений на упомянутом корпусе спасательной камеры, причем каждый пробойник выполнен с полым проницаемым корпусом и соединен посредством соответствующего ему патрубка, размещенного в корпусе спасательной камеры, с упомянутой системой хранения и подачи сжатого газа, а обтекатель выполнен с надувной складной эластичной оболочкой, верхняя часть которой выполнена закругленной, а нижняя кромка оболочки закреплена по периметру над входным люком спасательной камеры, при этом обтекатель снабжен предохранительным дифференциальным клапаном и сливным трубопроводом.

2. Спасательная камера по п. 1, отличающаяся тем, что обтекатель снабжен раздвижным жестким каркасом, выполненным из жестких колец, наружный диаметр каждого из которых равен внутреннему диаметру поперечного сечения эластичной оболочки в месте его крепления к ней, при этом упомянутые кольца соединены между собой раскладывающимися стойками-распорками, выполненными с самозапирающимися замками-фиксаторами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4