Мобильный плавучий волногаситель

Мобильный плавучий волногаситель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области гидротехники, в частности к гидротехническим сооружениям, и предназначено для защиты акваторий, инженерных сооружений и судов от волновых воздействий.

Известно волногасящее сооружение, выполненное в виде откосной наброски из бетонных массивов (авторское свидетельство №1469007, SU, кл. Е02В 3\06 «Набросное оградительное сооружение из фасонных массивов и способ его возведения. 30.03.1989 г.). При взаимодействии с сооружением, вследствие движения воды в теле сооружения и обрушения волн, происходит гашение энергии волн.

Недостатками такого сооружения являются значительная стоимость и материалоемкость при его установке на больших глубинах.

На больших глубинах существенные преимущества, по сравнению с волногасящими сооружениями, устанавливаемыми стационарно на дно, имеют плавучие волногасители. Их стоимость практически не зависит от глубины водоема.

Известен щелевой плавучий волнолом, который представляет собой ряд шарнирно соединенных понтонов с определенной сквозностью (Никеров П.С, Яковлев П.И. Морские порты: Учебник для вузов. - М.: Транспорт, 1987 - .416 с.).

Одним из основных недостатков этого волнолома являются чрезмерно большие усилия в шарнирных соединениях при волнении. Эксплуатация опытного волнолома в условиях Каспия подтвердила этот вывод.

Известен плавучий волнолом из полиэтиленовых труб, состоящий из закрепленных между собой секций, устанавливаемых в заданное положение с помощью цепей с грузами (патент РФ №2434991, кл. Е02В 3\06. «Плавучий волнолом», 27.11.2011 г.). Каждая секция имеет положительную плавучесть и представляет собой несколько рядов полиэтиленовых труб, скрепленных хомутами. Трубы ориентированы перпендикулярно к продольной оси волнолома. Такой волнолом общей длиной 150 м в 2008 году был установлен в карьере Строгино (г. Москва) для защиты спортивной трассы воднолыжного слалома от ветровых и судовых волн.

Недостатком такого волнолома является большая трудоемкость при установке и демонтаже. Кроме того, его недостатком, как и других плавучих волноломов, является малая надежность при значительном волнении. Вследствие возможного обрыва креплений при сильных штормах отдельные неуправляемые секции таких волноломов могут представлять серьезную опасность. Поэтому область применения таких плавучих волноломов ограничена: высота волн должна быть не более 4 м, период волн - менее 6 с (Порты и портовые сооружения. Часть 2. Под редакцией Н.Н. Джунковского. М. - Стройиздат, 1967 г. - 448 с.).

Задачей изобретения является повышение мобильности, эффективности и надежности плавучего волнолома (волногасителя).

Поставленная задача решается за счет того, что трубы, которые являются основным функциональным элементом волногасителя, уложены в единый удерживающий каркас перпендикулярно к продольной оси волногасителя. При этом все сооружение имеет положительную плавучесть, которая обеспечивается либо положительной плавучестью труб, либо положительной плавучестью каркаса, либо тем и другим. Каркас придает всему сооружению необходимую прочность и жесткость и обеспечивает удержание труб в заданном положении, т.е. препятствует их смещению в продольном и поперечном направлениях. На верхней части сооружения (мобильного плавучего волногасителя) устраивают площадки, где монтируют швартовые и якорные системы. Перемещение мобильного плавучего волногасителя осуществляют с помощью буксира. При необходимости может быть установлена и силовая установка, обеспечивающая автономное передвижение мобильного плавучего волногасителя.

Заявителю не известны источники информации, содержащие технические решения, включающие в себя признаки отличительной части формулы.

Техническим результатом настоящего изобретения является то, что, вследствие применения удерживающего каркаса, плавучий волногаситель представляет единое гидротехническое сооружение, исключается его многосекционность, соответственно повышается его надежность. Использование на плавучем волногасителе, как едином сооружении, швартовых и якорных систем многократно повышает его мобильность и эффективность.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан мобильный плавучий волногаситель, вид сбоку, и позициями обозначены:

1 - мобильный плавучий волногаситель в сборе,

2 - трубы,

3 - каркас,

4 - средний уровень воды,

5 - якоря,

6 - дно водоема,

7 - направление подходящих волн,

8 - волна, подходящая к волногасителю,

9 - волна, прошедшая через волногаситель.

На фиг. 2 изображен мобильный плавучий волногаситель в плане и позициями обозначены:

1 - мобильный плавучий волногаситель в сборе,

7 - направление подходящих волн,

10 - защищаемый объект (судно),

11 - причальная эстакада.

Мобильный плавучий волногаситель 1 (фиг. 1) состоит из труб 2, уложенных в несколько рядов в удерживающий их каркас 3. Волногаситель имеет положительную плавучесть, верхняя часть его выше среднего уровня воды 4. В требуемом положении волногаситель удерживается с помощью якорей 5, обеспечивающих надежное сцепление с дном водоема 6. Мобильный плавучий волногаситель ориентируется примерно перпендикулярно направлению 7 подходящих волн 8. Волна, прошедшая через волногаситель 9 (фиг. 1), воздействует на защищаемые объекты (фиг. 2), например судно 10 и причальная эстакада 11.

Мобильный плавучий волногаситель работает следующим образом. Устанавливают мобильный плавучий волногаситель 1 в требуемое положение. Его местоположение определяется в зависимости от направления волнения и необходимой области волновой тени, где находятся защищаемые объекты 10, 11. Фиксация мобильного плавучего волногасителя в заданном положении осуществляется с помощью якорей 5. Возможна и швартовка предлагаемого волногасителя к предварительно установленным «мертвым» якорям. Подходящие волны 8 после взаимодействия с волногасителем 1 частично гасятся и уже существенно ослабленные волны 9 воздействуют на защищаемые объекты 10, 11.

Опытным путем было установлено, что плавучий волногаситель секционного типа работает хорошо при длине труб l=0,3-0,4λ (λ - длина волн); диаметре труб D=0,04-0,07λ; высоте секции z=0,2-0,3λ; отметке верха волногасителя относительно среднего уровня Δz=0,9-1,1 высоты волны. Высота прошедших через такой волногаситель волн уменьшается примерно в 5 раз.

Мобильный плавучий волногаситель, где трубы уложены в единый жесткий каркас, по сравнению с волногасителем из скрепленных секций, будет обладать необходимой надежностью даже при сильном волнении. Кроме того, возможность оперативной его установки и переустановки (при изменении направления волнения) в необходимое положение существенно повышают эффективность его работы.

В настоящее время многие причальные эстакады и выносные причальные устройства для крупных судов выходят на большие глубины и не защищены оградительными сооружениями. А поскольку погрузка или выгрузка таких судов занимает десятки часов, при неблагоприятной волновой обстановке нередко приходится по несколько суток ожидать установления допустимых гидрометеорологических условий или прерывать погрузоразгрузочные операции, что приводит к большим экономическим потерям. Применение разработанного мобильного плавучего волногасителя позволит в значительной степени избежать таких потерь.

1. Мобильный плавучий волногаситель, содержащий в качестве волногасящих элементов трубы, уложенные в несколько рядов и ориентированные перпендикулярно к продольной оси волногасителя, отличающийся тем, что он включает единый удерживающий каркас, в который уложены трубы, обеспечивающий необходимую продольную и поперечную жесткость волногасителя.

2. Волногаситель по п.1, отличающийся тем, что на верхней его части смонтированы якорные системы.

3. Волногаситель по п.1, отличающийся тем, что он оборудован силовой установкой.