Плавучий модуль
Изобретение относится к плавучим устройствам, используемым в составе многофункциональных инженерных плавучих сооружений, предназначенных для обозначения границ охраняемых акваторий. Плавучий модуль состоит из двух плавучих элементов, имеющих форму полуцилиндров, соединенных между собой посредством болтового соединения, силовой балки, размещенной между плавучими элементами в выемках, выполненных в каждом из них. Концы силовой балки выполнены выходящими за размер оболочек плавучего модуля. Каждый из двух плавучих элементов выполнен из жесткого пенополиуретана высокой плотности и закрыт оболочкой из компаунда полиуретанового. На силовой балке размещены фиксаторы, не выходящие за пределы торцевых сторон плавучего модуля. Достигается увеличение прочности, живучести и надежности конструкции плавучего модуля. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к плавучестям, используемым в составе многофункциональных инженерных плавучих сооружений, предназначенных для обозначения границ охраняемых акваторий, для предотвращения беспрепятственного проникновения надводных и подводных диверсионных (террористических) сил и средств в акватории охраняемых объектов, для обеспечения плавучести и формирования усиленных заградительных систем, для плавучих платформ, применяемых при создании причалов, для различных типов плавсредств, плавучих переходов для людей и техники, а также размещения инженерных конструкций на акватории типа надводной мишени.
Известно изобретение «Сборный поплавок» (патент KR101765549 (В1), опубликованный 2017-08-23), содержащее сборное плавучее тело, согласно настоящему изобретению обладающее плавучестью, что обеспечивает плавучесть конструкций, установленных на них, таких как фермы или понтоны, а также аквариумных фотоэлектрических устройств. Сборное плавучее тело (1) согласно настоящему изобретению включает в себя множество единичных корпусов (20), имеющих внутренний объем (не показано), заполненный воздухом, и соединенных друг с другом в окружном направлении крепежными элементами 40, такими как канат или стержень, пропущенный через них в продольном направлении, и связующее устройство (30) для скрепления единичных корпусов блоков (20), соединенных друг с другом. Корпус (20) сформирован методом выдувного формования и образует внутри себя объем плавучести. Корпус (20) изготовлен из полиэтилена, поликарбоната, полиэтилентерефталата или других аналогичных материалов. Кроме того, корпус (20) сформирован из прозрачного материала, и можно визуально подтвердить, что вода проникает в пространство плавучести из-за микроразрывов или механических повреждений.
Недостатком данного технического решения является сложность процесса сборки и замены сборного плавучего тела ввиду большого количества составных элементов, использование в качестве материала оболочки модуля плавучести полиэтилена, поликарбоната, полиэтилентерефталата, которые являются менее прочными и менее устойчивыми к морской воде и агрессивным средам по сравнению с полиуретаном.
Известна полезная модель «Боносетевое заграждение» (патент РФ №192768, опубликованный 30.09.2019 Бюл. №28), содержащее, в том числе, поплавок, состоящий из двух полу поплавков. Полупоплавки соединены вокруг основной трубы рамы посредством болтового соединения с образованием поплавка.
Данное изобретение является ближайшим аналогом, т.е. прототипом.
Недостатком данного технического решения являются:
- полупоплавки соединены вокруг основной трубы болтовым соединением. Так как основная труба ровная без выступов, при волнении водной поверхности полупоплавки будут двигаться вдоль трубы, вызывая истирание верхнего слоя материала полупоплавков, что приводит к износу, уменьшению надежности конструкции;
- поплавок состоит из верхней и нижней половин поплавка, т.е. это отличающиеся друг от друга части, они не взаимозаменяемые (см. подрисуночные подписи фиг. 6 и 7), т.е. снижается ремонтопригодность изделия;
- продольная прочность обеспечивается силовой балкой, а поперечная прочность данной полезной модели обеспечивается только посредством болтового соединения, что при работе приведет к разбалтыванию конструкции и к ее поломке.
Задачей заявляемого изобретения является создание универсального плавучего модуля для многофункциональных инженерных плавучих сооружений, и в первую очередь заградительных систем с целью увеличения прочности, живучести и надежности конструкции плавучего модуля, обеспечивая при этом повышение ремонтопригодности.
Техническим результатом изобретения является увеличение прочности, живучести и надежности конструкции плавучего модуля, с обеспечением при этом повышения ремонтопригодности за счет выполнения плавучего модуля в виде изделия, состоящего из двух плавучих элементов, имеющих форму полуцилиндров, соединенных между собой посредством болтового соединения, и силовой балки, размещенной между плавучими элементами в выемках, выполненных в каждом из них, в котором каждый из двух плавучих элементов выполнен из жесткого пенополиуретана высокой плотности, и закрыт оболочкой из компаунда полиуретанового. Плавучие элементы полностью герметичны, что создает герметичную конструкцию, предотвращающую влагопоглощение внутренним компонентом изделия пенополиуретаном плавучих элементов. На силовой балке размещены фиксаторы, не выходящие за пределы торцевых сторон плавучего модуля, что повышает поперечную прочность плавучего модуля, живучесть и надежность.
Технический результат изобретения достигается созданием плавучего модуля, состоящего из двух плавучих элементов, имеющих форму полуцилиндров, соединенных между собой посредством болтового соединения, силовой балки, размещенной между плавучими элементами в выемках, выполненных в каждом из них, а концы силовой балки выполнены выходящими за размер оболочек плавучего модуля, при этом каждый из двух плавучих элементов выполнен из жесткого пенополиуретана высокой плотности, закрыт оболочкой из компаунда полиуретанового, а на силовой балке размещены фиксаторы, не выходящие за пределы торцевых сторон плавучего модуля.
Кроме того, толщина стенки оболочки каждого плавучего элемента составляет 3-10 мм.
Кроме того, фиксаторы выполнены в виде упорных поперечных пластин, приваренных перпендикулярно силовой балке по периметру и расположенных друг от друга по длине силовой балки на расстоянии, равном длине плавучего элемента.
Кроме того, концы балки выполнены с элементами крепления.
Кроме того, плавучий модуль выполнен с возможностью соединения плавучих модулей между собой в продольном и поперечном направлениях с использованием соединительных устройств.
Кроме того, по меньшей мере, один плавучий элемент имеет внутри радиолокационный отражатель уголковый, выполненный из металла и вставленный внутрь плавучего элемента до заливки жестким пенополиуретаном высокой плотности.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен общий вид плавучего модуля в изометрической проекции.
На фиг. 2 представлен общий вид плавучего модуля.
На фиг. 3 представлен выносной элемент А общего вида плавучего модуля.
На фиг. 4 представлен вид спереди плавучего элемента.
На фиг. 5 представлена силовая балка плавучего модуля.
Плавучий модуль (1) (фиг. 1, 2, 3, 4, 5) состоит из двух плавучих элементов (1), имеющих форму полуцилиндров, соединенных между собой посредством болтового соединения (2), силовой балки (3), размещенной между плавучими элементами (1) в выемках (4), выполненных в каждом из них, в котором каждый из двух плавучих элементов (1) выполнен из жесткого пенополиуретана высокой плотности (5), закрыт оболочкой (6) из компаунда полиуретанового. Концы силовой балки (7), (8) выполнены выходящими за размер оболочек (6) плавучего модуля, причем на силовой балке (3) размещены фиксаторы (9), не выходящие за пределы торцевых сторон плавучего модуля.
Кроме того, толщина стенки оболочки (6) каждого плавучего элемента составляет 3-10 мм. Кроме того, фиксаторы (9) выполнены в виде упорных поперечных пластин, приваренных перпендикулярно силовой балке (3) по периметру и расположенных друг от друга по длине силовой балки (3) на расстоянии, равном длине плавучего элемента (1).
Кроме того, концы балки (3) выполнены с элементами крепления (10); плавучий модуль (1) выполнен с возможностью соединения плавучих модулей между собой в продольном и поперечном направлениях с использованием соединительных устройств; по меньшей мере, один плавучий элемент имеет внутри радиолокационный отражатель уголковый (11), выполненный из металла и вставленный внутрь плавучего элемента до заливки жестким пенополиуретаном высокой плотности.
Плавучий модуль «Сивуч» (далее ПМ «Сивуч») предназначен для применения в качестве усиленной плавучести в составе различных многофункциональных инженерных плавучих сооружений, используемых на акваториях в сложных климатических условиях в виде заградительных линий на акваториях, плавучих платформ для обеспечения плавучести переходов и размещения инженерных конструкций на акваториях.
Выполнение оболочки (6) из компаунда полиуретанового обеспечивает высокую адгезию между оболочкой и внутренним компонентом изделия пенополиуретаном, что придает конструкции повышенную водонепроницаемость, живучесть и прочность.
При любом повреждении оболочки, в виду высокой адгезии между оболочкой и пенополиуретаном внутри оболочки, ПМ «Сивуч» остается на плаву в течение длительного времени и является непотопляемым при отсутствии дополнительной нагрузки, превышающей технические характеристики изделия.
Оболочка ПМ «Сивуч» может выполняться толщиной в диапазоне от 3 мм до 10 мм, что позволяет изменять вес плавучего элемента до заданных значений, увеличить прочность оболочки против ударной нагрузки и при высоких перепадах температуры окружающей среды, и соответственно снизить затраты на компоненты и стоимость всего изделия.
Для обеспечения общей прочности и надежности плавучего модуля в составе заградительных систем, предусмотрено наличие силовой балки (3), например, квадратного, круглого сечения с различными конфигурациями соединения на концах силовой балки. Наличие силовой балки (3) внутри плавучего модуля (1) также предусмотрено для возможности соединения плавучего модуля между собой в продольном и поперечном направлениях с использованием соединительных устройств.
Во внутренней продольной плоскости каждого полуцилиндра (1) сделана фиксирующая выемка (углубление) (4) для установки силовой балки с фиксаторами (9) на оконечностях этой силовой балки (3), не выходящих за пределы торцевых сторон полуцилиндров (плавучего элемента в сборе), например, в виде упорных поперечных пластин (9), приваренных перпендикулярно по периметру этой силовой балки (3) и расположенных на расстоянии друг от друга по длине силовой балки (3), равном длине плавучего модуля в продольном направлении. Размещение на силовой балке (3) фиксаторов (9) повышает продольную и поперечную прочность плавучего модуля, исключая выскальзывание силовой балки из тела плавучего модуля, повышая тем самым прочность, живучесть и надежность всей конструкции.
По продольной кромке плавучих элементов (полуцилиндров) расположены гнезда крепления, например, по 3 штуки с двух сторон каждого полуцилиндра (плавучего элемента) (1) на равном расстоянии между собой, предназначенных для соединения двух полуцилиндров (1) между собой продольными частями прямоугольной формы и формированию конструкции опорной в виде прямого кругового цилиндра.
Замена плавучих элементов осуществляется снятием неисправного плавучего элемента и постановки на его место нового. При этом не производится разборка всего плавучего модуля «Сивуч». Оба плавучих элемента идентичны и взаимозаменяемы, что позволяет производить замену на любом плавучем модуле, что обеспечивает повышение ремонтопригодности плавучего модуля.
В целях улучшения радиолокационной заметности ПМ «Сивуч» на акватории, по меньшей мере, один плавучий элемент (1) имеет внутри радиолокационный отражатель уголковый (11), выполненный из металла и вставленный внутрь плавучего элемента до заливки жестким пенополиуретаном высокой плотности (5). Отражатель уголковый (11) предназначен для отображения сигнала на радиолокационной станции движущегося судна с целью предупреждения и информировании о наличии препятствия на акватории.
ПМ «Сивуч» изготавливают и могут поставлять в следующих исполнениях:
- два плавучих элемента (1) из жесткого пенополиуретана высокой плотности (5), оболочка (6) плавучих элементов из компаунда полиуретанового, соединение плавучих элементов - болтовое, внутренняя силовая балка (3) из стали Ст3 оцинкованной;
- два плавучих элемента (1) из жесткого пенополиуретана высокой плотности (5), оболочка (6) плавучих элементов из компаунда полиуретанового, соединение плавучих элементов - болтовое, внутренняя силовая балка (3) из стали Ст3 оцинкованной, один плавучий элемент с отражателем уголковым;
- два плавучих элемента (1) из жесткого пенополиуретана высокой плотности (5), оболочка (6) плавучих элементов из компаунда полиуретанового, соединение плавучих элементов - болтовое, внутренняя силовая балка (3) из нержавеющей стали марки AISI 316(304);
- два плавучих элемента (1) из жесткого пенополиуретана высокой плотности (5), оболочка (6) плавучих элементов из компаунда полиуретанового, соединение плавучих элементов - болтовое, внутренняя силовая балка (3) из нержавеющей стали марки AISI 316(304), один плавучий элемент с отражателем уголковым.
Процесс изготовления плавучего модуля состоит в следующем:
ПМ «Сивуч» состоит из двух плавучих элементов (1), каждый из которых изготавливают из жесткого пенополиуретана высокой плотности методом заливки пенополиуретана свободным вспениванием в специальной форме-матрице, при этом применяют жесткий пенополиуретан с кажущейся плотностью свободного вспенивания не более 60-70 кг/м3, например, типа ВЛАДИПУР, затем сформированный элемент из пенополиуретана помещают в другую специальную форму-матрицу и заливают компаундом полиуретановым установленной плотности и установленной окраски, например, АДВАФОРМ (или аналога). Затем вставляют продольную силовую балку (3) с фиксаторами (9) внутри между плавучими элементами и соединяют их между собой болтовым соединением.
Преимущества данного способа изготовления:
1. При использовании форм-матриц достигается высокая адгезия между материалами полуцилиндра из жесткого пенополиуретана высокой плотности (4) и оболочки (5), что позволяет увеличивать прочность, живучесть и водонепроницаемость плавучего элемента.
2. Применяемые формы-матрицы для полуцилиндра из жесткого пенополиуретана высокой плотности (4) и оболочки (5) из компаунда полиуретанового, выполнены из стеклопластика, что позволяет достаточно быстро и без больших затрат менять отдельные размеры и вносить изменения в форму изготавливаемого плавучего элемента.
Для обеспечения заметности на акватории цвет оболочки ПМ «Сивуч» по RAL Classic 2000 (ярко-оранжевый). При этом цвет может меняться по желанию заказчика в зависимости от задач, решаемых плавучим модулем в составе плавучего инженерного сооружения.
Преимуществом конструкции ПМ «Сивуч» в составе многофункциональных инженерных плавучих сооружений является возможность монтажа и демонтажа плавучего модуля без разборки основных металлических конструкций и соединений всего инженерного плавучего сооружения, что повышает ремонтопригодность плавучих модулей.
Таким образом, плавучий модуль «Сивуч», обеспечивает увеличение прочности, живучести и надежности конструкции плавучего модуля, обеспечивая при этом повышение ремонтопригодности за счет выполнения плавучего модуля в виде изделия, состоящего из двух плавучих элементов, имеющих форму полуцилиндров, в котором каждый из двух плавучих элементов выполнен из жесткого пенополиуретана высокой плотности, закрыт оболочкой из компаунда полиуретанового. Плавучие элементы полностью герметичны, что создает герметичную конструкцию, предотвращающую влагопоглощение внутренним компонентом изделия пенополиуретаном плавучих элементов. На силовой балке размещены фиксаторы, не выходящие за пределы торцевых сторон плавучего модуля, что повышает поперечную прочность плавучего модуля, живучесть и надежность.
Заявителем на плавучий модуль «Сивуч» разработан полный комплект рабочей конструкторской документации, изготовлен опытный образец и проведены все виды испытаний. Начато серийное изготовление изделия.
1. Плавучий модуль, состоящий из двух плавучих элементов, имеющих форму полуцилиндров, соединенных между собой посредством болтового соединения, силовой балки, размещенной между плавучими элементами в выемках, выполненных в каждом из них, при этом концы силовой балки выполнены выходящими за размер оболочек плавучего модуля, отличающийся тем, что каждый из двух плавучих элементов выполнен из жесткого пенополиуретана высокой плотности и закрыт оболочкой из компаунда полиуретанового, причем на силовой балке размещены фиксаторы, не выходящие за пределы торцевых сторон плавучего модуля.
2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что толщина стенки оболочки каждого плавучего элемента составляет 3-10 мм.
3. Модуль по п.1, отличающийся тем, что фиксаторы выполнены в виде упорных поперечных пластин, приваренных перпендикулярно силовой балке по периметру и расположенных друг от друга по длине силовой балки на расстоянии, равном длине плавучего модуля.
4. Модуль по п.1, отличающийся тем, что концы балки выполнены с элементами крепления.
5. Модуль по п.1, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью соединения плавучих модулей между собой в продольном и поперечном направлениях с использованием соединительных устройств.
6. Модуль по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один плавучий элемент имеет внутри радиолокационный отражатель уголковый, выполненный из металла и вставленный внутрь плавучего элемента до заливки жестким пенополиуретаном высокой плотности.
