Результат интеллектуальной деятельности: ПЛАВУЧАЯ ПЛАТФОРМА

Изобретение относится к плавучим сооружениям, а именно к понтонам, плавучим докам и другим плавучим средствам, и используется для поддержания на плаву модулей и оборудования автономного комплекса для добычи и переработки торфяного сырья.

Известно устройство для добычи и переработки торфа и сплавин в виде плавучего технологического комплекса (патент RU №2599117, опубл. 10.10.2016 г.), включающее плавучее основание-платформу с расположенными на нем механизмом движения, технологическими автономными модулями экскавации, подготовки, измельчения, сушки и складирования сырья, транспортного путепровода, с входными и выходными элементами стыковки с автономными технологическими модулями. Также устройство содержит механизм фиксации к растительно-торфяным сплавинам или якорями, выполнен в виде анкеров, закрепленных на поверхности сплавины и соединенные гибким элементом с барабаном лебедки, установленной на плавучем основании.

Недостатком устройства является то, что плавучее основание -платформа является единой неразъемной конструкцией, что значительно сокращает эксплуатационные возможности транспортирования и передислокации платформы к месту ее эксплуатации.

Известна плавучая платформа (патент RU №2518779, опубл. 10.06.2014 г.), содержащая два плавучих элемента, состоящих каждый из боковых граней, верхней грани и днища, образующих вместе пустотелый корпус. При этом на одной из боковых граней, имеющей вертикальный выступ, каждого плавучего элемента по обе стороны от данного вертикального выступа выполнены опорные для соответствующего фиксирующего элемента полки, являющиеся частями ответных гнезд соответствующих фиксирующих элементов, а на второй боковой грани, имеющей вертикальный выступ, являющиеся сопрягаемыми частями соответствующих фиксирующих элементов.

Недостатком этого устройства является то, что собранное основание допускает перемещение модульных понтонов в вертикальной плоскости при волнении водной поверхности, что затрудняет установку на их палубах стационарного оборудования для добычи и переработки торфяного сырья, а также не имеет возможности самостоятельно перемещаться.

Известна плавучая платформа (патент RU №2314964, опубл. 20.01.2008 г.), включающая корпус с направляющими шахтами, в которых размещены опорные колонны с механизмом их фиксации, подъема и опускания, автономные источники энергоснабжения, гидравлическую станцию, якорные лебедки и грузоподъемные механизмы. Корпус состоит из объединенных между собой понтонов и прикрепленной к ним с наружной стороны обвязки из стальных труб. Опорные колонны и направляющие шахты расположены в трубах обвязки и снабжены взаимодействующими между собой направляющими элементами. На одном из продольных бортов обвязки смонтирован стапель для сборки и сварки секций трубопровода. На палубе корпуса имеются платформы, на которых установлены краны-трубоукладчики.

Недостатком этой плавучей платформы является наличие рабочей площадки, предназначенной для производства работ по прокладке трубопровода через водные преграды, и не предназначенной для размещения стационарного и перемещаемого оборудования для добычи и переработки торфяного сырья, производства на его основе тепловой и электрической энергии, кроме того отсутствуют места для складирования добытого сырья.

Известна самоподъемная платформа (патент RU №2010916, опубл. 15.04.1994 г.), содержащая корпус, снабженный опорными колоннами, между которыми снизу на тросах, заведенных на дополнительные с многосекционными барабанами лебедки, подвешена монтажно-технологическая площадка платформы. Она выполнена в виде емкости плавучести, соединенной посредством армированных гибких шлангов, пропущенных через отверстия в платформе и заведенных на шланговые барабаны следящих лебедок, с компрессорно-вакуумными станциями на упомянутой платформе. Опорные колонны снабжены горизонтальными фиксаторами, расположенными с одной из внутренних сторон этих колонн в направляющих плоскостях, имеющими гидроприводы выдвижения-втягивания и взаимодействующими с упомянутой монтажно-технологической площадкой.

Недостатком устройства является то, что платформа стационарная и не способна к перемещению по мере отработки полезного ископаемого, имеются ограничения по площади, то есть данная платформа представлена единым модулем и не имеет возможности относительного перемещения понтонных блоков.

Известен плавучий док и способ его самодокования (патент RU №2197407, опубл. 27.01.2003 г.), принятый за прототип, содержащий бортовые горизонтальные балластные цистерны, к которым присоединены поперечные балки с уложенным на них палубным настилом. По меньшей мере две центральные горизонтальные балластные цистерны, расположенные на одной оси и соединенные шарнирно с возможностью поворота вокруг нее. Поперечные балки соединены с центральными балластными цистернами разъемными замковыми соединениями, установленными в верхней и нижней частях центральных цистерн и в верхней и нижней частях оконечности поперечных балок.

Недостатком прототипа является то, что вся конструкция подвижна и не имеет общей рамы для монтажа оборудования. Помимо этого отсутствует универсальность фиксирующих элементов. Также шарнирное соединение имеет одну степень свободы, что может привести к увеличению нагрузки на узлы. При самодоковании происходят различные операции с балластом, что усложняет процесс и увеличивает время.

Техническим результатом является, расширение эксплуатационных возможностей транспортирования и передислокации модульной плавучей платформы к месту эксплуатации, придание жесткости модульной платформе посредством единой жесткой несущей рамы каркасного типа, для размещения на ней оборудования для добычи и переработки торфяного сырья и получения тепловой и электрической энергии, при сохранении частичной податливости цистерн за счет применения специальных направляющих и гнезд, относительного перемещения цистерн внешнего периметра друг относительно друга для заданного пошагового направленного перемещения плавучей платформы по акватории в целом при фиксации платформы посредством якорей-свай с устройствами их установки и извлечения.

Технический результат достигается тем, что внешняя и внутренняя оболочки цистерн выполнены герметичными, на которых выполнены технологические отверстия с люками, на внешних сторонах противоположных боковых граней цистерн выполнены парные замковые соединения цистерн с возможностью их ограниченного перемещения друг относительно друга, выполненные в виде полупетель со съемным шкворнем, и полусцепок, корпуса которых выполнены телескопическими, с силовыми элементами, в виде линейных двигателей, полусцепками оснащены цистерны внешнего периметра платформы, при этом на цистернах внутреннего периметра второго ряда на стороне сопряжения с цистернами внешнего периметра установлены полусцепки, соединяемые с соответствующими полусцепками цистерн внешнего периметра, над цистернами установлена несущая рама с палубным настилом, соединение которой с цистернами внешнего периметра выполнено с возможностью ограниченного перемещения этих цистерн относительно рамы, якоря расположены на цистернах внешнего периметра и выполнены в виде свай, снабженных устройствами для установки и извлечения свай.

Плавучая платформа поясняется следующими фигурами:

фиг. 1 - плавучая платформа, вид сбоку;

фиг. 2 - понтонная сборка платформы;

фиг. 3 - петлевое соединение;

фиг. 4 - установка стойки в гнезде;

фиг. 5 - цистерна внешнего периметра угловой;

фиг. 6 - цистерна внешнего периметра с линейными продольными направляющими;

фиг. 7 - цистерна внешнего периметра с линейными поперечными направляющими;

фиг. 8 - цистерна внутренняя;

фиг. 9 - цистерна внутреннего периметра, где:

1 - цистерна внешнего периметра;

2 - цистерна внутреннего периметра;

3 - внутренняя цистерна;

4 - гнездо;

5 - пята;

6 - упорный подшипник;

7 - линейная направляющая;

8 - угловая направляющая;

9 - люк;

10 - замковое соединение в виде полупетель со съемным шкворнем;

11 - замковое соединение в виде полусцепок с силовыми элементами в виде линейных двигателей;

12 - якоря в виде свай;

13 - несущая рама с палубным настилом;

14 - устройство для установки и извлечения свай;

15 - внутренняя стойка;

16 - внешняя стойка;

17 - полусцепка;

18 - корпус полусцепки;

19 - полупетля;

20 - шкворень;

21 - металлическая оболочка;

22 - неметаллическая оболочка:

Плавучая платформа (фиг. 2), содержит цистерну внешнего периметра 1, цистерну внутреннего периметра 2 и внутреннюю цистерну 3, каждая из которых состоит из четырех боковых граней, верхней грани и днища, которые образуют вместе пустотелый корпус. Корпус цистерны имеет многослойную, как минимум двухслойную структуру, где внешняя и внутренняя оболочки выполнены герметичными, внешняя из металла, а внутренняя из неметаллического материала. На внешних гранях цистерн выполнены технологические отверстия с люками 9 (фиг. 5, 6). На боковых гранях цистерн установлены специализированные замковые соединения в виде полупетель со съемным шкворнем 10 и в виде полусцепок с силовыми элементами в виде линейных двигателей 11, служащие для соединения цистерн внешнего периметра 1, цистерн внутреннего периметра 2 и внутренних цистерн 3 между собой в единую платформу (фиг. 2). Цистерны внешнего периметра 1 соединены между собой замковыми соединениями в виде полусцепок с силовыми элементами в виде линейных двигателей 11 (фиг. 2), ответные элементы которых в виде полусцепок 17 жестко закреплены на боковых гранях этих цистерн. Корпуса 18 полусцепок 17 выполнены телескопическими с силовым элементом в виде линейных двигателей, например, гидроцилиндров (фиг. 5, 6, 7, 9). Цистерны внутреннего периметра 2, (фиг. 8) расположенные внутри внешнего периметра цистерн и внутренние цистерны 3, (фиг. 9) расположенные во внутреннем периметре цистерн 2, соединены между собой замковыми соединениями в виде полупетель со съемным шкворнем 10, закрепленными на боковых гранях цистерн в виде полупетель 19 со шкворнем 20, в качестве оси петли (фиг. 3). Цистерны 1 внешнего и цистерны 2 внутреннего периметра соединены между собой замковыми соединениями в виде полусцепок с силовыми элементами в виде линейных двигателей 11, состоящими из полусцепок 17, расположенных на сопрягаемых гранях этих цистерн, а полупетли 19, расположенные на этих гранях цистерны внутреннего периметра 2 - не задействованы. Над цистернами установлена несущая рама с палубным настилом 13, внутренние 15 и внешние 16 стойки, которой имеют пяты 5 соединенные с верхними гранями каждой цистерны путем установки пят 5 внутренних стоек 15 в соответствующие упорные подшипники 6 гнезд 4 на цистернах внутреннего периметра 2 внутренних цистернах 3, и пят 5 внешних стоек 16 в линейные 7 и угловые 8 направляющие цистерн внешнего периметра 1 (фиг. 4). Гнезда 4 и линейные 7 и угловые 8 направляющие закреплены на верхних гранях цистерн. Гнезда 4 установлены на группе цистерн внутреннего периметра 2 и внутренних цистернах 3 расположенных внутри внешнего периметра цистерн 1. На цистернах внешнего периметра, расположенных по углам периметра (фиг. 5) установлены угловые направляющие 8, а линейные направляющие 7 - на цистернах внешнего периметра 1 (фиг. 6, 7), исключая цистерны, расположенные по углам периметра. Несущая рама с палубным настилом 13 предназначена для размещения модулей оборудования автономного комплекса для добычи торфа (фиг. 1). Также цистерны внешнего периметра оснащены якорями в виде свай 12, с устройствами для установки и извлечения свай 14 (фиг. 2). При этом любой ряд цистерн 1 внешнего периметра имеет возможность ограниченного шагового фронтального перемещения в линейных 7 и угловых 8 направляющих цистерн внешнего периметра 1 относительно несущей рамы с палубным настилом 13 линейными двигателями полусцепок 17 без потери контакта соответствующих внешних стоек 16 несущей рамы с палубным настилом 13 линейными 7 и угловыми 8 направляющими цистерн внешнего периметра 1. Цистерны оснащены средствами балластировки.

Платформа работает следующим образом. В исходном положении плавучая платформа зафиксирована на поверхности якорями в виде свай 12 заглубленными в дно (фиг. 1). Цистерны 1 внешнего периметра максимально сближены, телескопические корпуса полусцепок 18 находятся во вдвинутом состоянии. Для шагового перемещения плавучей платформы якоря в виде свай 12 устройствами для установки и извлечения свай 14 извлекают из дна, освобождая весь ряд цистерн внешнего периметра 1 со стороны предполагаемого направления перемещения плавучей платформы (фиг. 7). Затем линейными двигателями замковых соединений в виде полусцепок с силовыми элементами в виде линейных двигателей 11 перемещают весь ряд цистерн внешнего периметра 1 на шаг перемещения. Заданное направление перемещения обеспечивается одновременным перемещением крайнего ряда цистерн с закрепленными на их верхней грани линейных 7 и угловых 8 направляющих и неизменным положением внешних стоек 16 несущей рамы с палубным настилом 13, (фиг. 1) установленных в пазах этих направляющих. По завершении шага перемещения, величина которого обусловлена заданным ходом линейных двигателей замковых соединений в виде полусцепок с силовыми элементами в виде линейных двигателей 11, выдвинутый ряд понтонов фиксируется якорями в виде свай 12 в дно при помощи устройств для установки и извлечения свай 14 (фиг. 2). Якоря в виде свай 12 плавучей платформы, фиксировавшие ее в процессе шагания извлекают, а линейные двигатели, относящиеся к замковым соединениям в виде полусцепок с силовыми элементами в виде линейных двигателей 11 выдвинутого ряда переключают на реверс, что обеспечивает подтягивание плавучей платформы к выдвинутому ряду цистерн внешнего периметра 1. В новой точке стояния плавучая платформа фиксируется установкой всех якорей в виде свай 12, возвращаясь в исходное положение. При необходимости процесс шагания повторяется в любом из возможных направлений движения и потребной величиной шага.

Цистерны внешнего периметра 1, внутреннего периметра 2 и внутренние 3 (фиг. 6, 7, 8, 9) имеют технологические отверстия закрытые люками 9 для балластировки продуктами технологической переработки торфяного сырья и сами средства балластировки.

.