Способ подъема затонувшего судна

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ДЪЕМА ЗА(54) СПОСОБ СУДНА (57) Использо тельное дело, крупных судов предметов, Су цию судоподъе ШЕГО судоподъемно-спаса иэ больших глуби блей, а также други изобретения; опера ествляют с помощь ание: подъе и кор щн ость ма осу ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство ССМ 109222, кл, В 63 С 7/08, 1956. Изобретение относится к технике судо- . подъемно-спасательного дела, преимущественно к технологии доставания из больших глубин различных предметов; от крупных судов и кораблей до приводнившихся на океанском глубоководье искусственных спутников Земли,Известны следующие способы подъема затонувших судов. Механический способ многие годы, считали наиболее эффективным методом подъема; на затонувшем судне закрепляли достаточное количество тросов, а затем с их помощью поднимали это судно на поверхность, Приливной способ, где главная роль отводилась могучей силе природы. Частично притопленное на время отлива су;. но, использовавшееся для подъема, соединялось тросами с затонувшим кораблем и с наступлением прилива из него откачивалась вода. Способ с использованием сжатого воздуха. При этом возможен вариант с применением понтонов. Их затопляли, прикрепляли по обоим бортам лежащего на дне судна и продували сжатым воздухом. Возможен и другой вариант исно.42 дн 1 785948(51)5 В 63 С 706 криогена, преимущественно жидкого азота, который по трубопроводу подают в теплообменники, где его газифицируют и направляют во внутреннюю полость понтонов, вытесняя при этом из них воду. За счет холода, образующегося при газификации, происходит замораживание пространства между теплообменниками, Вода превращается в лед и прочно соединяет теплообменники с затонувшим судном, После вытеснения воды из понтонов вся система, спаянная льдом, - понтоны, теплообменники и затонувшее судно - всплывает на поверхность. 1 ил. пользования сжатого воздуха: герметиэируют каждое отверстие в корпусе затонувшего корабля и заставляют его всплыть, продув сжатым воздухом.Все описанные выше способы до сих пор находят применение на практике, причем в некоторых спасательных операциях одновременно используют водяной балласт, сжатый воздух, понтоны; силу прилива и устройства для снятия судов с мели.В последнее время стали известны новые способы подъема затонувших судов. Способ с использованием пенополиуретана. Над затонувшим кораблем ставят на якорь судно с цистернами, заполненными двумя основными компонентами полиуретана и вспенивающим веществом, С судна под воду опускают шланги и оба компонента перекачивают из судовых цистерн через раздельные регуляторы потока в стационарную смесительную камеру. Мгновенное испарение вспенивающего вещества приводит к образованию миллионов крошечных пузырьков полиуретана, которые заполняют отсеки затонувшего корабля, Вспененныйкорабля воду, в результате чего он всплывает, 5 10 15 20 25 30 35 40 нах 200 м и более полиуретан через несколько минут превращается в твердую ячеистую массу с небольшим удельным весом и вытесняет из Способ с использованием полистироловых гранул. В затонувшем судне заделывают отверстия в корпусе и вставляют внутрь шланга. По шлангам с помощью воды и воздуха в корпус затонувшего судна подают гранулы. Отсеки судна заполняются грану- лами полистирола до тех пор, пока оно не всплывет на поверхность. Этот способ выгодно отличается от предыдущего, так как после подъема судна его помещения и отсеки можно легко очистить от гранул, тогда как затвердевший пенополиуретан необходимо вырубать,В дополнение к перечисленным можно указать еще несколько способов, которые хотя и известны, но представляют преиму,щественно только теоретический интерес, Напримерпутем разложения морской воды на составные элементы, образующийся при этом водород подают по трубам в прикрепленные к затонувшему судну контейнеры до тех пор, пока подъемная сила газа не станет достаточной, чтобы заставить это судно всплыть. Анализ известных способов подъема затонувших судов показывает, что, несмотря на колоссальные успехи в усовершенствованиии водолазного снаряжения, имеет место значительный прогресс в изучении физиологических процессов человеческого организма в условиях высокого давления, невзирая на создание великого множества различных глубоководных аппаратов, разработку новых способов судоподъема с использованием пенопластов, гранул и сфер, общепринято, что известными методами поднять с действительно большой глубины что-либо немного крупнее гребной шлюпки практически невозможно. Общим в этих технических решениях является применение судоподъемных понтонов которые предварительно затапливают, присоединяют к затопленному судну, а затем путем продувки этих понтонов обеспечивают их всплытие вместе с затонувшим судном.Существенным недостатком прототипа является его низкая эффективность, особенно при подъеме затонувших судов на глубиОсновная трудность при использовании прототипа состоит в том, что для остроповки затопленного понтона необходимо сначала промыть под затонувшим судном специальные тоннели, а затем протащить через них стропы. Если учесть, что диаметр стальных стропов составляет 65 мм, то станет понятным как тяжело.и опасно работать водолазу под водой. Когда понтоны будут остроплены, их надо продуть сжатым воздухом. При больших глубинах это также практически не решаемая в настоящее время задача, Требуется чрезвычайно громоздкое и дорогое компрессорное оборудование,Цель изобретения состоит в повышении эффективности судоподъемных работ.В соответствии с изобретением цель достигаетсят тем, что затонувшее судно соединяют с предварительно притопленным понтоном путем смораживания за счет подачи сжиженного газа по трубопроводам в трубчатые теплообменники, навешенные на понтоне, а вытеснение воды из понтона осуществляют путем подачи отработанного газа из упомянутых трубчатых теплообменников.Таким образом, захват затонувшегосудна в заявленном способе осуществляется за счет холода, образующегося в процессе газификации сжиженного газа, Вкачестве сжиженного газа для подъема судов с больших глубин лучшим образом подходят криогенные жидкости (жидкий азот, жидкий водород и т.д,), т.е. жидкости, которые газифицируются при температурах ниже 120 К (-153 С), Такие низкие температуры способствуют активному льдообразованию вокруг трубчатых теплообменников, Со временем понтон с теплообменниками и расположенное между последними затонувшее судно соединяются в одно целое с помощью льда, Одновременно отработанный газ (газифицированный сжиженный гаэ) из трубчатых теплообменников направляют внутрь понтонов, чем обеспечивается вытеснение из них воды - вес всей системы уменьшается и она всплывает на поверхность вместе с впаянным в лед затонувшим судном.Изобретение иллюстрируется следую щим примером устройства, реализующимзаявленный способ. В данном примере в качестве сжиженного газа предполагается использовать криогенную жидкость, преимущественно жикий азот.0 Известный судоподъемный понтонснабжают каркасом с трубчатыми теплообменниками, присоединенными к нему с таким расчетом, чтобы каркас. с теплообменниками был ниже понтона. Кро ме того, понтон снабжают опрокинутымтрубчатым сифоном, установленным в его верхней части. При этом вход трубчатых .теплообменников может быть соединен спомощью теплоизолированного криогенопровода, например, со спасательным судном,а выход из теплообменников сообщен свнутренней трубой сифона. Для того чтобыисключить попадание жидкого криогена впонтон и замерзание воды в нем, выходытрубчатых теплообменников соединены свнутренней трубой сифона через вантуз,Для сокращения потерь холода в окружающую среду снаружи каркас с трубчатыми теплообменниками снабжентеплоизолированными перегородками. Сцельюуменьшения сцепления корпуса затонувшего судна с отложениями (илом) днаморя, а также исключения его примерзанияк дну устройство снабжено гидромониторами.Для точной установки устройства подзатонувшим судном его снабжают осветительными приборами, подводнымителекамерами и подруливающими движителями,соединенными со спасательным судномсвязными и силовыми кабелями,С целью поддержания постоянного весаустройства в процессе его погружения оноснабжено датчиками уровня воды внутрипонтона и системой автоматики подачижидкого криогена.Схема устройства:реализующего зая вленный способ подъема затонувших судов,изображена на чертеже.Устройство включает судоподъемныйпонтон 1 с нижним отверстием 2 и опрокинутым трубчатым сифоном 3, содержащимвнутреннюю трубу 4 и воздушный вентиль5, Кроме того, понтон содержит датчик верхнего 6 и нижнего 7 уровня воды. Снизууказанного понтона с помощьюгибких илижестких связей 8 крепится каркас с трубчатыми теплообменниками 9, вход которых соединен при помощи теплоизолированногокриогенопровода 10 со спасательным судном (на чертеже не показано), содержащимзапас криогенной жидкости, преимущественно жидкого азота, и известные в техникеустройства для его перекачки, Выход иэ теп-.лообменников 9 соединен трубопроводамичерез вантуз 11 с внутренней трубой 4 сифона 3. Наружные стенки каркаса трубчатыхтеплообменников 9 имеют теплоизолированные перегородки 12. В нижней части устройства установлены гидромониторы 13 совсасывающими водоводами 14, Устройствотакже снабжено осветительными приборами 15, подводными телекамерами 16 и подруливающими движителями 17,соединенными со спасательным судном 5связными и силовыми кабелями 18. Все устройство опускается на дно с помощью троса 19 к затонувшему судну 20,Устройство работает следующим образом. Устройство с помощью троса 19 опускается со спасательного судна на поверхностьморя, открывается вентиль 5 и понтон 1 заполняется водой через отверстие 2. При по 5 гашении запаса плавучести устройствавентиль 5 закрепляется и устройство с помощью троса 19 опускается к затонувшемусудну 20, По мере приближения к дну морядавление воды в понтоне 1 увеличивается,10 .оставшийся в верхней части понтона 1 воздух сжимается, уровень воды в понтоне 1повышается. При достижении воды датчиком 6 уровня подается сигнал на подачужидкого азота, и жидкий азот по теплоиэо 15 лированному криогенопроводу 10 со спасательного судна поступает в трубчатыетеплообменники 9, где этот азот газифицируется, в вантузе 11 отделяется от жидкойфазы и подается в газообразном виде по20 внутренней трубе 4 сифона 3 и понтон 1,вытесняя из него воду через отверстие 2.Этот процесс длится до тех пор, пока уровень воды внутри понтона. 1 не снизится доуровня установкидатчика 7, который дает25 сигнал на прекращение подачи жидкого азота, Данный процесс циклически повторяется и обеспечивает постоянную нагрузку натрос 19, В непосредственной близости отзатонувшего судна 20 включаются освети 30 тельные приборы 15 и подводные телевизионные камеры 16, При их помощи, а такжевключением подруливающих движителей 17производят точную установку устройства таким образом, чтобы затонувшее судно 2035 оказалось между трубчатыми теплообменниками 9. После этого включается системаподачи жидкого азота в постоянную работупо описанной выше схеме, Жидкий азот,проходя через трубчатые теплообменники40 9, испаряется при температуре около-180 С. Такая низкая температура способствует активному льдообразованию вокругтеплообменников 9, Со временем все пространство между ними превращается в лед,45 который прочно соединяет затонувшее судно 20 с опущенным на дно судоподъемнымустройством,Установленные на наружных поверхностях каркаса трубчатых теплообменников 950 теплоизолированные перегородки 12 исключают потери холода в окружающую средуи предохраняют лед от таяния после подьема судна 20 на поверхность, По мере газификации жидкого азота и подачи его внутрь5 понтона 1 происходит одновременно вытеснение воды через отверстие 2 и его осушение, в результате чего все устройство свпаянным в него с помощью льда затонув шим судном 20 восстанавливает свою плавучесть и поднимается на поверхность.оДля того чтобы уменьшить сцеплениезатонувшего судна 20 с дном моря, одновременно с подачей жидкого азота в теплообменники 9 включают гидромониторы 13,которые освобождают судно 20 от ила и исключают его примерзание к дну.По мере всплывания устройства давление с внешней стороны понтона 1 уменьшается. Наличие отверстия 2 в понтоне 1обеспечивает самопроизвольный выход из 10него избыточного газообразного азота и автоматическое выравнивание давлений азо- .та и воды соответственно внутри и снаружипонтона 1. что исключает разрыв его при.всплытии с большой глубины, Всплывшее 15судно дополнительно крепят к понтону одним из известных способов и доставляют вдок для ремонта,Использование предлагаемого способапозволяет поднять затонувшее судно с 20практически любых размеров и с любых глубин без непосредственного участия водолазов или роботов. Одной из сложныхпроблем при использовании заявленногоспособа остается отыскание затонувшего 25судна и установка над ним понтонов с теплообменниками. Эта проблема, как показывает практика, может быть успешно решена спомощью обитаемых или необитаемых глубоководных аппаратов, которые при ис пользовании заявленного способа применяются исключительно как наблюдательные пункты для координации действий спасателей на поверхности при установке понтонов с теплообменниками под затонувшим судном.Заявленный.способ отличается высокими технико-экономическими показателями. Например, для подъема судна массой 10000 т с глубины 2000 м потребуется 4583 т жидкого азота, Жидкий азот, по существу, является бросовым продуктом при добыче кислорода в сталеплавильном производстве. Его стоимость составляет около 40 руб. за тонну.Формула изоб ретения .Способ подъема затонувшего судна, заключающийся в соединении этого судна с притопленным понтоном и придании последнему положительной плавучести путем вытеснения из него воды, о т л и ч а ю щ и й-. с я тем, что, с целью повышения эффективности проведения работ, судно соединяют с понтоном путем смораживания за счет подачи сжиженного газа по трубопроводам со. спасательного судна в трубчатые теплообменники, навешенные на понтон, а вытеснение воды из понтона осуществляют путем подачи отработанного газа из упомянутых трубчатых теплообменников.1785948 Составитель Н. СТехред М,Морген ы едакт рректор Т. Палий Производстве дательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ф аказ 221 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, ЖРаушская наб., 4/5