устройство для проверки комингс-площадок и спасательных люков подводных лодок

Формула изобретения

Устройство для проверки комингс-площадок и спасательных люков подводных лодок, включающее фланец-кольцо с двумя эластичными уплотнительными прокладками, внутренней и наружной, причем наружная прокладка больше диаметром и более эластичная, чем внутренняя, при этом во фланце-кольце между уплотнительными прокладками предусмотрены отверстия с арматурой, в том числе трубопроводами, клапанами, манометрами и насосом, для создания испытательного давления в кольцевой полости, образуемой между уплотнительными прокладками после установки и прижатия фланца-кольца к плоскости стыковочного кольца проверяемой комингс-площадки подводной лодки, причем наружный диаметр фланца-кольца больше наружного диаметра стыковочного кольца комингс-площадки подводной лодки, при этом сверху к фланцу-кольцу герметично присоединяется съемная крышка-заглушка, оборудованная арматурой заполнения, вентиляции и создания давления в выгородке спасательного люка и пространстве под крышкой-заглушкой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к морской технике, а именно к устройствам, обеспечивающим проверку (испытания) комингс-площадок и спасательных люков подводных лодок (пл) на предмет их готовности к обеспечению герметичной стыковки с камерой присоса (переходной шахтой) спасательного подводного аппарата (СПА) или спасательного колокола (СК). Проверка производится как при строительстве, так и при эксплуатации пл перед выходом в море. Возможной причиной неудач попыток стыковки СПА к комингс-площадке АПК "Курск" - неплоскостность кольца комингс-площадки пл и выступающие детали вокруг него. Проверка возможности будущей стыковки СПА к комингс-площадке пл в случае аварии производилась с использованием реального СПА, СК или макета их камеры присоса путем установки его на проверяемую комингс-площадку пл. В качестве аналога принят макет камеры присоса СПА, выполняемый в виде полушара (или цилиндра), в нижней части которого имеется стыковочный фланец с кольцевой эластичной уплотняющей прокладкой. См. емкость для испытаний комингс-площадок пл (черт. БЛИЦ 301111 130 БЦ, ЦКБ МТ «Рубин»).

В качестве прототипа принято стыковочное устройство СПА, включающее камеру присоса аппарата с прочным корпусом, опорным кольцом с эластичной уплотняющей (кольцевой) прокладкой и арматурой (в т.ч. трубопроводы, клапаны, манометр, насос) заполнения (осушения) камеры присоса СПА и выгородки пл водой. См. описание патента RU 2157776 С2 «Стыковочное устройство для подводного аппарата». Зарегистрировано в Гос. реестре изобретений РФ 20.10.2000 г. СПА с помощью спуско-подъемного устройства судна-носителя или подъемного крана устанавливается на комингс-площадку, стоящую рядом в надводном положении, пл. При необходимости открывается люк камеры присоса (или пл), оператор выходит в камеру присоса и устанавливает струбцины, закрепляющие СПА на проверяемой комингс-площадке пл. После ухода оператора люк закрывается, камера присоса СПА и выгородка пл заполняются водой. Давление в камере присоса поднимается до заданного значения и удерживается необходимое для проверки время.

О возможности и надежности стыковки СПА к комингс-площадке пл (в случае ее аварии) судят по наличию (или отсутствию) протечек между кольцом комингс-площадки пл и камерой присоса СПА и стабильности удержания заданной величины давления в камере присоса. К сожалению результаты таких испытаний не вполне объективны, т.к.:

- испытательное давление действует на уплотнительную прокладку опорного кольца камеры присоса СПА с внутренней стороны, а не снаружи, как это будет в реальных условиях под водой;

- сила прижатия опорного кольца камеры присоса СПА к кольцу комингс-площадки пл на воздухе (под действием массы аппарата) значительно превосходит реальные усилия прижатия под действием винтов аппарата при стыковке под водой, что может не позволить выявить даже существенные дефекты кольца комингс-площадки;

- данный способ испытаний не вполне безопасен для оператора, заходящего в камеру присоса СПА для установки (снятия) крепления при подготовке испытаний и после их завершения.

Задачей предлагаемого изобретения является создание такого устройства для проверки комингс-площадок и спасательных люков, которое позволит:

- объективно оценивать качество (т.е. плоскостность, наличие выбоин, выступающих частей и т.п.) стыковочного кольца проверяемой комингс-площадки;

- имитировать при испытаниях и количественно оценивать действие наружного гидростатического давления и упора вертикальных винтов СПА на уплотнительную прокладку опорного кольца его камеры присоса;

- выполнить его с минимально возможными массогабаритными характеристиками, стоимостью при использовании, безопасным при выполнении работ.

Сущность предлагаемого устройства состоит в том, что оно выполнено в виде фланца-кольца, изготовленного по повышенному классу точности, соразмерного со стыковочным кольцом камеры присоса СПА и кольцом комингс-площадки пл и имеет в плоскости кольца две эластичные уплотнительные прокладки. Из них одна внутренняя, по форме, размерам и эластичности соответствует стандартной уплотнительной прокладке опорного кольца камеры присоса СПА (СК), а вторая наружная, большая по диаметру и более эластичная (податлива), чем внутренняя.

Между этими уплотнительными прокладками во фланце-кольце предусмотрены отверстия, снабженные арматурой (трубопроводами, клапанами, манометрами и насосом) для подачи воды и создания давления в кольцевой полости, образованной указанными прокладками и опорными плоскостями фланца-кольца устройства и кольца комингс-площадки пл после их стыковки.

Прижатие фланца-кольца к кольцу проверяемой комингс-площадки пл, т.е. имитация присоса (стыковки) осуществляется струбцинами (или иными закрепляющими приспособлениями), которые устанавливаются при подготовке испытаний. Таким образом, зона (полость), в которой создается повышенное давление, имеет минимальный объем, только полость под фланцем-кольцом между его прокладками. Степень герметичности этой стыковки и определяет качество поверхности кольца проверяемой комингс-площадки пл, в первую очередь его плоскостность. Имитация действия заданной силы присоса (прижима) на соответствующей глубине погружения при испытаниях может быть обеспечена также установкой мерного балласта, размещаемого над фланцем-кольцом, после его установки на проверяемую комингс-площадку пл с использованием, при необходимости, противовеса.

При необходимости проверить герметичность выгородки спасательного люка пл повышенным давлением (или вакуумированием) над фланцем-кольцом устанавливается и герметично крепится соразмерная с ним крышка-заглушка, образующая замкнутый объем над выгородкой пл.

Положительными техническими результатами, которые будут получены при использовании предлагаемого устройства, являются:

- более достоверны, объективны и наглядны результаты испытаний;

- безопасная технология проведения испытаний комингс-площадок пл;

- меньшие (в сравнении с СПА) масса и размеры устройства;

- все элементы устройства доступны для наблюдений, особенно при проверке качества кольца комингс-площадки пл.

Основные конструктивные элементы устройства приведены на фиг.1 и 2.

На фиг.1 показано устройство, устанавливаемое и закрепляемое на кольце комингс-площадки пл, с размещенным на нем балластом-имитатором и схема установки балласта-противовеса (показаны пунктиром). Устройство включает фланец-кольцо 1 с наружной уплотнительной прокладкой 2, внутренней прокладкой 3, отверстием 4, с подведенной к нему арматурой 5 (включает трубопровод, клапан, манометр) и насосом 6 для заполнения полости А водой и отверстием 7, с арматурой 8 (включает трубопровод, манометр и клапан) для вентиляции полости А. К фланцу-кольцу 1, при необходимости, (для повышения устойчивости его формы) может быть приварена обечайка 9 с фланцем 10. Пунктиром показан балласт-имитатор 11.

На фиг.1 также показаны: участок прочного корпуса пл 12, выгородка 13 спасательного люка 14 с крышкой 15, стыковочным кольцом 16 комингс-площадки пл и примыкающий к нему участок легкого корпуса 17, а также приспособление 18 (струбцины, талрепы и т. п.) для крепления устройства на комингс-площадке пл. При необходимости к обечайке 9 с помощью каната 19, стропов 20 и канифас-блоков 21 может подвешиваться балласт-противовес 22.

На фиг.2 показано устройство, состыкованное с кольцом комингс-площадки пл и установленной на нем крышкой-заглушкой 23 с фланцем 24, трубопроводом 25 (с клапаном и манометром) для вентиляции выгородки 13, и трубопровод 26 (с клапаном и насосом) для заполнения водой и создания давления в выгородке 13. Крышка-заглушка 23 крепится к фланцу 10 струбцинами 27.

Принципиальная технология проверки состояния стыковочного кольца комингс-площадок (т. е. отклонения зеркала кольца от плоскости, выбоины, выступающие части) с помощью предлагаемого устройства включает следующие действия.

Фланец-кольцо 1 устанавливается на кольцо 16 комингс-площадки пл и прижимается к нему струбцинами 18 таким образом, чтобы прокладки 2 и 3 не вышли за пределы плоскости (зеркала) кольца 16 и образовалась изолированная испытательная кольцевая полость А. В полость А через отверстие 4 и арматуру 5 подается вода. Через отверстие 7 и арматуру 8 из полости А удаляется воздух. При необходимости направление заполнения полости А и ее вентиляции можно изменить на обратное. Давление воды в полости А повышается до заданной величины. Так как наружная прокладка 2 более эластична, чем прокладка 3, то герметичное прижатие ее к кольцу 16 обеспечивается раньше, т.е. при меньшем, чем для прокладки 3, давлении. При этом давление действует на прокладку 3 (которая здесь выполняет функции штатной прокладки опорного кольца СПА) с внешней стороны (как при реальной стыковке). По степени герметичности полости А со стороны прокладки 3 при различном давлении можно судить о качестве поверхности (зеркала) кольца 16 и его пригодности для реальной стыковки к нему спасательного ПА (при необходимости) на любой заданной глубине. Испытания целесообразно проводить в диапазоне избыточных давлений в полости А от 1 до 4÷5 кгс/см².

Проверку качества кольца комингс-площадки, т. е. надежности будущей стыковки СПА к комингс-площадке пл, можно выполнять и с использованием балласта-имитатора 11. При этом выполняется расчет ожидаемой силы прижатия фланца-кольца 1 к кольцу 16 комингс-площадки пл на площади плоскости полости А на заданной глубине. Подбирается соответствующая масса балласта 11 и укладывается на фланец 10. При необходимости, чтобы проверить надежность стыковки устройства с комингс-площадкой пл с усилием меньше массы устройства, т.е. с усилиями, соответствующими величине упора вертикальных винтов СПА (до 100-300 кгс), может быть использован балласт-противовес. Например, в виде стропов 20, присоединяемых к фланцу-кольцу, и каната 19, пропущенного через канифас-блоки 21 над устройством, с грузом 22 изменяемой массы на другом конце. Полость А заполняется водой, давление в ней поднимается до заданного значения и выдерживается заданное время. Отсутствие протечек через прокладку 3 позволяет прогнозировать надежную стыковку СПА к данной комингс-площадке пл на данной глубине.

Проверка герметичности выгородки 13, ее арматуры и спасательного люка 14 с крышкой 15 производится после установки фланца-кольца 1 на кольце 16 и закрепления струбцин 18, в следующем порядке. На фланец 10 устанавливается крышка-заглушка 23 фланцем 24 и закрепляется струбцинами 27. Через трубопровод 26 выгородка 13 заполняется водой. Воздух удаляется через клапан 25. В выгородке 13 создается заданное давление и выдерживается определенное время. Спуск воды осуществляется по штатной системе осушения выгородки комингс-площадки пл. Для выявления выступающих частей на легком корпусе пл в зоне прилегающей к кольцу комингс-площадки фланец-кольцо 1 имеет диаметр наружной кромки больше наружного диаметра кольца и как бы «нависает» над этим участком легкого корпуса.

Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства:

- условия испытаний соответствуют реальным условиям работы уплотнительной прокладки 3 опорного кольца камеры присоса СПА при его стыковке к кольцу 16 комингс-площадки пл, что позволит повысить объективность результатов испытаний;

- позволяет проверять, как качество кольца 16 при стыковке к нему СПА на различных глубинах погружения пл, так и герметичность выгородки 13 с арматурой и крышки спасательного люка;

- относительно небольшие размеры и масса устройства упрощает технологию его изготовления и использования;

- небольшие размеры испытательной полости А существенно сократят время проведения работ и повысят их безопасность;

- использование балласта различной массы (в том числе балласт-противовес), позволяет проверять работоспособность устройства при стыковке СПА к комингс-площадке пл под действием прижимающих усилий от десятков килограмм до нескольких тонн, т.е. имитируют практически любые реальные условия стыковки;

- кроме того, предлагаемое устройство позволяет проводить проверку уплотнительных прокладок до их установки на камеру присоса СПА, а также отрабатывать новые образцы прокладок.

По состоянию на 2002 год устройство для проверки комингс-площадок и спасательных люков пл разработано на уровне технического предложения.