Устройство для соединения с якорной цепью

Полезная модель относится к судостроению и касается устройства крепления и отдачи якорной цепи и может найти применение в системах якорных стоянок для позиционирования плавучих буровых платформ. В устройстве для соединения с якорной цепью, представляющем собой скобу, на концевых лапках которой имеются сквозные отверстия или проушины, в которых установлен поперечный стержневой элемент, снабженный фиксатором, новым, согласно изобретению, является то, что поперечный стержневой элемент выполнен таким образом, что его разрывная прочность составляет 25-75% от разрывной прочность (F_разр) скобы. Уменьшение разрывной прочности на поперечном стержневом элементе достигается выполнением на нем участка с уменьшенным диаметром, по сравнению с диаметром самого стержня, что может быть выполнено, например, проточкой. Этот же результат может быть достигнут, например, выполнением стержневого элемента из материала с меньшей прочности, чем материал скобы, или любым другим приемлемым и известным специалисту способом ослабления сечения (сквозные отверстия и т.д.) Новая конструкция позволяет использовать устройство по прямому назначению, а именно, для соединения с якорной цепь, но при этом выполняет функцию «слабого звена» т.е. обладает дополнительным свойством - свойством саморазрушения (разрыва) при возникновении аварийной ситуации и освобождения плавучей платформы от якорной цепи.

Полезная модель относится к судостроению и касается устройства крепления и отдачи якорной цепи и может найти применение в системах якорных стоянок для позиционирования плавучих буровых платформ.

Специфика якорного крепления таких устройств определяется тем, что надежность крепления цепи должна сочетаться безопасностью эксплуатации. Это, в свою очередь, вызвано тем, что в экстремальных условиях перекос плавучей платформы, прочно закрепленной на якорной цепи, может служить угрозой к ее перевороту или затоплению.

Известны различные устройства крепления якорной цепи, обеспечивающие экстренную отдачу в экстремальных условиях. В качестве такового используется устройство УКЦ [ОСТ 5.2272-87 Устройство для крепления и отдачи коренного конца якорной цепи. Технические условия.]. Устройство УКЦ состоит из захватного механизма и механизма отдачи, и представляет собой, сложное механическое устройство, обеспечивающее крепление концевого звена коренной смычки якорной цепи. Недостатком устройства является его сложность, и в, первую очередь, тот факт, что в конструкции не предусмотрена экстренная автоматическая отдача цепи при возникновении экстремальных условий. Отдача цепи может производится только при специальном воздействии обслуживающего персонала.

Известна сборочная единица якорной цепи - концевая скоба [ГОСТ 228-79. Цепи якорные с распорками. Общие технические условия, стр.22], принятая за прототип. Этот элемент состоит из двух основных деталей - собственно -образной скобы и поперечного стержневого элемента. Поперечный элемент - штырь- имеет в сечении форму овала или круга и установлен в проушины на концевых лапках скобы (признак «концевая лапка» использован в соответствии с терминологией определения «Скоба в морском деле» Глоссарий.ру. Словарь по естественным наукам. [http://slovari.yandex.ru/search.xml?text=%D1%81%D0%BA% D0%BE%D0%B1%D0%B0&encid=gl_natural]) и зафиксирован при помощи конического штифта и заблокирован свинцовой пробкой. Концевая скоба служит

для присоединения якорной смычки к якорю и не предназначена для присоединения противоположного конца якорной цепи. Оба элемента - скоба и штырь, - имеют равную прочность, которая превышает разрывную прочность остальных сборочных единиц якорной цепи. Такая концевая скоба надежно удерживает якорный конец. Однако, как это описано выше, в экстремальных условиях излишняя прочность и надежность крепления плавучей платформы является не положительным свойством, а может иметь отрицательный результат, приводящий к аварийной ситуации.

В основу полезной модели поставлена задача расширения арсенала средств, а именно, создание сборочной единицы якорной цепи, обладающей дополнительным свойством - саморазрушения (разрыва) при возникновении аварийной ситуации и освобождения плавучей платформы от якорной цепи.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для соединения с якорной цепью, представляющем собой скобу, на концевых лапках которой имеются сквозные отверстия или проушины, в которых установлен поперечный стержневой элемент, снабженный фиксатором, новым, согласно изобретению, является то, что поперечный стержневой элемент выполнен таким образом, что его разрывная прочность составляет 25-75% от разрывной прочность (F_разр ) скобы. Уменьшение разрывной прочности на поперечном стержневом элементе достигается выполнением на нем участка с уменьшенным диаметром, по сравнению с диаметром самого стержня, что может быть выполнено, например, проточкой.

Этот же результат может быть достигнут, например, выполнением стержневого элемента из материала с меньшей прочности, чем материал скобы, или любым другим приемлемым и известным специалисту способом ослабления сечения (сквозные отверстия и т.д.)

Оптимальное соотношение разрывной нагрузки стержневого элемента к разрывной нагрузке основного несущего элемента (скобы), для нормального функционирования устройства, достигается уменьшением диаметра участка стержневого элемента, до размера, чтобы разрывная прочность составляет 25-75% от разрывной прочность скобы (стержня без заужения). При этом стержневой элемент имеет минимальный из всей конструкции показатель разрывной нагрузки,

что в свою очередь позволяет при необходимости произвести физический разрыв (отдачу) цепи именно в месте, где используется заявленное устройство.

Более подробно сущность полезной модели раскрывается на приведенном ниже примере реализации и иллюстрируется Фигурами чертежа, на которых представлено: Фиг.1 - фронтальный вид устройства, Фиг.2 - вид сбоку, Фиг.3 - стержневой элемент.

Устройство для соединения с якорной цепью представляют собой -образную скобу 1, на концевых лапках 2 которой имеются сквозные отверстия 3 (проушины), в которых установлен поперечный стержневой элемент 4, диаметр которого примерно равен диаметру стержня скобы. Установленный в скобе стержень, зафиксирован, например, при помощи штифта 5.

В серединной части стержневого элемента имеется участок 6, меньшего диаметра d, чем диаметр D стержневого элемента, который выбран (как и диаметр стержня скобы 1) в соответствии с калибром цепи. При этом 0,25Dd0,75D

Экспериментально установлено, что при чрезмерном заужении участка стержневого элемента (разрушающая нагрузка зауженного участка стержневого элемента меньше, чем 25% F_разр скобы или стержневого элемента без заужения) разрушение стержневого элемента может произойти из-за «залома» звеньев цепи или веса самой цепи при неправильной укладке ее в цепной ящик, что не допустимо в целях безопасности. С другой стороны, не столь значительное заужение (разрушающая нагрузка участка стержневого элемента больше 75% F_разр скобы) разрушение стержневого элемента может не произойти при описанных выше экстремальных условиях, то есть не произойдет «автоматическая» отдача цепи.

Ниже приведены примеры реализации.

Пример 1.

Параметры заявленного устройства для соединения с якорной цепью категории прочности R5, сварной, калибр 84 мм, длиной 2200 м, вес 340 тонн, внедренного (согласовано с проектантом), для полупогружной буровой установки:

- диаметр стержня скобы соответствует диаметру стержневого элемента D=102 мм,

- диаметр d стержневого элемента на участке заужения, выполненного проточкой, d=50 мм, что соответствует 49% уменьшению диаметра D.

- заданная проектантом разрушающая нагрузка 1380 kN для проточенного элемента, в то время как разрушающая нагрузка дугообразного элемента равна 5120 kN и следовательно нагрузка проточенного элемента составляет 27% от нагрузки на дугообразный элемент.

В данном случае, процент обусловлен большим весом самой цепи.

Пример 2.

Параметры заявленного устройства для соединения с якорной цепью категории прочности U2 (2/2а ГОСТ 228-79), сварная калибр 14 мм, длиной 125 м, вес 0,58 тонн, применяемое на буксирах типа TG04.

- диаметр стержня скобы соответствует диаметру стержневого элемента D=19,6 мм,

- диаметр d стержневого элемента на участке заужения, выполненного проточкой 4,9 мм, что соответствует 25% уменьшению диаметра D.

- заданная проектантом разрушающая нагрузка 75kN для проточенного элемента, в то время как разрушающая нагрузка дугообразного элемента равна 211kN и следовательно нагрузка проточенного элемента составляет 35% от нагрузки на дугообразный элемент.

В данном случае процент так же обусловлен весом цепи, ее длиной и усилием, которое способно обеспечить швартовно-якорное устройство установленное на данном типе судна.

Пример 3.

Параметры заявленного устройства для соединения с якорной цепью категории прочности U2 (2/2а ГОСТ 228-79), сварная калибр 40 мм, длиной 300 м, вес 11,26 тонны, применяемое на различных судах типах «река-море».

- диаметр стержня скобы соответствует диаметру стержневого элемента D=56 мм,

- диаметр d стержневого элемента на участке заужения, выполненного проточкой 20 мм, что соответствует 35% уменьшению диаметра D.

- заданная проектантом разрушающая нагрузка 244kN для проточенного элемента, в то время как разрушающая нагрузка дугообразного элемента равна 896kN и следовательно нагрузка проточенного элемента составляет 27% от нагрузки на дугообразный элемент.

В данном случае процент так же обусловлен весом цепи, ее длиной и усилием, которое способно обеспечить швартовно-якорное устройство установленное на данном типе судна.

Пример 4.

Параметры заявленного устройства для соединения с якорной цепью категории прочности U3 (2/2а ГОСТ 228-79), сварная калибр 34 мм, длиной 250 м, вес 6,4 тонны, применяемое на различных судах типах «река-море».

- диаметр стержня скобы соответствует диаметру стержневого элемента D=47,5 мм,

- диаметр d стержневого элемента на участке заужения, выполненного проточкой 38 мм, что соответствует 75% от диаметра D.

- заданная проектантом разрушающая нагрузка 500kN для проточенного элемента, в то время как разрушающая нагрузка дугообразного элемента равна 937kN и следовательно нагрузка проточенного элемента составляет 53% от нагрузки на дугообразный элемент.

В данном случае процент так же обусловлен весом цепи, ее длиной и усилием, которое способно обеспечить швартовно-якорное устройство установленное на данном типе судна.

Пример 5.

Параметры заявленного устройства для соединения с якорной цепью категории прочности U2 (2/2а ГОСТ 228-79), сварная калибр 28 мм, длиной 250 м, вес 4,5 тонны, применяемое на различных судах типах «река-море».

- диаметр стержня скобы соответствует диаметру стержневого элемента D=39,2 мм,

- диаметр d стержневого элемента на участке заужения, выполненного проточкой 29 мм, что соответствует 74% от диаметра D.

- заданная проектантом разрушающая нагрузка 337kN для проточенного элемента, в то время как разрушающая нагрузка дугообразного элемента равна 449kN и следовательно нагрузка проточенного элемента составляет 75% от нагрузки на дугообразный элемент.

В данном случае процент так же обусловлен весом цепи, ее длиной и усилием, которое способно обеспечить швартовно-якорное устройство установленное на данном типе судна.

Таким образом, заявленное устройство имеет новую конструкцию, которая позволяет его использовать по прямому назначению, а именно, для соединения с якорной цепь, но при этом является «слабым звеном», т.е. обладает дополнительным свойством - свойством саморазрушения (разрыва) при возникновении аварийной ситуации и освобождения плавучей платформы от якорной цепи.

1. Устройство для соединения с якорной цепью, представляющее собой скобу, на концевых лапках которой имеются сквозные отверстия или проушины, в которых установлен поперечный стержневой элемент, снабженный фиксатором, отличающееся тем, что поперечный стержневой элемент выполнен таким образом, что его разрывная прочность составляет 25-75% от разрывной прочность скобы.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на поперечном стержневом элементе имеется участок с уменьшенным диаметром.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что участок с уменьшенным диаметром выполнен проточкой.