Якорь
Владельцы патента RU 2399545:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волжская государственная академия водного транспорта" (ФГОУ ВПО ВГАВТ) (RU)
Изобретение может быть использовано для закрепления плавучих средств на водных акваториях. Якорь включает пустотелый цилиндр с открытым нижним торцом с заостренной кромкой и верхним торцом, снабженным неподвижной крышкой, устройство с невозвратным клапаном для создания и устранения вакуума и ограничительный венец, расположенный на боковой поверхности цилиндра. Устройство для создания и устранения вакуума снабжено седлом, выполненным в виде клапана, и двумя пружинами, размещенными над седлом и клапаном, причем седло установлено с возможностью вертикального перемещения относительно крышки, а пружины имеют различную жесткость. Обеспечивается надежное удержание якоря в грунте, упрощается технология установки и снятия якоря. 3 ил.
Изобретение относится к судостроению, в частности к устройствам для закрепления плавучих средств на водных акваториях.
Известен якорь, содержащий пустотелый цилиндр с открытым нижним концом с заостренной кромкой и верхним концом, снабженным подвижной крышкой с уплотнительным элементом, и устройством с невозвратным клапаном для создания и устранения вакуума внутри цилиндра, смонтированным на крышке и снабженным дополнительным тросом (а.с. №1025579 А, кл. В63В 21/27, авторы В.И.Варцаба и Н.В.Варцаба, БИ №24, 30.06.83).
Недостаток известного якоря - сложность конструкции и низкая надежность из-за наличия подвижной крышки с уплотнительным элементом и двух тросов.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является гидростатистический якорь, содержащий пустотелый цилиндр с открытым нижним торцом с заостренной кромкой и верхним торцом, снабженным крышкой, устройство вакуумирования и ограничительный венец, расположенный на боковой поверхности цилиндра, причем на нижней поверхности крышки цилиндра закреплено устройство вакуумирования, выполненное в виде стакана, днище которого снабжено обратным клапаном, а внутри стакана размещен поршень с обратным клапаном, при этом на верхней поверхности этого поршня закреплены пружинный уплотнительный элемент и скоба для соединения с якорным тросом (а.с. №1776607 А1, кл. В63В 21/27, авторы С.М.Сребнюк, М.С.Сребнюк, БИ №43, 23.11.92).
Недостатком известного устройства является сложность конструкции и низкая надежность в эксплуатации из-за наличия подвижного поршня, пружинного уплотнительного элемента, двух обратных клапанов и двух тросов.
Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, т.е. упрощение конструкции и технологии установки и подъема якоря.
Технический результат изобретения достигается тем, что в якоре, содержащем пустотелый цилиндр с открытым нижним торцом с заостренной кромкой и верхним торцом, снабженным неподвижной крышкой, на которой смонтировано устройство с невозвратным клапаном для создания и устранения вакуума, и ограничительный венец, расположенный на боковой поверхности цилиндра, устройство для создания и устранения вакуума снабжено седлом, выполненным в виде клапана, и двумя пружинами, размещенными над седлом и клапаном, причем седло смонтировано с возможностью вертикального перемещения относительно крышки, при этом начальные усилия, издаваемые пружинами, должны быть не менее определенных из соотношений Ркл>1,25 Gя и Pc<1,25 Ртр, где Ркл - начальное усилие, создаваемое пружиной, размещенной над клапаном; Pc - начальное усилие, создаваемое пружиной, размещенной над седлом; Ртр - начальное усилие в якорном тросе при снятии плавсредства с якоря; Gя - вес якоря в воде.
Результат достигается тем, что открытие и закрытие невозвратного клапана и седла для создания вакуума и его устранения осуществляется установкой пружин различной жесткости, а дополнительный трос для открытия клапана отсутствует.
Над фиг.1 изображен общий вид якоря в рабочем положении; на фиг.2 - устройство для создания и устранения вакуума при открытом невозвратном клапане в момент заглубления якоря в грунт; на фиг.3 - устройство для создания и устранения вакуума при отрыве якоря от грунта.
Якорь состоит из пустотелого цилиндра 1 с открытым нижним торцом с заостренной кромкой. Верхний торец цилиндра 1 выполнен с крышкой 3. На боковой поверхности цилиндра 1 находится ограничительный венец 2. На крышке 3 смонтировано устройство для создания и устранения вакуума, состоящее из невозвратного клапана 4 со штоком 9 и пружиной 8, седла 5, выполненного в виде клапана с пружиной 7 и колпака 6 с отверстиями 13. Седло 5 имеет наружную коническую поверхность 11 и прижимается пружиной 7 к конической поверхности 12 в крышке 3, выполняя роль клапана.
Начальные усилия, создаваемые пружинами 7 и 8, соответственно равны Рс<1,25 Ртр, Ркл>1,25 Gя. Пружины 7 и 8 закрыты колпаком 6, который направляет движение клапана 4 и седла 5. Шток клапана 9 соединен с якорным тросом 10.
Якорь работает следующим образом.
Для удержания плавсредства в определенном месте водной акватории якорь опускается на дно при помощи якорного троса 10. При этом клапан 4 находится в открытом положении, т.к. усилие, создаваемое пружиной 8, превышает вес якоря в воде (Ркл>1,25 Gя). Воздух, находящийся в корпусе якоря, будет удаляться через открытый клапан 4 и отверстия 13 в колпаке 6 в окружающую среду. При достижении дна водоема якорь будет погружаться в грунт под действием собственного веса до ограничительного венца 2. При этом вода из внутренней полости цилиндра 1 будет выходить через открытый клапан 4 и отверстия 13 в колпаке 6 в окружающую среду.
В процессе стоянки плавсредства на якоре усилие в якорном тросе 10 от действия плавсредства будет существенно больше веса якоря в воде, поэтому клапан 4, преодолевая сопротивление пружины 8, закроется, что способствует надежному удержанию якоря в грунте вследствие создания внутри цилиндра вакуума. Седло 5, выполненное в виде клапана, будет прижато своей наружной конической поверхностью 11 к конической поверхности крышки 12 за счет действия пружины 7, имеющей большую жесткость, чем пружина 8.
При снятии плавсредства с якоря (при подъеме якоря) усилие в якорном тросе (Рс<1,25 Ртр) увеличится, поэтому более жесткая пружина 7 сжимается и седло 5 вместе с клапаном 4 переместится вверх, сообщая внутреннюю полость цилиндра 1 через отверстия 13 с окружающей средой. Вакуум в корпусе 1 якоря устраняется, что обеспечивает легкий отрыв якоря от грунта.
Якорь, состоящий из пустотелого цилиндра с открытым нижним торцем с заостренной кромкой и верхним торцем, снабженным неподвижной крышкой, устройства с невозвратным клапаном для создания и устранения вакуума и ограничительного венца, расположенного на боковой поверхности цилиндра, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции якоря и повышения надежности в эксплуатации, устройство для создания и устранения вакуума снабжено седлом, выполненным в виде клапана, и двумя пружинами, размещенными над седлом и клапаном, причем седло смонтировано с возможностью вертикального перемещения относительно крышки, а пружины имеют различную жесткость, при этом начальные усилия, создаваемые пружинами, должны быть не менее определенных из соотношений Ркл>1,25Gя и Рс<1,25Ртр, где Ркл - начальное усилие, создаваемое пружиной, размещенной над клапаном; Рс - начальное усилие, создаваемое пружиной, размещенной над седлом; Ртр - усилие в якорном тросе при снятии плавсредства с якоря; Gя - вес якоря в воде.