ПОДВОДНЫЙ АППАРАТ Российский патент 1998 года по МПК B63B3/13 B63G8/00 

Изобретение относится к подводным аппаратам и может быть использовано при постройке глубоководных подводных аппаратов, преимущественно самодвижущихся необитаемых аппаратов, снабженных энергетическими установками с машинными преобразователями тепловой энергии в механическую, использующими для получения тепла химическое или ядерное топливо.

Известны подводные аппараты, содержащие несколько отсеков и трубопровод, который проходит из одного отсека во второй, не пересекая прочного корпуса аппарата, и соединяет оборудование, расположенное в этих отсеках, например, атомная подводная лодка "Наутилус" (см. книгу И: А. Быховский. - "Атомные подводные лодки", Судпромгиз, 1963, стр. 18, рис. 7). У этой подводной лодки атомная паропроизводящая установка, расположенная в одном отсеке, соединена с паровой турбиной, расположенной в другом отсеке, трубопроводом, который проходит внутри прочного корпуса, нигде его не пересекая. Поэтому для сборки такого трубопровода необходимо обязательно проникать внутрь прочного корпуса подводной лодки. Для этого в прочном корпусе предусмотрены люки, а в реакторном и турбинном отсеках организованы проходы, позволяющие рабочим, осуществляющим сборку трубопроводов, проходить внутри прочного корпуса подводной лодки от этих люков к районам размещения этого трубопровода.

Необходимые подводные аппараты имеют, как правило, малые диаметры прочного корпуса и после прикрепления к нему размещаемого в нем оборудования невозможно сохранить проходы, которые могут обеспечить перемещение рабочих внутри подводного аппарата в те районы, где расположены трубопроводы, которые соединяют это оборудование. Поэтому для выполнения сборки таких трубопроводов над ними в прочном корпусе приходится вскрывать вырезы, которые после выполнения сборки и испытания трубопроводов закрываются вырезанным участком оболочки прочного корпуса, который может быть присоединен к невырезаемой части его оболочки только односторонним сварным швом, который снижает надежность прочного корпуса из-за неконтролируемых непроваров в корне этого шва. Кроме того вскрытие вырезов и их последующее закрытие, сопровождающееся приваркой вырезаемого участка оболочки прочного корпуса к ее невырезаемой части, приводит к отклонению поперечного сечения этой оболочки от круговой формы. Это тоже снижает надежность прочного корпуса.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности прочного корпуса подводного аппарата.

Указанная цель достигается тем, что подводный аппарат, содержащий два отсека с прочными корпусами и поперечными переработками и трубопровод, параллельный оси подводного аппарата, проходящий из одного отсека в другой не пересекая их прочные корпуса, дополнен установленной между отсеками промежуточной секцией прочного корпуса с центровочными буртиками, торцы которой имеют разъемное соединение с торцами прочных корпусов отсеков, а между соприкасающимися торцами размещено уплотнение, например резиновые кольца, при этом трубопровод промежуточной секции неподвижно соединен, например сваркой, с трубопроводом одного из отсеков, соединенным с поперечной переработкой, и имеет подвижное соединение с трубопроводом другого отсека, допускающее аксиальное перемещение одного отсека относительно другого на величину не менее удвоенной длины центровочного буртика промежуточной секции прочного корпуса.

Для достижения этой же цели подвижное соединение трубопровода выполнено в виде пустотелой цилиндрической соосной трубопроводу проставки между соединяемыми частями трубопровода, одна часть которого вварена в поперечную переборку отсека, а вторая неподвижным газонепроницаемым соединением жестко прикреплена к первой части, при этом зазоры между цилиндрическими поверхностями этих труб и проставки выполнены с уплотнениями, допускающими аксиальное перемещение труб относительно друг друга на величину не менее удвоенной длины центровочного буртика промежуточной секции.

Достижение поставленной цели обеспечивается тем, что уплотнения зазоров между цилиндрическими поверхностями труб и проставки выполнены в виде поршневых колец, размещенных в канавках тела проставки.

Кроме того, достижению поставленной цели способствует то, что подвижное соединение снабжено втулкой, присоединенной к переработке, в которую вварена одна из труб, и сильфоном, одним наконечником приваренным к другой трубе, а другим - к втулке, при этом герметичная полость, ограниченная сильфоном, втулкой, трубами и проставкой, соединена с емкостью для сбора протечек отверстием, выполненным в пролегающей переборке отсека, а допустимая аксиальная деформация сильфона не менее удвоенной длины центровочного буртика промежуточной секции прочного корпуса.

Установка между прочными корпусами двух отсеков подводного аппарата промежуточной секции прочного корпуса с центровочными буртиками и уплотнительными резиновыми кольцами, а также подвижное соединение на трубопроводе, параллельном оси этого аппарата, допускающее аксиальное перемещение одного отсека относительно другого на величину, не менее удвоенной длины центровочного буртика промежуточной секции прочного корпуса, позволяет отодвинуть смежные отсеки вдоль оси подводного аппарата один от другого, выдвинуть промежуточную секцию в направлении, перпендикулярном перемещению соединяемых ею отсеков, и обеспечить доступ через проем между торцами из прочных корпусов к трубопроводу, расположенному в пределах площади поперечного сечения промежуточной секции между поперечными переборками этих отсеков, для осуществления сборки его неподвижного соединения без вскрытия вырезов в оболочке прочного корпуса и деформацией промежуточной секции. Этим повышается надежность прочного корпуса подводного аппарата.

То, что подвижное соединение трубопровода пополнено в виде пустотелой цилиндрической соосной трубопроводу проставки между соединяемыми частями трубопровода, а зазоры между цилиндрическими поверхностями труб и проставки выполнены с уплотнениями, допускающими аксиальное перемещение труб относительно друг друга на величину не менее удвоенной длины центровочного буртика промежуточной секции, позволяет, перемещая проставку относительно части трубопровода, вваренной в поперечную переборку отсека, а вторую часть трубопровода относительно проставки, отодвинуть один отсек от другого на величину, которая необходима, чтобы было можно переместить промежуточную секцию в поперечном направлении и обеспечить доступ к неподвижному соединению трубопровода без нарушения целостности и деформаций как оболочки прочного корпуса, так и стенок трубопровода.

Выполнение уплотнения зазоров между цилиндрическими поверхностями труб и проставки в виде поршневых колец, размещенных в канавках тела проставки, позволяет существенно уменьшить усилия, необходимые для аксиального перемещения труб относительно проставки и одного отсека подводного аппарата относительно другого его отсека.

Герметичная полость, ограниченная сильфоном, втулкой, трубами и проставкой, с отверстием, выполненным в замыкающей эту полость переборке и соединяющей ее с емкостью сбора протечек, обеспечивает сбор протечек из подвижного соединения трубопровода и возможность их последующей утилизации.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1 - 7.

На фиг. 1 показан продольный разрез подводного аппарата:
на фиг. 2 показан в увеличенном масштабе продольный разрез подвижного соединения трубопровода;
на фиг. 3 показано в увеличенном масштабе присоединение сильфона к втулке подвижного соединения трубопровода;
на фиг. 4 показано в увеличенном масштабе присоединение сильфона к трубе подвижного соединения трубопровода;
на фиг. 5 показано в увеличенном масштабе соединение промежуточной секции прочного корпуса с прочным корпусом смежного отсека подводного аппарата;
на фиг. 6 показано в увеличенном масштабе неподвижное сварное соединение трубопровода;
на фиг. 7 показано положение промежуточной секции прочного корпуса в период соединения трубопровода сварным швом.

Отсек 1 подводного аппарата, ограниченный прочным корпусом 2, промежуточной секцией прочного корпуса 3, соединен с прочным корпусом 4, который ограничивает отсек 5 этого аппарата. Труба 6, вваренная в поперечную переборку 7 отсека 1, сварным швом 8 присоединена к трубе 9, в открытый конец которой вставлен один конец проставки 10 подвижного соединения трубопровода 11. Второй конец проставки 10 вставлен в трубу 12, которая вварена в поперечную переборку 13 отсека 5. Зазор между проставкой 10 и поверхностью 14 трубы 9, а также поверхностью 15 трубы 12 уплотнен поршневыми кольцами 16, расположенными в канавках этой проставки. Полость 17 внутри втулки 18, приваренной к переборке 13, отделена от объема 19 сильфоном 20, один наконечник 21 которого сварным швом 22 присоединен к поверхности 23 трубы 9, а второй наконечник 24 сварным швом 25 присоединен к поверхности 26 втулки 18. Полость 17 трубой 27 соединена с емкостью сбора протечек, которая не показана на чертежах. Торец промежуточной секции прочного корпуса 3 прижат к торцу прочного корпуса 2 отсека 1 гайкой 28 и шайбой 29, которые размещены в выточке 30 прочного корпуса 2 и навернуты на шпильку 31, ввинченную в промежуточную секцию прочного корпуса 3. Стык торцев корпуса 2 и промежуточной секции 3 уплотнен резиновым кольцом 32, которое размещено в кольцевой канавке 33. Поверхностью 34, надетой на центровочный буртик 35 корпуса 2, промежуточная секция 3 отцентрована относительно этого корпуса. Соединение промежуточной секции 3 с прочным корпусом 4 отсека 5 аналогично соединению этой секции с прочным корпусом 2 отсека 1.

В период соединения трубы 6 с трубой 9 сварным швом 8 отсек 1, расположенный соосно с отсеком 5 и промежуточной секцией 3, отодвигается от отсека 5 на величину более удвоенной длины центровочного буртика 35 вдоль общей оси названных элементов. После этого промежуточная секция прочного корпуса 3 смещается вниз, освобождая пространство 36 между торцем прочного корпуса 2 и торцем прочного корпуса 4. Затем труба 9, перемещаясь относительно проставки 10 и сжимая сильфон 20, устанавливается соосно с трубой 6. После чего, используя для организации работ пространство 36, сварным швом 8 соединяют между собой трубы 6 и 9. Потом секция 3 устанавливается соосно с отсеками 1, 5 и соединяется с торцем прочного корпуса 4, а к ней придвигается отсек 1 до тех пор, пока торец прочного корпуса 2 не упрется в торец этой секции, а затем она присоединяется также к этому прочному корпусу, связывая между собой отсеки 1 и 5 подводного аппарата. Гайки 28, навернутые на шпильки 31, прижимают торцы секции 3 к торцам корпусов 1 и 5, обжимая резиновые кольца 32, которые предотвращают попадание воды в подводный аппарат.

Поршневые кольца 16 уплотняют зазоры между поверхностями 14, 15 и проставкой 10, а протечки через поршневые кольца улавливаются в полости 17 и по трубе 27 отводятся в емкость сбора протечек.

Как видно из чертежей и описания изображенного на них подводного аппарата, предлагаемый аппарат имеет то преимущество перед подводной лодкой "Наутилус", что этот аппарат не имеет отверстий в оболочке прочного корпуса, снижающих его прочность и надежность. Промежуточная секция прочного корпуса и подвижное соединение трубопровода позволяют без вскрытия отверстий в оболочке прочного корпуса собирать трубопроводы, соединяющие оборудование, закрепленное в одном отсеке такого аппарата, с оборудованием, закрепленным в другом его отсеке трубопроводами.

Предлагаемое конструктивное исполнение подводного аппарата упрощает использование устройств с машинными преобразователями в механическую энергию тепловыделений химических или ядерных реакций в качестве двигателей для подводных аппаратов с малыми диаметрами прочного корпуса.

Изобретение относится к судостроению, к конструкциям корпусов подводных аппаратов. Сущность изобретения заключается в том, что в подводном аппарате с трубопроводом, соединяющим два смежных отсека, между отсеками установлена промежуточная секция прочного корпуса, внутри которой трубопровод имеет неподвижное соединение с поперечной переборкой одного из отсеков и подвижное, с возможностью аксиального перемещения, - другого. Подвижное соединение может быть выполнено в виде пустотелой цилиндрической проставки с уплотнениями, которые могут иметь вид поршневых колец. Кроме того, подвижное соединение может быть выполнено в виде сильфона, соединенного с емкостью для сбора протечек. Использование изобретения повышает надежность прочного корпуса подводного аппарата и обеспечивает высокую технологичность его изготовления. 3 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Подводный аппарат, содержащий по крайней мере два отсека с прочными корпусами и поперечными переборками и трубопровод, параллельный оси подводного аппарата, проходящий из одного отсека в другой, не пересекая их прочные корпуса, отличающийся тем, что между отсеками установлена промежуточная секция прочного корпуса с центровочными буртиками, торцы которой имеют разъемное соединение с торцами прочных корпусов отсеков, а между соприкасающимися торцами размещено уплотнение, например резиновые кольца, при этом трубопровод промежуточной секции неподвижно соединен, например, сваркой с трубопроводом одного из отсеков, соединенным с поперечной переборкой, и имеет подвижное соединение с трубопроводом другого отсека, допускающее аксиальное перемещение одного отсека относительно другого на величину не менее удвоенной длины центровочного буртика промежуточной секции прочного корпуса. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что подвижное соединение трубопровода выполнено в виде пустотелой цилиндрической соосной с трубопроводом проставки между соединяемыми частями трубопровода, одна часть которого вварена в поперечную переборку отсека, а вторая неподвижным газонепроницаемым соединением жестко прикреплена к первой части, при этом зазоры между цилиндрическими поверхностями труб и проставки выполнены с уплотнениями, допускающими аксиальное перемещение труб относительно друг друга на величину не менее удвоенной длины центровочного буртика промежуточной секции. 3. Аппарат по пп.1 и 2, отличающийся тем, что уплотнения зазоров между цилиндрическими поверхностями труб и проставки выполнены в виде поршневых колец, размещенных в канавках тела проставки. 4. Аппарат по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что подвижное соединение трубопровода снабжено втулкой, присоединенной к переборке, в которую вварена одна из труб, и сильфоном, одним наконечником приваренным к другой трубе, а другим - к втулке, при этом герметичная полость, ограниченная сильфоном, втулкой, трубами и проставкой, соединена с емкостью для сбора протечек отверстием, выполненным в прилегающей переборке отсека, а допустимая аксиальная деформация сильфона не менее удвоенной длины центровочного буртика промежуточной секции прочного корпуса.