БУКСИРОВЩИК ВОДОЛАЗА Российский патент 2015 года по МПК B63C11/46 A63B35/12 

Изобретение относится к подводным аппаратам и предназначено для погружения, плавания под водой и всплытия в надводное положение водолаза.

Известен буксировщик водолаза, содержащий акваланг, движитель с пневматическим двигателем его привода, установленным на баллоне акваланга и сообщенным с этим баллоном через вентиль, а также сообщенным с клапанной коробкой акваланга для подачи отработанного воздуха водолазу, причем двигатель сообщен с клапанной коробкой акваланга через эластичную емкость и выполнен в виде поршневого механизма с поршневой группой и золотниковым клапанным механизмом, а движитель выполнен в виде плавника, шток которого шарнирно закреплен на фундаменте поршневой группы с возможностью перемещения с ее поршнями, при этом указанный шток посредством штифта связан с коромыслом упомянутого клапанного механизма (Патент на изобретение РФ №2293684, B63C 11/46).

Недостаток аналога - сложная конструкция двигателя, который выполнен в виде поршневого механизма с поршневой группой и золотниковым клапанным механизмом.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является буксировщик водолаза, содержащий прочный корпус с рукоятками, гребной электродвигатель и движительный комплекс, отличающийся тем, что в кормовой части корпуса выполнена продольная по форме тела вращения выгородка с переборкой, ось симметрии которой смещена вниз относительно горизонтальной оси симметрии прочного корпуса, гребной электродвигатель выполнен погружным и установлен в выгородке в пределах продольного габарита корпуса, при этом буксировщик снабжен выполненными заодно с рукоятками полозами-опорами, установленными под углом к продольной оси буксировщика, причем проекция оси полоза на диаметральную плоскость и линия, соединяющая крайние нижние точки движителя и корпуса, не пересекаются в пределах габаритов буксировщика (Патент на изобретение РФ №2005643, B63C 11/46).

Недостаток прототипа - отсутствие системы управления остаточной плавучестью, которая позволяет вертикально погружаться и всплывать, а также плавать на заданной глубине и удерживать аппарат руками.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение маневренности водолаза за счет использования системы управления остаточной плавучестью и освобождение рук водолаза от рукояток.

Для достижения указанного технического результата в буксировщике водолаза, содержащем прочный корпус, погружной электродвигатель, движитель, аккумуляторные батареи, причем он снабжен легким корпусом, поясным ремнем, баллоном сжатого воздуха и системой управления остаточной плавучестью, прочный корпус выполнен в виде пустотелого цилиндра с верхним и нижним полушарами, вершины которых соединены трубой, в которой установлен движитель, выполненный в виде пустотелой винтовой трубы с волом, установленным с возможностью вращения от реверсивного погружного электродвигателя, легкий корпус повторяет форму прочного корпуса и установлен с зазором, равным h, огибая поверхность прочного корпуса, и имеет на боковой поверхности отверстия в зоне оснований полушаров, система управления остаточной плавучестью включает емкость с отверстиями в днище, размещенную в верхнем полушаре легкого корпуса, и эжектор в виде трубопровода, входной патрубок которого размещен в полости емкости и сообщается через регулируемый ручной дроссель с выходным патрубком, который размещен в трубе за движителем, баллон сжатого воздуха установлен в прочном корпусе и сообщается трубопроводом через регулируемый ручной дроссель с полостью емкости.

Кроме того, заявленное решение имеет факультативные признаки, характеризующие его частные случаи, а именно:

- пустотелая винтовая труба имеют прямоугольное поперечное сечение a×2a, а стенки лопасти закручены по длине на угол от 0 до 180°;

- боковая поверхность пустотелой винтовой трубы покрыта медно-никелевым сплавом;

- легкий корпус изготовлен из прочного гибкого пластика не подверженного биообрастанию;

- прочный корпус изготовлен из нержавеющей стали.

Отличительными признаками предлагаемого изобретения является то, что оно снабжено легким корпусом, поясным ремнем, баллоном сжатого воздуха и системой управления остаточной плавучестью, прочный корпус выполнен в виде пустотелого цилиндра с верхним и нижним полушарами, вершины которых соединены трубой, в которой установлен движитель, выполненный в виде пустотелой винтовой трубы с волом, установленным с возможностью вращения от реверсивного погружного электродвигателя, легкий корпус повторяет форму прочного корпуса и установлен с зазором, равным h, огибая поверхность прочного корпуса, и имеет на боковой поверхности отверстия в зоне оснований полушаров, система управления остаточной плавучестью включает емкость с отверстиями в днище, размещенную в верхнем полушаре легкого корпуса, и эжектор в виде трубопровода, входной патрубок которого размещен в полости емкости и сообщается через регулируемый ручной дроссель с выходным патрубком, который размещен в трубе за движителем, баллон сжатого воздуха установлен в прочном корпусе и сообщается трубопроводом через регулируемый ручной дроссель с полостью емкости.

Предлагаемый буксировщик водолаза иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1, 2, 3 и 4.

На фиг.1а показан буксировщик с водолазом в вертикальном положении (погружение и подъем).

На фиг.1б показан буксировщик с водолазом в горизонтальном положении (плавание на заданной глубине).

На фиг.2 - продольный разрез А-А буксировщика водолаза.

На фиг.3 - поперечный разрез В-В буксировщика водолаза.

На фиг.4 - движитель буксировщика водолаза.

Водолазу 1 на грудь поясным ремнем 2 крепится буксировщик 3: вертикальное положение (фиг.1а - погружение и подъем); горизонтальное положение (фиг.1б - плавание на заданной глубине). Буксировщик 3 имеет прочный корпус 4, выполненный в виде пустотелого цилиндра с верхним 5 и нижним 6 полушарами, вершины которых соединены трубой 7, в которой установлен движитель 8, выполненный в виде пустотелой винтовой трубы 9 с волом 10, установленным с возможностью вращения от реверсивного погружного электродвигателя 11. Пустотелая винтовая труба 9 имеет прямоугольное поперечное сечение a×2a, а стенки лопасти закручены по длине на угол от 0 до 180°. Легкий корпус 12 повторяет форму прочного корпуса 4 и установлен с зазором, равным h, огибая поверхность прочного корпуса 4, и имеет на боковой поверхности отверстия 13 в зоне основания верхнего полушара 5. Перегородка 14 крепится к прочному 4 и легкому корпусу 12. Система управления остаточной плавучестью включает баллон сжатого воздуха 15, который сообщается трубопроводом 16 через регулируемый ручной дроссель 17 с полостью емкости 18; эжектор в виде трубопровода 19, входной патрубок 20 которого размещен в полости емкости 18 и сообщается через регулируемый ручной дроссель 21 с выходным патрубком 22, который размещен в трубе 7 за движителем 8. В днище емкости 19 выполнены отверстия 23. Реверсивный погружной электродвигатель 11 кабелем 24 соединен через кнопку 25 вращения по часовой стрелке и через кнопку 26 вращения против часовой стрелки с аккумуляторными батареями 27. Легкий корпус 12 имеет на боковой поверхности отверстия 28 в зоне основания нижнего полушара 6.

Буксировщик водолаза работает следующим образом.

Буксировщик 3 имеет положительную плавучесть, так как его емкость 18 через отверстия 23 и зазор (величина h) между прочным 4 и легким корпусом 12 в зоне верхнего полушара 5 между перегородками 14 заполнена атмосферным воздухом. Буксировщик 3 вертикально плавает на поверхности воды. Водолаз 1 крепит буксировщик 3 к груди поясным ремнем 2. Атмосферный воздух из зазора (величина h) между прочным 4 и легким корпусом 12 в зоне нижнего полушара 6 выходит в атмосферу через отверстия 28 и по трубе 7 (фиг.1а). При нажатии кнопки 25 с вращением по часовой стрелке (и удержании ее) ток по кабелю 24 от аккумуляторной батареи 27 включает погружной реверсивный электродвигатель 11 и он вращает движитель 8, вал 10 раскручивается и пустотелая винтовая труба 9 захватывает воду и по трубе 7 выбрасывает ее в зазор (величина h) верхнего полушара 5 и далее через отверстия 13 в море (водоем). Вода в трубу 7 поступает через отверстия 28. Вода через отверстия 13 выталкивает воздух из зазора (величина h) в атмосферу. В зазоре (величина h) верхнего полушара 5 возникает неоднородное поле скоростей. Благодаря этому в потоке возникнут инерционные силы, которые будут создавать разрежение на поверхности прочного корпуса 4 и приведут к движению аппарата вниз. Величина этой движущей силы зависит от скорости потока, величины h и площади поверхности верхнего полушара 5. В основе этого обоснования лежит эффект Коанда (energy-source.ru/-iv-/s19-.html, Г. Смирнов «Рожденные вихрем», 1982). Движению буксировщика 3 вниз способствует отрицательная плавучесть буксировщика 3, полученная за счет удаления воздуха из зазора (величина h) верхнего полушара 5. Если нужно ускорить погружение, то открывается регулируемый ручной дроссель 21 и воздух из емкости 18 через входной патрубок 20 по трубопроводу 19 и выходной патрубок 22, расположенный в зоне пониженного давления в трубе 7, подсасывается (эжектор) и выбрасывается с водой через отверстия 13 в атмосферу. Буксировщик 3 приобретает еще меньшую плавучесть и погружается с большей скоростью. Так осуществляется тонкая регулировка плавучести буксировщика 3. При закрытии дросселя 21 скорость погружения стабилизируется. Если нужно повысить плавучесть и соответственно снизить скорость погружения буксировщика 3, то открывается регулируемый ручной дроссель 17 и воздух из баллона сжатого воздуха 15 по трубопроводу 16 поступает в емкость 18. При закрытии дросселя 17 плавучесть стабилизируется. При достижении заданной глубины водолаз 1 занимает горизонтальное положение (фиг.1б) нажимает (и удерживает) кнопку 26 вращения против часовой стрелки и погружной реверсивный электродвигатель 11 вращает движитель 8, вал 10 раскручивается и пустотелая винтовая труба 9 захватывает воду и по трубе 7 выбрасывает ее в зазор (величина h) нижнего полушара 6 и далее через отверстия 28 в море (водоем). Вода в трубу 7 поступает через отверстия 13. Имеет место эффект Коанда и буксировщик 3 движется в горизонтальном направлении. Если водолаз займет вертикальное положение, то он будет всплывать. В случае отказа движителя 8 (села или замкнула аккумуляторная батарея 27) подъем можно осуществлять используя баллон сжатого воздуха 15 путем открытия дросселя 17 и выпуска сжатого воздуха в емкость 18. Плавучесть буксировщика 3 увеличивается и он всплывает.

Использование буксировщика водолаза позволит повысить маневренность водолаза за счет использования системы управления остаточной плавучестью и освободить руки водолаза для управления аппаратом.

Изобретение относится к подводным аппаратам, предназначенным для водолазов. Буксировщик водолаза содержит прочный корпус, погружной электродвигатель, движитель, аккумуляторные батареи и снабжен легким корпусом, поясным ремнем, баллоном сжатого воздуха и системой управления остаточной плавучестью. Прочный корпус выполнен в виде пустотелого цилиндра с верхним и нижним полушарами, вершины которых соединены трубой, в которой установлен движитель, выполненный в виде пустотелой винтовой трубы с возможностью вращения от реверсивного погружного электродвигателя. Легкий корпус повторяет форму прочного корпуса и установлен с зазором, равным h, огибает поверхность прочного корпуса и имеет на боковой поверхности отверстия в зоне оснований полушаров. Система управления остаточной плавучестью включает емкость с отверстиями в днище, размещенную в верхнем полушаре легкого корпуса, и эжектор в виде трубопровода, входной патрубок которого размещен в полости емкости и сообщается через регулируемый ручной дроссель с выходным патрубком, который размещен в трубе за движителем. Баллон сжатого воздуха установлен в прочном корпусе и сообщается трубопроводом через регулируемый ручной дроссель с полостью емкости. Повышается маневренность водолаза. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Буксировщик водолаза, содержащий прочный корпус, погружной электродвигатель, движитель, аккумуляторные батареи, отличающийся тем, что он снабжен легким корпусом, поясным ремнем, баллоном сжатого воздуха и системой управления остаточной плавучестью, прочный корпус выполнен в виде пустотелого цилиндра с верхним и нижним полушарами, вершины которых соединены трубой, в которой установлен движитель, выполненный в виде пустотелой винтовой трубы с валом, установленным с возможностью вращения от реверсивного погружного электродвигателя, легкий корпус повторяет форму прочного корпуса и установлен с зазором, равным h, огибает поверхность прочного корпуса и имеет на боковой поверхности отверстия в зоне оснований полушаров, система управления остаточной плавучестью включает емкость с отверстиями в днище, размещенную в верхнем полушаре легкого корпуса, и эжектор в виде трубопровода, входной патрубок которого размещен в полости емкости и сообщается через регулируемый ручной дроссель с выходным патрубком, который размещен в трубе за движителем, баллон сжатого воздуха установлен в прочном корпусе и сообщается трубопроводом через регулируемый ручной дроссель с полостью емкости.

2. Буксировщик водолаза по п.1, отличающийся тем, что пустотелая винтовая труба имеет прямоугольное поперечное сечение a×2a, где а - стенки лопасти закручены по длине на угол от 0 до 180°.

3. Буксировщик водолаза по п.1, отличающийся тем, что боковая поверхность пустотелой винтовой трубы покрыта медно-никелевым сплавом.

4. Буксировщик водолаза по п.1, отличающийся тем, что легкий корпус изготовлен из прочного гибкого пластика не подверженного биообрастанию.

5. Буксировщик водолаза по п.1, отличающийся тем, что прочный корпус изготовлен из нержавеющей стали.