УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОДЪЕМНОЙ СИЛЫ ПОГРУЖЕННОГО В ВОДУ ПОНТОНА Советский патент 1947 года по МПК G01F23/16 

При продувании погруженных в воду понтонов, используемых, например, при подъеме затонувших судов, весьма важным является измерение в каждый данный момент подъемной силы каждого из группы применяемых понтонов.

Эти замеры являются необходимым элементом судоподъемной операции вследствие того, что отсутствие достаточного точного контроля за величиной подъемной силы и расположением ее по длине корабля может привести к аварии.

Величина подъемной силы понтона определяется объемом заполняющего его воздуха или, соответственно, высотой уровня оставшейся в понтоне воды.

В предлагаемом устройстве использован известный способ замера высоты столба жидкости в закрытых сосудах при помощи диференциального манометра, одна из полостей которого сообщается с заполняющим сосуд воздухом, а вторая - с жидкостью в наинизшем ее уровне в сосуде.

В данном случае для проведения наблюдений диференциальный манометр должен быть вынесен на поверхность и связан с погруженным в воду понтоном при помощи соответствующих трубопроводов.

Устройство предназначено для измерения подъемной силы понтонов, состоящих каждый из двух или большего числа отдельных отсеков, сообщенных в нижней части с окружающей их водой и подвергаемых осушению путем продувки при помощи выведенных на поверхность шлангов.

Особенность устройства заключается в том, что один из концов введенных в отсек понтона продувных шлангов, с целью использования непосредственно продувочных шлангов для измерения с поверхности воды разности давлений в каждом отсеке понтона, снабжен удлинительной фиксирующей трубой, выводное отверстие которой расположено в наинизшем уровне содержащейся в понтоне жидкости.

На фиг. 1 и 2 изображены схематически два варианта выполнения предлагаемого устройства применительно к понтонам различной конструкции.

Погруженный в воду понтон 1 (фиг. 1) состоит в данном случае из двух отсеков. В каждый из отсеков вводится конец одного из продувочных шлангов, выведенных над поверхностью воды. Конец каждого из шлангов, входящих в отсек понтона, снабжен фиксирующей трубой 2. Труба доходит до наинизшего уровня заполняющей понтон воды и снабжена на конце невозвратным пружинным клапаном 3, открывающимся в том случае, когда давление накачиваемого в отсек воздуха превысит общее давление внутри понтона и пружины клапана.

Кроме того, фиксирующая труба сообщается с пространством отсека, заполненного воздухом, при помощи второго невозвратного клапана 6 с принудительным открытием от диафрагмы 7, срабатывающей в зависимости от разности давлений в отсеках.

Действие клапанов противоположно. Один 3 из них предназначен для отключения продувочного шланга от жидкости, связывая его, однако, с воздушным пространством первого отсека, а второй 6 - предназначен для одновременного разобщения фиксирующей трубы другого отсека от его воздушной полости для использования ее в целях измерения давления в наинизшем уровне жидкости понтона.

Таким образом при измерении разности давлений в каждом отсеке попеременно используются продувочные шланги обоих отсеков.

На судоподъемной базе непосредственно у коллектора продувки 9 устанавливается щит, на котором расположены: три трехходовых запорных крана 12, 12′ и 12′′, сборные трубки 14 и 16, U-образный дифманометр 18 со шкалой 19, запорные клапаны 20 и 21, соединительные трубки 11, 13, 15 и 17.

Прибор работает следующим образом. К одному из колен манометра подводится давление воздушной подушки замеряемого отсека понтона, равное Н₁, ко второму колену - давление на уровне нижней кромки понтона, равное H₀. В этом случае показания дифманометра будут:

Н₀-Н₁=h.

Если d - диаметр понтона, то высота продутой воздушной подушки h₀, равна:

h₀=d-h.

Этот прием дает высокую точность замера, так как разность давлений, определяющая высоту продутого объема отсека, получается не в результате вычитания двух показаний манометра (каковые по причинам, указанным выше, могут быть недостаточно точными), а является результирующим показанием прибора.

Для осуществления диференциального замера с каждого отсека понтона необходимо снять два значения давлений: Н₀ и H₁. Так как не все отсеки имеют два продувочных шланга, то, учитывая первое из изложенных выше требований, внутри понтона на каждый шланг поставлены невозвратные клапаны, обратные по действию, что позволяет осуществить двукратное использование каждого шланга.

Замер подъемной силы отсеков понтона выполняется следующим образом. Сначала закрывают клапаны 10, прекращая этим подачу дутья в отсеки понтона; затем полости диференциального манометра 18 через пускоуправляющее устройство сообщаются со шлангами понтона (на схеме показано положение кранов для замера уровня в левом отсеке двухотсечного понтона). С помощью клапана 20 воздух от коллектора продувки понтонов через трубки 14, кран 12′ и клапан 10 подается в шланг, а затем и к клапану 3 левого отсека. Вследствие этого во всей полости, включая и левое колено манометра, после прекращения подачи воздуха установится давление: H₀+Δh₁. Клапаном 21 стравливается в атмосферу воздух из полости воздушного пузыря левого отсека через сборную трубку 16, кран 12, клапан 10 и арматуру правого отсека, включающую: продувочный шланг 8, фиксирующую трубу 2, соединительную трубку 4 и клапан 6, размещенный в коробке 5.

После прекращения травления во всей этой полости, включая и правое колено манометра, установится давление H₁ - Δh₂.

Показания манометра 18, наблюдаемые на шкале 19, будут:

Н₀-H₁+Δh₁+Δh₂=h+[(Δh_l+Δh₂)±0,2] м.

Так как поправка (Δh₁+Δh₂) постоянна, то, отложив ее от исходного положения уровня ртути в манометре, можно от этой точки построить шкалу высот столба воды h_i. Целесообразнее, однако, на шкале нанести значения подъемной силы всех отсеков разных типов понтонов, в зависимости от положения уровня воды в них.

В момент замера уровней в одном из понтонов остальные понтоны могут продуваться. Для разобщения соединительных трубок 11, 13 и 15 трехходовые краны устанавливаются в положение, показанное на фиг. 1 для крана 12′′.

Второй вариант предложенного устройства приведен на фиг. 2 применительно к случаю, когда в понтонах с числом отсеков, большим двух, для продувки средних отсеков устанавливается два продувочных штуцера, что дает возможность избегнуть применения невозвратных клапанов, имеющих весьма сложную конструкцию.

Прибор работает идентично описанному выше первому варианту.

Необходимая для испытаний аппаратура состоит из фиксирующей трубы 2, верхний конец которой присоединен к одному из продувочных ниппелей среднего отсека, а нижний конец выведен на середину длины понтона, из уравнительной коробки 3 объемом 5-6 литров, присоединяемой к нижнему концу фиксирующей трубы и снабженной в нижней части отверстием.

На судоподъемной базе, непосредственно у коллектора продувки понтонов 9, устанавливается щит, на котором смонтированы: сборные трубки 14 и 16, контрольные краны 21, 22, 23, 24, дифманометр 18 со шкалой 19 и соединительные трубки схемы 27 и 28.

Контрольные краники группируются следующим образом: с четырех запорных клапанов коллектора, идущих к одному понтону, например 25, 25′, 25′′ и 26, соединительной трубкой 27 запорный клапан 26 соединяется с контрольным краником 22, установленным на сборной трубке 16; запорные клапаны 25, 25′ и 25′′ с помощью соединительных трубок 28 подключаются на контрольные краники 21, установленные на сборной трубке 14.

Диференциальный манометр трубками 29 соединяется со сборными трубками 14 и 16.

Замер подъемной силы отсеков понтона выполняется в следующем порядке. Закрывая клапаны 25 и 26, идущие на выбранный для замера понтон, прекращают подачу на него дутья. Полости диференциального манометра 18 сообщаются: левая - со шлангом, идущим к фиксирующей трубе замеряемого понтона, правая - со шлангом того отсека понтона, в котором проводится замер (на схеме показано положение контрольных краников для замера уровня в левом отсеке трехотсечного понтона).

В результате такого подключения в правом колене манометра установится давление Н₁. Через клапан 30 в левую полость дифманометра и всю систему, состоящую из шланга 31, фиксирующей трубы 2 и уравнительной коробки 3, подается воздух из коллектора продувки 9. Когда излишек воздуха выйдет в отсек, давление воздуха, подаваемое к левому колену дифманометра, станет равно Н₀. Показание дифманометра будет равно:

h₁=H₀-H₁.

Для производства замера в среднем отсеке необходимо перекрыть контрольный кран 21 и открыть 21′ и т.д.

В момент замера уровня в одном из понтонов остальные понтоны могут продуваться. Контрольные краники их 23, 23′, 24 и т.д. должны быть перекрыты.

1. Устройство для измерения подъемной силы погруженного в воду понтона, состоящего из двух или более отсеков, сообщенных в нижней части с окружающей их водой и подвергаемых осушению путем продувки их при помощи выведенных на поверхность шлангов, в котором измерение осуществляется при помощи дифманометра по разности давлений в заполняющем понтон воздухе и в наинизшем уровне оставшейся в понтоне воды, отличающееся тем, что, с целью использования непосредственно продувочных шлангов для измерения с поверхности воды разности давлений в каждом отсеке понтона, один из концов введенных в отсек понтона продувных шлангов снабжен удлинительной фиксирующей трубой, выводное отверстие которой расположено в наинизшем уровне содержащейся в понтоне жидкости.

2. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что для производства измерений в том случае, если каждый отсек снабжен только одним выводом, фиксирующие трубы всех шлангов снабжены каждая двумя невозвратными клапанами противоположного действия, один из которых предназначен для разобщения продувочного шланга с жидкостью при прекращении подачи воздуха, а второй - для сообщения шланга с воздушной полостью второго отсека, при использовании шланга первого отсека для измерения давления воздуха во втором отсеке.