Автоматическая система компенсации гидростатического давления для глубоководных погружений Советский патент 1982 года по МПК B63C11/00 B63B3/13 

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано в подводной технике.

Известен автомат для выравнивания давления внутри герметичных оболочек соответственно давлению окру)(сающей среды, содержащий баллоны с запорным вентилем, редуктор, автоматический регулятор, стравливающий клапан, компенсируемую емкость 1 .

Для поддержания в компенсируемой емкости (погружаемом объекте) давления, равного давлению окружающей среды необходимо иметь резерв давления, который превымает давление среды на заданной глубине.

Недостатком известного устройства является необходимость при больших глубинах погружения (свыше 2000 м) применять специальные баллоны, а также особые средства их заполнения (например использование баллонов с давлением зарядки J500 кгс/см и выше).

Наиболее близким к пс едлагаемой по техническому решению является автоматическая система компенсации гидростатического давления для глубоководных погружений, содержащая баллоны, сообщенные через запорный

вентиль, автоматический регулятор, обратный клапан и пневмораспределитель с компенсируемой емкостью, связанной через стравливающий клапан с Окружающей средой 2 .

Недостатком известной систе и1ы является то, что П1Ж глубоководном погружении объекта значительная часть воздуха в баллонах системы

10 компенсации остается неизрасходованной, а следовательно и глубина погружения компенсируемой емкости будет меньшей, чем при полном использовании сжатого воздуха.

15

Цель изобретения - увеличение глубины погружения компенсируемой емкости.

Поставленная цель достигается тем, что система снабжена электрическим

20 переключателем, а каждый из баллонов - установленными внутри него i эластичной разделительной диафрагмой и дополнительным обратным клапаном, через который указанный баллон сооб25щен с окружающей средой, при этом электрический переключатель, взаимодействующий с подпружинеиньм штоком, одного из дополнительных обратных клапанов электрически связан с пнев30Мораспределителем, который выполнен

- с электромагнитным управлением и подключен параллельно автоматическому регулятору.

На фиг. 1 представлена функциональная схема автоматической систем компенсации гидростатического давления для глубоководных погружений/ на фиг. 2 - верхняя часть баллона в увеличенном масштабе.

Автоматическая система компенсации гидростатического давления для глубоководных погружений содержит баллоны 1, представляющие собой газогидравлический аккумулятор с разделительной гибкой диафрагмой 2 или мешком, выполненными из резины или какого-либо другого эластичного непроницаемого материала. Баллоны 1 соединены между собой параллельно и через запорный вентиль 3, автоматический регулятор 4, обратный клапан 5, установленными в канале 6 двухпозиционный пневмораспреДелитель 7 электромагнитного типа (например пневмораспределитель типа Вбб-42), установленном параллельно автоматическому регулятору 4 в канале 8 сообщены с компенсируемой емкостью 9, связанной через стравливающий клапан 10 с окружающей средой, в верхней части баллонов установлены дополнительные обратные клапаны 11, каждый из которых состоит из самого клапана 12 со штоком 13, пружины 14 предназначенной для передвижения щтока из положения I в положение П при любом пространственном положении автоматической системы компенсации гидростатического давления для глубоководных погружений в окружающей среде, и седла 15 с соединительными с окружающей средой отверстиями 16. Подпружиненный шток в одном из баллонов взаимодействует с электрическим переключателем 17.

Дополнительный обратный клапан предназначен для свободного проникновения окружающей среды внутрь баллона 1, предохранения эластичной разделительной диафрагмы 2 от продаливания в соединительные отверстия 16 и для взаимодействия с электрическим переключателем 17.

После зарядки баллонов 1 сжатым воздухом (давление зарядки не более 150-200 кгс/см) дополнительный обратный клапан 11 находится в закрытом состоянии, электрический переключатель 17 в положении I (фиг.1), а двухпозиционный пневмораспределитель 7 электромагнитного типа выключен и герметично перекрывает канал 8. Он питается от автономных электрических источников, например электрических аккумуляторов.

Для увеличения надежности работы системы компенсации в нее может

Устанавливаться в канал 6 перед автоматическим регулятором 4 понижающий редуктор (i.e показан) .

Предлагаемая автоматическая система компенсации гидростатического давления работает следующим образом.

Перед ее погружением открывается запорный вентиль 3 и воздух подводится к автоматическому регулятору 4 и двухпозиционному пневмораспределителю 7 электромагнитного типа, которые в исходном состоянии закрыты.

Работа системы компенсации состоит из двух фаз:

1.При ее погружении под воздействием гидростатического давления

.среды автоматический регулятор 4 поддерживает в компенсируемой емкости 9 давление, равное давлению среды. Истечение воздуха из баллонов 1 в компенсируемую емкость 9 происходит за счет разности давлений между ними.

2.При определенной глубине (HKOHT) давление в баллоне 1 и компенсируемой емкости 9 становятся равными. При дальнейшем погружении давление среды воздействует на эластичную разделительную диафрагму 2 и она, в свою очередь, какой-то момент

времени вытесняет воздух из баллона 1 в компенсируемую емкость 9, как и в 1-ой фазе, по каналу б через автоматический регулятор 4 и обратный клапан 5. В следующий момент времени шток 13 дополнительного обратного

клапана 11 под действием пружины 14 становится в положение II и электрический переключатель 17 замыкает цепь питания обмотки электромагнита пневмораспределителя 7 и двухпозиционный пневмораспределитель электромагнитного типа переходит в положение Открыто, т..е. обеспечивается доступ воздуха в компенсируемую емкость (фиг.1). Теперь баллоны 1 и компенсируемая емкость 9 являются сообщающимися сосудами через канал 8. Поэтому изменение давления окружающей среды точно отслеживается в компенсируемой емкости 9. Погружение системы

происходит практически до полного вытеснения воздуха из баллонов 1 в компенсируемую емкость 9.

При подъеме системы компенсации воздух из компенсируемой емкости 9 поступает в баллоны 1 по тому же каналу 8. На глубине Нкрит шток 13 дополнительного обратного клапана 11 переводит электрический переключатель 17 в положение I и тот в свою

очередь отключает двухпозиционный

пневмораспределитель 7 электромагнитного типа, который становится в положение Закрыто и перекрывает канал 8. Опускание и подъем системы компен-.

сации во время 2-ой фазы работы происходит без стравливания воздуха. При подъеме системы на глубине меньшей H,t,r воздух, из компенсируемой емкости 9 выпускается через стравливающий клапан 10 в окружающую среду.

Применение предложенной автоматической системы компенсации гидростатического давления для глубоководных погружений позволяет увеличить глубину погружения компенсируемой емкости путем полного использования сжатого воздуха (или другого, газа) в бгшлонах, при этом мертвая зона в работе системы при переходе из одной фазы в другую и в процессе работы во 2-ой фазе погружения отсутствует, точность компенсации гидростатического давления в компенсируемой емкости и надежность запирания каналов (без утечек) при давлении в баллонах 150-200 кгс/см у двухпозиционного пневмораспределителя электромагнитного типа повышается.

В случае, если пружина 14 дополнительного обратного клапана 11 сжимается при меньшем усилии, чем пружины стравливающего клапана 10, то при ее подъеме удается сохранить определенное количество воздуха Рцрит Vg (где Ркрит - давление среды, соответствующее К , V - емкость баллонов) для повторного погружения системы без перезарядки баллонов на соответственно меньшую глубину.

Отсутствие промежуточного объема позволяет уменьшить габаритные размеры системы.

Формула изобретения

Автоматическая система компенсации гидростатического давления для глубоководных погружений, содержащая с баллоны, сообщенные через запорный вентиль, автоматический регулятор, обратный клапан и пневмораспределитель с компенсируемой емкостью, связанной через стравливгиощий клапан с окружающей средой, отличаюОщаяся тем, что, с целью увеличения глубины погружения компенсируемой емкости, система снабжена электрическим переключателем, а каждый из баллонов - установленными внутри

5 него эластичной разделительной диафрагмой и дополнительным обратным клапаном, через который указанный баллон сообщен с окружающей средой, при этом электрический переключатель, взаимодействующий с подпружиненным штоком одного из дополнительных обратных клапанов, электрически связан с пневмораспределителем, который выполнен с электромагнитным управлением и подключен параллельно авто5матическому регулятору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР И185720, кл. В 63 С 11/00, 1965.

2.Патент Франции t 2041264, кл. В 63 С 11/00, 1971 (прототип).

. У