СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НЕКОНТАКТНЫХ СИСТЕМ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ В ПОДВОДНЫЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к испытательной технике, а именно, к оборудованию для испытаний неконтактных систем ввода информации (например, оптических или гидроакустических) в подводные роботизированные объекты и может быть использована для проведения гидравлических испытаний упомянутых систем.
Известен гидравлический стенд для испытаний корпусов глубоководных аппаратов по патенту РФ на полезную модель №91431, МПК G01N 3/10, 2010 г. Стенд содержит герметичный резервуар с крышкой и уплотнением, фланец с уплотнением для герметизации торца испытуемого изделия, средства для подачи рабочей жидкости в резервуар и средства контроля параметров, при этом стенд снабжен вторым фланцем с уплотнением для герметизации второго торца испытуемого изделия, центральной стойкой между упомянутыми фланцами и заглушками для герметизации боковых отверстий испытуемого изделия. Также предполагается, что рабочая жидкость в резервуаре подкрашена, например, перманганатом калия.
Недостатками такой конструкции стенда являются наличие фланцевых соединений, что предполагает испытания только в области малых давлений, и отличие используемой рабочей жидкости от реальной (например, морской воды).
Наиболее близким к заявляемой полезной модели, и принятым в качестве прототипа, является гидравлический стенд для испытаний глубоководных объектов по патенту РФ на полезную модель №116235, МПК G01N 3/10, 2012 г. Стенд содержит основание, заполненный жидкостью герметичный резервуар с уплотненными крышками, средства создания и контроля испытательного давления в резервуаре, резервуар размещен между основанием и установленной над ним на стойках траверсой с возможностью его перемещения вдоль стоек и поворота относительно одной из них, при этом в основании стенда размещен силовой гидроцилиндр средства создания давления, взаимодействующий с нижней крышкой резервуара и соединенный трубопроводом с насосом и емкостью со специальной рабочей жидкостью, а верхняя крышка резервуара выполнена легкосъемной с возможностью ее перемещения внутри резервуара параллельно стойкам.
Недостатком стенда является его неприспособленность для проведения испытаний объектов (в том числе, систем ввода данных), имеющих контактные связи с аппаратурой, расположенной вне резервуара, в котором имитируется внешнее давление. Также общим недостатком прототипа и аналога является невозможность организации испытаний неконтактных систем ввода данных в условиях одновременного воздействия повышенного давления со стороны жидкой и газообразной сред.
Технической задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является возможность проведения испытаний неконтактных систем ввода информации в подводные роботизированные объекты на влияние сверхвысоких давлений в условиях воздействия реальной жидкости или при одновременном воздействии со стороны жидкости и газообразной среды.
Техническим результатом является разработка конструкции стенда, обеспечивающего проведение испытаний неконтактных систем ввода информации с учетом перечисленных условий.
Указанный результат достигается за счет того, что стенд для испытаний неконтактных систем ввода информации в подводный аппарат содержит основание, заполненный жидкостью герметичный резервуар с входящей в него уплотненной крышкой, размещенный между основанием и установленной над ним с возможностью перемещения вдоль стоек траверсой, средства создания давления в резервуаре, включающие расположенный в основании силовой гидроцилиндр, взаимодействующий с нижней поверхностью резервуара, насос и емкость с рабочей жидкостью и каналом ее подачи в силовой гидроцилиндр, и средства контроля давления в резервуаре, при этом крышка резервуара выполнена из двух частей - упорной и дополнительной, внутри которой размещена испытательная камера заполненная рабочей средой с размещенными в ней, с возможностью регулировки и фиксации расстояния между ними, передатчиком и датчиком-приемником информации испытываемой неконтактной системы ввода информации, причем камера сообщена с резервуаром через ресивер-передатчик давления, который установлен для преобразования гидравлического давления в давление газовой или жидкой среды, при этом испытываемая система ввода информации соединена с управляющей, измерительной и регистрирующей аппаратурой.
Сущность настоящей полезной модели отражена на Фиг. 1.
Стенд для неконтактных испытаний систем ввода информации в подводный аппарат содержит герметичный резервуар 1, состоящий из корпуса 2 и крышки, состоящей из упорной части 3 и дополнительной 4, имеющей уплотнительный узел 5. Резервуар 1 полностью заполнен реальной жидкостью 6 (например, морской водой) и расположен между основанием 7 и установленной над ним на стойках 8 траверсой 9 с возможностью ее перемещения вдоль стоек. В основании 7 расположен силовой гидроцилиндр, состоящий из поршня 10, взаимодействующего с нижней поверхностью резервуара 1, и полости 11 с рабочей жидкостью 12. Минимальный объем полости 11 обеспечивается наличием проставки 13. В основании 7 выполнен канал 14, по которому подается рабочая жидкость 12 из емкости 15 средства обеспечения и контроля давления16. Стойки 8 закреплены в основании 7 с помощью разъемных соединений 17 (например, упорных выступов). Внутри дополнительной части 4 крышки размещена испытательная камера 18, в которой установлена испытываемая неконтактная система ввода информации, состоящая из передатчика информации 19 и датчика-приемника информации 20. Последний крепится к нижней поверхности дополнительной части 4 крышки и частично расположен в резервуаре 1 (испытывая воздействие внешней реальной жидкости 6), а его чувствительный элемент выведен через уплотнение 21 в испытательную камеру 18. В верхней части испытательной камеры выполнен канал для установки резьбовой пробки 22, на нижнем конце которой со стороны камеры установлен передатчик информации 19. В пробке 22 также выполнено закрытое заглушкой 23 отверстие для контроля заполнения испытательной камеры 18 рабочей средой. Испытательная камера 18 связана с резервуаром 1 посредством ресивера-передатчика давления 24, разделенного поршнем 25 на верхнюю 26 (сообщающуюся с камерой 18) и нижнюю 27 (сообщающуюся с резервуаром 1 через клапан 28) части. Верхняя часть 26 (следовательно, и испытательная камера 18) ресивера-передатчика давления 24, в зависимости от характера проводимых исследований, может быть заполнена жидкостью 29, отличной по своим свойствам от реальной жидкости 6 (например, ингибитором), с формированием над ней подушки из газа 30 (например, азота), либо полностью газом 30. Верхняя часть 26 ресивера-передатчика давления 24 подсоединена к дополнительному объему 31 через клапан 32. Верхняя часть 26 ресивера-передатчика давления 24 также оснащена средством контроля давления 33 и стравливающим клапаном 34.
В стенке дополнительной части 4 крышки выполнено отверстие 35, через которое проходят кабели связи передатчика информации 19 с управляющей аппаратурой 36, а датчика-приемника информации 20 - с измерительной и регистрирующей аппаратурой 37.
Стенд для неконтактных испытаний систем ввода информации в подводный аппарат работает следующим образом.
Перед началом работы все клапаны стенда закрыты, все полости стенда (кроме дополнительного объема 31) находятся под атмосферным давлением, полость резервуара 1 заполнена реальной жидкостью 6, полость 11 заполнена рабочей жидкостью 12. В зависимости от программы испытаний испытательная камера 18 и верхняя часть 26 ресивера-передатчика давления 24 заполнены жидкостью 29 (в этом случае над жидкостью формируется подушка из газа), либо полностью газом 30. Дополнительный объем 31 заполнен газом 30 под давлением, соответствующим испытательному давлению.
При подготовке стенда к работе траверса 9 снимается со стоек 8 и крышка вынимается. На нижнюю поверхность дополнительной части 4 крышки производится монтаж датчика-приемника информации 20 испытываемой неконтактной системы ввода информации, после чего крышка возвращается на место (при этом отсутствие в резервуаре 7 воздушной подушки контролируется с помощью не показанного на фиг. 1 вентиляционного канала). Затем упорная часть 3 крышки снимается с дополнительной части 4 и в канал на резьбе устанавливается резьбовая пробка 22, на нижней части которой смонтирован передатчик информации 19, при этом регулированием количества осуществленных оборотов резьбовой пробки 22 в резьбе канала устанавливается и контролируется расстояние 6 между передатчиком информации 19 и датчиком-приемником информации 20. В случае заполнения испытательной камеры 18 жидкостью отсутствие воздушной подушки в ней контролируется с помощью отверстия 23. Затем через канал 35 в стенке крышки передатчик информации 19 и датчик-приемник информации 20 - подсоединяются к соответствующей им аппаратуре, после чего упорная часть 3 возвращается на место и фиксируется разъемными соединениями, траверса 9 устанавливается на стойки 8 и разъемными соединениями прижимается к упорной части 3 крышки стенда.
Стенд подготовлен к работе.
Далее из емкости средства обеспечения и контроля давления 16 через перепускной клапан рабочая жидкость 12 подается в полость 11, создавая внутри последней контролируемое давление, при этом поршень 10 начинает двигаться вверх, поджимая резервуар 1 к неподвижно закрепленной траверсе 9 и вынуждая крышку стенда двигаться вниз, сжимая реальную жидкость 6 и, тем самым, создавая в ней избыточное давление, которое может быть вычислено исходя из давления в полости 11 и соотношения площадей поршня 10 и части 4 крышки. По достижении давления, необходимого для проведения испытаний (равного гидростатическому давлению на имитируемой глубине работы системы ввода информации в реальных условиях), перепускной клапан средства обеспечения и контроля давления 16 закрывается. Затем открывается клапан 32 и давление в верхней 26 и нижней 27 частях ресивера-передатчика давления 24 и испытательной камере 18 уравнивается с давлением в дополнительном объеме 31, которое первоначально соответствовало давлению испытаний. После этого открывается клапан 28 и давление во всех упомянутых полостях (17, 26, 27 и 31) уравнивается с давлением в резервуаре 1. Затем управляющая аппаратура 36 реализует предусмотренные программой испытаний управляющие воздействия на передатчик информации 19, который передает полученную информацию на датчик-приемник информации 20 через слой жидкости в камере 18, равный по величине 6, при этом полученная информация записывается с помощью измерительной и регистрирующей аппаратуры 37. Сравнение параметров сигналов, переданных передатчиком информации 19 с параметрами сигналов, принятых датчиком-приемником информации 20, позволяет судить о работоспособности испытываемой неконтактной системы ввода информации.
После реализации программы испытаний стенд приводится в первоначальное состояние: клапан 28 перекрывается, давление из полости 11 стравливается через сливной клапан средства обеспечения и контроля давления (при этом уменьшается до первоначального давление в резервуаре 7), перекрывается клапан 32 и, с помощью стравливающего клапана 34, давление в верхней части 26 ресивера-передатчика давления 24 и испытательной камере 18 уравнивается с атмосферным давлением. После этого давление в дополнительном объеме 31 устанавливается соответствующим следующему значению, предусмотренному программой испытаний.
Проведение испытаний на влияние сверхвысоких давлений неконтактных систем ввода информации в различные подводные роботизированные объекты как в условиях воздействия реальной жидкости, так и в условиях одновременного воздействия со стороны жидкости и газообразной среды, обеспечивается наличием уплотнительных узлов и отсутствием в конструкции фланцевых и сварных соединений, а также разделением рабочих объемов стенда: полости 11 (заполненной рабочей жидкостью 12), резервуара 1 (заполненного реальной жидкостью 6, например, морской водой, не желательной для использования в качестве рабочей жидкости в насосах) и испытательной камеры 18 (заполненной отличной от реальной жидкости 6 жидкостью 29 или газом 30).
Таким образом, предлагаемое устройство стенда для неконтактных испытаний систем ввода информации в подводный аппарат решает поставленную техническую задачу, что создает возможность проведения испытаний неконтактных систем ввода информации в подводные роботизированные системы и аппараты на влияние сверхвысоких давлений, как в условиях воздействия реальной жидкости, так и в условиях одновременного воздействия со стороны жидкости и газообразной среды.