ГЛУБОКОВОДНЫЙ ВОДОЛАЗНЫЙ КОМПЛЕКС С МОБИЛЬНОЙ УСТАНОВКОЙ ВЫДЕЛЕНИЯ ГЕЛИЯ ИЗ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ДЫХАТЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ
DEEP WATER DIVING COMPLEX WITH MOBILE INSTALLATION OF HELIUM EXTRACTION FROM WASTE BREATHING MIXTURES

Изобретение относится к техническим средствам для исследования и освоения морских глубин. Глубоководный водолазный комплекс (ГВК) служит для обеспечения подводных погружений водолазов с использованием режимов длительных (насыщенных) погружений и режимов кратковременных погружений при проведении ими подводно-технических, в том числе и спасательных работ на глубинах до 500 метров. Комплексы предназначены к установке на специализированных судах и плавучих средствах.
Известные ГВК описаны в статье «Анализ основных зарубежных и отечественных судовых барокомплексов» (журнал «Водолазное дело», №2, 2001 г.).
Структурная схема стандартного глубоководного водолазного комплекса состоит из следующих основных элементов:
- барокамеры для пребывания водолазов в условиях повышенного давления искусственной газовой среды;
- водолазного колокола (ВК) со спуско-подъемным устройством (СПУ) для транспортировки водолазов к месту проведения работ и обратно в условиях повышенного давления искусственной газовой среды;
- системы контроля, управления, теплоснабжения, энергоснабжения;
- системы санитарно-бытовые, водолазное снаряжение и инструмент;
- баллоны хранилища запасов газов, используемых для создания искусственных газовых сред;
- системы газоснабжения, предназначенные для создания и поддержания требуемого состава и давления искусственной газовой среды в барокамерах и водолазном колоколе, а также приема и распределения газов;
- система утилизации для сбора отработавшей искусственной газовой среды.
Общим для всех ГВК является то, что в состав искусственных газовых сред, или по терминологии, принятой в водолазном деле, дыхательных газовых смесей (ДГС), входит гелий. В зависимости от содержания ингредиентов смеси различаются на кислородно-гелиевые и кислородно-азотно-гелиевые.
Гелий относится к разряду редкоземельных газов, и, как следствие, дефицитных и дорогих продуктов. Поэтому в состав всех действующих комплексов входит система утилизации отработавшей ДГС, которая собирает отработавшую смесь и компрессором закачивает ее в баллоны хранилища.
В соответствии с правилами Водолазной службы Военно-Морского Флота (ПВС ВМФ-2002) для приготовления ДГС должен применяться гелий чистотой 99,995%. Исходя из этих требований, перед очередным вводом комплекса в действие все баллоны для гелия заполнены гелием требуемой чистоты.
После завершения работ в этих баллонах находится отработавшая ДГС, в которой содержится гелий, кислород, азот, углекислый газ и другие газы и пары в виде микропримесей.
Существует проблема выделения гелия необходимой чистоты (в соответствии с требованиями ПВС ВМФ-2000) из отработавшей ДГС для повторного его использования при работе комплекса.
В вышеупомянутой статье в журнале «Водолазное дело», №2, 2001 г. приводятся сведения, что в состав системы утилизации зарубежных ГВК входит система очистки гелия 98%-ной степени очистки, однако этой чистоты недостаточно для его повторного по ПВС ВМФ-2000. Повышение чистоты гелия до требуемой степени по технологии, используемой в имеющихся системах очистки, многократно увеличивает потери гелия.
В предлагаемом изобретении проблема получения гелия требуемой чистоты из отработанной дыхательной смеси для многократного использования решается включением в состав ГВК мобильной установки выделения гелия криогенного типа, позволяющей извлекать не менее 96% гелия от содержащегося в исходной смеси с чистотой до 99,9999%.
На структурной схеме фиг.1 установка выделения гелия поз.1 показана отдельно от судна поз.3 и связана с судном съемными коммуникациями поз.2, при этом размещаться она может как временно на судне, так и рядом с судном при его нахождении в порту.
Из судовых баллонов-хранилищ поз.4 через систему газоснабжения ГВК поз.5 гелий поступает в барокамеры поз.6 и водолазный колокол поз.7. При работе ГВК отработавшая ДГС собирается системой утилизации поз.8 в судовые баллоны-хранилища поз.4.
В месте базирования судна баллоны поз.4 подключаются к мобильной установке выделения гелия поз.1, в которой происходит:
- предварительная сушка смеси от влаги и очистка ее от углекислого газа и микропримесей методом адсорбции;
- грубая очистка смеси от азота и кислорода методом дефлегмации (охлаждения смеси жидким азотом до температуры конденсации азота и кислорода);
- тонкая низкотемпературная очистка смеси от оставшегося азота и кислорода в низкотемпературном адсорбере.
Очищенный гелий с помощью компрессора закачивается в судовые баллоны для последующего приготовления новых ДГС.