БУКСИРОВЩИК ВОДОЛАЗА

Полезная модель относится к области водолазной техники, а именно к средствам передвижения водолазов в водной среде.
Известен буксировщик водолаза (Патент RU №2153438, МПК В63С 11/00) содержащий прочный корпус с рукоятками, гребной электродвигатель и движительный комплекс, 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, выполненный погруженным и установлен в выгородке в пределах продольного габарита корпуса, буксировщик снабжен выполненными заодно с рукоятками полоза-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.
Недостатком известного буксировщика является необогреваемый отсек аккумуляторных батарей, что при пониженных температурах воды приводит к повышенному расходу энергии аккумуляторных батарей.
Известна система вывески и дифферентовки подводного грузового контейнера (Патент RU №2618583, МПК B63G 8/26) состоящая из двух одинаковых независимых систем вывески, установленных в носовой и кормовой оконечностях контейнера, содержащих уравнительные цистерны, аккумуляторные батареи, газовые баллоны с электроклапанами, электроклапана вентиляциии и электроклапана кингстонов, блок автоматики содержит верхние и нижние микровыключатели, срабатывающие при упоре в верхние или нижние направляющие дорожки торпедного аппарата, или включающиеся при ручном нажатии и подающие сигнал в блок автоматики на прием или удаление воды из уравнительных цистерн.
Недостатком известной система вывески и дифферентовки подводного грузового контейнера является наличие необогреваемого отсека аккумуляторных батарей, что при пониженных температурах воды приводит к повышенному расходу энергии аккумуляторных батарей.
Наиболее близким является буксировщик водолаза (Патент RU №2330782, МПК В63С 11/46, МПК А63В 35/08), имеющий прочный цилиндрический корпус, содержащий аккумуляторную батарею и гребной электродвигатель, снабженный паховым и плечевыми упорами для закрепления на теле водолаза, носовая оконечность прочного корпуса буксировщика оканчивается прочным цилиндрическим приборным отсеком, передний конец которого соединен с консолью, оснащенной двумя панелями управления по бокам, а также резиновым гребнем, и оканчивающейся подвижным плоским индикатором, в прочном корпусе размещена уравнительная цистерна с запорной арматурой и водяная помпа с электроприводом для приема и откачки воды в цистерну.
Недостатком известного буксировщика водолазов является необогреваемый отсек аккумуляторных батарей, что при пониженных температурах воды приводит к повышенному расходу энергии аккумуляторных батарей.
Буксировщики водолазов всех типов в качестве источника энергии используют аккумуляторные батареи. Требования к дальности хода буксировщиков водолазов приводят к созданию большого отсека аккумуляторных батарей. От мощности двигателя зависит скорость и, как следствие, расход энергии аккумуляторных батареи сказывается на дальности хода буксировщика, на борту буксировщика от аккумуляторных батареи могут обеспечиваться питанием навигационное, гидроакустическое оборудование и аппаратура связи. Одним из важнейших факторов поддержания технического состояния аккумуляторных батареи является температура окружающей среды.
Известно, что при падении температуры до плюс 4°С объем отдаваемой энергии снижается на 7%, при последующем снижении температуры до минус 2°С теряется до 40% емкости и преждевременно исчерпывается ресурс батареи.
Недостатком перечисленных буксировщиков водолаза является потеря емкости аккумуляторной батареи в результате ее охлаждения при работе в окружающей среде от плюс 4° С до минус 2°С, что приводит к уменьшению дальности хода на 10%.
Задачей предполагаемой полезной модели является разработка обогрева аккумуляторных батарей, установленных на буксировщик водолаза при эксплуатации в окружающей среде от плюс 4°С до минус 2°С.
Техническим результатом является создание электротермочехла для обогрева аккумуляторных батарей.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в буксировщик водолазов наспинный, имеющий прочный цилиндрический корпус, содержащий аккумуляторную батарею и гребной электродвигатель, снабженный паховым и плечевыми упорами для закрепления на теле водолаза, носовая оконечность прочного корпуса буксировщика оканчивается прочным цилиндрическим приборным отсеком, передний конец которого соединен с консолью, оснащенной двумя панелями управления по бокам, и оканчивающейся подвижным плоским индикатором, в прочном корпусе размещена уравнительная цистерна с запорной арматурой и водяная помпа с электроприводом для приема и откачки воды в цистерну, а для поддержания заданной температуры обогрева аккумуляторных батарей вводится электротермочехол, выполненный из обогреваемых матов, с датчиком температуры.
Сопоставительный анализ предлагаемой конструкции с аналогами и прототипом показал, что предлагаемый термочехол для поддержания заданной температуры аккумуляторных батарей при работе в окружающей среде от плюс 4°С до минус 2°С отвечает критерию "новизна" за счет того, что заданная температура обогрева аккумуляторных батарей обеспечивается термочехлом, выполненным из обогреваемых матов, с установленным датчиком температуры.
Предлагаемое изобретение отвечает критерию "применимость", так как испытано и изготовлено.
В связи с тем, что для специалистов конструкция по предлагаемой полезной модели не известна и не следует из уровня техники, это устройство отвечает критерию "изобретательский уровень".
Использование предлагаемой полезной модели позволяет получить простую конструкцию, надежную в работе, упростить технологию изготовления и расширить область использования.
На чертежах схематично представлена предлагаемая полезная модель: на фиг.1 представлен общий вид буксировщика водолаза, на фиг. 2 и фиг. 3 представлен общий вид электротермочехла, на фиг. 4 -представлена структура обогреваемого мата.
Буксировщик водолаза наспинный имеющий прочный цилиндрический корпус 1, содержащий аккумуляторную батарею 2 и гребной электродвигатель 3, снабженный паховым 4 и плечевыми упорами 5 для закрепления на теле водолаза, носовая оконечность прочного корпуса буксировщика оканчивается прочным цилиндрическим приборным отсеком 6, передний конец которого соединен с консолью 7, оснащенной двумя панелями управления по бокам (условно не показаны), и оканчивающейся подвижным плоским индикатором, в прочном корпусе размещена уравнительная цистерна с запорной арматурой и водяная помпа с электроприводом для приема и откачки воды в цистерну (условно не показаны), для поддержания заданной температуры обогрева аккумуляторных батарей 2 вводится электротермочехол 8, выполненный из обогреваемых матов 9, с датчиками температуры 10, размещенными на внутренней поверхности обогреваемого мата 9.
Электротермочехол 8 состоит из электрических обогреваемых матов 9, изготовленных из лавсановых нитей с резистивным напылением оксида металлов 11, размещенных на внутренней поверхности обогреваемых матов 9, а для повышения эффективности работы нагревательных элементов в состав обогреваемых матов включен отражающий слой 12, выполненный из алюминиевой пленки способом вакуумного напыления, гибкие электрические обогревательные маты 9 расположены децентрализовано, т.е. со смещением, что позволяет подключать их ступенчато, за счет увеличения поверхности теплоотдачи в зависимости от температуры окружающей среды, электрические обогреваемые маты 9 подключены к малогабаритному источнику питания (условно не показан).
Аккумуляторные батареи 2 находятся внутри гибкого электротермочехла 8 при этом влияние забортной температуры на аккумуляторные батареи 2 минимально. Нагреваемая поверхность 14 обогреваемых матов 9 находится в непосредственном контакте с аккумуляторами 2, размещаемыми внутри электротермочехла 8. Гибкий электротермочехол запитывается от малогабаритного источника тока представляющего собой литий-ионную полимерную батарею установленную во внутреннем кармане 13 электротермочехла 8. Датчики температуры 10 осуществляют постоянный контроль за температурой окружающей среды (условно не показан) и аккумулятора. Поддержание температуры внутри электротермочехла 8 происходит от контроллера (условно не показан), закрепленного с внешней стороны электротермочехла 8, подключенного через разъем 15. Включение контроллера происходит от датчика присутствия при установке аккумуляторных батарей в электротермочехол 8 (условно не показан).
Малогабаритный источник питания устанавливается во внутренний карман 13 электротермочехла 8 для обогрева аккумуляторных батарей 2.
Максимальная температура нагревательного элемента, выполненного из лавсановых нитей с резистивным напылением оксида металлов 11, не превышает 25°С, а в случае перегорания электрического провода 11 в обогреваемом мате 9, провод из лавсановых нитей не возгорается, что повышает пожаро- и взрывобезопасность электротермочехла 8 в целом.
Обогреваемые маты 9, изготовленные из лавсановых нитей 11 с резистивным напылением оксида металлов, обладают следующими преимуществами:
- механическая стойкость и «супергибкость» - до 150000 изгибов на точку, можно мять, складывать в любые положения, стирать в стиральной машине;
- изделия успешно прошли испытания при экстремальных условиях (за Полярным кругом);
- быстрая скорость нагрева тепловолокна - 1°С в секунду.
Для регулирования прогрева обогреваемых матов 9 нагревательные элементы, выполненные из лавсановых нитей с резистивным напылением оксида металлов 11, могут подключаться ступенчато и группами, в зависимости от температуры забортной среды, что существенно снижает затраты энергии и позволяет максимально использовать тепловую энергию электронагревателей для нагрева аккумуляторных батарей и как следствие увеличение дальности хода.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует требованиям новизны.
Электрически обогреваемые маты 9 выполнены из четырех слоев, расположенных в следующей последовательности (сверху вниз) в соответствии с фиг. 4:
- первый слой 14 - предназначен для интенсивной передачи тепла к аккумуляторным батареям, достаточно тонкая часть первого слоя 14 многослойного обогреваемого мата 9 обеспечивает минимальный тепловой зазор;
второй слой 16 - слой с размещенными нагревательными элементами, выполненными из лавсановых нитей с резистивным напылением оксида металлов 11, которые могут подключаться ступенчато и группами, температура нагрева нагревательных элементов задается температурными датчиками 10;
третий слой 17 - защитный изолирующий слой предназначен для придания жесткости, гибкости, прочности при изгибе и влагостойкости, с малой теплопроводностью и высокой проницаемостью для теплового излучения;
четвертый слой 12 - отражающий слой размещен с тыльной стороны обогреваемого мата 9. Отражающая поверхность отражающего слоя сопряжена непосредственно с материалом изолирующего слоя, например, путем наложения металлической фольги на изолирующий слой способом вакуумного напыления. Этот слой предназначен для уменьшения теплопередачи тепла от нагревательного элемента, выполненного из лавсановых нитей с резистивным напылением оксида металлов 11, к внешней среде, с размещением по его периметру заземляющего контура (на рисунке не показан).
Свойства каждого из слоев электрически обогреваемого мата 9 в совокупности позволяют обеспечить заявленный технический результат.
Электротермочехол 8 для обогрева аккумуляторных батарей 2 работает следующим образом. Аккумуляторные батареи 2 устанавливаются в электротермочехол 8 и на свое штатное место в буксировщике водолаза. Контроллер при получении сигнала от датчика присутствия включает нагрев электротермочехла 8. Нагрев происходит от литий-ионного аккумулятора установленного во внутреннем объеме в специальном кармане 13. После включения электрически обогреваемых матов, подогрев работает не непрерывно, а только в случае необходимости, для экономии электроэнергии. Термодатчик 10 активирует систему нагрева при снижении температуры обогреваемого мата 9 до 15°С и отключает нагрев, когда температура достигает 20°С, далее обогреваемые маты 9 постепенно остывают и отдают свое тепло аккумуляторным батареям 2; если температура опускается до 15°С, цикл нагрева повторяется. Таким образом, обеспечиваются температурные условия для аккумуляторных батарей, а также продлевается время работы литий-ионной полимерной батареи, размещаемой в специальном кармане 13.
Время непрерывной работы электротермочехла 8 без подзарядки аккумуляторных батарей составляет от 6 до 8 часов в зависимости от забортной температуры окружающей среды. В устройстве для обогрева используются высококачественные литий-ионные полимерные батареи типа 900 mAh без эффекта запоминания, которые не могут быть повреждены частой зарядкой и рассчитаны приблизительно на 500 циклов заряда/разряда.
Технико-экономическая эффективность предлагаемого электротермочехла 8 для обогрева аккумуляторных батарей 2 заключается в том, что применение лавсановых нитей с резистивным напылением оксида металлов И позволяет сократить геометрические размеры нагревательных матов 9 и повысить коэффициент полезного действия отдачи тепла от нагревательного элемента 11.
Технический результат: быстрый и надежный прогрев и обогрев аккумуляторных батарей до заданной температуры, а также более полное и эффективное использование теплоты выделяемой нагревательными элементами, повышается коэффициент полезного действия, что позволяет максимально использовать тепловую энергию электронагревателей для обогрева аккумуляторных батарей и как следствие увеличение дальности хода буксировщика водолаза.