УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПУСКА ПОДВОДНЫХ АППАРАТОВ

Полезная модель относится к области выталкивающих систем и устройств в судостроении, а именно к устройствам для дистанционного отделения подводных аппаратов от морского подвижного носителя.
Известен «Транспортно-пусковой контейнер» по п. РФ №2343391, F41F 3/10, 2009 г., сущность которого заключается в том, что телескопический толкатель взаимодействует с подводным аппаратом через упорное устройство, выполненное в виде поршня, установленного с возможностью его перемещения вдоль пусковой трубы, в передней части которой размещено кольцо обтюрации, Поршень и кольцо обеспечивают поперечную фиксацию аппарата. Наличие упора на передней крышке пусковой трубы и упругой втулки на внутренней торцевой стенке поршня обеспечивает продольную фиксацию аппарата. Для фиксации аппарата от разворота на внутренней стороне поршня выполнены продольные пазы, а на внешней его стороне - гнезда, и те и другие взаимодействуют с упорами, установленными в задней части пусковой трубы. Кольцо обтюрации и передняя часть поршня снабжены взаимодействующими друг с другом элементами для гидравлического торможения поршня в конце хода. Пусковая труба, заполненная ингибитором, имеет переднюю и сдвижную заднюю крышки. Телескопический толкатель размещен на сдвигающейся задней крышке.
К основным недостаткам аналога относятся увеличенный продольный габарит пусковой трубы из-за необходимости обеспечения подтока воды при сдвинутой задней крышке и большая конструктивно-технологическая сложность транспортно-пускового контейнера (ТПК), что требует высокие ресурсные затраты при разработке, создании и серийном выпуске контейнеров.
Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является полезная модель «Транспортно-пусковой контейнер» по п. РФ №87511, F41F 3/10, 2009 г., содержащая заполненную ингибитором и герметично закрытую разрывной мембраной пусковую трубу с кольцом обтюрации в передней ее части, пусковое устройство, включающее клапаны и поршень, установленный с возможностью его перемещения вдоль пусковой трубы, и ресивер с газом высокого давления. Пусковая труба выполнена с дополнительной секцией, в корпусе которой размещен ресивер с образованием расширительной камеры между поршнем пускового устройства и последним, в расширительной камере установлены упоры для фиксации положения поршня и расположены пусковой клапан и выходная магистраль основного клапана, размещенного в части корпуса ресивера, герметизирующей расширительную камеру пускового устройства. Проходное сечение основного клапана закономерно увеличивается во время пуска подводного аппарата таким образом, что при падении давления в ресивере до 0,95-0,9 от первоначального сечение составляет 0,7-0,6 от максимального, а полное раскрытие происходит при остаточном давлении в ресивере, составляющем 0,75-0,85 от начального.
Сравнительно большая расширительная емкость (20-45% от объема ресивера) в сочетании с заявленным законом проходного сечения регулятора воздуха высокого давления от его текущего значения в ресивере обеспечивают в автоматическом режиме пуск подводного аппарата с необходимой выходной скоростью в требуемом диапазоне глубин погружения морского подвижного носителя при наличии только управляющего электросигнала на электромагнитном приводе пускового клапана сечением 5-10% от суммарного полного проходного сечения регулятора.
К недостаткам прототипа относятся большие массогабаритные характеристики пускового клапана, занимающего существенную часть объема расширительной полости и необходимость точной настройки пружин, обеспечивающих заданную программу работы регулятора воздуха высокого давления, что требует отработки каждого пускового устройства в условиях производства и предъявления его заказчику. Дискретное раскрытие сечения регулятора обуславливает повышенные требования к такой регулировке, т.к. предопределяет возможные колебания давления в расширительной полости с соответствующим его влиянием на формирование выходной скорости выпускаемого подводного аппарата.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является упрощение конструкции выпускного устройства, снижение проходного сечения пускового клапана, повышение надежности и качества работы регулятора..
Решение поставленной задачи достигается тем, что в конструкции устройства, содержащего заполненную ингибитором и герметично закрытую разрывной мембраной пусковую трубу с кольцом обтюрации в передней ее части, совмещенным с тормозным устройством поршня, установленного с возможностью его перемещения вдоль пусковой трубы, и обеспечивающим совместно с поршнем поперечную фиксацию подводного аппарата, ресивер с газом высокого давления, пусковой с электромагнитным приводом и основной клапаны регулятора проходного сечения, при этом пусковая труба выполнена с дополнительной секцией, в корпусе которой размещен ресивер с образованием расширительной камеры между поршнем и ресивером, составляющей 20-45% от объема ресивера; в расширительной камере установлены упоры для начальной фиксации положения поршня и расположена выходная магистраль основного клапана, размещенного в корпусе ресивера, согласно полезной модели, основной клапан содержит рабочий орган с уплотнителем, расположенный на стенке, отделяющей ресивер от расширительной камеры, и привод перемещения рабочего органа, выполненный в виде пневмоцилиндра и расположенный на внешней торцевой стенке ресивера. Выходная магистраль основного клапана оформлена в виде насадки, взаимодействующей со втулкой, имеющей профильную по длине втулки внутреннюю поверхность, и жестко закрепленной на ограничивающей расширительную камеру стенке поршня для программного раскрытия проходного сечения при подаче газа из ресивера в расширительную полость.
Как вариант оформления проходного сечения регулятора газа (воздуха) высокого давления предлагается решение, в котором насадка выходной магистрали основного клапана снабжена сквозными каналами связи ее внутреннего объема с зазором между насадкой и внутренней профильной поверхностью втулки, в частности, каналы выполнены виде профильных по длине насадки прорезей.
Такое техническое решение регулятора обусловило возможность создания единого основного клапана, расположения его привода вместе с пусковым клапаном малого сечения на внешней торцевой поверхности ресивера с отказом от тщательной регулировки пружины, поджимающей основной клапан к его седлу.
Конструктивная простота заявляемой полезной модели определяет ее высокую надежность и малую стоимость ее реализации.
Предлагаемая полезная модель поясняется эскизами 1 и 2:
- на фиг.1 показано общее устройство модели (продольный разрез);
- на фиг.2 - вариант оформления проходного сечения регулятора воздуха высокого давления.
На фиг.1 изображен общий вид полезной модели в разрезе, в котором подводный аппарат 1 размещен в пусковой трубе 2, расточенной под поршень 3, с неподвижно установленным в ее передней части обтюрирующим кольцом 4, образующим с внутренней поверхностью пусковой трубы демпфирующую полость 5, по размерам согласованную с кольцевым плунжером 6 поршня 3.
Подводный аппарат опирается головной частью на обтюрирующее кольцо 4, а челноками 7 - на пазы 8. При транспортировке и хранении в продольном направлении перемещение аппарата ограничивают кольцевой буфер 9 и разрывная мембрана 10, которая герметизирует внутренний, заполненный ингибитором объем пусковой трубы 2. Начальная фиксация поршня 3 от разворота относительно его продольной оси обеспечивается упорами 11.
С другой стороны трубы 2 герметично пристыкована включающая ресивер 12 секция с образованием расширительной камеры 13. На торцевой, ограничивающей расширительную камеру 13, стенке ресивера 12 размещен основной клапан 14, выходная магистраль которого выполнена в виде насадки 15, свободно находящейся во втулке 16, имеющей профильную внутреннюю поверхность 17 и жестко закрепленной на стенке поршня 3.
В приливе 18 внешнего торца ресивера 12 размещен поршень пневмопривода открывания основного клапана 14. Поршень 19 поджимается пружиной 20. В нем оформлено гнездо 22 системы наполнения ресивера воздухом, связанное каналом 21 с внутренним объемом ресивера 12. Для управления работой пневмопривода предусмотрен пусковой пневмоклапан 23 малого сечения с электромагнитным приводом.
На эскизе пунктиром показан герметичный колпак 24, обеспечивающий транспортную безопасность устройства.
Возможный вариант конструктивного оформления программного регулятора подачи воздуха из ресивера 12 в расширительную полость 13 показан на Фиг.2. Насадка 15 на выходной магистрали основного клапана 14 имеет фигурные прорези 25, обеспечивающие проход воздуха во внутреннюю полость втулки 16 и расширительную камеру 13.
Устройство выпуска работает следующим образом.
На базе приготовления (например, арсенале) через гнездо 22 по каналу 21 в ресивер набирается газ (воздух высокого давления). Вследствие разности уплотняемых площадей с приводным поршнем 19 основной клапан 14 будет дополнительно к усилию пружины 20 прижат давлением к седлу, чем обеспечивается надежность герметизации ресивера.
После подачи устройства на носитель на глубине подводный аппарат 1 будет находиться в ингибиторе под забортным давлением вследствие малой жесткости мембраны 10.
Осуществление пуска подводного аппарата производится подачей электропитания на привод пневмоклапана 23. Давлением воздуха поршень 19 привода основного клапана 14 перемещает его в открытое положение. Из выходной магистрали воздух поступает во внутреннюю полость насадки 15 и далее по зазору между нею и профилированной поверхностью 17 втулки 16 в расширительную камеру 13, обеспечивая в ней повышение давления выше забортного. Поршень 3, перемещаясь вдоль пусковой трубы и компенсируя потерю воды через обтюрацию, обеспечивает ускоренное по отношению к нему движение подводного аппарата 1, так как площадь поршня 3 больше площади калиброванной части подводного аппарата, находящейся на срезе кольца 4 обтюрации.
В конце разгона подводного аппарата 1 поршень 3 тормозится и затем останавливается, так как плунжер 6 сжимает в демпфирующей полости 5 жидкость, постепенно под образующимся повышенным давлением выжимая ее через уменьшающееся с перемещением поршня сечение во внутреннюю полость пусковой трубы.
По одному из вариантов программное изменение проходной площади регулятора обеспечивается также (Фиг.2) за счет профиля прорези 25 в насадке 15 и профиля внутренней поверхности 17 втулки 16, формирующих закономерное увеличение проходной площади регулятора при движении поршня 3.
Таким образом, устройство обеспечивает выпуск подводного аппарата с необходимой для безопасного отделения от носителя скоростью в заданном диапазоне глубин.