ГАЗОВЫЙ КОМПЕНСАТОР
GAS COMPENSATOR

Изобретение относится к области глубоководных приборов, в частности к глубоководным гидроакустическим преобразователям, где для автоматического поддержания противодавления на различных глубинах погружения используется замкнутая газовая компенсация.
Известен газовый компенсатор глубоководного преобразователя в виде эластичной емкости, в котором при погружении газ из эластичной емкости под действием гидростатического давления вытесняется в компенсируемую полость преобразователя, создавая противодавление. Недостатком известного компенсатора являются большие требуемые размеры для обеспечения противодавления на больших глубинах, т.к. должно соблюдаться соотношение
max
где: P - предельное гидростатическое давление;
o
P - начальное давление в компенсаторе;
o
о
V - объем компенсатора при давлении P;
комп.объем
V - компенсируемый объем прибора.
Целью настоящего изобретения является создание газового компенсатора замкнутого типа со значительно уменьшенными размерами, по сравнению с известным.
1
2
3
n
1
2
3
n
Поставленная цель достигается тем, что компенсатор выполнен в виде нескольких сосудов, в которые закачан газ с разными начальными давлениями P, P, P, …P, причем P<P<P…<P.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором в качестве примера показан компенсатор с тремя ступенями давления.
На чертеже:
1, 2, 3 - сосуды компенсатора,
4 - корпус сосуда,
5 - перфорированная часть корпуса сосуда,
6 - элемент, чувствительный к изменению гидростатического давления (мембрана),
7, 8, 9, 10 - клапаны для соединения внутреннего объема сосудов с компенсируемой полостью,
11 - трубопровод, соединяющий сосуды с компенсируемой полостью преобразователя,
12 - компенсируемая полость.
Сосуды компенсатора 1, 2, 3 снабжены корпусом 4, имеющим перфорированную часть 5. На внутренней стороне перфорированной части корпуса размещен элемент, чувствительный к гидростатическому давлению 6, например "вялая" мембрана.
Сосуды соединены клапанами 7, 8, 9, 10, через трубопровод 11 с компенсируемой полостью 12.
1
2
3
При увеличении гидростатического давления среды газ из сосуда 1 (см. чертеж) с давлением P через нормально открытый клапан 7 поступает по трубопроводу 11 в компенсируемую полость 12. Когда будет израсходован газ сосуда 1, мембрана 6 этого сосуда в крайнем нижнем положении, воздействуя на клапан, откроет нормально закрытый клапан 9, соединив сосуд 2 с давлением P с компенсируемой полостью 12. Мембрана 6 сосуда 2, перемещаясь вниз, даст возможность закрыться нормально открытому клапану 7, т.е. отключит сосуд 1 от компенсируемой полости и вытеснит газ из сосуда 2 в компенсируемую полость через нормально открытый клапан 8 и нормально закрытый клапан 9. Когда будет израсходован газ сосуда 2, мембрана этого сосуда в крайнем положении откроет нормально закрытый клапан 10. Тем самым будет осуществлено соединение с компенсируемой полостью сосуда 3 с давлением газа P.
3
Мембрана сосуда 3, перемещаясь вниз и воздействуя на клапан 8, отключит сосуд 2 от компенсируемой полости. При понижении гидростатического давления среды сосуд 3 заполнится газом и при давлении, равном P, отключится.
2
Затем заполнится газом сосуд 2, и при давлении, равном P, включается сосуд 1 и отключается сосуд 2.
При необходимости составляется система из любого количества сосудов.
Если весь рабочий диапазон гидростатических давлений разбить на n поддиапазонов с давлениями согласно таблице 1,
Таблица №1
№ поддиапазонов
Интервал давлений
1
P<sub>1</sub>-P<sub>2</sub>
2
P<sub>2</sub>-P<sub>3</sub>
3
P<sub>3</sub>-P<sub>4</sub>
n-1
P<sub>n-1</sub>-P<sub>1</sub>
n
P<sub>n</sub>-P<sub>max</sub>
1
2
3
n
то для компенсатора, состоящего из n равных сосудов с объемами V=V=V=…=V
общий объем компенсатора
комп
1
2
3
n
V=V+V+V+…V
определяется по формулам 2 и 3
комп
где: V - общий объем компенсатора,
пр
V - (компенсируемый объем),
n - число сосудов,
max
P - максимальное рабочее давление,
1
P - начальное давление в компенсируемой полости.
В таблице 2 приведены сравнительные значения объема компенсатора предлагаемой и существующей конструкции при постоянной температуре.
Таблица №2
Объем компенсируемой полости преобразователей в л
Рабочее давление среды в кгс/см<sup>2</sup>
Объем компенсатора в л
Существующей конструкции
Предлагаемой конструкции, состоящей из 3-х сосудов
I
0-40
40
6
“
0-90
90
9
“
0-150
150
11
“
0-300
300
15