Устройство для шлюзования подводников

 

Изобретение предназначено для выхода подводников из аварийной подводной лодки. Устройство состоит из спасательного люка с верхней, имеющей пневмопривод двойного действия, и нижней крышками с датчиками их положения, связанными с запорной арматурой заполнения и осушения, а внутрь люка введены чувствительные элементы задатчика уровня и регулятора поддержания избыточного давления в снаряжении подводника. Управление процессом шлюзования осуществляется пневматическим манипулятором в виде трехходового крана. Кроме того, устройство содержит регулирующий клапан в трубопроводе заполнения шахты люка водой, задатчик уровня, управляющий регулирующим клапаном и клапаном вентиляции, и клапан сравнения давления в шахте люка с давлением забортной воды, отслеживающий момент выравнивания давлений и управляющий пневмоприводом двойного действия верхней крышки. Нижняя крышка люка снабжена пневмоприводом, исключающим ручные операции при проведении циклов шлюзования и управляемым из шахты люка. Такое выполнение устройства обеспечивает повышение его физиологической и эксплуатационной безопасности. 1 ил.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к устройствам подводных лодок, и предназначено для шлюзования подводников из аварийных подводных лодок, лежащих на грунте.

Известно устройство для шлюзования подводников, содержащее спасательный люк (СЛ) с двумя крышками, причем верхняя крышка имеет пневмопривод двойного действия, а внутри люка размещены телескопическая труба вентиляции и регулятор избыточного давления в снаряжении подводника, трубопроводы вентиляции, заполнения и осушения люка и запорную арматуру (см. Navy Jnternational, 89, 94, 11, с.464-466).

Недостатками устройства являются низкие физиологическая надежность и эксплуатационная безопасность при проведении компрессирования в шахте спасательного люка, которые зависят от уровня профессиональных навыков и психомоторных качеств оператора, управляющего процессом шлюзования ручной запорной арматурой, расположенной на разных постах управления.

Известно также устройство для шлюзования подводников, патент РФ 2090439, класс В 63 G 8/40, состоящее из спасательного люка (СЛ), нижней и верхней крышек, причем верхняя крышка снабжена пневмоприводом двойного действия, а внутри СЛ размещены датчики положения крышек, связанные с запорной арматурой осушения и заполнения люка для блокировки ее открытия, телескопическая трубка вентиляции с поплавковым клапаном, регулятор поддержания избыточного давления в спасательном снаряжении подводника, трубопроводы заполнения, вентиляции и осушения.

Управление процессом шлюзования осуществляется пневматическим манипулятором.

Наиболее близким, принятым за прототип, является устройство для шлюзования подводников по патенту 2090439, класс В 63 G 8/40.

Недостатками данного устройства являются невысокая физиологическая и эксплуатационная безопасность, выражающаяся в том, что: 1. уровень воды, требующийся для создания воздушной подушки, задается вручную путем выдвижения телескопической трубы с поплавковым клапаном, которая находится внутри шахты спасательного люка и не исключает случайных сдвигов во время очередных циклов шлюзования; 2. скорость заполнения водой шахты спасательного люка до установления воздушной подушки не регулируется, а на конечном этапе заполнения даже превышает допустимую верхнюю величину, что создает дополнительную перегрузку организму выходящего подводника; 3. нижняя крышка спасательного люка закрывается вручную, что увеличивает время цикла шлюзования, требует дополнительных физических затрат обеспечивающего подводника и создает неудобства при выходе последнего подводника.

Техническим результатом изобретения является повышение физиологической и эксплуатационной безопасности устройства, который достигается введением регулирующего клапана, позволяющего создать оптимальные физиологические режимы для организма человека внутри спасательного люка в процессе шлюзования, что уменьшает время пребывания спасаемого под воздействием повышенного давления и позволяет всплывать на поверхность без последующего проведения режима лечебной декомпрессии на поверхности. Замена телескопической трубы с поплавковый клапаном на задатчик уровня, у которого лишь только чувствительный элемент вводится внутрь спасательного люка на уровне его боковой стенки, позволяет высвободить объем спасательного люка от возможной помехи при всплытии спасаемого. Пневмопривод, установленный для автоматического закрытия нижней крышки, сокращает время проведения цикла шлюзования и повышает удобство выхода последнего подводника, который может управлять ею изнутри. Кроме того, введенный клапан сравнения давления более надежен как элемент пневмоавтоматики, чем пневмопривод, выполняющий двоякую роль, к тому же одна из полостей привода находится под постоянным воздействием воздуха среднего давления в процессе всего цикла шлюзования.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство состоит из спасательного люка 1 с крышками 2 и 3, верхняя крышка 3 оборудована пневмоприводом двойного действия 4, (например, пневмоприводной машинкой), а нижняя - пневмоприводом 5 с запорным вентилем 6. Верхняя и нижняя крышки спасательного люка 1 снабжены датчиками положения 7 и 8. Внутри спасательного люка расположены чувствительные элементы задатчика уровня 9 и регулятора 10 поддержания давления в спасательном снаряжении подводника, пневмостопор 11 и вентиль 12 для управления процессом шлюзования непосредственно из спасательного люка последним выходящим подводником. Кроме того, в состав устройства входят регулирующий клапан 13, клапан вентиляции 14, клапан сравнения давления 15, задвижка 16, трехходовой кран 17, выполняющий роль пневматического манипулятора, управляющий процессом шлюзования, обратный клапан 18, регулируемый дроссель 19, пневмоклапан осушения 20, трубопроводы заполнения 21, вентиляции 22, осушения 23. Все трубопроводы снабжены ручными запорными вентилями, выполняющими роль первых запоров (на схеме не пронумерованы).

Устройство работает следующим образом.

После покладки на грунт подводной лодки, потерпевшей аварию, и принятия решения о самостоятельном выходе экипаж готовит к работе устройство для шлюзования.

В подготовку устройства входят следующие операции: - открытие вентиля 6, - открытие нижней крышки 2; - открытие кремарьерного запора верхней крышки 3 и стопорение фиксатора (на схеме не показаны); - установка фиксированного положения, соответствующего глубине покладки подводной лодки на грунт на задатчике уровня 9 и регулирующем дросселе 19, - открытие ручных запорных вентилей (первых запоров) на всех трубопроводах, - подача воздуха высокого и среднего давления (ВВД, ВСД).

После подготовки устройства к работе выходящий подводник в спасательном снаряжении поднимется в спасательный люк, зацепляет карабин с тросиком от брасового ремня снаряжения за пневмостопор 11, подключает шланг от регулятора 10 поддержания давления к снаряжению и размещается в спасательном люке на трапе (или откидной площадке). Одновременно с подключением шланга начинается вентиляция снаряжения воздухом, подводимым от регулятора поддержания давления. Оператор поворачивает рукоятку трехходового крана 17 в положение "Ш" (шлюзование). Рукоятка трехходового крана фиксируется во всех трех положениях, что предохраняет ее от несанкционированных поворотов. В положении рукоятки "Ш" воздух среднего давления с выхода крана поступает на вход закрытого вентиля 12, в пневмопривод 5 нижней крышки 2 и датчик положения 8 нижней крышки. Под воздействием усилия пневмопривода 5 нижняя крышка 2 закрывается и встает на защелку (на схеме не показана). При полностью закрытой нижней крышке воздух через открывшийся датчик положения 8 проходит на вход закрытого сравнивающего клапана 15, на вход закрытого задатчика уровня 9 через обратный клапан 18 и в пневмопривод задвижки 16, которая открывается и пропускает забортную воду по трубопроводу заполнения 21 через регулирующий клапан 13 в спасательный люк 1 и на вход закрытого пневмоклапана осушения 20. Регулирующий клапан 13 автоматически устанавливает проходное сечение трубопровода заполнения 21, обеспечивая заполнение спасательного люка водой до начала процесса компрессии за одинаковый промежуток времени независимо от глубины покладки подводной лодки на грунт. Воздух из спасательного люка 1 по трубопроводу вентиляции 22 через открытый клапан вентиляции 14 вытесняется в отсек.

После того как уровень воды в спасательном люке достигнет заданного настройкой задатчика уровня 9, задатчик уровня откроется и выдаст давление в управляющие полости приводов клапана вентиляции 14 и профилированного плунжера регулирующего клапана 13. Клапан вентиляции закроется, а профилированный плунжер регулирующего клапана, перемещаясь, будет изменять проходное сечение трубопровода заполнения 21 по заданному закону для данной глубины покладки, обеспечивая оптимальную скорость повышения давления в спасательном люке 1 в процессе компрессии, который начнется после закрытия клапана вентиляции 14. Одновременно с нарастанием давления в спасательном люке будет увеличиваться расход воздуха, подаваемого регулятором поддержания давления в снаряжении подводника, давление в котором поддерживается на 0,07 кгс/см² выше, чем в спасательном люке благодаря наличию обратной связи по давлению, действующему на чувствительный элемент задающего звена регулятора поддержания давления, выходящего внутрь люка.

После выравнивания давления в спасательном люке с давлением забортной воды откроется клапан сравнения давления 15 и выдаст управляющее давление в полость "а" пневмопривода 4, который откроет верхнюю крышку 3. При этом поршень пневмопривода 4 переместится в полость "б" и откроет доступ воздуха к пневмостопору 11, который сработает и освободит карабин с тросиком, удерживающим подводника. Под действием положительной плавучести снаряжения подводник отсоединится от шланга регулятора 10 поддержания давления и всплывет на поверхность. Убедившись, что выходящий подводник покинул спасательный люк, например, через иллюминатор в люке, оператор переводит рукоятку трехходового крана 17 в положение "Н" (нейтральное), при этом откроется дренаж в полости "Ш" крана и в отсек произойдет сброс воздуха из полости "а" пневмопривода 4 через открытый клапан сравнения давления 15 и открытый датчик положения 8 нижней крышки 2, из управляющей полости задвижки 16, которая перекроет трубопровод заполнения 21, из пневмостопора 11, который под воздействием пружины вернется в исходное положение, из полости пневмопривода 5 нижней крышки 2, которая останется закрытой на стопоре (на схеме не показан), а также из объемов трубопроводов, задействованных в процессе шлюзования.

После сброса воздуха в отсек оператор переводит рукоятку трехходового крана 17 в положение "О" (осушение), при этом воздух среднего давления с выхода крана поступит в полость "б" пневмопривода 4 и на вход закрытого датчика положения 7 верхней крышки 3 спасательного люка 1. С подачей давления в полость "б" пневмопривода 4 начнет закрываться верхняя крышка 3 спасательного люка, а закрывшись, нажмет на датчик положения 7. Через открывшийся датчик воздух пройдет в управляющую полость пневмоклапана осушения 20 и откроет его. Вода из спасательного люка, имеющая пока еще давление, равное забортному, начнет сливаться в трюм отсека. По мере слива воды из спасательного люка и снижения давления до настройки задатчика уровня последний закроется и откроет дренаж, через который произойдет сброс давления из управляющих полостей привода профилированного плунжера регулирующего клапана 13, который переместится в исходное положение под воздействием давления забортной воды и полости привода клапана вентиляции 14, после открытия которого воздух из отсека начнет поступать в спасательный люк под воздействием разрежения, создаваемого сливающейся водой.

После того, как из спасательного люка полностью сольется вода, оператор переводит рукоятку трехходового крана 17 в положение "Н" (нейтральное), откроется дренаж из полости "О" трехходового крана и воздух из полости "б" пневмопривода 4 и управляющей полости пневмоклапана осушения 20 сбросится в отсек, клапан осушения закроется. Затем открывается нижняя крышка 2 и в спасательный люк поднимается очередной выходящий подводник. Цикл шлюзования повторяется в той же последовательности.

Последний выходящий, открыв нижнюю крышку 2 перед заходом в спасательный люк, закрывает вентиль 6 и переводит рукоятку трехходового крана 17 в положение "Ш" (шлюзование), поднимается в спасательный люк, зацепляет карабин тросика за пневмостопор 11, подключает шланг от регулятора 10 поддержания давления к снаряжению и открывает вентиль 12, при этом пневмопривод 5 закрывает нижнюю крышку 2, которая встает на защелку (на схеме не показана), срабатывает датчик 8 закрытого положения крышки и процесс шлюзования проходит как описано выше.

Формула изобретения

Устройство для шлюзования подводников, содержащее спасательный люк с верхней и нижней крышками, снабженными датчиками положения, причем верхняя крышка имеет пневмопривод двойного действия, пневматический манипулятор в виде трехходового крана, регулятор поддержания избыточного давления в спасательном снаряжении подводника, трубопроводы заполнения, вентиляции и осушения, запорную арматуру, отличающееся тем, что оно снабжено регулирующим клапаном, установленным в трубопроводе заполнения с возможностью регулирования проходного сечения трубопровода по заданному закону, задатчиком уровня, выход которого соединен с пневмоприводами регулирующего клапана и клапана вентиляции, клапаном сравнения, узел сравнения которого с одной стороны связан с забортной водой, а с другой контактирует со средой в шахте спасательного люка, а выход клапана связан с пневмоприводом двойного действия верхней крышки, нижняя же крышка спасательного люка имеет пневмопривод с возможностью управления им из шахты спасательного люка.

РИСУНКИ

Рисунок 1