стыковочное устройство подводных аппаратов

Формула изобретения

1. Стыковочное устройство подводных аппаратов, содержащее патрубок, выполненный из прочного жесткого материала и соединенный с люками первого и второго аппаратов, отличающееся тем, что оно снабжено узлом ориентации и уплотнительным элементом, причем узел ориентации выполнен в виде сильфонной вставки, встроенной в начальный участок патрубка, соединенного своим торцом с первым аппаратом, снабженным приямком для сбора появившейся в патрубке воды, концевой торец патрубка снабжен люком, по периметру наружной поверхности концевого участка патрубка устроены салазки на упругих элементах, надувной уплотнительный элемент выполнен в виде наполняемого уплотнительным агентом чулка, спиралью навитого по наружной поверхности концевого участка патрубка и соединенного с напорным трубопроводом, участок которого, проходящий внутри патрубка, выполнен из гибкого материала, внутри первого аппарата размещены остальная часть напорного трубопровода, соединенная с резервуаром сжатого воздуха, снабженного манометром и предохранительным клапаном, сообщающимся с забортной водой, всасывающий трубопровод, соединенный с приямком, забортной водой и резервуаром с отвердевающей композицией, а в корпусе второго аппарата устроена полость, представляющая собой стыковочное гнездо, наружная поверхность которого выполнена в форме усеченного однополостного параболического гиперболоида, соединенного в своем минимальном сечении со шлюзовой камерой, выполненной в форме усеченного конуса, направленного основанием, заглушенным торцевой стенкой с аварийным люком, вовнутрь второго аппарата.

2. Стыковочное устройство по п. 1, отличающееся тем, что чулок выполнен из мягкого эластичного материала, а в качестве уплотняющего агента используют сжатый воздух.

3. Стыковочное устройство по п. 1, отличающееся тем, что чулок выполнен из прочного эластичного материала, а в качестве уплотняющего агента используют забортную воду.

4. Стыковочное устройство по п. 1, отличающееся тем, что чулок выполнен из прочного эластичного пористого материала, а в качестве уплотняющего агента используют отвердевающую композицию.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к подводному судостроению, а именно к стыковочным устройствам подводных аппаратов для проведения ремонтно-спасательных работ и соединения модулей.

Известно устройство для вывода людей через люк, находящийся под водой, выполненное в виде рукава (патрубка), закрепленного одним торцом к участку корпуса с входным люком первого аппарата с надувным воротником (надувным уплотнительным элементом), заправляемым в полость между обшивками объекта (второго аппарата), причем часть рукава (узел ориентации) выполнена в виде шарнира мягкого, обеспечивающего заданный угол между входным и выходным отверстиями рукава [1].

Основными недостатками известного устройства являются неудобство заправки надувного воротника в полость между обшивками объекта, невозможность использования устройства на значительной глубине и для стыковки модулей, обусловленные значительными деформационными свойствами и низкой механической прочностью мягкого материала основных узлов.

Более близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для стыковки подводных аппаратов, включающее в себя патрубок, выполненный из прочного жесткого материала и жестко соединенный с люком второго аппарата, находящегося под водой [2].

Основными недостатками известного устройства являются отсутствие узла взаимной ориентации подводных аппаратов и сложность процесса стыковки и герметизации устройства с люком второго аппарата, что снижает эффективность и надежность работы устройства.

Технической задачей, не решение которой направлено данное изобретение, является повышение эффективности и надежности стыковочного устройства подводных аппаратов.

Технический результат достигается тем, что стыковочное устройство подводных аппаратов включает патрубок, выполненный из прочного жесткого материала с узлом ориентации, выполненным в виде сильфонной вставки, встроенной в начальный участок патрубка, соединенного своим торцом с первым аппаратом, снабженным входным люком и приямком, концевой торец патрубка снабжен проходным люком, по периметру наружной поверхности концевого участка патрубка устроены салазки на упругих элементах, надувной уплотнительный элемент выполнен в виде чулка, материал которого зависит от свойств уплотнительного агента, в качестве которого можно использовать сжатый воздух, забортную воду, отвердевающую композицию, спирально навитого по наружной поверхности концевого участка патрубка и соединенного с напорным трубопроводом, участок которого, проходящий внутри патрубка, выполнен из гибкого материала, соединенным с резервуаром сжатого воздуха, снабженным манометром и предохранительным клапаном, сообщающимся с забортной водой, внутри первого аппарата установлен насос, всасывающий трубопровод соединен с забортной водой, приямком и резервуаром с отвердевающей композицией, а в корпусе второго аппарата устроена полость, представляющая собой стыковочное гнездо, выполненное в форме усеченного однополостного параболического гиперболоида, соединенного в своем минимальном сечении со шлюзовой камерой, выполненной в форме усеченного конуса, направленного основанием, заглушенным торцевой стенкой с аварийным люком, вовнутрь второго аппарата.

На чертеже изображен один из вариантов предлагаемого устройства.

Стыковочное устройство подводных аппаратов содержит корпус первого аппарата 1, снабженный входным люком 2, и приямком 3, к которому присоединен патрубок 4 с встроенной в его начальный участок сильфонной вставкой 5, расположенным на концевом торце проходным люком 6, устроенных по периметру наружной поверхности концевого участка салазок на упругих элементах 7, спирально навитого на поверхность концевого участка чулка 8, прикрепленного заглушенным концом 9 к поверхности патрубка 4, гибкий участок напорного трубопровода 10, размещенные в аппарате 1 напорный трубопровод 11, соединенный с резервуаром сжатого воздуха 12, снабженный манометром 13 и предохранительным клапаном 14, насос 15, всасывающий трубопровод 16, соединенный с резервуаром с отвердевающей композицией 17, приямком 3 и забортной водой, корпус второго аппарата 18, в котором устроена полость, состоящая из стыковочного гнезда 19, примыкающего к шлюзовой камере 20 с аварийным люком 21, размещенные в напорном и всасывающем трубопроводах 11 и 16 соответственно, вентили 22, 23, 24, 25, 26.

Предлагаемое устройство применяют следующим образом.

Предварительно выбирают вид уплотняющего агента (воздух, забортная вода, отвердевающая композиция), который зависит от глубины погружения аппарата 18, состояния обтюрационной поверхности шлюзовой камеры 20, цели стыковки и связанный с этим материал чулка 8. Так, при незначительной глубине нахождения аппарата 18 возможно использование в качестве уплотняющего агента сжатого воздуха и соответственно чулка 8 из мягкого эластичного материала. При значительной глубине в качестве уплотняющего агента может быть использована забортная вода и чулок 8 из прочного эластичного материала, если состояние обтюрационной поверхности шлюзовой камеры 20 удовлетворительное, в противном случае, а также при стыковке модулей, используют в качестве уплотняющего агента отвердевающую композицию и чулок 8 из прочного эластичного пористого материала. Собранный патрубок 4, снабженный соответствующим чулком 8, присоединяют к аппарату 1 (узел присоединения на чертеже не показан), соединяют коммуникации, после чего аппарат 1 сближается с аппаратом 18, подводят патрубок 4 к стыковочному гнезду 19, прижимают салазки на упругих элементах 7, к закругленной поверхности стыковочного гнезда 19, пружины которых сжимаются и салазки 7, скользя, входят в шлюзовую камеру 20, устанавливая патрубок 4 коаксиально относительно ее, за счет шарнирных свойств сильфонной вставки 5 независимо от изменения положения аппарата 1, что обеспечивает сохранность чулка 8 при движении патрубка 4, который двигаясь далее, выдавливает воду, играющую роль демпфера, снижая силу удара патрубка 4 о вертикальную стенку с аварийным люком 21, из шлюзовой камеры 20. После окончания ввода патрубка 4 в шлюзовую камеру 20, заполняют чулок 8 уплотняющим агентом.

При использовании воздуха открывают вентиль 23, заполняют чулок 8 сжатым воздухом из резервуара 12 до давления, необходимого для создания надежной герметизации шлюзовой камеры 20 конусность которой предотвращает обратное движение патрубка 4, открывают люки 2, 6, 21, проводят запланированную операцию в аппарате 18, закрывают вышеперечисленные люки, сбрасывают давление в чулке 8 и выводят патрубок 4 из шлюзовой камеры 20.

При использовании забортной воды открывают вентили 26, 22, включают насос 15, закачивают воду в чулок 8 до необходимого давления, фиксируемого по манометру 13, при завышении которого срабатывает предохранительный клапан 14, открывают люки 2, 6, 21, проводят запланированные операции в аппарате 18, контролируя при этом состояние уплотнения по манометру 13 и, откачивая воду из приямка 3 в случае ее появления, закрывают вышеперечисленные люки, сбрасывают давление в чулке 8 и выводят патрубок 4 из шлюзовой камеры 20 аппарата 18.

При использовании отвердевающей композиции открывают вентили 22, 24, 26, включают насос 15 и подают дозированную смесь воды с отвердевающей композицией, приготовленной, например, на основе гипсоглиноземистого цемента, в чулок 8. При этом в результате заполнения эластичного пористого чулка 8 раствором отвердевающей композиции под давлением он расширяется, прижимаясь к стенкам шлюзовой камеры 20 и наружной поверхности патрубка 4, одновременно проникает через поры чулка 8, заполняя раковины и щели на поверхности шлюзовой камеры 20 и патрубка 4, в результате чего после отвердения и расширения раствора образованные чулком 8 уплотнительные кольца дают, не пропуская воды, надежное уплотнение, имеющее механическую прочность, аналогичную прочности гидротехнического бетона. После отвердения уплотнения открывают люки 2, 6, 12, проводят запланированные операции, закрывают вышеперечисленные люки и отсоединяют аппарат 1 от патрубка 4. При стыковке модулей операция стыковки заканчивается после отвердения уплотняющего агента.

Таким образом, предлагаемое устройство увеличивает эффективность и надежность стыковки подводных аппаратов.

Источники информации

1. А.с. СССР 488752, М. кл. В 63 G 8/00, В 63 G 21/00, 1975.

2. Заявка России 93030207/23, М. кл. В 63/ G 8/40, 1993.