Транспортно-пусковой контейнер

Транспортно-пусковой контейнер относится к области выталкивающих систем и устройств в судостроении, а именно к устройствам для дистанционного отделения подводных аппаратов от морского подвижного носителя. Контейнер содержит заполненную жидкостью с добавлением ингибитора 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, баллон с газом высокого давления, пусковой с электромагнитным приводом и основной клапаны регулятора проходного сечения. Пусковая труба выполнена с дополнительной секцией, в корпусе которой размещен баллон с образованием расширительной камеры между поршнем и баллоном, в которой установлены упоры для начальной фиксации положения поршня и расположена выходная магистраль основного клапана, в которой установлен шаровой клапан с дистанционно управляемым приводом изменения его проходного сечения, выполненным в виде шагового электродвигателя, связанного с системой управления носителя. Техническим результатом заявляемой полезной модели является упрощение конструкции устройства, а также снижение величины разброса выходной скорости выпускаемого подводного аппарата в широком диапазоне глубин использования устройства.

Полезная модель относится к области выталкивающих систем и устройств в судостроении, а именно к устройствам для дистанционного отделения подводных аппаратов от морского подвижного носителя.

Известна полезная модель «Транспортно-пусковой контейнер» по Патенту 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, отличающийся тем, что 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 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.

К недостаткам аналога 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.

Известна также полезная модель «Пусковое устройство для подводных аппаратов» по Патенту РФ 116619, F41F 3/10, 2012 г., характеризующаяся наличием заполненной жидкостью с добавлением ингибитора и герметично закрытой разрывной мембраной пусковой трубы с кольцом обтюрации в передней ее части, совмещенным с тормозным устройством поршня, обеспечивающим совместно с поршнем поперечную фиксацию подводного аппарата, баллона с газом (воздухом) высокого давления с размещенной в нем выходной магистралью регулятора воздуха высокого давления, расположенного в соединенной с баллоном клапанной коробке, включающего стартовый клапан и два клапана разных проходных сечений, управляющие полости обоих клапанов связаны между собой и с выходом стартового клапана каналом, при этом в канале установлен регулятор времени задержки срабатывания клапана большего сечения по отношению к открытию клапана меньшего сечения, а также дополнительной секции пусковой трубы, корпус которой совместно с баллоном и поршнем образуют расширительную полость, в которой установлены упоры для начальной фиксации положения поршня. При этом регулятор времени задержки выполнен в виде регулируемого дросселя, включающего подвижный стержень, имеющий вырез, взаимодействующий с проходным сечением канала, связывающего управляющие полости клапанов, и соединенный с подпружиненным центром герметично прикрепленной к наружной поверхности клапанной коробки мембраны, на которую оказывает давление внешняя среда, вызывающая перемещение подвижного стержня в зависимости от изменения глубины, на которую погружен носитель.

Основным недостатком предложенного устройства является постоянная в процессе нахождения носителя в море работа регулятора времени задержки, вызываемая частым изменением глубины погружения носителя. Это негативно сказывается на соответствующих уплотнительных элементах и может привести к нештатной работе пускового устройства, чреватой срывом процесса отделения подводного аппарата от носителя.

Наиболее близким к заявляемому решением является полезная модель «Устройство для выпуска подводных аппаратов» по Патенту РФ 97506, F41F 3/10, 2010 г., содержащая заполненную жидкостью с добавлением ингибитора и герметично закрытую разрывной мембраной пусковую трубу с кольцом обтюрации в передней ее части, которое также выполняет функцию тормозного устройства для поршня. Поршень имеет возможность перемещения вдоль пусковой трубы, и совместно с кольцом обтюрации обеспечивает поперечную фиксацию подводного аппарата. Устройство содержит баллон с газом высокого давления, а также пусковой с электромагнитным приводом и основной клапаны регулятора проходного сечения. Пусковая труба устройства выполнена с дополнительной секцией, в корпусе которой размещен баллон с образованием расширительной полости между поршнем и баллоном, при этом в расширительной полости установлены упоры для начальной фиксации положения поршня и расположена выходная магистраль основного клапана, размещенного в корпусе баллона.

К недостаткам прототипа можно отнести отсутствие регулирующих в зависимости от глубины срабатывания или текущего давления в баллоне расход воздуха элементов, что приводит к невозможности обеспечить малую величину разброса (в пределах нескольких метров в секунду) выходной скорости выпускаемого подводного аппарата в широком диапазоне глубин использования устройства.

Заявляемая полезная модель решает задачи упрощения конструкции регулирующего расход воздуха элемента, а также повышения надежности и качества работы транспортно-пускового контейнера в зависимости от глубины его срабатывания.

Техническим результатом предлагаемого решения является упрощение конструкции устройства, а также снижение величины разброса выходной скорости выпускаемого подводного аппарата в широком диапазоне глубин использования устройства.

Решение поставленной задачи достигается тем, конструкция устройства, содержит заполненную жидкостью с добавлением ингибитора и герметично закрытую разрывной мембраной пусковую трубу с кольцом обтюрации в передней ее части, совмещенным с тормозным устройством поршня, поршень, установленный с возможностью его перемещения вдоль пусковой трубы, баллон 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 баллон с образованием расширительной камеры между поршнем и баллоном, в которой установлены упоры для начальной фиксации положения поршня и расположена выходная магистраль основного клапана, в которой установлен шаровой клапан с дистанционно управляемым приводом изменения его проходного сечения. При этом дистанционно управляемый привод изменения проходного сечения шарового клапана выполнен в виде шагового электродвигателя, связанного с системой управления носителя.

Конструктивная простота заявляемой полезной модели определяет ее высокую надежность и малую стоимость ее реализации.

Предлагаемая полезная модель поясняется следующими фигурами:

- на Фиг.1 показано общее устройство модели (продольный разрез);

- на Фиг.2 изображен разрез магистрали основного клапана и расположенного в ней шарового клапана.

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 баллон 12 секция с образованием расширительной камеры 13. На торцевой, ограничивающей расширительную камеру 13, стенке баллона 12 размещен основной клапан 14, в выходной магистрали 15 которого установлен шаровой клапан 16, взаимодействующий с дистанционно управляемым шаговым электродвигателем 17, изменяющим при вращении его проходное сечение.

В приливе 18 внешнего торца ресивера 12 размещен поршень пневмопривода открывания основного клапана 14. В поджимаемом пружиной 20 поршне 19 привода оформлено каналом 21 связанное с внутренним объемом ресивера гнездо 22 системы наполнения ресивера воздухом. Для управления работой пневмопривода предусмотрен пусковой малого сечения пневмоклапан 23 с электромагнитным приводом.

На эскизе пунктиром показан герметичный колпак 24, обеспечивающий транспортную безопасность устройства.

На фиг.2 изображен разрез магистрали основного клапана и расположенного в ней шарового клапана, на котором обозначены расширительная камера 13, в которой расположена выходная магистраль 15 основного клапана 14, в которой установлен шаровой клапан 16.

Транспортно-пусковой контейнер работает следующим образом.

На базе приготовления через гнездо 22 по каналу 21 в баллон 12 набивается 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 баллона.

После установки транспортно-пускового контейнера на носителе и выхода последнего в море, на глубине подводный аппарат 1 будет находиться в жидкости с добавлением ингибитора под забортным давлением вследствие малой жесткости мембраны 10.

Перед осуществлением пуска подводного аппарата 1 производится его подготовка, в ходе которой в него с помощью не показанного на чертежах устройства вводятся данные от информационно-управляющей системы носителя. В это же время по смежному кабелю, также не показанному на чертежах, на шаговый электродвигатель 17 подается напряжение, вызывающее его вращение, передаваемое на шаровой клапан 16, что приводит к изменению его проходного сечения. При этом угол вращения шарового клапана 16 выбирается информационно-управляющей системой исходя из текущего значения глубины погружения носителя. На минимальной глубине шаровой клапан 16 поворачивается так, что его малое проходное сечение обеспечивает малый расход воздуха из баллона 12, подаваемого в расширительную камеру 13. На максимальной глубине шаровой клапан 16 остается полностью открытым, обеспечивая максимальный расход воздуха.

Осуществление пуска подводного аппарата 1 производится подачей электропитания на привод пневмоклапана 23. Давлением воздуха поршень 19 привода основного клапана 14 перемещает его в открытое положение. Через открытый основной клапан 14 воздух высокого давления из баллона 12 поступает в выходную магистраль 15, а далее, через проходное сечение шарового клапана 16, - в расширительную камеру 13, обеспечивая повышение давления в ней выше забортного. При этом на малой глубине погружения носителя забортное давление мало, и поэтому расход воздуха, необходимый для его преодоления, небольшой. На большой глубине - наоборот.Поршень 3 за счет давления в расширительной камере, перемещается вдоль пусковой трубы и компенсирует потерю воды через обтюрацию, тем самым обеспечивая ускоренное по отношению к нему движение подводного аппарата 1, за счет того, что площадь поршня 3 больше площади калиброванной части подводного аппарата, находящейся на срезе кольца 4 обтюрации.

В процессе перемещения поршня 3 давление воздуха в расширительной камере 13, из-за увеличения ее объема, падает, тем самым уменьшая силу, действующую на поршень 3. При этом на малой глубине это падение давления компенсируется небольшим расходом воздуха, а на большой - существенным. Предварительная установка проходного сечения шарового клапана 16 позволяет регулировать расход воздуха в зависимости от глубины погружения носителя, на которой производится выталкивание подводного аппарата 1.

В конце разгона подводного аппарата 1 поршень 3 тормозится и затем останавливается, так как плунжер 6 сжимает в демпфирующей полости 5 жидкость, постепенно выжимая ее под образующимся повышенным давлением через уменьшающееся с перемещением поршня сечение.

Таким образом, реализуются поставленные перед предлагаемым устройством задачи. Транспортно-пусковой контейнер обеспечивает выпуск подводного аппарата 1 с необходимой для безопасного отделения от носителя скоростью в заданном диапазоне глубин.

1. Транспортно-пусковой контейнер, содержащий заполненную жидкостью с добавлением ингибитора 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, баллон 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 баллон с образованием расширительной камеры между поршнем и баллоном, в которой установлены упоры для начальной фиксации положения поршня и расположена выходная магистраль основного клапана, размещенного в корпусе баллона, отличающийся тем, что в выходной магистрали основного клапана установлен шаровой клапан с дистанционно управляемым приводом изменения его проходного сечения.

2. Транспортно-пусковой контейнер по п.1, отличающийся тем, что дистанционно управляемый привод изменения проходного сечения шарового клапана выполнен в виде шагового электродвигателя, связанного с системой управления носителя.