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Procédé pour limiter automatiquement la profondeur d'immersion des sous-marins.
Notre procédé consiste en un dispositif,qui permet de maintenir automatiquement avec de légères variations en plus ou en moins,un sous-marin à une profondeur déterminée d'avance,pour éviter qu'il descende à une profondeur dangereuse.
Nous utilisons de l'air comprimé pour agir sur le lest liquide à expulser ou à admettre dans la chambre à lest, aux fins de maintenir un niveau de profondeur déterminé,de telle façon que lorsque le'sous-marin rencontre une pression d'eau plus forte que celle de la limite de profondeur,du lest liquide de la chambre à lest soit évacué par l'action d'air comprimé qui est introduit automatiquement dans la dite chambre et lorsque la pression de l'eau, de la mer diminue parce que le sous-marin allégé remonte,sous l'action d'un distributeur automatique qui est mû par les différences de pression de l'eau de la mer,ce distributeur fait échapper une partie de l'air comprimé de la chambre à lest pour qu'en diminuant sa pression dans l'inté-
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rieur de la chambre à lest,
une certaine quantité d'eau de la mer puisse entrer dans cette chambre à lest et puisse ainsi arrêter la montée. Pour la réalisation de ce procédé,nous employons soit un tiroir de distribution, soit Lui jeu de soupapes, une d'admission d'air, l'antre d'échappement.
Voir figures schématiques I et 2.
La figure I représente le mécanisme d'admission d'air comprimé, 2-soupape d'admission d'air comprimé.
±-arrivée d'air comprimé.
4-orifice en communication avec la chambre à lest.
5-tige.
6-membrane-piston sollicitée par l'action de la pression de l'eau de la mer, communiquée par 7.
8-ressort cédant sous la pression correspondante à la plus grande profondeur autorisée.
Lorsque sur la membrane-piston 6 la pression est plus forte que la force opposée par le ressort 8,le piston 6 se déplace, lève la soupape 2,donne passage à l'air comprimé qui entre dans la chambre à lest et fait expulser de l'eau vers la mer en allégeant ainsi le sous-marin. Lorsque le sons-marin allégé remonte un peu,à la suite de cette montée la pression de l' eau de la mer diminuant, la force du ressort l'emporte sur la pression de l'eau, s'exerçant sur la membrane-piston et ferme l'entrée d'air comprimé.
Si le sous-marin continue à remonter, la soupape 9 figure 2 du mécanisme d'échappement se lève pour laisser échapper l'excès d'air comprimé et permettre à l'eau de mer d'entrer dans la chambre à lest par les vannes d'admission d'eau qui restent continuellement ouvertes pendant l'immersion.
La pression de. l'eau, de la mer qui est exercée sur la membranepiston 10 dépasse la tension du ressort II,fait céder celui-ci
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et tient la soupape 9 fermée. Au contraire,lorsque la pression de l'eau de mer diminue,le ressort II,pousse sur la membranepiston 10 et par l'entremise de sa tige 5 soulève la soupape 9 et livre passage à l'air comprimé de la chambre à lest,air qui sort de celle-ci par 12 pour se rendre à un réservoir intermédiaire d'air ou vers l'intérieur du sous-marin.
Cette sortie d'air,abaissant la pression d'air dans la chambre à lest,permet à l'eau de mer d'entrer par les vannes d'admission d'eau qui sont toujours ouvertes,en obligeant le sous-marin à s'arrêter dans sa montée.
En admettant et en expulsant alternativement de l'eau par ce moyen,le dosage du lest s'établit et le sous-marin finit par tenir son équilibre de prof ondeur. Dans tous les cas,lorsqu'on dépasse la prof ondeur pour laquelle le ressort 8 de la fig.I est réglé,l'air comprimé expulse l'excès de lest et limite d' une façon certaine la profondeur.
Figure 3. (schématique) A - grande chambre à lest.
B - petite chambre à lest.
C - réservoir d'air comprimé.
E - distributeur d'air comprimé.
F - soupape d'échappement.
14 - vannes d'admission de lest dans la chambre A.
15 - vannes d'admission de lest dans la chambre B.
Pour assurer la rapidité de l'action de l'air comprimé sur le lest enfermé dans la chambre A à variations de poids de lest et pour réduire au minimum la consommation d'air comprimé,notre procédé consiste aussi en ce que l'air comprimé agit seulement sur une chambre à lest A, qui doit être remplie totalement d'eau lorsque le sous-marin plonge,sans que la quantité d'eau entrée dans la chambre A soit de force à faire disparaî-
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tre le sous-marin sous les flots de la mer alors que le poids du sou.s-marin est le plus grand,c'est-à-dire lorsqu'il porte toute la charge.
Par exemple: En supposant qu'un sous-marin lorsqu'il porte toute la charge,nécessite 1.450 tonnes de lest pour rester entre deux eaux et qu'étant sans charge il nécessiterait 50 tonnes de plus,soit 1.500 tonnes de lest pour être sous eau.,la chambre A qui remplie totalement lors de la descente et qui est soumise aux variations de lest,au.rait seulement une capacité maximum de 1.425 tonnes, de façon qu'on n'ait qu'à ajouter 75 tonnes dans une autre chambre B,lorsque le sou.s-marin n'a pas de charge. La deuxième chambre B devrait donc contenir plus de 75 tonnes, supposons 100 tonnes.
Grâce à. ce que la grande chambre à lest A lorsqu'elle est totalement remplie, n'est pas suffisante pour faire immerger le sous-marin totalement, on aura la certitude qu'il n'ira jamais au fond de la mer,lorsqu'on procède au. remplissage de cette chambre avec rapidité. Le plan d'eau de la chambre touchant le plafond de cette chambre,il est évident qu'aussitôt que de l'air comprimé y pénêtrera et expulsera immédiatement par les vannes d'admission restées ouvertes,la quantité de lest qu'il faut pour arrêter la descente.
Grâce à ces deux chambres de capacités différentes,on peut effectuer la plongée en toute sécurité,en manoeuvrant comme suit: I / On ouvre complètement les vannes 14 et 1.425 tonnes d'eau entrent dans la chambre A. Le sous-marin descend rapidement dans l'eau., mais il ne s'enfonce pas totalement avant qu'on ait fait entrer de l'eau en supplément dans la chambre B.
2 / Pour faire disparaître le sous-marin sous les flots après
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'" ce premier enfonceaent, on ouvre les vannes 15 de la chambre B - 8±± et lorsque le sous-marin atteint une profondeur d'eau qui le c.ouvre coinplètement,à:es vedgee lladmissioli d'eau 5. se fermeii-t
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e6, e?".r ,, - 5 ¯ /,0. 4t eD U t i9 e.l ;a.ü do..t.. nu..... #" t?'71 .t:.?vz.aée.U? / cfl. eIce /y dea-e 14&-e automatiquement par la PeGssà:
Ge de l'e&u 48 la 'Ree et le sous- /' marin. continuera descendre jusqat ce qu'il rencontre la /µ$ pression de la profondeur maximum déterminée par la tension du marln. contln.u.era escen tlSqu. rencontra pression profondeu.r maximum déterminée par tension ressort 8 Fig. 1, qui fait ouvrir la soupape 2 pour faire entrer l'air comprimé dans la chambre 11 en expulsant de l'eau de cet- te chambre,par les vannes 14 restées ouvertes, Grâce à ce que le compartiment A se remplit totalement d'eau. avant que le sous-marin s'enfonce totalement,il ne faut que de petites quantités d'air,parceque celui-ci se trouve emprisonné avec des faibles variations de pression,surtout si l'échappe- ment de l'air se fait dans un réservoir dans lequel le compres- seur aspire l'air ayant une certaine pression,pour le recompri- mer à la pression voulue.
Il est évident qu'il faut un réser- voir d'air C toujours sous pression.
Comme il a été dit,pour plonger,on ouvre tout d'abord les van- nes 14- Fig. 3, pour que la chambre A se remplisse d'eau.
.Un peu après,on ouvre la vanne 15 Fig.4,pour que l'eau, puisse pénétrer à travers l'obturateur automatique 18,dans la chambre B Les Fig.4 et 5 montrent le fonctionnement de l'obturateur auto- matique 18.
Figure 4. Lorsque le niveau de l'eau de la mer 16 ne touche pas
17 le flotteur-,-le piston-valve 18 tient l'orifice 19 ouvert,ce qui permet à l'eau d'entrer dans la chambre B lorsqu'on ouvre la vanne 15.
Figure 5. Lorsque le sous-marin est recouvert par les flots,le flotteur entraîne le piston-valve 18 et intercepte l'entrée de l'eau. Ensuite on ferme la vanne 15 pour éviter les infiltra- tions à travers le piston-valve.
Pour remonter à la surface,on intercepte la sortie de l'échap- pement de l'air et on intrmdu.it de l'air comprimé par un. robi- net manoeuvré à la main. Un robinet 20 Fig. 3 est ouvert pendant
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l'entrée d'eau dans la chambre A pour le dégagement de l'air.
Ce robinet est fermé quand la chambre A est remplie tout à faii Les figures ' - 7 - 8 - 9 - 10 et II représentent les diverses phases de la plongée.
6 - Sons-marin en flottaison vannes fermées.
7 - Première descente produite par l'ouverture totale des vannes de A. (vannes 14)
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,yy-z'z 8 - Deuxième descente produite par l'ouverture des vannes±f15 ' ' se fermant autonatiquement lorsque le sous-marin commence se fermant autolnatiquement lorsque le sous-marin commence à disparaître dans les flots.
9 - Descente jusqu'un peu plus bas que la limite de profondeur.
10- montée partielle due à l'allégement par l'introduction au- tomatique d'air,qui expulse l'excédent d'eau..
II- Stabilisation à la limite de profondeur (x).
En résumé notre procédé consiste: I / En ce que la pression de l'eau de la mer,rencontrée à des profondeurs différentes,est utilisée pour actionner un dis- tributeur d'air comprimé,qui,lorsque la pression rencontrée à une profondeur déterminée est plus forte que celle oppo- sée par un ressort,envoie de l'air comprimé pour faire sor- tir une quantité de lest liquide et arrêter ainsi la des- cente du sous-marin,et en ce que,lorsque le sous-marin tend à remonter et lorsque la pression de l'eau de la mer diminue,le distributeur ferme l'entrée de l'air comprimé et fait sortir une quantité d'air de la chambre à lest pour qu'en abaissant sa pression,il puisse entrer dans la cham- bre à lest,une quantité d'eau de la mer pour arrêter la montée.
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Method for automatically limiting the submersion depth of submarines.
Our process consists of a device, which makes it possible to automatically maintain, with slight variations in plus or minus, a submarine at a predetermined depth, in order to prevent it from descending to a dangerous depth.
We use compressed air to act on the liquid ballast to be expelled or admitted into the ballast chamber, in order to maintain a determined level of depth, such that when the submarine encounters water pressure greater than that of the depth limit, liquid ballast from the ballast chamber is evacuated by the action of compressed air which is automatically introduced into said chamber and when the pressure of the water, the sea decreases because as the lightened submarine goes up, under the action of an automatic distributor which is moved by the pressure differences of the sea water, this distributor releases part of the compressed air from the ballast chamber to that by reducing its pressure in the interior
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laughter from the room to the east,
a certain quantity of sea water can enter this ballast chamber and thus be able to stop the rise. To carry out this process, we use either a distribution spool, or a set of valves, an air intake, the exhaust cavity.
See schematic figures I and 2.
Figure I shows the compressed air intake mechanism, 2-compressed air intake valve.
± - compressed air supply.
4-port communicating with the ballast chamber.
5-rod.
6-membrane-piston solicited by the action of sea water pressure, communicated by 7.
8-spring yielding under the pressure corresponding to the greatest authorized depth.
When the pressure on the membrane-piston 6 is greater than the force opposed by the spring 8, the piston 6 moves, lifts the valve 2, gives passage to the compressed air which enters the ballast chamber and expels water towards the sea, thus lightening the submarine. When the lightened sea-sound rises a little, as a result of this rise the pressure of the sea water decreases, the force of the spring outweighs the pressure of the water, acting on the membrane-piston and closes the compressed air inlet.
If the submarine continues to ascend, the valve 9 figure 2 of the exhaust mechanism rises to release excess compressed air and allow seawater to enter the ballast chamber through the valves. water inlet that remain continuously open during immersion.
The pressure of. the sea water which is exerted on the diaphragm piston 10 exceeds the tension of the spring II, causes the spring to yield
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and holds the valve 9 closed. On the contrary, when the seawater pressure decreases, the spring II pushes on the piston diaphragm 10 and through its rod 5 lifts the valve 9 and gives passage to the compressed air of the ballast chamber, air coming out of it by 12 to go to an intermediate air tank or to the interior of the submarine.
This air outlet, lowering the air pressure in the ballast chamber, allows seawater to enter through the water inlet valves which are always open, forcing the submarine to s 'stop in its ascent.
By alternately admitting and expelling water by this means, the weighting of the ballast is established and the submarine ends up maintaining its deep equilibrium. In all cases, when the depth for which the spring 8 of fig.I is adjusted is exceeded, the compressed air expels the excess ballast and limits the depth in a certain way.
Figure 3. (schematic) A - large ballast chamber.
B - small ballast chamber.
C - compressed air tank.
E - compressed air distributor.
F - exhaust valve.
14 - ballast inlet valves in chamber A.
15 - ballast inlet valves in chamber B.
To ensure the rapidity of the action of the compressed air on the ballast enclosed in chamber A with ballast weight variations and to reduce the consumption of compressed air to a minimum, our process also consists in using the compressed air acts only on a ballast chamber A, which must be completely filled with water when the submarine dives, without the quantity of water entering chamber A being forced to make it disappear.
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be the submarine under the waves of the sea when the weight of the submarine is the greatest, that is to say when it carries all the load.
For example: Assuming that a submarine when carrying all the load, requires 1,450 tons of ballast to stay between two waters and that being without load it would require 50 tons more, that is to say 1,500 tons of ballast to be under water., chamber A which is completely filled during the descent and which is subject to variations in ballast, would only have a maximum capacity of 1,425 tons, so that we only have to add 75 tons in another room B, when the sea bass has no load. The second chamber B should therefore contain more than 75 tons, suppose 100 tons.
Thanks to. that the large ballast chamber A when it is completely filled, is not sufficient to make the submarine completely submerge, we will be sure that it will never go to the bottom of the sea, when we proceed at. filling this chamber with rapidity. The body of water in the chamber touching the ceiling of this chamber, it is obvious that as soon as compressed air enters it and immediately expels through the inlet valves which have remained open, the quantity of ballast necessary to stop the descent.
Thanks to these two chambers of different capacities, the dive can be carried out in complete safety, maneuvering as follows: I / The valves 14 are fully opened and 1.425 tonnes of water enter chamber A. The submarine descends rapidly into water., but it does not sink in completely before additional water has been introduced into chamber B.
2 / To make the submarine disappear under the waves after
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'"this first squeezed in, we open the valves 15 of chamber B - 8 ± ± and when the submarine reaches a depth of water which opens it completely, to: es vedgee lladmissioli of water 5. closesii -t
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e6, e? ". r ,, - 5 ¯ /, 0. 4t eD U t i9 el; a.ü do..t .. nu ..... #" t? '71 .t:.? vz .aée.U? / cfl. eIce / y dea-e 14 & -e automatically by the PeGssà:
Ge of the sea 48 the 'Ree and the submarine. will continue to descend until it meets the / µ $ pressure of the maximum depth determined by the tension of the marln. contln.u.era escen tlSqu. met maximum depth pressure determined by spring tension 8 Fig. 1, which opens the valve 2 to bring the compressed air into the chamber 11 by expelling water from this chamber, through the valves 14 which have remained open, thanks to the fact that the compartment A is completely filled with water. before the submarine sinks completely, only small quantities of air are needed, because the latter is trapped with slight variations in pressure, especially if the air is escaping in a reservoir in which the compressor sucks in the air having a certain pressure, to recompress it to the desired pressure.
Obviously, an air tank C is needed which is always pressurized.
As has been said, to dive, we first open the valves 14- Fig. 3, so that chamber A fills with water.
A little later, the valve 15 Fig.4 is opened, so that the water can enter through the automatic shutter 18, into chamber B Figs. 4 and 5 show the operation of the automatic shutter 18.
Figure 4. When the sea water level 16 does not touch
17 the float -, - the piston-valve 18 holds the orifice 19 open, which allows water to enter chamber B when the valve 15 is opened.
Figure 5. When the submarine is covered by the waves, the float drives the piston-valve 18 and intercepts the entry of water. Then the valve 15 is closed to prevent infiltration through the piston-valve.
To return to the surface, the exit of the air exhaust is intercepted and compressed air is introduced by one. hand operated valve. A tap 20 Fig. 3 is open for
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the water inlet in chamber A for the release of air.
This valve is closed when the chamber A is completely filled. Figures' - 7 - 8 - 9 - 10 and II show the various phases of the dive.
6 - Marine sounds in flotation closed valves.
7 - First descent produced by the total opening of the valves of A. (valves 14)
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, yy-z'z 8 - Second descent produced by the opening of the valves ± f15 '' closing automatically when the submarine starts closing automatically when the submarine begins to disappear in the waves.
9 - Descent to a little lower than the depth limit.
10- partial rise due to lightening by the automatic introduction of air, which expels excess water.
II- Stabilization at the depth limit (x).
In summary our process consists of: I / In that the pressure of the sea water, encountered at different depths, is used to actuate a compressed air distributor, which, when the pressure encountered at a determined depth is stronger than that opposed by a spring, sends compressed air to bring out a quantity of liquid ballast and thus stop the descent of the submarine, and in that, when the submarine tends to rise and when the sea water pressure decreases, the distributor closes the compressed air inlet and releases a quantity of air from the ballast chamber so that by lowering its pressure, it can enter the ballast chamber, a quantity of sea water to stop the ascent.
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