ES2613237T3 - Válvula de snorkel - Google Patents
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Abstract
Válvula de snorkel para controlar un flujo de fluido dentro de un mástil de submarino desplegable, comprendiendo la válvula de snorkel: un cuerpo de válvula que comprende: una pared tubular que tiene una superficie externa y una superficie interna en el lado inverso de la superficie externa, definiendo la superficie interna un orificio interior; una entrada de válvula que se extiende a través de la pared tubular para conectar de forma fluida la superficie externa y el orificio interior; y una salida de válvula en comunicación de fluido con el orificio interior, y un manguito que se puede deslizar por el interior de dicho orificio interior entre una posición cerrada en la que cubre la mencionada entrada de válvula para así impedir que fluya agua al orificio interior a través de la entrada de válvula, y una posición abierta en la que al menos una parte de la mencionada entrada de válvula no está cubierta por el manguito para permitir así que fluya aire al mencionado orificio interior a través de la mencionada entrada de válvula.
Description
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DESCRIPCION
Válvula de snorkel Campo de la invención
La invención se refiere a una válvula de snorkel, un conjunto de mástil desplegable que comprende una válvula de snorkel, un submarino que comprende una válvula de snorkel, un submarino que comprende un conjunto de mástil desplegable que comprende una válvula de snorkel y un método para manejar una válvula de snorkel.
Antecedentes de la invención
Los submarinos típicamente comprenden un casco de presión y una vela que se extiende verticalmente hacia arriba desde el casco de presión, estando sumergidos típicamente tanto el casco de presión como la vela en el agua, por debajo de una interfaz agua a aire en su uso normal. La vela típicamente comprende una cámara que almacena uno o más mástiles desplegables, tales como antenas de telecomunicaciones, un tubo de admisión de aire para aspirar aire para un proceso de combustión interna en un motor diesel y un tubo de escape para el motor diesel. Para utilizar (al menos) estos mástiles, el submarino se eleva cerca de la superficie del agua en un “modo de snorkel” antes de desplegar el mástil de tal modo que al menos parte del mástil sobresalga por encima de la superficie del agua.
El mástil que comprende el tubo de admisión de aire tiene una parte superior que sobresale por encima de la superficie del agua cuando el submarino está en modo de snorkel. Dicha parte superior comprende una abertura de entrada de aire para recibir aire en el tubo de admisión de aire desde encima de la superficie del agua. La abertura de entrada de aire del mástil generalmente está siempre abierta, y una válvula de snorkel está dispuesta dentro del mástil, junto a la abertura de entrada de aire, para controlar el acceso de agua al tubo de admisión de aire. Típicamente, la válvula de snorkel es una válvula de mariposa que comprende un disco montado en un vástago giratorio, siendo el disco pivotable alrededor de un eje de pivote definido por el eje longitudinal del vástago entre una posición cerrada y una posición abierta. En la posición cerrada, el disco cubre la entrada de la válvula y se acopla a una junta anular que se extiende alrededor del perímetro de la entrada de la válvula. En la posición abierta, el disco es pivotado alrededor del eje de pivote para desacoplarse de la junta y descubrir una parte de la entrada de la válvula.
Aunque las válvulas de mariposa son una tecnología establecida, tienen una serie de desventajas. El eje necesita estar sellado (particularmente cuando el disco está en la posición cerrada de la válvula) y, como el eje es movible (puede girar alrededor del eje de pivote), este sellado es propenso a desgastarse. Además, incluso cuando el disco está en la posición totalmente abierta, el disco y el eje cubren una parte de la entrada, restringiendo así el flujo a través de la entrada. Además, las obstrucciones entre el disco y la junta pueden impedir que el disco vuelva a la posición cerrada desde la abierta.
El documento GB2191845A se considera la técnica anterior más cercana que describe una válvula de snorkel que comprende las características del preámbulo de la reivindicación 1.
Compendio de la invención
Un primer aspecto de la invención proporciona una válvula de snorkel para controlar un flujo de fluido al interior de un mástil desplegable de submarino, comprendiendo la válvula de snorkel:
un cuerpo de la válvula que tiene: una pared tubular que tiene una superficie exterior y una superficie interior en el reverso de la superficie exterior, definiendo la superficie interior un hueco cilíndrico interior; una entrada de la válvula que se extiende a través de la pared tubular para poner en conexión de fluido la superficie exterior y el hueco interior; y una salida de la válvula (diferente de la entrada de la válvula) en comunicación de fluido con el hueco interior, y
un manguito deslizable dentro de dicho hueco interior entre una posición cerrada en la que (típicamente completamente) cubre dicha entrada de la válvula para inhibir de ese modo (por ejemplo, restringir o impedir) el flujo de agua (por ejemplo desde la superficie exterior) al hueco interior a través de la entrada de la válvula, y una posición abierta en la que al menos una parte de (preferiblemente toda) dicha entrada de la válvula no está cubierta por el manguito para permitir de este modo que el aire fluya (por ejemplo, desde la superficie exterior) a dicho hueco interior a través de dicha entrada de la válvula (y fuera del hueco interior a través de dicha salida de la válvula).
Al inhibir la entrada de agua cubriendo la entrada con un manguito deslizable dentro del hueco interior en lugar de, por ejemplo, una disposición más tradicional de válvula de mariposa, la válvula de snorkel puede estar provista de una disposición de sellado simplificada que comprenda un número reducido de sellados móviles (por ejemplo, no hay un eje que deba sellarse), y por tanto de una vida útil más larga. Además, hay menos restricciones (preferiblemente ninguna) en el camino de flujo a través de la entrada de la válvula cuando el manguito está en la posición abierta, mejorando de este modo el flujo de fluido a través de la válvula.
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Preferiblemente, la salida de la válvula es coaxial (y típicamente concéntrica) con el hueco interior. Típicamente, el hueco interior (y típicamente la pared tubular del cuerpo de la válvula) termina en la salida de la válvula.
Preferiblemente, el manguito es guiado por cojinetes dispuestos en la superficie interior de la pared tubular del cuerpo de la válvula a medida que se mueve entre las posiciones abierta y cerrada.
Típicamente, se proporciona una pluralidad de entradas de la válvula alrededor del perímetro de la pared tubular del cuerpo de la válvula. Típicamente, cada una de las entradas de la válvula está en la misma (o sustancialmente la misma) posición axial a lo largo de la longitud de la pared tubular del cuerpo de la válvula. Típicamente, el manguito cubre cada una de las entradas de la válvula en la posición cerrada. Típicamente, el manguito descubre cada una de las entradas de la válvula en la posición abierta.
Típicamente, la válvula de snorkel comprende además un (primer) sellado de la válvula, comprendiendo el manguito una (primera) superficie de sellado que se acopla de manera sellada al (primer) sellado de la válvula cuando el manguito está en la posición cerrada.
El acoplamiento de sellado entre el (primer) sellado de la válvula y la (primera) superficie de sellado del manguito típicamente impide (o impide sustancialmente o al menos restringe) que el agua que entre (por ejemplo, se filtre) en la entrada de la válvula cuando el manguito está en la posición cerrada fluya a lo largo de un camino entre la (primera) superficie de sellado del manguito y el cuerpo de la válvula (y por tanto, cuando la válvula está en uso, impide, o al menos restringe, que el agua entre a un tubo de admisión de un submarino en el que la válvula puede estar montada).
El (primer) sellado de la válvula está dispuesto típicamente dentro del cuerpo de la válvula, preferiblemente dentro del hueco interior (por ejemplo, en un extremo del hueco interior).
Típicamente, el (primer) sellado de la válvula está dispuesto en un extremo axial del hueco interior, y la (primera) superficie de sellado del manguito está dispuesta en un extremo axial del manguito.
Típicamente, el manguito comprende un primer extremo axial y un segundo extremo axial opuesto al primer extremo axial (en una dirección paralela al eje de deslizamiento). El primer extremo axial del manguito típicamente comprende la (primera) superficie de sellado.
El hueco interior tiene típicamente un primer extremo axial (primer extremo axial que es típicamente adyacente a la entrada de la válvula, o al menos está más cerca de la entrada de la válvula que de la salida de la válvula) y un segundo extremo axial opuesto al primer extremo axial. Típicamente, el primer sellado de la válvula está dispuesto en el primer extremo axial del hueco interior. El segundo extremo axial del hueco interior puede comprender la salida de la válvula.
Típicamente, el primer extremo axial del manguito se acopla con primer extremo axial del hueco interior cuando el manguito está en la posición cerrada.
El (primer) sellado de la válvula puede comprender un sellado elástico (por ejemplo, un elemento de sellado elástico tal como un anillo de sellado elástico). El (primer) sellado de la válvula puede comprender un anillo elastomérico. Haciendo elástico el (primer) sellado de la válvula, el sellado amortigua el impacto del manguito al final de su carrera de cierre. Esto reduce el ruido producido cuando la válvula se cierra, y reduce la probabilidad de daños en el manguito y el cuerpo de la válvula. Esto también reduce la necesidad de un control preciso sobre el movimiento del manguito, lo que reduce la complejidad del diseño y el mecanismo de control de la válvula.
Preferiblemente, la válvula de snorkel comprende además un segundo sellado de válvula, comprendiendo el manguito una segunda superficie de sellado que se acopla de manera sellada al segundo sellado de la válvula cuando el manguito está en la posición cerrada.
El segundo sellado de la válvula está comprendido típicamente dentro del cuerpo de la válvula. El acoplamiento de sellado entre el segundo sellado de la válvula y la segunda superficie de sellado del manguito típicamente impide (o al menos impide sustancialmente o restringe) que cualquier agua que entre (por ejemplo, se filtre) por la entrada cuando el manguito está en la posición cerrada fluya a lo largo de un camino entre la segunda superficie de sellado del manguito y el cuerpo de la válvula (y por tanto, cuando la válvula está en uso, impide, o impide sustancialmente, o al menos restringe la entrada de agua a un tubo de admisión de aire de un submarino en el que la válvula puede estar montada).
Típicamente, el segundo sellado está dispuesto dentro del hueco interior. El segundo sellado de la válvula está dispuesto típicamente en una posición axial intermedia del hueco interior entre los extremos primero y segundo del hueco interior.
La segunda superficie de sellado puede comprender una superficie exterior (una pared tubular) del manguito.
El segundo sellado puede comprender un sellado elástico (por ejemplo, un elemento de sellado elástico, tal como un anillo de sellado elástico, típicamente un anillo de sellado elastomérico).
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La (superficie interior y/o superficie exterior de la) pared tubular del cuerpo de la válvula puede tener una sección transversal circular (perpendicular al eje de deslizamiento) a lo largo de una parte o la totalidad de su longitud axial. Sin embargo, puede ser que la pared tubular del cuerpo de la válvula no tenga una sección transversal circular (perpendicular al eje de deslizamiento) a lo largo de alguna parte, o de ninguna, de su longitud axial.
El hueco interior puede tener una anchura (perpendicular al eje de deslizamiento) que varíe a lo largo de su longitud (paralela al eje de deslizamiento). El hueco interior puede tener una primera región axial del hueco interior que tenga una primera anchura (perpendicular al eje de deslizamiento) y una segunda región axial del hueco interior que tenga una segunda anchura (perpendicular al eje de deslizamiento, en la misma dimensión que la primera anchura) mayor que la primera anchura, estando desplazada axialmente la segunda región axial del hueco interior de la primera región axial del hueco interior (paralela al eje de deslizamiento). Una región de transición del hueco interior típicamente se extiende axialmente entre las regiones axiales primera y segunda del hueco interior. Por ejemplo, la región de transición del hueco interior puede comprender una región ahusada que aumente en anchura desde la primera región axial del hueco interior a la segunda región axial del hueco interior. En otro ejemplo, la región de transición del hueco interior comprende un escalón entre las regiones axiales primera y segunda del hueco interior. Típicamente, la primera región axial del hueco interior está más cerca del primer extremo axial del hueco interior de lo que la segunda región axial del hueco interior está del primer extremo axial del hueco interior. Típicamente, la segunda región axial del hueco interior está más cerca del segundo extremo axial del hueco interior de lo que la primera región axial del hueco interior está del segundo extremo axial del hueco interior.
Al menos parte del segundo sellado de la válvula puede estar comprendida en la región de transición del hueco interior.
El manguito puede tener una anchura (perpendicular al eje de deslizamiento) que varíe a lo largo de su longitud (paralela al eje de deslizamiento). El manguito puede tener una primera región axial del manguito que tenga una primera anchura (perpendicular al eje de deslizamiento) y una segunda región axial del manguito que tenga una segunda anchura (perpendicular al eje de deslizamiento, en la misma dimensión que la primera anchura) mayor que la primera anchura, estando la segunda región axial del manguito desplazada axialmente de la primera región axial del manguito (paralela al eje de deslizamiento). Típicamente, la primera región axial del manguito está dispuesta más cerca del primer extremo axial del manguito de lo que la segunda región axial del manguito está del primer extremo axial del manguito. Típicamente, la segunda región axial del manguito está dispuesta más cerca del segundo extremo axial del manguito de lo que la primera región axial del manguito está del segundo extremo axial del manguito.
Una región de transición del manguito puede estar dispuesta entre las regiones axiales primera y segunda del manguito. Por ejemplo, la región de transición del manguito puede comprender una región ahusada del manguito que aumente en anchura desde la primera región axial del manguito hasta la segunda región axial del manguito. En otro ejemplo, la región de transición del manguito comprende un escalón entre las regiones axiales primera y segunda del manguito.
Puede ser que la región de transición del manguito comprenda la (segunda) superficie de sellado que se acopla de manera sellada al (segundo) sellado cuando el manguito está en la posición cerrada. En este caso, el (segundo) sellado está dispuesto preferiblemente en la región de transición correspondiente del hueco interior. Puede ser que tanto la región de transición del manguito como las regiones de transición del hueco interior comprendan escalones (o partes escalonadas). Puede ser que el escalón (o parte escalonada) de la región de transición del manguito comprenda la (segunda) superficie de sellado del manguito. Puede ser que el escalón de la región de transición del hueco interior comprenda el (segundo) sellado.
En este caso, particularmente cuando el segundo sellado es elástico, el segundo sellado también proporciona amortiguación para el manguito al final de su carrera de cierre. Esto reduce el ruido producido cuando se cierra la válvula, y reduce la probabilidad de daños al manguito o al cuerpo de la válvula. Esto también reduce la necesidad de un control preciso sobre el movimiento del manguito, lo que reduce la complejidad del diseño y el mecanismo de control de la válvula.
Preferiblemente, la superficie interior de la pared tubular del cuerpo de la válvula comprende el segundo sellado, y la segunda superficie de sellado es una superficie exterior (una pared tubular) del manguito.
El segundo sellado puede estar dispuesto en un rebaje en la superficie interior de la pared tubular del cuerpo de la válvula. Puede ser que una parte del sellado del segundo sellado se extienda dentro del hueco interior (por ejemplo, desde el rebaje) para acoplarse de forma sellada a la segunda superficie de sellado del manguito deslizante. El segundo sellado está preferiblemente desviado hacia, y en acoplamiento sellado con, el manguito a medida que se mueve entre las posiciones abierta y cerrada.
El segundo sellado puede comprender un retén de labios.
El segundo sellado puede ser (inherentemente) elástico. El segundo sellado puede comprender un perfil en forma de U (en sección transversal paralela al eje de deslizamiento). El perfil en forma de U puede ser inherentemente elástico o puede estar dispuesto un medio de desviación (por ejemplo, un resorte) en el perfil en forma de U,
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desviando la elasticidad inherente y/o el medio de desviación (resorte) una parte del perfil en forma de U hasta el acoplamiento sellado con (la superficie de sellado de, tal como una superficie exterior de una pared tubular de) el manguito deslizante. Típicamente, el perfil en forma de U comprende dos brazos paralelos (o sustancialmente paralelos) que se extienden desde un puente que se extiende entre los extremos del mismo. El medio de desviación y/o la elasticidad inherente típicamente desvía uno de los dos brazos paralelos (o sustancialmente paralelos) hasta el acoplamiento sellado con la segunda superficie de sellado (por ejemplo, la superficie exterior de una o la pared tubular) del manguito deslizante. El otro de los brazos paralelos (o sustancialmente paralelos) típicamente se acopla con la (superficie interior de la) pared tubular del cuerpo de la válvula.
La entrada de la válvula está preferiblemente axialmente entre los sellados primero y segundo de la válvula. Dicho de otra manera, los sellados primero y segundo de la válvula están típicamente dispuestos en lados axiales opuestos de la entrada de la válvula.
Por consiguiente, los acoplamientos de sellado entre las superficies de sellado primera y segunda y los sellados primero y segundo, junto con el manguito que cubre la entrada de la válvula, típicamente impiden (o impiden sustancialmente o al menos restringen) que el agua pase a través del hueco interior hasta la salida de la válvula cuando el manguito está en posición cerrada.
Se entenderá que por “axial” o “axialmente” nos referimos a una dirección paralela al eje de deslizamiento a lo largo del cual el manguito se desliza entre las posiciones abierta y cerrada. De manera similar, por “cara axial” o “abertura axial” nos referimos a una cara o abertura perpendicular al eje de deslizamiento.
El cuerpo de la válvula comprende típicamente un primer extremo (axial) y un segundo extremo (axial) opuesto al primer extremo (axial). El primer extremo (axial) del cuerpo de la válvula está típicamente más cerca del primer extremo (axial) del hueco interior que del segundo extremo (axial) del hueco interior. De hecho, el primer extremo (axial) del cuerpo de la válvula puede comprender el reverso de una cara axial que define el primer extremo del hueco interior. El segundo extremo (axial) del cuerpo de la válvula está típicamente más cerca del segundo extremo (axial) del hueco interior que del primer extremo (axial) del hueco interior.
Típicamente, el manguito se desliza a lo largo de un eje de deslizamiento entre las posiciones abierta y cerrada, y el hueco interior tiene un área transversal perpendicular al eje de deslizamiento que permanece constante (o sustancialmente constante) a lo largo de la longitud axial del cuerpo de la válvula (al menos entre la entrada de la válvula y la salida de la válvula, pero preferiblemente a lo largo de toda la longitud axial de la pared tubular del cuerpo de la válvula).
El hueco interior preferiblemente tiene una anchura (perpendicular al eje de deslizamiento), y preferiblemente también una forma de sección transversal perpendicular al eje de deslizamiento, que permanece constante (o sustancialmente constante) a lo largo de su longitud (paralela al eje de deslizamiento), al menos entre la entrada de la válvula y la salida de la válvula, pero preferiblemente a lo largo de toda la longitud axial del hueco interior.
La pared tubular del cuerpo de la válvula tiene típicamente un área de sección transversal (y típicamente una forma de sección transversal) perpendicular al eje de deslizamiento que permanece constante (o sustancialmente constante) a lo largo de su longitud (paralela al eje de deslizamiento).
Preferiblemente, el manguito tiene (una pared tubular que tiene, o la pared tubular del manguito tiene) una anchura (perpendicular al eje de deslizamiento), un área de sección transversal perpendicular al eje de deslizamiento y/o una forma de sección transversal perpendicular al eje de deslizamiento que permanece constante (o sustancialmente constante) a lo largo de su longitud (paralela al eje de deslizamiento).
El manguito comprende típicamente una (primera) cresta de sellado que comprende la (primera) superficie de sellado. Típicamente, la (primera) cresta de sellado comprende una primera parte y una segunda parte, teniendo la segunda parte un espesor (la distancia más corta entre las superficies interior y exterior del manguito, típicamente paralela a la distancia más corta entre las superficies interior y exterior de la pared tubular del cuerpo de la válvula) que es mayor que el espesor de la primera parte, comprendiendo la primera parte la (primera) superficie de sellado.
Típicamente, la (primera) cresta de sellado tiene una superficie exterior que está alineada con una superficie exterior de (una o la pared tubular de) el manguito. Es preferible que un diámetro exterior de (la pared tubular de) el manguito sea igual o sustancialmente igual a un diámetro exterior de la (primera) cresta de sellado porque esto permite que esté dispuesto un medio de desviación (por ejemplo, resorte) de menor energía para desviar el manguito hacia la posición cerrada (ver abajo). Si (al menos una parte de, por ejemplo, la pared tubular de) el manguito tuviera un área de sección transversal axial diferente de la de (por ejemplo para proporcionar un escalón que comprenda el segundo sellado como se describió anteriormente) la primera cresta de sellado, esto conduciría a un diferencial de presión dentro del hueco interior que requeriría que estuviera dispuesto un medio de desviación más fuerte para desviar el manguito hacia (y mantener el manguito en) la posición cerrada.
Preferiblemente, la (primera) cresta de sellado disminuye en espesor hacia la (primera) superficie de sellado. Típicamente, la (primera) cresta de sellado (y, cuando se proporciona, la segunda cresta de sellado) comprende una parte ahusada que se extiende entre las partes primera y segunda, disminuyendo la parte ahusada en espesor entre
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las partes segunda y primera. La cresta de sellado proporciona así un sellado de “filo de cuchillo” que tiende a despejar cualquier obstrucción a que el manguito se mueva a la posición cerrada durante el cierre de la válvula y que no inhibirá el deslizamiento del manguito a la posición abierta durante la apertura de la válvula.
En realizaciones donde el hueco interior comprende una primera región axial de hueco interior que tiene una primera anchura (perpendicular al eje de deslizamiento) y una segunda región axial de hueco interior que tiene una segunda anchura (perpendicular al eje de deslizamiento, en la misma dimensión que la primera anchura) mayor que la primera anchura, estando desplazada axialmente la segunda región axial del hueco interior de la primera región axial del hueco interior (paralela al eje de deslizamiento), el manguito puede comprender una segunda cresta de sellado que comprende la segunda superficie de sellado. En este caso, la segunda cresta de sellado típicamente comprende una primera parte y una segunda parte, teniendo la segunda parte un espesor (la distancia más corta entre las superficies interior y exterior del manguito, típicamente paralela a la distancia más corta entre las superficies interior y exterior de la pared tubular del cuerpo de la válvula) que es mayor que el espesor de la primera parte, comprendiendo la primera parte la segunda superficie de sellado.
Típicamente, el manguito se desvía hacia la posición cerrada mediante un medio de desviación (por ejemplo, pasivo y/o activo). El medio de desviación puede comprender un elemento de desviación (por ejemplo, un resorte).
El manguito está típicamente transportado por una barra. La barra comprende típicamente un primer extremo y un segundo extremo opuesto al primer extremo, estando el segundo extremo conectado (acoplado de forma fija) al manguito.
Típicamente, la barra se desliza a lo largo del eje de deslizamiento con el manguito cuando el manguito se mueve entre las posiciones abierta y cerrada.
El medio de desviación típicamente actúa sobre el manguito a través de la barra.
Puede ser que la válvula de snorkel comprenda además un actuador accionado activamente, configurable para mover el manguito desde la posición cerrada a la posición abierta contra una desviación (por ejemplo, una desviación pasiva) del medio de desviación cuando se acciona. Típicamente, el actuador actúa sobre el manguito a través de la barra. Típicamente, el actuador accionado activamente comprende un actuador hidráulico. Típicamente, el actuador hidráulico comprende un cilindro hidráulico.
Se entenderá que el cilindro hidráulico puede, aunque no necesita, tener un área de sección transversal circular (perpendicular al eje de deslizamiento). El cilindro hidráulico está preferiblemente comprendido en el cuerpo de la válvula. La posición del cilindro hidráulico es típicamente fija con respecto al cuerpo de la válvula.
Al menos una parte de la barra es típicamente deslizable dentro del cilindro hidráulico.
El cilindro hidráulico típicamente comprende un primer extremo y un segundo extremo opuesto al primer extremo. Una parte de la barra que comprende el segundo extremo de la barra típicamente sobresale de una abertura axial en el segundo extremo del cilindro hidráulico. De hecho, una parte de la barra típicamente sobresale de una abertura axial en el segundo extremo del cilindro hidráulico (en todo momento) tanto si el manguito está en la posición abierta, la posición cerrada o en una posición intermedia entre las posiciones abierta y cerrada. Dicha parte de la barra está típicamente acoplada (de forma fija) a (por ejemplo, una superficie interior de la pared tubular de) el manguito. El primer extremo del cilindro está típicamente desplazado axialmente del segundo extremo del cilindro a lo largo del eje de deslizamiento. El primer extremo del cilindro está típicamente más cerca del primer extremo de la barra que del segundo extremo de la barra (tanto si el manguito está en la posición abierta, la posición cerrada o en una posición intermedia entre las posiciones abierta y cerrada).
La parte de la barra deslizable dentro del cilindro hidráulico comprende típicamente un pistón hidráulico que tiene una (primera) superficie de accionamiento (que se extiende típicamente de forma radial hacia fuera desde, y está típicamente acoplada de forma fija a, o formada integralmente con) la barra hacia (preferiblemente hacia y en acoplamiento sellado con) una superficie interior del cilindro hidráulico. El actuador hidráulico es típicamente configurable para mover el manguito desde la posición cerrada a la posición abierta proporcionando fluido hidráulico presurizado a la (primera) superficie de accionamiento del pistón.
Típicamente, el actuador hidráulico es configurable para proporcionar fluido presurizado a la (primera) superficie de accionamiento del pistón a través de una primera toma de fluido hidráulico en el cilindro. Preferiblemente, la primera toma de fluido hidráulico comprende una abertura en (por ejemplo, una pared tubular o un extremo axial de) el cilindro hidráulico.
La parte de la barra que comprende el pistón hidráulico permanece típicamente dentro del cilindro tanto si el manguito esté en la posición abierta, la posición cerrada o en una posición intermedia entre las posiciones abierta y cerrada.
El pistón hidráulico comprende típicamente una segunda superficie de accionamiento que se extiende radialmente hacia fuera desde la barra hacia (preferiblemente hacia y en acoplamiento sellado con) una superficie interior del
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cilindro hidráulico. El medio de desviación comprende típicamente un elemento (pasivo) de desviación (tal como un resorte) referenciado entre la segunda superficie de accionamiento y un tope dispuesto dentro del cilindro.
La parte de la barra que comprende la segunda superficie de accionamiento permanece típicamente dentro del cilindro tanto si el manguito está en la posición abierta, la posición cerrada o en una posición intermedia entre las posiciones abierta y cerrada.
Puede estar dispuesto un tope (típicamente anular) que impide que el manguito se deslice fuera del hueco interior cuando el manguito está en la posición abierta. El tope puede ser, pero no es necesariamente, parte del cuerpo de la válvula. Por ejemplo, el tope puede estar comprendido en un componente adicional (por ejemplo, un tubo de admisión de aire dispuesto en el mástil desplegable) en el que está montado el cuerpo de la válvula en uso. Más preferiblemente, el cilindro hidráulico comprende un tope que se acopla con la barra cuando el manguito está en la posición abierta para impedir que la barra se deslice fuera del cilindro (típicamente en la dirección en la que la barra se desliza dentro del cilindro hidráulico cuando el manguito se desliza desde la posición cerrada a la posición abierta). Puede ser que el cilindro comprenda una primera parte que tiene un primer diámetro interior y una segunda parte desplazada axialmente de la primera parte, teniendo la segunda parte un segundo diámetro interior que es menor que el primer diámetro interior. Típicamente, la primera parte del cilindro está más cerca del primer extremo del cilindro de lo que la segunda parte del cilindro está del primer extremo del cilindro. Típicamente, la segunda parte del cilindro está más cerca del segundo extremo del cilindro de lo que la primera parte está del segundo extremo del cilindro. Puede ser que el tope comprenda una región de transición entre la primera parte y la segunda parte. La región de transición puede comprender una región ahusada, pero más típicamente la región de transición comprende un escalón. En este caso, la barra comprende típicamente una primera parte que tiene un primer diámetro exterior que se mueve alternativamente en la primera parte del cilindro y una segunda parte axialmente desplazada de la primera parte de la barra, teniendo la segunda parte de la barra un segundo diámetro exterior al menos parte del cual se puede mover alternativamente en la segunda parte del cilindro, siendo el segundo diámetro exterior menor que el primer diámetro exterior. La barra comprende preferiblemente una región de transición entre la primera parte y la segunda parte. La región de transición de la barra típicamente se acopla con la región de transición del cilindro hidráulico (esto es, el tope del cilindro hidráulico) cuando el manguito está en la posición abierta. La región de transición de la barra puede comprender una región ahusada, pero más típicamente la región de transición de la barra comprende un escalón entre las partes primera y segunda de la barra. Típicamente, las regiones de transición del cilindro y la barra están configuradas para impedir que la región de transición de la barra se deslice más allá de la región de transición del cilindro (en la dirección de apertura). Típicamente, las regiones de transición del cilindro y la barra se pueden manejar conjuntamente (por ejemplo, la región de transición del cilindro comprende un escalón y la región de transición de la barra comprende un escalón que se acopla con la región de transición del cilindro cuando el manguito está en la posición abierta).
Preferiblemente, el tope es elástico. Por ejemplo, puede ser que el tope comprenda un elemento elástico, tal como un anillo elástico (por ejemplo, elastomérico). Haciendo el tope elástico, este amortigua la barra/manguito cuando alcanza la posición abierta, reduciendo por tanto el ruido producido cuando se abre la válvula y reduciendo la probabilidad de daños en la barra/manguito y el cuerpo de la válvula. Esto también reduce la necesidad de un control preciso sobre el movimiento del manguito, lo que reduce la complejidad del diseño de la válvula y el mecanismo de control.
El elemento de desviación puede comprender un resorte de desviación dispuesto en el cilindro, teniendo el resorte de desviación un primer extremo referenciado contra la segunda superficie de accionamiento y teniendo un segundo extremo opuesto al primer extremo referenciado contra un tope (anular) dispuesto en el cilindro. El resorte de desviación puede estar acoplado (por ejemplo, fijado) a la barra.
El tope en el cilindro contra el cual el medio de desviación (resorte) está referenciado puede ser una cara extrema axial interior (anular) (dispuesta en el segundo extremo) del cilindro.
Típicamente, el manguito está desviado activamente (selectivamente) hacia la posición cerrada.
Típicamente, el manguito está desviado tanto pasivamente como activamente (selectivamente) hacia la posición cerrada. La desviación pasiva es proporcionada típicamente por un o el resorte de desviación.
Puede ser que el manguito se desvíe activamente (selectivamente) hacia la posición cerrada mediante el actuador accionado activamente.
El manguito típicamente se desvía activamente (selectivamente) hacia la posición cerrada a través de la barra.
Típicamente, el manguito se desvía activamente (selectivamente) hacia la posición cerrada mediante el actuador hidráulico, siendo el actuador hidráulico configurable para proporcionar fluido hidráulico presurizado a la segunda superficie de accionamiento, para accionar de este modo la barra, y por tanto el manguito, hacia la posición cerrada.
Típicamente, el actuador hidráulico proporciona fluido hidráulico presurizado a la segunda superficie de accionamiento del pistón hidráulico a través de una segunda toma de fluido hidráulico en el cilindro. La segunda toma de fluido hidráulico está dispuesta típicamente en una pared tubular del cilindro, típicamente de forma
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adyacente al primer extremo del cilindro. Puede ser que se proporcione fluido presurizado a la segunda superficie de accionamiento del pistón desde la segunda toma de entrada de fluido hidráulico a través de un canal de fluido que se extiende axialmente a través de la pared tubular del cilindro hidráulico.
Dicha segunda superficie de accionamiento está típicamente dispuesta de forma adyacente (verticalmente) a (pero típicamente desplazada axialmente de) la primera superficie de accionamiento. La segunda superficie de accionamiento está típicamente dispuesta más cerca del segundo extremo axial de la barra de lo que la primera superficie de accionamiento está del segundo extremo axial de la barra. La primera superficie de accionamiento está típicamente dispuesta más cerca del primer extremo axial de la barra de lo que la segunda superficie de accionamiento está del primer extremo axial de la barra.
El actuador hidráulico puede ser configurable para proporcionar fluido presurizado a la (primera) superficie de accionamiento del pistón a través de la primera toma de fluido hidráulico en el cilindro para impulsar el pistón (y por tanto el manguito) hacia la posición abierta contra la desviación del medio de desviación (pasivo).
Típicamente, el manguito no se desvía activamente hacia la posición cerrada cuando el manguito está siendo movido activamente a la posición abierta.
Preferiblemente, la válvula es configurable de tal modo que, cuando el manguito está siendo movido activamente a la posición abierta, el fluido hidráulico en comunicación con la segunda superficie de accionamiento del pistón está a una presión menor que el fluido hidráulico que acciona la primera superficie de accionamiento. Puede ser que algún fluido hidráulico en comunicación (directa) con la primera superficie de accionamiento no esté presurizado cuando el manguito se esté moviendo a la posición abierta. Puede ser que, cuando el manguito esté siendo movido a la posición abierta, se expulse del cilindro fluido en comunicación con la segunda superficie de accionamiento a través de la segunda toma de fluido hidráulico hacia una línea de retorno (que puede conducir, por ejemplo, a un depósito de fluido hidráulico que puede estar en comunicación con un medio de presurización tal como una bomba).
Los medios de desviación pueden comprender medios de desviación activa y medios de desviación pasiva. Preferiblemente, la válvula está configurada de tal manera que la fuerza ejercida por los medios de desviación pasiva que desvían el manguito a la posición cerrada sea suficiente para cerrar la válvula. No obstante, puede ser que se proporcione un medio de desviación activo para aumentar la velocidad con la que se puede mover el manguito desde la posición abierta a la posición cerrada. Como se indicó anteriormente, los medios de desviación activa pueden comprender fluido hidráulico presurizado que acciona la segunda superficie de accionamiento de la barra hacia la posición cerrada. Cuando el manguito es movido a la posición cerrada, el fluido presurizado que acciona la segunda superficie de accionamiento está a una presión mayor que el fluido hidráulico en comunicación con la superficie de accionamiento de la primera superficie de accionamiento. Puede ser que algún fluido en comunicación (directa) con la primera superficie de accionamiento no esté presurizado cuando el manguito se mueve a la posición cerrada. Puede ser que, cuando el manguito se mueva a la posición cerrada, se expulse del cilindro fluido en comunicación con la primera superficie de accionamiento a través de la primera toma de fluido hidráulico a una línea de retorno (que puede conducir, por ejemplo, a un depósito de fluido hidráulico que puede estar en comunicación de fluido con un medio de presurización tal como una bomba).
La primera y segunda superficies de accionamiento permanecen típicamente dentro del cilindro tanto si el manguito está en la posición abierta como si está en la posición cerrada o entre las posiciones abierta y cerrada.
Típicamente, uno o más retenes de aceite están dispuestos entre la barra y el cilindro hidráulico (o el cuerpo de la válvula) para inhibir el flujo de fluido hidráulico al exterior del cilindro y al interior del cuerpo de la válvula. Uno o más retenes de agua pueden estar dispuestos entre la barra y el cilindro hidráulico (o el cuerpo de la válvula) para inhibir el flujo de agua al interior del cilindro desde el cuerpo de la válvula. El (los) retén(es) de agua pueden estar axialmente desplazados del (de los) retén(es) de aceite. El (los) retén(es) de aceite pueden estar axialmente más cerca del primer extremo de la barra de lo que los retenes de agua están del primer extremo de la barra, y los retenes de agua pueden estar axialmente más cerca del segundo extremo de la barra de lo que los retenes de aceite están del segundo extremo de la barra.
Se puede proporcionar un orificio de salida de agua en comunicación de fluido con el cilindro a través del cual se puede extraer del cilindro cualquier agua que entre en el cilindro desde el cuerpo de la válvula. El orificio de salida de agua puede estar dispuesto en una pared tubular del cilindro. El orificio de salida de agua está típicamente desplazado axialmente desde el segundo extremo del cilindro, hacia el primer extremo del cilindro. Se puede proporcionar un conducto de salida de agua (por ejemplo, dentro de la pared tubular del cilindro) en comunicación de fluido con el orificio de salida de agua, que suministre el agua extraída a un desagüe de agua sucia. El orificio de salida de agua está típicamente dispuesto axialmente entre el (los) retén(es) de aceite y el (los) retén(es) de agua.
El primer extremo del cilindro típicamente también comprende un conector de desagüe de agua en comunicación de fluido con el canal de desagüe de agua.
Puede ser que el manguito comprenda, o consista en, un material compuesto. Dicho material compuesto puede comprender o consistir en, por ejemplo, plástico reforzado con vidrio (PRFV, o GRP por sus siglas en inglés) o, más preferiblemente, plástico reforzado con fibra de carbono (PRFC, o CFRP por sus siglas en inglés).
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Por ejemplo, el manguito puede comprender una pared tubular que comprende un material compuesto. En una realización, el manguito comprende una pared tubular que comprende, o consiste en, plástico reforzado con fibra de carbono.
Preferiblemente, el manguito comprende un (primer) protector del manguito en un primer extremo de (una o la pared tubular de) el manguito. Puede estar dispuesto un segundo protector del manguito en un segundo extremo de (una o la pared tubular de) el manguito. El (los) protector(es) del manguito pueden comprender (cada uno) un anillo que puede en algunas realizaciones ser metálico o elastomérico dispuesto sobre el primer (y, en el caso de un segundo protector del manguito, el segundo) extremo(s) axial(es) exterior(es) de (la pared tubular de el) manguito. La pared tubular de plástico reforzado con fibra de carbono (PRFC) proporciona al manguito poco peso, mientras que el(los) protector(es) del manguito protege(n) la pared tubular de PRFC cuando el manguito se mueve hacia las posiciones cerrada, y en algunas realizaciones abierta (absorbiendo el (primer) protector del manguito el impacto cuando el primer extremo axial del manguito se acopla con el (primer) sellado durante el cierre de la válvula y en algunas realizaciones absorbiendo el segundo protector del manguito un impacto cuando el segundo extremo axial del manguito se acopla con un tope durante la apertura de la válvula).
El primer protector del manguito puede comprender la (primera) superficie de sellado (por ejemplo, la (primera) cresta de sellado).
La (primera) cresta de sellado está dispuesta típicamente en el primer protector del manguito.
Preferiblemente, el cuerpo de la válvula (o el cilindro hidráulico) comprende terminales de calentadores para acoplar eléctricamente uno o más calentadores a una fuente de energía eléctrica (preferiblemente para acoplar eléctricamente dos o más calentadores a una fuente de energía eléctrica, o dos o más fuentes de energía eléctrica respectivas).
Se puede proporcionar un calentador en el cuerpo de la válvula. Por ejemplo, un elemento calefactor puede estar enrollado alrededor del cuerpo de la válvula. El calentador puede estar acoplado eléctricamente a los terminales de calentador de dichos terminales de calentadores.
Puede ser que los terminales de calentadores y las conexiones del cilindro hidráulico estén dispuestos en una cavidad adyacente al primer extremo del cilindro hidráulico.
Puede ser que la válvula de snorkel comprenda uno o más calentadores configurados para calentar (por ejemplo, la pared tubular de) el cuerpo de la válvula (típicamente para inhibir de este modo la formación de hielo en o sobre el cuerpo de la válvula, o entre el cuerpo de la válvula y el manguito o sobre el manguito, para ayudar de este modo a impedir el atasco de dicho manguito deslizable dentro del hueco interior).
Puede ser que dichos uno o más calentadores comprendan una pluralidad de dichos calentadores.
Puede ser que dichos uno o más calentadores comprendan una pluralidad de calentadores dispuestos alrededor del perímetro de (por ejemplo, la pared tubular de) el cuerpo de la válvula. Típicamente, dichos calentadores de la pluralidad de calentadores están distribuidos alrededor del perímetro de (por ejemplo, la pared tubular de) el cuerpo de la válvula. Típicamente, dichos calentadores de la pluralidad de calentadores están espaciados entre sí alrededor del perímetro de (por ejemplo, la pared tubular de) el cuerpo de la válvula. Típicamente, dichos calentadores de la pluralidad de calentadores están espaciados entre sí de manera regular (por ejemplo, de manera periódica) alrededor del perímetro de (por ejemplo, la pared tubular de) el cuerpo de la válvula. Puede ser que las separaciones entre cada par de calentadores adyacentes alrededor del perímetro del cuerpo de la válvula sean (al menos sustancialmente) iguales.
Preferiblemente, la salida de calor por uno o más de cada uno de dichos calentadores está regulada (por ejemplo, para evitar sobrecalentamiento del cuerpo de la válvula y/o de los mismos calentadores).
Puede ser que se proporcionen uno o más termostatos, cada uno de los cuales está configurado para controlar la salida de calor por un calentador respectivo de dicho uno o más calentadores en respuesta a una temperatura medida (por ejemplo, en respuesta a una temperatura ambiente medida, una temperatura medida del cuerpo de la válvula o una temperatura medida de un elemento calefactor del calentador). Por ejemplo, puede ser que uno o más o cada uno de dichos uno o más calentadores comprenda un termostato (por ejemplo, integral) configurado para controlar la salida de calor por dicho calentador en respuesta a dicha temperatura medida.
Preferiblemente, cada uno de dichos calentadores está configurado para tener una temperatura máxima predeterminada (por ejemplo, 100°C).
Puede ser que cada uno de dichos calentadores esté configurado para apagarse (o cada uno de dichos calentadores esté configurado de tal manera que se reduzca una corriente eléctrica que fluye a través de uno o más elementos calefactores del calentador) en respuesta a que una temperatura (por ejemplo, una temperatura medida o la temperatura de un elemento calefactor del calentador) alcance (o se aproxime a, o sobrepase) la temperatura máxima predeterminada. Por ejemplo, puede ser que un termostato (típicamente integral) asociado con cada
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calentador esté configurado para cambiar el estado de (por ejemplo, abrir o cerrar) un interruptor en respuesta a una determinación de que una temperatura medida (por ejemplo, una temperatura ambiente medida, una temperatura medida del cuerpo de la válvula o una temperatura medida de un elemento calefactor del calentador) ha alcanzado (o se ha aproximado a, o ha sobrepasado) la temperatura máxima predeterminada, para de este modo apagar (o reducir la corriente eléctrica que fluye a través de uno o más elementos calefactores de) el calentador. Puede ser que cada uno de dichos calentadores esté configurado para encenderse (o cada uno de dichos calentadores esté configurado de tal manera que aumente la corriente eléctrica que fluye a través de uno o más elementos calefactores del calentador) en respuesta a que la temperatura caiga por debajo de la temperatura máxima predeterminada (por ejemplo, en una cantidad umbral). Por ejemplo, puede ser que un termostato (típicamente integral) asociado a cada calentador esté configurado para cambiar el estado de (por ejemplo, cerrar o abrir) un o el interruptor en respuesta a una determinación de que la temperatura medida ha caído por debajo de la temperatura máxima predeterminada (por ejemplo, en una cantidad umbral), para de este modo encender (o aumentar la corriente eléctrica que fluye a través de uno o más elementos calefactores de) el calentador. Puede ser que uno o más o cada uno de los calentadores comprenda uno o más elementos calefactores (típicamente alimentados eléctricamente). Puede ser que uno o más o cada uno de los calentadores comprenda uno o más elementos calefactores alimentados eléctricamente que tengan coeficientes de temperatura positivos (PTC, por sus siglas en inglés) de resistencia, esto es, elementos calefactores que tengan resistencias eléctricas que aumenten con el calentamiento. Típicamente, dichos elementos calefactores PTC autorregulan sus temperaturas en virtud del hecho de que sus resistencias eléctricas aumentan con el calentamiento. Típicamente, cada uno de dichos elementos calefactores PTC está provisto de temperaturas umbral por encima de las cuales la corriente eléctrica que fluye a través del elemento calefactor para un voltaje dado a su través se reduce en, por ejemplo al menos un 25%, más preferiblemente al menos un 50%, más preferiblemente al menos un 70%, por ejemplo al menos un 90%, cuando su temperatura sobrepasa dicha temperatura umbral en comparación con la corriente eléctrica que fluye a través del elemento calefactor cuando ese voltaje se aplica a su través a una temperatura de referencia (por ejemplo, la temperatura de referencia puede ser, por ejemplo 25 °C).
Puede ser que uno o más o cada uno de dichos uno o más calentadores estén dispuestos entre las superficies interior y exterior de la pared tubular del cuerpo de la válvula. Puede ser que uno o más o cada uno de dichos uno o más calentadores estén encastrados dentro del cuerpo de la válvula. Puede ser que uno o más o cada uno de dichos uno o más calentadores estén encastrados entre las superficies interior y exterior de la pared tubular del cuerpo de la válvula. Por ejemplo, (la pared tubular de) el cuerpo de la válvula puede comprender una pluralidad de agujeros axiales (típicamente distribuidos (típicamente espaciados regularmente) alrededor del perímetro de la pared tubular del cuerpo de válvula) en los que están dispuestos los calentadores. Típicamente, los agujeros axiales están dispuestos entre las superficies interior y exterior de la pared tubular del cuerpo de la válvula. Puede ser que los agujeros axiales estén formados taladrando la pared tubular del cuerpo de la válvula en una dirección axial (por ejemplo, desde una cara axial de, o adyacente a (por ejemplo, retirada de), un o el segundo extremo axial de dicha pared tubular hacia un o el primer extremo axial de dicha pared tubular opuesto al segundo extremo axial). Puede ser que dichos agujeros axiales se prolonguen desde la cara axial de, o adyacente a (por ejemplo, retirada de), el segundo extremo axial de la pared tubular del cuerpo de la válvula hacia el primer extremo axial de la pared tubular del cuerpo de la válvula. Puede ser que dichos agujeros axiales tengan cada uno una abertura que se extienda a través de la cara axial de, o adyacente a, el segundo extremo axial de la pared tubular del cuerpo de la válvula, de tal manera que los calentadores puedan ser insertados en los mismos durante el montaje. Puede ser que dichos agujeros axiales tengan extremos cerrados opuestos a las aberturas. Puede ser que los extremos cerrados de uno o más de los agujeros axiales estén dispuestos de forma adyacente al primer extremo axial de la pared tubular del cuerpo de válvula, o al menos más cerca del primer extremo axial de la pared tubular del cuerpo de válvula que del segundo extremo axial de la pared tubular del cuerpo de la válvula.
Por lo general, los calentadores son alargados. Por lo general, los calentadores son cilíndricos. Puede ser que los calentadores sean calentadores de cartucho (por ejemplo, alargados, preferiblemente cilíndricos).
Esta disposición ayuda a distribuir el calor de los calentadores uniformemente a través de la pared tubular del cuerpo de la válvula, ayudando de este modo a evitar que se forme hielo en la pared tubular del cuerpo de la válvula, ayudando de este modo a la válvula a funcionar sin atascarse incluso a bajas temperaturas ambiente.
Típicamente, los calentadores están conectados eléctricamente a una fuente de energía eléctrica (que está dispuesta típicamente en una vela o casco de presión de un submarino al que está acoplado el mástil desplegable del submarino). Típicamente, los calentadores están conectados eléctricamente a la fuente de energía eléctrica en paralelo (por ejemplo, a través de un bloque de terminales dispuesto en el mástil desplegable del submarino). Típicamente, los calentadores están conectados eléctricamente en paralelo entre sí.
Preferiblemente, la válvula está provista de un control prioritario manual para mantener el manguito en la posición abierta o cerrada según se requiera en el caso de un fallo de accionamiento (por ejemplo, hidráulico o eléctrico). El control prioritario manual normalmente se proporciona mediante una válvula de control hidráulico dispuesta en (por ejemplo, un casco de presión de) el submarino.
Un segundo aspecto de la invención proporciona un conjunto de mástil desplegable de submarino que comprende: un tubo de admisión de aire y una válvula de snorkel según el primer aspecto de la invención montada (o que se
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puede montar) en un extremo de dicho tubo de admisión de aire, estando la salida de la válvula de snorkel en comunicación de fluido (aire) con dicho tubo de admisión de aire.
La válvula de snorkel típicamente controla un flujo de fluido al interior del tubo de admisión de aire.
Típicamente, cuando el manguito de la válvula de snorkel está en la posición abierta, el aire puede entrar al tubo de admisión de aire a través de la válvula de snorkel. Típicamente, cuando el manguito de la válvula de snorkel está en la posición cerrada, el agua no puede entrar al tubo de admisión de aire a través de la válvula de snorkel.
Preferiblemente, la válvula de snorkel está montada en un primer extremo de dicho tubo de admisión de aire.
Puede ser que el primer extremo del tubo de admisión de aire tenga un diámetro interior (o anchura interior perpendicular al eje de deslizamiento) que sea menor que un diámetro interior (o anchura interior perpendicular al eje de deslizamiento) de la salida de la válvula. Preferiblemente, la salida de la válvula comprende una abertura axial en la pared tubular del cuerpo de la válvula. Típicamente, el tubo de admisión de aire tiene una pared tubular. En algunas realizaciones, la pared tubular del tubo de admisión de aire (tiene un espesor que) se superpone a una parte de la salida de la válvula. En este caso dicha parte de (el espesor de) la pared tubular del tubo de admisión de aire que se superpone puede formar un tope anular que impide que el manguito se salga del hueco interior del cuerpo de la válvula a través de la salida cuando el manguito está en la posición abierta. Sin embargo, como se estableció anteriormente con respecto al primer aspecto de la invención, el tope está dispuesto más preferiblemente en un cilindro hidráulico de un actuador hidráulico que controla la apertura y el cierre de la válvula. Preferiblemente, el tope es elástico. Por ejemplo, el tope puede comprender un elemento elástico, tal como un anillo elástico (por ejemplo, elastomérico).
La válvula de snorkel y al menos una parte de (o la mayoría de, o la totalidad) del tubo de admisión de aire están alojados típicamente en un carenado protector. Por lo general, el carenado protector está perfilado.
Preferiblemente, el carenado protector está conformado preferiblemente de forma hidrodinámica.
Puede ser que el carenado protector tenga una sección transversal paralela al eje principal a lo largo del cual se desplaza en uso un submarino que comprende el conjunto de mástil desplegable, teniendo la sección transversal una forma que comprende un borde de ataque redondeado, un borde de salida recto que se extiende perpendicularmente al eje principal, y una parte media redondeada que se extiende entre el borde de ataque redondeado y el borde de salida recto, teniendo la parte media una mayor extensión perpendicular al eje principal que el borde de ataque y el borde de salida.
Preferiblemente, el carenado comprende una abertura de entrada de aire. Preferiblemente, la abertura de entrada de aire está dispuesta en un lado aguas abajo del carenado.
Normalmente, la abertura de entrada de aire recibe aire en el carenado cuando dicha abertura de entrada de aire sobresale por encima de la superficie del agua.
Preferiblemente, la abertura de entrada de aire está dispuesta en o (más típicamente) de forma adyacente a un primer extremo (distal) del carenado, siendo el primer extremo del carenado adyacente a la válvula de snorkel. El primer extremo del carenado es el extremo del carenado que se expone primero al aire cuando se despliega el conjunto de mástil desplegable cuando un submarino que comprende el conjunto de mástil desplegable está a profundidad de snorkel.
Preferiblemente, la abertura de entrada de aire está dispuesta en una pared tubular del carenado. Preferiblemente, la abertura de entrada de aire del carenado es adyacente a la entrada de la válvula.
Preferiblemente, una rejilla de protección está dispuesta sobre o bajo la abertura de entrada de aire en el carenado para evitar que entren objetos al carenado a través de la abertura de entrada de aire.
Preferiblemente, el carenado está (completamente) cerrado (pero típicamente no sellado) con la excepción de la abertura de entrada de aire.
Típicamente, el tubo de admisión de aire comprende una parte fija y una o más partes extensibles de manera telescópica y replegables de manera telescópica. Típicamente, la válvula de snorkel está montada en una parte extensible y retráctil.
Típicamente, el conjunto de mástil desplegable comprende además uno o más sensores en comunicación con un controlador, estando configurado el controlador para mover el manguito hacia, o mantener el manguito en, las posiciones abierta o cerrada en respuesta a señales recibidas de los sensores.
Dichos uno o más sensores comprenden típicamente uno o más sensores de agua y/o uno o más sensores de presión.
Dichos uno o más sensores están típicamente dispuestos en comunicación de fluido con la abertura de entrada de
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aire del carenado.
Dichos uno o más sensores pueden estar dispuestos en o sobre el carenado o sobre (la superficie exterior de) el cuerpo de la válvula. Dichos uno o más sensores pueden estar dispuestos dentro de (por ejemplo, en una superficie interior de una pared tubular de) el carenado. Dichos uno o más sensores pueden estar dispuestos entre el carenado y el cuerpo de la válvula. Típicamente, uno o más de dichos uno o más sensores están dispuestos de forma adyacente a (en algunos casos, desplazados axialmente por debajo), o en, la abertura de entrada de aire.
Dichos uno o más sensores están típicamente dispuestos en comunicación electrónica con el controlador. Dichos uno o más sensores están configurados preferiblemente para proporcionar una indicación al controlador de si al menos una parte de (o la mayoría de o la totalidad de) la abertura de entrada de aire del carenado está sumergida por debajo de la superficie del agua.
Preferiblemente, dichos uno o más sensores comprenden uno o más sensores de presión. Puede ser que los sensores de presión (donde estén provistos) estén configurados para proporcionar una indicación de la profundidad de los sensores de presión por debajo de la superficie del agua.
Típicamente, el conjunto de mástil desplegable comprende una pluralidad de sensores en comunicación con el controlador, estando configurado el controlador para mover el manguito hacia, o mantener el manguito en, las posiciones abierta o cerrada en respuesta a señales recibidas de una pluralidad de (por ejemplo, cada uno de) los sensores.
Preferiblemente, dicha pluralidad de sensores comprende al menos dos sensores de diferentes tipos. Por ejemplo, puede ser que estén dispuestos al menos un sensor de agua y al menos un sensor de presión.
En algunas realizaciones, el conjunto de mástil desplegable comprende una pluralidad de sensores, o una pluralidad de pares de sensores, espaciados físicamente entre sí y en comunicación con el controlador, estando el controlador configurado para tener en cuenta señales de dicha pluralidad de sensores, o dicha pluralidad de pares de sensores, para determinar si mover el manguito hacia, o mantener el manguito en, la posición abierta o si mover el manguito hacia, o mantener el manguito en, la posición cerrada.
Preferiblemente, dicha pluralidad de sensores comprende al menos un primer sensor (o un primer par de sensores) aguas arriba de un segundo sensor (o un segundo par de sensores). Dicho primer sensor (o primer par de sensores) está dispuesto típicamente más cerca de la superficie aguas arriba del carenado que de la superficie aguas abajo del carenado y el segundo sensor (o el segundo par de sensores) está dispuesto más cerca de la superficie aguas abajo del carenado que de la superficie aguas arriba del carenado. Dicho segundo sensor (o segundo par de sensores) está dispuesto típicamente de forma adyacente a la abertura de entrada de aire del carenado.
Típicamente, el conjunto de mástil desplegable comprende además al menos un par de sensores, comprendiendo cada uno de dichos al menos un par de sensores un primer sensor de un primer tipo adyacente a un segundo sensor de un segundo tipo diferente al primer tipo.
Disponiendo diferentes tipos de sensores adyacentes entre sí, se pueden comparar las señales de los sensores para proporcionar una indicación más fiable de si al menos una parte de (o la mayoría de o la totalidad de) la abertura de entrada de aire del carenado está sumergida por debajo de la superficie del agua (y, por tanto, de si la válvula debe cerrarse, si está funcionando en el modo de snorkel). Por consiguiente, el controlador está configurado típicamente para comparar señales de los dos sensores dentro de un par para determinar si ese par de sensores está sumergido. Puede ser que el controlador esté configurado para mover el manguito hacia (o mantener el manguito en) las posiciones abierta o cerrada en respuesta a la determinación de que las lecturas del primer y segundo sensores dentro de uno o más pares de sensores son consistentes.
Preferiblemente, dicha pluralidad de sensores comprende al menos un par de sensores que comprende un sensor de agua adyacente a un sensor de presión.
Preferiblemente, se proporciona una pluralidad de pares de sensores. Preferiblemente, los pares de sensores de dicha pluralidad de pares de sensores están espaciados entre sí.
Preferiblemente, se proporcionan dos o más pares de sensores. Preferiblemente, dichos dos o más pares comprenden un primer par, delantero, dispuesto aguas arriba de un segundo par de popa. En algunas realizaciones, un primer par, delantero, puede estar dispuesto aguas arriba de un segundo par de popa y un tercer par de popa.
Preferiblemente, el conjunto de mástil desplegable comprende al menos tres pares de sensores, comprendiendo cada par un primer sensor de un primer tipo y un segundo sensor de un segundo tipo diferente del primer tipo, comprendiendo dichos al menos tres pares de sensores un primer par de sensores alojado en o sobre un lado aguas arriba (esto es, más cerca de la superficie aguas arriba que de la superficie aguas abajo) del carenado y un segundo y tercer pares de sensores alojados en o sobre un lado aguas abajo (esto es, más cerca de la superficie aguas abajo que de la superficie aguas arriba) del carenado en comunicación de fluido con la abertura de entrada de aire. Los al menos tres pares de sensores están dispuestos típicamente de forma adyacente a dicho extremo distal del
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carenado.
Por el lado aguas arriba del carenado nos referimos a la parte delantera del carenado con respecto a la dirección de desplazamiento hacia delante de un submarino que comprende el conjunto de mástil desplegable. Por el lado aguas abajo del carenado, nos referimos a la parte trasera del carenado con respecto a la dirección de desplazamiento hacia delante de un submarino que comprende el conjunto de mástil desplegable.
El controlador tiene típicamente una pluralidad de modos (típicamente alternativos) que incluyen un modo de snorkel y un modo de inmersión.
Típicamente, en el modo de snorkel, el controlador está configurado para mover el manguito a la posición cerrada, o para mantener el manguito en la posición cerrada, en respuesta a una indicación de los sensores de que la abertura de entrada de aire en el carenado está sumergida por debajo de la superficie del agua.
Típicamente, en el modo de snorkel, el controlador está configurado para mover el manguito a la posición abierta, o para mantener el manguito en la posición abierta, en respuesta a una indicación de los sensores de que la abertura de entrada de aire en el carenado está por encima de la superficie del agua.
El controlador puede tener un modo de inmersión. El controlador está configurado típicamente para entrar en el modo de inmersión (por ejemplo, desde el modo de snorkel) en respuesta a la determinación de que la profundidad por debajo de la superficie del agua de un submarino que comprende el conjunto de mástil desplegable sobrepasa una profundidad umbral por debajo de la superficie del agua.
En el modo de inmersión, el controlador está configurado típicamente para mover el manguito desde la posición cerrada a la posición abierta para inundar de este modo el tubo de admisión de aire con agua con objeto de igualar las presiones en las superficies interior y exterior del tubo (para evitar daños al tubo de admisión de aire). El controlador está configurado para mover el manguito a la posición cerrada en el modo de inmersión cuando el tubo de admisión de aire se ha inundado (por ejemplo, en respuesta a la determinación de que la presión en la superficie interior del tubo de admisión de aire iguala (o iguala sustancialmente) la presión en la superficie exterior del tubo de admisión de aire, o cuando el manguito ha estado en la posición abierta durante un período de tiempo predeterminado en el modo de inmersión).
El controlador puede estar configurado para entrar en el modo de snorkel (por ejemplo, desde el modo de inmersión) en respuesta a la determinación de que la profundidad por debajo de la superficie del agua de un submarino que comprende el conjunto de mástil desplegable es menor que una o dicha profundidad umbral. Cuando el controlador cambia del modo de inmersión al modo de snorkel, el controlador normalmente está configurado para vaciar de agua el tubo de admisión de aire antes de que el manguito se pueda mover de la posición cerrada a la posición abierta (típicamente en respuesta a la determinación de que la abertura de entrada de aire en el carenado está por encima de la superficie del agua).
El controlador puede estar configurado para cambiar entre modos en respuesta a señales recibidas de los sensores. Por ejemplo, el controlador puede estar configurado para cambiar del modo de snorkel al modo de inmersión en respuesta a señales recibidas de uno o más sensores (por ejemplo, de presión) que indiquen que dicho uno o más sensores (por ejemplo, de presión) están a una profundidad por debajo de la superficie del agua que sobrepasa una profundidad umbral. El controlador puede estar configurado para cambiar del modo de inmersión al modo de snorkel en respuesta a señales recibidas de uno o más sensores (por ejemplo, de presión) que indiquen que dicho uno o más sensores (por ejemplo, de presión) están a una profundidad por debajo de la superficie del agua que es menor que una o la profundidad umbral.
Se entenderá que, en “señales recibidas de” sensores, también incluimos señales derivadas de señales recibidas de los sensores.
Típicamente, se proporciona un sistema hidráulico que está configurado para controlar la apertura y el cierre de la válvula de snorkel. El sistema hidráulico comprende preferiblemente un (o el) controlador y una fuente de fluido hidráulico presurizado en comunicación de fluido con el cilindro hidráulico a través de una circuitería de válvula conmutadora. Típicamente, el controlador tiene un primer modo, de apertura, en el que configura la circuitería de la válvula conmutadora (que puede comprender una sola válvula conmutadora o una pluralidad de válvulas) para conectar la fuente de fluido hidráulico presurizado a la primera superficie de accionamiento del pistón, para de este modo impulsar el manguito a la posición abierta. En el primer modo de apertura, la segunda superficie de accionamiento del pistón está desconectada de la fuente de fluido presurizado. La segunda superficie de accionamiento del pistón puede estar en conexión de fluido a una línea de retorno que está en comunicación de fluido con un tanque de fluido hidráulico. El tanque de fluido hidráulico puede estar configurado para suministrar fluido no presurizado a la fuente de fluido presurizado.
El controlador típicamente tiene un segundo modo, de cierre, en el que configura la circuitería de la válvula conmutadora para conectar la fuente de fluido hidráulico presurizado a la segunda superficie de accionamiento del pistón, para impulsar de este modo el manguito a la posición cerrada. La primera superficie de accionamiento del pistón está típicamente desconectada de la fuente de fluido presurizado. La primera superficie de accionamiento del
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pistón puede estar en conexión de fluido a una o la línea de retorno que está en comunicación de fluido con un o el tanque de fluido hidráulico.
Típicamente, se proporcionan uno o más calentadores (por ejemplo, elementos calefactores). Un primer calentador puede estar dispuesto de forma adyacente a la abertura de entrada de aire del carenado. El primer calentador normalmente está configurado para calentar el aire entrante, ayudando de este modo a impedir que se forme hielo. Un segundo calentador puede estar dispuesto en el cuerpo de la válvula, ayudando de este modo a impedir que se forme hielo en el cuerpo de la válvula que de otro modo podría provocar el atasco del manguito deslizante. Puede ser que el segundo calentador esté enrollado alrededor del cuerpo de la válvula. Por ejemplo, el segundo calentador puede ser un elemento calefactor enrollado alrededor del cuerpo de la válvula.
Puede ser que la válvula de snorkel comprenda uno o más calentadores configurados para calentar (por ejemplo, la pared tubular de) el cuerpo de la válvula (típicamente para inhibir de este modo la formación de hielo en o sobre el cuerpo de la válvula, o entre el cuerpo de la válvula y el manguito o sobre el manguito, para de este modo ayudar a impedir el atasco de dicho manguito deslizable dentro del hueco interior).
Puede ser que dichos uno o más calentadores comprendan una pluralidad de dichos calentadores.
Puede ser que dichos uno o más calentadores comprendan una pluralidad de calentadores dispuestos alrededor del perímetro de (por ejemplo, la pared tubular de) el cuerpo de la válvula. Típicamente, dichos calentadores de la pluralidad de calentadores están distribuidos alrededor del perímetro de (por ejemplo, la pared tubular de) el cuerpo de la válvula. Típicamente, dichos calentadores de la pluralidad de calentadores están espaciados entre sí alrededor del perímetro de (por ejemplo, la pared tubular de) el cuerpo de la válvula. Típicamente, dichos calentadores de la pluralidad de calentadores están espaciados regularmente (por ejemplo periódicamente) entre sí alrededor del perímetro de (por ejemplo, la pared tubular de) el cuerpo de la válvula. Puede ser que las separaciones entre cada par de calentadores adyacentes alrededor del perímetro del cuerpo de la válvula sean (al menos sustancialmente) iguales.
Preferiblemente, la salida de calor por uno o más de cada uno de dichos calentadores está regulada (por ejemplo, para evitar el sobrecalentamiento del cuerpo de la válvula y/o de los mismos calentadores).
Puede ser que estén dispuestos uno o más termostatos, cada uno de los cuales está configurado para controlar la salida de calor por un calentador respectivo de dicho uno o más calentadores en respuesta a una temperatura medida (por ejemplo, en respuesta a una temperatura ambiente medida, una temperatura medida del cuerpo de la válvula o una temperatura medida de un elemento calefactor del calentador). Por ejemplo, puede ser que uno o más o cada uno de dichos uno o más calentadores comprenda un termostato (por ejemplo, integral) configurado para controlar la salida de calor por dicho calentador en respuesta a dicha temperatura medida.
Preferiblemente, cada uno de dichos calentadores está configurado para tener una temperatura máxima predeterminada (por ejemplo, 100°C).
Puede ser que cada uno de dichos calentadores esté configurado para apagarse (o cada uno de dichos calentadores esté configurado de tal manera que se reduzca una corriente eléctrica que fluya a través de uno o más elementos calefactores del calentador) en respuesta a que una temperatura (por ejemplo, una temperatura medida o la temperatura de un elemento calefactor del calentador) alcance (o se aproxime a, o sobrepase) la temperatura máxima predeterminada. Por ejemplo, puede ser que un termostato (típicamente integral) asociado con cada calentador esté configurado para cambiar el estado de (por ejemplo, abrir o cerrar) un interruptor en respuesta a una determinación de que una temperatura medida (por ejemplo, una temperatura ambiente medida, una temperatura medida del cuerpo de la válvula o una temperatura medida de un elemento calefactor del calentador) ha alcanzado (o se aproxima a, o sobrepasa) la temperatura máxima predeterminada, para de este modo apagar (o reducir la corriente eléctrica que fluye a través de uno o más elementos calefactores de) el calentador. Puede ser que cada calentador esté configurado para encenderse (o cada uno de dichos calentadores esté configurado de tal manera que aumente la corriente eléctrica que fluye a través de uno o más elementos calefactores del calentador) en respuesta a que la temperatura caiga por debajo de la temperatura máxima predeterminada (por ejemplo, en una cantidad umbral). Por ejemplo, puede ser que un termostato (típicamente integral) asociado a cada calentador esté configurado para cambiar el estado de (por ejemplo, cerrar o abrir) un o el interruptor en respuesta a una determinación de que la temperatura medida ha caído por debajo de la temperatura máxima predeterminada (por ejemplo, en una cantidad umbral) para de este modo encender (o aumentar la corriente eléctrica que fluye a través de uno o más elementos calefactores de) el calentador. Puede ser que uno o más o cada uno de los calentadores comprenda uno o más elementos calefactores (típicamente alimentados eléctricamente). Puede ser que uno o más o cada uno de los calentadores comprenda uno o más elementos calefactores alimentados eléctricamente que tengan coeficientes de temperatura positivos (PTC) de resistencia, es decir, elementos calefactores que tengan resistencias eléctricas que aumentan con el calentamiento. Típicamente, dichos elementos calefactores PTC autorregulan sus temperaturas en virtud del hecho de que sus resistencias eléctricas aumentan con el calentamiento. Típicamente, cada uno de dichos elementos calefactores PTC está provisto de temperaturas umbral por encima de las cuales la corriente eléctrica que fluye a través del elemento calefactor para un voltaje dado a su través se reduce, por ejemplo, al menos un 25%, más preferiblemente al menos un 50%, más preferiblemente al menos un 70%, por ejemplo al
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menos un 90%, cuando su temperatura sobrepasa dicha temperatura umbral en comparación con la corriente eléctrica que fluye a través del elemento calentador cuando ese voltaje se aplica a su través a una temperatura de referencia (por ejemplo, la temperatura de referencia puede ser por ejemplo 25 °C).
Puede ser que uno o más o cada uno de dichos uno o más calentadores estén dispuestos entre las superficies interior y exterior de la pared tubular del cuerpo de la válvula. Puede ser que uno o más o cada uno de dichos uno o más calentadores estén encastrados dentro del cuerpo de la válvula. Puede ser que uno o más o cada uno de dichos uno o más calentadores estén encastrados entre las superficies interior y exterior de la pared tubular del cuerpo de la válvula. Por ejemplo, (la pared tubular de) el cuerpo de la válvula puede comprender una pluralidad de agujeros axiales (típicamente distribuidos (típicamente espaciados regularmente) alrededor del perímetro de la pared tubular del cuerpo de la válvula) en los que están dispuestos los calentadores. Típicamente, los agujeros axiales están dispuestos entre las superficies interior y exterior de la pared tubular del cuerpo de la válvula. Puede ser que los agujeros axiales estén formados taladrando la pared tubular del cuerpo de la válvula en una dirección axial (por ejemplo, desde una cara axial de, o adyacente a (por ejemplo, retirada de), un o el segundo extremo axial de dicha pared tubular hacia un o el primer extremo axial de dicha pared tubular opuesta al segundo extremo axial). Puede ser que dichos agujeros axiales se prolonguen desde la cara axial de, o adyacente a (por ejemplo, retirada de), el segundo extremo axial de la pared tubular del cuerpo de la válvula hacia el primer extremo axial de la pared tubular del cuerpo de la válvula. Puede ser que dichos agujeros axiales tengan cada uno una abertura que se extiende a través de la cara axial de, o adyacente a, el segundo extremo axial de la pared tubular del cuerpo de la válvula, de tal manera que los calentadores puedan insertarse en los mismos durante el montaje. Puede ser que dichos agujeros axiales tengan extremos cerrados opuestos a las aberturas. Puede ser que los extremos cerrados de uno o más de los agujeros axiales estén dispuestos de forma adyacente al primer extremo axial de la pared tubular del cuerpo de la válvula, o al menos más cerca del primer extremo axial de la pared tubular del cuerpo de la válvula que del segundo extremo axial de la pared tubular del cuerpo de la válvula.
Típicamente los calentadores son alargados. Típicamente los calentadores son cilíndricos. Puede ser que los calentadores sean calentadores de cartucho (por ejemplo, alargados, preferiblemente cilíndricos).
Esta disposición ayuda a distribuir el calor de los calentadores uniformemente a través de la pared tubular del cuerpo de la válvula, ayudando de este modo a impedir que se forme hielo en la pared tubular del cuerpo de la válvula, ayudando de este modo a la válvula a funcionar sin atascarse incluso a bajas temperaturas ambiente.
Típicamente, los calentadores están conectados eléctricamente a una fuente de energía eléctrica (que está típicamente dispuesta en una vela o casco de presión de un submarino al que está acoplado el mástil desplegable del submarino). Típicamente, los calentadores están conectados eléctricamente a la fuente de energía eléctrica en paralelo (por ejemplo, por medio de un bloque de terminales dispuesto en el mástil desplegable del submarino). Típicamente, los calentadores están conectados eléctricamente en paralelo entre sí.
Preferiblemente, la fuerza de desviación ejercida por los medios de desviación que desvían el manguito a la posición cerrada es suficiente para mover el manguito a la posición cerrada si hay un fallo de accionamiento (por ejemplo, hidráulico o eléctrico).
Un tercer aspecto de la invención proporciona un submarino que comprende la válvula de snorkel según el primer aspecto de la invención.
Un cuarto aspecto de la invención proporciona un submarino que comprende el conjunto de mástil desplegable según el segundo aspecto de la invención.
Un quinto aspecto de la invención proporciona un método para manejar una válvula de snorkel activa comprendida en un conjunto de mástil desplegable que tiene una abertura de entrada de aire, comprendiendo la válvula de snorkel activa:
un cuerpo de la válvula que tiene: una pared tubular que tiene una superficie exterior y una superficie interior en el reverso de la superficie exterior, definiendo la superficie interior un hueco cilíndrico interior; una entrada de la válvula que se extiende a través de la pared tubular para poner en conexión de fluido la superficie exterior y el hueco interior; y una salida de la válvula (diferente de la entrada de la válvula) en comunicación de fluido con el hueco interior, y
un manguito deslizable dentro de dicho hueco interior entre una posición cerrada en la que cubre (típicamente completamente) dicha entrada de la válvula para inhibir de ese modo (por ejemplo, impedir o al menos restringir) el flujo de agua desde la abertura de entrada de aire al hueco interior a través de la entrada de la válvula, y una posición abierta en la que al menos una parte de (preferiblemente toda) dicha entrada de la válvula queda descubierta por el manguito para permitir que el aire fluya desde la abertura de entrada de aire a dicho hueco interior a través de dicha entrada de la válvula (y fuera del hueco interior a través de dicha salida de la válvula),
comprendiendo el método: mover el manguito hacia, o mantener el manguito en, la posición cerrada en respuesta a una determinación de que al menos una parte de (o la mayoría de o toda) la abertura de entrada de aire está
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sumergida por debajo de una superficie del agua; y mover el manguito hacia, o mantener el manguito en, la posición abierta en respuesta a la determinación de que la abertura de entrada de aire está por encima de dicha superficie de agua.
Se entenderá que cuando el manguito está en la posición abierta, la entrada de la válvula está en comunicación de fluido (aire) con la abertura de entrada de aire.
La abertura de entrada de aire está dispuesta típicamente en un carenado que aloja la válvula de snorkel. Típicamente, la abertura de entrada de aire está dispuesta de manera adyacente a un extremo distal del carenado. Típicamente, la abertura de entrada de aire está dispuesta en una superficie aguas abajo del carenado.
El método puede comprender además que el manguito cubra la entrada de la válvula cuando está en la posición cerrada.
El método puede comprender además acoplar de manera sellada una primera superficie de sellado del manguito con un primer sellado de la válvula dispuesto en el cuerpo de la válvula cuando el manguito está en la posición cerrada.
El método puede comprender despejar una o más obstrucciones entre el manguito y el primer sellado de la válvula mediante dicha (primera) cresta de sellado a medida que el manguito se mueve desde la posición abierta a la posición cerrada.
El método puede comprender además acoplar de manera sellada una segunda superficie de sellado del manguito con un segundo sellado de la válvula dispuesto en el cuerpo de la válvula cuando el manguito está en la posición cerrada.
Puede ser que el primer y el segundo sellados de la válvula estén dispuestos en lados axiales opuestos de la entrada de la válvula. Es decir, la entrada de la válvula está típicamente dispuesta axialmente entre el primer y el segundo sellados de la válvula.
El método puede comprender además mover el manguito a la posición cerrada y amortiguar (por ejemplo, el primer extremo axial de) el manguito cuando alcanza la posición cerrada.
El método puede comprender además mover el manguito a la posición abierta y amortiguar (por ejemplo, una barra que transporta el manguito o el segundo extremo axial de) el manguito cuando alcanza la posición abierta (o una posición totalmente abierta).
El método puede comprender además determinar si la abertura de entrada de aire está sumergida por debajo de una superficie del agua teniendo en cuenta señales de al menos un sensor (preferiblemente una pluralidad de sensores o una pluralidad de pares de sensores).
Los sensores pueden estar provistos y dispuestos como se explica con respecto al primer aspecto de la invención.
El método puede comprender además determinar si la abertura de entrada de aire está sumergida por debajo de una o la superficie del agua teniendo en cuenta señales de un primer sensor de un primer tipo y un segundo sensor de un segundo tipo diferente del primer tipo.
El método comprende preferiblemente determinar si la abertura de entrada de aire está sumergida por debajo de la superficie teniendo en cuenta las señales de al menos tres pares de sensores, comprendiendo cada uno de dichos pares de sensores un primer sensor del primer tipo y un segundo sensor del segundo tipo. Preferiblemente, dentro de cada par, el primer sensor es un sensor de agua y el segundo sensor es un sensor de presión. Preferiblemente, dentro de cada par, los sensores primero y segundo son adyacentes entre sí.
El método puede comprender además determinar la profundidad de un submarino que comprende el conjunto de mástil desplegable a partir de señales recibidas de dicho uno o más sensores, y seleccionar un modo de funcionamiento en respuesta a la profundidad determinada. El método puede comprender seleccionar un modo de snorkel en respuesta a una determinación de que el submarino está por encima de una profundidad umbral por debajo de una superficie del agua. El método puede comprender seleccionar un modo de inmersión en respuesta a una determinación de que el submarino está por debajo de una o la profundidad umbral por debajo de la superficie del agua.
El método puede comprender, en el modo de snorkel, mover el manguito hacia, o mantener el manguito en, la posición cerrada en respuesta a una determinación de que la abertura de entrada de aire está sumergida por debajo de una superficie del agua; y mover el manguito hacia, o mantener el manguito en, la posición abierta en respuesta a la determinación de que la abertura de entrada de aire está por encima de dicha superficie del agua.
El método puede comprender, en el modo de inmersión, mover el manguito desde la posición cerrada a la posición abierta, para permitir de este modo que entre agua en la válvula (y así en un o en el tubo de admisión de aire en el que está montada la válvula, para igualar la presión sobre las superficies exterior e interior del tubo de admisión de
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aire para evitar daños al mismo). El método puede comprender además, en el modo de inmersión, mover el manguito a la posición cerrada desde la posición abierta (típicamente cuando el tubo de admisión de aire se ha inundado, por ejemplo, en respuesta a una determinación de que la presión en la superficie interior del tubo de admisión de aire iguala (o iguala sustancialmente) la presión sobre la superficie exterior del tubo de admisión de aire, o cuando el manguito ha estado en la posición abierta durante un período de tiempo predeterminado en el modo de inmersión).
El método puede comprender calentar (por ejemplo, la pared tubular de) el cuerpo de la válvula (típicamente para inhibir de este modo la formación de hielo en o sobre el cuerpo de la válvula, o entre el cuerpo de la válvula y el manguito o sobre el manguito, para ayudar de este modo a impedir el atasco de dicho manguito deslizable dentro del hueco interior). El método puede comprender aplicar calor a (por ejemplo, la pared tubular de) el cuerpo de la válvula alrededor del perímetro de (por ejemplo, la pared tubular de) el cuerpo de la válvula. El método puede comprender aplicar calor a (por ejemplo, la pared tubular de) el cuerpo de válvula en una pluralidad de posiciones distribuidas (por ejemplo, espaciadas o espaciadas regularmente) alrededor del perímetro de (por ejemplo, la pared tubular de) el cuerpo de la válvula. El método puede comprender además regular la salida de calor por uno o más o cada uno de dichos calentadores (por ejemplo, en respuesta a una temperatura (por ejemplo, medida)), por ejemplo para impedir el sobrecalentamiento del cuerpo de la válvula y/o de los mismos calentadores. Puede ser que se proporcionen uno o más termostatos, cada uno de los cuales está configurado para controlar la salida de calor por un calentador respectivo de dichos uno o más calentadores en respuesta a una temperatura medida (por ejemplo, en respuesta a una temperatura ambiente medida, una temperatura medida del cuerpo de la válvula o una temperatura medida de un elemento calefactor del calentador). Por ejemplo, puede ser que uno o más o cada uno de dichos uno o más calentadores comprenda un termostato (por ejemplo, integral) configurado para controlar la salida de calor por dicho calentador en respuesta a dicha temperatura medida.
Preferiblemente, cada uno de dichos calentadores está configurado para tener una temperatura máxima predeterminada (por ejemplo, 100°C).
El método puede comprender además apagar (o reducir una corriente eléctrica que fluye a través de uno o más elementos calefactores de) dicho calentador en respuesta a que una temperatura (por ejemplo, una temperatura medida o la temperatura de un elemento calefactor del calentador) alcance (o se aproxime a, o sobrepase) la temperatura máxima predeterminada.
Por ejemplo, puede ser que un termostato (típicamente integral) asociado con cada uno de dichos calentadores esté configurado para cambiar un estado de (por ejemplo, abrir o cerrar) un interruptor en respuesta a una determinación de que una temperatura medida (por ejemplo, una temperatura ambiente medida, una temperatura del cuerpo de la válvula o una temperatura medida de un elemento calefactor del calentador) ha alcanzado (o se aproxima a, o sobrepasa) la temperatura máxima predeterminada para de este modo apagar (o reducir la corriente eléctrica que fluye a través de uno o más elementos calefactores de) el calentador. El método puede comprender además encender (o aumentar una corriente eléctrica que fluye a través de uno o más elementos calefactores de) el calentador en respuesta a que la temperatura caiga por debajo de la temperatura máxima predeterminada (por ejemplo, en una cantidad umbral). Por ejemplo, puede ser que un termostato (típicamente integral) asociado con cada uno de dichos calentadores esté configurado para cambiar un estado de (por ejemplo, cerrar o abrir) un o el interruptor en respuesta a una determinación de que la temperatura medida ha caído por debajo de la temperatura máxima predeterminada (por ejemplo, en una cantidad umbral) para de este modo encender (o aumentar la corriente eléctrica que fluye a través de uno o más elementos calefactores de) el calentador.
Puede ser que uno o más o cada uno de los calentadores comprenda uno o más elementos calefactores alimentados eléctricamente que tengan coeficientes de temperatura positivos (PTC) de resistencia, esto es, elementos calefactores que tengan resistencias eléctricas que aumenten con el calentamiento. Puede ser que el método comprenda además autorregular la temperatura de dichos elementos calefactores aumentando la resistencia eléctrica de dichos elementos calefactores en respuesta a un aumento en la temperatura de los mismos. Puede ser que el método comprenda reducir la corriente eléctrica que fluye a través de dichos elementos calefactores para un voltaje dado a su través en, por ejemplo, al menos un 25%, más preferiblemente al menos un 50%, más preferiblemente al menos un 70%, por ejemplo al menos un 90%, en respuesta a que la temperatura del elemento calefactor sobrepase una temperatura umbral, en comparación con la corriente eléctrica que fluye a través del elemento calefactor cuando ese voltaje se aplica a su través a una temperatura de referencia (por ejemplo, la temperatura de referencia puede ser, por ejemplo, 25 °C).
Las características preferidas y opcionales analizadas anteriormente son características preferidas y opcionales de cada aspecto de la invención al que son aplicables. Para evitar dudas, las características preferidas y opcionales de los aspectos primero, segundo, tercero, cuarto y quinto de la invención también pueden ser características preferidas y opcionales en relación con los otros aspectos de la invención, donde sean aplicables.
Descripción de los dibujos
Se ilustrará ahora una realización ejemplar de la presente invención con referencia a las siguientes Figuras en las que:
las Figuras 1a y 1b son vistas de sección de un mástil desplegable de un submarino en las posiciones retraída y desplegada respectivamente, comprendiendo el mástil desplegable una válvula de snorkel alojada en un carenado protector y montada en un tubo de admisión de aire extensible de manera telescópica;
5 la Figura 2 es una vista de sección en planta del mástil desplegable de la Figura 1;
la Figura 3 es una vista en perspectiva de la válvula de snorkel de las Figuras 1 y 2;
la Figura 4 es una vista de sección de la válvula de snorkel de las Figuras 1 a 3;
la Figura 5 es una vista de sección en perspectiva de la válvula de snorkel de las Figuras 1 a 4;
la Figura 6 es un diagrama de bloques de un sistema de control de la válvula de snorkel de las Figuras 1 a
10 5;
la Figura 7A es una vista en perspectiva detallada del lado inferior de la válvula de snorkel de las Figuras 1 a 5 con un cuerpo de válvula alternativo que tiene seis calentadores de cartucho encastrados en su interior;
la Figura 7B es la vista en perspectiva de la Figura 7A pero no muestra características típicamente ocultas a la vista; y
15 la Figura 8 es un diagrama de circuito eléctrico que muestra los calentadores de cartucho conectados en
paralelo entre sí y con una fuente de energía eléctrica.
Descripción detallada de una realización ejemplar
Las Figuras 1a y 1b son vistas de sección a través de un conjunto 1 de mástil desplegable para aspirar aire al interior de un submarino cuando está sumergido en el agua a profundidades de snorkel, comprendiendo el conjunto 20 de mástil desplegable una válvula 2 de snorkel activa montada en un tubo 4 de admisión de aire extensible y replegable de manera telescópica. El tubo 4 de admisión de aire comprende una primera parte fija 5 alojada en una carcasa 6 del mástil, y una segunda parte extensible 7, extensible y replegable de manera telescópica entre una posición retraída (ver Figura 1a) en la que esta (o al menos una mayoría de la segunda parte extensible 7) está alojada de manera telescópica en la primera parte 5, y una posición extendida (ver la Figura 1b) en la que la 25 segunda parte extensible 7 se extiende hacia arriba desde y fuera de la primera parte 5. El tubo 4 de admisión de aire comprende una tercera parte extensible 8, extensible y replegable de manera telescópica entre una posición retraída (ver Figura 1a) en la que esta (o al menos una mayoría de la tercera parte extensible 8) está alojada de manera telescópica en la segunda parte extensible 7 y una posición extendida (ver Figura 1b) en la que la tercera parte extensible 8 se extiende hacia arriba desde y fuera de la segunda parte 7. La extensión y retracción de la 30 segunda parte extensible 7 se efectúa mediante un primer actuador hidráulico y la extensión y retracción de la tercera parte extensible 8 se efectúa mediante un segundo actuador hidráulico. Tanto el primero como el segundo actuadores están controlados por un controlador 9 (que típicamente está alojado dentro de un casco de presión del submarino).
El primer actuador hidráulico comprende una primera barra 10a que se mueve alternativamente dentro de un primer 35 cilindro hidráulico 11a, estando un extremo (superior) de la barra 10a acoplado de forma fija a la segunda parte 7 del mástil 4. La primera barra 10a comprende un primer pistón hidráulico (no mostrado) que tiene superficies de accionamiento primera y segunda que se extienden radialmente hacia fuera desde la barra 10a para acoplarse (típicamente de manera sellada) a una superficie interior del primer cilindro hidráulico. El primer cilindro hidráulico comprende una primera toma para recibir fluido hidráulico presurizado para accionar la primera superficie (inferior) 40 de accionamiento del pistón hidráulico para impulsar la barra 10a, y por tanto la segunda parte 7, desde la posición retraída hacia arriba (en la vista de las Figuras 1a, 1b) y fuera de la primera parte 5 hacia la posición extendida. El primer cilindro hidráulico comprende una segunda toma para recibir fluido hidráulico presurizado para accionar la segunda superficie (superior) de accionamiento del pistón hidráulico para impulsar la barra 10a, y por tanto la segunda parte 7, desde la posición extendida hacia abajo (en la vista de las Figuras 1a, 1b) y dentro de la primera 45 parte 5 hacia la posición retraída.
El segundo actuador hidráulico comprende una segunda barra 10b que se mueve alternativamente dentro de un segundo cilíndrico hidráulico 11b, estando un extremo (superior) de la barra 10b acoplado de forma fija a la tercera parte 8 del mástil 4. La segunda barra 10b comprende un segundo pistón hidráulico (no mostrado) que tiene superficies de accionamiento primera y segunda que se extienden radialmente hacia fuera desde la barra 10b para 50 acoplarse (típicamente de forma sellada) a una superficie interior del segundo cilindro hidráulico. El segundo cilindro hidráulico comprende una primera toma para recibir fluido hidráulico presurizado para accionar la primera superficie de accionamiento (inferior) del segundo pistón hidráulico para impulsar la barra 10b, y por tanto la tercera parte 8, desde la posición retraída hacia arriba (en la vista de las Figuras 1a, 1b) y fuera de la segunda parte 7 hacia la posición extendida. El segundo cilindro hidráulico comprende una segunda toma para recibir fluido hidráulico 55 presurizado para accionar la segunda superficie (superior) de accionamiento del segundo pistón hidráulico para impulsar la barra 10b, y por tanto la tercera parte 8, desde la posición extendida hacia abajo (en la vista de las
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Figuras 1a, 1b) y dentro de la segunda parte 7 hacia la posición retraída.
El segundo actuador está configurado para proporcionar un control preciso de la altura del tubo 4 de admisión de aire (por ejemplo, con respecto a una vela de un submarino al que está acoplado) controlando el alcance al que se extiende la tercera parte 8 fuera de la segunda parte 7. Esto permite que el alcance al que se extiende el tubo 4 por encima de la superficie del agua se controle en uso. En este caso, se entenderá que la tercera parte 8 tiene más de una “posición extendida”. De hecho, la tercera parte 8 tiene típicamente un intervalo continuo de posiciones extendidas entre la posición retraída y una posición totalmente extendida.
Puede ser que el primer actuador esté configurado para ayudar en la provisión de un control preciso de la altura del tubo 4 de admisión de aire cambiando el alcance al que se extiende la segunda parte extensible 7 fuera de la primera parte 5. Sin embargo, más típicamente, la segunda parte extensible 7 permanece en una posición fija (extendida) con respecto a la primera parte 5 y solo se utiliza el segundo actuador para proporcionar un control preciso de la altura del tubo 4 de admisión de aire ajustando el alcance al que se extiende la tercera parte 8 fuera de la segunda parte 7.
Se entenderá que, en realizaciones alternativas, la primera y segunda barras 10a, 10b pueden ser accionadas por un actuador eléctrico en lugar de un actuador hidráulico.
La válvula 2 de snorkel activa está montada en, y está en comunicación de fluido con, un extremo superior de la tercera parte extensible 8 del tubo 4 de admisión de aire. La válvula 2 de snorkel activa (y típicamente la tercera parte extensible 8) está alojada dentro de un carenado protector tubular 12 (tanto si la segunda parte extensible 7 está extendida o retraída). El carenado protector 12 tiene extremos proximales y distales 13, 14 opuestos, estando el extremo proximal 13 más cerca de la primera parte 5 de lo que el extremo distal 14 está de la primera parte 5 al menos cuando la tercera parte 8 está en la posición (completamente) extendida, estando el extremo distal 14 lejos de la primera parte 5 cuando la tercera parte extensible 8 está en la posición extendida.
El carenado 12 tiene una superficie 16 de ataque aguas arriba (con respecto a la dirección principal de desplazamiento del submarino al que está acoplado el conjunto 1 de mástil, indicada en las Figuras 1a, 1b mediante una flecha) y una superficie 18 de salida aguas abajo (con respecto a la dirección principal de desplazamiento del submarino, indicada en las Figuras 1a, 1b mediante una flecha) opuesta a la superficie 16 de ataque aguas arriba. La superficie 18 aguas abajo del carenado 12 comprende una abertura 20 de entrada de aire, que está dispuesta para recibir aire dentro del carenado 12 cuando el submarino está en modo de snorkel. La abertura 20 de entrada de aire está dispuesta de manera adyacente a, y axialmente desplazada justo por debajo de, el extremo distal 14 del carenado 12. Típicamente, está dispuesta una rejilla (no mostrada) sobre la abertura 20 de entrada de aire para impedir que entren objetos (relativamente grandes) por la abertura 20 de entrada de aire.
La Figura 2 es una vista de sección en planta del carenado protector 12. La sección transversal en planta del carenado 12 tiene una forma hidrodinámica que tiene un borde 16 de ataque (aguas arriba) redondeado, un borde 18 de salida (aguas abajo) recto (que comprende la abertura 20 de entrada de aire) y una parte central redondeada 22 que se extiende entre el borde 16 de ataque redondeado y el borde 18 de salida recto, teniendo la parte central 22 una anchura mayor (perpendicular a la dirección de desplazamiento principal del submarino, también mostrada en la Figura 2 mediante una flecha) que el borde 16 de ataque (aguas arriba) y el borde 18 de salida (aguas abajo).
Cuando el submarino está haciendo snorkel, las partes segunda y tercera 7, 8 del mástil se extienden típicamente de manera que la abertura 20 de entrada de aire del carenado 12 se extiende por encima de la superficie del agua. Se puede entonces aspirar aire al interior del submarino a través de la abertura 20 de entrada de aire, por ejemplo para permitir la combustión interna en un motor diesel. Sin embargo, se debe controlar la entrada de agua (de mar) al tubo de admisión de aire ya que la altura de la superficie del agua con respecto a la abertura 20 de entrada de aire puede cambiar rápidamente y sin avisar (por ejemplo debido a la presencia de picos y valles en las olas que se propagan en la superficie del agua). La válvula 2 de snorkel activa está posicionada y configurada para controlar el flujo de fluido (por ejemplo, aire y agua) desde la abertura 20 de entrada de aire del carenado 12 al tubo 4 de admisión de aire.
Las Figuras 3-5 muestran la válvula 2 de snorkel activa con más detalle, siendo la Figura 3 una vista en perspectiva, siendo la Figura 4 una vista de sección y siendo la Figura 5 una vista de sección en perspectiva. La válvula 2 de snorkel activa comprende un cuerpo tubular 30 de la válvula que define un hueco cilíndrico interior 32. El cuerpo tubular 30 de la válvula tiene un primer extremo (axial) 34 opuesto a un segundo extremo (axial) 36, estando el segundo extremo (axial) 36 montado de forma fija en un extremo superior de la segunda parte extensible 7 del tubo 4 de admisión de aire. Una pluralidad de entradas 38 de la válvula están dispuestas en el cuerpo tubular 30 de la válvula de manera adyacente a, y desplazadas axialmente justo por debajo de, su primer extremo (axial) 34. Las entradas 38 de la válvula, que se extienden (y proporcionan comunicación de fluido) entre las superficies exterior e interior del cuerpo tubular 30 (definiendo la superficie interior el hueco interior 32), están distribuidas circunferencialmente alrededor del perímetro del cuerpo tubular 30 adyacente a la abertura de entrada de aire del carenado 12.
En un extremo inferior, el hueco interior 32 termina en una abertura axial 40 que actúa como una salida de la válvula.
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La salida 40 de la válvula es coaxial y concéntrica con el cuerpo tubular 30 de la válvula y con el hueco interior 32.
La válvula 2 de snorkel comprende además un manguito tubular (cilíndrico) 42 que tiene un primer extremo (axial) 44 y un segundo extremo (axial) 46 opuesto al primer extremo (axial) 44. El manguito tubular 42 está formado típicamente de plástico reforzado con fibra de carbono (PRFC) que comprende fibras de carbono impregnadas dentro de una matriz fija. El primer extremo 44 del manguito 42 comprende un (primer) protector 48 del manguito que típicamente comprende un anillo metálico (pero podrían estar formados alternativamente a partir de otros materiales, tal como un elastómero).
El manguito 42 (junto con el protector 48 del manguito) es deslizable a lo largo de un eje de deslizamiento (mostrado mediante la línea de puntos en la Figura 4) entre una posición cerrada y una posición abierta. El manguito 42 es transportado por una barra 52 que se mueve alternativamente en un cilindro hidráulico 54 de un actuador hidráulico y es guiado a lo largo del eje de deslizamiento por cojinetes. El cilindro hidráulico 54 tiene un primer extremo (axial) 56 que sobresale del primer extremo (axial) 34 del cuerpo tubular 30 de la válvula y un segundo extremo (axial) 58 opuesto al primer extremo (axial) 56 que se extiende dentro del hueco interior 32. El cilindro 54 tiene una primera parte 54a que se extiende desde el primer extremo axial 56 del cilindro 54 y una segunda parte 54b que se extiende entre la primera parte 54a y el segundo extremo 58 del cilindro 54, teniendo la primera parte un primer diámetro interior y teniendo la segunda parte un segundo diámetro interior que es menor que el primer diámetro interior.
La barra 52 tiene un primer extremo (axial) 60 y un segundo extremo (axial) 62 opuesto al primer extremo (axial) 60. El primer extremo (axial) 60 está dispuesto en el cilindro 54, mientras que el segundo extremo (axial) 62 sobresale de una abertura axial en el cilindro hidráulico 54 hasta el hueco interior 32 (en, y entre, la posición cerrada y la posición abierta del manguito 42). La barra 52 tiene una primera parte 52a que se extiende entre el primer extremo 60 y una segunda parte 52b, extendiéndose la segunda parte 52b entre la primera parte 52a y el segundo extremo 62. El segundo extremo (axial) 62 de la barra 52 está acoplado de manera fija al manguito deslizante 42 mediante un soporte 64 (que típicamente está fijado tanto a la barra 52 como al manguito 42) que transfiere fuerzas de apertura y cierre desde la barra 52 del actuador al manguito. En la realización ilustrada, el segundo extremo 46 del manguito está cubierto por una parte 65 del soporte 64. La parte 65 del soporte 64 también puede funcionar como un (segundo) protector del manguito para proteger el segundo extremo 46 del manguito (ver a continuación).
El cilindro 54 está provisto de una parte escalonada 54c entre sus partes primera y segunda 54a, 54b, y la barra 52 está provista de una parte escalonada correspondiente 52c entre sus partes primera y segunda 52a, 52b. La parte escalonada 52c de la barra 52 está configurada para acoplarse con la parte escalonada 54c del cilindro 54 cuando el manguito alcanza la posición abierta para impedir de este modo el deslizamiento continuo de la barra 52 (y por tanto el manguito) dentro del cilindro 54 en la dirección de apertura (hacia abajo en la vista de la Figura 4). La parte escalonada 54c del cilindro 54 actúa así como un tope de la válvula para impedir que la barra se deslice fuera del cilindro hidráulico 54. Preferiblemente, un anillo elástico (por ejemplo, elastomérico) está dispuesto entre (típicamente en la parte escalonada 54c del cilindro) las partes escalonadas 52c, 54c de la barra 52 y el cilindro 54 para mitigar el acoplamiento de dichas partes escalonadas 52c, 54c.
La barra 52 comprende además un pistón hidráulico 66 que tiene superficies primera y segunda 67, 68 de accionamiento desplazadas axialmente, adyacentes verticalmente a su extremo superior 60 que se extienden radialmente hacia fuera desde la barra 52 hasta el acoplamiento sellado con una pared tubular 69 del cilindro hidráulico 54 (y que están alojadas en el cilindro hidráulico 54 en y entre la posición cerrada y la posición abierta del manguito 42). La primera superficie 67 de accionamiento está más cerca del primer extremo (axial) 60 de la barra 52 de lo que la segunda superficie 68 de accionamiento está del primer extremo (axial) 60 de la barra 52. La segunda superficie 68 de accionamiento está dispuesta típicamente más cerca del segundo extremo (axial) 62 de la barra 52 de lo que la primera superficie 67 de accionamiento está del segundo extremo axial 62 de la barra 52.
La pared tubular 69 del cilindro hidráulico 54 comprende tomas de fluido hidráulico primera, segunda y tercera 70, 71, 72 (verticalmente) adyacentes a (y desplazadas axialmente de) el primer extremo 56 del cilindro 54. La primera toma 70 de fluido hidráulico está dispuesta en comunicación de fluido con la primera superficie de accionamiento 67. La segunda toma 71 de fluido hidráulico está dispuesta en comunicación de fluido con la segunda superficie 68 de accionamiento a través de un canal 73 que se extiende axialmente a lo largo (y dentro) de la pared tubular 69.
Se hace referencia a un resorte 74 de desviación entre la segunda superficie 68 de accionamiento y una superficie interior inferior 75 del cilindro 54 adyacente a su segundo extremo 58 y está configurado (por ejemplo mantenido en compresión entre el cilindro 54 y la segunda superficie 68 de accionamiento) para desviar el manguito 42 hacia la posición cerrada en la que el manguito 42 cubre las entradas 38 de la válvula para inhibir de este modo el flujo de fluido (especialmente agua) al hueco interior 32 a través de las entradas 38 de la válvula. En la posición cerrada del manguito 42, una superficie de sellado del (primer) protector 48 del manguito (que actúa como una primera superficie de sellado) se acopla con un primer sellado 80 comprendido en un rebaje dispuesto en una cara extrema axial superior 82 del hueco interior 32. Como se muestra más claramente en la Figura 4, el primer sellado 80 comprende un anillo de sellado que tiene un perfil en forma de T cuando se ve en sección (paralelo al eje de deslizamiento). Se entenderá que el (primer) protector 48 del manguito protege el extremo superior 44 del manguito 42 cuando se acopla con el primer sellado 80 cuando se cierra la válvula.
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Una superficie exterior 85 del manguito 42, que actúa como una segunda superficie de sellado, también se acopla con un segundo sellado 86 (retén de labios) comprendido dentro de un rebaje en una superficie interior 87 del cuerpo 30 de la válvula. El segundo sellado 86 es un anillo de sellado que tiene un perfil en forma de U cuando se ve en sección, paralelo al eje de deslizamiento, y está desviado hacia la superficie exterior 85 del manguito 42. El segundo sellado 86 puede ser inherentemente elástico y/o puede estar dispuesto un resorte de desviación en el perfil en forma de U, desviando el resorte de desviación una parte del perfil en forma de U hasta el acoplamiento sellado con la superficie exterior 85 del manguito 42. Típicamente, el perfil en forma de U comprende (radialmente) brazos paralelos (o sustancialmente paralelos) interior y exterior que se extienden desde un puente que se extiende entre los extremos de los mismos, desviando el resorte de desviación el brazo paralelo interior hasta el acoplamiento sellado con el manguito deslizante 42. Esto asegura que el segundo sellado 86 y el manguito deslizante 42 están en acoplamiento sellado cuando el manguito 42 está en la posición cerrada. El brazo paralelo exterior típicamente se acopla con el cuerpo 30 de la válvula.
El acoplamiento sellado entre la primera superficie de sellado del manguito 42 y el primer sellado 80 impide (o impide sustancialmente o al menos restringe) que cualquier agua que se filtre a través de cualquier espacio entre el manguito 42 y las entradas 38 de la válvula pase al tubo 4 de admisión de aire a lo largo de un camino que se extiende entre el manguito 42 y el primer extremo 82 del hueco interior 32. El acoplamiento sellado entre la segunda superficie de sellado del manguito 42 y el segundo sellado 86 impide (o al menos restringe) que cualquier agua que se filtre a través de cualquier espacio entre el manguito 42 y las entradas 38 de la válvula pase al tubo 4 de admisión de aire a lo largo de un camino que se extiende entre el manguito 42 y el cuerpo 30 de la válvula. Por consiguiente, cuando la abertura 20 de entrada de aire del carenado 12 está sumergida por debajo de la superficie del agua, el manguito 42 puede moverse a (o mantenerse en) la posición cerrada, y el manguito 42, junto con el primer y segundo sellados 80, 86 impide (o al menos restringe) que entre agua al tubo 4 de admisión de aire.
Como se muestra más claramente en la Figura 4, el protector 48 del manguito comprende una cresta que disminuye en espesor a medida que se extiende desde el manguito 42 hacia el primer sellado 80 para formar una cresta 48a de sellado. La cresta de sellado comprende así un sellado de “filo de cuchillo” que se acopla con el primer sellado 80 en la posición cerrada, el cual tiende a despejar cualquier obstrucción a que el manguito 42 se mueva a la posición cerrada durante el cierre de la válvula y que no impide que el manguito se deslice a la posición abierta durante la apertura de la válvula.
En la posición abierta, el manguito 42 se desliza verticalmente hacia abajo (en la vista de la Figura 4) para descubrir las entradas 38, permitiendo de este modo que fluya fluido (especialmente aire) al interior del tubo 4 de admisión de aire a través de las entradas 38 y la salida 40. Como se indicó anteriormente, la interacción entre las partes escalonadas 52c, 54c de la barra 52 y el cilindro 54 impide que la barra 52, y por tanto el manguito, se deslicen adicionalmente dentro del cilindro en una dirección de apertura más allá de la posición abierta. Con referencia ahora de nuevo a las Figuras 1a, 1b, se entenderá que, además de, o como alternativa a, la disposición de detención provista entre la barra 52 y el cilindro 54, la tercera parte extensible 8 del tubo 4 de admisión de aire puede estar provista de un espesor que se solape parcialmente con la salida 40 de la válvula, proporcionando de este modo un tope anular de la válvula que impida que el manguito 42 se salga del hueco interior 32 cuando está en la posición (completamente) abierta. En este caso, la parte 65 del soporte 65 que cubre el extremo inferior del manguito actúa como un segundo protector del manguito para proteger el extremo inferior del manguito 42 cuando se acopla con dicho tope de la válvula cuando está en la posición (completamente) abierta. De nuevo, preferiblemente, se proporciona un anillo de amortiguación (por ejemplo, elastomérico) sobre el tope anular. Se entenderá que la parte 65 del soporte puede ser un componente separado fijado o unido al soporte 64 o al extremo inferior del manguito 42, o puede estar formada integralmente con el soporte 64.
Como se indicó anteriormente, el manguito 42 es desviado (pasivamente) hacia la posición cerrada por el resorte 74 de desviación. Se puede proporcionar una desviación activa adicional mediante fluido hidráulico presurizado alimentado a la segunda superficie 68 de accionamiento del pistón, que empuje la segunda superficie 68 de accionamiento (y por tanto la barra 52, por tanto el manguito 42) en una dirección verticalmente hacia arriba en la vista de las Figuras 1-5 (esto es, hacia la posición cerrada).
La Figura 6 es un diagrama de bloques de un sistema hidráulico 100 para manejar la válvula 2. El sistema hidráulico 100 comprende un tanque 102 de fluido hidráulico en conexión de fluido con una fuente 104 de fluido hidráulico presurizado (por ejemplo, una bomba hidráulica). La fuente 104 de fluido hidráulico presurizado proporciona fluido hidráulico presurizado (típicamente líquido hidráulico presurizado) al cilindro hidráulico 54 a través de una válvula conmutadora 106. La válvula conmutadora 106, que está controlada por un controlador 108, tiene un primer modo (de apertura) en el cual se proporciona fluido hidráulico presurizado desde la fuente 104 de fluido presurizado a la primera toma hidráulica 70 del cilindro 54, y la segunda toma hidráulica 71 está conectada a una línea 110 de retorno que está en conexión de fluido con el tanque 102. La válvula conmutadora 106 tiene un segundo modo (de cierre) en el que se proporciona fluido hidráulico presurizado a la segunda toma hidráulica 71 del cilindro 54 desde la fuente 104 de fluido presurizado, y la primera toma hidráulica está conectada a la línea 110 de retorno al tanque 102.
Para mover el manguito 42 desde la posición cerrada a la posición abierta, el controlador 108 configura la válvula conmutadora 106 en el primer modo, de apertura. Esto hace que la segunda toma 71 de fluido hidráulico se desconecte de la fuente 104 de fluido presurizado y se conecte a la línea 110 de retorno, y la primera toma 70 de
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fluido hidráulico se conecte a la fuente 104 de fluido presurizado. Se proporciona entonces fluido hidráulico presurizado mediante la fuente 104 de fluido hidráulico presurizado a la primera toma 70 de fluido hidráulico que impulsa la primera superficie 67 de accionamiento hacia abajo hacia la posición abierta contra la desviación del resorte 74. A medida que la barra 52 se desliza hacia abajo por el cilindro 54 hacia la posición abierta, cualquier fluido hidráulico entre la segunda superficie 68 de accionamiento y el segundo extremo 75 del cilindro 54, que ya no está presurizado, es expulsado del cilindro 68 a través del canal axial 73 y la segunda toma 71 de fluido hidráulico.
Para mover el manguito 42 desde la posición abierta de nuevo a la posición cerrada, el controlador 108 configura la válvula conmutadora 106 en el segundo modo, de cierre. Esto hace que la primera toma 70 de fluido hidráulico se desconecte de la fuente 104 de fluido presurizado y se conecte a la línea 110 de retorno, y la segunda toma 71 de fluido hidráulico se conecte a la fuente de fluido presurizado. Así, entra fluido hidráulico presurizado al cilindro a través de la segunda toma 71 e impulsa la segunda superficie 68 de accionamiento hacia arriba, hacia la posición cerrada, ayudado por la fuerza de desviación del resorte 74. A medida que la barra 62 se desliza hacia arriba por el cilindro 54 hacia la posición cerrada, cualquier fluido hidráulico (que ya no esté presurizado) entre la primera superficie 67 de accionamiento y el extremo superior del cilindro es forzado a salir del cilindro a través de la primera toma 70.
Se entenderá que, en lugar de una única válvula conmutadora, puede proporcionarse una pluralidad de válvulas para lograr la misma funcionalidad. También se entenderá que el controlador 108 puede ser el mismo o un controlador diferente del controlador 9 utilizado para extender y retraer las partes segunda y tercera 7, 8 del mástil 4. Los controladores 9, 108 están típicamente comprendidos en microprocesadores o microcontroladores.
Con referencia de nuevo a la Figura 4, un par de retenes anulares 120, 122 de aceite desplazados axialmente (esto es, desplazados a lo largo de un eje longitudinal de la barra) están dispuestos alrededor de la barra 52 para impedir (o impedir sustancialmente o al menos restringir) que el fluido hidráulico se escape del cilindro 54 al interior del cuerpo 30 de la válvula (la barra 52 se extiende a través de las coronas circulares de los retenes 120, 122 de aceite). Un par de retenes 124, 126 de agua desplazados axialmente (esto es, desplazados a lo largo de un eje longitudinal de la barra) están dispuestos alrededor de la barra 52 para impedir, o impedir sustancialmente, o al menos restringir, que el agua (de mar) entre en el cilindro hidráulico 54 desde el cuerpo 30 de la válvula (la barra 52 se extiende a través de las coronas circulares de los retenes 124, 126 de agua). Los retenes 124, 126 de agua están dispuestos verticalmente por debajo de los retenes de aceite en la vista de la Figura 4. Es decir, los retenes 120, 122 de aceite están dispuestos más cerca del cilindro hidráulico 54 de lo que los retenes 124, 126 de agua están del cilindro hidráulico 54. La barra 52 es deslizable con respecto a los retenes 120-126 cuando el manguito 42 se mueve entre las posiciones abierta y cerrada.
Un desagüe 130 de agua sucia está dispuesto axialmente entre los retenes de aceite y agua. El desagüe 130 de agua sucia está en conexión de fluido con un canal 132 de agua sucia que se prolonga verticalmente hacia arriba a través de la pared tubular 69 del cilindro hidráulico 54 para poner en conexión de fluido el desagüe 130 de agua con la tercera toma 72 de fluido hidráulico. El desagüe 130 de agua sucia permite que cualquier agua (de mar) que se filtre alrededor (o a través) de los retenes 124, 126 de agua salga del cilindro 54 a través de la toma 72 antes de que se mezcle con fluido hidráulico en el cilindro 54. El desagüe 130 de agua sucia también permite que cualquier fluido hidráulico que se filtre alrededor (o a través) de los retenes 120, 122 de aceite salga del cilindro 54 antes de que se filtre en el hueco interior 32.
Típicamente, se proporcionan una pluralidad de sensores en comunicación electrónica con el controlador 108 de tal manera que la válvula 2 de snorkel activa sea accionada por el controlador 108 automáticamente en respuesta a señales recibidas de los sensores. Más específicamente, como se muestra lo más claramente en la Figura 2, tres pares de sensores 140 y 142, 144 y 146 y 148 y 150 están dispuestos dentro del (por ejemplo, montados en una superficie interior de una pared tubular del) carenado 12 en comunicación de fluido con la abertura 20 de entrada de aire, típicamente entre el carenado 12 y el cuerpo 30 de la válvula. Los sensores 140-150 están dispuestos de forma adyacente (verticalmente) a la abertura 20 de entrada de aire. Los sensores están dispuestos típicamente en una posición vertical de la tercera parte 8 que está dentro del 10% (típicamente del 5%, más típicamente del 1%) de la altura del mástil 4 más cercana al extremo distal 14 del carenado 12 cuando la segunda y tercera partes 7, 8 están en sus posiciones completamente extendidas, de tal manera que puedan proporcionar una indicación al controlador 108 en cuanto a si la abertura 20 de entrada de aire está sumergida por debajo de la superficie del agua.
Un par (delantero) de sensores 140, 142 está dispuesto más cerca del borde 16 de ataque del carenado 12 que del borde 18 de salida. Los pares de sensores 144, 146 y 148, 150 de popa están dispuestos más cerca del borde 18 de salida del carenado 12 que del borde 16 de ataque. Los sensores 140-150 pueden alternativamente estar dispuestos en una superficie externa del carenado 12. Los sensores de delante y de popa 140-150 están dispuestos típicamente en ubicaciones verticales similares; típicamente dos o más (más típicamente tres o más, o cuatro o más) de los sensores 140-150 están situados con alguna superposición vertical. Típicamente, los sensores de cada par están dispuestos de manera adyacente entre sí.
Cada par de sensores 140-150 comprende típicamente sensores de diferentes tipos. Por ejemplo, los sensores dentro de cada par pueden comprender diferentes tipos de sensor del siguiente grupo de tipos de sensor: sensor de agua; sensor de presión; sensor de nivel de agua de microondas. Además de proporcionar redundancia, otro
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beneficio de proporcionar diferentes tipos de sensor dentro de cada par es que el controlador 108 se puede configurar para comparar señales recibidas de los sensores de cada par para confirmar si las conclusiones derivadas de las señales de sensor son correctas, lo que conduce a una precisión mejorada. Por ejemplo, un par de sensores puede comprender un sensor de agua y un sensor de presión. El incidente del rociado marino en el sensor de agua podría dar lugar a una indicación falsa de que la abertura de entrada de aire en el carenado está sumergida por debajo de la superficie del agua. Sin embargo, como el controlador 108 está configurado para comparar las lecturas de los sensores de agua y presión para verificar si la lectura del sensor de agua es correcta, la lectura del sensor de presión indicará que la conclusión derivada de la lectura del sensor de agua de que los sensores están sumergidos es falsa.
Se entenderá que pueden proporcionarse alternativamente tres sensores individuales (por ejemplo, agua o presión) (en lugar de tres pares de sensores de agua y presión). En otras realizaciones, se pueden proporcionar diferentes números de sensores (o pares de sensores).
El controlador 108 está provisto típicamente de un modo de snorkel y un modo de inmersión. En el modo de snorkel, el controlador 108 está configurado para mover el manguito 42 de la válvula 2 de snorkel activa a la posición cerrada, o para mantener el manguito 42 en la posición cerrada, en respuesta a una indicación de los sensores 140150 de que la abertura 20 de entrada de aire está sumergida por debajo de la superficie del agua, como se analizó anteriormente. El controlador 108 también está configurado (en el modo de snorkel) para mover el manguito 42 a la posición abierta, o para mantener el manguito 42 en la posición abierta, en respuesta a una indicación de los sensores 140-150 de que la abertura 20 de entrada de aire está por encima de la superficie del agua.
En el modo de inmersión, el controlador 108 puede estar configurado para mover el manguito 42 desde la posición cerrada a la posición abierta para inundar de este modo el tubo 4 de admisión de aire con agua para igualar las presiones en las superficies interior y exterior del tubo 4 (para evitar daños en el tubo de admisión de aire). El controlador 108 mueve entonces el manguito 42 a la posición cerrada cuando el tubo 4 de admisión de aire se ha inundado (por ejemplo, en respuesta a la determinación de que la presión en la superficie interior del tubo de admisión de aire iguala (o iguala sustancialmente) la presión en la superficie exterior del tubo de admisión de aire, o cuando el manguito ha estado en la posición abierta durante un período de tiempo predeterminado en el modo de inmersión). Se entenderá que las válvulas correspondientes en el casco de presión del submarino se cerrarán cuando el controlador 108 entre en el modo de inmersión para impedir (o impedir sustancialmente o al menos restringir) que el agua del mástil 4 entre en el motor diesel (por ejemplo). Puede proporcionarse una válvula de alivio de presión para asegurar que una diferencia de presión entre las superficies interior y exterior del tubo 4 no sobrepase un nivel umbral.
El controlador 108 está configurado para entrar en el modo de inmersión (por ejemplo desde el modo de snorkel) en respuesta a la determinación de que la profundidad por debajo de la superficie del agua de un submarino que comprende el conjunto de mástil desplegable sobrepasa una profundidad umbral por debajo de la superficie del agua. Tal determinación se puede hacer a partir de señales de sensores de presión, por ejemplo.
El controlador 108 está configurado para entrar en modo de snorkel (por ejemplo, desde el modo de inmersión) en respuesta a la determinación de que la profundidad por debajo de la superficie del agua de un submarino que comprende el conjunto de mástil desplegable es menor que una o dicha profundidad umbral. Cuando el controlador 108 cambia del modo de inmersión al modo de snorkel, el controlador está configurado para vaciar de agua el tubo 4 de admisión de aire antes de que el manguito 42 de la válvula 2 de snorkel pueda moverse desde la posición cerrada a la posición abierta.
Típicamente, se proporcionan uno o más calentadores (por ejemplo, elementos calefactores) para garantizar que la válvula pueda funcionar de manera fiable incluso bajo las temperaturas ambiente extremadamente bajas (por ejemplo, -30 °C) que serán experimentadas por la válvula en uso. Puede disponerse un primer calentador de manera adyacente a la abertura 20 de entrada de aire para calentar el aire entrante, ayudando de este modo a evitar que se forme hielo. Puede disponerse un segundo calentador en el cuerpo 30 de la válvula, ayudando de este modo a evitar que se forme hielo en el cuerpo 30 de la válvula, que podría de otro modo causar el atasco del manguito deslizante 42. Puede ser que el segundo calentador esté enrollado alrededor del cuerpo de la válvula. Por ejemplo, el segundo calentador puede ser un elemento calefactor enrollado alrededor del cuerpo de la válvula.
Además, o (más típicamente) como una alternativa a enrollar el segundo calentador alrededor del cuerpo 30 de la válvula, una pluralidad de calentadores 200 de cartucho pueden estar encastrados dentro del cuerpo 30 de la válvula. La Figura 7A es una vista en perspectiva del lado inferior de la válvula 2 de snorkel que tiene un cuerpo 30a de válvula alternativo que tiene seis calentadores 200 de cartucho cilíndricos alargados (teniendo cada uno un eje longitudinal que se extiende paralelo al eje a lo largo del cual el manguito 42 es deslizable) encastrados entre las superficies interior y exterior de la pared tubular del cuerpo 30a de la válvula, estando los calentadores 200 distribuidos regularmente, y espaciados regularmente (a intervalos de 60°) entre sí, alrededor del perímetro de la pared tubular del cuerpo 30a de la válvula. Se entenderá que aunque se muestran en la Figura 7A, los calentadores 200 normalmente estarían ocultos a la vista ya que están encastrados dentro de la pared tubular del cuerpo 30a de la válvula (y la pared tubular del cuerpo 30a de la válvula es típicamente opaca). Algunos otros detalles mostrados en la Figura 7A (por ejemplo, parte del cableado y de las cajas de conexiones) tampoco serían normalmente visibles.
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Esto se ilustra en la Figura 7B que no muestra elementos normalmente ocultos a la vista.
Un rebaje 202 está dispuesto entre el segundo extremo axial 36 de la pared tubular del cuerpo 30a de la válvula y el hueco interior 32, teniendo el rebaje 202 una superficie rebajada 204 adyacente a, y estando retirada de, dicho segundo extremo axial 36 hacia el primer extremo axial 34 de la pared tubular del cuerpo 30a de la válvula. Seis agujeros axiales están taladrados desde la superficie rebajada 204 hacia el primer extremo axial 34 de la pared tubular del cuerpo de la válvula en una dirección paralela al eje a lo largo del cual es deslizable el manguito 42 en posiciones distribuidas, y regularmente espaciadas (en intervalos de 60°) entre sí, alrededor del perímetro de la pared tubular del cuerpo 30a de la válvula, estando dispuestos los agujeros axiales entre las superficies interior y exterior de la pared tubular del cuerpo 30a de la válvula. Los agujeros axiales tienen aberturas que se extienden a través de la superficie rebajada 204 y extremos cerrados opuestos a las aberturas. Los extremos cerrados están dispuestos lo más cerca posible del primer extremo axial 34 de la pared tubular del cuerpo 30a de la válvula sin comprometer la integridad estructural del cuerpo 30a de la válvula. Puede ser que los extremos cerrados de uno o más de los agujeros axiales estén dispuestos más cerca del primer extremo axial 34 de lo que las entradas 38 de la válvula están del primer extremo axial 34, de manera que dicho(s) agujero(s) axial(es) no se extienda(n) dentro de las entradas 38 de la válvula (dependiendo de la posición de lo(s) agujero(s) axial(es) alrededor del perímetro de la pared tubular del cuerpo de la válvula). Se insertan entonces calentadores 200 de cartucho cilíndricos (que típicamente tienen diámetros de alrededor de 4-6 mm, aunque puede proporcionarse cualquier diámetro adecuado) en los agujeros axiales a través de sus aberturas de tal manera que los calentadores 200 de cartucho se acoplan con las paredes interiores de los agujeros axiales (preferiblemente alrededor de sus perímetros para maximizar el área de superficie de la pared tubular en contacto con los calentadores 200 de cartucho).
Para completar, se observa que en la realización de las Figuras 7A, 7B, la superficie externa de la pared tubular del cuerpo 30a de la válvula está provista de un anillo exterior 220 que ayuda al montaje del cuerpo 30a de la válvula en el tubo 4 de admisión de aire.
Como se ilustra en el diagrama de circuito de la Figura 8, los calentadores 200 de cartucho están conectados eléctricamente en paralelo entre sí y con una fuente de energía eléctrica (provista en el submarino) por medio de una caja de terminales, que está dispuesta en el conjunto de mástil desplegable. Conectando los calentadores 200 de cartucho en paralelo, se puede garantizar que en el caso de fallo de uno o más de los calentadores 200 de cartucho, los otros pueden permanecer operativos (a diferencia de si los calentadores 200 estuvieran conectados en serie, donde el fallo de uno o más de los calentadores 200 también podría causar que los otros fallaran). El cableado 208 que conecta los calentadores 200 de cartucho a la caja de terminales (junto con una caja 206 de conexiones por calentador 200 de cartucho) está dispuesto en la superficie rebajada 204. Los calentadores 200 de cartucho y el cableado 208 están asegurados en su lugar con epoxi (no mostrado) que rellena el rebaje 202 para proporcionar un cierre estanco a la presión alrededor de los calentadores 200 de cartucho (y los agujeros axiales en los que están dispuestos) y el cableado 208.
Como también se ilustra en el diagrama de circuito de la Figura 8, los calentadores 200 de cartucho comprenden cada uno un elemento calefactor 210 accionado eléctricamente y un termostato integral 212. Los elementos calefactores 210 están configurados para estar siempre encendidos, con la excepción de que cada uno de los termostatos está configurado para apagar su elemento calefactor 210 asociado abriendo un interruptor conectado en serie con el elemento calefactor 210 cuando una temperatura medida por el termostato (que es típicamente una temperatura del cuerpo de la válvula, una temperatura ambiente o una temperatura del elemento calefactor) alcanza o sobrepasa una temperatura umbral (por ejemplo 100°C). Esto garantiza que los calentadores 200 de cartucho no se sobrecalienten (y de hecho el cuerpo 30a de la válvula no lo haga). De forma similar, los termostatos 212 están configurados para encender sus elementos calefactores 210 asociados (por ejemplo, cerrando un interruptor conectado en serie con el elemento calefactor 210) cuando la temperatura del termostato cae por debajo de una temperatura umbral (por ejemplo, en una cantidad umbral).
Como alternativa preferida al uso de termostatos para controlar la salida de calor por los calentadores 200, los termostatos 212 pueden omitirse y los elementos calefactores 210 pueden estar formados de un material (por ejemplo cerámico) (o combinación de materiales) que tenga un coeficiente de temperatura positivo global (PTC) de resistencia, esto es, elementos calefactores que tienen resistencias eléctricas que aumentan con el calentamiento. Esto permite que los elementos calefactores PTC puedan autorregular sus temperaturas. Por ejemplo, puede ser que los elementos calefactores PTC estén provistos de temperaturas umbral por encima de las cuales la corriente eléctrica que fluye a través del elemento calefactor 210 para un voltaje dado a su través se reduce significativamente (por ejemplo, por ejemplo al menos un 25%, más preferiblemente al menos un 50%, más preferiblemente al menos un 70%, por ejemplo al menos un 90%) cuando su temperatura sobrepasa dicha temperatura umbral en comparación con la corriente eléctrica que fluye a través del elemento calefactor 210 cuando ese voltaje se aplica a su través a una temperatura de referencia (por ejemplo, la temperatura de referencia puede ser, por ejemplo, 25 °C). El uso de elementos calefactores 210 PTC que autorregulan sus temperaturas es ventajoso porque requiere menos cableado que utilizar termostatos para controlar las temperaturas de los calentadores 200, y proporciona mayor fiabilidad ya que no se requieren partes móviles (por ejemplo, interruptores) para regular la temperatura.
Encastrando los calentadores 200 de cartucho en el cuerpo 30a de la válvula, el calor se transfiere desde los calentadores 200 de cartucho al cuerpo 30a de la válvula más eficientemente que, por ejemplo, con un calentador
enrollado alrededor del cuerpo 30a de la válvula (que daría como resultado que mucho más calor se perdiera en el ambiente). Además, al proporcionar una pluralidad de calentadores de cartucho distribuidos (típicamente de forma regular) alrededor del perímetro de la pared tubular del cuerpo de la válvula, el calor puede distribuirse más uniformemente en todo el cuerpo de la válvula, lo que reduce la posibilidad de que se formen puntos fríos (y 5 finalmente hielo) que podrían de otro modo causar el atasco de la válvula (por ejemplo, podría formarse hielo en puntos fríos que podría impedir el movimiento deslizante del manguito 42).
Aunque se muestran seis calentadores 200 de cartucho en las Figuras 7A, 7B, 8, se entenderá que pueden proporcionarse más o menos calentadores 200 de cartucho.
También se entenderá que el primer calentador adyacente a la abertura de entrada de aire se puede omitir 10 opcionalmente.
Se pueden realizar modificaciones y variaciones adicionales dentro del alcance de la invención descrita en la presente memoria.
Claims (15)
- 5101520253035404550REIVINDICACIONES1. Una válvula (2) de snorkel para controlar un flujo de fluido en un mástil desplegable (4) de submarino, comprendiendo la válvula (2) de snorkel:un cuerpo (30) de la válvula que tiene: una pared tubular que tiene una superficie exterior y una superficie interior en el reverso de la superficie exterior, definiendo la superficie interior un hueco cilíndrico interior (32); una entrada (38) de la válvula que se extiende a través de la pared tubular para poner en conexión de fluido la superficie exterior y el hueco interior (32); y una salida (40) de la válvula en comunicación de fluido con el hueco interior (32), y caracterizada por que comprende además un manguito (42) deslizable dentro de dicho hueco interior (32) entre una posición cerrada en la que cubre dicha entrada (38) de la válvula para inhibir de este modo el flujo de agua al hueco interior (32) a través de la entrada (38) de la válvula, y una posición abierta en la que al menos una parte de dicha entrada (38) de la válvula queda descubierta por el manguito (42) para permitir de este modo que el aire fluya dentro de dicho hueco interior (32) a través de dicha entrada (38) de la válvula.
- 2. La válvula (2) de snorkel según la reivindicación 1 que comprende además un sellado (80) de la válvula, comprendiendo el manguito (42) una superficie (48, 48a) de sellado que se acopla de forma sellada al sellado (80) de la válvula cuando el manguito (42) está en la posición cerrada.
- 3. La válvula (2) de snorkel según la reivindicación 2, en donde el sellado (80) de la válvula está dispuesto en un extremo axial del hueco interior (32), y la superficie (48, 48a) de sellado del manguito (42) está dispuesta en un extremo axial (44) del manguito (42).
- 4. La válvula (2) de snorkel según la reivindicación 2 ó la reivindicación 3 que comprende además un segundo sellado (86) de la válvula, comprendiendo el manguito (42) una segunda superficie (85) de sellado que se acopla de forma sellada al segundo sellado (86) de la válvula cuando la válvula (2) está en la posición cerrada.
- 5. La válvula (2) de snorkel según la reivindicación 4, en donde la superficie interior de la pared tubular del cuerpo (30) de la válvula comprende el segundo sellado (86), y en donde la segunda superficie (85) de sellado es una superficie exterior de una pared tubular (42) del manguito.
- 6. La válvula (2) de snorkel según la reivindicación 4 ó la reivindicación 5, en donde la entrada (38) de la válvula está axialmente entre el primer y el segundo sellados (80, 86) de la válvula.
- 7. La válvula (2) de snorkel según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, en donde el manguito (42) comprende una cresta (48a) de sellado que comprende la superficie (48, 48a) de sellado.
- 8. La válvula (2) de snorkel según la reivindicación 7, en donde la cresta (48a) de sellado disminuye en espesor hacia la superficie (48, 48a) de sellado.
- 9. La válvula (2) de snorkel según cualquier reivindicación precedente, en donde el manguito (42) está desviado hacia la posición cerrada.
- 10. La válvula (2) de snorkel según cualquier reivindicación precedente que comprende un actuador (52, 54) accionado activamente configurable para mover el manguito (42) desde la posición cerrada a la posición abierta.
- 11. La válvula (2) de snorkel según cualquier reivindicación precedente, que comprende además uno o más calentadores (200) configurados para calentar el cuerpo (30) de la válvula.
- 12. Un conjunto (1) de mástil desplegable de submarino que comprende: un tubo (4) de admisión de aire y una válvula (2) de snorkel según cualquier reivindicación precedente montada en un extremo de dicho tubo (4) de admisión de aire, estando la salida (40) de la válvula (2) de snorkel en comunicación de fluido con dicho tubo (4) de admisión de aire.
- 13. El conjunto (1) de mástil desplegable según la reivindicación 12 que comprende además uno o más sensores (140, 142, 144, 146, 148, 150) en comunicación con un controlador (108), estando el controlador (108) configurado para mover el manguito (42) hacia, o mantener el manguito (42) en, las posiciones abierta o cerrada en respuesta a las señales recibidas de los sensores (140, 142, 144, 146, 148, 150).
- 14. Un submarino que comprende la válvula (2) de snorkel según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.
- 15. Un método para manejar una válvula (2) de snorkel comprendida en un conjunto (1) de mástil desplegable que tiene una abertura (20) de entrada de aire, comprendiendo la válvula (2) de snorkel activa:un cuerpo (30) de la válvula que tiene: una pared tubular que tiene una superficie exterior y una superficie interior en el reverso de la superficie exterior, definiendo la superficie interior un hueco cilíndrico interior (32); una entrada (38) de la válvula que se extiende a través de la pared tubular para poner en conexión de fluido la superficie exterior y el hueco interior (32); y una salida (40) de la válvula en comunicación de fluido con el hueco interior (32), y10un manguito (42) deslizable dentro de dicho hueco interior (32) entre una posición cerrada en la que cubre dicha entrada (38) de la válvula para inhibir el flujo de agua desde la abertura (20) de entrada de aire al hueco interior (32) a través de la entrada (38) de la válvula, y una posición abierta en la que al menos una parte de dicha entrada (38) de la válvula queda descubierta por el manguito (42) para de este modo permitir que el aire fluya desde la abertura (20) de entrada de aire al interior de dicho hueco interior (32) a través de dicha entrada (38) de la válvula,comprendiendo el método: mover el manguito (42) hacia, o mantener el manguito (42) en, la posición cerrada en respuesta a una determinación de que al menos una parte de la abertura (20) de entrada de aire está sumergida por debajo de una superficie de agua; y mover el manguito (42) hacia, o mantener el manguito (42) en, la posición abierta en respuesta a una determinación de que la abertura (20) de entrada de aire está por encima de dicha superficie de agua.
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