RU2185995C1

RU2185995C1 - Device for performing underwater jobs

Info

Publication number: RU2185995C1
Application number: RU2001120599/28A
Authority: RU
Inventors: А.А. Акинфиев; И.В. Бельтюков; А.А. Колосовский; В.Г. Мирошниченко; Ю.В. Шилов
Original assignee: Акинфиев Алексей Алексеевич; Бельтюков Игорь Викторович; Колосовский Александр Александрович; Мирошниченко Валерий Георгиевич; Шилов Юрий Васильевич
Priority date: 2001-07-24
Filing date: 2001-07-24
Publication date: 2002-07-27

Abstract

FIELD: performing underwater jobs in basins for machines equipped with hydraulic drives. SUBSTANCE: proposed device includes self-propelled chassis which holds working fluid tank, hydraulic motors and working equipment. Device is also provided with system for monitoring and maintaining excessive pressure in hydraulic equipment which includes reservoir charge with compressed gas and provided with pressure-reducing unit, additional reservoir pneumatically connected with working fluid tank. Working fluid tank is provided with pressure sensor for measuring the pressure above level of fluid in working fluid tank. Provision is also made for surrounding pressure sensor, unit for conversion of signals of both sensors and recorder. Space above working fluid level in tank is pneumatically connected with reservoir charged with compressed gas. EFFECT: enhanced operational reliability of hydraulic system. 4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области техники, предназначенной для производства работ в водоемах ниже уровня поверхности воды для машин, оснащенных гидроприводом. The invention relates to the field of technology intended for work in water bodies below the surface of the water for machines equipped with hydraulic drives.

Наиболее близким по технической сущности к описываемому является устройство для производства подводных работ, включающее самоходное шасси, на котором расположена гидросистема, включающая бак рабочей жидкости и гидродвигатели передвижения и рабочего оборудования [1]. Недостаткам данного устройства является ненадежность функционирования гидросистемы при производстве работ ниже уровня поверхности воды вследствие возможности попадания забортной среды в гидросистему через уплотнения гидродвигателей при значительной глубине погружения устройства. Этот недостаток обусловлен тем, что данное устройство не содержит средств, контролирующих и поддерживающих избыточное давление в гидросистеме, препятствующее проникновению в нее забортной среды через указанные уплотнения. The closest in technical essence to the described is a device for the production of underwater operations, including a self-propelled chassis, on which a hydraulic system is located, including a tank of working fluid and hydraulic motors of movement and working equipment [1]. The disadvantages of this device is the unreliability of the hydraulic system during work below the surface of the water due to the possibility of the outboard medium entering the hydraulic system through the seals of the hydraulic motors with a significant depth of immersion of the device. This disadvantage is due to the fact that this device does not contain means that control and maintain excess pressure in the hydraulic system, which prevents the penetration of the overboard medium through these seals.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является обеспечение надежной работы гидросистемы за счет исключения попадания в нее забортной среды путем контроля и подержания в пространстве над уровнем жидкости в баке рабочей жидкости заданного избыточного давления. The technical problem to which this invention is directed is to ensure reliable operation of the hydraulic system by eliminating the ingress of medium into it by monitoring and maintaining a given overpressure in the space above the liquid level in the working fluid tank.

Указанная техническая задача решается за счет того, что устройство для производства подводных работ, содержащее самоходное шасси, на котором расположены бак рабочей жидкости, гидродвигатели передвижения и рабочего оборудования, снабжено системой контроля и поддержания избыточного давления в гидросистеме, включающей, емкость, заполненную сжатым газом и снабженную средством редуцирования его давления, предохранительным клапаном и вентилем, дополнительную емкость, снабженную предохранительным клапаном и пневматически связанную с баком рабочей жидкости посредством, по меньшей мере, одного обратного клапана, датчик давления, установленный с возможностью измерения давления в пространстве над уровнем жидкости в баке рабочей жидкости, датчик давления, установленный с возможностью измерения давления окружающей среды, блок преобразования сигналов обоих датчиков и регистрирующий прибор, при этом пространство над уровнем жидкости в баке рабочей жидкости пневматически связано с возможностью периодического или постоянного соединения с емкостью, заполненной сжатым газом. The specified technical problem is solved due to the fact that the device for performing underwater operations containing a self-propelled chassis on which a working fluid tank, hydraulic motors and working equipment are equipped, is equipped with a system for monitoring and maintaining excessive pressure in the hydraulic system, including a tank filled with compressed gas and equipped with a means of reducing its pressure, a safety valve and a valve, an additional tank equipped with a safety valve and pneumatically connected to the tank m of working fluid by means of at least one non-return valve, a pressure sensor mounted to measure pressure in space above the liquid level in the working fluid tank, a pressure sensor installed to measure ambient pressure, a signal conversion unit of both sensors and a recording device while the space above the liquid level in the tank of the working fluid is pneumatically connected with the possibility of periodic or permanent connection with a container filled with compressed gas.

Кроме этого, устройство для производства подводных работ может быть снабжено ресивером, пневматически связанным с дополнительной емкостью, а сама она может быть частично заполнена жидкой средой. In addition, the device for performing underwater operations can be equipped with a receiver pneumatically connected to an additional tank, and it can itself be partially filled with a liquid medium.

Устройство также может быть снабжено системой визуального контроля, включающей, по меньшей мере, одну телевизионную камеру, установленную в герметичном корпусе с возможностью поворота его вокруг двух ортогональных осей, а также, по меньшей мере, один прибор освещения, установленный в герметичном корпусе, коммутационный блок, связанный герметичными кабелями с телевизионными камерами и приборами освещения и также герметичным кабелем с пультом дистанционного управления, оснащенного монитором. The device can also be equipped with a visual control system, including at least one television camera mounted in a sealed enclosure with the ability to rotate it around two orthogonal axes, as well as at least one lighting device installed in a sealed enclosure, a switching unit connected by sealed cables to television cameras and lighting devices and also a sealed cable with a remote control equipped with a monitor.

Изобретение поясняется чертежом, на котором схематично представлено устройство для производства подводных работ. The invention is illustrated in the drawing, which schematically shows a device for the production of underwater operations.

Устройство для производства подводных работ включает самоходное шасси 1 (преимущественно гусеничного типа), на котором расположены бак 2 рабочей жидкости, гидродвигатели 3 передвижения и рабочего оборудования, гидравлически связанные с баком 2 рабочей жидкости, а также систему контроля и поддержания избыточного давления в баке 2 рабочей жидкости. The device for performing underwater operations includes a self-propelled chassis 1 (mainly of a caterpillar type), on which a tank 2 of working fluid, hydraulic motors 3 of movement and working equipment, hydraulically connected to the tank 2 of working fluid, and also a system for monitoring and maintaining excess pressure in the tank 2 of the working liquids.

Эта система содержит емкость 4, заполненную сжатым газом (преимущественно воздухом), снабженную средством 5 редуцирования давления, предохранительным клапаном 6 и вентилем 7, а также дополнительную емкость 8 с, по меньшей мере, одним обратным клапаном 9 (возможен вариант исполнения с вторым встречно установленным обратным клапаном 10, как это показано на чертеже). Дополнительная емкость 8 снабжена предохранительным клапаном 11 и через обратный клапан 9 пневматически соединена линией 12 с пространством над уровнем рабочей жидкости в баке 2 рабочей жидкости. В пространстве над уровнем рабочей жидкости в баке 2 рабочей жидкости установлен датчик 13 давления, а на самоходном шасси 1 установлен с возможностью измерения давления окружающей среды датчик 14 давления. Датчик 13 давления и датчик 14 давления электрически связаны герметичными кабелями с блоком 15 преобразования сигналов обоих датчиков и регистрирующим прибором 16, которые установлены на сопровождающем плавсредстве 17. Емкость 4 соединена линией 19 с пространством над уровнем рабочей жидкости в баке 2 рабочей жидкости с возможностью периодического или постоянного пневматического соединения с указанным пространством. Возможен вариант выполнения, когда устройство для производства подводных работ снабжено ресивером 20, пневматически связанным с дополнительной емкостью 8, а сама она частично может быть заполнена жидкой средой 21 (например, водой). This system contains a container 4 filled with compressed gas (mainly air), equipped with a pressure reducing means 5, a safety valve 6 and a valve 7, as well as an additional container 8 with at least one non-return valve 9 (a variant with a second counter mounted check valve 10, as shown in the drawing). The additional tank 8 is equipped with a safety valve 11 and through the check valve 9 is pneumatically connected by a line 12 with the space above the level of the working fluid in the tank 2 of the working fluid. A pressure sensor 13 is installed in the space above the level of the working fluid in the working fluid tank 2, and a pressure sensor 14 is mounted on the self-propelled chassis 1 with the possibility of measuring the ambient pressure. The pressure sensor 13 and the pressure sensor 14 are electrically connected by hermetic cables to the signal conversion unit 15 of both sensors and a recording device 16, which are installed on the accompanying watercraft 17. The tank 4 is connected by a line 19 to the space above the level of the working fluid in the working fluid tank 2 with the possibility of periodic or permanent pneumatic connection with the specified space. An embodiment is possible when the device for performing underwater operations is provided with a receiver 20 pneumatically connected to an additional tank 8, and it itself can partially be filled with a liquid medium 21 (for example, water).

Устройство может быть оборудовано системой визуального контроля за объектами, находящимися в зоне производства подводных работ и/или за работой узлов и агрегатов самого устройства. Для этого устройство для производства подводных работ снабжено, по меньшей мере, одной телевизионной камерой 22, установленной в герметичном корпусе, и, по меньшей мере, одним прибором освещения 23, также установленным в герметичном корпусе. Телевизионные камеры 22 и приборы освещения 23 герметичными кабелями 24 связаны с коммутационным блоком 25, установленном на самоходном шасси 1. Коммутационный блок 25 герметичным кабелем 26 связан с пультом управления 27, оснащенным монитором 28, которые расположены на сопровождающем плавсредстве 17. Корпуса, в которых установлены телевизионные камеры 22, закреплены на самоходном шасси 1 с возможностью поворота вокруг двух ортогональных осей. The device can be equipped with a visual control system for objects located in the area of underwater operations and / or for the operation of components and assemblies of the device itself. To this end, the device for performing underwater operations is provided with at least one television camera 22 installed in a sealed enclosure and at least one lighting device 23 also installed in a sealed enclosure. Television cameras 22 and lighting devices 23 are sealed with cables 24 connected to a switching unit 25 mounted on a self-propelled chassis 1. Switching unit 25 is sealed with a cable 26 connected to a control panel 27 equipped with a monitor 28, which are located on an accompanying watercraft 17. The cases in which they are installed television cameras 22 are mounted on a self-propelled chassis 1 with the possibility of rotation around two orthogonal axes.

Устройство для производства подводных работ функционирует следующим образом. A device for the production of underwater works as follows.

Давление, действующее на уплотнения (манжеты) гидродвигателей со стороны окружающей среды, зависит от глубины погружения устройства. При работе в водоеме, когда уплотнения гидродвигателей расположены значительно ниже уровня воды, возможно проникновение забортной среды через эти уплотнения в гидросистему. При этом работа устройства сопровождается как периодическим изменением уровня рабочей жидкости в баке 2 рабочей жидкости, так и изменением ее температуры, т. е. в конечном счете изменением давления в пространстве над уровнем рабочей жидкости в баке 2 рабочей жидкости. Номинальное функционирование уплотнений гидродвигателей, гарантирующее исключение попадания забортной среды в гидросистему, обеспечивается при поддержании избыточного давления в гидросистеме в пределах 0,05-0,08 МПа. Суммарный объем дополнительной емкости 8 и пространства над уровнем рабочей жидкости в баке 2 рабочей жидкости выбирается расчетным методом, исходя из того условия, что за цикл работы устройства при данной температуре забортной среды возможное изменение давления в пространстве над уровнем рабочей жидкости в баке 2 рабочей жидкости вследствие ее нагрева (охлаждения), а также периодического изменения ее уровня не выйдет из диапазона, превышающего давление забортной среды на 0,05-0,08 МПа. На это давление срабатывания настраивается предохранительный клапан 11. The pressure acting on the seals (cuffs) of the hydraulic motors from the side of the environment depends on the immersion depth of the device. When working in a pond, when the seals of the hydraulic motors are located significantly below the water level, the outboard medium can penetrate through these seals into the hydraulic system. In this case, the operation of the device is accompanied by a periodic change in the level of the working fluid in the tank 2 of the working fluid, and a change in its temperature, i.e., ultimately, a change in pressure in the space above the level of the working fluid in the tank 2 of the working fluid. The rated functioning of hydraulic motor seals, which ensures that the outboard medium does not enter the hydraulic system, is ensured while maintaining excess pressure in the hydraulic system within 0.05-0.08 MPa. The total volume of the additional capacity 8 and the space above the level of the working fluid in the working fluid tank 2 is selected by the calculation method, based on the condition that for the device’s operating cycle at a given temperature of the outboard, a possible pressure change in the space above the working fluid in the working fluid tank 2 due its heating (cooling), as well as periodic changes in its level will not go out of the range exceeding the pressure of the overboard medium by 0.05-0.08 MPa. The safety valve 11 is adjusted to this set pressure.

С помощью датчиков 13 и 14 давления, блока 15 преобразования сигналов и регистрирующего прибора 16 осуществляется постоянный или периодический контроль за разностью давления забортной среды и давления в пространстве над уровнем рабочей жидкости в баке 2 рабочей жидкости. В случае уменьшения этой разности, т.е. уменьшения избыточного давления в гидросистеме ниже номинального вследствие, например, охлаждения рабочей жидкости и/или увеличения глубины погружения устройства, с сопровождающего плавсредства 17 оператору, находящемуся под водой, дается команда на определенное время открыть вентиль 7, вследствие чего пространство над уровнем рабочей жидкости в баке 2 рабочей жидкости соединяется с емкостью 4 со сжатым газом и давление в этом пространстве поднимается до давления настройки предохранительного клапана 11, т.е. восстанавливается номинальное избыточное давление в гидросистеме. Using the pressure sensors 13 and 14, the signal conversion unit 15 and the recording device 16, constant or periodic monitoring of the difference between the pressure of the overboard medium and the pressure in space above the level of the working fluid in the working fluid tank 2 is carried out. If this difference decreases, i.e. reducing the excess pressure in the hydraulic system below the nominal due to, for example, cooling the working fluid and / or increasing the immersion depth of the device, accompanying the watercraft 17, the operator under water is given a command to open valve 7 for a certain time, as a result of which there is a space above the level of the working fluid in the tank 2 of the working fluid is connected to the container 4 with compressed gas and the pressure in this space rises to the setting pressure of the safety valve 11, i.e. The nominal overpressure in the hydraulic system is restored.

В случае увеличения разности давлений, т. е. увеличения избыточного давления в гидросистеме выше номинального вследствие, например, уменьшения глубины погружения устройства и/или сверхноминального разогрева рабочей жидкости, восстановление заданного избыточного давления обеспечивается автоматически срабатыванием предохранительного клапана 11. В этом случае поток сжатого газа из пространства над уровнем рабочей жидкости в баке 2 рабочей жидкости через обратный клапан 9 поступает в дополнительную емкость 8, где очищается от паров рабочей жидкости за счет их конденсации на стенках дополнительной емкости 8 и через предохранительный клапан 11 выходит в забортную среду. В варианте выполнения с наличием в дополнительной емкости 8 жидкой среды 21 поток сжатого воздуха проходит через нее, вследствие чего вероятность выброса паров рабочей жидкости через предохранительный клапан 11 в забортную среду снижается за счет фильтрации потока сжатого газа в жидкой среде. In the case of an increase in the pressure difference, i.e., an increase in the excess pressure in the hydraulic system above the nominal due to, for example, a decrease in the immersion depth of the device and / or super-nominal heating of the working fluid, the restoration of the set overpressure is automatically provided by the operation of the safety valve 11. In this case, the flow of compressed gas from the space above the level of the working fluid in the tank 2, the working fluid through the check valve 9 enters an additional tank 8, where the working vapor is cleaned th liquid due to condensation on the walls of their additional capacity and 8 through the relief valve 11 in the outboard out Wednesday. In an embodiment with the presence of liquid medium 21 in the additional container 8, a stream of compressed air passes through it, as a result of which the probability of emission of working fluid vapors through the safety valve 11 into the outboard medium is reduced by filtering the stream of compressed gas in the liquid medium.

В целях повышения надежности выравнивания давлений в дополнительной емкости 8 и в пространстве над уровнем рабочей жидкости в баке 2 рабочей жидкости может быть использован вариант с наличием обратного клапана 10, который обеспечивает открытие линии 12 в случае возможного кратковременного превышения давления в дополнительной емкости 8 по сравнению с давлением в пространстве над уровнем рабочей жидкости. In order to increase the reliability of pressure equalization in the additional tank 8 and in the space above the level of the working fluid in the tank 2 of the working fluid, an option with the presence of a check valve 10 can be used, which ensures the opening of the line 12 in the event of a possible short-term excess pressure in the additional tank 8 compared to pressure in space above the level of the working fluid.

Для снижения пределов возможных перепадов давления в гидросистеме в процессе функционирования устройства суммарный объем дополнительной емкости 8 и пространства над уровнем рабочей жидкости в баке 2 рабочей жидкости может быть увеличен путем подключения к дополнительной емкости 8 ресивера 20. To reduce the limits of possible pressure drops in the hydraulic system during the operation of the device, the total volume of the additional capacity 8 and the space above the level of the working fluid in the tank 2 of the working fluid can be increased by connecting to the additional capacity 8 of the receiver 20.

В случае необходимости оператор, находящийся на сопровождающем плавсредстве 17, может осуществлять с помощью пульта 27 и монитора 28 постоянный или периодический визуальный контроль за процессом производства подводных работ и/или работой узлов и агрегатов самого устройства путем включения приборов освещения 23, а также той или иной из телевизионных камер 22 и ориентацией и фокусировкой их объективов в нужном направлении. If necessary, the operator, located on the accompanying watercraft 17, can use the remote control 27 and the monitor 28 to constantly or periodically visually monitor the process of underwater operations and / or the operation of units and assemblies of the device itself by turning on the lighting devices 23, as well as one or another from television cameras 22 and the orientation and focusing of their lenses in the desired direction.

Источники информации
1. Патент РФ 2165121, H 02 G 1/10, 10.04.2001.Sources of information
1. RF patent 2165121, H 02 G 1/10, 04/10/2001.

Claims

1. A device for the production of underwater operations, containing a self-propelled chassis on which there is a tank of working fluid, hydraulic motors of movement and working equipment, characterized in that it is equipped with a system for monitoring and maintaining excess pressure in the hydraulic system, including a tank filled with compressed gas and equipped with a reduction means pressure, safety valve and valve, an additional tank equipped with a safety valve and pneumatically connected to the tank of the working fluid through m of at least one non-return valve, a pressure sensor mounted to measure the pressure in the space above the liquid level in the working fluid tank, a pressure sensor installed to measure the ambient pressure, a signal conversion unit of both sensors and a recording device, while the space above the liquid level in the working fluid tank is pneumatically connected with the possibility of periodic or permanent connection with a container filled with compressed gas.

2. A device for producing underwater operations according to claim 1, characterized in that it is equipped with a receiver pneumatically connected to an additional tank.

3. The device for the production of underwater operations under item 1 or 2, characterized in that the additional tank is partially filled with liquid medium.

4. A device for producing underwater operations according to claim 1, characterized in that it is equipped with a visual control system comprising at least one television camera installed in an airtight housing with the possibility of turning it around two orthogonal axes, at least one a lighting device installed in a sealed enclosure, as well as a switching unit connected by sealed cables to television cameras and lighting devices and also a sealed cable with a remote control equipped with a monitor rum.