RU2290339C2 - Depth stabilization unit for deep-sea drifting vehicle - Google Patents

Depth stabilization unit for deep-sea drifting vehicle Download PDF

Info

Publication number
RU2290339C2
RU2290339C2 RU2004135649/11A RU2004135649A RU2290339C2 RU 2290339 C2 RU2290339 C2 RU 2290339C2 RU 2004135649/11 A RU2004135649/11 A RU 2004135649/11A RU 2004135649 A RU2004135649 A RU 2004135649A RU 2290339 C2 RU2290339 C2 RU 2290339C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
depth
control system
hydraulic pump
ballast chamber
solenoid
Prior art date
Application number
RU2004135649/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004135649A (en
Inventor
Сергей Петрович Борисов (RU)
Сергей Петрович Борисов
Валерий Константинович Кульбицкий (RU)
Валерий Константинович Кульбицкий
Владислав Петрович Лихачев (RU)
Владислав Петрович Лихачев
Борис Анисимович Новиков (RU)
Борис Анисимович Новиков
Юрий Иванович Санников (RU)
Юрий Иванович Санников
Валерий Семенович Чачко (RU)
Валерий Семенович Чачко
Олег Константинович Чечот (RU)
Олег Константинович Чечот
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Морской теплотехники"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Морской теплотехники" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Морской теплотехники"
Priority to RU2004135649/11A priority Critical patent/RU2290339C2/en
Publication of RU2004135649A publication Critical patent/RU2004135649A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2290339C2 publication Critical patent/RU2290339C2/en

Links

Landscapes

  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

FIELD: marine engineering; designing deep-sea drifting vehicles and naval weapons.
SUBSTANCE: proposed depth stabilization unit includes control system connected with pressure sensor, storage battery and electric motor switch mechanically connected with hydraulic pump. Plunger-type hydraulic pump is provided with valve distributor and pipe line communicated with outside medium and ballast chamber which is also communicated with outside medium through first solenoid-operated valve fitted with throttling unit. Mounted in parallel with ballast chamber is hydraulic cylinder provided with piston resting against elastic base. Under-piston space is communicated with outboard medium through second solenoid-operated valve. Solenoid-operated valves are connected with control system.
EFFECT: increased duration and depth of drift; effective functioning at repeated submergence-drift-surfacing cycles.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области морской техники и может быть использовано при создании глубоководных дрейфующих приборов и образцов морского оружия.The invention relates to the field of marine engineering and can be used to create deep-sea drifting instruments and samples of naval weapons.

Известны глубоководные объекты и приборы (приборы для исследования экологии, свойств Мирового океана, морское оружие и т.п.), стабилизация глубины дрейфа которых обеспечивается регулируемым приемом или сбросом балластной забортной воды.Deep-sea objects and instruments are known (instruments for studying the ecology, properties of the World Ocean, marine weapons, etc.), the stabilization of the drift depth of which is ensured by the controlled intake or discharge of ballast sea water.

Для поддержания заданной глубины дрейфа объекты снабжены сложными системами измерения и управления, для обеспечения работы которых требуется большой расход запасов энергии, ограничивающий общее время дрейфа, особенно для больших глубин использования.To maintain a given drift depth, objects are equipped with complex measurement and control systems, which require a large consumption of energy reserves, limiting the total drift time, especially for large depths of use.

Известны автономные объекты для средних и больших глубин, предназначенные для различия научно-исследовательских работ на больших глубинах. Среди них следует отметить аппарат Ю.А.Шиманского (см. «Эпрон», сборник XXIII-XXIV, 1938 г.), предназначенный для работ на большой (2500 м) глубине. Аппарат выполнен в виде цилиндра большого удлинения с аккумуляторной батареей, приборами управления и системой поддержания нулевой плавучести жидким и твердым балластом. Аппарат рассчитан на работу в течение 10 часов. Известны также различные батискафы, управляемые гребными винтами («Триест», «Архимед», «Север-1» и т.п., см. «Подводные аппараты» М.Н.Диомидов, А.Н.Дмитриев, Судостроение, Ленинград, 1966 г.).Autonomous objects are known for medium and large depths, designed to distinguish research work at great depths. Among them, the apparatus of Yu.A. Shimansky should be noted (see Epron, collection XXIII-XXIV, 1938), intended for work at a large (2500 m) depth. The device is made in the form of a cylinder of large elongation with a battery, control devices and a system for maintaining zero buoyancy with liquid and solid ballast. The device is designed to work for 10 hours. Various bathyscaphes controlled by propellers are also known (Triest, Archimedes, Sever-1, etc., see. Underwater vehicles M.N. Diomidov, A.N. Dmitriev, Shipbuilding, Leningrad, 1966).

В оборонной технике известна автоматически плавающая мина (см. «Минно-тральное оружие», К.В.Морозов, М., 1974 г.), устройство стабилизации которой выполнено в виде электродвигателя, вращающего гребной винт и управляемого гидростатическим прибором от забортного давления воды.An automatic floating mine is known in defense technology (see “Mine-sweeping weapons”, K.V. Morozov, M., 1974), the stabilization device of which is made in the form of an electric motor that rotates the propeller and is controlled by a hydrostatic device from outboard water pressure .

Основным недостатком перечисленных устройств является большой расход энергии, что обуславливает малую длительность функционирования дрейфующего прибора.The main disadvantage of these devices is the high energy consumption, which leads to a short duration of functioning of the drifting device.

Известно устройство стабилизации глубины глубоководного дрейфующего прибора (см. заявка на изобретение №2003115768/11 (016754) от 27.05.2003 г.).A device for stabilizing the depth of a deep-sea drifting device (see application for invention No. 2003115768/11 (016754) dated 05/27/2003).

Устройство содержит датчик давления, систему управления, включатель электродвигателя, механически соединенного с рабочим органом, и аккумуляторную батарею, причем рабочий орган выполнен в виде гидронасоса, закачивающего и откачивающего забортную воду в балластную камеру, соединенную системой трубопроводов и клапанов с баллоном воздуха высокого давления и через предохранительный клапан с забортной средой.The device comprises a pressure sensor, a control system, an electric motor switch mechanically connected to the working body, and a storage battery, the working body being made in the form of a hydraulic pump pumping and pumping outboard water into a ballast chamber connected by a piping and valve system with a high-pressure air cylinder and through safety valve with overboard medium.

Указанное устройство принято авторами за прототип изобретения.The specified device adopted by the authors for the prototype of the invention.

Все перечисленные приборы для обеспечения дрейфа на заданной глубине требуют периодического включения электродвигателя с рабочим органом, т.е. большого расхода запасов электроэнергии, а для устройства, принятого авторами за прототип изобретения, также и расхода запасов воздуха высокого давления для поддержания в балластной камере заданного давления. Указанные недостатки усугубляются при значительном увеличении глубины дрейфа.All of the above devices to ensure drift at a given depth require periodic inclusion of an electric motor with a working body, i.e. high consumption of energy reserves, and for the device adopted by the authors as a prototype of the invention, also the consumption of high pressure air reserves to maintain a given pressure in the ballast chamber. These shortcomings are exacerbated with a significant increase in the drift depth.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение времени и глубины дрейфа прибора, а также обеспечение его функционирования при многократных циклах погружение-дрейф-всплытие.The aim of the invention is to increase the time and depth of the drift of the device, as well as ensuring its functioning during multiple cycles of immersion-drift-ascent.

Указанная цель обеспечивается тем, что в устройстве стабилизации глубины глубоководного дрейфующего прибора, содержащего датчик давления, аккумуляторную батарею, систему управления, включатель электродвигателя, механически соединенного с гидронасосом, и балластную камеру, гидронасос плунжерного типа снабжен клапанным распределителем, трубопроводами соединенными с забортной средой, и балластной камерой, которая соединена с забортной средой через клапан с дроссельным устройством, причем все электроклапаны сигнально соединены с системой управления, а параллельно с балластной камерой размещен соединенный с забортной средой через электроклапан гидроцилиндр, опертый на упругое основание.This goal is ensured by the fact that in the device for stabilizing the depth of a deep-sea drift device comprising a pressure sensor, a storage battery, a control system, an electric motor switch mechanically connected to the hydraulic pump, and a ballast chamber, the plunger type hydraulic pump is equipped with a valve distributor, pipelines connected to the outboard medium, and a ballast chamber, which is connected to the outboard medium through a valve with a throttle device, and all solenoid valves are signal-connected to the system control, and in parallel with the ballast chamber, a hydraulic cylinder supported on an elastic base is connected to the outboard medium through an electrovalve.

Перечисленные признаки обеспечивают минимальный расход электроэнергии для многократных циклов работы (погружение-дрейф-всплытие) глубоководного дрейфующего прибора.These signs provide the minimum power consumption for multiple cycles of operation (immersion-drift-ascent) of a deep-sea drift device.

Устройство схематически изображено на чертеже, где обозначены - датчик давления (1), аккумуляторная батарея (2), система управления (3), включатель (4) электродвигателя (5), плунжерный гидронасос (6) с клапанным распределением (7), системой трубопроводов (8), соединенной с забортной средой и с балластной камерой (9), соединенной с забортной средой через электроклапан (11) с дроссельным устройством (10); отдельно установлен гидроцилиндр (13) с опертым на упругое основание поршнем (14), полость гидроцилиндра соединена с забортной средой через электроклапан (12). Все клапаны 11 и 12 сигнально соединены с системой управления (3).The device is schematically depicted in the drawing, where the pressure sensor (1), the battery (2), the control system (3), the switch (4) of the electric motor (5), the plunger hydraulic pump (6) with valve distribution (7), and the piping system are indicated (8) connected to the outboard medium and to the ballast chamber (9) connected to the outboard medium through an electrovalve (11) with a throttle device (10); a hydraulic cylinder (13) is installed separately with a piston (14) supported on an elastic base, the hydraulic cylinder cavity is connected to the outboard medium through an electrovalve (12). All valves 11 and 12 are signal-connected to the control system (3).

Устройство функционирует следующим образом. Исходное положение прибора - плавание у поверхности моря, плавучесть прибора положительная. По команде блока системы управления 3, получившего сигнал от датчика давления 1, открывается электроклапан с дроссельным устройством 11 и забортная вода самотеком заполняет балластную камеру 9, плавучесть прибора уменьшается, становится отрицательной, прибор начинает заглубляться. Датчик давления регистрирует увеличение глубины, а система управления, анализируя величину глубины и скорость ее изменения по заданному алгоритму управления, периодически открывает или клапан 11 с дросселем 10 для дальнейшего заполнения балластной камеры 9, или дает команду на запуск электродвигателя с гидронасосом 6, забортная вода стравливается из балластной камеры. При отсутствии команд от системы управления клапаны 11 и 12 закрыты.The device operates as follows. The initial position of the device is swimming at the sea surface, the buoyancy of the device is positive. At the command of the control system unit 3, which received the signal from the pressure sensor 1, the solenoid valve with a throttle device 11 opens and overboard water by gravity fills the ballast chamber 9, the buoyancy of the device decreases, it becomes negative, the device begins to deepen. The pressure sensor registers an increase in depth, and the control system, analyzing the depth and the rate of change according to a given control algorithm, periodically opens either a valve 11 with a throttle 10 to further fill the ballast chamber 9, or gives a command to start an electric motor with a hydraulic pump 6, outboard water is drained from the ballast chamber. In the absence of commands from the control system, valves 11 and 12 are closed.

При заглублении изделия через открытый электроклапан 12 в гидроцилиндр 13 под поршень 14, сжимая специально оттарированную упругую систему, поступает забортная вода, которая частично компенсирует увеличение плавучести прибора в зависимости от изменения плотности, температуры и солености воды. При всплытии - наоборот, упругая система, действуя на поршень, выжимает воду из гидроцилиндра. Таким образом эта система частично компенсирует изменение плавучести прибора, что сокращает необходимое количество циклов и время включения электроприборов и тем самым уменьшает расход электроэнергии.When deepening the product through an open solenoid valve 12, hydraulic cylinder 13 under the piston 14, compressing a specially calibrated elastic system, receives overboard water, which partially compensates for the increase in buoyancy of the device depending on changes in density, temperature and salinity of the water. When surfacing - on the contrary, the elastic system, acting on the piston, squeezes water from the hydraulic cylinder. Thus, this system partially compensates for the change in the buoyancy of the device, which reduces the required number of cycles and the turn-on time of electrical appliances and thereby reduces energy consumption.

По предложенному изобретению проведены расчетные работы и стендовая проверка гидравлической схемы прибора.According to the proposed invention, the calculation work and bench testing of the hydraulic circuit of the device.

Claims (1)

Устройство стабилизации глубины глубоководного дрейфующего прибора, содержащее систему управления, соединенную с датчиком давления, аккумуляторной батареей и включателем электродвигателя, механически соединенного с гидронасосом, отличающееся тем, что гидронасос выполнен плунжерного типа с клапанным распределением и трубопроводом, соединенным с наружной средой и балластной камерой, которая также соединена с забортной средой через первый электроклапан с дроссельным устройством, параллельно с балластной камерой установлен гидроцилиндр с поршнем, опертым на упругое основание, а подпоршневое пространство соединено с забортной средой через второй электроклапан, при этом электроклапаны сигнально соединены с системой управления.A device for stabilizing the depth of a deep-sea drift device, comprising a control system connected to a pressure sensor, a storage battery and an electric motor switch mechanically connected to a hydraulic pump, characterized in that the hydraulic pump is made of a plunger type with valve distribution and a pipe connected to the external environment and the ballast chamber, which also connected to the outboard medium through the first electrovalve with a throttle device; a hydrocyclone is installed in parallel with the ballast chamber PDR to the piston simply supported on an elastic foundation, and is connected with the subpiston space of the seawater medium through a second electrovalve, wherein the electrovalves are connected to the signal control system.
RU2004135649/11A 2004-12-06 2004-12-06 Depth stabilization unit for deep-sea drifting vehicle RU2290339C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004135649/11A RU2290339C2 (en) 2004-12-06 2004-12-06 Depth stabilization unit for deep-sea drifting vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004135649/11A RU2290339C2 (en) 2004-12-06 2004-12-06 Depth stabilization unit for deep-sea drifting vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004135649A RU2004135649A (en) 2006-05-20
RU2290339C2 true RU2290339C2 (en) 2006-12-27

Family

ID=36658007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004135649/11A RU2290339C2 (en) 2004-12-06 2004-12-06 Depth stabilization unit for deep-sea drifting vehicle

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2290339C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107878716A (en) * 2017-10-30 2018-04-06 北京精密机电控制设备研究所 A kind of buoyancy regulating device based on sea water pump
RU2733190C1 (en) * 2020-01-27 2020-09-29 Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин" Unmanned underwater vehicle for deep-sea diving

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107878716A (en) * 2017-10-30 2018-04-06 北京精密机电控制设备研究所 A kind of buoyancy regulating device based on sea water pump
RU2733190C1 (en) * 2020-01-27 2020-09-29 Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин" Unmanned underwater vehicle for deep-sea diving

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004135649A (en) 2006-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6142092A (en) Depth control device
US20130239870A1 (en) Underwater Vehicle Bouyancy System
CN101726285B (en) Hydraulic driving adjustment device for underwater measurement platform
CN106081025A (en) A kind of UAV navigation using multi-level piston to carry out buoyancy adjustment
CN108454809A (en) A kind of automatic buoyancy of double-pump type and attitude regulating mechanism
CN103466047A (en) Reciprocating buoyancy regulating unit for autonomous profile buoy platform
CN110884634B (en) Sea water pump control variable-volume buoyancy adjusting system and method
CN113184151A (en) Buoyancy adjusting system and method for medium-shallow depth submersible
AU732699B2 (en) Depth control device
CN112124539A (en) Buoyancy adjusting device for large-depth underwater robot
RU2290339C2 (en) Depth stabilization unit for deep-sea drifting vehicle
Worall et al. A variable buoyancy system for deep ocean vehicles
CN111856582B (en) Air gun seismic source towing system and marine geological exploration ship
UA20094U (en) Underwater apparatus- transporter
Huang et al. Development and experiments of the passive buoyancy balance system for sea-whale 2000 AUV
CN114954873B (en) Sodium azide pyrolysis driving type buoyancy adjusting system applied to submersible
CN213323623U (en) Buoyancy adjusting device for large-depth underwater robot
KR20150012082A (en) Buoyancy control device and submarine including the same
RU2247057C1 (en) Depth stabilization unit for deep-water drifting device
RU2288864C2 (en) Device for stabilization of depth of deep-sea drifting vehicle
JPS62187692A (en) Hydraulic drive type underwater floating amount regulator for submarine
RU2524514C1 (en) Method of controlling buoyancy of underwater vehicle
SU1125575A1 (en) System for charging buoyancy of underwater probe
CN108674618B (en) Plunger type deepwater diving device
CN113944592B (en) Deepwater hydroelectric generation device

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20160804

PD4A Correction of name of patent owner