RU2545244C1

RU2545244C1 - Diver tower

Info

Publication number: RU2545244C1
Application number: RU2014109112/11A
Authority: RU
Inventors: Валерий Вильгельмович Петрашкевич
Original assignee: Валерий Вильгельмович Петрашкевич
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2015-03-27

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: diver tower includes pressure-resisting hull, submersible electric motor, propulsor, accumulator batteries and is provided with light hull, waist belt, compressed-air reservoir and residual buoyancy control system. The pressure-resisting hull is made in the form of hollow cylinder with upper and lower semiballs the tops of which are connected by tube where propulsor is installed which propulsor is made in the form of hollow screw tube capable to rotate under power of reversible submersible electric motor. The light hull repeats shape of pressure-resisting hull and is installed with clearance h, envelopes surface of pressure-resisting hull and has holes on its side surface in the area of semiball bases. The residual buoyancy control system includes reservoir with holes in its bottom which reservoir is located in upper semiball of light hull, and ejector in the form of pipeline the inlet fitting of which is located in reservoir cavity and communicates via adjustable manual throttle with outlet fitting located in pipe behind propulsor. The compressed-air reservoir is installed in pressure-resisting hull and communicates by pipeline with reservoir cavity via adjustable manual throttle.

EFFECT: higher manoeuvrability of diver.

5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к подводным аппаратам и предназначено для погружения, плавания под водой и всплытия в надводное положение водолаза.The invention relates to underwater vehicles and is intended for diving, swimming under water and ascent to the surface of a diver.

Известен буксировщик водолаза, содержащий акваланг, движитель с пневматическим двигателем его привода, установленным на баллоне акваланга и сообщенным с этим баллоном через вентиль, а также сообщенным с клапанной коробкой акваланга для подачи отработанного воздуха водолазу, причем двигатель сообщен с клапанной коробкой акваланга через эластичную емкость и выполнен в виде поршневого механизма с поршневой группой и золотниковым клапанным механизмом, а движитель выполнен в виде плавника, шток которого шарнирно закреплен на фундаменте поршневой группы с возможностью перемещения с ее поршнями, при этом указанный шток посредством штифта связан с коромыслом упомянутого клапанного механизма (Патент на изобретение РФ №2293684, B63C 11/46).A towing diver is known, comprising a scuba gear, a propulsion device with a pneumatic drive motor mounted on the scuba balloon and connected to the balloon through the valve, and also connected to the scuba valve box for supplying exhaust air to the diver, the engine being connected to the scuba valve box through an elastic container and made in the form of a piston mechanism with a piston group and a spool valve mechanism, and the mover is made in the form of a fin, the rod of which is pivotally mounted on the foundation a piston group with the ability to move with its pistons, while the specified rod is connected via a pin to the beam of the valve mechanism (Patent for the invention of the Russian Federation No. 2293684, B63C 11/46).

Недостаток аналога - сложная конструкция двигателя, который выполнен в виде поршневого механизма с поршневой группой и золотниковым клапанным механизмом.The disadvantage of the analogue is the complex design of the engine, which is made in the form of a piston mechanism with a piston group and a spool valve mechanism.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является буксировщик водолаза, содержащий прочный корпус с рукоятками, гребной электродвигатель и движительный комплекс, отличающийся тем, что в кормовой части корпуса выполнена продольная по форме тела вращения выгородка с переборкой, ось симметрии которой смещена вниз относительно горизонтальной оси симметрии прочного корпуса, гребной электродвигатель выполнен погружным и установлен в выгородке в пределах продольного габарита корпуса, при этом буксировщик снабжен выполненными заодно с рукоятками полозами-опорами, установленными под углом к продольной оси буксировщика, причем проекция оси полоза на диаметральную плоскость и линия, соединяющая крайние нижние точки движителя и корпуса, не пересекаются в пределах габаритов буксировщика (Патент на изобретение РФ №2005643, B63C 11/46).Closest to the proposed invention is a towing diver containing a sturdy hull with handles, a rowing electric motor and a propulsion system, characterized in that in the aft part of the hull there is a longitudinal baffle with a bulkhead, the axis of symmetry of which is shifted down relative to the horizontal axis of symmetry of the sturdy hull , the propeller motor is submersible and installed in the baffle within the longitudinal dimension of the hull, while the towing truck is equipped with the handles of the skid supports mounted at an angle to the longitudinal axis of the towing vehicle, and the projection of the skid axis on the diametrical plane and the line connecting the lowermost points of the propulsion unit and the hull do not intersect within the towing vehicle’s dimensions (Patent for the invention of the Russian Federation No. 2005643, B63C 11/46) .

Недостаток прототипа - отсутствие системы управления остаточной плавучестью, которая позволяет вертикально погружаться и всплывать, а также плавать на заданной глубине и удерживать аппарат руками.The disadvantage of the prototype is the lack of a residual buoyancy control system that allows you to vertically dive and float, as well as swim at a given depth and hold the device with your hands.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение маневренности водолаза за счет использования системы управления остаточной плавучестью и освобождение рук водолаза от рукояток.The technical result of the claimed invention is to increase the maneuverability of a diver through the use of a residual buoyancy control system and the release of the diver's hands from the handles.

Для достижения указанного технического результата в буксировщике водолаза, содержащем прочный корпус, погружной электродвигатель, движитель, аккумуляторные батареи, причем он снабжен легким корпусом, поясным ремнем, баллоном сжатого воздуха и системой управления остаточной плавучестью, прочный корпус выполнен в виде пустотелого цилиндра с верхним и нижним полушарами, вершины которых соединены трубой, в которой установлен движитель, выполненный в виде пустотелой винтовой трубы с волом, установленным с возможностью вращения от реверсивного погружного электродвигателя, легкий корпус повторяет форму прочного корпуса и установлен с зазором, равным h, огибая поверхность прочного корпуса, и имеет на боковой поверхности отверстия в зоне оснований полушаров, система управления остаточной плавучестью включает емкость с отверстиями в днище, размещенную в верхнем полушаре легкого корпуса, и эжектор в виде трубопровода, входной патрубок которого размещен в полости емкости и сообщается через регулируемый ручной дроссель с выходным патрубком, который размещен в трубе за движителем, баллон сжатого воздуха установлен в прочном корпусе и сообщается трубопроводом через регулируемый ручной дроссель с полостью емкости.To achieve the specified technical result in a towing diver containing a sturdy hull, submersible motor, propulsion, batteries, moreover, it is equipped with a light hull, waist belt, compressed air cylinder and a residual buoyancy control system, the sturdy hull is made in the form of a hollow cylinder with upper and lower hemispheres, the tops of which are connected by a pipe in which the mover is installed, made in the form of a hollow screw pipe with an ox installed with the possibility of rotation from reverse of an obvious submersible electric motor, the light body repeats the shape of the solid body and is installed with a gap equal to h, enveloping the surface of the solid body, and has holes on the lateral surface in the base zone of the hemispheres, the residual buoyancy control system includes a container with holes in the bottom located in the upper hemisphere of the lung housing, and an ejector in the form of a pipeline, the inlet pipe of which is placed in the cavity of the tank and communicates through an adjustable hand throttle with the outlet pipe, which is placed in the pipe behind Lemma, compressed air cylinder mounted in a robust housing and communicates through conduit manual adjustment choke cavity vessel.

Кроме того, заявленное решение имеет факультативные признаки, характеризующие его частные случаи, а именно:In addition, the claimed decision has optional features characterizing its particular cases, namely:

- пустотелая винтовая труба имеют прямоугольное поперечное сечение a×2a, а стенки лопасти закручены по длине на угол от 0 до 180°;- the hollow screw pipe has a rectangular cross-section a × 2a, and the blade walls are twisted in length by an angle from 0 to 180 °;

- боковая поверхность пустотелой винтовой трубы покрыта медно-никелевым сплавом;- the side surface of the hollow screw pipe is coated with a copper-nickel alloy;

- легкий корпус изготовлен из прочного гибкого пластика не подверженного биообрастанию;- lightweight housing made of durable flexible plastic not subject to bio-fouling;

- прочный корпус изготовлен из нержавеющей стали.- The strong case is made of stainless steel.

Отличительными признаками предлагаемого изобретения является то, что оно снабжено легким корпусом, поясным ремнем, баллоном сжатого воздуха и системой управления остаточной плавучестью, прочный корпус выполнен в виде пустотелого цилиндра с верхним и нижним полушарами, вершины которых соединены трубой, в которой установлен движитель, выполненный в виде пустотелой винтовой трубы с волом, установленным с возможностью вращения от реверсивного погружного электродвигателя, легкий корпус повторяет форму прочного корпуса и установлен с зазором, равным h, огибая поверхность прочного корпуса, и имеет на боковой поверхности отверстия в зоне оснований полушаров, система управления остаточной плавучестью включает емкость с отверстиями в днище, размещенную в верхнем полушаре легкого корпуса, и эжектор в виде трубопровода, входной патрубок которого размещен в полости емкости и сообщается через регулируемый ручной дроссель с выходным патрубком, который размещен в трубе за движителем, баллон сжатого воздуха установлен в прочном корпусе и сообщается трубопроводом через регулируемый ручной дроссель с полостью емкости.Distinctive features of the present invention is that it is equipped with a lightweight body, a waist belt, a compressed air cylinder and a residual buoyancy control system, the robust body is made in the form of a hollow cylinder with upper and lower hemispheres, the tops of which are connected by a pipe in which the mover is mounted, made in in the form of a hollow screw pipe with an ox mounted for rotation from a reversible submersible electric motor, the lightweight housing repeats the shape of a durable housing and is mounted with a recess rum equal to h, enveloping the surface of a durable body, and has holes on the side surface in the base zone of the hemispheres, the residual buoyancy control system includes a container with holes in the bottom, located in the upper hemisphere of the light body, and an ejector in the form of a pipeline, the inlet of which is located in the cavity of the tank and communicates through an adjustable hand throttle with an outlet pipe, which is placed in the pipe behind the propulsion device, the compressed air cylinder is installed in a durable housing and communicates with the pipeline through the adjustable throttle hand throttle with capacity cavity.

Предлагаемый буксировщик водолаза иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1, 2, 3 и 4.The proposed tow diver is illustrated by the drawings shown in figures 1, 2, 3 and 4.

На фиг.1а показан буксировщик с водолазом в вертикальном положении (погружение и подъем).On figa shows a tow with a diver in a vertical position (diving and lifting).

На фиг.1б показан буксировщик с водолазом в горизонтальном положении (плавание на заданной глубине).On figb shows a tow with a diver in a horizontal position (swimming at a given depth).

На фиг.2 - продольный разрез А-А буксировщика водолаза.Figure 2 is a longitudinal section aa of a towing diver.

На фиг.3 - поперечный разрез В-В буксировщика водолаза.Figure 3 is a transverse section bb of the towing diver.

На фиг.4 - движитель буксировщика водолаза.Figure 4 - mover towing a diver.

Водолазу 1 на грудь поясным ремнем 2 крепится буксировщик 3: вертикальное положение (фиг.1а - погружение и подъем); горизонтальное положение (фиг.1б - плавание на заданной глубине). Буксировщик 3 имеет прочный корпус 4, выполненный в виде пустотелого цилиндра с верхним 5 и нижним 6 полушарами, вершины которых соединены трубой 7, в которой установлен движитель 8, выполненный в виде пустотелой винтовой трубы 9 с волом 10, установленным с возможностью вращения от реверсивного погружного электродвигателя 11. Пустотелая винтовая труба 9 имеет прямоугольное поперечное сечение a×2a, а стенки лопасти закручены по длине на угол от 0 до 180°. Легкий корпус 12 повторяет форму прочного корпуса 4 и установлен с зазором, равным h, огибая поверхность прочного корпуса 4, и имеет на боковой поверхности отверстия 13 в зоне основания верхнего полушара 5. Перегородка 14 крепится к прочному 4 и легкому корпусу 12. Система управления остаточной плавучестью включает баллон сжатого воздуха 15, который сообщается трубопроводом 16 через регулируемый ручной дроссель 17 с полостью емкости 18; эжектор в виде трубопровода 19, входной патрубок 20 которого размещен в полости емкости 18 и сообщается через регулируемый ручной дроссель 21 с выходным патрубком 22, который размещен в трубе 7 за движителем 8. В днище емкости 19 выполнены отверстия 23. Реверсивный погружной электродвигатель 11 кабелем 24 соединен через кнопку 25 вращения по часовой стрелке и через кнопку 26 вращения против часовой стрелки с аккумуляторными батареями 27. Легкий корпус 12 имеет на боковой поверхности отверстия 28 в зоне основания нижнего полушара 6.Diver 1 on the chest with a lap belt 2 is attached towing 3: vertical position (figa - immersion and ascent); horizontal position (figb - swimming at a given depth). The towing vehicle 3 has a robust housing 4, made in the form of a hollow cylinder with the upper 5 and lower 6 hemispheres, the tops of which are connected by a pipe 7, in which the propulsion unit 8 is made, made in the form of a hollow screw pipe 9 with an ox 10 mounted for rotation from a reversible submersible electric motor 11. The hollow screw pipe 9 has a rectangular cross-section a × 2a, and the blade walls are twisted in length by an angle from 0 to 180 °. The light housing 12 repeats the shape of the durable housing 4 and is installed with a gap equal to h, enveloping the surface of the durable housing 4, and has on the side surface of the hole 13 in the base zone of the upper hemisphere 5. The partition 14 is attached to the durable 4 and lightweight housing 12. The residual control system buoyancy includes a container of compressed air 15, which is communicated by a pipe 16 through an adjustable hand throttle 17 with a cavity of the tank 18; an ejector in the form of a pipe 19, the inlet pipe 20 of which is placed in the cavity of the tank 18 and communicates through an adjustable hand throttle 21 with the output pipe 22, which is placed in the pipe 7 behind the propulsion unit 8. Holes 23 are made in the bottom of the tank 19. Reversible submersible motor 11 with cable 24 connected via a clockwise rotation button 25 and counterclockwise rotation button 26 to the batteries 27. The light housing 12 has openings 28 on the side surface in the base zone of the lower hemisphere 6.

Буксировщик водолаза работает следующим образом.Tow diver works as follows.

Буксировщик 3 имеет положительную плавучесть, так как его емкость 18 через отверстия 23 и зазор (величина h) между прочным 4 и легким корпусом 12 в зоне верхнего полушара 5 между перегородками 14 заполнена атмосферным воздухом. Буксировщик 3 вертикально плавает на поверхности воды. Водолаз 1 крепит буксировщик 3 к груди поясным ремнем 2. Атмосферный воздух из зазора (величина h) между прочным 4 и легким корпусом 12 в зоне нижнего полушара 6 выходит в атмосферу через отверстия 28 и по трубе 7 (фиг.1а). При нажатии кнопки 25 с вращением по часовой стрелке (и удержании ее) ток по кабелю 24 от аккумуляторной батареи 27 включает погружной реверсивный электродвигатель 11 и он вращает движитель 8, вал 10 раскручивается и пустотелая винтовая труба 9 захватывает воду и по трубе 7 выбрасывает ее в зазор (величина h) верхнего полушара 5 и далее через отверстия 13 в море (водоем). Вода в трубу 7 поступает через отверстия 28. Вода через отверстия 13 выталкивает воздух из зазора (величина h) в атмосферу. В зазоре (величина h) верхнего полушара 5 возникает неоднородное поле скоростей. Благодаря этому в потоке возникнут инерционные силы, которые будут создавать разрежение на поверхности прочного корпуса 4 и приведут к движению аппарата вниз. Величина этой движущей силы зависит от скорости потока, величины h и площади поверхности верхнего полушара 5. В основе этого обоснования лежит эффект Коанда (energy-source.ru/-iv-/s19-.html, Г. Смирнов «Рожденные вихрем», 1982). Движению буксировщика 3 вниз способствует отрицательная плавучесть буксировщика 3, полученная за счет удаления воздуха из зазора (величина h) верхнего полушара 5. Если нужно ускорить погружение, то открывается регулируемый ручной дроссель 21 и воздух из емкости 18 через входной патрубок 20 по трубопроводу 19 и выходной патрубок 22, расположенный в зоне пониженного давления в трубе 7, подсасывается (эжектор) и выбрасывается с водой через отверстия 13 в атмосферу. Буксировщик 3 приобретает еще меньшую плавучесть и погружается с большей скоростью. Так осуществляется тонкая регулировка плавучести буксировщика 3. При закрытии дросселя 21 скорость погружения стабилизируется. Если нужно повысить плавучесть и соответственно снизить скорость погружения буксировщика 3, то открывается регулируемый ручной дроссель 17 и воздух из баллона сжатого воздуха 15 по трубопроводу 16 поступает в емкость 18. При закрытии дросселя 17 плавучесть стабилизируется. При достижении заданной глубины водолаз 1 занимает горизонтальное положение (фиг.1б) нажимает (и удерживает) кнопку 26 вращения против часовой стрелки и погружной реверсивный электродвигатель 11 вращает движитель 8, вал 10 раскручивается и пустотелая винтовая труба 9 захватывает воду и по трубе 7 выбрасывает ее в зазор (величина h) нижнего полушара 6 и далее через отверстия 28 в море (водоем). Вода в трубу 7 поступает через отверстия 13. Имеет место эффект Коанда и буксировщик 3 движется в горизонтальном направлении. Если водолаз займет вертикальное положение, то он будет всплывать. В случае отказа движителя 8 (села или замкнула аккумуляторная батарея 27) подъем можно осуществлять используя баллон сжатого воздуха 15 путем открытия дросселя 17 и выпуска сжатого воздуха в емкость 18. Плавучесть буксировщика 3 увеличивается и он всплывает.The towing vehicle 3 has positive buoyancy, since its capacity 18 through the openings 23 and the gap (value h) between the strong 4 and light body 12 in the area of the upper hemisphere 5 between the partitions 14 is filled with atmospheric air. Tow 3 floats vertically on the surface of the water. A diver 1 fastens the towbar 3 to the chest with a lap belt 2. Atmospheric air from the gap (value h) between the strong 4 and the light body 12 in the lower hemisphere 6 zone is released into the atmosphere through openings 28 and through the pipe 7 (Fig. 1a). When you press the button 25 with a clockwise rotation (and hold it), the current through the cable 24 from the battery 27 turns on the submersible reversible electric motor 11 and it rotates the mover 8, the shaft 10 is untwisted and the hollow screw pipe 9 captures water and throws it into the pipe 7 into the gap (value h) of the upper hemisphere 5 and then through the holes 13 in the sea (reservoir). Water enters the pipe 7 through the openings 28. Water through the openings 13 pushes the air out of the gap (value h) into the atmosphere. In the gap (value h) of the upper hemisphere 5, an inhomogeneous velocity field arises. Due to this, inertial forces will arise in the flow, which will create a vacuum on the surface of the durable casing 4 and lead to the downward movement of the apparatus. The magnitude of this driving force depends on the flow velocity, the magnitude of h, and the surface area of the upper hemisphere 5. The basis of this justification is the Coanda effect (energy-source.ru/-iv-/s19-.html, G. Smirnov “Born by the Whirlwind”, 1982 ) The movement of the towing vehicle 3 downward is facilitated by the negative buoyancy of the towing vehicle 3, obtained by removing air from the gap (value h) of the upper hemisphere 5. If you want to speed up the dive, the adjustable manual throttle 21 opens and the air from the tank 18 through the inlet pipe 20 through the pipe 19 and the output the pipe 22 located in the zone of reduced pressure in the pipe 7 is sucked in (ejector) and is discharged with water through openings 13 into the atmosphere. Tow 3 acquires even less buoyancy and sinks at a higher speed. Thus, the buoyancy of the buoyancy 3 is finely adjusted. When the throttle 21 is closed, the diving speed stabilizes. If it is necessary to increase the buoyancy and accordingly reduce the immersion speed of the towing truck 3, then an adjustable manual throttle 17 opens and air from the compressed air cylinder 15 enters the tank 18 through the pipe 16. When the throttle 17 is closed, the buoyancy is stabilized. Upon reaching the specified depth, the diver 1 occupies a horizontal position (fig.1b) presses (and holds) the counterclockwise rotation button 26 and the submersible reversible electric motor 11 rotates the propeller 8, the shaft 10 is untwisted and the hollow screw pipe 9 captures the water and throws it out through the pipe 7 into the gap (value h) of the lower hemisphere 6 and then through openings 28 in the sea (body of water). Water enters the pipe 7 through the holes 13. There is a Coanda effect and the tow 3 moves in the horizontal direction. If the diver takes upright position, then he will float. In the event of a failure of the propulsion unit 8 (the battery 27 is closed or closed), the lift can be carried out using a can of compressed air 15 by opening the throttle 17 and releasing the compressed air into the tank 18. The buoyancy of the towing device 3 increases and it pops up.

Использование буксировщика водолаза позволит повысить маневренность водолаза за счет использования системы управления остаточной плавучестью и освободить руки водолаза для управления аппаратом.Using a diver's towing vehicle will increase the diver’s maneuverability through the use of a residual buoyancy control system and free the diver’s hands to control the device.

Claims

1. A towing diver containing a sturdy hull, submersible motor, propulsion device, batteries, characterized in that it is equipped with a light hull, waist belt, compressed air cylinder and a control system for residual buoyancy, the sturdy hull is made in the form of a hollow cylinder with upper and lower hemispheres , the tops of which are connected by a pipe in which the propulsion device is installed, made in the form of a hollow screw pipe with a shaft mounted for rotation from a reversible submersible electric motor, The flexible body repeats the shape of the durable body and is installed with a gap equal to h, it bends around the surface of the durable body and has holes on the lateral surface of the base of the hemispheres, the residual buoyancy control system includes a container with holes in the bottom located in the upper hemisphere of the light body, and an ejector in in the form of a pipeline, the inlet pipe of which is placed in the cavity of the tank and communicates through an adjustable hand throttle with the outlet pipe, which is placed in the pipe behind the propulsion device, a compressed air cylinder installed n rugged and communicates through a duct with a throttle manual adjustment tank cavity.

2. Diver tow according to claim 1, characterized in that the hollow screw pipe has a rectangular cross-section a × 2a, where a is the wall of the blade twisted along the length by an angle from 0 to 180 °.

3. Diver tow according to claim 1, characterized in that the side surface of the hollow screw pipe is coated with a copper-nickel alloy.

4. Diver tow according to claim 1, characterized in that the lightweight body is made of durable flexible plastic not subject to biofouling.

5. Diver tow according to claim 1, characterized in that the sturdy hull is made of stainless steel.