устройство для подвеса подводного аппарата к буксирному кабель-тросу

Формула изобретения

Устройство для подвеса подводного аппарата к буксирному кабель-тросу, содержащее силовую заделку кабель-троса, карданный шарнир, электроразъем, заполненные диэлектрической жидкостью узел герметичного ввода токоведущих жил и вращающийся токосъемник, отличающееся тем, что корпуса силовой заделки кабель-троса, узла герметичного ввода токоведущих жил, электроразъема и выходной полый вал вращающегося токосъемника последовательно и жестко соединены между собой с возможностью расстыковки корпуса электроразъема, а корпус вращающегося токосъемника соединен с корпусом подводного аппарата посредством карданного шарнира, электроразъем содержит две герметичные вилки, установленные в различных частях разборного корпуса, и проходную розетку, а узел герметичного ввода токоведущих жил и вращающийся токосъемник снабжены компенсаторами изменения объема диэлектрической жидкости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области эксплуатации морского и речного флота, в частности к оборудованию, специально предназначенному для буксировки объектов или судов, находящихся под водой.

Известно буксирное устройство для подвеса подводного аппарата к буксирному кабель-тросу [1], выполненное в виде соединительного узла, шарнирно связанного с одной стороны с буксируемым подводным аппаратом, а с другой стороны с буксирным кабель-тросом, при этом оси шарниров соединительного узла перпендикулярны друг относительно друга.

Недостатком данного известного устройства является то, что ходовой конец буксирного кабель-троса не имеет возможности свободно раскручиваться при вытравливании или выборке кабель-троса с подводным аппаратом. Это приводит к образованию колышек на кабель-тросе вблизи присоединения его ходового конца к буксируемому подводному аппарату, повреждению токоведущих жил и потере работоспособности кабель-троса.

Известно также устройство для подвеса подводного аппарата к буксирному кабель-тросу [2].

Известное устройство содержит узел силовой заделки брони кабель-троса, узел герметичного ввода токоведущих жил, карданный шарнир, узел вращения токоведущих частей и электроразъем. Для компенсации наружного гидростатического давления электроразъем заполнен жидким диэлектриком.

В данном известном устройстве силовая броня кабель-троса (непосредственно) жестко соединена с одной из вилок карданного шарнира. Другая его вилка выполнена как одно целое с вращающимся валом узла вращения ответных токоведущих частей электроразъема, корпус которого неподвижно (жестко) установлен на буксируемом аппарате. Токоведущие жилы, выходящие из узла заделки брони, пропущены через связующее цилиндрическое кольцо карданного шарнира и с помощью герметичной заделки введены в полый вращающийся вал узла вращения токоведущих частей электроразъема. Во время вытравливания и выборки кабель-троса при погружении и подъеме подводного аппарата ориентация продольной оси кабель-троса относительно продольной оси корпуса электроразъема может изменяться в пределах от 0 до 80°, соответственно и угол между продольными осями вилок карданного шарнира будет изменяться в тех же пределах. При этом раскрутка кабель-троса осуществляется через карданный шарнир и ответные части электроразъема, вращающиеся относительно друг друга.

Основным недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает свободную раскрутку ходового конца кабель-троса во всем диапазоне изменения угла ориентации продольной оси кабель-троса относительно продольной оси корпуса электроразъема, так как карданный шарнир может передавать вращение при ограниченных (до 15-20°) углах между продольными осями его вилок. Вследствие чего при работе этого устройства не исключается возможность скручивания брони кабель-троса, повреждения или обрыва токоведущих жил, т.е. потери работоспособности кабель-троса.

Кроме того, раскрутка кабель-троса, происходящая при ограниченных углах между осями вилок карданного шарнира, вызывает многократно повторяющиеся знакопеременные продольные деформации и деформации кручения изоляции и проводников токоведущих жил на этом участке. Это приводит к переламыванию изоляции и проводников токоведущих жил и потери работоспособности кабель-троса. Вращение ответных токоведущих частей электроразъема относительно друг друга приводит к их износу и нарушению контакта между ними, что снижает надежность работы устройства.

Во время погружения подводного аппарата вследствие изменения температуры окружающей среды и увеличения внешнего давления происходит уменьшение объема диэлектрической жидкости, заполняющей внутренний объем герметичного корпуса электроразъема, что приводит к образованию разрежения внутри кожуха. Это в свою очередь вызывает затекание воды в кожух через уплотнения вращающегося вала и выводу из строя электроразъема.

В основу изобретения поставлена задача разработать устройство для подвеса подводного аппарата к буксирному кабель-тросу такой конструкции, чтобы оно обеспечило свободную раскрутку кабель-троса во всем диапазоне изменения угла ориентации продольной оси кабель-троса относительно подводного аппарата, а также исключить возможность затекания морской воды в устройство и уменьшить износ ответных токоведущих частей в узле вращения.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для подвеса подводного аппарата к буксирному кабель-тросу, содержащем силовую заделку кабель-троса, карданный шарнир, электроразъем, заполненные диэлектрической жидкостью узел герметичного ввода токоведущих жил и вращающийся токосъемник, корпуса силовой заделки кабель-троса, герметичного ввода токоведущих жил, электроразъема и выходной полый вал вращающегося токосъемника последовательно и жестко соединены между собой с возможностью расстыковки корпуса электроразъема, а корпус вращающегося токосъемника соединен с корпусом подводного аппарата посредством карданного шарнира, электроразъем содержит две герметичные вилки, установленные в различных частях разборного корпуса, и проходную розетку, а узел герметичного ввода токоведущих жил и вращающийся токосъемник снабжены компенсаторами изменения объема диэлектрической жидкости.

В заявленном устройстве для подвеса подводного аппарата к буксирному кабель-тросу общими существенными признаками для него и для его прототипа являются:

- силовая заделка кабель-троса;

- карданный шарнир;

- электроразъем;

- заполненные диэлектрической жидкостью герметичный ввод токоведущих жил и вращающийся токосъемник.

Сопоставительный анализ существенных признаков заявленного устройства для подвеса подводного аппарата к буксирному кабель-тросу и прототипа показывает, что первое, в отличие от прототипа, имеет следующие отличительные признаки:

- корпуса силовой заделки кабель-троса, узла герметичного ввода токоведущих жил, электроразъема и выходной полый вал вращающегося токосъемника последовательно и жестко соединены между собой с возможностью расстыковки корпуса электроразъема;

- корпус вращающегося токосъемника соединен с корпусом подводного аппарата посредством карданного шарнира;

- электроразъем содержит две герметичные вилки, установленные в разных частях разборного корпуса, и проходную розетку;

- узел герметичного ввода токоведущих жил и вращающийся токосъемник снабжены компенсаторами изменения объема диэлектрической жидкости.

Данная совокупность известных и отличительных существенных признаков обеспечивает получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны. Именно такая совокупность существенных признаков позволила разработать и изготовить устройство для подвеса подводного аппарата к буксирному кабель-тросу, которое обеспечило:

- свободную раскрутку кабель-троса во всем диапазоне изменения угла ориентации продольной оси кабель-троса относительно подводного аппарата;

- исключение износа контактов электроразъема;

- исключение затекания воды в электроразъем через уплотнения вращающегося вала при глубоководном погружении подводного аппарата.

На основании изложенного можно заключить, что совокупность существенных признаков заявленного изобретения имеет причинно-следственную связь с достигнутым техническим результатом, т.е. благодаря данной совокупности существенных признаков изобретения стало возможным решить поставленную задачу.

Следовательно, заявленное изобретение является новым, обладает изобретательским уровнем, т.е. оно явным образом не следует из уровня техники, и пригодно для промышленного применения.

Сущность заявленного устройства для подвеса подводного аппарата к буксирному кабель-тросу поясняется чертежом.

Устройство для подвеса подводного аппарата 1 к буксирному кабель-тросу 2 содержит силовую заделку 3 кабель-троса, узел герметичного ввода 4 токоведущих жил 5, электроразъем, состоящий из двух герметичных вилок 6 и проходной розетки 7, вращающийся токосъемник 8, установленный в корпусе и соединенный с выходным полым валом 9, карданный шарнир, состоящий из двух вилок 10 и 11, кинематически связанных между собой крестовиной 12.

Силовая заделка 3 кабель-троса выполнена в корпусе 13 и защищена от внешних воздействий стаканом 14, зафиксированном на корпусе 13 посредством резьбы.

Узел герметичного ввода 4 токоведущих жил 5 выполнен в корпусе 15, в котором имеется герметичная полость 16, заполненная диэлектрической жидкостью. На корпусе 15 установлен компенсатор изменения объема диэлектрической жидкости с эластичной диафрагмой 17. Рабочая полость “а” компенсатора связана посредством отверстий с полостью 16. Снаружи эластичная диафрагма 17 закрыта защитным кожухом 18. Для заливки диэлектрической жидкости в герметичную полость 16 ив рабочую полость “а” компенсатора в корпусе 15 выполнено отверстие 19, в котором установлена пробка 20.

Корпус электроразъема выполнен разборным и состоит из двух частей 21 и 22, на торцах которых установлены герметичные вилки 6, а проходная розетка 7 размещена внутри разборного корпуса. Токоведущие жилы 5 посредством герметичных вилок 6 и проходной розетки 7 выведены через выходной полый вал 9 на вращающийся токосъемник 8. Такая конструкция электроразъема в виде отдельного узла, установленного между узлом герметичного ввода 4 токоведущих жил и вращающимся токосъемником 8, позволила:

- обеспечить “сухое” и неподвижное соединение частей электроразъема;

- увеличить надежность электрического соединения;

- обеспечить легкое разъединение как механически, так и электрически кабель-троса с подводным аппаратом.

Вращающийся токосъемник 8 размещен в герметичной полости 23 корпуса 24. Полость 23 со стороны карданного шарнира герметично закрыта крышкой 25. На последней установлен компенсатор изменения объема диэлектрической жидкости с эластичной диафрагмой 26. Рабочая полость “б” данного компенсатора посредством отверстий связана с полостью 23. Эластичная диафрагма 26 снаружи ограждена кожухом 27. Для заливки диэлектрической жидкости в герметичную полость 23 и в рабочую полость “б” компенсатора в крышке 25 выполнено отверстие 28, в котором установлена пробка 29. В крышке 25 выполнено также отверстие 30 для герметичного вывода токоведущих жил 5 от вращающегося токосъемника 8 к аппарату 1.

Карданный шарнир помещен между корпусом 24 вращающегося токосъемника и подводным аппаратом 1, при этом одна из его вилок 10 жестко соединена с корпусом 24 вращающегося токосъемника, а вилка 11 - с подводным аппаратом 1.

Таким образом, в устройстве для подвеса подводного аппарата 1 к кабель-тросу 2 со стороны последнего корпус 13 узла силовой заделки 3 кабель-троса жестко соединен с корпусом 15 узла герметичного ввода 4 токоведущих жил, корпус 15, в свою очередь, жестко соединен с разборным корпусом (части 21 и 22) электроразъема и выходным полым валом 9 вращающегося токосъемника 8, а со стороны подводного аппарата 1 между последним и вращающимся токосъемником 8 установлен карданный шарнир, причем его вилка 11 жестко присоединена к корпусу подводного аппарата 1, а вилка 10 также жестко присоединена к корпусу 24 вращающегося токосъемника 8.

Выходной полый вал 9 вращающегося токосъемника 8 установлен в корпусе 24 в радиальных подшипниках 31 и снабжен упорным подшипником 32, таким образом обеспечивается его вращение, а следовательно, и свободная раскрутка ходового конца кабель-троса 2 во всем диапазоне изменения угла ориентации продольной оси кабель-троса 2 относительно подводного аппарата 1.

Устройство для подвеса подводного аппарата к буксирному кабель-тросу работает следующим образом.

С борта обеспечивающего судна производится спуск подводного аппарата на воду. При последующем его погружении вытравливается кабель-трос. Усилие буксировки от брони кабель-троса 2 к корпусу подводного аппарата 1 передается через силовую заделку 3 кабель-троса на ее корпус 13, корпус 15 узла герметичного ввода 4 токоведущих жил 5, разборный корпус электроразъема (его части 21 и 22), выходной полый вал 9 и корпус 24 вращающегося токосъемника 8, вилку 10, крестовину 12 и вилку 11 карданного шарнира. Электрическая связь с подводным аппаратом осуществляется по токоведущим жилам 5 кабель-троса 2 через вращающийся токосъемник 8. По этой же цепи поступают информационные сигналы (например, телеметрические, телевизионные) от подводного аппарата к обеспечивающему судну и наоборот.

Заявленное устройство для подвеса подводного аппарата к буксирному кабель-тросу прошло длительные натурные морские испытания, которые показали, что поставленная задача решена, а именно:

- устройство обеспечивает свободную раскрутку ходового конца кабель-троса во всем диапазоне изменения угла ориентации продольной оси кабель-троса относительно подводного аппарата, вследствие чего устранено скручивание брони и обрыв токоведущих жил;

- при раскрутке кабель-троса отсутствуют многократно повторяющиеся знакопеременные продольные деформации и деформации кручения изоляции и проводников токоведущих жил в карданном шарнире;

- отсутствует вращение относительно друг друга ответных токоведущих контактов электроразъема, повышена надежность их работы за счет устранения нарушений контакта;

- устранено затекание морской воды в узлы устройства при выполнении глубоководных погружений подводного аппарата;

- повышена технологичность транспортировки и обслуживания подводного аппарата непосредственно в море на обеспечивающем судне за счет возможности отстыковки кабель-троса от подводного аппарата, за счет разборного корпуса электроразъема и установки съемной проходной розетки.

В целом использование заявленного устройства для подвеса подводного аппарата к буксирному кабель-тросу позволило осуществлять любые маневрирования подводным аппаратом по любым круговым траекториям и свободно осуществлять вращения подводного аппарата вокруг своей вертикальной оси без потери работоспособности кабель-троса.

Источники информации

1. Япония, заявка №53-124817, МКИ В 63 G 8/42, 8/14, приоритет 11.10. 1978 г., Буксирное устройство.

2. авторское свидетельство СССР №893690, М.кл.3 В 63 В 21/66, 1980 г. Устройство для подвеса подводного аппарата к буксирному кабель-тросу - прототип.