Индивидуальный буксировщик легководолаза

 

Индивидуальный буксировщик легководолаза содержит корпус с размещенным в нем источником питания, подсоединенным положительным выводом к первому входу коммутатора питания. Выходы элементов включения двигательно-движительного комплекса и светового прибора подключены соответственно к третьему и четвертому входам коммутатора питания, а отрицательный выход источника питания подсоединен ко второму входу коммутатора питания и через световой прибор и двигательно-движительный комплекс к первому и второму выходам коммутатора питания. Кроме того, буксировщик снабжен согласующим устройством, регулируемым источником опорного напряжения, элементом памяти, компараторами, сумматорами и интегратором. Положительный вывод источника питания подсоединен к первым выходам согласующего устройства, регулируемого источника опорного напряжения и элемента памяти, ко вторым входам которых подсоединен средний вывод источника питания, а к третьим - отрицательный вывод источника питания. Первый выход согласующего устройства соединен с первыми входами первого компаратора, первого и второго сумматоров, а второй выход - с первым входом второго компаратора и со вторыми входами первого и второго сумматоров. Вторые входы с первого по четвертый компараторов соединены с соответствующими выходами регулируемого источника опорного напряжения. Выход первого сумматора соединен с первым входом третьего компаратора. Выход второго сумматора соединен с первым входом четвертого компаратора. Выходы компараторов соединены с входами третьего сумматора, выход которого через интегратор соединен со вторым входом элемента памяти, выход которого подключен к входам элемента включения двигательно-движительного комплекса и светового прибора. Такое выполнение буксировщика обеспечивает полный срок службы источника питания. 1 ил.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к технике индивидуальных средств передвижения водолазов под водой.

Известен индивидуальный буксировщик легководолаза (ИБЛВ) МК УI [1]. Недостатком указанного ИБЛВ является применение негерметичной аккумуляторной батареи, требующей при эксплуатации установки каталитических дожигателей водорода, которые не обеспечивают требуемую пожаровзрывобезопаснооть при переполюсовке отдельных банок. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является ИБЛВ Sub Ranger [2], который содержит корпус, герметичную аккумуляторную батарею, коммутатор питания, рукоятки включения электродвигателя и светового прибора. Недостатками этого ИБЛВ [2] являются: отсутствие защиты отдельных банок аккумуляторной батареи (АБ) от "переполюсовки" и отсутствие защиты герметичной АБ от глубокого разряда. Глубокий разряд АБ приводит к уменьшению срока службы. Переполюсовка отдельных банок может привести к разрыву корпусов банок АБ, выделению газообразного водорода и, как следствие, разрушению (взрыву) самого ИБЛВ из-за образования "гремучей смеси" (смеси водорода с кислородом воздуха) внутри герметичного корпуса.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности и повышение взрывопожаробезопасности подводного скутера, при обеспечении полного срока службы АБ в процессе эксплуатации (т.е. полного количества циклов заряда-разряда).

Указанная цель достигается тем, что в ИБЛВ источник питания разбит на две последовательно соединенные секции, в состав ИБЛВ введен электронный блок управления, который подсоединен первым входом к положительному выводу АБ, вторым входом к среднему выводу АБ, а третим входом к отрицательному выводу АБ, при этом положительный вывод АБ подсоединен к первым входам согласующего устройства, регулируемого источника опорного напряжения, а отрицательный вывод АБ подсоединен к третим входам согласующего устройства и регулируемого источника опорного напряжения, при этом первый выход согласующего устройства соединен с первыми входами компараторов, первого и второго сумматоров, а второй выход согласующего устройства соединен с первым входом второго компаратора и со вторыми входами первого и второго сумматоров, вторые входы первого, второго, третьего и четвертого компараторов соединены соответственно с первым, вторым, третим и четвертым выходами регулируемого источника опорного напряжения, выход первого сумматора соединен с первым входом третьего компаратора, выход второго компаратора подан на вход третьего сумматора, выход которого через интегратор соединен со вторым входом элемента памяти, выход которого является выходом блока управления, и через рукоятки включения электродвигателя и светового прибора подключен к третьему и четвертому входам коммутатора питания, а также тем, что величина значения напряжения порога, при котором происходит отключение АБ выбрано из соотношения: U_пор=n·k·U_кон.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный ИБЛВ отличается выполнением АБ из двух последовательно соединенных секций и наличием электронного блока управления, таким образом, заявленный ИБЛВ соответствует критерию "новизны".

Сравнение заявляемого ИБЛВ не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявленный ИБЛВ от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На чертеже представлена блок - схема ИБЛВ.

ИБЛВ содержит АБ 1, состоящую из двух последовательно соединенных секций, коммутатора питания 2, электродвигатель 3, световой прибор 4, электронный блок управления 5, рукоятку включения электродвигателя 6, рукоятку включения светового прибора 7, электронный блок управления 5 включает в себя согласующее устройство 8, регулируемый источник опорного напряжения 9, первый компаратор 10, первый сумматор 11, второй сумматор 12, второй компаратор 13, третий компаратор 14, четвертый компаратор 15, третий сумматор 16, интегратор 17 и элемент памяти 18.

ИБЛВ работает следующим образом. После зарядки АБ 1 и установки ее в ИБЛВ производится установ элемента памяти 18, тем самым подготавливаются цепи питания и контроля блока управления 5, а также обеспечивается возможность подключения к АБ 1 по сигналам от рукояток включения 6, 7 светового прибора (СП) 4 и электродвигателя (ЭД)3. В момент включения СП 4 или ЭД 3 "плюс", "минус" и "средняя точка" АБ 1 подаются на вход блока управления 1, на входы согласующего устройства 8, а так же на входы регулируемого источника опорного напряжения (РИОН)9. РИОН 9 формирует заданные пороги для работы компараторов 10, 13, 14 и 15. На второй вход компаратора 10 подается контролируемое напряжение первой половины АБ 1, а на второй вход компаратора 13 подается напряжение со второй половины АБ 1. При понижении уровня контролируемого напряжения ниже заданного порога происходит переключение компаратора 13 или компаратора 10, либо совместное их переключение. Сигналы с выходов компараторов 10, 13 через сумматор 16 и интегратор 17 производят сброс элемента памяти 18. Интегратор 17 исключает ложные срабатывания элемента памяти 18, возникающие в момент переходных процессов, связанных с пуском ЭД 3 и включением СП 4. Элемент памяти 18 своими контактами отключает "плюс" АБ 1 от рукояток включения 6, 7, тем самым обеспечивается защита АБ 1 ИБЛВ от глубокого разряда и обеспечение гарантийного срока ее службы (т.е. полное количество циклов заряд-разряд в процессе эксплуатации).

При этом защита отдельных банок от "переполюсовки" достигается следующим: напряжение с выходов согласующего устройства 8 через сумматоры 11 и 12 подается на вторые входы компараторов 14, 15, при превышении уровня напряжения порога происходит переключение одного из компараторов 14, 15 сигнал с его выхода через сумматор 16 и интегратор 17 производит сброс элемента памяти 18. Величина напряжения порога, определяющая момент переключения компараторов 14, 15, выбирается равной или пропорциональной (с учетом маштабного коэффициента) величине конечного разрядного напряжения одной банки, тем самым описанное устройство защищает отдельные банки АБ 1 ИБЛВ от возможного разрыва корпусов банок и связанного с этим выделения из них в герметичный корпус ИБЛВ газообразного водорода с образованием ″гремучей смеси″, т.е. предохраняет от возможного взрыва ИБЛВ. Величина напряжения порога, при котором происходит переключение компараторов 10 и 13, выбирается из соотношения:

U_пор=k·n·U _кон,

где k - масштабный коэффициент, определенный схемой согласующего устройства;

n - количество банок в секции аккумуляторной батареи;

U_кон - численное значение напряжения аккумуляторной банки, соответствующее снятию с нее полной емкости.

Величина порога, рассчитанная по приведенной формуле, обеспечивает защиту АБ 1 от глубокого разряда.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения заключается в том, что предложенный ИБЛВ обеспечивает безопасность легководолаза и сохранность самого ИБЛВ за счет того, что исключены возможность глубокого разряда АБ и переполюсовка отдельных ее банок. Исключение возможности глубокого разряда АБ обеспечивает гарантийный срок ее службы, защита АБ от "переполюсовки" отдельных банок предотвращает разрушение корпусов отдельных банок АБ, а следовательно, и образование "гремучей" смеси внутри герметичного корпуса ИБЛВ.

Источники информации

1. Индивидуальный буксировщик легководолазов МК VI (Журнал "Судостроение за рубежом, 1973 г., №4, стр.61-69).

2. Подводное судно из серии ″Sub Ranger″ (проспект фирмы PRO Company Limited, Япония).

Формула изобретения

Индивидуальный буксировщик легководолаза, содержащий корпус с размещенным в нем источником питания, положительным выводом подсоединенного к первому входу коммутатора питания, выходы элементов включения двигательно-движительного комплекса и светового прибора подключены соответственно к третьему и четвертому входам коммутатора питания, а отрицательный выход источника питания подсоединен ко второму входу коммутатора питания и через световой прибор и двигательно-движительный комплекс к первому и второму выходам коммутатора питания, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности при обеспечении полного срока службы источника питания, введены согласующее устройство, регулируемый источник опорного напряжения, элемент памяти, компараторы, сумматоры, интегратор, причем положительный вывод источника питания подсоединен к первым входам согласующего устройства, регулируемого источника опорного напряжения и элемента памяти, средний вывод - ко вторым входам согласующего устройства и регулируемого источника опорного напряжения, а отрицательный вывод - к третьим входам согласующего устройства и регулируемого источника опорного напряжения, при этом первый выход согласующего устройства соединен с первыми входами первого компаратора, первого и второго сумматоров, а второй выход - с первым входом второго компаратора и со вторыми входами первого и второго сумматоров, вторые входы с первого по четвертый компараторов соединены с соответствующими выходами регулируемого источника опорного напряжения, выход первого сумматора соединен с первым входом третьего компаратора, выход второго сумматора соединен с первым входом четвертого компаратора, выходы компараторов соединены со входами третьего сумматора, выход которого через интегратор соединен со вторым входом элемента памяти, выход которого подключен ко входам элемента включения двигательно-движительного комплекса и светового прибора.

РИСУНКИ