Газовый компенсатор

 

Изобретение относится к области глубоководных приборов, в частности к глубоководным гидроакустическим преобразователям. Техническим результатом является уменьшение размеров. Устройство состоит из газонаполненной емкости и элемента, чувствительного к гидростатическому давлению. Технический результат достигается за счет того, что емкость выполнена из нескольких газонаполненных под разным давлением сосудов, соединенных с компенсируемой полостью через трубопровод с клапанами, связанными с элементом, чувствительным к гидростатическому давлению, и обеспечивающими в каждом поддиапазоне гидростатического давления соединения с компенсируемой полостью только того сосуда, давление в котором равно или меньше гидростатического давления в среде. 2 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области глубоководных приборов, в частности к глубоководным гидроакустическим преобразователям, где для автоматического поддержания противодавления на различных глубинах погружения используется замкнутая газовая компенсация.

Известен газовый компенсатор глубоководного преобразователя в виде эластичной емкости, в котором при погружении газ из эластичной емкости под действием гидростатического давления вытесняется в компенсируемую полость преобразователя, создавая противодавление. Недостатком известного компенсатора являются большие требуемые размеры для обеспечения противодавления на больших глубинах, т.к. должно соблюдаться соотношение

где: P_max - предельное гидростатическое давление;

P_o - начальное давление в компенсаторе;

V_o - объем компенсатора при давлении P_о;

V_{комп.объем} - компенсируемый объем прибора.

Целью настоящего изобретения является создание газового компенсатора замкнутого типа со значительно уменьшенными размерами, по сравнению с известным.

Поставленная цель достигается тем, что компенсатор выполнен в виде нескольких сосудов, в которые закачан газ с разными начальными давлениями P₁, P₂, P₃ , …P_n, причем P₁<P₂<P ₃…<P_n.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором в качестве примера показан компенсатор с тремя ступенями давления.

На чертеже:

1, 2, 3 - сосуды компенсатора,

4 - корпус сосуда,

5 - перфорированная часть корпуса сосуда,

6 - элемент, чувствительный к изменению гидростатического давления (мембрана),

7, 8, 9, 10 - клапаны для соединения внутреннего объема сосудов с компенсируемой полостью,

11 - трубопровод, соединяющий сосуды с компенсируемой полостью преобразователя,

12 - компенсируемая полость.

Сосуды компенсатора 1, 2, 3 снабжены корпусом 4, имеющим перфорированную часть 5. На внутренней стороне перфорированной части корпуса размещен элемент, чувствительный к гидростатическому давлению 6, например "вялая" мембрана.

Сосуды соединены клапанами 7, 8, 9, 10, через трубопровод 11 с компенсируемой полостью 12.

При увеличении гидростатического давления среды газ из сосуда 1 (см. чертеж) с давлением P ₁ через нормально открытый клапан 7 поступает по трубопроводу 11 в компенсируемую полость 12. Когда будет израсходован газ сосуда 1, мембрана 6 этого сосуда в крайнем нижнем положении, воздействуя на клапан, откроет нормально закрытый клапан 9, соединив сосуд 2 с давлением P₂ с компенсируемой полостью 12. Мембрана 6 сосуда 2, перемещаясь вниз, даст возможность закрыться нормально открытому клапану 7, т.е. отключит сосуд 1 от компенсируемой полости и вытеснит газ из сосуда 2 в компенсируемую полость через нормально открытый клапан 8 и нормально закрытый клапан 9. Когда будет израсходован газ сосуда 2, мембрана этого сосуда в крайнем положении откроет нормально закрытый клапан 10. Тем самым будет осуществлено соединение с компенсируемой полостью сосуда 3 с давлением газа P₃.

Мембрана сосуда 3, перемещаясь вниз и воздействуя на клапан 8, отключит сосуд 2 от компенсируемой полости. При понижении гидростатического давления среды сосуд 3 заполнится газом и при давлении, равном P₃, отключится.

Затем заполнится газом сосуд 2, и при давлении, равном P₂, включается сосуд 1 и отключается сосуд 2.

При необходимости составляется система из любого количества сосудов.

Если весь рабочий диапазон гидростатических давлений разбить на n поддиапазонов с давлениями согласно таблице 1,

Таблица №1 № поддиапазонов Интервал давлений 1P₁-P ₂ 2P₂-P ₃ 3P₃-P ₄ n-1P_n-1 -P₁ nP_n-P _max

то для компенсатора, состоящего из n равных сосудов с объемами V ₁=V₂=V₃=…=V_n

общий объем компенсатора

V_комп=V₁+V₂+V ₃+…V_n

определяется по формулам 2 и 3

где: V_комп - общий объем компенсатора,

V_пр - (компенсируемый объем),

n - число сосудов,

P_max - максимальное рабочее давление,

P₁ - начальное давление в компенсируемой полости.

В таблице 2 приведены сравнительные значения объема компенсатора предлагаемой и существующей конструкции при постоянной температуре.

Таблица №2 Объем компенсируемой полости преобразователей в л Рабочее давление среды в кгс/см² Объем компенсатора в л Существующей конструкции Предлагаемой конструкции, состоящей из 3-х сосудов I 0-4040 6“0-90 90 9“0-150 150 11“0-300 300 15

Формула изобретения

Газовый компенсатор, содержащий газонаполненную емкость и элемент, чувствительный к гидростатическому давлению, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритных размеров компенсатора при сохранении его основных параметров, емкость выполнена из нескольких газонаполненных под разным давлением сосудов, соединенных с компенсируемой полостью через трубопровод с клапанами, связанными с элементом, чувствительным к гидростатическому давлению, и обеспечивающими в каждом поддиапазоне гидростатического давления соединения с компенсируемой полостью только того сосуда, давление в котором равно или меньше гидростатического давления в среде.

РИСУНКИ