RU184568U1

RU184568U1 - HYDROACOUSTIC COMBINED RECEIVER

Info

Publication number: RU184568U1
Application number: RU2018127058U
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Ковалев
Priority date: 2018-07-23
Filing date: 2018-07-23
Publication date: 2018-10-30

Abstract

Полезная модель относится к гидроакустическому комбинированному приемнику, и может быть использована для проведения векторно-скалярных измерений параметров гидроакустических полей в морях и океанах. Приемник включает электронный блок, обеспечивающий работу гидрофонного и трех векторных каналов, установленный в сферическом корпусе. Сферический корпус приемника состоит из двух полусфер, между которыми установлена герметизирующая прокладка, и снабжен обратным клапаном, обеспечивающим создание внутри корпуса приемника разрежения, что позволяет удерживать полусферы корпуса вместе силами внешнего давления. Технический результат снижение массогабаритных характеристик. 2 з.п. ф-лы.The utility model relates to a hydroacoustic combined receiver, and can be used to carry out vector-scalar measurements of parameters of hydroacoustic fields in the seas and oceans. The receiver includes an electronic unit that provides the operation of the hydrophone and three vector channels installed in a spherical body. The spherical body of the receiver consists of two hemispheres, between which a sealing gasket is installed, and is equipped with a check valve, which creates a vacuum inside the receiver body, which allows holding the hemispheres of the body together by external pressure. The technical result is a decrease in weight and size characteristics. 2 s.p. f-ly.

Description

Полезная модель относится к области гидроакустики и может быть использована для проведения векторно-скалярных измерений параметров гидроакустических полей в морях и океанах.The utility model relates to the field of hydroacoustics and can be used for vector-scalar measurements of parameters of hydroacoustic fields in the seas and oceans.

Как правило, гидроакустические приемники представляют собой герметичный корпус, состоящий из двух частей, оборудованный соответствующей электронной аппаратурой. Герметичность корпуса обеспечивается различными способами, например, пайкой, сваркой, использованием склеивающих составов либо резьбовым соединением или болтами. Однако, наличие внутри приемника достаточно сложных по устройству датчиков, требующих доступа к ним в процессе эксплуатации с целью настройки/ремонта/замены ограничивает использование технологий пайки, сварки или склеивания при сборке корпусов.As a rule, sonar receivers are a sealed housing consisting of two parts, equipped with appropriate electronic equipment. The tightness of the housing is provided in various ways, for example, by soldering, welding, using adhesives or threaded connections or bolts. However, the presence inside the receiver of sufficiently complex sensors for the device, requiring access to them during operation for the purpose of adjustment / repair / replacement, limits the use of soldering, welding or gluing technologies when assembling the housings.

Известны гидроакустические комбинированные приемники соколеблющегося типа с инерционной массой, которые, как правило, имеют сферический корпус, способный выдерживать внешнее давление на рабочей глубине (пат. РФ №2577421). Форма корпуса таких приемников вызвана необходимостью иметь конструкцию минимальных размеров, что связано с ограничениями частотного диапазона сверху из-за дифракции акустических волн на корпусе, и минимальной массы, что в свою очередь обусловлено требованием иметь среднюю плотность конструкции, близкой к плотности воды для снижения частоты резонанса подвески векторного приемника, ограничивающую частотный диапазон снизу (Скребнев Г.К. Комбинированные гидроакустические приемники. СПб.: Элмор, 1997, 200 с, с. 57).Known hydroacoustic combined receivers of a oscillating type with inertial mass, which, as a rule, have a spherical body capable of withstanding external pressure at a working depth (US Pat. RF No. 2577421). The housing shape of such receivers is caused by the need to have a minimum design, due to the upper frequency range due to diffraction of acoustic waves on the housing, and the minimum weight, which in turn is caused by the requirement to have an average structure density close to the density of water to reduce the resonance frequency suspension of the vector receiver, limiting the frequency range from below (Skrebnev GK Combined sonar receivers. St. Petersburg: Elmore, 1997, 200 s, p. 57).

Наиболее близким к заявляемому является гидроакустический комбинированный приемник, содержащий 3-х координатный векторный приемник и гидрофонный канал. Сферический корпус приемника снабжен гермовводом и выполнен из двух прессованных полусфер, соединенных болтами, при этом внутренняя полость корпуса герметизируется резиновой прокладкой (пат. РФ №88237 U1).Closest to the claimed is a hydroacoustic combined receiver containing a 3-coordinate vector receiver and a hydrophone channel. The spherical body of the receiver is equipped with a hermetic input and is made of two pressed hemispheres connected by bolts, while the internal cavity of the body is sealed with a rubber gasket (US Pat. RF No. 88237 U1).

Однако наличие болтов, соединяющих корпус, увеличивает габаритные размеры и массу приемника, что при фиксированных размерах ведет к увеличению средней плотности, за счет чего снижается чувствительность, а при фиксированной средней плотности ведет к увеличению объема приемника и, соответственно его размеров, что ведет к увеличению массы, увеличению стоимости, усложняет затраты на изготовление, а также сужает рабочий диапазон в области верхних частот. Конструктивно наличие болтов усложняет конструкцию и повышает стоимость приемника, а наличие болтов, как физических тел, ведет к появлению дополнительных элементов, имеющих собственные резонансные частоты, коими обладают все физические тела, что ухудшает форму характеристик направленности векторных каналов.However, the presence of bolts connecting the case increases the overall dimensions and weight of the receiver, which at fixed sizes leads to an increase in average density, thereby reducing sensitivity, and at a fixed average density leads to an increase in the volume of the receiver and, accordingly, its size, which leads to an increase mass, increasing cost, complicates manufacturing costs, and also narrows the operating range in the high-frequency region. Structurally, the presence of bolts complicates the design and increases the cost of the receiver, and the presence of bolts, like physical bodies, leads to the appearance of additional elements having their own resonant frequencies, which all physical bodies possess, which worsens the shape of the directivity characteristics of vector channels.

Проблема, требующая решения, заключается в улучшении рабочих характеристик приемника.A problem to be solved is to improve the performance of the receiver.

Технический результат - улучшение массогабаритных характеристик.The technical result is an improvement in weight and size characteristics.

Проблема решается гидроакустическим комбинированным приемником, включающим электронный блок, обеспечивающий работу гидрофонного и трех векторных каналов, установленный в сферическом корпусе, состоящим из двух полусфер, между которыми расположена герметизирующая прокладка, при этом корпус снабжен гермовводом и дополнительно - обратным клапаном.The problem is solved by a hydroacoustic combined receiver, including an electronic unit that ensures the operation of the hydrophone and three vector channels, installed in a spherical housing consisting of two hemispheres, between which there is a sealing gasket, while the housing is equipped with a pressure seal and additionally a check valve.

Оборудование корпуса приемника обратным клапаном позволяет создать внутри корпуса разряжение, за счет чего появляются не скомпенсированные силы внешнего давления, что позволяет обеспечить соединение половин корпуса приемника без использования болтов и снизить массу и габаритные размеры гидроакустического комбинированного приемника, а, следовательно, при фиксированных размерах и фиксированной средней плотности повышает чувствительность и расширяет рабочий диапазон в области верхних частот, то есть решает обозначенную проблему - улучшает рабочие характеристики приемника.The equipment of the receiver casing with a check valve allows creating a vacuum inside the casing, due to which uncompensated external pressure forces appear, which allows connecting the halves of the receiver casing without using bolts and reducing the weight and overall dimensions of the hydroacoustic combined receiver, and, therefore, with fixed sizes and fixed medium density increases sensitivity and extends the operating range in the high-frequency region, that is, it solves the indicated problem - ul enhances receiver performance.

Одновременно предлагаемое решение упрощает конструкцию приемника, снижает его стоимость, упрощает сборку/разборку векторного приемника, повышает надежность и появляется возможность судить о герметичности конструкции в процессе его сборки и эксплуатации.At the same time, the proposed solution simplifies the design of the receiver, reduces its cost, simplifies the assembly / disassembly of the vector receiver, increases reliability and makes it possible to judge the tightness of the structure during its assembly and operation.

Учитывая высокую коррозионную стойкость пластмасс, их использование в качестве материала корпуса является предпочтительным, особенно для конструкций, предназначенных для не слишком больших глубин, где пониженная (по сравнению с металлами) прочность не является определяющим фактором. В качестве таких материалов могут быть использованы негигроскопичные пластмассы, например, полимер акрила. Для больших глубин и высоких внешних давлений предпочтительным может быть использование коррозионностойких сплавов.Given the high corrosion resistance of plastics, their use as a body material is preferred, especially for structures designed for not too great depths, where reduced (compared with metals) strength is not a determining factor. Non-hygroscopic plastics, such as acrylic polymer, may be used as such materials. For large depths and high external pressures, the use of corrosion resistant alloys may be preferred.

Обратный клапан хорошо известный и широко применямый вид защитной арматуры с различными запорно-регулирующими элементами, предназначенной для блокировки изменения направления потока среды в системе. Обратный клапан заявляемого приемника может быть любого подходящего типа, например, пластинчатый, или на основе самоуплотняющейся упругой (например, резиновой) трубки, надеваемой на стержень с отверстием, сообщающимся с внутренней полостью корпуса. В связи с незначительным расходом воздуха через клапан он может быть выполнен с небольшим, технически просто реализуемым проходным сечением, например, 2-4 мм².The non-return valve is a well-known and widely used type of protective valve with various locking and control elements designed to block the change in the direction of the medium flow in the system. The check valve of the inventive receiver can be of any suitable type, for example, lamellar, or based on a self-sealing elastic (eg, rubber) tube, worn on a rod with a hole communicating with the internal cavity of the housing. Due to the low air flow through the valve, it can be made with a small, technically simple pass-through section, for example, 2-4 mm ² .

С целью настройки блока датчиков или замены клапана, при необходимости, целесообразнее соединение клапана с корпусом выполнить разъемным, например, он может быть ввернут на резьбе с уплотнителем - при этом способе оказывается удобным сбросить разрежение внутри корпуса, путем вывертывания клапана из корпуса - чем достигается разгерметизация.In order to set up the sensor block or replace the valve, if necessary, it is more expedient to make the connection of the valve with the body detachable, for example, it can be screwed onto the thread with a sealant - with this method it is convenient to relieve the vacuum inside the body by unscrewing the valve from the body - thereby achieving depressurization .

Для введения устройства в рабочее состояние через обратный клапан тем или иным способом, например, с помощью вакуумного насоса, откачивается часть воздуха, за счет чего внутри корпуса создается разрежение, вызывающее появление сил, сжимающих половины корпуса.To bring the device into working condition through a non-return valve in one way or another, for example, using a vacuum pump, part of the air is pumped out, as a result of which a vacuum is created inside the body, causing the forces to compress half the body.

Гермоввод осуществляет герметичное электрическое соединение с кабелем, с помощью которого приемник получает необходимое электропитание и посылает сигналы блока датчиков потребителю.The Germanovod makes a tight electrical connection to the cable, with which the receiver receives the necessary power and sends signals to the sensor unit to the consumer.

Отметим, что необходимое разрежение внутри корпуса приемника может быть создано путем небольшого нагрева всей конструкции, при этом часть воздуха, находящегося внутри, выйдет через обратный клапан вследствие расширения воздуха при нагревании. После охлаждения конструкции внутри будет создано разрежение.Note that the necessary vacuum inside the receiver can be created by slightly heating the entire structure, while part of the air inside is released through the check valve due to the expansion of air during heating. After cooling the structure inside will create a vacuum.

Расчеты величины разрежения, необходимой для создания силы, вызывающей надежное сжатие половин корпуса на воздухе, показали, что для корпуса диаметром 200 мм достаточно создать разрежение, примерно равное 10% атмосферного давления, чтобы сила сжатия половин корпуса составила величину, близкую к 300 Н, что соизмеримо с силами, возникающими при стягивании половин корпуса болтами, и достаточно для обеспечения монолитности конструкции в эксплуатации.Calculations of the amount of rarefaction necessary to create a force that causes reliable compression of the body halves in air showed that for a case with a diameter of 200 mm it is sufficient to create a vacuum of approximately 10% of atmospheric pressure so that the compression force of the body halves is close to 300 N, which commensurate with the forces arising when the halves of the body are pulled together by bolts, and sufficient to ensure the solidity of the structure in operation.

При погружении под воду сжимающая сила увеличивается с увеличением глубины погружения. При нарушении герметичности силы, сжимающие половины корпуса исчезают вследствие уравнивания давления снаружи и внутри корпуса и половины корпуса разъединяются, сигнализируя о нарушении герметичности. В случае необходимости открыть корпус, например, для регулировки блока датчиков, необходимо удалить обратный клапан, например, вывернуть его из половины корпуса.When immersed in water, the compressive force increases with increasing immersion depth. If the tightness is violated, the compressive halves of the housing disappear due to equalization of pressure inside and outside the housing and the halves of the housing become disconnected, signaling a violation of the tightness. If necessary, open the housing, for example, to adjust the sensor unit, you must remove the check valve, for example, unscrew it from half of the housing.

Таким образом, предлагаемая конструкция гидроакустического комбинированного приемника позволяет уменьшить его массу и габариты, что приводит к улучшению рабочих характеристик приемника, упростить конструкцию и изготовление, а кроме этого, повышается эксплуатационная надежность за счет наличия легко наблюдаемого признака потери герметичности при сборке.Thus, the proposed design of a hydro-acoustic combined receiver allows to reduce its weight and dimensions, which leads to improved receiver performance, simplify the design and manufacture, and in addition, operational reliability is increased due to the presence of an easily observed sign of loss of tightness during assembly.

Claims

1. The hydro-acoustic combined receiver, which includes an electronic unit that ensures the operation of the hydrophone and three vector channels, is installed in a spherical body equipped with a pressure seal and consisting of two hemispheres, between which there is a sealing gasket, characterized in that the body is equipped with a check valve.

2. The hydro-acoustic combined receiver according to claim 1, characterized in that the non-return valve is lamellar.

3. The hydro-acoustic combined receiver according to claim 1, characterized in that the connection of the valve to the body is threaded.