Условия размещения и площадки для размещения статей смотрите здесь
Глава 5. Погружающиеся камеры
5.2. Основные конструктивные типы погружающихся
камер
У погружающихся камер, подобно стационарным барокамерам, при
сохранении основного конструктивного принципа наблюдается разнообразие
конструктивных форм и вариантов обслуживающих систем.
Ниже сделана попытка классификации погружающихся камер по ряду
характерных признаков - количеству отсеков, рабочим давлениям, наличию
стыковочных устройств, количеству людей и способам газоснабжения.
Погружающиеся камеры с одним отсеком.
Очевидно, что создание и эксплуатация камер с одним отсеком требуют
наименьших материальных затрат. Их размеры и масса сравнительно
невелики. Таким образом, одноотсечный конструктивный тип рассматриваемых
погружающихся комплексов является, бесспорно, весьма привлекательным для
эксплуатационников. Правда, он имеет недостаток, заключающийся в том,
что вспомогательный персонал в таких камерах должен находиться под тем
же давлением, что и водолазы. Но, с другой стороны, это обстоятельство
гарантирует водолазам в случае необходимости немедленную и эффективную
помощь.
Рис. 5.1. Основные конструктивные типы
одноотсечных погружающихся камер: а - цилиндрическая камера с рабочей
глубиной погружения 200 м; б - цилиндрическая камера с утолщением в
верхней трети высоты; в - сфера (возможна установка бокового
соединительного фланца); г - корпус овальной формы (форма, обозначенная
пунктиром, применяется очень редко).
Основные конструктивные типы погружающихся камер с одним отсеком
представлены на рис. 5.1. Для малых рабочих давлений наиболее подходит
конструкция, показанная на рис. 5.1, а, которая представляет собой
вертикальный цилиндр с концевыми полусферическими переборками. В такой
конструкции возможно устройство бокового фланца для стыковки со
стационарной барокамерой и верхнего входа. Простейшие конструкции имеют
только нижний выход (без бокового стыковочного фланца) с люком,
рассчитанным на одностороннюю нагрузку.
Минимально допустимый диаметр цилиндрической камеры 1300 мм. В этом
случае для водолаза и его помощника имеется только самый необходимый
минимум удобств- Дальнейшее уменьшение диаметра приведет к снижению
надежности и безопасности использования установленных в камере приборов
и устройств. Оптимальный диаметр цилиндрической камеры около 1500 мм. В
этом случае в ней могут довольно свободно разместиться два человека, а
при необходимости без особых затруднений даже три.
Высота камеры выбирается таким образом, чтобы человек мог в ней стоять
выпрямившись. С учетом высказанных соображений масса цилиндрической
погружающейся камеры, полностью готовой к использованию, составляет
2,5-5 т. (Ниже, в связи с особенностями балластировки, проблемы массовых
нагрузок будут рассмотрены подробнее.)
Максимальное давление, которое выдерживает корпус цилиндрической камеры
из высококачественных конструкционных сталей при указанных габаритах (в
первую очередь имеется в виду наружное давление), равно примерно 2,5
МПа. За счет подкрепления корпуса шпангоутами величину этого давления
можно повысить. Однако в связи с тем, что после сбрасывания балласта
камера должна обрести положительную плавучесть, эта дополнительная
конструктивная мера, увеличивающая массу, имеет естественные
ограничения.
На рис. 5.2 показан широко распространенный конструктивный тип
одноотсечной цилиндрической камеры.
Сложнее по конструкции и дороже в изготовлении водолазная камера,
показанная на рис. 5.1, б. Однако в такой камере лучше используется
внутренний объем, поскольку в верхней, расширяющейся части возможно
размещение всех необходимых для подводных работ инструментов, приборов и
арматуры. Именно к такому типу относится шведская водолазная камера,
показанная на рис. 5.3. Наружная поверхность камеры полностью
освобождена от арматуры, но в ней отсутствуют иллюминаторы, что
исключает возможность наблюдения за водолазами снаружи, и весь запас
искусственной газовой смеси находится внутри (естественно, он не может
быть достаточно большим). В связи с этими весьма существенными
недостатками такие конструкции не получили распространения.
Камера, показанная на рис. 5.1,г пунктиром, здесь не рассматривается.
В отношении выдерживания барометрических нагрузок (как изнутри, так и
снаружи) безусловное предпочтение должно быть отдано корпусам
сферической формы (см. рис. 5.1,в), тем более что именно сфера при
минимальной площади поверхности и наименьшей толщине стенок дает
максимальный внутренний объем. Так, например, сферическая камера
диаметром 2000 мм и внутренним объемом 4,67 м3, изготовленная из
котловой стали марки
Рис. 5.2. Цилиндрическая погружающаяся камера
модели ТК-ЮО западногерманской фирмы "Дрэгер" на палубе
научно-исследовательского судна "Фридрих Хейнке", обеспечивающего
погружения биологической подводной лаборатории "Гельголанд".
Н-1, при наружном давлении 2 МП а имеет расчетную
толщину стенок 15 мм, цилиндрическая камера с аналогичной массой при том
же наружном давлении имела бы диаметр 1500 мм, высоту 2000 мм,
внутренний объем 3,5 м3 и толщину стенок 18 мм. Таким образом, при
наружном давлении свыше 2 МПа целесообразно рассматривать возможность
применения именно камер со сферический формой корпуса.
Рис. 5.3. Цилиндрическая камера с расширяющейся
верхней частью на борту шведского водолазного бота "Белое".
Рис. 5.4. Сферическая погружающаяся камера
ТК-500 фирмы "Дрэгер" (максимальная глубина погружения 500 м).
К сожалению, изготовление сферических камер по сравнению с
цилиндрическими более трудоемко и требует больших затрат. Стоимость
изготовления корпусов в вышеприведенном примере соотносится как 1,4 : 1.
Сферические корпуса, как правило, собирают из двух полусфер
(изготовление которых довольно сложно). При больших диаметрах
сферические корпуса можно собирать из сегментов.
На рис. 5.4 показана погружающаяся камера сферической формы,
рассчитанная на максимальное давление 5 МПа. Газовые баллоны здесь также
имеют сферическую форму. Благодаря этому все сооружение весьма компактно
и, кроме того, удовлетворяет соответствующим эстетическим требованиям.
Рис. 5.5. Погружающаяся камера овальной формы в
защитной конструкции.
В последние годы особенно заметна тенденция к созданию погружающихся
камер с корпусами комбинированной формы. Например, две полусферы
соединяются между собой "срезанной" с обеих сторон сферой, что придает
камере овальную форму. Такая форма обеспечивает хорошее использование
внутреннего объема, камера компактна и весьма удобна для сборки.
Наиболее подходящими размерами погружающейся камеры, представленной на
рис. 5.1,г (показана сплошной линией), следует считать диаметр 1800 мм и
высоту 2100 мм.
Герметизация днища в такой камере осуществляется сдвоенными люковыми
закрытиями, которые к тому же "поджимаются" наружным давлением.
Камера, заключенная в защитную конструкцию, показана на рис. 5.5. Ее
особенностью являются двустворчатые двери, изготовленные из
высокопрочного титанового сплава. Благодаря значительному уменьшению
массы (титановые створки весят примерно в три раза меньше стальных)
чрезвычайно облегчается открывание и закрывание дверей. Отпадает также
необходимость в устройстве обычно используемых сложных и дорогостоящих
гидравлических приводов.
Дополнительные затраты на дорогостоящие титановые сплавы здесь в
некоторой степени оправданы тщательно отработанной и предельно
упрощенной конструкцией запирающего устройства. Кроме того, как
известно, титановые сплавы отличаются высокой коррозионной стойкостью.