EP3640130A1 - Sluice system and method for setting and receiving a diver under water - Google Patents
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- EP3640130A1 EP3640130A1 EP19202724.1A EP19202724A EP3640130A1 EP 3640130 A1 EP3640130 A1 EP 3640130A1 EP 19202724 A EP19202724 A EP 19202724A EP 3640130 A1 EP3640130 A1 EP 3640130A1
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
- B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
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-
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- B63G8/04—Superstructure
Definitions
- the invention relates to an underwater vehicle with a lock system and a method for discharging at least one diver under water.
- the invention further relates to an underwater vehicle with a lock system and a method for receiving at least one diver under water.
- WO 03/097445 A1 describes a transport system for divers, which comprises an escort vehicle and a diving capsule 10.
- the diving capsule has a floating body 12 with a hatch and a chamber 14.
- the chamber 14 of the floating body 12 can accommodate a diver.
- a pressure relief device can bring the pressure in the chamber to normal pressure.
- the object of the invention is to provide an underwater vehicle with the features of the preamble of claim 1 and a method with the features of the preamble of claim 18, which make it easier to achieve a predetermined goal when releasing a diver from the underwater vehicle. Furthermore, the invention has for its object to provide an underwater vehicle with the features of the preamble of claim 23 and a method with the features of the preamble of claim 25, which make it easier to achieve a predetermined goal when taking a diver into the underwater vehicle.
- the underwater vehicle according to the invention for discharging a diver comprises a lock system which is designed to discharge at least one diver under water.
- a fluid can be introduced into the lock through the first fluid connection.
- the first flow rate setting unit can be controlled and is able to set the flow rate of fluid through the first fluid connection into the lock to a value predetermined by the control.
- the fluid pressure sensor can measure a quantity. This measured quantity correlates with the pressure of a fluid in the lock.
- the fluid in the lock, the pressure of which is measured may be the same fluid as the fluid that has flowed into the lock through the first fluid connection, or a different fluid.
- the controller can automatically control the first flow rate setting unit, depending on signals from the fluid pressure sensor.
- the controller is able to control the first flow rate setting unit with the control target that the measured fluid pressure in the lock increases until it is equal to a target value for the fluid pressure. This target value is predetermined or measured or calculated.
- the invention ensures that the fluid pressure rises until the fluid pressure reaches the predetermined or calculated target value.
- the risk is reduced that the fluid pressure in the lock increases to a target value that is too large or too small. This reduces the risk of the diver suffering health damage in the lock or after being released due to incorrect fluid pressure.
- this requirement can be achieved automatically, that is to say without a human being actuating the flow rate setting unit or reading a sensor value. This reduces the risk of a human being making a mistake and endangering the diver.
- the invention enables a person to perform an intervention and to overwrite the intervention of the controller.
- the specified goal when discharging can consist of optimizing the process of discharging in terms of the time required and / or the pressure curve. Accordingly, the given goal when recording can consist of optimizing the process of recording.
- the underwater vehicle comprises a water pressure sensor for discharging a diver.
- the water pressure sensor can measure a quantity which is correlated with the pressure of the water surrounding the underwater vehicle.
- the controller can calculate the target value depending on a signal from the water pressure sensor.
- This configuration saves the need for a crew member of the underwater vehicle to manually set the target value.
- a crew member can overwrite an automatically calculated target value by user input.
- This enables the controller to use the pressure of the water surrounding the underwater vehicle as the target value. This pressure of the surrounding water and thus the target value depends on the current diving depth of the underwater vehicle as well as on the water temperature and to a lesser extent on the salinity of the water.
- This configuration makes it possible to automatically establish and maintain a fluid pressure in the lock which is equal to the water pressure of the surrounding water. The risk of the diver suffering from health damage is further reduced.
- the controller can control the first flow rate setting unit.
- the controller can control it in such a way that the increase in the fluid pressure in the lock fulfills a predetermined secondary condition.
- the secondary condition is, for example, that the increase in fluid pressure remains below a predetermined limit, so that a diver is not endangered. The risk is further reduced that the diver suffers from the so-called diving disease or a baro-trauma or other health impairment which can occur if the surrounding fluid pressure rises or falls too much, especially if this fluid is air, the pressure of which changes rapidly can.
- At least one pressure curve is stored in a data memory of the controller, for example by storing several support points or a function.
- the or each stored pressure curve specifies a required time curve of the increasing fluid pressure in the lock.
- the controller controls the first flow rate setting unit as a function of signals from the fluid pressure sensor.
- the fluid pressure sensor measures a time profile of the correlating variable.
- the regulator is able to control the first flow rate setting unit with the control goal that the measured actual time profile of the rising fluid pressure is equal to or a stored required time pressure profile.
- This configuration further reduces the risk of the diver suffering from a health hazard, for example diving sickness.
- a person would often have to make a lot of manipulations in order to achieve the required time course of the fluid pressure. There is a great danger that humans will make a mistake. The design rules out such an error.
- each saved pressure curve specifies a required time curve of the increasing pressure.
- the two pressure profiles differ in at least one time interval with regard to the required speed and / or the acceleration with which the fluid pressure in the lock increases. For example, a first curve specifies a rapid and a second curve a slow pressure increase.
- a stored pressure curve over time can be selected, for example manually by a crew member of the underwater vehicle or automatically by the controller.
- the controller is able to control the first flow rate setting unit with the control goal that the actual time course of the increasing fluid pressure is equal to the selected stored pressure course.
- the pressure curve can be selected depending on a given condition, e.g. depending on the requirement that the discharge should be carried out as quickly as possible or with as little noise as possible or with as little energy consumption as possible.
- the fluid pressure sensor is preferably designed as an air pressure sensor.
- the size measured by the air pressure sensor correlates with the pressure of the air or other gas in the upper area of the lock.
- a gas as defined in the application can be a technical gas, e.g. Nitrogen, carbon dioxide or helium or a mixture of these technical gases, the or each technical gas being carried on board the underwater vehicle.
- the gas can also be a mixture of different gases, in particular artificially produced breathing gas mixtures such as, for example, Trimix or Nitrox.
- a fluid can be conducted into the lock through the first fluid connection.
- this fluid is water.
- the first flow rate setting unit can thus cause or enable water to flow through the first fluid connection into the lock.
- the controller can control the first flow rate setting unit with the following control objective: the first fluid connection causes or enables the inflow of water into the lock until the water level in the lock increases leads to a measured air pressure in the upper range, which is equal to the target value for the air pressure.
- This configuration saves the need to pass air or another gas into the lock and compress it there. It is possible to change the actual air pressure in the upper area only by leading water into the lock. This leads to a simple mechanical design of the lock system. It is also possible to lead both water and air into the lock. This often leads to faster discharge.
- the underwater vehicle comprises a reservoir for air or another gas. Air or this other gas is used as the fluid for the first fluid connection used.
- the first fluid connection can cause or enable the inflow of air from the air reservoir into the lock.
- the air in the lock is compressed by inflowing water.
- the air reservoir comprises a compressed air system.
- This compressed air system can provide compressed air.
- the first flow rate adjustment unit includes a compressed air valve that controls the flow of compressed air through the first fluid connection.
- the controller can control the compressed air valve to achieve the control goal, depending on signals from the fluid pressure sensor. This configuration often enables faster discharge. The actual course of the increasing air pressure over time is easier to adapt to a required course because the flow of compressed air is often easier to control than that of water.
- a compressed air system is not necessarily required.
- a space inside the pressure vessel of the underwater vehicle can also be used as the air reservoir, for example a space in which crew members can stay.
- the first flow rate adjustment unit includes an air compressor.
- the air compressor can compress air from the air reservoir and generate an air pressure in the upper area of the lock that is greater than the air pressure in the air reservoir.
- the controller can control the air compressor to achieve the control goal, depending on signals from the fluid pressure sensor. This configuration saves a compressed air system.
- the lock system comprises, in addition to the first fluid connection, a second fluid connection and, in addition to the first flow rate setting unit, a second flow rate setting unit.
- Air or another gas can be introduced into the lock through the first fluid connection.
- Water can be led into the lock through the second fluid connection.
- the first flow rate setting unit is capable of the flow of air through the first fluid connection depending on a control by the controller set to a predetermined value.
- the second flow rate setting unit can at least either prevent the flow of water through the second fluid connection or else enable and / or effect it. It is possible for the second flow rate setting unit to be able to set the flow of water through the second fluid connection to a predetermined value depending on the control, that is to say to be able to control the flow.
- the controller can control the first flow rate setting unit in order to achieve the control goal, depending on signals from the fluid pressure sensor.
- the controller can control the second flow rate setting unit in such a way that the second flow rate setting unit causes or enables the inflow of water into the lock until the rising fill level of the water in the lock fulfills a predetermined property.
- This predefined property can be, for example, a predefined fill level of the water in the lock or the predefined target value for the air pressure in the upper region. It is therefore possible that the air pressure is regulated both by the supply of air and by the supply of water. This configuration often enables faster discharge and that the actual pressure curve is close to a required pressure curve.
- the lock system comprises a fill level sensor that can measure a size. This measured size correlates with the level of the water in the lower area.
- the level sensor measures the pressure that the water exerts on the level sensor in the lower area. As is known, the higher the level, the higher this pressure.
- a fluid connection of the lock system is designed as a water-fluid connection. Water can be conducted into the lock through this water-fluid connection.
- a flow rate setting unit of the lock system is designed as a water flow rate setting unit. Depending on a control by the controller, this water flow rate setting unit is able to set the flow rate of water through the water-fluid connection to a predetermined value, that is to say the Control flow of water into the lock.
- the controller controls the water flow rate setting unit as a function of signals from the level sensor.
- the controller can determine the current level of the water in the lock, depending on signals from the level sensor.
- the controller can still control the water flow rate setting unit depending on the level determined.
- the controller is able to control the first flow rate setting unit in order to achieve the control goal, depending on signals from the fluid pressure sensor.
- the controller additionally uses the determined current fill level of the water in order to control the first flow rate setting unit.
- two setscrews are provided to regulate the air pressure: the first flow rate adjustment unit and the water flow rate adjustment unit.
- the controller determines the current fill level of the water in the lock by means of a calculation and uses signals from the fluid pressure sensor on the one hand and signals from the fill level sensor on the other hand for this calculation. This configuration often leads to lower measurement errors, especially if the level sensor can only measure the level approximately.
- the lock system comprises a water-fluid connection and a water flow rate setting unit, which can control the flow of water through the water-fluid connection.
- the controller can determine the actual level of water in the lock.
- a required functional dependency is specified. This dependency describes how a measure of the flow rate or flow rate of water through the water-fluid connection should depend on the level of water in the lock.
- the controller is capable of driving the water flow rate setting unit with the aim of knowing that the actual flow rate or flow rate through the water-fluid connection of the determined actual level in the lock depends on how it is required by the given functional dependency.
- This configuration reduces the noise emissions when water flows into the lock and, in particular, prevents the incoming water from causing gurgling or bubbling at a low fill level.
- the inflow rate can be increased at a higher fill level, which saves time.
- the underwater vehicle comprises a water tank.
- a fluid connection of the lock system is designed as a water-fluid connection, which is connected to the water tank and to the lock. Through this water-fluid connection, water can be conducted from the water tank into the lock and preferably also vice versa from the lock into the water tank.
- a flow rate setting unit of the lock system is designed as a water flow rate setting unit. This water flow rate setting unit is capable of setting the flow rate of water through the water-fluid connection to a predetermined value. The controller can control the water flow rate adjustment unit, depending on signals from the fluid pressure sensor.
- This configuration avoids the need for the underwater vehicle to take up surrounding water and guide it into the lock or, conversely, to drain water from the lock into the environment. This process can often lead to a water flow or other water movement that is undesirable, for example because the underwater vehicle can then be discovered. In addition, there may be particles or substances in the surrounding water that should not get into the underwater vehicle. In many configurations, such a separate water tank is already present, for example as a trim cell, which is able to influence the position of the underwater vehicle in the water. A controllable pump is often already installed.
- the water-fluid connection connects the lock to the surrounding water. This configuration avoids the need to provide your own water tank. The pressure of the surrounding water pushes water into the lock, so that no pump is required to discharge it.
- the lock system comprises a third fluid connection and a third flow rate setting unit. Fluid can be drained out of the lock through the third fluid connection.
- the third flow rate setting unit is capable of setting the flow rate of fluid through the third fluid connection to a predetermined value.
- the controller is able to control the first flow rate setting unit in order to achieve the control goal, depending on signals from the fluid pressure sensor.
- the controller is also able to control the third flow rate setting unit in order to achieve the control goal, preferably also depending on signals from the fluid pressure sensor.
- This configuration further reduces the risk of excessive fluid pressure occurring in the lock.
- the risk is reduced that excessive air pressure is generated in an upper area of the lock. It is possible to quickly drain fluid from the lock if necessary.
- the lock system additionally comprises an entry opening and an exit opening for a diver.
- the controller is designed to control the first flow rate setting unit while both openings are closed.
- the lock system comprises a first fluid connection for air and a second fluid connection for water.
- a state is established in which there is air in an upper region of the lock and water in a lower region.
- an air pressure increase process and a level increase process are carried out.
- the level increase process is started before the air pressure increase process.
- the air pressure rise process begins before the level rise process ends. The two processes are thus carried out overlapping in time, which saves time.
- the invention and the advantageous embodiments for receiving a diver achieve the corresponding advantages as those for releasing a diver.
- the solution-based underwater vehicle with the lock system can be a military or a civilian underwater vehicle. It can have its own drive and / or be configured to be moved through the water by another vehicle.
- the underwater vehicle can have a tower, and the lock is arranged in this tower.
- the lock can also be in one Pressure body must be arranged at a position outside the tower and still lead outside of the pressure body. It is also possible that a torpedo tube or another weapon barrel of a military underwater vehicle is used as the lock of the lock system according to the solution.
- the underwater vehicle according to the solution can be used to discharge and / or pick up at least one diver.
- the lock system is used to discharge and / or pick up at least one object through the lock.
- a control target is preferably used in which the fluid pressure rises or falls more rapidly, because the requirement that a diver must not be endangered by a pressure change that is too rapid does not apply to an object.
- the invention is used on board a manned submarine (submarine), the submarine accommodating at least one diver on board, transporting the or each diver on board to a place of use and discharging them under water there.
- the diver leaves the submerged submarine using a lock system. It is possible to discharge several divers in succession or simultaneously using the same lock system or to overlap several divers with the help of at least two lock systems of the submarine overlapping in time.
- the or each diver carries out a mission and can be picked up again on board the same or another submersible submersible using the lock system.
- the diver must not be endangered either when discharging or picking up. In particular, he must not suffer from diving sickness or a baro-trauma or any other health impairment that is caused by a too rapid change in the pressure acting on the diver. Therefore, the surrounding pressure, which acts on the diver from outside, must not rise and fall faster than a predetermined rate of change. On the other hand, removal and pick-up should often be carried out as quickly as possible. Other requirements are often that no air bubbles should rise and that as little noise as possible should be caused.
- the acoustic signature of the submarine should also remain low when the diver or diver is released and picked up. Undesired noises can be generated, for example, by a pump of the lock system or by a control cell system or a compressed air system or by gurgling or bubbling water on board the submarine.
- the grid 2 is arranged between the lower hatch L1 and the lateral hatch L3 and enables a diver to stand inside the lock 1.
- a lower region W of the lock 1 is filled with water.
- the water surface in the lock 1 is designated WO.
- Above the water surface WO is an upper area that is filled with air and is designated by L.
- the grid 2 is not required for the actual function of the lock 1. In the exemplary embodiment, however, the lock 1 is so large that the grating 2 is required so that a diver can enter through the lower hatch L1 and exit through the lateral hatch L3.
- the upper hatch L2 is also not required for the actual function of lock 1, but is closed when a diver is regularly released and picked up and is then only opened in an emergency. If the lock 1 in the tower position of the submarine, the upper hatch L2 can also be opened for the purpose that a crew member gets out of the exposed submarine or climbs into the exposed submarine.
- the fluid connection 11 connects the lock 1 to a compressed air system 6 and is able to guide compressed air from the compressed air system 6 into the lock 1.
- the fluid connection 11 opens into the lock 1 above the water surface WO.
- the water surface WO remains below the opening of the fluid connection 11 into the lock 1.
- the air pressure in the lock 1 in the area L above the water surface WO can be metered more precisely than if this pressure were only changed by supplying water.
- An optional silencer 16 at the confluence of the fluid connection 11 in the lock 1 dampens noises that can occur when compressed air enters the lock 1.
- the fluid connection 11 opens into the lock 1 between the side hatch L3 and the upper hatch L2.
- a valve V2 can either close or open the fluid connection 11.
- the fluid connection 10 makes it possible to let air out of the lock 1.
- the fluid connection 10 also begins above the water surface WO and opens into the interior I of the pressure body 5, in which the crew members of the submarine are located.
- a valve V1 can either close or open the fluid connection 10.
- All three fluid connections 10, 11, 12 have a sufficiently large cross-section so that a large amount of fluid per unit time can flow through the fluid connection and so that the discharge and take-up can be carried out quickly even when the flow rate is low.
- a lower flow rate with a larger pipe cross section causes less noise than a higher flow rate with a smaller pipe cross section.
- the fluid connection 12 connects the lock 1 to a control cell system 7.
- This control cell system 7 has several control cells connected to one another in the form of water tanks, which can be filled and emptied with water.
- the control cell system 7 is used to determine the trim position of the submarine in the water and to change it if necessary, and is also used to provide water for the lock 1 or to take water from the lock 1.
- the control cell system 7 is located vertically or obliquely below the lock system.
- the fluid connection 12 opens from below next to the hatch L1 into the lower region W of the lock 1.
- a valve V3 can either close or open the fluid connection 12.
- control cell system 7 is usually already present and the specific weight and other properties of the water in the control cell system 7 are generally known while the Properties of the surrounding water are often not exactly known.
- the fluid connection 12 connects the lock 1 to a tank for water of reaction.
- water of reaction flows, which is formed in a fuel cell system of the submarine when hydrogen and oxygen react chemically with one another and thereby generate electrical current. If necessary, this water of reaction is passed into lock 1 and drained again from lock 1 into the reaction water tank. This configuration also avoids the need to use outside water.
- valves V1, V2, V3 can be controlled electronically.
- the valves V1, V2, V3 are controllable proportional valves, so that each valve V1, V2, V3 can assume one of several possible intermediate positions in addition to a fully open position and a completely closed position.
- a controller 3 described further below can set a desired position of the valve body via a control logic 4 for each valve V1, V2, V3.
- Valve V1, V2, V3 reports the actual position of the valve body.
- valves V1, V2 and V3 are arranged in the interior of the pressure body 5. In one embodiment, these valves can also be adjusted manually so that the lock system can also be operated manually in the event of a fault.
- the fluid connection 10 can be closed manually using a ball valve K1. By manually closing the ball valve K1, it can be prevented that unregulated compressed air flows from the lock 1 into the interior of the pressure body 5 when the valve V1 is blocked in the or an open position.
- the hatch L1 is open, the hatches L2 and L3 as well as the valves V1, V2 and V3 are closed, and there is no water in the lock 1.
- a diver to be removed climbs from below through the opened lower hatch L1 into the lock 1 and is then on grid 2.
- the hatch L1 is closed.
- the valve V3 is opened and water is conveyed through the fluid connection 12 into the lock 1.
- the control cells of the control cell system 7 are already under increased pressure. If the valve V3 is open, water therefore rises from the control cell system 7 into the lock 1 without the need for a pump which conveys the water.
- a pump can deliver water from the control cell system 7 or from the reaction water tank described above into the lock 1.
- the valve V1 remains open at least as long as to prevent excessive pressure in the lock 1 in the area L above the water surface WO. Air escapes through the fluid connection 10 from the lock 1 in the interior I until the diver is up to his neck in the water but still receives air and communicate verbally can.
- Fig. 1 the water surface WO of the water in the lock 1 is shown. This water surface WO divides the interior of the lock 1 into a lower area W, which is filled with water, and an upper area L, which is still filled with air. Now valve V3 is closed.
- valve V1 is closed and valve V2 is opened.
- the fluid connection 11 leads compressed air from the compressed air system 6 into the lock 1.
- the pressure increase in the area L of the lock 1, which is located above the water surface WO, remains below the predetermined pressure increase rate. It is also possible to open the valve V2 for the fluid connection 11 while water is still flowing through the fluid connection 12.
- the side hatch L3 located below the water surface WO is opened and the diver leaves the lock 1.
- the diver opens the side Luk L3.
- the side hatch L3 is opened by a hydraulic actuator, which e.g. activated by a crew member of the submarine.
- the upper hatch L2 remains closed during normal operation. It can be opened so that in an emergency the divers and crew members of the submarine can leave the submarine through lock 1 in the tower.
- two electronic pressure sensors S1 and S2 are embedded in the wall of the lock 1.
- one measuring surface of the pressure sensor S1, S2 preferably points to the interior of the lock 1.
- the water pressure sensor S1 measures the current pressure that the water exerts in the area W in the lock 1 on the measuring surface of the water pressure sensor S1. This water comes, for example, from the control cell system 7 or the reaction water tank.
- the air pressure sensor S2 measures the current pressure that the air exerts in the area L above the water surface WO on the measuring surface of the air pressure sensor S2.
- a water pressure sensor redundant to the water pressure sensor S1 is designed as an analog pressure gauge M1 and measures the pressure in the fluid connection 12.
- An external pressure sensor S3 is also shown, which measures the pressure of the surrounding water. As is well known, this pressure depends on the depth of the submarine and the temperature of the surrounding water.
- An optional acoustic sensor S4 is arranged at the inlet of the fluid connection 12 into the lock 1 and measures the noise development at this inlet.
- An internal pressure sensor S5 measures the pressure prevailing inside I of the pressure body 5.
- a data processing controller 3 receives signals from the two pressure sensors S1 and S2 and generates control signals for a control logic 4. Signals from sensors S3, S4 and S5 are preferably also transmitted to controller 3 and controller 3 is used also these signals for driving the control logic 4.
- the control logic 4 receives control signals from the controller 3.
- the control logic 4 generates individual control commands for the valves V1, V2 and V3 and thereby brings a controlled valve V1, V2, V3 into the closed position, the open position or a predetermined intermediate position .
- a required time profile P (t) of the air pressure P in the upper region L is specified over the time t.
- This set time curve is calculated in advance and depends on the pressure of the surrounding water, which is measured by the pressure sensor S3, or on a predetermined target air pressure.
- the pressure in the lock 1 should increase when it is discharged until it reaches the pressure of the surrounding water, and decrease when taking up until it reaches the pressure inside the pressure body 5 without endangering the diver.
- the controller 3 belongs to a closed air pressure control circuit with the required time profile P (t) of the air pressure P in the lock 1 as the reference variable.
- the control described below is carried out both when discharging and when taking in a diver after the water in the lock 1 has reached a required height (steady state SZ2 reached). In one embodiment, this event is detected solely by the water pressure sensor S1. In one embodiment, the process of leading water through the fluid connection 12 into the lock 1 is ended when the pressure that the water pressure sensor S1 measures is a predetermined amount above the pressure that the air pressure sensor S2 measures .
- the diver in the lock 1 is supplied via an external supply, for example via oxygen cylinders.
- the air pressure sensor S2 measures the actual current air pressure P_actual in the area L above the water surface WO.
- the controller 3 controls the two valves V1 and V2 via the control logic 4 in order to reduce the air pressure in the upper region L of the lock 1 enlarge or reduce.
- the control is carried out as long as the diver is in lock 1 and is ended when the lock is discharged when the steady state SZ3 (lock is filled with water, external pressure prevails) and the diver leaves lock 1 through the side hatch L3 can, and ended when recording, when the steady state SZ2 (lock is filled with water, internal pressure prevails) and the diver can leave the lock 1 through the lower hatch L1.
- Fig. 6 schematically shows the control loop used to regulate the air pressure.
- the command variable is the required time profile P (t) of the air pressure in the upper area L.
- the control variable is the actual air pressure P_act (t), which the air pressure sensor S2 measures.
- the actuators are the two valves V1 and V2.
- the manipulated variables are the calculated positions of the valve bodies of these two valves V1 and V2, which can be changed during the control.
- the controller 3 calculates the values for these manipulated variables, and the actuating logic 4 generates corresponding actuating commands for the valves V1 and V2.
- a further control circuit is preferably implemented, while water is conducted upward into the lock 1 through the fluid connection 12 from the control cell system 7. It is to be prevented that the water, which is led into the lock 1 via the fluid connection 12, bubbles or gurgles, because this leads to undesired noises. Such undesirable bubbling or gurgling occurs especially when the water level in the lock 1 is low, ie at the beginning of the process of flooding the lock 1. Therefore, a required temporal course of the inflow speed v into the lock 1 as a function of the water level h in the lock 1 is predetermined.
- the controller 3 receives signals from the water pressure sensor S1 and uses it to derive the current water level h_actual in the lock 1.
- the controller 3 also receives signals from the acoustic sensor S4 and uses them for the control.
- the controller 3 controls the valve V3 via the control logic 4 so that the actual inflow velocity v_actual is equal to the required flow velocity v as a function of the measured water level h_actual.
- the controller 3 reduces the inflow speed v when the acoustic sensor S4 measures relevant noises.
- Fig. 7 shows schematically the control loop which is used for supplying the water in the lower region W of the lock 1.
- the reference variable is the required flow velocity v of the water through the fluid connection 12 into the lock 1 as a function of the measured fill level (the fill height h).
- the controlled variable is the measured actual flow velocity v_actual.
- the controller 3 directs the flow velocity v_Ist and the level (the filling level h_Ist) of the water in the Lock 1 from the measured values of the two sensors S1 and S2.
- the only manipulated variable is a position of the valve V3 to be set in the fluid connection 12.
- a high air pressure is built up in area L of lock 1 by closing valve V1 and conveying further water into lock 1.
- Fig. 9 shows a third embodiment of the lock system according to the solution.
- three level switches F1, F2, F3 are provided instead of an air pressure sensor S2.
- Each level switch F1, F2, F3 emits a signal when the water in the lock 1 reaches this switch.
- the pump is a one-way pump 9 and can deliver water from the control cell system 7 into the lock 1, but not vice versa.
- the lock 1 is not connected to a compressed air system via a fluid connection 11. The pressure of the air in the upper region L is only controlled by the level of the water when the valve V1 is closed.
- Fig. 10 shows a fourth embodiment of the lock system according to the solution.
- the lock 1 is not connected to a control cell system 7 via a fluid connection 12, but rather via a fluid connection 22 to the ambient water in which the underwater vehicle is swimming.
- a bilge pump 20 can pump water against the water pressure of the surrounding water out of the lock 1.
- the controller 3 is able to control the one-way bilge pump 20 in such a way that the bilge pump 20 pumps water at a predetermined flow rate.
- Two valves V4 and V5 control the inflow of surrounding water into lock 1.
- the valve V4 has a larger diameter than the valve V5 and therefore enables a larger flow rate.
- the controller 3 can control the two valves V4 and V5 independently of one another and thus realize a large number of possible inflow rates.
- Fig. 11 shows a fifth embodiment of the lock system according to the solution.
- the lock 1 is connected to the surrounding water via a fluid connection 22.
- a two-way pump 19 is present, just as in the second embodiment.
- This two-way pump 19 is controlled by the controller 3 and can selectively pump water out of the lock 1 against the pressure of the surrounding water, so it then acts as a bilge pump or to let water flow into the lock 1.
- the fill level is measured with the aid of the water pressure sensor S1 and three fill level switches F1, F2 and F3.
- the lock 1 is not connected to a compressed air system via a fluid connection 11.
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Unterwasserfahrzeug mit einem Schleusen-System sowie ein Verfahren zum Ausschleusen eines Tauchers unter Wasser. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Unterwasserfahrzeug mit einem Schleusen-System sowie ein Verfahren zum Aufnehmen mindestens eines Tauchers unter Wasser. Ein Durch eine Fluidverbindung (11, 12) hindurch lässt sich ein Fluid in die Schleuse (1) leiten. Ein Fluiddruck-Sensor (S2) misst eine Größe, die mit dem Druck eines Fluids in der Schleuse (1) korreliert. Ein Regler (3, 4) steuert abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors (S2) eine Fließraten-Einstellungs-Einheit mit dem Regelungs-Ziel an, dass der gemessene Fluiddruck im oberen Bereich (L) ansteigt, bis er gleich einem Zielwert für den Fluiddruck ist. Die angesteuerte Fließraten-Einstellungs-Einheit (V2, V3) steuert die Fließrate von Fluid durch die Fluidverbindung (11, 12) hindurch in die Schleuse (1). Bevorzugt lässt sich ein Zustand herstellen, in welchem ein unterer Bereich (W) einer Schleuse (1) des Schleusen-Systems mit Wasser und ein oberer Bereich (L) mit Luft gefüllt sind.The present invention relates to an underwater vehicle with a lock system and a method for releasing a diver under water. The invention further relates to an underwater vehicle with a lock system and a method for receiving at least one diver under water. A fluid can be conducted into the lock (1) through a fluid connection (11, 12). A fluid pressure sensor (S2) measures a quantity that correlates with the pressure of a fluid in the lock (1). Depending on signals from the fluid pressure sensor (S2), a controller (3, 4) controls a flow rate setting unit with the aim of regulating the measured fluid pressure in the upper range (L) until it reaches a target value for the Is fluid pressure. The controlled flow rate setting unit (V2, V3) controls the flow rate of fluid through the fluid connection (11, 12) into the lock (1). A state can preferably be established in which a lower region (W) of a lock (1) of the lock system is filled with water and an upper region (L) with air.
Description
Die Erfindung betrifft ein Unterwasserfahrzeug mit einem Schleusen-System sowie ein Verfahren zum Ausschleusen mindestens eines Tauchers unter Wasser. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Unterwasserfahrzeug mit einem Schleusen-System sowie ein Verfahren zum Aufnehmen mindestens eines Tauchers unter Wasser.The invention relates to an underwater vehicle with a lock system and a method for discharging at least one diver under water. The invention further relates to an underwater vehicle with a lock system and a method for receiving at least one diver under water.
In
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Unterwasserfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 18 bereitzustellen, welche es erleichtern, ein vorgegebenes Ziel beim Ausschleusen eines Tauchers aus dem Unterwasserfahrzeug zu erreichen. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Unterwasserfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 23 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 25 bereitzustellen, welche es erleichtern, ein vorgegebenes Ziel beim Aufnehmen eines Tauchers in das Unterwasserfahrzeug zu erreichen.The object of the invention is to provide an underwater vehicle with the features of the preamble of
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Unterwasserfahrzeug mit den in Anspruch 1 und in Anspruch 23 angegebenen Merkmalen und ein Verfahren mit den in Anspruch 18 und in Anspruch 25 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen.This object is achieved by an underwater vehicle with the features specified in
Das erfindungsgemäße Unterwasserfahrzeug zum Ausschleusen eines Tauchers umfasst ein Schleusen-System, welches dazu ausgestaltet ist, unter Wasser mindestens einen Taucher auszuschleusen.The underwater vehicle according to the invention for discharging a diver comprises a lock system which is designed to discharge at least one diver under water.
Dieses Schleusen-System umfasst
- eine Schleuse zum Ausschleusen des oder mindestens eines Tauchers,
- eine erste Fluidverbindung,
- eine erste Fließraten-Einstellungs-Einheit,
- einen Regler und
- einen Fluiddruck-Sensor.
- a lock to discharge the or at least one diver,
- a first fluid connection,
- a first flow rate adjustment unit,
- a regulator and
- a fluid pressure sensor.
Ein Fluid lässt sich durch die erste Fluidverbindung hindurch in die Schleuse hineinleiten. Die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit lässt sich ansteuern und vermag die Fließrate von Fluid durch die erste Fluidverbindung hindurch in die Schleuse auf einen durch die Ansteuerung vorgegebenen Wert einzustellen.A fluid can be introduced into the lock through the first fluid connection. The first flow rate setting unit can be controlled and is able to set the flow rate of fluid through the first fluid connection into the lock to a value predetermined by the control.
Der Fluiddruck-Sensor vermag eine Größe zu messen. Diese gemessene Größe korreliert mit dem Druck eines Fluid in der Schleuse. Das Fluid in der Schleuse, dessen Druck gemessen wird, kann das gleiche Fluid sein wie das Fluid, welches durch die erste Fluidverbindung in die Schleuse geströmt ist, oder ein anderes Fluid.The fluid pressure sensor can measure a quantity. This measured quantity correlates with the pressure of a fluid in the lock. The fluid in the lock, the pressure of which is measured, may be the same fluid as the fluid that has flowed into the lock through the first fluid connection, or a different fluid.
Der Regler vermag die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit automatisch anzusteuern, und zwar abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors. Der Regler vermag die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit mit dem Regelungs-Ziel anzusteuern, dass der gemessene Fluiddruck in der Schleuse ansteigt, bis er gleich einem Zielwert für den Fluiddruck ist. Dieser Zielwert ist vorgegeben oder gemessen oder berechnet.The controller can automatically control the first flow rate setting unit, depending on signals from the fluid pressure sensor. The controller is able to control the first flow rate setting unit with the control target that the measured fluid pressure in the lock increases until it is equal to a target value for the fluid pressure. This target value is predetermined or measured or calculated.
Das lösungsgemäße Verfahren zum Ausschleusen eines Tauchers wird unter Verwendung einer lösungsgemäßen Schleusen-Systems an Bord des Unterwasserfahrzeugs durchgeführt und umfasst die folgenden Schritte:
- Der oder jeder auszuschleusende Taucher begibt sich aus dem Unterwasserfahrzeug in die Schleuse.
- Ein Fluid wird durch die erste Fluidverbindung hindurch in die Schleuse hinein geleitet.
- Der Fluiddruck-Sensor misst eine Größe, die mit dem Druck eines Fluid in der Schleuse korreliert.
- Der Regler steuert abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors automatisch die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit mit dem Regelungs-Ziel an, dass der gemessene Fluiddruck ansteigt, bis er gleich dem Zielwert für den Fluiddruck ist.
- Die angesteuerte erste Fließraten-Einstellungs-Einheit stellt entsprechend der Ansteuerung die Fließrate von Fluid durch die erste Fluidverbindung hindurch in die Schleuse auf einen vorgegebenen oder berechneten Fließraten-Wert ein.
- The diver to be diverted goes out of the underwater vehicle into the lock.
- A fluid is passed through the first fluid connection into the lock.
- The fluid pressure sensor measures a quantity that correlates with the pressure of a fluid in the lock.
- Depending on signals from the fluid pressure sensor, the controller automatically controls the first flow rate setting unit with the control objective that the measured fluid pressure increases until it is equal to the target value for the fluid pressure.
- The controlled first flow rate setting unit adjusts the flow rate of fluid through the first fluid connection into the lock to a predetermined or calculated flow rate value in accordance with the control.
Die Erfindung stellt sicher, dass der Fluiddruck ansteigt, bis der Fluiddruck den vorgegebenen oder berechneten Zielwert erreicht. Die Gefahr wird verringert, dass der Fluiddruck in der Schleuse auf einen zu großen oder zu kleinen Zielwert ansteigt. Dadurch wird die Gefahr verringert, dass der Taucher in der Schleuse oder nach dem Ausschleusen aufgrund eines falschen Fluiddrucks einen gesundheitlichen Schaden erleidet.The invention ensures that the fluid pressure rises until the fluid pressure reaches the predetermined or calculated target value. The risk is reduced that the fluid pressure in the lock increases to a target value that is too large or too small. This reduces the risk of the diver suffering health damage in the lock or after being released due to incorrect fluid pressure.
Diese Anforderung lässt sich dank der Erfindung automatisch erreichen, also ohne dass ein Mensch die Fließraten-Einstellungs-Einheit betätigt oder einen Sensor-Wert abliest. Dadurch wird die Gefahr verringert, dass ein Mensch einen Fehler begeht und dadurch den Taucher gefährdet. Die Erfindung ermöglicht es aber, dass ein Mensch einen Stelleingriff vornimmt und die Stelleingriffe des Reglers quasi überschreibt.Thanks to the invention, this requirement can be achieved automatically, that is to say without a human being actuating the flow rate setting unit or reading a sensor value. This reduces the risk of a human being making a mistake and endangering the diver. However, the invention enables a person to perform an intervention and to overwrite the intervention of the controller.
Das vorgegebene Ziel beim Ausschleusen kann daraus bestehen, den Prozess des Ausschleusen hinsichtlich des Zeitbedarfs und / oder des Druck-Verlauf zu optimieren. Entsprechend kann das vorgegebene Ziel beim Aufnehmen daraus bestehen, den Prozess des Aufnehmens zu optimieren.The specified goal when discharging can consist of optimizing the process of discharging in terms of the time required and / or the pressure curve. Accordingly, the given goal when recording can consist of optimizing the process of recording.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Unterwasserfahrzeug zum Ausschleusen eines Tauchers einen Wasserdruck-Sensor. Der Wasserdruck-Sensor vermag eine Größe zu messen, welche mit dem Druck des das Unterwasserfahrzeug umgebenden Wassers korreliert ist. Der Regler vermag den Zielwert in Abhängigkeit von einem Signal des Wasserdruck-Sensors zu berechnen.In one embodiment of the invention, the underwater vehicle comprises a water pressure sensor for discharging a diver. The water pressure sensor can measure a quantity which is correlated with the pressure of the water surrounding the underwater vehicle. The controller can calculate the target value depending on a signal from the water pressure sensor.
Diese Ausgestaltung erspart die Notwendigkeit, dass ein Besatzungsmitglied des Unterwasserfahrzeugs manuell den Zielwert vorgibt. Natürlich kann ein Besatzungsmitglied einen automatisch berechneten Zielwert durch eine Benutzereingabe überschreiben. Ermöglicht wird, dass der Regler als Zielwert den Druck des Wassers verwendet, welches das Unterwasserfahrzeug umgibt. Dieser Druck des umgebenden Wassers und somit der Zielwert hängt von der aktuellen Tauchtiefe des Unterwasserfahrzeugs sowie von der Wassertemperatur und in geringerem Maße von dem Salzgehalt des Wassers ab.This configuration saves the need for a crew member of the underwater vehicle to manually set the target value. Of course, a crew member can overwrite an automatically calculated target value by user input. This enables the controller to use the pressure of the water surrounding the underwater vehicle as the target value. This pressure of the surrounding water and thus the target value depends on the current diving depth of the underwater vehicle as well as on the water temperature and to a lesser extent on the salinity of the water.
Diese Ausgestaltung ermöglicht es, automatisch in der Schleuse einen Fluiddruck herzustellen und oder aufrechtzuerhalten, der gleich dem Wasserdruck des umgebenden Wassers ist. Die Gefahr, dass der Taucher gesundheitliche Schäden erleidet, wird weiter verringert.This configuration makes it possible to automatically establish and maintain a fluid pressure in the lock which is equal to the water pressure of the surrounding water. The risk of the diver suffering from health damage is further reduced.
Lösungsgemäß vermag der Regler die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit anzusteuern. In einer Ausgestaltung vermag der Regler diese so anzusteuern, dass der Anstieg des Fluiddrucks in der Schleuse eine vorgegebene Nebenbedingung erfüllt. Die Nebenbedingung ist beispielsweise, dass der Anstieg des Fluiddrucks unterhalb einer vorgegebenen Schranke bleibt, damit ein Taucher nicht gefährdet wird. Die Gefahr wird weiter verringert, dass der Taucher die sogenannte Taucherkrankheit oder ein Baro-Traumata oder eine sonstige gesundheitliche Beeinträchtigung erleidet, die bei einem zu starken Anstieg oder Abfall des umgebenden Fluiddrucks auftreten kann, insbesondere wenn dieses Fluid Luft ist, dessen Druck rasch verändert werden kann.According to the solution, the controller can control the first flow rate setting unit. In one configuration, the controller can control it in such a way that the increase in the fluid pressure in the lock fulfills a predetermined secondary condition. The secondary condition is, for example, that the increase in fluid pressure remains below a predetermined limit, so that a diver is not endangered. The risk is further reduced that the diver suffers from the so-called diving disease or a baro-trauma or other health impairment which can occur if the surrounding fluid pressure rises or falls too much, especially if this fluid is air, the pressure of which changes rapidly can.
In einer Ausgestaltung ist in einem Datenspeicher des Reglers mindestens ein Druck-Verlauf abgespeichert, beispielsweise indem mehrere Stützstellen oder eine Funktion abgespeichert sind. Der oder jeder abgespeicherte Druck-Verlauf gibt einen geforderten zeitlichen Verlauf des ansteigenden Fluiddrucks in der Schleuse vor. Lösungsgemäß steuert der Regler die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors an. Gemäß der Ausgestaltung mit dem Druck-Verlauf misst der Fluiddruck-Sensor einen zeitlichen Verlauf der korrelierenden Größe. Der Regler vermag die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit mit dem Regelungs-Ziel anzusteuern, dass der gemessene tatsächliche zeitliche Verlauf des ansteigenden Fluiddrucks gleich dem oder einem abgespeicherten geforderten zeitlichen Druck-Verlauf ist.In one embodiment, at least one pressure curve is stored in a data memory of the controller, for example by storing several support points or a function. The or each stored pressure curve specifies a required time curve of the increasing fluid pressure in the lock. According to the solution, the controller controls the first flow rate setting unit as a function of signals from the fluid pressure sensor. According to the configuration with the pressure profile, the fluid pressure sensor measures a time profile of the correlating variable. The regulator is able to control the first flow rate setting unit with the control goal that the measured actual time profile of the rising fluid pressure is equal to or a stored required time pressure profile.
Diese Ausgestaltung reduziert weiter die Gefahr, dass der Taucher eine gesundheitliche Gefährdung, beispielsweise die Taucherkrankheit, erleidet. Ein Mensch müsste oft viele Stelleingriffe vornehmen, um einen geforderten zeitlichen Verlauf des Fluiddrucks zu bewirken. Die Gefahr ist groß, dass der Mensch hierbei einen Fehler begeht. Die Ausgestaltung schließt einen solchen Fehler aus.This configuration further reduces the risk of the diver suffering from a health hazard, for example diving sickness. A person would often have to make a lot of manipulations in order to achieve the required time course of the fluid pressure. There is a great danger that humans will make a mistake. The design rules out such an error.
In einer Fortbildung dieser Ausgestaltung sind in dem Datenspeicher des Reglers mehrere Druckverläufe abgespeichert. Jeder abgespeicherte Druck-Verlauf gibt einen geforderten zeitlichen Verlauf des ansteigenden Drucks vor. Die beiden Druck-Verläufe unterscheiden sich in wenigstens einem Zeitintervall hinsichtlich der geforderten Geschwindigkeit und / oder der Beschleunigung, mit welcher der Fluiddruck in der Schleuse zunimmt. Beispielsweise gibt ein erster Verlauf einen raschen und ein zweiter Verlauf einen langsamen Druck-Anstieg vor.In a further development of this embodiment, several pressure profiles are stored in the data memory of the controller. Each saved pressure curve specifies a required time curve of the increasing pressure. The two pressure profiles differ in at least one time interval with regard to the required speed and / or the acceleration with which the fluid pressure in the lock increases. For example, a first curve specifies a rapid and a second curve a slow pressure increase.
Ein abgespeicherter zeitlicher Druck-Verlauf lässt sich auswählen, beispielsweise manuell von einem Besatzungsmitglied des Unterwasserfahrzeugs oder auch automatisch vom Regler. Der Regler vermag die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit mit dem Regelungs-Ziel anzusteuern, dass der tatsächliche zeitliche Verlauf des ansteigenden Fluiddrucks gleich dem ausgewählten abgespeicherten Druck-Verlauf ist. Der Druck-Verlauf lässt sich abhängig von einer vorgegebenen Bedingung auswählen, z.B. abhängig von der Anforderung, dass das Ausschleusen möglichst schnell oder mit möglichst wenig Geräuschentwicklung oder mit möglichst wenig Energieverbrauch durchgeführt werden soll.A stored pressure curve over time can be selected, for example manually by a crew member of the underwater vehicle or automatically by the controller. The controller is able to control the first flow rate setting unit with the control goal that the actual time course of the increasing fluid pressure is equal to the selected stored pressure course. The pressure curve can be selected depending on a given condition, e.g. depending on the requirement that the discharge should be carried out as quickly as possible or with as little noise as possible or with as little energy consumption as possible.
In einer Ausgestaltung lässt sich ein Zustand herstellen, bevorzugt mittels der ersten Fluidverbindung, in welchem
- ein unterer Bereich der Schleuse mit Wasser gefüllt ist und
- ein oberer Bereich der Schleuse mit Luft oder einem anderen Gas gefüllt ist.
- a lower area of the lock is filled with water and
- an upper area of the lock is filled with air or another gas.
In dieser Ausgestaltung ist der Fluiddruck-Sensor bevorzugt als ein Luftdruck-Sensor ausgestaltet. Die vom Luftdruck-Sensor gemessene Größe korreliert mit dem Druck der Luft oder des sonstigen Gases in dem oberen Bereich der Schleuse.In this embodiment, the fluid pressure sensor is preferably designed as an air pressure sensor. The size measured by the air pressure sensor correlates with the pressure of the air or other gas in the upper area of the lock.
Ein Gas im Sinne der Anmeldung kann ein technisches Gas, z.B. Stickstoff, Kohlendioxid oder Helium oder eine Mischung aus diesen technischen Gasen, sein, wobei das oder jedes technische Gas an Bord des Unterwasserfahrzeugs mitgeführt wird. Das Gas kann auch eine Mischung verschiedener Gase sein, insbesondere künstlich hergestellte Atemgas-Gemische wie beispielsweise Trimix oder Nitrox.A gas as defined in the application can be a technical gas, e.g. Nitrogen, carbon dioxide or helium or a mixture of these technical gases, the or each technical gas being carried on board the underwater vehicle. The gas can also be a mixture of different gases, in particular artificially produced breathing gas mixtures such as, for example, Trimix or Nitrox.
Lösungsgemäß lässt sich durch die erste Fluidverbindung hindurch ein Fluid in die Schleuse hinein leiten. In einer Ausgestaltung ist dieses Fluid Wasser. Die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit vermag also zu bewirken oder zu ermöglichen, dass Wasser durch die erste Fluidverbindung hindurch in die Schleuse hineinfließt. Gemäß einer Ausgestaltung mit Wasser als dem einströmenden Fluid vermag der Regler die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit mit folgendem Regelungs-Ziel anzusteuern: Die erste Fluidverbindung bewirkt oder ermöglicht den Zufluss von Wasser in die Schleuse solange, bis der steigende Füllstand des Wassers in der Schleuse zu einem gemessenen Luftdruck im oberen Bereich führt, der gleich dem Zielwert für den Luftdruck ist.According to the solution, a fluid can be conducted into the lock through the first fluid connection. In one embodiment, this fluid is water. The first flow rate setting unit can thus cause or enable water to flow through the first fluid connection into the lock. According to an embodiment with water as the inflowing fluid, the controller can control the first flow rate setting unit with the following control objective: the first fluid connection causes or enables the inflow of water into the lock until the water level in the lock increases leads to a measured air pressure in the upper range, which is equal to the target value for the air pressure.
Diese Ausgestaltung erspart die Notwendigkeit, Luft oder ein sonstiges Gas in die Schleuse zu leiten und dort zu komprimieren. Möglich ist, den tatsächlichen Luftdruck im oberen Bereich ausschließlich dadurch zu ändern, dass Wasser in die Schleuse geleitet wird. Dies führt zu einer einfachen mechanischen Ausgestaltung des Schleusen-Systems. Möglich ist auch, sowohl Wasser als auch Luft in die Schleuse zu leiten. Dies führt oft zu einem schnelleren Ausschleusen.This configuration saves the need to pass air or another gas into the lock and compress it there. It is possible to change the actual air pressure in the upper area only by leading water into the lock. This leads to a simple mechanical design of the lock system. It is also possible to lead both water and air into the lock. This often leads to faster discharge.
In einer Ausgestaltung umfasst das Unterwasserfahrzeug ein Reservoir für Luft oder ein anderes Gas. Als Fluid für die erste Fluidverbindung wird Luft oder dieses andere Gas verwendet. Die erste Fluidverbindung vermag den Zufluss von Luft aus dem Luft-Reservoir hindurch in die Schleuse hinein zu bewirken oder zu ermöglichen.In one embodiment, the underwater vehicle comprises a reservoir for air or another gas. Air or this other gas is used as the fluid for the first fluid connection used. The first fluid connection can cause or enable the inflow of air from the air reservoir into the lock.
In einer Fortbildung dieser Ausgestaltung wird die Luft in der Schleuse von einströmendem Wasser komprimiert. In einer anderen Fortbildung umfasst das Luft-Reservoir eine Druckluft-Anlage. Diese Druckluft-Anlage vermag Druckluft bereitzustellen. Die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit umfasst ein Druckluft-Ventil, welches den Fluss von Druckluft durch die erste Fluidverbindung steuert. Der Regler vermag zur Erreichung des Regelungs-Ziels das Druckluft-Ventil anzusteuern, und zwar abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors. Diese Ausgestaltung ermöglicht oft ein rascheres Ausschleusen. Der tatsächliche zeitliche Verlauf des ansteigenden Luftdrucks lässt sich leichter an einen geforderten Verlauf anpassen, weil der Fluss von Druckluft sich oft besser steuern lässt als der von Wasser.In a further development of this embodiment, the air in the lock is compressed by inflowing water. In another development, the air reservoir comprises a compressed air system. This compressed air system can provide compressed air. The first flow rate adjustment unit includes a compressed air valve that controls the flow of compressed air through the first fluid connection. The controller can control the compressed air valve to achieve the control goal, depending on signals from the fluid pressure sensor. This configuration often enables faster discharge. The actual course of the increasing air pressure over time is easier to adapt to a required course because the flow of compressed air is often easier to control than that of water.
In einer anderen Fortbildung dieser Ausgestaltung wird nicht notwendigerweise eine Druckluft-Anlage benötigt. Als Luft-Reservoir kann auch ein Raum im Inneren des Druckbehälters des Unterwasserfahrzeugs verwendet werden, beispielsweise ein Raum, in dem sich Besatzungsmitglieder aufhalten können. Die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit umfasst einen Kompressor für Luft. Der Luft-Kompressor vermag Luft aus dem Luft-Reservoir zu komprimieren und im oberen Bereich der Schleuse einen Luftdruck zu erzeugen, der größer als der Luftdruck im Luft-Reservoir ist. Der Regler vermag zur Erreichung des Regelungs-Ziels den Luft-Kompressor anzusteuern, und zwar abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors. Diese Ausgestaltung spart eine Druckluft-Anlage ein.In another development of this embodiment, a compressed air system is not necessarily required. A space inside the pressure vessel of the underwater vehicle can also be used as the air reservoir, for example a space in which crew members can stay. The first flow rate adjustment unit includes an air compressor. The air compressor can compress air from the air reservoir and generate an air pressure in the upper area of the lock that is greater than the air pressure in the air reservoir. The controller can control the air compressor to achieve the control goal, depending on signals from the fluid pressure sensor. This configuration saves a compressed air system.
In einer Ausgestaltung umfasst das Schleusen-System zusätzlich zu der ersten Fluidverbindung eine zweite Fluidverbindung und zusätzlich zu der ersten Fließraten-Einstellungs-Einheit eine zweite Fließraten-Einstellungs-Einheit. Durch die erste Fluidverbindung hindurch lässt sich Luft oder ein anderes Gas in die Schleuse hineinleiten. Durch die zweite Fluidverbindung hindurch lässt sich Wasser in die Schleuse hineinleiten. Die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit vermag abhängig von einer Ansteuerung durch den Regler den Fluss von Luft durch die erste Fluidverbindung auf einen vorgegebenen Wert einzustellen. Die zweite Fließraten-Einstellungs-Einheit vermag abhängig von einer Ansteuerung durch den Regler den Fluss von Wasser durch die zweite Fluidverbindung mindestens entweder zu verhindern oder aber zu ermöglichen und / oder zu bewirken. Möglich ist, dass die zweite Fließraten-Einstellungs-Einheit abhängig von der Ansteuerung den Fluss von Wasser durch die zweite Fluidverbindung auf einen vorgegebenen Wert einzustellen vermag, also den Fluss zu steuern vermag.In one embodiment, the lock system comprises, in addition to the first fluid connection, a second fluid connection and, in addition to the first flow rate setting unit, a second flow rate setting unit. Air or another gas can be introduced into the lock through the first fluid connection. Water can be led into the lock through the second fluid connection. The first flow rate setting unit is capable of the flow of air through the first fluid connection depending on a control by the controller set to a predetermined value. Depending on a control by the controller, the second flow rate setting unit can at least either prevent the flow of water through the second fluid connection or else enable and / or effect it. It is possible for the second flow rate setting unit to be able to set the flow of water through the second fluid connection to a predetermined value depending on the control, that is to say to be able to control the flow.
Der Regler vermag einerseits die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit anzusteuern, um das Regelungs-Ziel zu erreichen, und zwar abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors. Andererseits vermag der Regler die zweite Fließraten-Einstellungs-Einheit anzusteuern, und zwar dergestalt, dass die zweite Fließraten-Einstellungs-Einheit den Zufluss von Wasser in die Schleuse bewirkt oder ermöglicht, bis der steigende Füllstand des Wassers in der Schleuse eine vorgegebene Eigenschaft erfüllt. Diese vorgegebene Eigenschaft kann beispielsweise ein vorgegebener Füllstand des Wassers in der Schleuse oder auch der vorgegebene Zielwert für den Luftdruck im oberen Bereich sein. Möglich ist also, dass der Luftdruck sowohl durch die Zufuhr von Luft als auch durch die Zufuhr von Wasser geregelt wird. Diese Ausgestaltung ermöglicht oft ein rascheres Ausschleusen und dass der tatsächliche Druck-Verlauf nahe einem geforderten Druck-Verlauf liegt.On the one hand, the controller can control the first flow rate setting unit in order to achieve the control goal, depending on signals from the fluid pressure sensor. On the other hand, the controller can control the second flow rate setting unit in such a way that the second flow rate setting unit causes or enables the inflow of water into the lock until the rising fill level of the water in the lock fulfills a predetermined property. This predefined property can be, for example, a predefined fill level of the water in the lock or the predefined target value for the air pressure in the upper region. It is therefore possible that the air pressure is regulated both by the supply of air and by the supply of water. This configuration often enables faster discharge and that the actual pressure curve is close to a required pressure curve.
In einer Ausgestaltung umfasst das Schleusen-System einen Füllstands-Sensor, der eine Größe zu messen vermag. Diese gemessene Größe korreliert mit dem Füllstand des Wassers in dem unteren Bereich. Beispielsweise misst der Füllstands-Sensor den Druck, den das Wasser im unteren Bereich auf den Füllstands-Sensor ausübt. Dieser Druck ist bekanntlich um so höher, je höher der Füllstand ist. Eine Fluidverbindung des Schleusen-Systems ist als eine Wasser-Fluidverbindung ausgestaltet. Durch diese Wasser-Fluidverbindung hindurch lässt sich Wasser in die Schleuse leiten. Eine Fließraten-Einstellungs-Einheit des Schleusen-Systems ist als eine Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit ausgestaltet. Diese Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit vermag abhängig von einer Ansteuerung durch den Regler die Fließrate von Wasser durch die Wasser-Fluidverbindung hindurch auf einen vorgegebenen Wert einzustellen, also den Fluss von Wasser in die Schleuse zu steuern. In einer Ausgestaltung steuert der Regler die Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit abhängig von Signalen des Füllstands-Sensors an.In one embodiment, the lock system comprises a fill level sensor that can measure a size. This measured size correlates with the level of the water in the lower area. For example, the level sensor measures the pressure that the water exerts on the level sensor in the lower area. As is known, the higher the level, the higher this pressure. A fluid connection of the lock system is designed as a water-fluid connection. Water can be conducted into the lock through this water-fluid connection. A flow rate setting unit of the lock system is designed as a water flow rate setting unit. Depending on a control by the controller, this water flow rate setting unit is able to set the flow rate of water through the water-fluid connection to a predetermined value, that is to say the Control flow of water into the lock. In one embodiment, the controller controls the water flow rate setting unit as a function of signals from the level sensor.
Gemäß dieser Ausgestaltung vermag der Regler den aktuellen Füllstand des Wassers in der Schleuse zu ermitteln, und zwar abhängig von Signalen des Füllstands-Sensors. Der Regler vermag weiterhin die Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit abhängig vom ermittelten Füllstand anzusteuern. Lösungsgemäß vermag der Regler die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit anzusteuern, um das Regelungs-Ziel zu erreichen, und zwar abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors. Gemäß der Ausgestaltung verwendet der Regler zusätzlich den ermittelten aktuellen Füllstand des Wassers, um die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit anzusteuern. Somit werden zwei Stellschrauben zur Verfügung gestellt, um den Luftdruck zu regeln: die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit und die Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit.According to this embodiment, the controller can determine the current level of the water in the lock, depending on signals from the level sensor. The controller can still control the water flow rate setting unit depending on the level determined. According to the solution, the controller is able to control the first flow rate setting unit in order to achieve the control goal, depending on signals from the fluid pressure sensor. According to the embodiment, the controller additionally uses the determined current fill level of the water in order to control the first flow rate setting unit. Thus, two setscrews are provided to regulate the air pressure: the first flow rate adjustment unit and the water flow rate adjustment unit.
In einer Ausgestaltung ermittelt der Regler den aktuellen Füllstand des Wassers in der Schleuse durch eine Berechnung und verwendet für diese Berechnung einerseits Signale des Fluiddruck-Sensors und andererseits Signale des Füllstands-Sensors. Diese Ausgestaltung führt oft zu geringeren Messfehlern, insbesondere wenn der Füllstands-Sensor den Füllstand nur näherungsweise messen vermag.In one embodiment, the controller determines the current fill level of the water in the lock by means of a calculation and uses signals from the fluid pressure sensor on the one hand and signals from the fill level sensor on the other hand for this calculation. This configuration often leads to lower measurement errors, especially if the level sensor can only measure the level approximately.
In einer bereits beschriebenen Ausgestaltung umfasst das Schleusen-System eine Wasser-Fluidverbindung und eine Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit, welche den Fluss von Wasser durch die Wasser-Fluidverbindung zu steuern vermag. Der Regler vermag den tatsächlichen Füllstand von Wasser in der Schleuse zu ermitteln. In einer Fortbildung dieser Ausgestaltung ist eine geforderte funktionale Abhängigkeit vorgegeben. Diese Abhängigkeit beschreibt, wie ein Maß für die Fließ-Geschwindigkeit oder die Fließ-Rate von Wasser durch die Wasser-Fluidverbindung von dem Füllstand von Wasser in der Schleuse abhängen soll. Der Regler vermag die Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit mit dem Ziel anzusteuern, dass die tatsächliche Fließ-Geschwindigkeit oder Fließ-Rate durch die Wasser-Fluidverbindung von dem ermittelten tatsächlichen Füllstand in der Schleuse so abhängt, wie es durch die vorgegebene funktionale Abhängigkeit gefordert ist.In an embodiment already described, the lock system comprises a water-fluid connection and a water flow rate setting unit, which can control the flow of water through the water-fluid connection. The controller can determine the actual level of water in the lock. In a further development of this configuration, a required functional dependency is specified. This dependency describes how a measure of the flow rate or flow rate of water through the water-fluid connection should depend on the level of water in the lock. The controller is capable of driving the water flow rate setting unit with the aim of knowing that the actual flow rate or flow rate through the water-fluid connection of the determined actual level in the lock depends on how it is required by the given functional dependency.
Diese Ausgestaltung reduziert die Geräuschemissionen beim Zufluss von Wasser in die Schleuse und vermeidet insbesondere, dass das einlaufende Wasser bei niedrigem Füllstand ein Gurgeln oder Sprudeln verursacht. Andererseits lässt sich die Zuflussrate bei höherem Füllstand steigern, was Zeit eingespart.This configuration reduces the noise emissions when water flows into the lock and, in particular, prevents the incoming water from causing gurgling or bubbling at a low fill level. On the other hand, the inflow rate can be increased at a higher fill level, which saves time.
In einer Ausgestaltung umfasst das Unterwasserfahrzeug einen Wassertank. Eine Fluidverbindung des Schleusen-Systems ist als eine Wasser-Fluidverbindung ausgestaltet, die in Verbindung mit dem Wassertank und mit der Schleuse steht. Durch diese Wasser-Fluidverbindung hindurch lässt sich Wasser aus dem Wassertank in die Schleuse und bevorzugt auch umgekehrt aus der Schleuse in den Wassertank leiten. Eine Fließraten-Einstellungs-Einheit des Schleusen-Systems ist als eine Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit ausgestaltet. Diese Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit vermag die Fließrate von Wasser durch die Wasser-Fluidverbindung hindurch auf einen vorgegebenen Wert einzustellen. Der Regler vermag die Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit anzusteuern, und zwar abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors.In one embodiment, the underwater vehicle comprises a water tank. A fluid connection of the lock system is designed as a water-fluid connection, which is connected to the water tank and to the lock. Through this water-fluid connection, water can be conducted from the water tank into the lock and preferably also vice versa from the lock into the water tank. A flow rate setting unit of the lock system is designed as a water flow rate setting unit. This water flow rate setting unit is capable of setting the flow rate of water through the water-fluid connection to a predetermined value. The controller can control the water flow rate adjustment unit, depending on signals from the fluid pressure sensor.
Diese Ausgestaltung vermeidet die Notwendigkeit, dass das Unterwasserfahrzeug umgebendes Wasser aufnimmt und in die Schleuse leitet oder umgekehrt Wasser aus der Schleuse in die Umgebung ableitet. Dieser Vorgang kann oft zu einer Wasserströmung oder sonstigen Wasserbewegung führen, die unerwünscht ist, beispielsweise weil das Unterwasserfahrzeug dann entdeckt werden kann. Außerdem können sich im umgebenden Wasser Partikel oder Substanzen befinden, die nicht in das Unterwasserfahrzeug gelangen sollen. In vielen Ausgestaltungen ist ein solcher eigener Wassertank bereits vorhanden, beispielsweise als eine Trimmzelle, die die Lage des Unterwasserfahrzeugs im Wasser zu beeinflussen vermag. Auch eine ansteuerbare Pumpe ist oft bereits installiert.This configuration avoids the need for the underwater vehicle to take up surrounding water and guide it into the lock or, conversely, to drain water from the lock into the environment. This process can often lead to a water flow or other water movement that is undesirable, for example because the underwater vehicle can then be discovered. In addition, there may be particles or substances in the surrounding water that should not get into the underwater vehicle. In many configurations, such a separate water tank is already present, for example as a trim cell, which is able to influence the position of the underwater vehicle in the water. A controllable pump is often already installed.
In einer anderen Ausgestaltung verbindet die Wasser-Fluidverbindung die Schleuse mit dem umgebenden Wasser. Diese Ausgestaltung vermeidet die Notwendigkeit, einen eigenen Wassertank vorzusehen. Der Druck des umgebenden Wassers drückt Wasser in die Schleuse, so dass zum Ausschleusen keine Pumpe benötigt wird.In another embodiment, the water-fluid connection connects the lock to the surrounding water. This configuration avoids the need to provide your own water tank. The pressure of the surrounding water pushes water into the lock, so that no pump is required to discharge it.
In einer Ausgestaltung umfasst das Schleusen-System eine dritte Fluidverbindung und eine dritte Fließraten-Einstellungs-Einheit. Fluid lässt sich durch die dritte Fluidverbindung hindurch aus der Schleuse heraus ableiten. Die dritte Fließraten-Einstellungs-Einheit vermag die Fließrate von Fluid durch die dritte Fluidverbindung hindurch auf einen vorgegebenen Wert einzustellen. Lösungsgemäß vermag der Regler die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit anzusteuern, um das Regelungs-Ziel zu erreichen, und zwar abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors. Gemäß dieser Ausgestaltung vermag der Regler zusätzlich die dritte Fließraten-Einstellungs-Einheit anzusteuern, um das Regelungs-Ziel zu erreichen, und zwar bevorzugt ebenfalls abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors.In one embodiment, the lock system comprises a third fluid connection and a third flow rate setting unit. Fluid can be drained out of the lock through the third fluid connection. The third flow rate setting unit is capable of setting the flow rate of fluid through the third fluid connection to a predetermined value. According to the solution, the controller is able to control the first flow rate setting unit in order to achieve the control goal, depending on signals from the fluid pressure sensor. According to this embodiment, the controller is also able to control the third flow rate setting unit in order to achieve the control goal, preferably also depending on signals from the fluid pressure sensor.
Diese Ausgestaltung verringert weiter das Risiko, dass in der Schleuse ein zu hoher Fluiddruck auftritt. Insbesondere wird das Risiko verringert, dass in einem oberen Bereich der Schleuse ein zu hoher Luftdruck erzeugt wird. Möglich ist, bei Bedarf rasch Fluid aus der Schleuse abzulassen.This configuration further reduces the risk of excessive fluid pressure occurring in the lock. In particular, the risk is reduced that excessive air pressure is generated in an upper area of the lock. It is possible to quickly drain fluid from the lock if necessary.
In einer Ausgestaltung umfasst das Schleusen-System zusätzlich eine Einstiegs-Öffnung und eine Ausstiegs-Öffnung für einen Taucher. Der Regler ist dazu ausgestaltet, die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit anzusteuern, während beide Öffnungen geschlossen sind.In one embodiment, the lock system additionally comprises an entry opening and an exit opening for a diver. The controller is designed to control the first flow rate setting unit while both openings are closed.
In einer Ausgestaltung des lösungsgemäßen Verfahrens zum Ausschleusen eines Tauchers umfasst das Schleusen-System eine erste Fluidverbindung für Luft und eine zweite Fluidverbindung für Wasser. Während des Ausschleusens wird ein Zustand hergestellt, in welchem sich in einem oberen Bereich der Schleuse Luft und in einem unteren Bereich der Schleuse Wasser befindet. Gemäß der Ausgestaltung werden ein Luftdruck-Anstiegs-Vorgang und ein Füllstands-Anstiegs-Vorgang durchgeführt.In one embodiment of the method according to the invention for discharging a diver, the lock system comprises a first fluid connection for air and a second fluid connection for water. During the discharge, a state is established in which there is air in an upper region of the lock and water in a lower region. According to the embodiment, an air pressure increase process and a level increase process are carried out.
Der Luftdruck-Anstiegs-Vorgang umfasst folgende Schritte:
- Durch die erste Fluidverbindung hindurch wird Luft oder ein anderes Gas in die Schleuse hinein geleitet.
- Der Regler steuert zur Erreichung des Regelungs-Ziels die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit abhängig von Signalen des als Luftdruck-Sensor ausgestalteten Fluiddruck-Sensors an.
- Air or another gas is conducted into the lock through the first fluid connection.
- To achieve the control target, the controller controls the first flow rate setting unit as a function of signals from the fluid pressure sensor configured as an air pressure sensor.
Der Füllstands-Anstiegs-Vorgang umfasst folgende Schritte:
- Durch die zweite Fluidverbindung hindurch wird Wasser in die Schleuse hinein geleitet.
- Der Regler steuert die zweite Fließraten-Einstellungs-Einheit dergestalt an, dass die zweite Fließraten-Einstellungs-Einheit den Zufluss von Wasser in die Schleuse bewirkt oder ermöglicht, bis der steigende Füllstand des Wassers in der Schleuse eine vorgegebene Eigenschaft erfüllt.
- Water is led into the lock through the second fluid connection.
- The controller controls the second flow rate setting unit in such a way that the second flow rate setting unit causes or enables the inflow of water into the lock until the rising fill level of the water in the lock fulfills a predetermined property.
In einer Ausgestaltung wird der Füllstands-Anstiegs-Vorgang vor dem Luftdruck-Anstiegs-Vorgang begonnen. Der Luftdruck-Anstiegs-Vorgang wird begonnen, bevor der Füllstands-Anstiegs-Vorgang beendet wird. Die beiden Vorgänge werden somit zeitlich überlappend durchgeführt, was Zeit einspart.In one embodiment, the level increase process is started before the air pressure increase process. The air pressure rise process begins before the level rise process ends. The two processes are thus carried out overlapping in time, which saves time.
Das lösungsgemäße Unterwasserfahrzeug, welches zum Aufnehmen eines Tauchers unter Wasser ausgestaltet ist, besitzt die gleichen Bestandteile wie das lösungsgemäße Unterwasserfahrzeug zum Ausschleusen des Tauchers, aber mit folgenden Abwandlungen:
- Das Unterwasserfahrzeug zum Aufnehmen besitzt notwendigerweise einen Druckkörper mit einem Innenbereich, der mit einem Fluid gefüllt ist und in dem sich ein Mensch aufhalten kann, insbesondere ein mit Luft gefüllter Innenbereich. Selbstverständlich kann auch das lösungsgemäße Unterwasserfahrzeug zum Ausschleusen eines Tauchers einen solchen Innenbereich umfassen.
- Durch die erste Fluidverbindung hindurch lässt sich ein Fluid aus der Schleuse herausleiten.
- Die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit vermag die Fließrate von Fluid aus der Schleuse durch die erste Fluidverbindung hindurch auf einen vorgegebenen Wert einzustellen.
- Der Regler vermag die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit mit dem Regelungs-Ziel anzusteuern, dass der gemessene Fluiddruck absinkt, bis er gleich dem Druck im Innenbereich des Druckkörpers ist. Diese Ansteuerung führt der Regler wiederum abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors durch.
- The underwater vehicle for recording necessarily has a pressure body with an inner area which is filled with a fluid and in which a person can stay, in particular an inner area filled with air. Of course, the underwater vehicle according to the solution can also include such an interior area for discharging a diver.
- A fluid can be led out of the lock through the first fluid connection.
- The first flow rate setting unit is able to set the flow rate of fluid from the lock through the first fluid connection to a predetermined value.
- The controller is able to control the first flow rate setting unit with the aim of regulating that the measured fluid pressure drops until it is equal to the pressure inside the pressure body. The controller in turn carries out this activation depending on signals from the fluid pressure sensor.
Das lösungsgemäße Verfahren, um unter Wasser einen Taucher aufzunehmen, wird unter Verwendung dieses lösungsgemäßen Unterwasserfahrzeugs durchgeführt und umfasst folgende abweichenden Schritte:
- Der oder jeder Taucher begibt sich aus dem umgebenden Wasser in die Schleuse.
- Ein Fluid wird aus der Schleuse heraus und durch die erste Fluidverbindung hindurch geleitet.
- Der Regler steuert abhängig von Signalen des Luftdruck-Sensors automatisch die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit mit dem Regelungs-Ziel an, dass der Fluiddruck in der Schleuse absinkt, bis er gleich dem Druck im Innenbereich des Druckkörpers ist.
- Die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit stellt die Fließrate von Fluid aus der Schleuse durch die erste Fluidverbindung hindurch gemäß der Ansteuerung auf einen vorgegebenen Wert ein.
- Der oder jeder aufzunehmende Taucher begibt sich aus der Schleuse in den Innenbereich.
- The or every diver goes out of the surrounding water into the lock.
- A fluid is passed out of the lock and through the first fluid connection.
- Depending on signals from the air pressure sensor, the controller automatically controls the first flow rate setting unit with the aim of regulating that the fluid pressure in the lock drops until it is equal to the pressure inside the pressure body.
- The first flow rate setting unit sets the flow rate of fluid from the lock through the first fluid connection according to the control to a predetermined value.
- The or every diver to be admitted goes out of the lock into the interior.
Die Erfindung und die vorteilhaften Ausgestaltungen zum Aufnehmen eines Tauchers erzielen die entsprechenden Vorteile wie die zum Ausschleusen eines Tauchers.The invention and the advantageous embodiments for receiving a diver achieve the corresponding advantages as those for releasing a diver.
Das lösungsgemäße Unterwasserfahrzeug mit dem Schleusen-System kann ein militärisches oder ein ziviles Unterwasserfahrzeug sein. Es kann einen eigenen Antrieb aufweisen und / oder dazu ausgestaltet sein, von einem anderen Fahrzeug durch das Wasser bewegt zu werden. Das Unterwasserfahrzeug kann einen Turm aufweisen, und die Schleuse ist in diesem Turm angeordnet. Die Schleuse kann auch in einem Druckkörper an einer Position außerhalb des Turms angeordnet sein und vom Druckkörper noch außen führen. Möglich ist auch, dass ein Torpedorohr oder ein sonstiges Waffenrohr eines militärischen Unterwasserfahrzeugs als die Schleuse des lösungsgemäßen Schleusen-Systems verwendet wird.The solution-based underwater vehicle with the lock system can be a military or a civilian underwater vehicle. It can have its own drive and / or be configured to be moved through the water by another vehicle. The underwater vehicle can have a tower, and the lock is arranged in this tower. The lock can also be in one Pressure body must be arranged at a position outside the tower and still lead outside of the pressure body. It is also possible that a torpedo tube or another weapon barrel of a military underwater vehicle is used as the lock of the lock system according to the solution.
Das lösungsgemäße Unterwasserfahrzeug lässt sich dafür verwenden, mindestens einen Taucher auszuschleusen und / oder wieder aufzunehmen. In einer möglichen Anwendung wird das Schleusen-System dafür verwendet, mindestens einen Gegenstand durch die Schleuse auszuschleusen und / oder wieder aufzunehmen. Bevorzugt wird für das Ausschleusen oder Aufnehmen eines Gegenstands ein Regelungs-Ziel verwendet, bei dem der Fluiddruck rascher ansteigt oder abfällt, denn die Anforderung, dass ein Taucher nicht durch eine zu rasche Druck-Veränderung gefährdet werden darf, gilt für einen Gegenstand nicht.The underwater vehicle according to the solution can be used to discharge and / or pick up at least one diver. In one possible application, the lock system is used to discharge and / or pick up at least one object through the lock. For the discharge or pick-up of an object, a control target is preferably used in which the fluid pressure rises or falls more rapidly, because the requirement that a diver must not be endangered by a pressure change that is too rapid does not apply to an object.
Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Schleusen-System anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigen:
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Fig. 1 schematisch eine erste Ausführungsform des lösungsgemäßen Schleusen-Systems mit einem Wasserdruck-Sensor, einem Luftdruck-Sensor, drei Fluidverbindungen und drei gesteuerten Ventilen in diesen Fluidverbindungen; -
Fig. 2 schematisch den Ablauf beim Ausschleusen eines Tauchers; -
Fig. 3 schematisch den Ablauf, um die Schleuse auf das Ausschleusen eines Tauchers vorzubereiten; -
Fig. 4 schematisch den Ablauf bei der Aufnahme eines Tauchers; -
Fig. 5 schematisch den Ablauf, um die Schleuse auf die Aufnahme eines Tauchers vorzubereiten; -
Fig. 6 schematisch den Regelkreis, um gemäß der ersten Ausführungsform den Luftdruck in der Schleuse zu regeln; -
Fig. 7 schematisch den Regelkreis, um den Wasserdruck in der Schleuse zu regeln; -
Fig. 8 eine zweite Ausführungsform des lösungsgemäßen Schleusen-Systems mit einem Kompressor und einer Pumpe; -
Fig. 9 eine dritte Ausführungsform des lösungsgemäßen Schleusen-Systems mit mehreren Füllstands-Schaltern; -
Fig. 10 eine vierte Ausführungsform des lösungsgemäßen Schleusen-Systems, wobei die Schleuse in Fluidverbindung mit dem umgebenden Wasser steht; -
Fig. 11 eine fünfte Ausführungsform des lösungsgemäßen Schleusen-Systems, wobei die Schleuse ebenfalls in Fluidverbindung mit dem umgebenden Wasser steht.
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Fig. 1 schematically a first embodiment of the lock system according to the invention with a water pressure sensor, an air pressure sensor, three fluid connections and three controlled valves in these fluid connections; -
Fig. 2 schematically the process when discharging a diver; -
Fig. 3 schematically the procedure to prepare the lock for the discharge of a diver; -
Fig. 4 schematically the process of receiving a diver; -
Fig. 5 schematically the procedure to prepare the lock for the reception of a diver; -
Fig. 6 schematically the control circuit to regulate the air pressure in the lock according to the first embodiment; -
Fig. 7 schematically the control loop to regulate the water pressure in the lock; -
Fig. 8 a second embodiment of the lock system according to the invention with a compressor and a pump; -
Fig. 9 a third embodiment of the lock system according to the solution with several level switches; -
Fig. 10 a fourth embodiment of the lock system according to the solution, the lock being in fluid communication with the surrounding water; -
Fig. 11 a fifth embodiment of the lock system according to the solution, the lock also being in fluid communication with the surrounding water.
Im Ausführungsbeispiel wird die Erfindung an Bord eines bemannten Unterseeboots (U-Boots) verwendet, wobei das U-Boot mindestens einen Taucher an Bord aufnimmt, den oder jeden Taucher an Bord zu einem Einsatzort transportiert und dort unter Wasser ausschleust. Der Taucher verlässt das getauchte U-Boot mittels eines Schleusen-Systems. Möglich ist, nacheinander oder gleichzeitig mehrere Taucher mit Hilfe desselben Schleusen-Systems auszuschleusen oder zeitlich überlappend mehrere Taucher mit Hilfe von mindestens zwei Schleusen-Systemen des U-Boots auszuschleusen. Der oder jeder Taucher führt einen Einsatz durch und lässt sich mittels des oder eines Schleusen-Systems wieder an Bord desselben oder eines anderen getauchten U-Boots aufnehmen.In the exemplary embodiment, the invention is used on board a manned submarine (submarine), the submarine accommodating at least one diver on board, transporting the or each diver on board to a place of use and discharging them under water there. The diver leaves the submerged submarine using a lock system. It is possible to discharge several divers in succession or simultaneously using the same lock system or to overlap several divers with the help of at least two lock systems of the submarine overlapping in time. The or each diver carries out a mission and can be picked up again on board the same or another submersible submersible using the lock system.
Der Taucher darf weder beim Ausschleusen noch beim Aufnehmen gefährdet werden. Insbesondere darf er nicht die Taucherkrankheit oder ein Baro-Traumata oder eine sonstige gesundheitliche Beeinträchtigung erleiden, welche durch eine zu schnelle Veränderung des auf den Taucher einwirkenden Drucks hervorgerufen wird. Daher darf der umgebende Druck, der von außen auf den Taucher einwirkt, nicht schneller als eine vorgegebene Veränderungsrate ansteigen und fallen. Andererseits soll oft das Ausschleusen und Aufnehmen möglichst rasch durchgeführt werden. Weitere Forderungen sind oft, dass keine Luftblasen aufsteigen sollen und möglichst wenige Geräusche verursacht werden sollen. Die akustische Signatur des U-Boots soll auch beim Ausschleusen und Aufnehmen des oder eines Tauchers gering bleiben. Unerwünschte Geräusche können z.B. von einer Pumpe des Schleusen-Systems oder von einer Regelzellen-Anlage oder einer Druckluft-Anlage oder von gurgelndem oder sprudelndem Wasser an Bord des U-Boots erzeugt werden.The diver must not be endangered either when discharging or picking up. In particular, he must not suffer from diving sickness or a baro-trauma or any other health impairment that is caused by a too rapid change in the pressure acting on the diver. Therefore, the surrounding pressure, which acts on the diver from outside, must not rise and fall faster than a predetermined rate of change. On the other hand, removal and pick-up should often be carried out as quickly as possible. Other requirements are often that no air bubbles should rise and that as little noise as possible should be caused. The acoustic signature of the submarine should also remain low when the diver or diver is released and picked up. Undesired noises can be generated, for example, by a pump of the lock system or by a control cell system or a compressed air system or by gurgling or bubbling water on board the submarine.
Im Ausführungsbeispiel ist das nachfolgend beschriebene lösungsgemäße Schleusen-System im Turm des U-Boots angeordnet. Möglich ist auch, dass das Schleusen-System an einer anderen Position im U-Boot angeordnet ist.
der Druckkörper 5 des U-Boots, zu welchem das Schleusen-System gehört, wobei sich Besatzungsmitglieder des U-Boots in einem InnenraumI im Druckbehälter 5 aufhalten können,eine Schleuse 1 in Form einer Schleusenkammer, welche mindestens einen Taucher aufzunehmen vermag,ein Gitter 2, welches im Inneren der Schleuse 1 in der unteren Hälfte der Schleuse 1 angeordnet ist und auf welchem ein Taucher stehen kann,- ein unteres Luk L1, ein oberes Luk L2 und ein seitliches Luk L3, welche sich unabhängig voneinander öffnen und schließen lassen und durch welche ein Mensch hindurchschlüpfen kann, und
10, 11, 12, welche die sich durch jeweils ein Ventil V1, V2, V3 vollständig oder teilweise schließen lassen.drei Fluidverbindungen
- the
pressure body 5 of the submarine, to which the lock system belongs, crew members of the submarine being able to stay in an interior space I in thepressure vessel 5, - a
lock 1 in the form of a lock chamber which can accommodate at least one diver, - a
grid 2, which is arranged inside thelock 1 in the lower half of thelock 1 and on which a diver can stand, - a lower hatch L1, an upper hatch L2 and a lateral hatch L3, which can be opened and closed independently of one another and through which a person can slip, and
- three
10, 11, 12, which can be completely or partially closed by a valve V1, V2, V3.fluid connections
Das Gitter 2 ist zwischen dem unteren Luk L1 und dem seitlichen Luk L3 angeordnet und ermöglicht es einem Taucher, im Inneren der Schleuse 1 zu stehen. In der Situation, die in
Das obere Luk L2 wird für die eigentliche Funktion der Schleuse 1 ebenfalls nicht benötigt, sondern ist beim regulären Ausschleusen und Aufnehmen eines Tauchers geschlossen und wird dann nur in einem Notfall geöffnet. Falls die Schleuse 1 im Turm des U-Boots positioniert ist, so lässt sich das obere Luk L2 auch für den Zweck öffnen, dass ein Besatzungsmitglied aus dem aufgetauchten U-Boot aussteigt oder in das aufgetauchte U-Boot hinein steigt.The upper hatch L2 is also not required for the actual function of
Die Fluidverbindung 11 verbindet die Schleuse 1 mit einer Druckluft-Anlage 6 und vermag Druckluft aus der Druckluft-Anlage 6 in die Schleuse 1 zu leiten. Die Fluidverbindung 11 mündet oberhalb der Wasseroberfläche WO in die Schleuse 1. Die Wasseroberfläche WO bleibt unterhalb der Einmündung der Fluidverbindung 11 in die Schleuse 1.The
Dank der Druckluft-Anlage 6 lässt sich der Luftdruck in der Schleuse 1 im Bereich L oberhalb der Wasseroberfläche WO genauer dosieren, als wenn dieser Druck nur über das Zuführen von Wasser verändert werden würde. Ein optionaler Schalldämpfer 16 an der Einmündung der Fluidverbindung 11 in die Schleuse 1 dämpft Geräusche, die beim Eintritt von Druckluft in die Schleuse 1 entstehen können. Die Fluidverbindung 11 mündet zwischen dem seitlichen Luk L3 und dem oberen Luk L2 in die Schleuse 1. Ein Ventil V2 vermag die Fluidverbindung 11 wahlweise zu verschließen oder zu öffnen.Thanks to the
Die Fluidverbindung 10 ermöglicht es, Luft aus der Schleuse 1 zu lassen. Die Fluidverbindung 10 beginnt ebenfalls oberhalb der Wasseroberfläche WO und mündet in den Innenraum I des Druckkörpers 5, in welchem sich die Besatzungsmitglieder des U-Boots aufhalten. Ein Ventil V1 vermag die Fluidverbindung 10 wahlweise zu verschließen oder zu öffnen.The
Alle drei Fluidverbindungen 10, 11, 12 haben einen ausreichend großen Querschnitt, damit eine große Menge von Fluid pro Zeiteinheit durch die Fluidverbindung fließen kann und damit auch dann das Ausschleusen und Aufnehmen rasch durchgeführt werden kann, wenn die Fließgeschwindigkeit gering ist. Bei gleichem Volumenstrom verursacht eine geringere Strömungsgeschwindigkeit bei größerem Rohrquerschnitt geringere Geräusche als eine größere Strömungsgeschwindigkeit bei kleinerem Rohrquerschnitt.All three
Die Fluidverbindung 12 verbindet die Schleuse 1 mit einer Regelzellen-Anlage 7. Diese Regelzellen-Anlage 7 weist mehrere miteinander verbundene Regelzellen in Form von Wassertanks auf, die mit Wasser gefüllt und geleert werden können. Die Regelzellen-Anlage 7 wird dafür verwendet, die Trimmlage des U-Boots im Wasser festzulegen und bei Bedarf zu verändern, und wird zusätzlich dafür verwendet, Wasser für die Schleuse 1 bereitzustellen oder Wasser aus der Schleuse 1 aufzunehmen. Im Ausführungsbeispiel befindet die Regelzellen-Anlage 7 sich senkrecht oder schräg unterhalb des Schleusen-Systems. Die Fluidverbindung 12 mündet von unten neben dem Luk L1 in den unteren Bereich W der Schleuse 1. Ein Ventil V3 vermag die Fluidverbindung 12 wahlweise zu verschließen oder zu öffnen.The
Dank der Fluidverbindung 12 ist es nicht erforderlich, zum Betrieb des Schleusen-Systems Wasser aus der Umgebung des U-Boots zu verwenden und Umgebungswasser aufzunehmen oder Wasser aus der Schleuse 1 in die Umgebung abzugeben. Diese Aufnahme oder Abgabe von Wasser kann zu einer Wasserbewegung führen, die geortet werden kann. Ein weiterer Vorteil, die Regelzellen-Anlage 7 zu verwenden, ist die, dass die Regelzellen-Anlage 7 in der Regel bereits vorhanden ist und das spezifische Gewicht und weitere Eigenschaften des Wassers in der Regelzellen-Anlage 7 in der Regel bekannt sind, während die Eigenschaften des umgebenden Wassers häufig nicht genau bekannt sind.Thanks to the
In einer prinzipiell denkbaren Abwandlung verbindet die Fluidverbindung 12 die Schleuse 1 mit einem Tank für Reaktionswasser. In diesen nicht gezeigten Tank fließt Reaktionswasser, welches in einer Brennstoffzellenanlage des U-Boots gebildet wird, wenn Wasserstoff und Sauerstoff chemisch miteinander reagieren und dadurch elektrischer Strom erzeugt wird. Dieses Reaktionswasser wird bei Bedarf in die Schleuse 1 geleitet und wieder aus der Schleuse 1 in den Reaktionswasser-Tank abgelassen. Auch diese Ausgestaltung vermeidet die Notwendigkeit, Außenwasser verwenden zu müssen.In a modification that is conceivable in principle, the
Die Ventile V1, V2, V3 lassen sich elektronisch ansteuern. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Ventile V1, V2, V3 ansteuerbare Proportionalventile, so dass jedes Ventil V1, V2, V3 außer einer vollständig geöffneten Stellung und einer vollständig geschlossenen Stellung zusätzlich eine von mehreren möglichen Zwischen-Stellungen annehmen kann. In einer Ausführungsform vermag ein weiter unten beschriebener Regler 3 über eine Stell-Logik 4 jedem Ventil V1, V2, V3 jeweils eine Soll-Position des Ventilkörpers vorzugeben. Das Ventil V1, V2, V3 meldet die tatsächliche Position des Ventilkörpers zurück.The valves V1, V2, V3 can be controlled electronically. In a preferred embodiment, the valves V1, V2, V3 are controllable proportional valves, so that each valve V1, V2, V3 can assume one of several possible intermediate positions in addition to a fully open position and a completely closed position. In one embodiment, a
Die Ventile V1, V2 und V3 sind im Inneren des Druckkörpers 5 angeordnet. In einer Ausgestaltung lassen diese Ventile sich auch manuell verstellen, um in einem Fehlerfall das Schleusen-System auch manuell betreiben zu können. In einer Ausgestaltung lässt sich die Fluidverbindung 10 mit Hilfe eines Kugelhahns K1 manuell verschließen. Indem der Kugelhahn K1 manuell geschlossen wird, lässt sich verhindern, dass ungeregelt Druckluft aus der Schleuse 1 in das Innere des Druckkörpers 5 strömt, wenn das Ventil V1 in der oder einer geöffneten Stellung blockiert.The valves V1, V2 and V3 are arranged in the interior of the
Um einen Taucher auszuschleusen, werden die nachfolgend beschriebenen Schritte durchgeführt, während das U-Boot getaucht ist. Das Luk L1 ist geöffnet, die Luken L2 und L3 sowie die Ventile V1, V2 und V3 sind geschlossen, und kein Wasser befindet sich in der Schleuse 1. Ein auszuschleusender Taucher steigt von unten durch das geöffnete untere Luk L1 hindurch in die Schleuse 1 und steht dann auf dem Gitter 2. Das Luk L1 wird geschlossen. Das Ventil V3 wird geöffnet, und Wasser wird durch die Fluidverbindung 12 in die Schleuse 1 gefördert. In einer Ausgestaltung stehen die Regelzellen der Regelzellen-Anlage 7 bereits unter einem erhöhten Druck. Falls das Ventil V3 geöffnet ist, steigt daher Wasser aus der Regelzellen-Anlage 7 in die Schleuse 1, ohne dass eine Pumpe benötigt wird, welche das Wasser fördert. In einer anderen Ausgestaltung vermag eine Pumpe Wasser aus der Regelzellen-Anlage 7 oder aus dem oben beschriebenen Reaktionswasser-Tank in die Schleuse 1 zu fördern.In order to discharge a diver, the steps described below are carried out while the submarine is submerged. The hatch L1 is open, the hatches L2 and L3 as well as the valves V1, V2 and V3 are closed, and there is no water in the
Das Ventil V1 bleibt zumindest solange geöffnet, dass ein zu großer Überdruck in der Schleuse 1 im Bereich L oberhalb der Wasseroberfläche WO verhindert wird. Luft entweicht durch die Fluidverbindung 10 aus der Schleuse 1 in dem Innenraum I, bis der Taucher bis zum Hals im Wasser steht, aber noch Luft erhält und verbal kommunizieren kann. In
Um den Taucher allmählich an den Druck des umgebenden Wassers zu gewöhnen, wird das Ventil V1 geschlossen, und das Ventil V2 wird geöffnet. Durch die Fluidverbindung 11 wird Druckluft aus der Druckluft-Anlage 6 in die Schleuse 1 leitet. Der Druckanstieg in dem Bereich L der Schleuse 1, der sich oberhalb der Wasseroberfläche WO befindet, bleibt unterhalb der vorgegebenen DruckanstiegsRate. Möglich ist auch, das Ventil V2 für die Fluidverbindung 11 bereits zu öffnen, während noch Wasser durch die Fluidverbindung 12 fließt. Sobald der Taucher in der Schleuse 1 einem Druck ausgesetzt ist, der annähernd gleich dem Druck des umgebenden Wassers ist, wird das unterhalb der Wasseroberfläche WO befindliche seitliche Luk L3 geöffnet, und der Taucher verlässt die Schleuse 1. in einer Ausgestaltung öffnet der Taucher das seitliche Luk L3. In einer anderen Ausgestaltung wird das seitliche Luk L3 durch ein hydraulisches Stellglied geöffnet, welches z.B. von einem Besatzungsmitglied des U-Boots aktiviert wird. Das obere Luk L2 bleibt beim Ausschleusen im regulären Betrieb geschlossen. Es lässt sich öffnen, damit in einem Notfall der Taucher sowie Besatzungsmitglieder des U-Boots durch die Schleuse 1 im Turm das U-Boot verlassen können.To gradually get the diver used to the pressure of the surrounding water, valve V1 is closed and valve V2 is opened. The
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind zwei elektronische Druck-Sensoren S1 und S2 in die Wand der Schleuse 1 eingelassen. Jeweils eine Messfläche des Druck-Sensors S1, S2 zeigt bevorzugt zum Inneren der Schleuse 1. Der Wasserdruck-Sensor S1 misst den aktuellen Druck, den das Wasser im Bereich W in der Schleuse 1 auf die Messfläche des Wasserdruck-Sensors S1 ausübt. Dieses Wasser stammt z.B. aus der Regelzellen-Anlage 7 oder dem Reaktionswasser-Tank. Der Luftdruck-Sensor S2 misst den aktuellen Druck, den die Luft im Bereich L oberhalb der Wasseroberfläche WO auf die Messfläche des Luftdruck-Sensors S2 ausübt. Aus dem Druck, den der Wasserdruck-Sensor S1 misst, und in einer Ausgestaltung zusätzlich aus dem Druck, den der Luftdruck-Sensor S2 misst, wird automatisch der aktuelle Füllstand des Wassers in der Schleuse 1 hergeleitet, also der Abstand zwischen dem unteren Luk L1 und der Wasseroberfläche WO, und bei Bedarf die zeitliche Veränderung des Füllstands. Ein zum Wasserdruck-Sensor S1 redundanter Wasserdruck-Sensor ist als ein analoges Manometer M1 ausgestaltet und misst den Druck in der Fluidverbindung 12.In a preferred embodiment, two electronic pressure sensors S1 and S2 are embedded in the wall of the
Außerdem wird ein Außendruck-Sensor S3 gezeigt, der den Druck des umgebenden Wassers misst. Dieser Druck hängt bekanntlich von der Tauchtiefe des U-Boots sowie von der Temperatur des umgebenden Wassers ab. Ein optionaler Akustik-Sensor S4 ist an dem Zulauf der Fluidverbindung 12 in die Schleuse 1 angeordnet und misst die Geräuschentwicklung an diesem Zulauf. Ein Innendruck-Sensor S5 misst den Druck, der im Inneren I des Druckkörpers 5 herrscht.An external pressure sensor S3 is also shown, which measures the pressure of the surrounding water. As is well known, this pressure depends on the depth of the submarine and the temperature of the surrounding water. An optional acoustic sensor S4 is arranged at the inlet of the
Ein datenverarbeitender Regler 3 erhält Signale von den beiden Druck-Sensoren S1 und S2 und erzeugt Stell-Signale für eine Stell-Logik 4. Bevorzugt werden auch Signale von den Sensoren S3, S4 und S5 an den Regler 3 übermittelt, und der Regler 3 verwendet auch diese Signale dafür, um die Stell-Logik 4 anzusteuern. Die Stell-Logik 4 erhält Stellsignale vom Regler 3. Die Stell-Logik 4 erzeugt einzelne Stellbefehle für die Ventile V1, V2 und V3 und bringt dadurch ein angesteuertes Ventil V1, V2, V3 in die geschlossene Stellung, die geöffnete Stellung oder eine vorgegebene ZwischenStellung.A
Im Ausführungsbeispiel lässt sich das Schleusen-System in folgenden stationären und dynamischen Zuständen betreiben:
- Stationärer Zustand SZ1 (Schleuse ist leer): In
der Schleuse 1 befindet sich kein Wasser. Ein Taucher kann über das untere Luk L1 indie Schleuse 1 einsteigen oder aus ihr aussteigen. Das Ventil V1 ist geöffnet, so dass die Schleuse 1 über dieFluidverbindung 10 mit dem Inneren desDruckkörpers 5 verbunden ist und in derSchleuse 1 der gleiche Druck wie im Inneren desDruckkörpers 5 herrscht. Die beiden Ventile V2 und V3 sind geschlossen. Die Druck-Sensoren S1 und S2 messen beide den gleichen Wert, nämlich den Druck im Inneren desDruckkörpers 5. - Stationärer Zustand SZ2 (Schleuse ist ausreichend mit Wasser gefüllt, Innendruck herrscht): Das Wasser im Bereich W der Schleuse 1 hat die gewünschte Füllhöhe erreicht, und kein weiteres Wasser wird in
die Schleuse 1 geleitet. Das seitliche Luk L3 befindet sich unterhalb der Wasseroberfläche WO, so dass beim Öffnen des Luk L3 keine Luft aus der Schleuse 1 austritt. Das Ventil V1 ist weiterhin geöffnet, so dass im Bereich L der Schleuse 1 der gleiche Druck wie im Inneren desDruckkörpers 5 herrscht. Die Ventile V2 und V3 sind geschlossen. Der Luftdruck-Sensor S2 misst weiterhin einen Wert, der gleich dem Druck im Inneren desDruckkörpers 5 ist. Der Wasserdruck-Sensor S1 misst bevorzugt einen Wert, der um einen vorgegebenen Betrag über dem Druck im Bereich L und damit dem Druck im Inneren desDruckkörpers 5 liegt. Dieser vorgegebene Betrag korreliert mit der gewünschten Füllhöhe des Wassers im Bereich W. - Stationärer Zustand SZ3 (Schleuse ist ausreichend mit Wasser gefüllt, Außendruck herrscht): Im Bereich L oberhalb der Wasseroberfläche WO herrscht der gleiche Druck wie im umgebenden Wasser und wie im Bereich W unterhalb der Wasseroberfläche WO. Der Luftdruck-Sensor S2 misst diesen Druck. Das Ventil V3 ist geschlossen, und der Wasserdruck-Sensor S1 misst den gleichen Druck wie im Zustand SZ2. Dieser gemessene Druck ist im Zustand SZ3 höher als der Druck im Inneren des
Druckkörpers 5. Die beiden Ventile V1 und V2 befinden sich jeweils in einem Zustand, der vom Regler 3 vorgegeben und von der Stell-Logik 4 eingestellt ist. - Dynamischer Zustand DZ1 (Schleuse wird geflutet): Wasser wird in
die Schleuse 1 geleitet. Das Ventil V1 ist geöffnet, so dass im Bereich L der Schleuse 1 der gleiche Druck wie im Inneren desDruckkörpers 5 herrscht. Das Ventil V2 ist geschlossen. Der Luftdruck-Sensor S2 misst weiterhin einen Wert, der gleich dem Druck im Inneren desDruckkörpers 5 ist. Das Ventil V3 befindet sich in einem Zustand (Position des Ventilkörpers),der vom Regler 3 vorgegeben und von der Stell-Logik 4 eingestellt worden ist.Der Regler 3 regelt den Zufluss von Wasser indie Schleuse 1. Weil der Wasserstand inder Schleuse 1 steigt, misst der Wasserdruck-Sensor S1 einen steigenden Wert. - Dynamischer Zustand DZ2 (Schleuse wird gelenzt): Wasser wird aus der Schleuse 1 abgelassen. Das Ventil V1 ist geöffnet, das Ventil V2 geschlossen, und das Ventil V3 befindet sich in einem vom Regler 3 vorgegebenen Zustand.
Der Regler 3 regelt den Abfluss von Wasser aus der Schleuse 1. Weil der Füllstand des Wassers inder Schleuse 1 fällt, misst der Wasserdruck-Sensor S1 einen sinkenden Wert. - Dynamischer Zustand DZ3 (Luft in der Schleuse wird gesichert komprimiert): Der Füllstand des Wassers in
der Schleuse 1 bleibt konstant, und das Ventil V3 ist geschlossen. Der Wasserdruck-Sensor S1 misst einen konstanten Wert. Die Ventile V2 und V3 befinden sich in jeweils einem vom Regler 3 vorgegebenen Zustand.Der Regler 3 regelt über die Stell-Logik 4 den Zufluss von Luft aus der Regelzellen-Anlage 7 indie Schleuse 1, und zwar so, dass der tatsächliche zeitliche Verlauf des Druckanstiegs gleich einem geforderten zeitlichen Verlauf ist und ein Taucher inder Schleuse 1 nicht gefährdet wird. Der Luftdruck-Sensor S2 und der Wasserdruck-Sensor S1 messen jeweils einen steigenden Wert. - Dynamischer Zustand DZ4 (Luft in der Schleuse wird gesichert dekomprimiert): Der Füllstand des Wassers in
der Schleuse 1 bleibt ebenfalls konstant, das Ventil V3 ist geschlossen, und der Wasserdruck-Sensor S1 misst einen fallenden Wert. Die Differenz zwischen den beiden Drücken, welche die Sensoren S1 und S2 messen, bleibt konstant. Die Ventile V1 und V2 befinden sich in jeweils einem vom Regler 3 vorgegebenen Zustand.Der Regler 3 regelt über die Stell-Logik 4 den Abfluss von Luft aus der Schleuse 1 in das Innere desDruckkörpers 5, und zwar so, dass ein Taucher inder Schleuse 1 nicht gefährdet wird. Das Regelungs-Ziel in dynamischen Zustand DZ4 ist, dass der tatsächliche zeitliche Verlauf des Druckabfalls gleich einem geforderten zeitlichen Verlauf ist. Der Luftdruck-Sensor S2 misst einen fallenden Wert. - Dynamischer Zustand DZ5 (Luft in der Schleuse wird rasch komprimiert): Dieser Zustand wird insbesondere dafür hergestellt, um die
Schleuse 1 auf das Aufnehmen eines Tauchers vorzubereiten oder um in einem Notfall rasch ein Besatzungsmitglied auszuschleusen oder um einen Gegenstand auszuschleusen. Der Zustand unterscheidet sich vom dynamischen Zustand DZ3 (Luft in der Schleuse wird gesichert komprimiert) wie folgt:Der Regler 3 steuert die Ventile V2 und V3 so an, dass der Luftdruck rasch ansteigt. Auch bei diesem raschen Anstieg sollen nur wenige Geräusche und keine Luftblasen entstehen. - Dynamischer Zustand DZ6 (Luft in der Schleuse wird rasch dekomprimiert): Dieser Zustand wird ebenfalls nur dann erreicht, wenn sich kein Taucher in
der Schleuse 1 befindet oder ein Besatzungsmitglied rasch oder ein Gegenstand ausgeschleust oder aufgenommen werden soll, und unterscheidet sich vom dynamischen Zustand DZ4 dadurch, dass die Luft rascher dekomprimiert wird. In einer Ausgestaltung wird zusätzlich das Ventil V2 geöffnet, um Druckluft indie Schleuse 1 zu leiten und dadurch den Abfluss von Wasser aus der Schleuse 1 zu beschleunigen.
- Stationary status SZ1 (lock is empty): There is no water in
lock 1. A diver can enter or exitlock 1 via the lower hatch L1. The valve V1 is opened, so that thelock 1 is connected to the interior of thepressure body 5 via thefluid connection 10 and the same pressure prevails in thelock 1 as in the interior of thepressure body 5. The two valves V2 and V3 are closed. The pressure sensors S1 and S2 both measure the same value, namely the pressure inside thepressure body 5. - Stationary state SZ2 (lock is sufficiently filled with water, internal pressure prevails): The water in area W of
lock 1 has reached the desired fill level, and no further water is fed intolock 1. The side hatch L3 is located below the water surface WO, so that no air escapes from thelock 1 when the hatch L3 is opened. The valve V1 is still open, so that the same pressure as in the interior of thepressure body 5 prevails in the area L of thelock 1. Valves V2 and V3 are closed. The air pressure sensor S2 also measures a value that is equal to the pressure inside thepressure element 5. The water pressure sensor S1 preferably measures a value that is a predetermined amount above the pressure in the area L and thus the pressure inside thepressure element 5. This predetermined amount correlates with the desired fill level of the water in the area W. - Stationary state SZ3 (sluice is sufficiently filled with water, external pressure prevails): In area L above the water surface WO there is the same pressure as in the surrounding water and as in area W below the water surface WO. The air pressure sensor S2 measures this pressure. The valve V3 is closed and the water pressure sensor S1 measures the same pressure as in state SZ2. This measured pressure is higher in state SZ3 than the pressure inside the
pressure body 5. The two valves V1 and V2 are each in a state which is predetermined by thecontroller 3 and is set by thecontrol logic 4. - Dynamic state DZ1 (lock is flooded): water is fed into
lock 1. The valve V1 is opened so that the same pressure as in the interior of thepressure element 5 prevails in the area L of thelock 1. The valve V2 is closed. The air pressure sensor S2 also measures a value that is equal to the pressure inside thepressure element 5. The valve V3 is in a state (position of the valve body) which has been specified by thecontroller 3 and has been set by thecontrol logic 4. Thecontroller 3 regulates the inflow of water into thelock 1. Because the water level in thelock 1 rises, the water pressure sensor S1 measures an increasing value. - Dynamic status DZ2 (lock is being drained): Water is drained from
lock 1. Valve V1 is open, valve V2 is closed, and the valve V3 is in a state specified bycontroller 3. Thecontroller 3 regulates the outflow of water from thelock 1. Because the fill level of the water in thelock 1 drops, the water pressure sensor S1 measures a falling value. - Dynamic state DZ3 (air in the lock is compressed securely): the fill level of the water in
lock 1 remains constant and the valve V3 is closed. The water pressure sensor S1 measures a constant value. Valves V2 and V3 are each in a state specified bycontroller 3. Thecontroller 3 regulates the inflow of air from thecontrol cell system 7 into thelock 1 via thecontrol logic 4, in such a way that the actual time course of the pressure rise is equal to a required time course and a diver in thelock 1 is not is endangered. The air pressure sensor S2 and the water pressure sensor S1 each measure an increasing value. - Dynamic state DZ4 (air in the lock is safely decompressed): The fill level of the water in
lock 1 also remains constant, the valve V3 is closed and the water pressure sensor S1 measures a falling value. The difference between the two pressures measured by sensors S1 and S2 remains constant. Valves V1 and V2 are each in a state specified bycontroller 3. Thecontroller 3 regulates the outflow of air from thelock 1 into the interior of thepressure body 5 via thecontrol logic 4, in such a way that a diver in thelock 1 is not endangered. The control goal in dynamic state DZ4 is that the actual time course of the pressure drop is equal to a required time course. The air pressure sensor S2 measures a falling value. - Dynamic state DZ5 (air in the lock is compressed quickly): This state is especially designed to prepare
lock 1 for taking in a diver or to quickly remove a crew member in an emergency or to discharge an object. The state differs from the dynamic state DZ3 (air in the airlock is compressed securely) as follows: Thecontroller 3 controls the valves V2 and V3 so that the air pressure rises quickly. Even with this rapid increase, there should be little noise and no air bubbles. - Dynamic state DZ6 (air in the lock is quickly decompressed): This state is also only achieved if there is no diver in
lock 1 or if a crew member is to be quickly removed or an object is to be removed or picked up, and differs from the dynamic state DZ4 by decompressing the air more quickly. In one embodiment, valve V2 is additionally opened in order to guide compressed air intolock 1 and thereby accelerate the outflow of water fromlock 1.
- Anfänglich ist das Schleusen-System im stationären Zustand SZ1 (Schleuse ist leer).
- Der oder jeder auszuschleusende Taucher steigt über das untere Luk L1 in
die Schleuse 1 und steht aufdem Gitter 2. Ein Taucher gibt ein Signal, dass nunmehr das Ausschleusen begonnen werden soll (Ereignis E1). Nunmehr regelt der Regler 3 automatisch die Zufuhr von Wasser und Druckluft indie Schleuse 1. Der Regler 3 überführt das Schleusen-System in den dynamischen Zustand DZ1 (Schleuse wird geflutet). Das Schleusen-System verbleibt in diesem dynamischen Zustand DZ1, bis ein gewünschtes Ereignis E2 eingetreten ist, welches die Zufuhr von Wasser indie Schleuse 1 beendet. Beispielsweise liegt der Druck, den der Wasserdruck-Sensor S1 misst, um einen vorgegebenen Betrag über dem Druck, den der Luftdruck-Sensor S2 misst und der gleich dem Druck im Inneren desDruckkörpers 5 ist.- Sobald das Ereignis E2 entdeckt ist, überführt der Regler 3 das Schleusen-System in den stationären Zustand SZ2 (Schleuse ist mit Wasser gefüllt, Innendruck herrscht).
- Das Ereignis E3 tritt automatisch ein, nachdem das Schleusen-System sich für eine vorgegebene Zeitspanne im stationären Zustand SZ2 befunden hat. Es tritt bevorzugt auch dann ein, wenn der Taucher in
der Schleuse 1 ein weiteres Signal gibt.Der Regler 3 überführt das Schleusen-System nunmehr in den dynamischen Zustand DZ3 (Luft in der Schleuse wird gesichert komprimiert). - Das Ereignis E4 ist eingetreten, wenn der Luftdruck-Sensor S2 den gleichen Druck misst, den das umgebende Wasser hat.
Der Regler 3 überführt das Schleusen-System daraufhin in den statischen Zustand SZ3 (Schleuse ist mit Wasser gefüllt, Außendruck herrscht). - Der oder jeder Taucher steigt durch das geöffnete seitliche Luk L3 aus der Schleuse 1 aus.
- Später wird das seitliche Luk L3 wieder geschlossen.
- Initially, the lock system is in the steady state SZ1 (lock is empty).
- The or each diver to be removed climbs over the lower hatch L1 into
lock 1 and stands on thegrating 2. A diver gives a signal that the discharge should now be started (event E1). Thecontroller 3 now automatically regulates the supply of water and compressed air into thelock 1. - The
controller 3 transfers the lock system to the dynamic state DZ1 (lock is flooded). The lock system remains in this dynamic state DZ1 until a desired event E2 has occurred, which ends the supply of water to thelock 1. For example, the pressure which the water pressure sensor S1 measures is above the pressure which the air pressure sensor S2 measures and which is equal to the pressure inside thepressure body 5 by a predetermined amount. - As soon as event E2 is discovered,
controller 3 transfers the lock system to the steady state SZ2 (lock is filled with water, internal pressure prevails). - Event E3 occurs automatically after the lock system has been in the stationary state SZ2 for a predetermined period of time. It also preferably occurs when the diver gives another signal in the
lock 1. Thecontroller 3 now converts the lock system into the dynamic state DZ3 (air in the lock is securely compressed). - Event E4 has occurred when the air pressure sensor S2 measures the same pressure as the surrounding water. The
controller 3 then transfers the lock system to the static state SZ3 (lock is filled with water, external pressure prevails). - The or each diver gets out of the
lock 1 through the open side hatch L3. - Later the side hatch L3 is closed again.
In
- Anfänglich befindet sich die
Schleuse 1 im statischen Zustand SZ3 (Schleuse ist mit Wasser gefüllt, Außendruck herrscht), und kein Taucher befindet sich inder Schleuse 1. Die Vorgabe E6 löst den Schritt aus, das Schleusen-System rasch für das Ausschleusen eines weiteren Tauchers vorzubereiten.Der Regler 3 überführt das Schleusen-System in den dynamischen Zustand DZ6 (Luft in der Schleuse wird rasch dekomprimiert). - Dieser Zustand DZ6 wird beibehalten, bis das Ereignis E7 eingetreten ist, nämlich dass der Luftdruck-Sensor S2 den Druck misst, der auch im Inneren des
Druckkörpers 5 herrscht. - Das Ereignis E7 bewirkt, dass der Regler 3 das Schleusen-System in den statischen Zustand SZ2 (Schleuse ist mit Wasser gefüllt, Innendruck herrscht) überführt.
- Nunmehr öffnet der Regler 3 das Ventil V1 vollständig und in einer Ausgestaltung das Ventil V3 teilweise (Ereignis E8). Dadurch wird das Schleusen-System in den dynamischen Zustand DZ2 (Schleuse wird gelenzt) überführt.
- Das Schleusen-System bleibt in diesem Zustand, bis die
Schleuse 1 vollständig von Wasser geleert ist (Ereignis E9). Beispielsweise stellt der Regler 3 fest, dass die beiden Druck-Sensoren S1 und S2 den gleichen Druck messen. Das Schleusen-System befindet sich nunmehr im statischen Zustand SZ1 (Schleuse ist leer).
- Initially,
lock 1 is in the static state SZ3 (lock is filled with water, there is external pressure) and there is no diver inlock 1. The specification E6 triggers the step, the lock system quickly for the discharge of another diver prepare. Thecontroller 3 converts the lock system into the dynamic state DZ6 (air in the lock is quickly decompressed). - This state DZ6 is maintained until event E7 has occurred, namely that the air pressure sensor S2 measures the pressure that also prevails inside the
pressure element 5. - Event E7 causes
controller 3 to switch the lock system to the static state SZ2 (lock is filled with water, internal pressure prevails). - The
controller 3 now opens the valve V1 completely and, in one embodiment, the valve V3 partially (event E8). As a result, the lock system is switched to the dynamic state DZ2 (lock is being drained). - The lock system remains in this state until
lock 1 is completely emptied of water (event E9). For example, thecontroller 3 determines that the two pressure sensors S1 and S2 measure the same pressure. The lock system is now in the static state SZ1 (lock is empty).
- Anfänglich ist das Schleusen-System im stationären Zustand SZ3 (Schleuse ist mit Wasser gefüllt, Außendruck herrscht), und die
Schleuse 1 ist leer. - Der oder jeder aufzunehmende Taucher steigt durch das geöffnete seitliche Luk L3 in
die Schleuse 1 ein und steht aufdem Gitter 2. Ein Taucher gibt ein Signal, dass nunmehr die Aufnahme begonnen werden sollen (Ereignis E10). Nunmehr regelt der Regler 3 den Abfluss von Wasser und Druckluft aus der Schleuse 1. Der Regler 3 überführt das Schleusen-System in den dynamischen Zustand DZ4 (Luft in der Schleuse wird gesichert dekomprimiert). Das Schleusen-System verbleibt in diesem dynamischen Zustand DZ4, bis ein gewünschtes Ereignis E11 eingetreten ist, welches den Abfluss von Luft aus dem Bereich L und somit das Dekomprimieren beendet. Dieses Ereignis E11 ist beispielsweise dann eingetreten, wenn der Luftdruck-Sensor S2 den Druck misst, der im Inneren desDruckkörpers 5 vorliegt.- Sobald das Ereignis E11 entdeckt ist, überführt der Regler 3 das Schleusen-System in den stationären Zustand SZ2 (Schleuse ist mit Wasser gefüllt, Innendruck herrscht).
Der Regler 3 bewirkt das Ereignis E12, welches den Schritt umfasst, das Ventil V3 vollständig oder wenigstens zu öffnen und damit den Abfluss von Wasser aus der Schleuse 1 durch die Fluidverbindung 12 in die Regelzellen-Anlage 7 oder in den Reaktionswasser-Tank zu ermöglichen. In einer Ausgestaltung öffnet der Regler 3 zusätzlich das Ventil V2, um Druckluft indie Schleuse 1 einfließen zu lassen und dadurch den Abfluss von Wasser zu beschleunigen. Das Schleusen-System befindet sich nunmehr im dynamischen Zustand DZ2 (Schleuse wird gelenzt).- Das Schleusen-System verbleibt im dynamischen Zustand DZ2, bis das Ereignis E9 entdeckt ist, welches auch in
Fig. 3 gezeigt wird. Das Ereignis E9 ist eingetreten,wenn die Schleuse 1 vollständig von Wasser geleert ist. - Nunmehr überführt der Regler das Schleusen-System in den stationären Zustand SZ1 (Schleuse ist leer).
- Der oder jeder Taucher auf
dem Gitter 2 kann durch das geöffnete untere Luk L1 aus der Schleuse 1 aussteigen (Ereignis E13). - Später wird das untere Luk L1 wieder geschlossen.
- Initially, the lock system is in the steady state SZ3 (lock is filled with water, external pressure prevails), and
lock 1 is empty. - The diver to be picked up enters the
lock 1 through the open side hatch L3 and stands on thegrating 2. A diver gives a signal that the recording should now be started (event E10). Thecontroller 3 now regulates the outflow of water and compressed air from thelock 1. - The
controller 3 converts the lock system into the dynamic state DZ4 (air in the lock is safely decompressed). The lock system remains in this dynamic state DZ4 until a desired event E11 has occurred, which ends the outflow of air from the area L and thus the decompression. This event E11 occurred, for example, when the air pressure sensor S2 measures the pressure that is present inside thepressure element 5. - As soon as event E11 is detected,
controller 3 transfers the lock system to the steady state SZ2 (lock is filled with water, internal pressure prevails). - The
controller 3 causes the event E12, which includes the step of opening the valve V3 completely or at least to enable water to flow out of thelock 1 through thefluid connection 12 into thecontrol cell system 7 or into the reaction water tank. In one embodiment, thecontroller 3 additionally opens the valve V2 in order to allow compressed air to flow into thelock 1 and thereby accelerate the outflow of water. The lock system is now in the dynamic state DZ2 (lock is being drained). - The lock system remains in the dynamic state DZ2 until event E9 is discovered, which also in
Fig. 3 will be shown. Event E9 has occurred whenlock 1 is completely empty of water. - The controller now transfers the lock system to the steady state SZ1 (lock is empty).
- The or every diver on the
grid 2 can get out of thelock 1 through the opened lower hatch L1 (event E13). - The lower hatch L1 is closed again later.
- Anfänglich befindet sich die
Schleuse 1 im statischen Zustand SZ1 (Schleuse ist leer). - Die Vorgabe E14 löst den Schritt aus, das Schleusen-System rasch für die
- Initially,
lock 1 is in the static state SZ1 (lock is empty). - The specification E14 triggers the step, the lock system quickly for
Aufnahme eines Tauchers vorzubereiten.
Der Regler 3 überführt das Schleusen-System in den dynamischen Zustand DZ1 (Schleuse wird geflutet).- Das Schleusen-System verbleibt im dynamischen Zustand DZ1, bis das Ereignis E2 eingetreten ist, welches auch in
Fig. 2 gezeigt wird und welches die Zufuhr von Wasser indie Schleuse 1 beendet. - Danach überführt der Regler 3 das Schleusen-System in den stationären Zustand SZ2 (Schleuse ist mit Wasser gefüllt, Innendruck herrscht).
- Anschließend löst der Regler 3 den Schritt aus, dass die Luft in dem oberen Bereich L rasch komprimiert wird (Ereignis E15). Das Schleusen-System befindet sich hierbei im dynamischen Zustand DZ5 (Luft in der Schleuse wird rasch komprimiert).
- Das Schleusen-System verbleibt im dynamischen Zustand DZ5, bis das Ereignis E4 entdeckt wird, welches auch in
Fig. 2 gezeigt wird und bedeutet, dass der Luftdruck-Sensor S2 den Druck misst, den das umgebende Wasser hat. - Nunmehr ist das Schleusen-System im stationären Zustand SZ3, und ein Taucher kann durch das geöffnete seitliche Luk L3 in
die Schleuse 1 einsteigen. - Später wird das seitliche Luk L3 wieder geschlossen.
- The
controller 3 transfers the lock system to the dynamic state DZ1 (lock is flooded). - The lock system remains in the dynamic state DZ1 until event E2 has occurred, which also in
Fig. 2 is shown and which ends the supply of water in thelock 1. - Thereafter,
controller 3 transfers the lock system to the stationary state SZ2 (lock is filled with water, internal pressure prevails). - The
controller 3 then triggers the step that the air in the upper region L is compressed rapidly (event E15). The lock system is in the dynamic state DZ5 (air in the lock is compressed quickly). - The lock system remains in the dynamic state DZ5 until event E4 is detected, which also in
Fig. 2 is shown and means that the air pressure sensor S2 measures the pressure that the surrounding water has. - The lock system is now in the stationary state SZ3, and a diver can enter the
lock 1 through the open side hatch L3. - Later the side hatch L3 is closed again.
Wie bereits erwähnt, darf der Taucher durch den Druckanstieg oder Druckabfall in der Schleuse 1 nicht gefährdet werden. Andererseits sollen das Ausschleusen und das Aufnehmen so schnell wie möglich durchgeführt werden. Daher wird in einer Ausgestaltung ein geforderter zeitlicher Verlauf P(t) des Luftdrucks P im oberen Bereich L über die Zeit t vorgegeben. Dieser zeitliche Soll-Verlauf wird vorab berechnet und hängt von dem Druck des umgebenden Wassers ab, welche von dem Druck-Sensor S3 gemessen wird, oder von einem vorgegebenen Ziel-Luftdruck. Gemäß dem geforderten zeitlichen Verlauf soll der Druck in der Schleuse 1 beim Ausschleusen ansteigen, bis er den Druck des umgebenden Wassers erreicht, und beim Aufnehmen abzusinken, bis er den Druck im Inneren des Druckkörpers 5 erreicht, ohne den Taucher zu gefährden.As already mentioned, the diver must not be endangered by the pressure increase or pressure drop in the
Der Regler 3 gehört zu einem geschlossenen Luftdruck-Regelkreis mit dem geforderten zeitlichen Verlauf P(t) des Luftdrucks P in der Schleuse 1 als der Führungsgröße. Die im Folgenden beschriebene Regelung wird sowohl beim Ausschleusen als auch beim Aufnehmen eines Tauchers durchgeführt, nachdem das Wasser in der Schleuse 1 eine geforderte Höhe erreicht hat (stationärer Zustand SZ2 erreicht). Dieses Ereignis wird in einer Ausgestaltung allein vom Wasserdruck-Sensor S1 entdeckt. In einer Ausgestaltung wird der Vorgang, Wasser durch die Fluidverbindung 12 in die Schleuse 1 zu leiten, beendet, wenn der Druck, den der Wasserdruck-Sensor S1 misst, um einen vorgegebenen Betrag oberhalb des Drucks, den der Luftdruck-Sensor S2 misst, liegt. Der Taucher in der Schleuse 1 wird über eine externe Versorgung versorgt, beispielsweise über Sauerstoffflaschen.The
Der Luftdruck-Sensor S2 misst den tatsächlichen aktuellen Luftdruck P_Ist im Bereich L oberhalb der Wasseroberfläche WO. Um die Regelabweichung, also die Abweichung zwischen einem geforderten Druck P und dem gemessenen tatsächlichen Druck P_Ist, zu verringern, steuert der Regler 3 über die Stell-Logik 4 die beiden Ventile V1 und V2 an, um den Luftdruck im oberen Bereich L der Schleuse 1 zu vergrößern oder zu verkleinern. Als eine Störgröße im regelungstechnischen Sinne fungiert die Luft, die der Taucher in der Schleuse 1 ausatmet und die den Druck im Bereich L in nicht vorhersehbarer Weise verändern kann, sowie unvermeidliche Schwankungen beim Zuführen von Druckluft und / oder Wasser. Die Regelung wird durchgeführt, solange der Taucher sich in der Schleuse 1 befindet, und wird beim Ausschleusen beendet, wenn der stationäre Zustand SZ3 (Schleuse ist mit Wasser gefüllt, Außendruck herrscht) erreicht ist und der Taucher durch das seitliche Luk L3 die Schleuse 1 verlassen kann, und beim Aufnehmen beendet, wenn der stationäre Zustand SZ2 (Schleuse ist mit Wasser gefüllt, Innendruck herrscht) erreicht ist und der Taucher durch das untere Luk L1 die Schleuse 1 verlassen kann.The air pressure sensor S2 measures the actual current air pressure P_actual in the area L above the water surface WO. In order to reduce the control deviation, that is to say the deviation between a required pressure P and the measured actual pressure P_actual, the
Bevorzugt wird ein weiterer Regelkreis realisiert, während Wasser durch die Fluidverbindung 12 aus der Regelzellen-Anlage 7 nach oben in die Schleuse 1 geleitet wird. Verhindert werden soll, dass das Wasser, welches über die Fluidverbindung 12 in die Schleuse 1 geleitet wird, sprudelt oder gurgelt, weil dies zu unerwünschten Geräuschen führt. Ein solches unerwünschtes Sprudeln oder Gurgeln tritt vor allem bei einem niedrigen Wasserstand in der Schleuse 1 auf, also zu Beginn des Vorgangs, die Schleuse 1 zu fluten. Daher ist ein geforderter zeitlicher Verlauf der Zufluss-Geschwindigkeit v in die Schleuse 1 in Abhängigkeit vom Wasserstand h in der Schleuse 1 vorgegeben. Der Regler 3 erhält Signale von dem Wasserdruck-Sensor S1 und leitet daraus den aktuellen Wasserstand h_Ist in der Schleuse 1 ab. In einer Ausgestaltung erhält der Regler 3 außerdem Signale von dem Akustik-Sensor S4 und verwendet diese für die Regelung. Der Regler 3 steuert über die Stell-Logik 4 das Ventil V3 an, damit die tatsächliche Zufluss-Geschwindigkeit v_Ist gleich der geforderten Flussgeschwindigkeit v in Abhängigkeit vom gemessenen Wasserstand h_Ist ist. In einer Ausgestaltung reduziert der Regler 3 die Zufluss-Geschwindigkeit v, wenn der Akustik-Sensor S4 relevante Geräusche misst.A further control circuit is preferably implemented, while water is conducted upward into the
Vorzugsweise werden der Regler 3, die Stell-Logik 4, die Ventile V1, V2 und V3 sowie die Sensoren S1 bis S5 laufend überwacht. Falls ein Fehler entdeckt wird, so werden die Ventile V1, V2 und V3 rasch geschlossen, um eine ungeregelte Veränderung des Luftdrucks oder des Wasserstandes in der Schleuse 1 zu verhindern. Eine Meldung wird abgegeben, so dass ein Besatzungsmitglied des U-Boots die Ventile V1, V2 und V3 manuell ansteuern kann und bei Bedarf den Kugelhahn K1 schließen kann. Insbesondere werden folgende fehlerhafte Situationen erkannt:
Der Regler 3, die Stell-Logik 4, ein Ventil V1, V2, V3 oder ein Sensor S1 bis S5 ist ausgefallen und gibt keine Signale oder aber eine Fehlermeldung aus.- Der Wasserdruck-Sensor S1 liefert einen kleineren Wert als der Luftdruck-Sensor S2. Dies ist ein Fehler, denn die Wassersäule über dem Wasserdruck-Sensor S1 übt immer einen größeren Druck auf den Sensor S1 aus als die Druckluft auf den Sensor S2.
- Ein Messwert von einem Sensor S1 oder S2 ist physikalisch nicht möglich, oder die Messwerte verändern sich in einer physikalisch nicht möglichen Weise.
- Ein Taucher oder ein Besatzungsmitglied hat einen Nothalt-Schalter betätigt.
- The
controller 3, thecontrol logic 4, a valve V1, V2, V3 or a sensor S1 to S5 has failed and does not output any signals or an error message. - The water pressure sensor S1 delivers a smaller value than the air pressure sensor S2. This is a mistake because the water column above the water pressure sensor S1 always exerts a greater pressure on the sensor S1 than the compressed air on the sensor S2.
- A measured value from a sensor S1 or S2 is not physically possible, or the measured values change in a way that is not physically possible.
- A diver or crew member operated an emergency stop switch.
Die Fluidverbindung 11 verbindet dieSchleuse 1 nicht mit einer Druckluft-Anlage 6, sondern ebenfalls mit dem Inneren desDruckkörpers 5.Ein Kompressor 8 ist ander Fluidverbindung 11 angeordnet und vermag Luft aus dem Inneren desDruckkörpers 5 zu komprimieren und indie Fluidverbindung 11 zu leiten.- Um den Druck im Bereich L der Schleuse 1 stärker zu komprimieren, als der
Kompressor 8 es vermag, vermag eine Zwei-Wege-Pumpe 19 Wasser aus der Regelzellen-Anlage 7 über eine Bypass-Fluidverbindung 13 um das Ventil V3 herum indie Schleuse 1 zu pumpen und umgekehrt Wasser aus der Schleuse 1 in die Regelzellen-Anlage 7 zu fördern. Die Zwei-Wege-Pumpe 19 ist vorzugsweise als hydraulische Pumpe ausgelegt und vermag auch bei einem teilweisen Ausfall der Stromversorgung noch Wasser zu fördern.
- The
fluid connection 11 does not connect thelock 1 to acompressed air system 6, but also to the interior of thepressure body 5. Acompressor 8 is arranged on thefluid connection 11 and is able to compress air from the interior of thepressure body 5 and into thefluid connection 11 conduct. - In order to compress the pressure in the area L of the
lock 1 more than thecompressor 8 is capable of, a two-way pump 19 can supply water from thecontrol cell system 7 via abypass fluid connection 13 around the valve V3 into thelock 1 to pump and vice versa water from thelock 1 in theControl cell system 7 to promote. The two-way pump 19 is preferably designed as a hydraulic pump and can still deliver water even in the event of a partial power supply failure.
Ein hoher Luftdruck wird im Bereich L der Schleuse 1 aufgebaut, indem das Ventil V1 geschlossen wird und weiteres Wasser in die Schleuse 1 gefördert wird.A high air pressure is built up in area L of
Claims (25)
wobei das Schleusen-System
wobei ein Fluid durch die erste Fluidverbindung hindurch in die Schleuse (1) hinein leitbar ist,
wobei die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit (V2, V3) dazu ausgestaltet ist, die Fließrate von Fluid durch die erste Fluidverbindung (11, 12) hindurch in die Schleuse (1) auf einen vorgegebenen Wert einzustellen,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Schleusen-System
wobei der Fluiddruck-Sensor (S2) dazu ausgestaltet ist, eine Größe zu messen, die mit dem Druck (P_Ist(t)) eines Fluids in der Schleuse (1) korreliert, und
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist,
abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors (S2) die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit (V2, V3) mit dem Regelungs-Ziel anzusteuern, dass der gemessene Fluiddruck (P_Ist(t)) ansteigt, bis er gleich einem vorgegebenen oder gemessenen oder berechneten Zielwert (P(t)) für den Fluiddruck ist.Underwater vehicle with a lock system for discharging at least one diver under water,
being the lock system
wherein a fluid can be passed through the first fluid connection into the lock (1),
the first flow rate setting unit (V2, V3) being designed to set the flow rate of fluid through the first fluid connection (11, 12) into the lock (1) to a predetermined value,
characterized in that
the lock system
the fluid pressure sensor (S2) being designed to measure a quantity which correlates with the pressure (P_act (t)) of a fluid in the lock (1), and
the controller (3, 4) being designed to
depending on signals from the fluid pressure sensor (S2) to control the first flow rate setting unit (V2, V3) with the control goal that the measured fluid pressure (P_act (t)) increases until it is equal to a predetermined or measured or calculated Target value (P (t)) for the fluid pressure is.
dadurch gekennzeichnet, dass
das Unterwasserfahrzeug einen Wasserdruck-Sensor (S3) umfasst, welcher dazu ausgestaltet ist, eine Größe zu messen, welche mit dem Druck des das Unterwasserfahrzeug umgebenden Wassers korreliert ist,
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist, den Zielwert in Abhängigkeit von einem Signal des Wasserdruck-Sensors (S3) zu berechnen.Underwater vehicle according to claim 1,
characterized in that
the underwater vehicle comprises a water pressure sensor (S3) which is designed to measure a quantity which is correlated with the pressure of the water surrounding the underwater vehicle,
the controller (3, 4) being designed to calculate the target value as a function of a signal from the water pressure sensor (S3).
dadurch gekennzeichnet, dass
der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist,
die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit (V2, V3) dergestalt anzusteuern, dass der Anstieg des Fluiddrucks (P_Ist(t)) in der Schleuse (1) eine vorgegebene Nebenbedingung erfüllt.Underwater vehicle according to one of the preceding claims,
characterized in that
the controller (3, 4) is designed to
to control the first flow rate setting unit (V2, V3) in such a way that the increase in fluid pressure (P_act (t)) in the lock (1) fulfills a predetermined secondary condition.
dadurch gekennzeichnet, dass
in einem Datenspeicher des Reglers (3, 4) mindestens ein Druck-Verlauf (P(t)) abgespeichert ist,
wobei der oder jeder abgespeicherte Druck-Verlauf einen geforderten zeitlichen Verlauf des ansteigenden Fluiddrucks in der Schleuse (1) vorgibt und
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist,
abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors (S2) die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit (V2, V3) mit dem Regelungs-Ziel anzusteuern,
dass der zeitliche Verlauf des ansteigenden Fluiddrucks (P_Ist(t)) gleich dem oder einem abgespeicherten geforderten zeitlichen Druck-Verlauf ist.Underwater vehicle according to one of the preceding claims,
characterized in that
at least one pressure curve (P (t)) is stored in a data memory of the controller (3, 4),
wherein the or each stored pressure curve specifies a required time curve of the increasing fluid pressure in the lock (1) and
the controller (3, 4) being designed to
to control the first flow rate setting unit (V2, V3) with the control target depending on signals from the fluid pressure sensor (S2),
that the time course of the increasing fluid pressure (P_act (t)) is equal to or a stored required time pressure course.
dadurch gekennzeichnet, dass
in dem Datenspeicher des Reglers (3, 4) ein erster und mindestens ein zweiter zeitlicher Druck-Verlauf abgespeichert sind,
wobei die beiden Druck-Verläufe sich hinsichtlich der geforderten Geschwindigkeit und / oder der Beschleunigung, mit welcher der Druck in einem Zeitintervall zunimmt, unterscheiden,
wobei ein abgespeicherter zeitlicher Druck-Verlauf auswählbar ist und
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist, abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors (S2) die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit (V2, V3) wahlweise
characterized in that
a first and at least a second temporal pressure curve are stored in the data memory of the controller (3, 4),
the two pressure profiles differing in terms of the required speed and / or the acceleration with which the pressure increases in a time interval,
wherein a stored chronological pressure curve can be selected and
the controller (3, 4) being designed to select the first flow rate setting unit (V2, V3) depending on signals from the fluid pressure sensor (S2)
dadurch gekennzeichnet, dass
Wasser als das Fluid durch die erste Fluidverbindung (11, 12) hindurch in die Schleuse (1) hinein leitbar ist,
wobei ein Zustand herstellbar ist, in welchem
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist,
abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors (S2) die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit (V2, V3) mit dem Regelungs-Ziel anzusteuern,
dass die erste Fluidverbindung (11, 12) den Zufluss von Wasser in die Schleuse (1) solange bewirkt oder ermöglicht,
bis der steigende Füllstand des Wassers in der Schleuse (1) zu einem Luftdruck im oberen Bereich (L) führt, der gleich dem Zielwert für den Luftdruck ist.Underwater vehicle according to one of the preceding claims,
characterized in that
Water as the fluid can be conducted through the first fluid connection (11, 12) into the lock (1),
a condition can be produced in which
the controller (3, 4) being designed to
to control the first flow rate setting unit (V2, V3) with the control target depending on signals from the fluid pressure sensor (S2),
that the first fluid connection (11, 12) causes or enables the inflow of water into the lock (1) for as long as
until the rising fill level of the water in the lock (1) leads to an air pressure in the upper area (L) which is equal to the target value for the air pressure.
dadurch gekennzeichnet, dass
das Unterwasserfahrzeug ein Reservoir (6, 8, I) für Fluid, insbesondere für Luft, aufweist und
die erste Fluidverbindung (11, 12) den Zufluss von Fluid aus dem Luft-Reservoir (6, 8, I) hindurch in die Schleuse (1) hinein bewirkt oder ermöglicht.Underwater vehicle according to one of the preceding claims,
characterized in that
the underwater vehicle has a reservoir (6, 8, I) for fluid, in particular for air, and
the first fluid connection (11, 12) causes or enables the inflow of fluid from the air reservoir (6, 8, I) into the lock (1).
dadurch gekennzeichnet, dass
das Fluid-Reservoir (6, 8, I) eine Druckluft-Anlage (6) umfasst und
die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit (V2, V3) ein Druckluft-Ventil (V2) umfasst, wobei die Druckluft-Anlage (6) dazu ausgestaltet ist, Druckluft bereitzustellen, und wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist, zur Erreichung des Regelungs-Ziels das Druckluft-Ventil (V2) abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors (S2) anzusteuern.Underwater vehicle according to claim 7,
characterized in that
the fluid reservoir (6, 8, I) comprises a compressed air system (6) and
the first flow rate setting unit (V2, V3) comprises a compressed air valve (V2), the compressed air system (6) being designed to provide compressed air and the controller (3, 4) being designed to Reaching the control target to control the compressed air valve (V2) depending on signals from the fluid pressure sensor (S2).
dadurch gekennzeichnet, dass
das Fluid-Reservoir (6, 8, I) einen Kompressor (8) für Luft umfasst,
wobei der Luft-Kompressor (8) dazu ausgestaltet ist, im oberen Bereich (L) der Schleuse (1) einen Luftdruck zu erzeugen, der größer als der Luftdruck im Luft-Reservoir ist, und
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist,
abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors (S2) den Luft-Kompressor (8) mit dem Regelungs-Ziel anzusteuern, dass der Luftdruck im oberen Bereich (L) ansteigt, bis er gleich dem Zielwert für den Luftdruck ist.An underwater vehicle according to claim 7 or claim 8,
characterized in that
the fluid reservoir (6, 8, I) comprises a compressor (8) for air,
wherein the air compressor (8) is designed to generate an air pressure in the upper region (L) of the lock (1) which is greater than the air pressure in the air reservoir, and
the controller (3, 4) being designed to
depending on signals from the fluid pressure sensor (S2) to control the air compressor (8) with the control goal that the air pressure rises in the upper area (L) until it is equal to the target value for the air pressure.
dadurch gekennzeichnet, dass
das Schleusen-System
wobei durch die erste Fluidverbindung (11) hindurch Luft in die Schleuse (1) hinein leitbar ist,
wobei durch die zweite Fluidverbindung (12) hindurch Wasser in die Schleuse (1) hinein leitbar ist,
wobei ein Zustand herstellbar ist, in welchem
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist,
characterized in that
the lock system
wherein air can be conducted into the lock (1) through the first fluid connection (11),
wherein water can be conducted into the lock (1) through the second fluid connection (12),
a condition can be produced in which
the controller (3, 4) being designed to
dadurch gekennzeichnet, dass
das Schleusen-System einen Füllstands-Sensor (F1, F2, F3, S1, S2) umfasst, wobei der Füllstand-Sensor (F1, F2, F3, S1, S2) dazu ausgestaltet ist, eine Größe zu messen, die mit dem Füllstand des Wassers in dem unteren Bereich (W) korreliert,
wobei ein Zustand herstellbar ist, in welchem
wobei die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit oder eine weitere Fließraten-Einstellungs-Einheit (V3) des Schleusen-Systems als eine Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit ausgestaltet ist, welche die Fließrate von Wasser durch die Wasser-Fluidverbindung (12) hindurch auf einen vorgegebenen Wert einzustellen vermag,
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist,
characterized in that
the lock system comprises a fill level sensor (F1, F2, F3, S1, S2), the fill level sensor (F1, F2, F3, S1, S2) being designed to measure a quantity that corresponds to the fill level the water in the lower area (W) correlates,
a condition can be produced in which
wherein the first flow rate setting unit or a further flow rate setting unit (V3) of the lock system is designed as a water flow rate setting unit which determines the flow rate of water through the water-fluid connection (12) is able to set a predetermined value,
the controller (3, 4) being designed to
dadurch gekennzeichnet, dass
der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist,
den aktuellen Füllstand des Wassers in der Schleuse (1) abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors (S2) und von Signalen des Füllstands-Sensors (F1, F2, F3, S1, S2) zu berechnen.Underwater vehicle according to claim 11,
characterized in that
the controller (3, 4) is designed to
calculate the current level of the water in the lock (1) depending on signals from the fluid pressure sensor (S2) and signals from the level sensor (F1, F2, F3, S1, S2).
dadurch gekennzeichnet, dass
eine geforderte funktionale Abhängigkeit (v(h))
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist, die Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit (V3) mit dem Ziel anzusteuern,
dass die tatsächliche Fließ-Geschwindigkeit (v) oder Fließ-Rate durch die Wasser-Fluidverbindung gemäß der geforderten funktionalen Abhängigkeit (v(h)) von dem ermittelten tatsächlichen Füllstand (h) in der Schleuse (1) abhängt.An underwater vehicle according to claim 11 or claim 12,
characterized in that
a required functional dependency (v (h))
the controller (3, 4) being designed to control the water flow rate setting unit (V3) with the aim of
that the actual flow rate (v) or flow rate through the water-fluid connection according to the required functional dependency (v (h)) depends on the determined actual fill level (h) in the lock (1).
dadurch gekennzeichnet, dass
das Unterwasserfahrzeug einen Wassertank (7) umfasst,
wobei die erste Fluidverbindung oder eine weitere Fluidverbindung (12) des Schleusen-Systems als eine Wasser-Fluidverbindung (12) ausgestaltet ist, durch welche Wasser aus dem Wassertank in die Schleuse (1) leitbar ist,
wobei die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit oder eine weitere Fließraten-Einstellungs-Einheit (V3) des Schleusen-Systems als eine Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit (V3) ausgestaltet ist, welche die Fließrate von Wasser durch die Wasser-Fluidverbindung (12) hindurch auf einen vorgegebenen Wert einzustellen vermag, und
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist, die Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit (V3) anzusteuern.Underwater vehicle according to one of the preceding claims,
characterized in that
the underwater vehicle comprises a water tank (7),
wherein the first fluid connection or a further fluid connection (12) of the lock system is designed as a water-fluid connection (12), through which water can be conducted from the water tank into the lock (1),
wherein the first flow rate setting unit or a further flow rate setting unit (V3) of the lock system is designed as a water flow rate setting unit (V3) which determines the flow rate of water through the water-fluid connection (12 ) is able to adjust to a predetermined value, and
wherein the controller (3, 4) is designed to control the water flow rate setting unit (V3).
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Fluidverbindung oder eine weitere Fluidverbindung (22) des Schleusen-Systems als eine Wasser-Fluidverbindung ausgestaltet ist, durch welche Wasser, welches das Unterwasserfahrzeug umgibt, in die Schleuse (1) leitbar ist,
wobei die erste oder eine weitere Fließraten-Einstellungs-Einheit (20) des Schleusen-Systems als eine Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit ausgestaltet ist, welche die Fließrate von Wasser durch die Wasser-Fluidverbindung (22) hindurch auf einen vorgegebenen Wert einzustellen vermag, und
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist, die Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit (20) anzusteuern.Underwater vehicle according to one of the preceding claims,
characterized in that
the first fluid connection or a further fluid connection (22) of the lock system is designed as a water-fluid connection, through which water, which surrounds the underwater vehicle, can be conducted into the lock (1),
wherein the first or a further flow rate setting unit (20) of the lock system is designed as a water flow rate setting unit, which is able to set the flow rate of water through the water-fluid connection (22) to a predetermined value , and
wherein the controller (3, 4) is configured to control the water flow rate setting unit (20).
dadurch gekennzeichnet, dass
das Schleusen-System
wobei durch die dritte Fluidverbindung (10) hindurch Fluid aus der Schleuse (1) heraus leitbar ist,
wobei die dritte Fließraten-Einstellungs-Einheit (V1) dazu ausgestaltet ist, die Fließrate von Fluid durch die dritte Fluidverbindung (10) hindurch auf einen vorgegebenen Wert einzustellen, und
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist, abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors (S2) zur Erreichung des Regelungs-Ziels zusätzlich die dritte Fließraten-Einstellungs-Einheit (V1) anzusteuern.Underwater vehicle according to one of the preceding claims,
characterized in that
the lock system
wherein fluid can be conducted out of the lock (1) through the third fluid connection (10),
wherein the third flow rate setting unit (V1) is configured to set the flow rate of fluid through the third fluid connection (10) to a predetermined value, and
The controller (3, 4) is designed to additionally control the third flow rate setting unit (V1) depending on signals from the fluid pressure sensor (S2) in order to achieve the control target.
dadurch gekennzeichnet, dass
das Schleusen-System
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist, die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit anzusteuern, während beide Öffnungen (L1, L3) geschlossen sind.Underwater vehicle according to one of the preceding claims,
characterized in that
the lock system
the controller (3, 4) being configured to control the first flow rate setting unit while both openings (L1, L3) are closed.
wobei zur Ausschleusung ein Schleusen-System des Unterwasserfahrzeugs verwendet wird,
wobei das verwendete Schleusen-System
wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass
das Schleusen-System
wobei das Verfahren die weiteren Schritte umfasst, dass
a lock system of the underwater vehicle is used for the discharge,
the lock system used
the method comprising the steps of
the lock system
the method comprising the further steps that
dadurch gekennzeichnet, dass
in einem Datenspeicher des Reglers (3, 4) mindestens ein Druck-Verlauf abgespeichert ist,
wobei der oder jeder abgespeicherte Druck-Verlauf einen geforderten zeitlichen Verlauf des Drucks im oberen Bereich (L) der Schleuse (1) vorgibt,
wobei der Schritt, dass der Regler (3, 4) die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit ansteuert, den Schritt umfasst, dass
der Fluiddruck-Sensor (S2) einen zeitlichen Verlauf der mit dem Fluiddruck korrelierenden Größe misst,
der Regler (3, 4) abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors (S2) die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit (V2, V3) mit dem Regelungs-Ziel ansteuert,
dass der gemessene zeitliche Verlauf des ansteigenden Fluiddrucks gleich dem oder einem abgespeicherten geforderten zeitlichen Druck-Verlauf ist.Method according to claim 18,
characterized in that
at least one pressure curve is stored in a data memory of the controller (3, 4),
wherein the or each stored pressure curve specifies a required time curve of the pressure in the upper region (L) of the lock (1),
wherein the step that the controller (3, 4) drives the first flow rate setting unit comprises the step that
the fluid pressure sensor (S2) measures a time course of the variable correlating with the fluid pressure,
the controller (3, 4) controls the first flow rate setting unit (V2, V3) with the control target as a function of signals from the fluid pressure sensor (S2),
that the measured time profile of the increasing fluid pressure is equal to the stored or a required time pressure profile.
dadurch gekennzeichnet, dass
in einem Datenspeicher des Reglers (3, 4) mindestens zwei unterschiedliche zeitliche Druck-Verläufe abgespeichert sind,
wobei jeder abgespeicherte Druck-Verlauf einen geforderten zeitlichen Verlauf des Fluiddrucks in der Schleuse (1) vorgibt,
wobei die beiden Druck-Verläufe sich hinsichtlich der Geschwindigkeit und / oder der Beschleunigung, mit welcher der Druck in einem Zeitintervall zunimmt, unterscheiden,
wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass
characterized in that
at least two different temporal pressure profiles are stored in a data memory of the controller (3, 4),
wherein each stored pressure curve specifies a required temporal curve of the fluid pressure in the lock (1),
the two pressure profiles differing in terms of the speed and / or the acceleration with which the pressure increases in a time interval,
the method comprising the steps of
dadurch gekennzeichnet, dass
das Schleusen-System
wobei ein Zustand hergestellt wird, in welchem
wobei das Verfahren einen Luftdruck-Anstiegs-Vorgang und einen Füllstands-Anstiegs-Vorgang umfasst,
wobei der Luftdruck-Anstiegs-Vorgang die Schritte umfasst, dass
characterized in that
the lock system
establishing a state in which
the method comprising an air pressure increase process and a level increase process,
the air pressure rise process comprising the steps of
dadurch gekennzeichnet, dass
der Füllstands-Anstiegs-Vorgang vor dem Luftdruck-Anstiegs-Vorgang begonnen wird und
der Luftdruck-Anstiegs-Vorgang begonnen wird, bevor der Füllstands-Anstiegs-Vorgang beendet wird.22. The method of claim 21,
characterized in that
the level increase process is started before the air pressure increase process and
the air pressure rise process is started before the level rise process ends.
wobei das Schleusen-System
wobei ein Fluid durch die erste Fluidverbindung (11, 12) hindurch aus der Schleuse (1) heraus leitbar ist,
wobei die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit (V2, V3)dazu ausgestaltet ist, die Fließrate von Fluid aus der Schleuse (1) durch die erste Fluidverbindung (11, 12) hindurch auf einen vorgegebenen Wert einzustellen,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Schleusen-System
wobei der Fluiddruck-Sensor (S2) dazu ausgestaltet ist, eine Größe zu messen, die mit dem Druck (P_Ist(t)) eines Fluids in der Schleuse (1) korreliert, und
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist,
abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors (S2) die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit (V2, V3) mit dem Regelungs-Ziel anzusteuern, dass der gemessene Fluiddruck (P_Ist(t)) absinkt, bis er gleich dem Druck im Innenbereich (I) des Druckkörpers (5) ist.Underwater vehicle with
being the lock system
wherein a fluid can be conducted out of the lock (1) through the first fluid connection (11, 12),
wherein the first flow rate setting unit (V2, V3) is configured to set the flow rate of fluid from the lock (1) through the first fluid connection (11, 12) to a predetermined value,
characterized in that
the lock system
the fluid pressure sensor (S2) being designed to measure a quantity which correlates with the pressure (P_act (t)) of a fluid in the lock (1), and
the controller (3, 4) being designed to
depending on signals from the fluid pressure sensor (S2) to control the first flow rate setting unit (V2, V3) with the control goal that the measured fluid pressure (P_act (t)) drops until it is equal to the pressure in the interior (I ) of the pressure body (5).
dadurch gekennzeichnet, dass
in einem Datenspeicher des Reglers (3, 4) mindestens ein Druck-Verlauf abgespeichert ist,
wobei der oder jeder abgespeicherte Druck-Verlauf einen geforderten zeitlichen Verlauf des absinkenden Fluiddrucks in der Schleuse (1) vorgibt,
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist,
abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors (S2) die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit (V2, V3) mit dem Regelungs-Ziel anzusteuern,
dass der zeitliche Verlauf des absinkenden gemessenen Fluiddrucks (P_Ist(t)) gleich dem oder einem abgespeicherten geforderten zeitlichen Druck-Verlauf ist.The underwater vehicle according to claim 23,
characterized in that
at least one pressure curve is stored in a data memory of the controller (3, 4),
wherein the or each stored pressure curve specifies a required temporal curve of the falling fluid pressure in the lock (1),
the controller (3, 4) being designed to
to control the first flow rate setting unit (V2, V3) with the control target depending on signals from the fluid pressure sensor (S2),
that the time course of the falling measured fluid pressure (P_act (t)) is equal to or a stored required time pressure course.
wobei das Unterwasserfahrzeug
wobei das Schleusen-System
wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass
das Schleusen-System
wobei das Verfahren die weiteren Schritte umfasst, dass
being the underwater vehicle
being the lock system
the method comprising the steps of
the lock system
the method comprising the further steps that
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