“Вода и воздух из воды”

Вода и воздух из воды

В статье «Новые подводные технологии» (мой блог от 28.01.23.) мною был предложен газогенератор-экстрактор, который извлекает воздух (газы) из морской воды с помощью селективных мембран, изготовленных из специальной плёнки на основе полиэтилена. Показана возможность его применения для наполнения мягких понтонов при  судоподъёме, а также для дыхательных аппаратов водолазов.

Однако не только этим ограничивается применение указанного газогенератора. Он может применяться и для обеспечения дыхания спасённых подводников, находящихся в СГА типа «Бестер» и проходящих декомпрессию. Декомпрессия может длиться часами, а запасы воздуха на СГА ограничены. Схема размещения оборудования для экстракции воздуха из морской воды представлена на рис.1. 

Рис.1.  Схема размещения оборудования для извлечения воздуха из морской воды на СГА.

Цифрами обозначены: 1 – газогенератор; 2 – ёмкость для воздуха; 3 – электроклапан; 4 – ручной вентиль; 5 – прочный корпус СГА; 6 – ёмкость для сбора пресной воды; 7 – автомат контроля давления; 8 – трубка; 9 – баллон ВВД; 10 – редуктор; 11 – электроклапан; 12 – соленоид привода электроклапана.

Газогенераторы 1, ёмкость 2, автомат 7, электроклапаны 3 и 11, баллоны ВВД 9 размещаются в лёгком корпусе СГА и окружены морской водой. В прочном корпусе СГА размещены только ручной вентиль 4 и ёмкость для сбора пресной воды (дистиллята) 6.

Для эффективной работы предложенного в статье «Воздух из воды» газогенератора необходима разность давлений между водной и воздушной полостями экстрактора. Давление в водной часто экстрактора должно быть выше, нежели в воздушной. Чем выше разность давлений, тем выше производительность экстрактора. Однако эта разность давлений не должна превышать предел прочности газообменной мембраны (плёнки). В эксперименте она составляла 0,3 – 0,4 атм.

В схеме на рис. 1. Эта разность давлений обеспечивается тем, что воздушные полости газогенераторов соединены с отсеком СГА через специальную ёмкость 2 трубопроводом через электроклапан 3 и вентиль 4.

Однако разность давлений за бортом СГА и отсеком с подводниками, может быть очень высокой. Глубина погружения СГА может составлять 700м, а в отсеке с подводниками давление может быть атмосферным. Если соединить воздушные полости газогенераторов с прочным отсеком СГА напрямую, то при погружении СГА разность давлений превысит прочность плёнки, она порвётся, и забортная вода станет поступать в отсек СГА. Именно для этого случая на трубопроводе и установлен вентиль 4, закрыв который, подводники обеспечат свою безопасность. Нормальное положение вентиля – открыт, электроклапана 4 — закрыт. Рассмотрим работу газогенератора при погружении, СГА, зависании на глубине и всплытии. 

При погружении СГА давление в водных полостях газогенератора нарастает. Давление в ёмкости 2 и в воздушных полостях экстрактора ниже чем в водных. При достижении необходимой разницы давлений, автомат 7 (по типу дыхательного автомата акваланга) замыкает контакты и срабатывает электроклапан 11. В результате воздух из баллона ВВД поступает в ёмкость 2 и давление в ней увеличивается. Тем самым предотвращается возможность разрыва плёнки селективных мембран газогенераторов.

Далее СГА зависает на глубине, выполняя работы по спасению подводников. Газогенераторы работают и давление в ёмкости 2 повышается. Как только оно превысит заданный предел, автомат 7 замыкает другие контакты и срабатывает электроклапан 3, выпуская воздух (газы) из ёмкости 2 в отсек СГА с подводниками. Если подводники проходят декомпрессию, то автомат 7 снабжает их воздухом сколь угодно долго, периодически открывая электроклапан 3.

При всплытии СГА, давление за бортом уменьшается. В результате давление в ёмкости 2 становится выше необходимой разницы давлений в полостях газогенераторов водной и воздушной. Автомат 7 открывает электроклапан 3, выпускает лишний воздух в отсек СГА  и снижает давление в ёмкости 2.

Если на СГА, вместо части аккумуляторной батареи установить двигатель внутреннего сгорания, то можно существенно увеличить дальность плавания СГА на малых глубинах (на больших глубинах возникнут проблемы с выпуском отработанных газов). Это позволит эксплуатировать СГА под ледовым панцирем Северного Ледовитого океана и оказывать помощь аварийным ПЛ подо льдом.

Кроме снабжения спасённых подводников воздухом, газогенераторы могут снабжать их и пресной водой. Дело в том, что селективные мембраны пропускают вместе с воздухом и пары воды (подтверждено экспериментом). В результате в ёмкости 2 будет образовываться конденсат (дистиллят). Рыбы получают его через жабры вместе с воздухом и не пьют солёную морскую воду. Дистиллят будет стекать вниз из ёмкости 2, и выходить из трубопровода в виде капель вместе с воздухом. Если подставить под трубопровод ёмкость 6, то можно накапливать пресную воду, которую потом можно будет пить (но без удовольствия).

Источник: www.cibum.ru