CN102889924A - 一种用于矢量水听器的水压保险悬挂装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于矢量水听器的水压保险悬挂装置，属于海洋环境监测技术领域。所述装置包括溶解块堵头、弹簧套筒、弹簧、限位套筒、密封圈、支撑托架、导向杆、溶解块、弹性绳和保护绳，以及外围设备矢量水听器；其中，支撑托架下端面为与矢量水听器配合的内凹半球面；弹簧套筒套装在支撑托架上部，外套有弹簧的导向杆位于弹簧套筒中；弹簧套筒顶部开有通孔，通孔内部设有溶解块，通孔外设有溶解块堵头；所述水压保险悬挂装置和矢量水听器组成的悬挂系统在达到设定水深前弹簧处于伸展状态，保证支撑托架弧面与矢量水听器的球面贴合，且在弹簧套筒顶部使用溶解块，使悬挂装置在布放过程中不马上展开，避免矢量水听器因碰撞而损坏。

Description

一种用于矢量水听器的水压保险悬挂装置

技术领域

本发明涉及一种用于矢量水听器的水压保险悬挂装置，属于海洋环境监测技术领域。

背景技术

海洋环境噪声监测具有着重要的意义，如军事上的水中兵器声引信、海岸预警、航空声纳浮标等，民用方面如辐射噪声监测、拖曳阵等。矢量水听器是一种新型的水听器，由声压水听器和能够直接或间接测量振速的传感器复合而成，能在水中不失真地获取水中的声波信息，具体为它能够同时共点地测量水下声场的标量及矢量（声压梯度、质点振速、加速度、位移和声强等）信息，是一种用于海洋环境尤其是海洋噪声环境的重要监测设备。

传统的矢量水听器悬挂方式，一般是采用弹性绳和保护绳，直接将矢量水听器与海洋环境噪声监测平台上的固定悬挂点连接。通常弹性绳伸缩性很好但较软，其强度很低；保护绳是为了防止矢量水听器工作状态下，受海流等影响振幅超过一定值后弹性绳断裂发生碰撞而设置的，强度一般也较低，无法在装调或运输过程中发生较大冲击时为矢量水听器提供保护。

同时，海洋环境噪声监测平台通常布放在水下一定深度，在布放回收过程中通常会产生较大的冲击力，这会增大无附加保护的柔性矢量水听器悬挂系统的断裂风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于矢量水听器的水压保险悬挂装置，为矢量水听器稳定、可靠地悬挂在海洋环境监测设备中，获取水下声场信息提供安全保障。

为解决上述问题，本发明的技术方案如下：

一种用于矢量水听器的水压保险悬挂装置，所述装置包括溶解块堵头、弹簧套筒、弹簧、限位套筒、密封圈、支撑托架、导向杆、溶解块、弹性绳和保护绳，以及外围设备矢量水听器；

其中，支撑托架中心开有轴向通孔，所述通孔的头部为锥形，并在支撑托架内部形成空腔；支撑托架上端面沿轴向开有与支撑托架同轴的环形凹槽，支撑托架下端面为与矢量水听器配合的内凹半球面，可与矢量水听器表面紧密贴合；

弹簧套筒套装在支撑托架上部，在弹簧套筒和支撑托架的配合面外侧套装有限位套筒，限位套筒与弹簧套筒固定连接，限位套筒和弹簧套筒作为一个整体，与支撑托架滑动配合；

导向杆位于弹簧套筒中，导向杆一端设有系耳并固定在支撑托架的中心通孔中，另一端向上延伸；导向杆外套有弹簧，弹簧下端位于支撑托架上端面的环形凹槽内，弹簧上端与弹簧套筒顶壁抵触；导向杆、支撑托架、限位套筒和弹簧套筒同轴；

弹簧套筒顶部中心位置开有通孔，通孔内部设有溶解块，将导向杆限位在弹簧套筒内，通孔内径大于导向杆直径；通孔外设有溶解块堵头；

在导向杆和支撑托架的配合面上、弹簧套筒和支撑托架的配合面上、导向杆与弹簧套筒顶部的配合面上分别设有密封圈，使支撑托架、弹簧套筒和导向杆之间形成密闭腔体；

优选沿支撑托架外圆周面设有台阶，在限位套筒下部固定限位件，通过限位件和台阶，对限位套筒和支撑托架之间的相对运动进行限位；

优选在支撑托架下端面与矢量水听器贴合位置设有橡胶垫；

优选溶解块堵头固定安装在弹簧套筒顶部的通孔外侧，所述溶解块堵头为帽状结构，顶部开有通孔，所述通孔的内径小于导向杆的直径。

所述矢量水听器为球形，在矢量水听器上设有系耳；弹性绳和保护绳一端与矢量水听器上的系耳连接，另一端与水压保险悬挂装置中导向杆上的系耳连接；所述弹性绳使弹簧套筒内的弹簧处于压缩状态，通过弹性绳和弹簧使所述水压保险悬挂装置的支撑托架贴合在矢量水听器的表面；所述保护绳的长度等于弹性绳工作状态下的最大拉伸长度，作用为防止弹性绳断裂时使水压保险悬挂装置和矢量水听器分离。

优选所述水压保险悬挂装置为四组或两组；当使用两组时，水压保险悬挂装置呈对称的上下布置，也可以是前后或左右布置；当使用四组时，四组水压保险悬挂装置位于同一平面上。

有益效果：

1.本发明提供了一种用于矢量水听器的水压保险悬挂装置，所述水压保险悬挂装置和矢量水听器组成的悬挂系统在地面装调及运输过程中，弹簧处于伸展状态，保证支撑托架弧面与矢量水听器的球面贴合，为矢量水听器提供无碰撞保护。

2.本发明提供的用于矢量水听器的水压保险悬挂装置，在弹簧套筒顶部使用溶解块，使悬挂装置在布放过程中当达到设计水深时不马上展开，而是等悬挂系统完成布放并达到稳定状态后展开（预先将溶解块的溶解时间设计为大于悬挂系统布放并稳定所需的时间）；悬挂系统回收时，当水压小于一定值后，悬挂装置重新将矢量水听器锁定，避免矢量水听器因碰撞而损坏。同时水压保险悬挂装置在锁定状态下具有一定的减振能力，避免矢量水听器受外界强振动的冲击损坏。

附图说明

图1为本发明所述的用于矢量水听器的水压保险悬挂装置的结构示意图。

图2为本发明所述水压保险悬挂装置和矢量水听器组成的悬挂系统的悬挂展开状态（水下工作状态）示意图。

图3为所述悬挂系统的锁定状态示意图；

其中，1-溶解块堵头、2-弹簧套筒、3-小○形圈、4-弹簧、5-限位套筒、6-橡胶密封圈、7-橡胶垫、8-弹性绳、9-保护绳、10-支撑托架、11-限位螺钉、12-大○形圈、13-导向杆、14-安装底板、15-溶解块、16-水压保险悬挂装置、17-矢量水听器、18-固定悬挂点。

具体实施方式

实施例

下面结合附图和实例来进一步描述本发明。

如图1所示的用于矢量水听器的水压保险悬挂装置，所述装置包括溶解块堵头1、弹簧套筒2、弹簧4、限位套筒5、密封圈3、6、12、支撑托架10、导向杆13、溶解块15、弹性绳8和保护绳9，以及外围设备矢量水听器17；

其中，支撑托架10中心开有轴向通孔，所述通孔的头部为锥形，并在支撑托架10内部形成空腔；支撑托架10上端面沿轴向开有与支撑托架10同轴的环形凹槽，支撑托架10下端面为与矢量水听器17配合的内凹半球面，可与矢量水听器17表面紧密贴合；

弹簧套筒2套装在支撑托架10上部，在弹簧套筒2和支撑托架10的配合面外侧套装有限位套筒5，限位套筒5与弹簧套筒2固定连接，限位套筒5和弹簧套筒2作为一个整体，与支撑托架10滑动配合；

导向杆13位于弹簧套筒2中，导向杆13一端设有系耳并固定在支撑托架10的中心通孔中，另一端向上延伸；导向杆13外套有弹簧4，弹簧4下端位于支撑托架10上端面的环形凹槽内，弹簧4上端与弹簧套筒2顶壁抵触；导向杆13、支撑托架10、限位套筒5和弹簧套筒2同轴；

在弹簧套筒顶部固定有安装底板14，安装底板14的外径大于弹簧套筒2；安装底板14和弹簧套筒2顶部中心位置开有通孔，通孔内部设有溶解块15，将导向杆13限位在弹簧套筒2内，通孔内径大于导向杆13直径；通孔外设有溶解块堵头1；

在导向杆13和支撑托架10的配合面上设有橡胶密封圈6，弹簧套筒2和支撑托架10的配合面上设有两道大O形圈12，导向杆13与弹簧套筒2顶部的配合面上设有两道小O形圈3，使支撑托架10、弹簧套筒2、小○形圈3、橡胶密封圈6、大○形圈12和导向杆13之间形成密闭腔体；

沿支撑托架10外圆周面设有台阶，在限位套筒5下部固定限位螺钉11，通过限位螺钉11和台阶，对限位套筒5和支撑托架10之间的相对运动进行限位。

在支撑托架10下端面与矢量水听器17贴合位置设有橡胶垫7。

溶解块堵头1固定安装在弹簧套筒2顶部的通孔外侧，所述溶解块堵头1为帽状结构，顶部开有通孔，所述通孔的内径小于导向杆13的直径。

所述矢量水听器17为球形，在矢量水听器17上设有系耳；弹性绳8和保护绳9一端与矢量水听器17上的系耳连接，另一端与水压保险悬挂装置16中导向杆13上的系耳连接；所述弹性绳8使弹簧套筒2内的弹簧4处于压缩状态，通过弹性绳8和弹簧4使所述水压保险悬挂装置16的支撑托架10贴合在矢量水听器17的表面；所述保护绳9的长度等于弹性绳8工作状态下的最大拉伸长度，作用为防止弹性绳8断裂时使水压保险悬挂装置16和矢量水听器17分离。

所述水压保险悬挂装置16为四组或两组；当使用两组时，水压保险悬挂装置16呈对称的上下布置，也可以是前后或左右布置；当使用四组时，四组水压保险悬挂装置16位于同一平面上，在矢量水听器17上、下、左、右、前、后的位置均布设有六个系耳，四组水压保险悬挂装置16分别与上下左右的四个系耳连接，在矢量水听器17侧面位置对称设有两个固定悬挂点18，将前后两个系耳用弹性绳8和保护绳9分别与固定悬挂点18连接；所述固定悬挂点18位于海洋环境监测平台上。

当使用四组水压保险悬挂装置16时，所述水压保险悬挂装置16的悬挂安装步骤如下：

a）将一组水压保险悬挂装置16安装在海洋环境监测平台下方的接口上；

b）用弹性绳8和保护绳9将矢量水听器17与下方的水压保险悬挂装置16连接；

c）将矢量水听器17放在下方的水压保险悬挂装置16支撑托架10的弧面上并调整好位置；

d）将左右两组水压保险悬挂装置16安装在海洋环境监测平台左右两处的接口上；

e）用弹性绳8和保护绳9将矢量水听器17与左右两组水压保险悬挂装置16连接；

f）用弹性绳8和保护绳9将矢量水听器17与前后两处固定悬挂点18连接；

g）用弹性绳8和保护绳9将矢量水听器17与上方的水压保险悬挂装置16连接；

h）将上方的水压保险悬挂装置16固定在海洋环境监测平台相应接口处，将水压保险悬挂装置16和矢量水听器17组成悬挂系统。

悬挂安装步骤完成后，所述悬挂系统的工作过程如下：

在入水前的运输过程中，水压保险悬挂装置16在弹簧4弹力的作用下，支撑托架10下端面与矢量水听器17贴合，在装配和运输过程中为矢量水听器17提供保护，所述悬挂系统处于锁定状态，如图3所示。

当悬挂系统布放在水下一定深度后，水从溶解块堵头1顶部的通孔进入，经过一段时间将溶解块15溶解，在溶解块堵头1和弹簧套筒2顶部的通孔之间产生间隙，所述间隙为导向杆13的运动空间，通过溶解块堵头1将导向杆13限位在弹簧套筒2内；在水压作用下弹簧4压缩，使弹簧套筒2和限位套筒5作为整体与支撑托架10之间产生相对移动，同时水从支撑托架10底部与矢量水听器17的贴合部位进入支撑托架10中心的轴向通孔内，在水压作用下支撑托架10底部与矢量水听器17分离并形成软连接，所述悬挂系统处于悬挂展开状态，如图2所示。

任务结束收回矢量水听器17时，当水深小于一定深度后水压失去，弹簧套筒2和限位套筒5作为整体相对于支撑托架10反向移动，支撑托架10在弹簧力的作用下从弹簧套筒2内弹出并与矢量水听器17贴合，重新为矢量水听器17提供保护。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于矢量水听器的水压保险悬挂装置，其特征在于：所述装置包括溶解块堵头（1）、弹簧套筒（2）、弹簧（4）、限位套筒（5）、密封圈（3、6、12）、支撑托架（10）、导向杆（13）、溶解块（15）、弹性绳（8）和保护绳（9），以及外围设备矢量水听器（17）；

其中，支撑托架（10）中心开有轴向通孔，所述通孔的头部为锥形，并在支撑托架（10）内部形成空腔；支撑托架（10）上端面沿轴向开有与支撑托架（10）同轴的环形凹槽，支撑托架（10）下端面为与矢量水听器（17）配合的内凹半球面，可与矢量水听器（17）表面紧密贴合；

弹簧套筒（2）套装在支撑托架（10）上部，在弹簧套筒（2）和支撑托架（10）的配合面外侧套装有限位套筒（5），限位套筒（5）与弹簧套筒（2）固定连接，限位套筒（5）和弹簧套筒（2）作为一个整体，与支撑托架（10）滑动配合；

导向杆（13）位于弹簧套筒（2）中，导向杆（13）一端设有系耳并固定在支撑托架（10）的中心通孔中，另一端向上延伸；导向杆（13）外套有弹簧（4），弹簧（4）下端位于支撑托架（10）上端面的环形凹槽内，弹簧（4）上端与弹簧套筒（2）顶壁抵触；导向杆（13）、支撑托架（10）、限位套筒（5）和弹簧套筒（2）同轴；

弹簧套筒（2）顶部中心位置开有通孔，通孔内部设有溶解块（15），将导向杆（13）限位在弹簧套筒（2）内，通孔内径大于导向杆（13）直径；通孔外设有溶解块堵头（1）；

在导向杆（13）和支撑托架（10）的配合面上、弹簧套筒（2）和支撑托架（10）的配合面上、导向杆（13）与弹簧套筒（2）顶部的配合面上分别设有密封圈（3、6、12），使支撑托架（10）、弹簧套筒（2）和导向杆（13）之间形成密闭腔体；

所述矢量水听器（17）为球形，在矢量水听器（17）上设有系耳；弹性绳（8）和保护绳（9）一端与矢量水听器（17）上的系耳连接，另一端与水压保险悬挂装置（16）中导向杆（13）上的系耳连接；所述弹性绳（8）使弹簧套筒（2）内的弹簧（4）处于压缩状态，通过弹性绳（8）和弹簧（4）使所述水压保险悬挂装置（16）的支撑托架（10）贴合在矢量水听器（17）的表面；所述保护绳（9）的长度等于弹性绳（8）工作状态下的最大拉伸长度。

2.根据权利要求1所述的一种用于矢量水听器的水压保险悬挂装置，其特征在于：沿支撑托架（10）外圆周面设有台阶，在限位套筒（5）下部固定限位件（11），通过限位件（11）和台阶，对限位套筒（5）和支撑托架（10）之间的相对运动进行限位。

3.根据权利要求1所述的一种用于矢量水听器的水压保险悬挂装置，其特征在于：在支撑托架（10）下端面与矢量水听器（17）贴合位置设有橡胶垫（7）。

4.根据权利要求1所述的一种用于矢量水听器的水压保险悬挂装置，其特征在于：溶解块堵头（1）固定安装在弹簧套筒（2）顶部的通孔外侧，所述溶解块堵头（1）为帽状结构，顶部开有通孔，所述通孔的内径小于导向杆（13）的直径。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种用于矢量水听器的水压保险悬挂装置，其特征在于：所述水压保险悬挂装置（16）为四组或两组；当使用两组时，水压保险悬挂装置（16）呈对称的上下布置，或前后或左右布置；当使用四组时，四组水压保险悬挂装置（16）位于同一平面上。

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