CN104118547B - 一种水下锚系重物的熔断式释放装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水下锚系重物的熔断式释放装置及其使用方法，该装置包括熔断丝，还包括横向推动杆、熔断丝固定支杆、熔断丝活动支杆、旋转释放杆，熔断丝固定支杆和熔断丝活动支杆通过弹簧连接，熔断丝活动支杆设有槽，旋转释放杆的一端置入熔断丝活动支杆的槽内；熔断丝活动支杆和熔断丝固定支杆均设有固定螺栓，通过横向推动杆可以推动熔断丝活动支杆，使熔断丝座固定在熔断丝活动支杆和熔断丝固定支杆的固定螺栓中；熔断丝的一端通过电缆与声学应答器相连接。其能够解决熔断丝不能承受大负荷重物问题，利用本发明可以实现释放大负荷重物，拓展电熔断释放技术的应用范围，满足水下实际应用的需要。

Description

一种水下锚系重物的熔断式释放装置及其使用方法

技术领域

本发明属于水下观测技术领域，涉及一种熔断式释放装置，尤其涉及一种水下锚系重物的熔断式释放装置及其使用方法。

背景技术

为使得深海水下观测系统在海底不发生位移，通常采用锚系重物将观测系统沉入海底，依靠重物的大重量使得观测系统在海底位置固定。当观测任务完成后，在水面利用声学通信系统发射释放指令，使得锚系重物与观测系统分离，然后利用观测系统上所携带的浮力装置产生的正浮力将观测系统带到水面进行回收；典型的应用譬如：深海潜标、坐底海床基观测系统等。

目前，使用最多的声学释放装置多数采用机械式声学释放机构，其工作原理是投放前将重物与声学释放装置的挂钩连接，然后利用螺栓将释放装置的挂钩与锁紧机构固定。当接收到来自水面的释放声学指令后，水下声学释放装置启动电机，利用电机轴的旋转推动释放装置的挂钩的锁紧机构，使得挂钩脱落，重物即可以与重物分离。由于其释放方式是采用全机械结构，因此具有较大的承载负荷能力，可以直接连接几百公斤至几吨的重物，为水下观测系统提供了大负荷的简单释放方式。但是该释放装置也存在一些问题，首先是利用电机驱动，需要消耗较多的电能，因此水密舱内需要配置较多的电池满足电机的功率需求，导致水密舱内需要较大的空间安置电池，使得整体机构较为庞大；其次如要实现双释放并联的保险释放功能(即如果一个释放器机械释放装置发生故障，启动另一个释放装置，保证观测系统能够将重物释放)，需要两台声学释放装置，增大了财力、体积和重量。体积的增加将使得观测系统整体结构变得庞大，不利于观测系统在甲板的作业操作，重量的增加需要配置额外的浮力系统来保障观测系统能够浮到水面，添加浮力系统会使得整体体积增大，为海底观测系统的设计和操作增加了一定的难度。

另一种是采用爆破释放方式，即释放装置的连接螺杆与一个爆炸系统相连接，当接收到来自水面的释放声学指令后，水下声学释放装置启动爆炸系统，将连接螺栓炸开，从而使得锚系重物与观测系统分离。该释放方式在释放过程中不需要机械操作，因此降低了电源功耗的需求，体积较小，减少了重量，简化了系统整体设计过程中的体积及重量需求。但是爆破释放装置也存在较多的问题，在水下实施爆炸时，可能会对其他观测仪器设备产生不利影响，其次由于释放装置内有爆炸物，在甲板安装操作过程中对工作人员也存在一定的安全隐患。

近年来利用铍铜丝在通入直流电压后，与海水形成一个回路产生电化学反应可使得铍铜丝在10分钟内熔断，由于所产生熔断的电压通常小于直流24V，对电源功耗需求较低，因此在水密舱内放置较少的电池既可以保证熔断丝熔断，保证了声学释放器的外形尺寸较小。由于是电压输出，因此可以利用一台水下声学应答器分别输出两组电压输出，分别对两组熔断丝实施熔断，即利用一台声学应答器即可实现双释放并联的保险释放功能。因此具有体积小、重量轻、在甲板操作过程中对工作人员无安全隐患的优点；但是熔断丝本身的承受负荷有限，不能承受几百公斤的重物的拉力，因此限制了其水下应用范围。

综上，需要一种能够解决现有技术中上述问题的水下锚系重物的熔断式释放装置及其使用方法，以拓展电熔断释放技术的应用范围，以满足实际情况的需要。

发明内容

本发明提供一种水下锚系重物的熔断式释放装置及其使用方法，以解决现有技术中所存在的上述问题，拓展电熔断释放技术的应用范围，满足实际情况的需要。

为实现上述目的，本发明一方面提供一种水下锚系重物的熔断式释放装置，包括含有熔断丝的熔断丝座，还包括熔断丝固定支杆、熔断丝活动支杆、旋转释放杆，所述熔断丝活动支杆设有槽，旋转释放杆的一端置入熔断丝活动支杆的槽内；熔断丝活动支杆和熔断丝固定支杆均设有固定螺栓，熔断丝座通过其上设置的螺孔固定在熔断丝活动支杆和熔断丝固定支杆的固定螺栓中；熔断丝座的一端通过电缆与声学应答器相连接。

在以上方案中优选的是，熔断丝活动支杆通过横向推动杆推动弹簧处于垂直位置。

还可以优选的是，熔断丝座连接有水密插头。

还可以优选的是，熔断丝活动支杆上设有限位螺栓。

还可以优选的是，其还包括重物连接环，所述重物连接环置于旋转释放杆内，所述重物连接环与锚链相连接。

还可以优选的是，熔断丝的数量为两个，且通过链接杆链接形成并联双释放机构；声学应答器上设有两个熔断电压输出插座，分别通过电缆与熔断丝座的水密插头相连接。

还可以优选的是，声学应答器安置在水下观测系统框架内。

还可以优选的是，其还设有外壳，外壳上设有采用螺栓和螺母组成的固定单元。

本发明另一方面提供一种水下锚系重物的熔断式释放装置的使用方法，首先，旋转释放杆在其本身重力作用下，位于垂直自由状态；横向推动杆的一端处于熔断丝活动支杆的限位螺栓的上面，使得横向推动杆不影响其他部件；然后，搬动横向推动杆，使其一端向上方移动，将熔断丝活动支杆推到垂直位置的同时，将锚系重物连接在旋转释放杆中，再将旋转释放杆推到水平位置并嵌入熔断丝活动支杆的槽内，将熔断丝座安置在熔断丝活动支杆和熔断丝固定支杆的固定螺栓中，利用固定螺母将其固定，再松开横向推动杆，此时熔断丝活动支杆的槽与旋转释放杆紧密接触，形成一个封闭的连接空间，将锚系重物固定在该封闭的连接空间内。

所述的水下锚系重物的熔断式释放装置的使用方法，所述水下锚系重物的熔断式释放装置的使用方法，并联双释放机构的熔断丝在重物的重力所产生的负浮力和观测系统浮力系统所产生的正浮力作用下，系统在水下呈垂直状态；观测任务结束后，通过船上的甲板单元向水下发射释放声学指令，声学应答释放器接收到声学指令后，根据指令中的释放码通过端口的连接电缆输出一个或两个熔断直流电压，当采用启动一个释放模式时，只在一个端口输出熔断电压，在熔断电压作用下，该熔断式释放装置中对应的熔断丝座的熔断丝被熔断；当并联双释放机构中的一个熔断丝座中的熔断丝熔断时，与之相连接的锚链就会脱落，从而使得与重物相连的重物连接环从锚链中滑出，水下观测系统在其自身携带的浮力系统所产生的正浮力使得观测系统向上运动，将观测系统带到水面；当并联双释放机构中的一个熔断丝座的熔断丝发生故障不能熔断时，通过水面的甲板单元发出声学指令，启动另一个熔断丝座的熔断丝，当声学应答释放器接收到指令后，将通过另一根电缆传输电压，使得另一个熔断丝座的熔断丝熔断，将重物释放。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的一种水下锚系重物的熔断式释放装置及其使用方法，其提供了一个利用电压熔断方式可以释放锚系重物的装置，拓展了电熔断释放技术的应用范围，形成基于一台声学应答器的双释放并联释放机制；其具有体积小、重量轻的优点；此外，熔断丝不是与锚系重物直接相连，而是通过熔断丝触发一套机械结构间接的释放重物，即通过机械方式利用熔断丝活动支杆和旋转释放杆，因此将所承受的负荷转移到释放装置的机械外壳，释放装置外壳可以采用一定厚度的不锈钢材料，从而具有很高的抗拉伸强度，从而可以承受几百公斤甚至一吨的拉力；而弹簧的弹力不大于几十公斤，完全在熔断丝所承受的安全拉力范围之内，从而还可以解决了利用熔断丝释放几百公斤重块的问题；其为各种大型水下观测系统的释放重物提供了一种简便、实用的熔断式释放机构，对构建小体积、大负荷承载能力的深海释放系统具有重要的实际应用意义，能够满足实际情况的需要。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明：

图1为本发明的水下锚系重物的熔断式释放装置的结构示意图；

图2为本发明的水下锚系重物的熔断式释放装置的侧视图；

图3为本发明的水下锚系重物的熔断式释放装置的并联双释放结构应用示意图。

图中，1为固定螺母，2为熔断丝，3为熔断丝座，4为水密插头，5为弹簧，6为熔断丝固定支杆，7为熔断丝活动支杆，8为旋转释放杆，9为限位螺栓，10为横向推动杆，11为外壳，12为固定单元，13为水下观测系统，14为声学应答器，15为并联双释放机构，16为锚系重物，17为海底。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合具体实施例对本发明作了详细说明。但是，显然可对本发明进行不同的变型和改型而不超出后附权利要求限定的本发明更宽的精神和范围。因此，以下实施例具有例示性的而没有限制的含义。

实施例1：

一种水下锚系重物的熔断式释放装置，包括熔断丝座3和熔断丝2，还包括熔断丝固定支杆6、熔断丝活动支杆7、旋转释放杆8，所述熔断丝固定支杆6设有槽，所述旋转释放杆8的一端置入熔断丝固定支杆6的槽内；所述熔断丝活动支杆7和熔断丝固定支杆6均设有固定螺栓，所述熔断丝2与熔断丝座3联为一体，并固定在熔断丝活动支杆7和熔断丝固定支杆6的固定螺栓中；所述熔断丝座3的一端通过电缆与声学应答器相连接。

实施例2：

一种水下锚系重物的熔断式释放装置，与实施例1相似，所不同的是，所述熔断丝活动支杆7与熔断丝固定支杆6通过横向推动杆10推动弹簧5处于垂直位置；所述熔断丝座3设有熔断丝2；所述熔断丝座3连接有水密插头4；所述熔断丝座3可用固定螺母1固定；所述熔断丝活动支杆7上设有限位螺栓9；所述水下锚系重物的熔断式释放装置还包括重物连接环，所述重物连接环置于旋转释放杆8内，所述重物连接环与锚链相连接；所述声学应答器安置在水下观测系统框架内；所述水下锚系重物的熔断式释放装置设有外壳11，所述外壳11上设有采用螺栓和螺母的固定单元12。

实施例3：

一种水下锚系重物的熔断式释放装置，与实施例2相似，所不同的是，所述熔断丝2的数量为两个，且通过链接杆链接形成并联双释放结构；所述熔断丝2分别设有插头，所述声学应答器上设有两个熔断电压输出插座，分别通过电缆与熔断丝2的插头相连接。

如实施例1或实施例2所述的水下锚系重物的熔断式释放装置的使用方法，在没有安装熔断丝座3时，熔断丝活动支杆7在弹簧5的弹力作用下位于如图1所示虚线的位置。首先，使得横向推动杆10的一端处于熔断丝活动支杆7的限位螺栓9的上面，使得旋转释放杆8在其本身重力作用下，位于垂直自由状态；然后旋转熔断丝活动支杆7的限位螺栓9，使得横向推动杆10不影响其他部件；然后，搬动横向推动杆10，使其一端向上方移动，从而将熔断丝活动支杆7推到垂直位置，同时将将锚系重物置入旋转释放杆8中，这时将旋转释放杆8推到水平位置并嵌入熔断丝活动支杆7的槽内，将熔断丝座3置入熔断丝活动支杆7和熔断丝固定支架6的螺栓中，用固定螺母1固定熔断丝座3，再松开横向推动杆10，此时熔断丝活动支杆7的槽与旋转释放杆8紧密接触，形成一个封闭的连接空间，锚系重物固定在该封闭的连接空间内。

之后，一旦有熔断电压进入到熔断丝座3内，熔断丝2开始发生电化学反应，使得熔断丝2在水中熔断，当熔断2完全断裂后，弹簧5的弹力将推动熔断丝活动支杆7产生旋转，熔断丝活动支杆7围绕着限位螺栓9移动回归到如图1所示虚线的位置过程中，将使得旋转释放杆8从熔断丝活动支杆7的槽脱落下来，使得锚系重物与该熔断式释放装置分离，从而实现释放锚系重物。

如实施例3所述的水下锚系重物的熔断式释放装置的使用方法，所述并联双释放结构的熔断丝2在重物的重力所产生的负浮力和观测系统浮力系统所产生的正浮力作用下，系统在水下呈垂直状态；观测任务结束后，通过船上的甲板单元向水下发射释放声学指令，声学应答释放器接收到声学指令后，根据指令中的释放码输出一个或两个熔断直流电压，当采用启动一个释放模式时，只在一个端口输出熔断电压，在熔断电压作用下，该熔断式释放装置中对应的熔断丝2被熔断；当并联双释放结构中的一个熔断丝2释放时，与之相连接的锚链就会脱落，从而使得与重物相连的重物连接环从锚链中滑出，水下观测系统在其自身携带的浮力系统所产生的正浮力使得观测系统向上运动，将观测系统带到水面；当并联双释放结构中的一个熔断丝2发生故障时，通过水面的甲板单元发出声学指令，启动第二个释放装置，当声学应答释放器接收到指令后，将通过第二根电缆传输电压，使得另外一根熔断丝2熔断，将重物释放。声学应答器的工作水深6000米。熔断直流电压为18V。

本发明的水下锚系重物的熔断式释放装置，在连接重物时通过横向推动杆10推动弹簧5，使得熔断丝活动支杆7与熔断丝固定支杆6处于垂直位置，同时将重物连接环置入旋转释放杆8内，旋转释放杆8的一端置入熔断丝固定支杆6的槽内，然后将熔断丝座3置入熔断丝活动支杆7和熔断丝固定支杆6的固定螺栓中，并用固定螺母1固定熔断丝座3，熔断丝座3的一端与声学应答器14相联接。

当声学应答器14收到释放指令后，声学应答器14通过电缆输出直流电压到熔断丝2，熔断丝2在电压作用下产生电化学反应使得熔断丝2烧断，在弹簧5的弹力作用下，熔断丝活动支杆7围绕着限位螺栓9产生旋转位移，使得旋转释放杆8从熔断丝固定支杆6的槽内脱离，重物从旋转释放杆8上脱落，实现重物与释放机构的分离。

尽管以上已经对本发明的各种优选实施方式和特征进行了描述，但在不脱离本发明的目的和宗旨的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明做出许多变化、补充、改变和删减。以上结合本发明的具体实施例做的详细描述，并非是对本发明的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，均仍属于本发明技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种水下锚系重物的熔断式释放装置，包括含有熔断丝(2)的熔断丝座(3)，其特征在于：还包括熔断丝固定支杆(6)、熔断丝活动支杆(7)、旋转释放杆(8)，所述熔断丝活动支杆(7)设有槽，旋转释放杆(8)的一端置入熔断丝活动支杆(7)的槽内；熔断丝活动支杆(7)和旋转释放杆(8)将所承受的负荷转移到释放装置的机械外壳；熔断丝活动支杆(7)和熔断丝固定支杆(6)均设有固定螺栓，熔断丝座(3)通过其上设置的螺孔固定在熔断丝活动支杆(7)和熔断丝固定支杆(6)的固定螺栓中；熔断丝座(3)的一端通过电缆与声学应答器(14)相连接。

2.如权利要求1所述的水下锚系重物的熔断式释放装置，其特征在于：熔断丝活动支杆(7)通过横向推动杆(10)推动弹簧(5)处于垂直位置。

3.如权利要求2所述的水下锚系重物的熔断式释放装置，其特征在于：熔断丝座(3)连接有水密插头(4)。

4.如权利要求3所述的水下锚系重物的熔断式释放装置，其特征在于：熔断丝活动支杆(7)上设有限位螺栓(9)。

5.如权利要求4所述的水下锚系重物的熔断式释放装置，其特征在于：其还包括重物连接环，所述重物连接环置于旋转释放杆(8)内，所述重物连接环与锚链相连接。

6.如权利要求1-5中任一项所述的水下锚系重物的熔断式释放装置，其特征在于：熔断丝(2)的数量为两个，且通过链接杆链接形成并联双释放机构(15)；声学应答器(14)上设有两个熔断电压输出插座，分别通过电缆与熔断丝座(3)的水密插头相连接。

7.如权利要求1-5中任一项所述的水下锚系重物的熔断式释放装置，其特征在于：声学应答器(14)安置在水下观测系统(13)框架内。

8.如权利要求1-5中任一项所述的水下锚系重物的熔断式释放装置，其特征在于：其还设有外壳(11)，外壳(11)上设有采用螺栓和螺母组成的固定单元(12)。

9.一种如权利要求4-8中任一项所述的水下锚系重物的熔断式释放装置的使用方法，首先，旋转释放杆(8)在其本身重力作用下，位于垂直自由状态；横向推动杆(10)的一端处于熔断丝活动支杆(7)的限位螺栓(9)的上面，使得横向推动杆(10)不影响其他部件；然后，搬动横向推动杆(10)，使其一端向上方移动，将熔断丝活动支杆(7)推到垂直位置的同时，将锚系重物(16)连接在旋转释放杆(8)中，再将旋转释放杆(8)推到水平位置并嵌入熔断丝活动支杆(7)的槽内，将熔断丝座(3)安置在熔断丝活动支杆(7)和熔断丝固定支杆(6)的固定螺栓中，利用固定螺母(1)将其固定，再松开横向推动杆(10)，此时熔断丝活动支杆(7)的槽与旋转释放杆(8)紧密接触，形成一个封闭的连接空间，将锚系重物(16)固定在该封闭的连接空间内。

10.一种如权利要求6所述的水下锚系重物的熔断式释放装置的使用方法，所述水下锚系重物的熔断式释放装置的使用方法，并联双释放机构(15)的熔断丝(2)在重物的重力所产生的负浮力和观测系统浮力系统所产生的正浮力作用下，系统在水下呈垂直状态；观测任务结束后，通过船上的甲板单元向水下发射释放声学指令，声学应答释放器接收到声学指令后，根据指令中的释放码通过端口的连接电缆输出一个或两个熔断直流电压，当采用启动一个释放模式时，只在一个端口输出熔断电压，在熔断电压作用下，该熔断式释放装置中对应的熔断丝座(3)的熔断丝(2)被熔断；当并联双释放机构(15)中的一个熔断丝座(3)中的熔断丝(2)熔断时，与之相连接的锚链就会脱落，从而使得与重物相连的重物连接环从锚链中滑出，水下观测系统(13)在其自身携带的浮力系统所产生的正浮力使得观测系统向上运动，将观测系统带到水面；当并联双释放机构(15)中的一个熔断丝座(3)的熔断丝(2)发生故障不能熔断时，通过水面的甲板单元发出声学指令，启动另一个熔断丝座(3)的熔断丝(2)，当声学应答释放器接收到指令后，将通过另一根电缆传输电压，使得另一个熔断丝座(3)的熔断丝(2)熔断，将重物释放。