CN105059501A - 通用外顶置熔断式深海单舱仪回收脱钩装置 - Google Patents

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Abstract

通用外顶置熔断式深海单舱仪回收脱钩装置,极板(6)对称两端下侧分别固定一支撑座(9)，在每个支撑座(9)底部分别固定一顶板(10)，每个支撑座(9)外侧上部分别安装一根转轴(8)，两侧的二根转轴(8)互相平行，每根转轴(8)的两端分别有钢丝挂钩(7)，每根转轴(8)的中部分别连接绕丝杆(13)。采用外部安装方式，释放结构位于主舱体顶部，不受主舱体结构影响，方便海上作业。提高了脱钩机构的通用性，扩大了脱钩机构适用范围，降低了开发成本；实现主舱体四点固定，实现主舱体与沉耦架的良好耦合，有效防止舱体与沉耦架相对扭转。实现传动比达到20:1，有效降低脱钩机构承载，结构精细紧凑，提高释放回收成功率。

Description

通用外顶置熔断式深海单舱仪回收脱钩装置
技术领域
本发明属于IPC分类B63C海洋勘探设备技术领域用于水下作业的设备或用于打捞或搜索水下目标的装置，涉及一种海洋观测仪器的座底释放装置，尤其是通用外顶置熔断式深海单舱仪回收脱钩装置。
背景技术
在海底用带锚碇的潜标进行观测，是一项国际先进的海洋长期观测技术，可以实现全剖面海流观测和对多种海洋物理量要素的长期观测，弥补海洋短期观测和走航观测的不足。中国第四次北极科学考察队成功回收一个锚碇在1600多米深的北冰洋底部，观测长达两年的潜标。潜标上安装了声学海流剖面仪、沉积物捕获器、海流计、释放器等科研仪器，各种仪器通过1300多米长的特制缆绳串在一起，最顶端是橘黄色的玻璃浮球，其所处深度距海面有300多米。潜标应答位置通过随艇携带的仪器发出指令，让潜标上的释放器自动与锚碇脱钩，再借助玻璃浮球缓缓浮上来。
另外，海底地震仪是海洋座底观测系统的一种，在海洋地球物理调查和研究中具有重要作用。目前，海底地震仪的释放系统基本采用通过不锈钢电线将测量仪器舱与焊接沉耦架固定在一起。释放回收时，通入电流到不锈钢电线(释放电线)，使与水接触的部分融化，从而使测量仪器舱从沉耦架上脱落。这种方式，本身由于不锈钢电线外露，通电导线同时也暴露于海水当中，容易造成不锈钢电线及导线腐蚀，断裂，长时间测量时容易造成测量仪器舱丢失。同时，由于不锈钢电线在释放回收时要通入电流融断，必然有较长融断等待时间，回收率较低。
一般说来目前，海洋观测仪器在各研究应用领域被广泛使用，由于观测仪器成本高，且存有重要的观测数据，故观测仪器的顺利释放回收至关重要。现有的释放回收系统结构多样，但限于观测仪器结构复杂、重量偏大，使得释放系统承载大，不易于快速释放，导致观测仪器回收率降低。
中国专利申请201020657768.3涉及一种深海座底释放装置,主要由沉耦架、支撑筒、推力弹簧、空爆脱钩机构、连接拉杆、压板、连接支撑柱等组成。支撑筒固定连接在沉耦架的底板上,推力弹簧装入支撑筒中；空爆脱钩机构与压板固定连接在一起,连接支撑柱将空爆脱钩机构与压板固定在海底地震仪测量仪器舱底部,连接拉杆的上端与空爆脱钩机构内的柱销连接,连接支撑柱装入支撑筒内压缩推力弹簧后,连接拉杆下端与沉耦架的底板固定相连。
发明内容
本发明的目的是提供一种通用外顶置熔断式深海单舱仪回收脱钩装置，克服目前普遍使用的释放回收装置存在的不足及不可靠因素，提高释放回收装置的通用性，降低开发成本，消除海水腐蚀对释放回收系统的不利影响，提高海底观测仪器舱的回收率。
本发明的目的将通过以下技术措施来实现：包括极板、钢丝挂钩、转轴、支撑座、顶板和绕丝杆；极板对称两端下侧分别固定一支撑座，在每个支撑座底部分别固定一顶板，每个支撑座外侧上部分别安装一根转轴，两侧的二根转轴互相平行，每根转轴的两端分别有钢丝挂钩，每根转轴的中部分别连接绕丝杆。
尤其是，极板中部穿孔。
尤其是，顶板底面内侧有向下突出卡台。
尤其是，绕丝杆上端部外径大于其平均外径。
尤其是，转轴通过在其上方安装压板而定位在支撑座外侧上部。
尤其是，在两侧的二根绕丝杆之间绑扎连接熔断丝。
本发明的优点和效果：装置机构采用外部安装方式，释放结构位于主舱体顶部，不受主舱体结构影响，方便海上作业。提高了脱钩机构的通用性，扩大了脱钩机构适用范围，降低了开发成本；实现主舱体四点固定，实现主舱体与沉耦架的良好耦合，有效防止舱体与沉耦架相对扭转。实现传动比达到20:1，有效降低脱钩机构承载，结构精细紧凑，提高释放回收成功率。
附图说明
图1是本发明在单舱仪顶部装配整体示意图
图2是本发明实施例1的结构示意图
图3是本发明实施例1工作时主舱体释放前装配结构示意图
图4是本发明实施例1工作时主舱体释放后结构示意图
其中附图标记包括：脱钩机构1、主舱体2、拉紧钢丝3、沉耦架4、锁紧螺栓5、极板6、钢丝挂钩7、转轴8、支撑座9、顶板10、螺钉11、螺栓12、绕丝杆13、压板14、上盖15、熔断丝16。
具体实施方式
本发明原理在于，如附图1所示，脱钩机构1通过其自身连接结构固定在海底仪器主舱体2外部上端，主舱体2及脱钩机构1通过拉紧钢丝3与沉耦架4固接，主舱体2置于沉耦架4上部，以四根拉紧钢丝3对称的将脱钩机构1紧固绑定在沉耦架4上，拉紧钢丝3下端通过锁紧螺栓5固定连接。
具体的，脱钩机构1的主体和主舱体2的上盖15通过位置对称的两个顶板10连接，脱钩机构1的两组转轴8和支撑座9分别用压板14和螺栓12固定于位置对称的两个顶板10上；极板6与主舱体2上表面平行设置，固定于支撑座9上。两组转轴8上各有两个钢丝挂钩7，供拉紧钢丝3套接，拉紧钢丝3下端与沉耦架4缠绕固接。
本发明包括：极板6、钢丝挂钩7、转轴8、支撑座9、顶板10和绕丝杆13。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：如附图2所示，极板6对称两端下侧分别固定一支撑座9，在每个支撑座9底部分别固定一顶板10，每个支撑座9外侧上部分别安装一根转轴8，两侧的二根转轴8互相平行，每根转轴8的两端分别有钢丝挂钩7，每根转轴8的中部分别连接绕丝杆13。
前述中，极板6中部穿孔。极板6与上盖15上端表面平行。
前述中，顶板10底面内侧有向下突出卡台。脱钩机构1通过卡台底面两侧相对的二个卡台卡固定位在主舱体2的上盖15顶部的环空内壁上。
前述中，极板6两端边缘开孔并分别通过螺钉11向下固定支撑座9。
前述中，绕丝杆13上端部外径大于其平均外径。这样便于缠绕绑扎熔断丝16。
前述中，转轴8通过在其上方安装压板14而定位在支撑座9外侧上部。压板14通过螺栓12固定在支撑座9上。
前述中，在两侧的二根绕丝杆13之间绑扎连接熔断丝16。
前述中，钢丝挂钩7供拉紧钢丝3套接，拉紧钢丝3下端与沉耦架4缠绕固接。
在本实施例中，脱钩机构1采用具有高机械强度、高刚性、韧性强的不锈钢材料加工而成，不易被腐蚀。其中，顶板10用于连接脱钩机构1的主体和上盖15；支撑座9用于为转轴8和压板14提供固定支点；转轴8用于为拉紧钢丝3的上端提供钢丝挂钩7，同时还为熔断环提供绕丝杆13，形成一个整体熔断绑扎体系；钢丝挂钩7和绕丝杆13是脱钩机构1中较为关键的部分，采用316L特殊不锈钢制成，这种材料对于海水及各种腐蚀介质的抗腐蚀性能均优于普通不锈钢。压板14用于为固定转轴8置于支撑座9上；极板6用于为熔断环提供支撑，同时起到保护主舱体2舱球的作用。熔断丝16用于缠绕两转轴8的绕丝杆13，使两绕丝杆13竖直向上，从而转轴8上钢丝挂钩7竖直向上，固定主舱体2。作为整个脱钩机构1的核心部件，选用316耐腐蚀钢丝，由7束49股细钢丝经过特殊工艺加工而成，易曲而柔软。在弯曲时不像单股钢丝那样显得太硬，拉紧时会紧贴绕丝钉。
本实施例在安装工作时，如图3所示，主舱体2释放前，即主舱体2工作期间，熔断丝16缠绕在两转轴的绕丝杆13上，使两绕丝杆13竖直向上，熔断丝16上各接正负极。从而转轴8上钢丝挂钩7竖直向上，即通过脱钩机构1和拉紧钢丝3，使得主舱体2与沉耦架4相对固定在一起。经过组装绑扎脱钩机构1、主舱体2和和沉耦架4，再进行试验调试工作，之后进行仪器功能测试，确认测量仪器功能正常。进行海底测量时，将整体组装完好的仪器布放入水中；由于系统质心配置靠下，整体具有负浮力，系统在下沉的过程中，保证了整个系统直立座底姿态。
回收仪器时，在仪器所在海域通过声纳系统发出回收信号，仪器接到信号后，如附图4所示，在熔断丝16两端加载释放电压，利用海水特性，在熔断点处进行电腐蚀，熔断丝16断裂，绕丝杆13由于重力作用外翻向下旋转，导致钢丝挂钩7随之向下旋转，拉紧钢丝3脱钩，主舱体2与沉耦架4脱离，主舱体2被释放，利用海水浮力上浮至水面，主舱体2得以回收，整个释放回收过程结束。
在本实施例中，脱钩机构1紧固主舱体2时，拉紧钢丝3套接钢丝挂钩7的转动力臂上，与熔断丝16套接绕丝杆13的转动力臂之比，可达到5:1以上，又两组钢丝挂钩7对称分布，熔断丝16工作于拉动对称动滑轮状态，故拉紧钢丝总张力与熔断丝张力之比为4:1,从而脱钩机构1总传动比大于20:1，大幅度减小了熔断丝所受载荷。另一方面，由于脱钩机构1和沉耦架4之间实现四点固定连接，可以实现良好的耦合，防止沉耦架4与主舱体2舱球发生相对扭转。

Claims (6)

1.通用外顶置熔断式深海单舱仪回收脱钩装置,包括极板(6)、钢丝挂钩(7)、转轴(8)、支撑座(9)、顶板(10)和绕丝杆(13)；其特征在于，极板(6)对称两端下侧分别固定一支撑座(9)，在每个支撑座(9)底部分别固定一顶板(10)，每个支撑座(9)外侧上部分别安装一根转轴(8)，两侧的二根转轴(8)互相平行，每根转轴(8)的两端分别有钢丝挂钩(7)，每根转轴(8)的中部分别连接绕丝杆(13)。
2.如权利要求1所述的通用外顶置熔断式深海单舱仪回收脱钩装置，其特征在于，极板(6)中部穿孔。
3.如权利要求1所述的通用外顶置熔断式深海单舱仪回收脱钩装置，其特征在于，顶板(10)底面内侧有向下突出卡台。
4.如权利要求1所述的通用外顶置熔断式深海单舱仪回收脱钩装置，其特征在于，绕丝杆(13)上端部外径大于其平均外径。
5.如权利要求1所述的通用外顶置熔断式深海单舱仪回收脱钩装置，其特征在于，转轴(8)通过在其上方安装压板(14)而定位在支撑座(9)外侧上部。
6.如权利要求1所述的通用外顶置熔断式深海单舱仪回收脱钩装置，其特征在于，在两侧的二根绕丝杆(13)之间绑扎连接熔断丝(16)。
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