CN105292411B - 水下溶断触发式释放钩装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下溶断触发式释放钩装置，安装在海床基系统上，包括支架、挂钩杆、电解丝和电极柱。支架呈倒“U”型框架结构，挂钩杆通过转轴安装在支架下部，挂钩杆包括连成一体的方杆、圆杆以及方杆头部的挂钩。挂钩杆的挂钩与海床基系统配重部件连接，挂钩杆的圆杆由套在尾部的电解丝连接电极柱的阳电极，电极柱的阴电极柱和阳电极柱安装在支架的另一侧。拉紧挂钩杆的电解丝在控制设备输出直流控制电压后快速溶断，触发挂钩松动，释放配重部件，使海床基系统上浮部件在自身浮力作用下上浮水面，实现水下设备的回收。电解丝溶断过程无须运动部件，不仅简化了结构，也提高了海床基系统释放回收的可靠性和环境适应性。

Description

水下溶断触发式释放钩装置

技术领域

本发明涉及水下释放装置，特别涉及一种水下溶断触发式释放钩装置。

背景技术

海床基系统(亦称坐底式海洋环境监测系统)是布放在海底对海洋环境进行定点、长期、连续测量的自动观测装置，常用于观测海流、波浪、海底层温度、盐度、水位等海洋环境要素。海床基系统坐落在海底，没有水面标志物牵连，相较于定点锚系式浮标、潜标或移动观测装置等其它类型的观测系统，具有天然的隐蔽性，使得它可以免受水面航行船只碰撞或被轻易的打捞、破坏。由于海床基系统工作在海底，受海况和天气影响小，使其能够在较为恶劣的海况和天气下完成对海洋环境的观测，并能够持续保持稳定的观测位置，以获取质量较高的观测数据，尤其在对近底过程的原位观测中具有较强的优势。海床基系统已经成为海洋观测中的常规手段，在多种海底观测任务中广泛使用。

海床基系统可通过自由坠落的方式或借助于辅助装置投放到海底，坐落在稳定的观测位置上工作。在完成任务后，通过抛弃配重物或其它方式返回海面并进行回收。海床基系统的结构主要采用分体式设计，将测量仪器、控制设备等与浮体集成为一体(在海水中具有净浮力)，通过释放机构与配重支撑部件连接。系统回收时，通过控制设备触发释放装置执行动作，使仪器设备与配重支撑部件分离并在浮体的浮力带动下上浮水面以便打捞、回收。

海床基系统的回收环节事关设备和数据的安全，是海床基系统设计的重要部分。释放装置则是海床基系统回收时实现浮力部件与配重支撑部件分离的重要执行部件，需要在触发前能够牢固连接浮力部件和配重支撑部件，在触发后可靠的释放脱钩，使浮力部件与配重支撑部件顺利分离。

目前海床基系统普遍采用的释放装置是由电机驱动的释放钩。电机封装在耐压密封壳体内，在接收到控制信号后带动贯穿壳体端盖的转轴转动，进而使原本卡紧的释放钩松动并实现脱钩。转轴在密封壳体端盖处需要进行动密封处理，以避免壳体内不会进水。而且，在复杂、恶劣的海洋环境长期坐底工作的过程中，处于海水中的释放装置受海生物等污物附着和深水压力的影响，释放装置触发部位的运动部件可能会发生动作失灵，使释放装置无法正常工作，进而导致整个系统无法回收，造成很大的损失。

发明内容

针对现有海床基系统释放装置在控制设备结构动密封环节和运动部件深水动作等存在可靠性问题，本发明推出一种水下溶断触发式释放钩装置，利用拉紧挂钩杆的电解丝在通入直流控制电压后快速溶断，触发挂钩松动，释放配重支撑部件，实现海床基系统的上浮回收。

本发明涉及的水下溶断触发式释放钩装置，安装在海床基系统上，用于海床基设备的释放回收，包括支架、挂钩杆、电解丝和电极柱，挂钩杆设置在支架的下部，挂钩杆前部方杆通过转动轴安装在支架一侧的边框上，挂钩杆方杆头部的挂钩上悬挂海床基系统配重部件，电极柱的阴电极柱和阳电极柱安装在支架另一侧的边框上，电解丝套在挂钩杆后部的圆杆上并与电极柱的阳电极柱连接。

所述支架呈倒“U”型框架结构，包括顶框和两个边框，顶框和两个边框为凹槽状，两个边框垂直于顶框。

顶框底部设有固定安装孔，用于将整个释放钩装置安装在海床基系统上浮部件上。

两个边框为一个宽边框和一个窄宽边。宽边框凹槽两侧为两个平行立板，平行立板上设置同轴孔，同轴孔用于安装挂钩杆，宽边框平行立板的下端里侧伸出凸棱。窄边框上设置两个竖向排列的安装孔，用于在窄边框凹槽外侧安装电极柱。

所述挂钩杆包括方杆、圆杆和挂钩，挂钩杆前部的方杆与后部的圆杆连成一体，挂钩设置在挂钩杆前部方杆的头部。

方杆带挂钩的头部一端设置轴孔，设置轴孔的方杆头部插入支架宽边框两个平行立板之间的凹槽中，并通过转动轴连接。转动轴穿过方杆的轴孔和宽边框平行立板的同轴孔，方杆绕转动轴转动。

挂钩设置在带轴孔的方杆头部一端，挂钩前端与宽边框下端凸棱尖端相互接近时，其间隙为1mm～2mm，挂钩上可以悬挂海床基系统配重部件；挂钩的前端与凸棱尖端脱离时，挂钩上悬挂的海床基系统配重部件释放。

圆杆的尾部设置绝缘外套，绝缘外套上有环形凹槽，绕过环形凹槽的电解丝固定在阳电极柱上。固定的电解丝约束圆杆，从而使通过转动轴安装到支架上的挂钩杆头部的挂钩稳固的钩住海床基系统配重部件。

圆杆的上侧抵住窄边框的下端。窄边框下端有一梯形开口，用于限制挂钩杆的左右晃动。

所述电解丝为细不锈钢丝，两端对齐插入阳电极柱上的小孔，并用顶丝顶紧使其固定牢固。电解丝中间部位从圆杆绝缘外套上环形凹槽上绕过。

所述电极柱的阴电极柱和阳电极柱，均为圆柱体结构，分别通过绝缘衬套安装在支架窄边框的两个安装孔上。电极柱从窄边框外侧穿入，从窄边框凹槽穿出。电极柱尾部由螺母压紧并连接外部控制设备引出的控制导线端子。

阳电极柱的头部设置相互垂直的光孔和螺纹孔，电解丝穿过光孔后由螺纹孔旋入的顶丝固定在阳电极柱上。

阴电极柱绝缘衬套的边缘略高于阴电极柱圆柱体端面，以避免电解丝与阴电极柱直接接触。

阳电极柱和阴电极柱通过导线分别与外部控制设备的直流控制电压输出端正、负极连接。当接通控制电压后，在海水中发生电解反应，使得与阳电极柱连接的电解丝不断失去金属离子并在距离阴电极柱最近的部位发生溶断，从而使挂钩松动，触发脱钩释放动作。

本发明涉及的水下溶断触发式释放钩装置利用支架的固定孔安装在海床基系统上浮部件上，挂钩杆方杆头部的挂钩和配重支撑部件的吊环连接。绕过挂钩杆圆杆的电解丝固定在阳电极柱上，挂钩杆方杆头部的挂钩由宽边框下端凸棱尖端抵住，挂钩通过吊环悬挂海床基系统配重部件。在回收海床基系统时，控制设备通过电极柱向拉紧挂钩杆的电解丝输出直流控制电压，电解丝快速溶断，挂钩杆方杆绕转动轴转动，挂钩的前端与凸棱尖端脱离，挂钩上悬挂的海床基系统配重部件释放，实现海床基系统的安全回收。

本发明涉及的水下溶断触发式释放钩装置，采用电解丝溶断的方式触发释放脱钩动作，能够避免其它采用电机驱动的运动机构触发方式中水下结构动密封环节可靠性问题，同时还避免了深水压力和海生物附着等因素带来的释放动作可靠性问题。而且，释放脱钩的触发结构得到简化，使海床基系统在水下长期工作后回收的可靠性和环境适应性得到提高。

附图说明

图1为本发明的水下溶断触发式释放钩装置外观示意图；

图2为本发明的水下溶断触发式释放钩装置内部结构示意图。

图中标记说明：

1.支架 2.挂钩杆

3.转动轴 4.吊环

5.挂钩杆绝缘外套 6.电解丝

7.阴电极柱 8.阴电极绝缘衬套

9.顶丝 10.阳电极柱

11.阳电极绝缘衬套 12.控制导线端子

13.螺母

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进一步描述。

图1和图2显示本发明涉及的水下溶断触发式释放钩装置的基本结构。如图所示，本发明涉及的水下溶断触发式释放钩装置包括支架1、挂钩杆2、电解丝6和电极柱7、10。挂钩杆2设置在支架1的下部，挂钩杆2前部方杆通过转动轴3安装在支架1的一侧边框上，挂钩杆2方杆头部的挂钩上悬挂海床基系统配重部件。电极柱的阴电极柱7和阳电极柱10安装在支架1另一侧的边框上。电解丝6套在挂钩杆2另一端圆杆上并与电极柱的阳电极柱10连接。

所述支架1呈倒“U”型框架结构，包括顶框和两个边框，顶框和两个边框为凹槽状，两个边框垂直于顶框。

顶框底部设有固定安装孔，用于将整个释放钩装置安装在海床基系统上浮部件上。

两个边框为一个宽边框和一个窄宽边。宽边框凹槽两侧为两个平行立板，平行立板上设置同轴孔，同轴孔用于安装挂钩杆2，宽边框平行立板的下端里侧伸出凸棱。窄边框上设置两个竖向排列的安装孔，用于在窄边框凹槽外侧安装阴电极柱7和阳电极柱10。窄边框下端抵住挂钩杆2的圆杆上侧，窄边框下端有一梯形开口，用于限制挂钩杆的左右晃动。窄边框下端有一梯形开口，用于限制挂钩杆2的左右晃动。

所述挂钩杆2包括方杆、圆杆和挂钩，挂钩杆2前部的方杆与后部的圆杆连成一体，挂钩设置在挂钩杆前部方杆的头部。

方杆带挂钩的头部一端设置轴孔，设置轴孔的方杆一端插入支架宽边框两个平行立板之间的凹槽中，并通过转动轴3连接。转动轴3穿过方杆的轴孔和宽边框平行立板的同轴孔，方杆绕转动轴3转动。

挂钩设置在带轴孔的方杆头部的一端，当电解丝6拉紧圆杆时，挂钩向下弯曲的前端与支架宽边框平行立板下端伸出的凸棱尖端相互接近，间隙为1mm～2mm。挂钩前端与凸棱尖端相互接近扣紧时，挂钩上可以悬挂海床基系统配重部件；挂钩的前端与凸棱尖端脱离时，挂钩上悬挂的海床基系统配重部件释放。

圆杆的尾端设置绝缘外套5，绝缘外套5上有环形凹槽，绕过环形凹槽的电解丝固定在阳电极柱上。固定的电解丝6约束圆杆，从而使通过转动轴3安装到支架1上的挂钩杆2前端的挂钩稳固的钩住海床基系统配重部件。

圆杆的上侧抵住窄边框的下端。窄边框下端有一梯形开口，用于限制挂钩杆2左右晃动。

所述挂钩杆2形成一个杠杆机构，杠杆长臂包括方杆和圆杆，挂钩前端与圆杆尾端处于转动轴3的同一侧。在圆杆尾端固定的电解丝6约束圆杆，套在杠杆长臂端的电解丝6只需承受较小的拉力即确保作为杠杆短臂的头部钩状结构稳固的钩住海床基系统配重支撑部件吊环4。从而使通过转动轴3安装到支架1上的挂钩杆2前端的挂钩稳固的钩住海床基系统配重部件吊环4。

所述电解丝6为细不锈钢丝，两端对齐插入阳电极柱10上的小孔、拉紧，并用顶丝9顶紧使其固定牢固。电解丝6中间部位从圆杆绝缘外套5上的环形凹槽上绕过。

所述的电极柱的阴电极柱7和阳电极柱10，均为圆柱体结构，分别通过绝缘衬套8、11安装在支架1窄边框的两个安装孔上。电极柱从窄边框外侧穿入，从窄边框凹槽穿出。电极柱尾部由螺母压紧并连接外部控制设备引出的控制导线端子12。

阳电极柱10的头部设置相互垂直的光孔和螺纹孔，电解丝6穿过光孔后由螺纹孔旋入的顶丝固定在阳电极柱10上。

阴电极柱7绝缘衬套8的边缘略高于阴电极柱圆柱体端面，以避免电解丝6与阴电极柱7直接接触。

阳电极柱10和阴电极柱7通过导线分别与外部控制设备的直流控制电压输出端正、负极连接。当接通控制电压后，在海水中发生电解反应，使得与阳电极柱10连接的电解丝6不断失去金属离子并在距离阴电极柱7最近的部位发生溶断，触发脱钩释放动作，挂钩杆2前端挂钩与配重支撑部件吊环4的连接松开。与支架1连接为一体的海床基系统上浮部件在自身浮力作用下与配重支撑部件脱离并上浮水面，实现水下设备的回收。

控制设备的控制导线端子12接入电极柱7、10后用螺母13压紧。电极柱的螺纹段具有一定的长度，螺母13能够方便地压紧多个导线端子，因此该连接方式适用于多路控制信号的接入。根据实际应用情况的需要，海床基系统可使用多个释放控制设备对释放钩装置进行并联控制，提高控制的可靠性。

Claims (9)

1.一种水下溶断触发式释放钩装置，安装在海床基系统上，用于海床基设备的释放回收，其特征在于：包括支架、挂钩杆、电解丝、电极柱，挂钩杆设置在支架的下部，挂钩杆前部方杆通过转动轴安装在支架一侧的边框上，挂钩杆方杆头部的挂钩上悬挂海床基系统配重部件，电极柱的阴电极柱和阳电极柱安装在支架的另一侧边框上，电解丝套在挂钩杆后部的圆杆上并与电极柱的阳电极柱连接；

所述的电极柱的阳电极柱和阴电极柱，通过导线分别与外部控制设备的直流控制电压输出端正、负极连接。

2.根据权利要求1所述的水下溶断触发式释放钩装置，其特征在于：所述支架呈倒“U”型框架结构，包括顶框和两个边框，顶框和边框为凹槽状，两个边框垂直于顶框；顶框底部设有固定安装孔，用于将整个释放钩装置安装在海床基系统上浮部件上；两个边框为一个宽边框和一个窄宽边，宽边框凹槽两侧为两个平行立板，平行立板上设置同轴孔，同轴孔用于安装挂钩杆；窄边框上设置两个竖向排列的安装孔，用于在窄边框凹槽外侧安装电极柱。

3.根据权利要求1所述的水下溶断触发式释放钩装置，其特征在于：所述挂钩杆包括方杆、圆杆和挂钩，挂钩杆前部的方杆与后部的圆杆连成一体，挂钩设置在挂钩杆前部方杆头部的一端；方杆带挂钩的头部一端设置轴孔，设置轴孔的方杆的头部一端插入支架宽边框两个平行立板之间的凹槽中，并通过转动轴连接；转动轴穿过方杆的轴孔和宽边框平行立板的同轴孔，方杆绕转动轴转动。

4.根据权利要求3所述的水下溶断触发式释放钩装置，其特征在于：所述挂钩杆圆杆的上侧抵住窄边框的下端，窄边框下端有一梯形开口，用于限制挂钩杆的左右晃动。

5.根据权利要求3所述的水下溶断触发式释放钩装置，其特征在于：所述圆杆的尾端设置绝缘外套，绝缘外套上有环形凹槽，绕过环形凹槽的电解丝固定在阳电极柱上。

6.根据权利要求5所述的水下溶断触发式释放钩装置，其特征在于：所述电解丝为细不锈钢丝，两端对齐插入阳电极柱上的小孔，并用顶丝顶紧使其固定牢固；电解丝中间部位从圆杆绝缘外套上环形凹槽上绕过。

7.根据权利要求1所述的水下溶断触发式释放钩装置，其特征在于：所述电极柱的阴电极柱和阳电极柱，均为圆柱体结构，分别通过绝缘衬套安装在支架窄边框的两个安装孔上；电极柱从窄边框外侧穿入，从窄边框凹槽穿出，电极柱尾部由螺母压紧并连接外部控制设备引出的控制导线端子。

8.根据权利要求7所述的水下溶断触发式释放钩装置，其特征在于：所述的阳电极柱的头部设置相互垂直的光孔和螺纹孔，电解丝穿过光孔后由螺纹孔旋入的顶丝固定在阳电极柱上。

9.根据权利要求7所述的水下溶断触发式释放钩装置，其特征在于：所述的阴电极柱绝缘衬套的边缘略高于阴电极柱圆柱体端面，以避免电解丝与阴电极柱直接接触。