CN105691559B - 双圆筒及板组合式海洋实验平台及其收放方法 - Google Patents
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Abstract
一种双圆筒及板组合式海洋实验平台及其收放方法,属于海洋勘测和海洋工程装备技术领域。该海洋实验平台构件材料主要采用纤维强化塑料,工作平板上可安装仪器设备,为其提供良好的工作环境;工作平板两侧设有圆筒,圆筒内装有气囊,平台纵向布置多个U型横隔板,此结构形式既简单新颖,又能够保证纵向抗弯强度和坐底稳性;通过调整气囊充气量来控制平台升沉,此方法经济便利;圆筒两端上设置吊点,另外配备浮运平台协助作业,确保该平台下沉过程可控,避免平台坐底时瞬间冲击对结构的损坏。该平台结构形式新颖,重量轻,制造工艺简单,防磁性好,抗腐能力强,是一种可靠、多功能、高效和经济的坐底式海洋实验平台。
Description
技术领域
本发明涉及一种双圆筒及板组合式海洋实验平台及其收放方法,属于海洋勘测和海洋工程装备技术领域。
背景技术
当今全球粮食、资源、能源供应紧张与人口迅速增长的矛盾日益突出,开发利用海洋中的丰富资源已是发展的必然趋势。海洋蕴藏着大量的资源,为了能够更好地开发利用,首先需要采集海洋环境数据,因此各类海洋勘测平台得到广泛应用。
目前,海洋勘测平台大多是水面上的,坐底式的很少。而坐底式实验平台隐蔽性好,不受波浪影响,与水面上的相比有其独特的优势。分析研究现有坐底式实验平台不难看出,现有平台存在这些共性的缺点:平台体积大,重量大,结构复杂,建造困难,造价高,维护费用高,出入水作业等环节存在诸多不便。
发明内容
本发明提供了一种双圆筒及板组合式海洋实验平台及其收放方法,该平台充分考虑了工程实际应用要求及经济性,结构简单且省材料,重量轻且布放使用便利,易维护维修,具有多功能、安全可靠和高效等优点。
本发明采用的技术方案是:一种双圆筒及板组合式海洋实验平台,它包括气囊和通气管,它还包括一个工作平板、两个圆筒和多个U型横隔板,所述工作平板采用矩形平板结构,所述圆筒固定连接在工作平板的两侧,在圆筒的两端设置吊耳,圆筒的上部和下部分别开有圆筒气孔和圆筒水孔,圆筒两端开口上安装带有圆孔的盖板;所述U型横隔板沿平台纵向均匀布置,U型横隔板内部放有压载物并与所述工作平板和圆筒的下部固定连接;所述气囊为圆柱形,设置在圆筒内的两端;所述通气管为软管,接近水面一端设置气阀并系于浮球上,另一端有多个分叉接口,分别穿过所述盖板与各个气囊连接。
所述U型横隔板采用中心对称结构,中纵剖面为上宽下窄的U形结构,中横剖面为等腰梯形结构。
所述U型横隔板上开有圆形流水孔,与工作平板和圆筒交接处开三角形通气孔,两侧开有圆筒凹槽。
一种双圆筒及板组合式海洋实验平台的收放方法是:
(a)安装过程:首先利用浮运平台将实验平台运到指定海域,将实验设备安装在工作平板上,由通气管向气囊内充气至气囊完全膨胀;浮运平台通过打入压载水下潜,实验平台浮起后由辅助拖轮拖离浮运平台甲板,随后,浮运平台上浮;用缆绳连接绞车和实验平台上的吊耳,打开气阀,使实验平台下沉至缆绳张紧,接着通过绞车缓慢控制平台下沉、坐底,解开绞车处缆绳并扔入海底,关闭气阀,将通气管上端系于水面浮球上,至此完成实验平台安装作业;
(b)回收过程:当实验平台完成工作任务或需要维修时,浮运平台打捞起系在浮球上的通气管,向气囊内充气后关闭气阀,实验平台便能上升至水面,浮运平台下潜后实验平台由辅助拖轮拉回至浮运平台的甲板上,最后浮运平台重新上浮完成实验平台回收作业。
本发明的有益效果是:这种双圆筒及板组合式海洋实验平台包括气囊、通气管、工作平板、两个圆筒和多个U型横隔板,工作平板采用矩形平板结构,圆筒固定连接在工作平板的两侧,在圆筒的两端设置吊耳,圆筒的上部和下部分别开有圆筒气孔和圆筒水孔,圆筒两端开口上安装带有圆孔的盖板。U型横隔板沿平台纵向均匀布置,U型横隔板内部放有压载物并与所述工作平板和圆筒的下部固定连接。气囊为圆柱形,设置在圆筒内的两端。通气管为软管,接近水面一端设置气阀并系于浮球上,另一端有多个分叉接口,分别穿过盖板与各个气囊连接。该实验平台充分考虑实际应用要求,以及技术与经济性综合平衡,采用纤维强化塑料作为材料,所用结构形式简单新颖,有利于减少重量,降低造价;纵向构件连续性强,连接节点少,施工难度低,既减少了建造成本,又提高了平台的整体强度和安全性;设计上充分考虑升沉作业要求,利用气囊充气实现平台平稳起浮上升,而下沉时配备浮运平台协助作业,确保下沉过程的可控性和安全性。实验平台结构形式新颖,重量轻,制造工艺简单,防磁性好,抗腐能力强,是一种可靠、多功能、高效和经济的坐底式海洋实验平台。
附图说明
图1是双圆筒及板组合式海洋实验平台的整体图。
图2是双圆筒及板组合式海洋实验平台的正视图。
图3是双圆筒及板组合式海洋实验平台的侧视图。
图4是图3中的B-B剖面图。
图5是图2中的A-A剖面图。
图6是U型横隔板的整体图。
图7是U型横隔板的正视图。
图8是U型横隔板的正视图。
图9是图7中的C-C剖面图。
图10是图8中的D-D剖面图。
图11是双圆筒及板组合式海洋实验平台的布放工作状态整体图。
图12是双圆筒及板组合式海洋实验平台的布放工作状态正视图。
图13是双圆筒及板组合式海洋实验平台的作业流程图。
图中:1、工作平板,2、圆筒,2a、圆筒气孔,2b、圆筒水孔,2c、盖板,3、气囊,4、U型横隔板,4a、通气孔,4b、流水孔,4c、压载物,4d、圆筒凹槽,5、吊耳,6、通气管,7、气阀,8、浮运平台,8a、绞车,8b、缆绳,9、浮球。
具体实施方法
以下参照附图对本发明的结构做进一步描述。
图1、2、3示出了双圆筒及板组合式海洋实验平台的结构图。该实验平台主要包括工作平板1、圆筒2、气囊3、U型横隔板4和通气管6,平台呈中心对称布置。工作平板1为一块平整的矩形平板,上部可安装仪器设备,且为它们提供了良好的工作环境。工作平板1两侧布置圆筒2,它既增大了实验平台纵向抗弯强度,又可以为气囊3提供载体。工作平板1和圆筒2组成了平台的主要纵向构件,其整体性和连续性强,连接节点少,降低了工艺难度。同时,考虑到坐底稳性和横向强度要求,沿实验平台底部纵向布置多个U型横隔板4。圆筒2两端设置吊耳5,用于实验平台的吊放作业,中间部分沿纵向上下开有圆筒气孔2a和圆筒水孔2b。通气管6为软管,接近水面一端设置气阀7并系于浮球9上,以便在水面即可完成向气囊3内充气作业,具有操作便捷的特点,另一端有多个分叉接口,与圆筒2内的气囊3连接。
图4、5示出了圆筒的内部布置图。圆筒2两端开口有带孔的盖板2c,内部两端安装有圆柱形可压缩气囊3(图中为充气状态),通气管6穿过盖板2c与内部的两个气囊3连接。实验平台下沉时,水通过圆筒水孔2c进入圆筒2并压缩气囊3,气囊3内的气体会从通气管6向外排出,另外圆筒2内部的空气会从圆筒气孔2b挤出,这样便可以实现实验平台下沉。上浮作业时,只需向气囊3内部充气,气囊3膨胀挤出圆筒2内的部分水,这样实验平台便具有向上的升力。圆筒2内两端布置气囊3,避免了单气囊在上浮过程中实验平台出现纵倾的情况,保证实验平台能够平稳上浮。
图6、7、8、9、10示出了U型横隔板的结构图。U型横隔板4为组合板结构,呈中心对称,中纵剖面为上宽下窄的U形,中横剖面为等腰梯形,内部放置压载物4c,使得实验平台能自沉,也有利于保证坐底稳性。U型横隔板4上开有圆形流水孔4b,与工作平板1和圆筒2交接处开三角形通气孔4a,两侧开有圆筒凹槽4d,以便与圆筒2连接。
图11、12示出了轻型坐底式海洋实验平台的布放工作图。实验平台下沉时,利用浮运平台8协助作业,以确保下沉过程的安全性。浮运平台8主甲板上装有四台绞车8a,绞车8a通过缆绳8b与实验平台的吊耳5相连。通过释放绞车8a便可控制实验平台缓慢下沉,期间需确保气阀7处于开启状态。此过程由绞车控制,避免了实验平台自由下沉触底时的猛烈冲击,安全可靠,方便快捷。
图13示出了轻型坐底式海洋实验平台作业流程图。上述实验平台在使用时,主要包括两个过程:
(a)安装过程:首先利用浮运平台8将实验平台运到指定海域,将实验设备安装在工作平板1上,由通气管6向气囊3内充气至气囊完全膨胀。浮运平台8通过打入压载水下潜,实验平台浮起后由辅助拖轮拖离浮运平台甲板,随后,浮运平台重新上浮。用缆绳8b连接绞车8a和实验平台上的吊耳5,打开气阀7,使实验平台下沉至缆绳8b张紧,接着通过绞车8a缓慢控制平台下沉、坐底,解开绞车8a处缆绳8b并扔入海底,关闭气阀7,将通气管6上端系于水面浮球9上,至此完成实验平台安装作业。
(b)回收过程:当实验平台完成工作任务或需要维修时,浮运平台8打捞起系在浮球9上的通气管6,向气囊3内充气后关闭气阀7,实验平台便能上升至水面,浮运平台8下潜后实验平台由辅助拖轮拉回至浮运平台甲板上,最后浮运平台8重新上浮完成实验平台回收作业。
Claims (2)
1.一种双圆筒及板组合式海洋实验平台,它包括气囊(3)和通气管(6),其特征是:它还包括一个工作平板(1)、两个圆筒(2)和多个U型横隔板(4),所述工作平板(1)采用矩形平板结构,所述圆筒(2)固定连接在工作平板(1)的两侧,在圆筒(2)的两端设置吊耳(5),圆筒(2)的上部和下部分别开有圆筒气孔(2a)和圆筒水孔(2b),圆筒(2)两端开口上安装带有圆孔的盖板(2c);所述U型横隔板(4)沿平台纵向均匀布置,U型横隔板(4)内部放有压载物(4c)并与所述工作平板(1)和圆筒(2)的下部固定连接;所述气囊(3)为圆柱形,设置在圆筒(2)内的两端;所述通气管(6)为软管,接近水面一端设置气阀(7)并系于浮球(9)上,另一端有多个分叉接口,分别穿过所述盖板(2c)与各个气囊(3)连接;所述U型横隔板(4)采用中心对称结构,中纵剖面为上宽下窄的U形结构,中横剖面为等腰梯形结构;所述U型横隔板(4)上开有圆形流水孔(4b),与工作平板(1)和圆筒(2)交接处开三角形通气孔(4a),两侧开有圆筒凹槽(4d)。
2.根据权利要求1所述的双圆筒及板组合式海洋实验平台的收放方法,其特征是:
(a)安装过程:首先利用浮运平台(8)将实验平台运到指定海域,将实验设备安装在工作平板(1)上,由通气管(6)向气囊(3)内充气至气囊完全膨胀;浮运平台(8)通过打入压载水下潜,实验平台浮起后由辅助拖轮拖离浮运平台甲板,随后,浮运平台(8)上浮;用缆绳(8b)连接绞车(8a)和实验平台上的吊耳(5),打开气阀(7),使实验平台下沉至缆绳(8b)张紧,接着通过绞车(8a)缓慢控制平台下沉、坐底,解开绞车(8a)处缆绳(8b)并扔入海底,关闭气阀(7),将通气管(6)上端系于水面浮球(9)上,至此完成实验平台安装作业;
(b)回收过程:当实验平台完成工作任务或需要维修时,浮运平台(8)打捞起系在浮球(9)上的通气管(6),向气囊(3)内充气后关闭气阀(7),实验平台便能上升至水面,浮运平台(8)下潜后实验平台由辅助拖轮拉回至浮运平台(8)的甲板上,最后浮运平台(8)重新上浮完成实验平台回收作业。
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