CN105805104A - 储能式解锁装置及储能式解锁方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于装置分离技术领域，公开了一种储能式解锁装置及储能式解锁方法。储能式解锁装置包括连接于仪器舱与锚定本体之间的解锁器，所述解锁器包括连接本体，所述连接本体上设置有预断孔槽，所述连接本体内设置有用于使所述连接本体自所述预断孔槽处断开的活塞；所述连接本体设置有储能腔，所述储能腔内设置有用于驱动所述活塞的压缩流体，所述连接本体还设置有用于将所述压缩流体至所述储能腔中释放的释放机构。储能式解锁方法采用上述的储能式解锁装置。本发明所提供的储能式解锁装置及储能式解锁方法，其无需使用风险较大且难以制备的炸药，以避免发生事故，安全可靠性高。

Description

储能式解锁装置及储能式解锁方法

技术领域

本发明属于装置分离技术领域，尤其涉及一种储能式解锁装置及储能式解锁方法。

背景技术

为完成某些任务需要将几种装备捆绑在一起组成一个大系统才能完成，当任务进行某阶段后需要将某些已经完成使命的部件丢弃，或完成任务后需要回收部分设备，这就需要将需要回收的部分与其它不需要回收的部件上分离。例如火箭升空后，需要将耗尽燃料的燃料箱或者助推火箭抛弃，以减小火箭质量。目前采用连接燃料箱或助推火箭的部件是装了炸药的螺栓，只需要发指令炸断连接螺栓，就可以将燃料箱或助推火箭从火箭本体上分离。一些海底探测器用锚定在海里，对海洋环境参数进行监测。海洋里通讯目前只能靠水声通讯，水声通讯距离不大，而且受洋流影响较大，数据适时传输困难较大，一段时间后需要回收仪器舱进行检查维护和获取数据，就需要将仪器舱从锚定基体上上分离，仪器舱上浮回收。海洋监测仪器舱一般都需要在海底放置半年以上，仪器舱内电池需要维持各种仪器的工作，耗电较大，且在较深海域环境温度较低，电池电化学活性下降，电池能量损失较多，而且解锁器还会有蛤蜊等海洋生物附着，造成解锁时电机转矩较大，需要的电能增大，由于这些原因，可能产生解锁失败的后果，而且仪器舱还可能被淤泥粘住仪器舱不能上浮，导致仪器舱不能回收。

如果采用爆炸螺栓方案虽然可以解决这个难题，但爆炸产生的冲击波会对仪器舱内的仪器造成损坏，甚至造成仪器舱漏水，使整个仪器舱报废。炸药是一种非常危险的物品，试验时容易发生重大事故，而且炸药也不易采购，这是政府管控很严的物资。

综上，现有技术中的解锁装置，其容易引发安全事故，可靠性低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种储能式解锁装置及储能式解锁方法，其安全可靠性高。

本发明的技术方案是：一种储能式解锁装置，包括连接于仪器舱与锚定本体之间的解锁器，所述解锁器包括连接本体，所述连接本体上设置有预断孔槽，所述连接本体内设置有用于使所述连接本体自所述预断孔槽处断开的活塞；所述连接本体设置有储能腔，所述储能腔内设置有用于驱动所述活塞的压缩流体，所述连接本体还设置有用于将所述压缩流体至所述储能腔中释放的释放机构。

可选地，所述储能腔连接有用于封装所述压缩流体的膜片，所述释放机构包括用于剌穿所述膜片的剌穿件，所述剌穿件滑动或转动连接于所述连接本体，所述剌穿件与所述连接本体之间设置有弹性件，所述剌穿件与所述连接体之间具有用于锁定或解锁所述剌穿件的扳机组件。

可选地，所述扳机组件包括插销，所述插销的前端插入所述剌穿件的侧面，所述扳机组件还包括用于驱动所述插销脱离所述剌穿件的动力器件。

可选地，所述动力器件为电磁驱动器。

可选地，所述弹性件为压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端抵顶于所述连接本体的内侧，所述压缩弹簧的另一端抵顶于所述剌穿件。

可选地，所述连接本体内设置有液体腔，所述液体腔内设置有液体，所述活塞与所述液体相接；所述膜片将所述液体腔与所述储能腔隔开，所述压缩流体为压缩空气，所述释放机构设置于所述储能腔内。

可选地，所述剌穿件滑动设置于所述储能腔，且所述剌穿件靠近于所述模片的一端呈棱锥状。

可选地，所述预断孔槽为环设于所述连接本体内侧壁或/和外侧壁的环形凹槽。

可选地，所述连接本体的端部设置有挂环，所述活塞包括活塞体和推杆，所述推杆的一端固定连接或一体成型于所述活塞体，所述推杆的另一端与所述挂环内侧相接，所述推杆与所述挂环之间设置有密封垫。

本发明还提供了一种储能式解锁方法，采用上述的储能式解锁装置，包括以下步骤，释放机构使压缩流体驱动所述活塞向前滑动，向前滑动的活塞使所述连接本体在所述预断孔槽处断开。

本发明所提供的储能式解锁装置及储能式解锁方法，其释放机构使压缩流体驱动所述活塞向前滑动，向前滑动的活塞使所述连接本体在所述预断孔槽处断开，从而实现解锁，其可靠性高，无需使用风险较大且难以制备的炸药，避免发生事故，安全可靠性佳。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的储能式解锁装置连接于仪器舱时的平面示意图；

图2是本发明实施例提供的储能式解锁装置的平面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的一种储能式解锁装置，包括连接于仪器舱1与锚定本体之间的解锁器2，所述解锁器2包括连接本体21，所述连接本体21上设置有预断孔槽210，所述连接本体21内设置有用于使所述连接本体21自所述预断孔槽210处断开的活塞22；所述连接本体21设置有储能腔201，所述储能腔201内设置有用于驱动所述活塞22的压缩流体，所述连接本体21还设置有用于将所述压缩流体至所述储能腔201中释放的释放机构23。释放机构23使压缩流体驱动所述活塞22向前滑动，向前滑动的活塞22使所述连接本体21在所述预断孔槽210处断开，从而实现解锁，其可靠性高，无需使用风险较大且难以制备的炸药，避免发生事故，安全可靠性佳。

具体地，所述储能腔201连接有用于封装所述压缩流体的膜片24，膜片24可为金属膜。所述释放机构23包括用于剌穿所述膜片24的剌穿件231，所述剌穿件231滑动或转动连接于所述连接本体21，所述剌穿件231与所述连接本体21之间设置有弹性件25，所述剌穿件231与所述连接体之间具有用于锁定或解锁所述剌穿件231的扳机组件26。扳机组件26可以将剌穿件231锁定，在需要执行解锁程序时，扳机组件26可以解除对剌穿件231的锁定，使剌穿件231可以在弹性件25的作用下向前剌穿膜片24，进而使压缩流体驱动活塞22前行，并在使所述连接本体21在所述预断孔槽210处断开，连接本体21断开为两部分，仪器舱1可以正常回收，可靠性高。预断孔槽210的横断面可以呈V字形等。预断孔槽210可设置有一个或至少两个。释放机构23也可以为电磁阀等，均属于本发明的保护范围。

具体地，所述扳机组件26包括插销261，所述插销261的前端插入所述剌穿件231的侧面，所述扳机组件26还包括用于驱动所述插销261脱离所述剌穿件231的动力器件262，动力器件262只需驱动插销261脱离所述剌穿件231，其所需力小，且结构简单可靠。

具体地，所述动力器件262可以为电磁驱动器等，其动作可靠性佳，也可以通过其它机械结构实现，例如液压缸、直线电机等，均属于本发明的保护范围。扳机组件26可为电磁插销，其是一种相当于通过电磁作用扣动“扳机”的机构。

具体地，所述弹性件25为压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端抵顶于所述连接本体21的内侧，所述压缩弹簧的另一端抵顶于所述剌穿件231，一旦剌穿件231被解除锁定，压缩弹簧便可以及时可靠地驱动剌穿件231向膜片24方向运动并将膜片24剌穿。剌穿件231靠近于膜片24的一端可以呈锥尖状或刀刃状等。剌穿件231可为三棱锥，通过将高硬度材料制成三棱锥状的“撞针”在压缩弹簧的推动下能够刺穿金属的膜片24。预断孔槽210为在需要分离的部位制成对拉力敏感的缺口或缺槽，使活塞22达到预定推力时该部位能够顺利断开，实现两个物体或多个物体的分离。在预断孔槽210(缺口)处断开后，高压液体与高压气体通过此处通道高速喷出起到搅拌淤泥使其液化，降低粘接力，可以推动仪器舱1上浮。

具体地，所述连接本体21内设置有液体腔202，所述液体腔202内设置有液体，液体可为液压油等。所述活塞22与所述液体相接；所述膜片24将所述液体腔202与所述储能腔201隔开，所述压缩流体为压缩空气，所述释放机构23设置于所述储能腔201内，一旦膜片24被剌穿件231剌穿，使储能腔201内的高压气体与液体腔202连通，由于液体的不可压缩性，液体腔202瞬间便具有了与储能腔201中高压气体同样高的压力，在液体压力的推动下，推动活塞22压向连接本体21，在连接本体21上制有对拉力敏感的预断孔槽210(环形槽)，在活塞22的推力作用下，连接本体21可从预断孔槽210(环形槽)处断开，仪器舱1可与锚链分离。连接本体21断开后，液体腔202的液体和储能腔201中的高压气体通过断开处向下高速喷出，如果仪器舱1被海底淤泥掩埋，向下喷出的液体和气体能够液化淤泥，充满压力的液体与气体使仪器舱1与淤泥之间产生很大的剥离力量，使淤泥容易与仪器舱1分离并推动仪器舱1向上浮起。

具体地，所述剌穿件231滑动设置于所述储能腔201，且所述剌穿件231靠近于所述模片的一端呈棱锥状，其侧面可设置有凹槽，剌穿件231可呈军剌状，凹槽具有导流的作用。剌穿件231可为三棱锥，高硬度材料制成的三棱锥状相当于“撞针”，其在于压缩弹簧的推动下能够刺穿膜片24，使常压的液体腔202与储能腔201(高压气体腔)连通。

具体地，所述预断孔槽210为环设于所述连接本体21内侧壁或/和外侧壁的环形凹槽，预断孔槽210也可以呈沿周向间隔设置的弧形槽或圆孔等。

具体地，所述连接本体21的端部设置有挂环211，所述活塞22包括活塞体221和推杆222，所述推杆222的一端固定连接或一体成型于所述活塞体221，所述推杆222的另一端与所述挂环211内侧相接，所述推杆222与所述挂环211之间设置有密封垫27。

具体应用中，海床上的锚连接体连接到连接本体21的挂环211上，将监测仪器舱1锚定在海底。当需要将仪器舱1回收时，发指令使扳机组件26(电磁插销261)拔出，剌穿件231(三棱锥)在压缩弹簧的推动下快速刺向膜片24，将膜片24刺穿，使储能腔201与液体腔202连通，由于液体的不可压缩性，液体腔202瞬间便具有了与储能腔201中高压气体同样高的压力，在液体压力的推动下，活塞22压向挂环211，在挂环211上制有对拉力敏感的环形槽，在活塞22的推力作用下，挂环211从环形槽处断开，仪器舱1与锚链分离。挂环211断开后，密封垫27可同时脱落，液体腔202的液体和储能腔201的高压气体通过此处向下高速喷出，如果仪器舱1被海底淤泥掩埋，向下喷出的液体和气体能够液化淤泥，充满压力的液体与气体使仪器舱1与淤泥之间产生很大的剥离力量，使淤泥容易与仪器舱1分离并推动仪器舱1向上浮起。

本发明实施例还提供了一种储能式解锁方法，采用上述的储能式解锁装置，包括以下步骤，释放机构23使压缩流体驱动所述活塞22向前滑动，向前滑动的活塞22使所述连接本体21在所述预断孔槽210处断开。

本发明实施例所提供的储能式解锁装置及储能式解锁方法，储能式解锁装置作为一种能够通过自身储存的能量将两个或多个紧密相连的物体分开的装置，释放机构23使压缩流体驱动所述活塞22向前滑动，向前滑动的活塞22使所述连接本体21在所述预断孔槽210处断开，从而实现解锁，其可靠性高，无需使用风险较大且难以制备的炸药，避免发生事故，安全可靠性佳。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种储能式解锁装置，包括连接于仪器舱与锚定本体之间的解锁器，其特征在于，所述解锁器包括连接本体，所述连接本体上设置有预断孔槽，所述连接本体内设置有用于使所述连接本体自所述预断孔槽处断开的活塞；所述连接本体设置有储能腔，所述储能腔内设置有用于驱动所述活塞的压缩流体，所述连接本体还设置有用于将所述压缩流体至所述储能腔中释放的释放机构。

2.如权利要求1所述的储能式解锁装置，其特征在于，所述储能腔连接有用于封装所述压缩流体的膜片，所述释放机构包括用于剌穿所述膜片的剌穿件，所述剌穿件滑动或转动连接于所述连接本体，所述剌穿件与所述连接本体之间设置有弹性件，所述剌穿件与所述连接体之间具有用于锁定或解锁所述剌穿件的扳机组件。

3.如权利要求2所述的储能式解锁装置，其特征在于，所述扳机组件包括插销，所述插销的前端插入所述剌穿件的侧面，所述扳机组件还包括用于驱动所述插销脱离所述剌穿件的动力器件。

4.如权利要求3所述的储能式解锁装置，其特征在于，所述动力器件为电磁驱动器。

5.如权利要求2所述的储能式解锁装置，其特征在于，所述弹性件为压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端抵顶于所述连接本体的内侧，所述压缩弹簧的另一端抵顶于所述剌穿件。

6.如权利要求2至5中任一项所述的储能式解锁装置，其特征在于，所述连接本体内设置有液体腔，所述液体腔内设置有液体，所述活塞与所述液体相接；所述膜片将所述液体腔与所述储能腔隔开，所述压缩流体为压缩空气，所述释放机构设置于所述储能腔内。

7.如权利要求2至5中任一项所述的储能式解锁装置，其特征在于，所述剌穿件滑动设置于所述储能腔，且所述剌穿件靠近于所述模片的一端呈棱锥状。

8.如权利要求1至5中任一项所述的储能式解锁装置，其特征在于，所述预断孔槽为环设于所述连接本体内侧壁或/和外侧壁的环形凹槽。

9.如权利要求1至5中任一项所述的储能式解锁装置，其特征在于，所述连接本体的端部设置有挂环，所述活塞包括活塞体和推杆，所述推杆的一端固定连接或一体成型于所述活塞体，所述推杆的另一端与所述挂环内侧相接，所述推杆与所述挂环之间设置有密封垫。

10.一种储能式解锁方法，其特征在于，采用如权利要求1至9中任一项所述的储能式解锁装置，包括以下步骤，释放机构使压缩流体驱动所述活塞向前滑动，向前滑动的活塞使所述连接本体在所述预断孔槽处断开。