CN105823655A - 一种无缆式深水采水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无缆式深水采水装置，包括浮体、采水器、抛载声学释放器和重块，采水器的上端连接浮体，采水器的下端通过抛载声学释放器连接重块；所述采水器包括支架，在支架上设置有采水瓶和释放机构，采水瓶的两端端盖外侧通过挂绳连接，采水瓶的两端端盖内侧通过第一弹力皮筋连接，释放机构包括脱钩声学释放器、压板和挂钩，脱钩声学释放器的脱钩通过第二弹力皮筋与压板连接，在压板的下方设置有拉簧，所述挂绳的中间部位与挂钩的钩头连接，挂钩铰接在挂钩座上，所述压板与挂钩的尾部连接。本发明可实现船只的无缆布放，在水中下放上升速度快，具有安全可靠，占用船时少，工作效率高等优点，可实现全海深、多层次、大体积、安全快速的采水。

Description

一种无缆式深水采水装置

技术领域

本发明涉及一种无缆式深水采水装置，属于海洋探测技术领域。

背景技术

人类用科学方法进行海洋科学考察已有100余年的历史，而大规模、系统地对世界海洋进行考察则仅有30年左右。现代海洋探测着重是海洋资源的应用和开发，采水是海洋调查中重要的一部分，是获得海洋化学、海洋生物等学科中重要参数的主要办法。自20世纪80年代以来，有缆的CTD采水得到广泛应用。随着海洋调查的发展及对海洋认识的逐渐深入，有缆的CTD采水在目前应用中的局限性逐渐突显出来，主要表现为以下三个方面：

1、难以满足全水深、多层次、大体积水样采集要求；

2、下放过程中钢缆易打结，已造成国内外若干起仪器丢失的情况发生；

3、仪器下放速度一般为0.5m/s～0.8m/s，下放一次所需时间较长。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供一种无缆式深水采水装置。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种无缆式深水采水装置，包括浮体、采水器、抛载声学释放器和重块，采水器的上端连接浮体，采水器的下端通过抛载声学释放器连接重块；所述采水器包括支架，在支架上设置有采水瓶和释放机构，采水瓶的两端端盖外侧通过挂绳连接，采水瓶的两端端盖内侧通过第一弹力皮筋连接，释放机构包括脱钩声学释放器、压板和挂钩，脱钩声学释放器的脱钩通过第二弹力皮筋与压板连接，在压板的下方设置有拉簧，压板在第二弹力皮筋和拉簧的双重拉力作用下处于平衡位置，所述挂绳的中间部位与挂钩的钩头连接，挂绳张紧，采水瓶的两端端盖在挂绳的张紧力作用下处于打开状态，挂钩铰接在挂钩座上，所述压板位于挂钩的尾部上方或与挂钩的尾部连接，当脱钩声学释放器接收到信号打开脱钩后，压板下移，挂钩的钩头在杠杆作用下向上抬起，释放挂绳，两端端盖在第一弹力皮筋的回复力作用下关闭。

优选的，所述采水瓶设置多个，且沿支架周圈均匀分布，每一采水瓶配备一挂绳和一用于拉紧挂绳的挂钩，所述挂钩沿压板周圈均匀分布。

优选的，所述浮体上设置有用于提供位置信息的信标机。

优选的，所述采水器设置多个，相互之间串接在一起，构成多层次采水链。

优选的，所述浮体和采水器之间、及采水器与抛载声学释放器之间均通过缆绳和转环连接。

本发明的有益技术效果是：

(1)本发明装置不需要船载钢缆进行下放，下放速度不受绞盘影响，无需在线测量实时水深，无需单独控制每个采水瓶采水。

(2)本发明装置在水中下放上升速度快，下放速度2-3m/s，上升速度1-2m/s；装置中的采水器进行了巧妙装配，使一台采水器可控制多个采水瓶同时采集水样，而且采水器可多套同时使用构成多层次采水链，可实现5-10层，每层200-400L采水，具有安全可靠，占用船时少，工作效率高等优点，可实现全海深、多层次、大体积、安全快速的采水。

(3)本发明设计的采水器通过脱钩声学释放器等一系列机械结构动作来实现采水瓶同步采水功能，使采水器摆脱了电力电缆的束缚，进而使采水装置可实现船只的无缆布放，易操作，安全高效；采水器中脱钩声学释放器的声控释放功能可控、可靠。

(4)本发明装置中各单元间采用机械转环连接，降低成本并增加可靠性；采水装置可在高海况下工作，占用船时少，安全高效。

(5)本发明结构设计合理，工作过程稳定，应用范围广，具有较高的科学和商业价值。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：

图1为本发明装置的整体结构示意图；

图2为本发明装置中采水器的结构示意图；

图3为图2的A-A向剖视图，主要示出采水器的内部结构；

图4为图3的局部放大图，主要示出采水器中挂钩等的结构。

具体实施方式

如图1所示，一种无缆式深水采水装置，包括第一子浮体1、信标机2、采水器3、第二子浮体4、抛载声学释放器5、锚链6和重力锚7。采水器3的上端连接第一子浮体1，信标机2设置在第一子浮体1上，采水器3的下端连接第二子浮体4，第二子浮体4连接抛载声学释放器5，抛载声学释放器5的脱钩与锚链6的上端连接，锚链6的下端连接重力锚7。第一子浮体1和采水器3之间、采水器3和第二子浮体4之间，以及第二子浮体4与抛载声学释放器5之间均通过凯芙拉缆绳8和机械转环连接。

如图2-4所示，所述采水器3包括支架301，在支架301上设置有采水瓶302和释放机构。采水瓶302的两端端盖303外侧通过挂绳304连接，采水瓶的两端端盖303内侧通过第一弹力皮筋305连接。释放机构包括脱钩声学释放器306、压板307和挂钩308，脱钩声学释放器306的脱钩通过第二弹力皮筋309与压板307连接，在压板307的下方设置有拉簧3010，压板307在第二弹力皮筋309和拉簧3010的双重拉力作用下处于平衡位置。所述挂绳304的中间部位与挂钩308的钩头连接，挂绳张紧，采水瓶的两端端盖在挂绳的张紧力作用下处于打开状态，挂钩308铰接在挂钩座3011上，所述压板307与挂钩308的尾部连接。当脱钩声学释放器306接收到信号打开脱钩后，压板307下移，挂钩308的钩头在杠杆作用下向上抬起，释放挂绳304，两端端盖303在第一弹力皮筋305的回复力作用下关闭。

上述采水瓶302设置多个，如具体可设置为24个或26个等，采水瓶302沿支架301周圈均匀分布，每一采水瓶302配备一挂绳和一用于拉紧挂绳的挂钩，所述挂钩沿压板307周圈均匀分布。

上述装置中各部分功能简述如下：信标机2用于提供采水装置上浮到水面后的GPS信息，便于回收；第一子浮体1和第二子浮体4用于提供浮力，便于采水器上浮；采水器3用于实现可控采水；抛载声学释放器5用于回收时抛载重力锚7；重力锚7与锚链6用于将采水装置锚定在水下。

本发明装置的工作过程大致如下：

当整个采水装置由船只投放到水下过程中，采水器3上的多个采水瓶302为打开状态，采水装置在重力锚7的作用下迅速下降到海底，下降过程中采水瓶的两端端盖303打开，不会增加下降阻力。采水装置在下降过程中船上通过声学释放器甲板单元可以实时测定设备的位置及姿态是否正常。当设备触底以后声学回波测距不变，通过声学释放器甲板单元给脱钩声学释放器306发送释放指令，使脱钩声学释放器306打开脱钩，压板307在拉簧3010的拉力作用下下移，在压板307下移过程中，挂钩308的钩头在杠杆作用下向上抬起，释放挂绳304，两端端盖303则在第一弹力皮筋305的回复力作用下关闭，使采水瓶302锁住水层的水体，达到采集深水水样的目的。采水结束后，声学释放器甲板单元给抛载声学释放器5发送释放指令，使抛载声学释放器5的脱钩打开，释放重力锚7，进而使采水器3在第一子浮体1和第二子浮体4的浮力作用下浮出水面，再由母船通过信标机2找到采水装置进行回收。

作为对本发明的进一步改进，上述采水器3可设置多个，相互之间串接在一起，构成多层次采水链。如具体可设置5-10个，以实现5-10层，每层200-400L采水。

上述方式中未述及的有关技术内容采取或借鉴已有技术即可实现。

需要说明的是，在本说明书的教导下，本领域技术人员所作出的任何等同替代方式，或明显变型方式，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种无缆式深水采水装置，其特征在于：包括浮体、采水器、抛载声学释放器和重块，采水器的上端连接浮体，采水器的下端通过抛载声学释放器连接重块；所述采水器包括支架，在支架上设置有采水瓶和释放机构，采水瓶的两端端盖外侧通过挂绳连接，采水瓶的两端端盖内侧通过第一弹力皮筋连接，释放机构包括脱钩声学释放器、压板和挂钩，脱钩声学释放器的脱钩通过第二弹力皮筋与压板连接，在压板的下方设置有拉簧，压板在第二弹力皮筋和拉簧的双重拉力作用下处于平衡位置，所述挂绳的中间部位与挂钩的钩头连接，挂绳张紧，采水瓶的两端端盖在挂绳的张紧力作用下处于打开状态，挂钩铰接在挂钩座上，所述压板位于挂钩的尾部上方或与挂钩的尾部连接，当脱钩声学释放器接收到信号打开脱钩后，压板下移，挂钩的钩头在杠杆作用下向上抬起，释放挂绳，两端端盖在第一弹力皮筋的回复力作用下关闭。

2.根据权利要求1所述的一种无缆式深水采水装置，其特征在于：所述采水瓶设置多个，且沿支架周圈均匀分布，每一采水瓶配备一挂绳和一用于拉紧挂绳的挂钩，所述挂钩沿压板周圈均匀分布。

3.根据权利要求1所述的一种无缆式深水采水装置，其特征在于：所述浮体上设置有用于提供位置信息的信标机。

4.根据权利要求1所述的一种无缆式深水采水装置，其特征在于：所述采水器设置多个，相互之间串接在一起，构成多层次采水链。

5.根据权利要求1所述的一种无缆式深水采水装置，其特征在于：所述浮体和采水器之间、及采水器与抛载声学释放器之间均通过缆绳和转环连接。