CN106379503A - 深海采样器自动抛载机构 - Google Patents

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宋伟
姜红建
冀大雄
朱世强
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    • B63C11/00—Equipment for dwelling or working underwater; Means for searching for underwater objects
    • B63C11/52—Tools specially adapted for working underwater, not otherwise provided for
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    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/14—Control of attitude or depth
    • B63G8/24—Automatic depth adjustment; Safety equipment for increasing buoyancy, e.g. detachable ballast, floating bodies

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Abstract

本发明公开了一种深海采样器自动抛载机构。本发明包括活塞、外筒、螺钉、压载铁、钢球弹簧、钢球、筒盖、活塞弹簧、内筒、o型圈。活塞上顶端一周均布通孔，中间部分开有环槽，末端为梯台面，活塞上通孔便于海水通过，对外筒容腔起到压力补偿作用，同时在活塞的两侧形成压力差推动活塞的运动，活塞运动到一定位置钢球在预压缩弹簧的作用下进入活塞的环槽处，压载铁由于没有钢球的约束从而得到释放;活塞与活塞弹簧形成一个可调阻力机构，平衡一定海水压力，从而可以调控抛载深度，内筒上开有沟槽，沟槽上面安装o型密封圈，对内筒容腔起到密封作用。本发明能够保证压载到达预定深度时自动释放，具有结构简单、拆装方便、可靠性好的特点。

Description

深海采样器自动抛载机构
技术领域
本发明涉及一种水下抛载技术，具体说是供深海采样器实现自动抛载的一种机构。
背景技术
随着国家对于海洋发展战略的大力推进，大量的水下设备技术得以快速发展，同时为了减小人类在水下工作的危险，越来越多的设备趋向于自动化。为了实现深海采样器采样后的自动上浮，当下潜的深度到达装置预定值，触发抛载机构，使得采样器获得正浮力，安全浮出水面。目前深海采样器的上浮主要通过绞车拖拽连接在采样器上的缆绳，而水下设备抛载方式有如下几种：
电磁式抛载：由电磁铁触发，与机械结构相结合的一种抛载方式。当电磁铁失电时，通过解除机械结构的约束完成重物抛载。这种装置因为在不抛载时电磁铁一直得电，缺点是功耗较大，而且成本较高、动作不稳定。
爆炸螺栓式抛载：利用爆炸螺栓使剪切锁剪断或者沿螺栓削弱槽断开，实现重物与本体的分离。这种装置虽然承载能力大，但是因为往往需要多个螺栓，保证全部螺栓同时断开难度极大，而且由于爆炸冲击力大，需要设置保护结构，成本较高。
熔断式抛载：以单片机为控制核心，通过一系列电路熔断合金电阻丝，从而断开与压载重物的连接。这种装置需要接受外部抛载指令，信号在深海环境下易受外界干扰，电路设计较复杂，成本高。
为了进一步满足水下设备抛载机构的稳定性要求、功耗要求、成本要求、自动化要求，需要进一步研发新的水下抛载装置。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种深海采样器自动抛载机构，其利用海水压力作为触发信号，自动进行抛载，无功耗，结构简单动作稳定。
本发明所采用的技术方案是：本发明包括活塞、外筒、螺钉、压载铁、钢球弹簧、钢球、筒盖、活塞弹簧和内筒，活塞与外筒通过间隙配合连接，活塞上顶端一周均布通孔，中间部分开有环槽，末端为梯台面；压载铁一周均布内孔，内筒筒壁一周均布通孔，压载铁内孔与内筒筒壁通孔同轴，钢球通过弹簧预压缩得到的弹力一侧抵紧活塞，另一侧抵紧钢球弹簧；钢球弹簧通过自身预压缩得到的弹力一侧抵紧钢球，另一侧抵紧压载铁；活塞弹簧初始状态为压缩状态，一侧与活塞末端的梯台面抵紧，另一侧与筒盖抵紧；环槽的长度比钢球的直径大二分之一，环槽的深度略大于钢球的直径；外筒一端为开口，外筒与内筒通过螺钉连接，筒盖与内筒也通过螺钉紧密连接；内筒上开有沟槽，沟槽上面安装o型密封圈；活塞上通孔便于海水通过，对外筒容腔起到压力补偿作用，同时在活塞的两侧形成压力差推动活塞的运动，活塞运动到一定位置钢球在预压缩弹簧的作用下进入活塞的环槽处，压载铁由于没有钢球的约束从而得到释放，活塞与活塞弹簧形成一个可调阻力机构，平衡一定海水压力，从而可以调控抛载深度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、活塞的运动是基于差动液压缸原理，进而控制压载铁的释放，全程无需能源供给。
2、活塞与活塞弹簧形成一个可调阻力机构，平衡一定海水压力，从而可以自主调控抛载深度。
3、零件均为机械结构，抗环境干扰能力强，稳定性好。
4、各零部件结构简单，加工方便。
附图说明
图1为所述抛载机构的主剖视图；
其中：1-活塞，2 -外筒、3-螺钉、4-压载铁、5-钢球弹簧、6-钢球、7-筒盖、8-活塞弹簧、9-内筒、10-环槽、11-o型圈、12-通孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明由活塞、外筒、螺钉、压载铁、钢球弹簧、钢球、筒盖、活塞弹簧、内筒和o型圈组成。
活塞1与外筒2通过间隙配合连接，压载铁4一周均布内孔，内筒9筒壁一周均布通孔，压载铁4内孔与内筒9筒壁通孔同轴，外筒2一端为开口，外筒2与内筒9通过螺钉3连接，筒盖7与内筒9通过螺钉紧密连接；钢球6通过弹簧预压缩得到的弹力一侧抵紧活塞1，另一侧抵紧钢球弹簧5；钢球弹簧通过自身预压缩得到的弹力一侧抵紧钢球6，另一侧抵紧压载铁4；环槽10的长度比钢球6的直径大二分之一，环槽10的深度略大于钢球6的直径；活塞1上顶端一周均布通孔12，中间部分开有环槽10，末端为梯台面，活塞弹簧8初始状态为压缩状态，一侧与活塞1末端的梯台面抵紧，另一侧与筒盖7抵紧；内筒9上开有沟槽，沟槽上面安装o型密封圈11；活塞上通孔12便于海水通过，对外筒2容腔起到压力补偿作用，同时在活塞的两侧形成压力差推动活塞的运动，活塞运动到一定位置钢球6在弹簧5的作用下进入活塞的环槽处，压载铁4由于没有钢球的约束从而得到释放，活塞1与活塞弹簧8形成一个可调阻力机构，平衡一定海水压力，从而可以调控抛载深度。

Claims (3)

1.深海采样器自动抛载机构，包括活塞（1）、外筒（2）、螺钉（3）、压载铁（4）、钢球弹簧（5）、钢球（6）、筒盖（7）、活塞弹簧（8）和内筒（9），其特征在于：所述活塞（1）与外筒（2）通过间隙配合连接，所述压载铁（4）一周均布内孔，内筒（9）筒壁一周均布通孔，压载铁（4）内孔与内筒（9）筒壁通孔同轴，所述外筒（2）一端为开口，外筒（2）与内筒（9）通过螺钉（3）连接，筒盖（7）与内筒（9）紧密连接；钢球（6）通过弹簧预压缩得到的弹力一侧抵紧活塞（1），另一侧抵紧钢球弹簧（5），钢球弹簧（5）通过自身预压缩得到的弹力一侧抵紧钢球（6），另一侧抵紧压载铁（4），活塞（1）上顶端一周均布通孔（12），中间部分开有环槽（10），末端为梯台面，活塞弹簧（8）初始状态为压缩状态，一侧与活塞（1）末端的梯台面抵紧，另一侧与筒盖（7）抵紧。
2.根据权利要求1所述的深海采样器自动抛载机构，其特征在于：所述的环槽（10）的长度比钢球（6）的直径大二分之一，环槽（10）的深度略大于钢球（6）的直径。
3.根据权利要求1所示的深海采样器自动抛载机构，其特征在于：所述的内筒（9）上开有沟槽，沟槽上面安装o型密封圈（11）。
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