CN110884615A - 一种潜标破断保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种潜标破断保护装置，其包括破断绳、主筒、上吊环、下吊环，还包括外套筒、弹性件、承托圈、定位圈、锥形帽等，其中，破断绳设置在主筒内，破断绳上、下两端分别固定在上、下吊环上；主筒上端设有开口槽，主筒下端设有安装孔；上吊环嵌装在开口槽内，并与潜标水面部分缆系相连，下吊环安装在安装孔内，并与潜标水下部分相连。本装置能够在水面部分受到外界强拉力时破断，从而保护水下高价值部分，并在受到系统内部上下缆系的旋转力时，主筒带动上、下吊环同步转动，避免破断绳因自身扭曲过度破断，也避免在破断绳处扭断并行布设的供电、通讯等线缆，使破断绳仅在外力拖拽碰撞等情况下发挥作用。

Description

一种潜标破断保护装置

技术领域

本发明属于海洋监测设备技术领域，具体涉及一种潜标破断保护装置。

背景技术

潜标系统是海洋科学研究、水下工程前期调查、海洋军事、海洋开发的重要技术装备，它能够在恶劣的海洋环境条件下，无人值守、长期、连续、自动地对海洋内部情况进行全面综合监测。潜标系统是从水面到海底一连串固定于同一缆系的设备，各设备布置于不同的水深层次，设备数量多，价值高。

潜标在渔场或近海附近布放时，由于浮标或潜标上挂附属装置离水面较近，可能会被渔民布放的渔网或其它物体刮住拖带，这样潜标系统就容易受到拉力而被整体拖拽，从而破坏整体结构，造成巨大损失。因此需要在潜标系统近水面部分与水下部分之间设置破断保护装置，装置破断力既小于潜标系统在水中的净重力，也小于缆系其他部分的破断承受力，当水面部分被渔民误捞或受其他不稳定因素拖拽时，装置能够发生破断，使其上端的部分被拖走，从而保护破断装置以下其他高价值的观测仪器及设备，使其能继续正常工作，获取宝贵的水下测量数据，提高回收的成功率。

现有技术中破断绳是最可靠、最有效的破断保护装置。但破断绳是一种柔性绳，潜标系统在外力作用下，位于破断绳上下两部分会发生扭转。当扭转到一定程度时，一是会扭断破断绳本身，使系统没有受到外力拖曳情况下就发生破断；二是破断绳会与并行布设的供电、通讯等缆绳扭转到一起，使供电及通讯缆断裂失效。而原来的一体化的钢缆等组成的缆系，由于自身扭转回复力较强，会将转动力汇聚到潜标缆系中的机械转环位置释放掉，不会发生上述故障。

由于上述原因的存在，限制了破断绳在结构较复杂的潜标系统中的应用。目前，串连较多水上水下设备，具有连接、供电、通讯并行缆复杂缆系的潜标系统往往没有拖拽破断保护装置，整个系统全部损失的风险很高。

现有破断保护装置存在无外力影响下，发生自行破断的缺陷。如中国专利CN201980385公开了一种潜标破断保护装置，其采用一条短锦纶绳和一条长锦纶绳作为破断保护装置，通过计算破断力及测每股锦纶绳能够承受的破断力，来设置锦纶绳的股数，使锦纶绳在受力达到一定程度时发生破断，保护锦纶绳以下的测量仪器不被拖走。该装置在实际应用中，即使在无外部拖拽力影响下，当其上下端受到来自拉缆或其他部件的旋转力的时候，破断绳自身会发生扭曲变形，进而破断，从而失去破断保护作用。该缺陷也存在于大量其他破断装置技术中。

因此需要一种能够保持潜标系统原有缆系较强扭转回复力，克服潜标系统内部扭转造成的破坏，且又不额外增强抗拉能力，保持破断绳破断精度，仅在外力拖拽、碰撞等情况下发挥作用的破断保护装置。

发明内容

本发明的目的是提供了一种潜标破断保护装置，旨在解决如何克服潜标系统内部旋转力影响，仅在外力拖拽碰撞等情况下发挥作用。本发明设计简单，使用方便，同时考虑到了破断绳在水下会旋转的问题，保护了破断绳的破断力不受其他因素干扰，保持破断绳破断精度，可有效的应用在潜标破断保护场景中。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种潜标破断保护装置，包括破断绳，还包括主筒、上吊环、下吊环，其中，所述破断绳设置在所述主筒内，破断绳上、下两端分别固定在所述上吊环与下吊环上；所述主筒上端设有开口槽，主筒下端设有安装孔，所述上吊环嵌装在所述开口槽内，所述下吊环安装在所述安装孔内。上、下吊环用于连接潜标系统水面部分与水下部分的缆系。当发生外力拖拽，上吊环在开口槽内上行，破断绳过载破断；而受到系统内部上下缆系的旋转力时，主筒带动上、下吊环同步转动，将扭转力沿缆系传递，不会在破断绳处发生扭转，避免破断绳因自身扭曲破断，也避免在破断绳处扭断并行布设的供电、通讯等线缆。

为防止上吊环从主筒开口槽处脱出，使装置失效，本潜标破断保护装置还包括耦合装置，所述耦合装置包括外套筒，所述外套筒外套于所述主筒上端，外套筒上开有通孔，所述上吊环的吊轴安装在所述通孔内。外套筒用于限制上吊环与主筒间，除在开口槽内的轴向滑动外的其他相互位移，保证上吊环在破断绳破断后，不会由于轴向偏转卡住在主筒上，导致潜标上下两部分脱离失败。

为适应破断绳在拉力作用下长度变化及上吊环与外套管受力均匀，所述耦合装置还包括伸缩件、承托圈和定位圈，所述承托圈套装在所述主筒外壁上，所述伸缩件用于连接所述承托圈与外套筒，所述定位圈通过内螺纹丝接主筒外螺纹。伸缩件、承托圈和定位圈用于调整外套筒与主筒相互位置，以适应破断绳长度，旋转定位圈，利用伸缩件与承托圈将外套筒沿轴向均匀顶起，并保持适当弹性，进而令破断绳保持绷紧状态，使整个装置保持紧凑状态，便于使用时连接，也能够适应破断绳在拉力变化下的弹性伸缩，并避免破断绳在上吊环吊轴上滑动到边角，使上吊环及外套筒受力失衡，产生轴向偏转，卡在主筒上，使整个系统破断拉力与实际设计指标产生误差。

为进一步限制外套筒伸出主筒部分的轴向偏转，并增强主筒上开口槽部分的抗扭转强度，所述耦合装置还包括锥形帽，所述锥形帽丝接在所述外套筒上端内壁上，锥形帽可在外套筒内部螺纹范围内上下螺旋移动，锥形帽的锥台部伸入所述主筒。为适应破断绳不同长度的差异，外套筒在调整伸缩件等部件位置后，其上部会伸出主筒，锥形帽用于防止外套筒由于伸出主筒形成单端限位，而与主筒之间发生晃动，并通过与开口槽抵触，在外套筒受到旋转力时，从内部支撑主筒，增强主筒开口槽位置的抗扭强度，避免主筒发生扭转变形，卡住外套筒，使之在破断绳破断后不能脱离。

进一步的，所述主筒外壁上设有一段丝部。用于丝接定位圈。

优选的，所述伸缩件为压缩弹簧。

进一步的，所述锥形帽与所述外套筒丝接。

作为优化，所述上吊环和下吊环均包括吊轴和吊臂，所述吊臂扣装在所述吊轴上。便于拆卸。

本发明一种潜标破断保护装置，能够克服潜标系统内部旋转力影响，在受到系统内部上下缆系的旋转力时，主筒带动上、下吊环同步转动，避免破断绳因自身扭曲破断，也避免在破断绳处扭断并行布设的供电、通讯等线缆。仅在外力拖拽碰撞等情况下发挥作用，扩大目前破断绳的适用范围。该装置为潜标系统水上部分破断装置，通过对潜标系统水上部分的破断，从而有效的保护了水下高价值主体部分。

附图说明

下面结合附图对本发明一种潜标破断保护装置作进一步说明：

图1是本潜标破断保护装置的主视平面结构示意图；

图2是图1的部件爆炸图；

图3是本潜标破断保护装置的侧视平面结构示意图；

图4是图3的部件爆炸图；

图5是图3的A-A向剖面图。

图中：

1-破断绳；2-主筒；21-开口槽、22-安装孔、23-丝部；3-上吊环、4-下吊环；341-吊轴、342-吊臂；5-耦合装置；51-外套筒、52-定位件、53-伸缩件、54-锥形帽；511-通孔、521-承托圈、522-定位圈。

具体实施方式

如图1至5所示，一种潜标系统破断保护装置包括破断绳1，还包括有主筒2、上吊环3、下吊环4。上吊环3和下吊环4均由吊轴341和吊臂342组成，所述吊臂342扣装在所述吊轴341上。

其中，所述破断绳1设置在所述主筒2内，破断绳1上、下两端分别固定在所述上吊环3与下吊环4上；所述主筒2上端设有开口槽21，主筒2下端设有安装孔22，所述上吊环3嵌装在所述开口槽21内，所述下吊环4安装在所述安装孔22内。上、下吊环用于连接潜标系统水面部分与水下部分的拉缆。当发生外力拖拽，上吊环在开口槽内上行，破断绳过载破断；而受到系统内部上下缆系的旋转力时，主筒带动上、下吊环同步转动，避免破断绳因自身扭曲过度破断，也避免在破断绳处扭断并行布设的供电、通讯等线缆。

本潜标破断保护装置还包括耦合装置5，本实施例中采用的是感应耦合装置，所述耦合装置5包括外套筒51，所述外套筒51外套接于所述主筒2上端，外套筒51上开有通孔511，所述上吊环3安装在所述通孔511内。外套筒用于限制上吊环与主筒间，除在开口槽内的轴向滑动外的其他相互位移，保证上吊环位移不会由于轴向偏转卡住。

所述耦合装置5还包括定位件52和伸缩件53，本实施例中，所述伸缩件53采用的是压缩弹簧。所述定位件52分别套装、丝接在所述主筒2外壁上，所述伸缩件53用于连接所述定位件52与外套筒51。定位件和伸缩件用于将外套筒沿轴向均匀顶起，并保持适当弹性，进而令破断绳保持绷紧状态，使整个装置保持紧凑状态，便于使用时连接，能够适应破断绳在拉力变化下的弹性伸缩，并避免破断绳在上吊环吊轴上滑动到边角，使上吊环及外套筒受力失衡，产生轴向偏转，卡在主筒上，使外套筒破断拉力与实际设计指标产生误差。

所述耦合装置5还包括锥形帽54，所述锥形帽54设置在所述外套筒51上端，锥形帽54的锥台部伸入所述主筒2，所述锥形帽54与所述外套筒51丝接。锥形帽用于防止外套筒由于伸出主筒形成单端限位，而与主筒之间发生晃动，并通过与开口槽抵触，在外套筒受到旋转力时，从内部支撑主筒，增强主筒开口槽位置的抗扭强度，避免主筒发生扭转变形，卡住外套筒，使之在破断绳破断后不能脱离。

所述主筒2外壁上设有一段丝部23。用于丝接定位件。所述定位件52包括承托圈521和定位圈522，所述承托圈套接主筒丝部23部分，所述定位圈丝接在所述丝部23上。承托圈用于安装并承托弹性件，定位圈用于调节承托圈承托位置。

该潜标系统破断保护装置内部为一根可断缆绳，在受到过载拉力时断开，保护下层连接的科学仪器，该装置的上部设有耦合装置，当外部受到旋转力时，可保证装置所连接上下部分一同旋转，从而避免破断绳因自身扭曲破断，也避免在破断绳处扭断并行布设的供电、通讯等线缆。另外，外部同时设有耦合装置等，保证装置结构紧凑，有效，并保证破断绳破断力精确，不受其他附加装置影响，避免破断拉力与实际产生误差。

上述实施方式旨在举例说明本发明可为本领域专业技术人员实现或使用，对上述实施方式进行修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，故本发明包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种潜标破断保护装置，包括破断绳(1)，其特征是：还包括主筒(2)、上吊环(3)、下吊环(4)，其中，

所述破断绳(1)设置在所述主筒(2)内，破断绳(1)上、下两端分别固定在所述上吊环(3)与下吊环(4)上；

所述主筒(2)上端设有开口槽(21)，主筒(2)下端设有安装孔(22)，所述上吊环(3)嵌装在所述开口槽(21)内，所述下吊环(4)安装在所述安装孔(22)内。

2.根据权利要求1所述的潜标破断保护装置，其特征是：还包括耦合装置(5)，所述耦合装置(5)包括外套筒(51)，所述外套筒(51)外套于所述主筒(2)上端，外套筒(51)上开有通孔(511)，所述上吊环(3)安装在所述通孔(511)内。

3.根据权利要求2所述的潜标破断保护装置，其特征是：所述耦合装置(5)还包括定位件(52)和伸缩件(53)，所述定位件(52)部分丝接在所述主筒(2)外壁上，所述伸缩件(53)用于连接所述定位件(52)与外套筒(51)。

4.根据权利要求3所述的潜标破断保护装置，其特征是：所述耦合装置(5)还包括锥形帽(54)，所述锥形帽(54)设置在所述外套筒(51)上端，锥形帽(54)的锥台部伸入所述主筒(2)。

5.根据权利要求3所述的潜标破断保护装置，其特征是：所述主筒(2)外壁上设有一段丝部(23)。

6.根据权利要求5所述的潜标破断保护装置，其特征是：所述定位件(52)包括承托圈(521)和定位圈(522)，所述承托圈套装在所述丝部(23)外，所述定位圈丝接在所述丝部(23)上。

7.根据权利要求3所述的潜标破断保护装置，其特征是：所述伸缩件(53)为压缩弹簧。

8.根据权利要求4所述的潜标破断保护装置，其特征是：所述锥形帽(54)与所述外套筒(51)丝接。

9.根据权利要求1至8任一项所述的潜标破断保护装置，其特征是：所述上吊环(3)和下吊环(4)均包括吊轴(341)和吊臂(342)，所述吊臂(342)扣装在所述吊轴(341)上。

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