CN113479291A - 一种深海充油机械式释放装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种深海充油机械式释放装置及其使用方法，该装置主要包括压力平衡机构、释放机构、电机及外壳。电机通过外壳上的水密插头与外部水声控制模块连接；压力平衡机构中的水密活塞能够自行随外部水压变化滑动，确保释放装置内部油压和外部水压一致而平衡；避免了在功率较小前提下，电机转轴受外部水压作用产生较大摩擦力而无法正常转动的情况。该装置可一体化集成到其他海洋装备上，通过简单可靠的释放机构，在低功耗下完成负载释放动作，以满足水下实际应用需要。本发明体积小、质量轻、功耗低，安全可靠，适合大批量使用。
Description
技术领域
本发明涉及释放装置领域，主要是一种深海充油机械式释放装置及其使用方法。
背景技术
释放装置广泛的应用于潜标、潜水器、着陆器等各类海洋探测设备中，其主要功能是释放抛弃载荷或者相关设备。现有水下释放装置的释放方式大体可分为四类：爆炸式、熔断式、磁动式和机械式。爆炸式释放器具有一定的安全隐患，且对于水下爆炸时，对精密仪器有不利影响。熔断式释放器基于海水电化学腐蚀熔断，每次熔断释放后要更换部件，增加操作操作复杂性，降低了可靠性。电磁式释放器，工作时需要施加大电流，设计要求高。
机械式声学释放装置使用最为广泛，其工作方式是释放装置接收声学指令，控制电机旋转，带动特定的机械结构实现负载的挂锁与释放。国际上比较著名的是法国的IXBLUE、美国的Benthos和英国的Sonardyne公司的系列声学释放器，这些释放器均为货架产品，体积大，重量重，成本高，只适合作为具备完整独立功能的释放装置，无法一体化集成到其他海洋装备上，既无法实现特定的释放任务，也不适合大批量小载荷释放任务。随着使用深度的增加，一方面释放器的耐压和水密要求使得耐压壳厚度增加，设备重量增大，不利于小型化；另一方面水压的作用可能使得释放机构间的摩擦力变大，导致机械机构释放动作无法正常完成或电机转动所需功率大大增加，设计简单可靠的释放机构是释放装置所面临的问题之一。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种深海充油机械式释放装置及其使用方法，拓展机械式释放技术的应用范围，满足实际情况的需要。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。一种深海充油机械式释放装置，包括压力平衡堵头、水密插头、电机、外壳、释放机构，其中外壳包括上端盖、下端盖和壳体，整个壳体内部充油；上端盖上装有压力平衡堵头、充油孔堵头和水密插头，压力平衡堵头内装有活塞使能随着内外压力变化而上下滑动，压力平衡堵头上端设有螺塞和弹性挡圈；下端盖上有释放杆卡槽、释放杆构成的释放机构；壳体内部装有电机、减速器、电机固定座、止推轴承、电机转轴；电机正负极通过导线与水密插头相连接，电机下端依次同轴配合与减速器、电机转轴和释放杆相连接；整个释放装置通过水密插头上的电缆与外部声学控制及供电模块相连。
更进一步的，所述的下端盖中心有释放杆卡槽，四周外沿有多个开孔用于将释放装置安装在所搭载的应答器或其他深海设备平台上；释放杆上有与释放杆卡槽配合的方头，电机转轴下端有外螺纹，方头上有与电机转轴相配合的螺纹孔，释放杆下端有开孔便于悬挂负载。
更进一步的，所述的电机为非碳刷电机或无刷电机，配备减速器。
更进一步的，所充的油为轻蜡油，或者低粘度无腐蚀性油。
更进一步的，所述电机转轴上有一个平台，平台上下分别与下端盖和电机固定座之间有止推轴承。
更进一步的，所述的螺塞中间有通孔，用于防止活塞弹出和传导外部压力，弹性挡圈卡接在螺塞上，用于防止螺塞滑出。
更进一步的，所述的活塞与压力平衡堵头间，压力平衡堵头、水密插头、充油孔堵头和上端盖间，上端盖、下端盖和壳体间，下端盖和电机转轴间均设有密封件。
本发明同时提出了一种深海充油机械式释放装置的方法，首先将释放装置通过下端盖外沿有多个开孔安装在所搭载的应答器或其他深海平台上，使用水密互联电缆将上端盖上水密插头与外部声学控制及供电模块相连，将负载连接在释放杆末端；电机转轴正反转动时，带动通过螺孔连接在电机转轴上的释放杆产生相对转动，由于释放杆方头被焊接在应答器安装架上的方形释放杆卡槽卡住，电机反转释放杆将被逐渐上移挂住，电机正转转释放杆被向下推出直至脱离，负载也随之脱离。
本发明的有益效果为：压力平衡装置中的水密活塞能够随外部水压大小滑动，自动调节内部油压，保证释放装置外壳内外压力一致，使释放装置外壳内部油压平衡外部水压，进而避免释放电机转轴及轴承受外部水压影响而产生较大摩擦力而无法正常转动或需要较大输入功率的情况，同时本发明的释放机构简单可靠易用。
附图说明
图1为本发明外部整体结构示意图；
图2为本发明外部整体结构俯视图；
图3为本发明剖视图A；
图4为本发明剖视图B。
其中，1压力平衡堵头，2水密插头，3充油孔堵头，4上端盖，5壳体，6下端盖，7释放杆卡槽，8释放杆，9弹性挡圈，10螺塞，11活塞，12电机，13，减速器，14电机固定座，15止推轴承，16电机转轴。
具体实施方式
为了使本发明的实施例、技术方案和优点更加明显，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
参考图1，其示出了本发明的一种深海充油机械式释放装置及其使用方法的实施例。包括1压力平衡堵头，2水密插头，3充油孔堵头，4上端盖，5壳体，6下端盖，7释放杆卡槽，8释放杆，9弹性挡圈，10螺塞，11活塞，12电机，13减速器，14电机固定座，15止推轴承，16电机转轴。
进一步地，水密插头2安装在上端盖4的螺纹孔上，两者之间加密封件。
进一步地，电机12上端通过导线与水密插头2连接，下端依次同轴配合减速器13，转轴16，释放杆8。
进一步地，减速器13通过螺钉安装在电机固定座14上，电机固定座通过螺钉安装在下端盖6上。
进一步地，电机转轴16上有一个平台，平台上下分别与下端盖6和电机固定座14装有一个止推轴承15。
进一步地，电机转轴16穿过下端盖6中间孔，两者之间装有密封件。
进一步地，用螺钉通过壳体5上下沿周的安装孔和上端盖4，下端盖6组装成一体，上端盖4、下端盖6与壳体5装有密封件。
进一步地，将压力平衡活塞11装入压力平衡堵头1中，螺塞10装在压力平衡堵头1上端，弹性挡圈9装在压力平衡堵头上端卡槽中。
进一步地，将整个释放装置没入油中，放入真空箱中抽真空，内部充满油，无气泡。
进一步地，将充油孔堵头3装入上端盖4，两者之间加密封件。
进一步地，将释放装置垂直的通过下端盖4四周外沿预留的安装孔，用螺栓或螺母安装到应答器或其他深海平台上。
进一步地，用水密互联电缆将释放装置的水密插头2与外部应答器或其他深海平台上的声学控制及供电模块相连。
进一步地，下端盖6上焊接有释放杆卡槽7，控制电机倒转，电机转轴16末端螺杆装入释放杆8上的螺纹孔，释放杆8方头挂入释放杆卡槽7。
进一步地，在释放杆8末端挂上负载。
图1～4所示的实施例中一种深海充油压力机械式释放装置的压力平衡过程为，随着外部水压的变化，压力平衡堵头1中的压力平衡活塞会上下滑动，使得释放装置内部油压与外部水压保持一致；这样就避免在外部水压作用下，推力轴承15与电机固定座14或下端盖之间的滚动摩擦力增大或推力轴承15出现轻微变形的情况，进而避免了电机无法正常转动或者卡死现象，同时减小了电机转动所需输入功率。
图1～4所示的实施例中一种深海充油机械式释放装置的使用方法为，声学控制外部电源模块通过水密插头2给电机12供电，带动电机转轴16转动。通过螺孔连接在电机转轴16上的释放杆8产生相对转动。由于释放杆8的方头被焊接在下端盖上的方形释放杆卡槽7卡住，电机12反转时，释放杆8被逐渐向上装入释放杆卡槽7；电机12正转时，释放杆8被向下推出直至脱离，挂在释放杆上负载一同脱离。
图1～4所示的实施例能够有效平衡外部水压，避免电机转动时转轴受过大摩擦阻力而卡死，从而保证电机在小功率下正常转动。释放机构简单可靠，整个释放装置小巧易用。
以上所述的实施例子仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，所做的变形和改进，都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种深海充油机械式释放装置，其特征在于：包括压力平衡堵头(1)、水密插头(2)、电机(12)、外壳、释放机构，其中外壳包括上端盖(4)、下端盖(6)和壳体(5)，整个壳体(5)内部充油；上端盖(4)上装有压力平衡堵头(1)、充油孔堵头(3)和水密插头(2)，压力平衡堵头(1)内装有活塞(11)使能随着内外压力变化而上下滑动，压力平衡堵头(1)上端设有螺塞(10)和弹性挡圈(9)；下端盖(6)上有释放杆卡槽(7)、释放杆(8)构成的释放机构；壳体(5)内部装有电机(12)、减速器(13)、电机固定座(14)、止推轴承(15)、电机转轴(16)；电机(12)正负极通过导线与水密插头(2)相连接，电机(12)下端依次同轴配合与减速器(13)、电机转轴(16)和释放杆(8)相连接；整个释放装置通过水密插头(2)上的电缆与外部声学控制及供电模块相连。
2.根据权利要求1所述的深海充油机械式释放装置，其特征在于：所述的下端盖(6)中心有释放杆卡槽(7)，四周外沿有多个开孔用于将释放装置安装在所搭载的应答器或其他深海设备平台上；释放杆(8)上有与释放杆卡槽(7)配合的方头，电机转轴(16)下端有外螺纹，方头上有与电机转轴(16)相配合的螺纹孔，释放杆(18)下端有开孔便于悬挂负载。
3.根据权利要求1所述的深海充油机械式释放装置，其特征在于：所述的电机(12)为非碳刷电机或无刷电机，配备减速器(13)。
4.根据权利要求1所述的深海充油机械式释放装置，其特征在于：所充的油为轻蜡油，或者低粘度无腐蚀性油。
5.根据权利要求1所述的深海充油机械式释放装置，其特征在于：所述电机转轴(16)上有一个平台，平台上下分别与下端盖(6)和电机固定座(14)之间有止推轴承(15)。
6.根据权利要求1所述的深海充油机械式释放装置，其特征在于：所述的螺塞(10)中间有通孔，用于防止活塞(11)弹出和传导外部压力，弹性挡圈(9)卡接在螺塞(10)上，用于防止螺塞(10)滑出。
7.根据权利要求1所述的深海充油机械式释放装置，其特征在于：所述的活塞(11)与压力平衡堵头(1)间，压力平衡堵头(1)、水密插头(2)、充油孔堵头(3)和上端盖(4)间，上端盖(4)、下端盖(6)和壳体(5)间，下端盖(6)和电机转轴(16)间均设有密封件。
8.一种采用如权利要求1-7所述的深海充油机械式释放装置的方法，其特征在于：首先将释放装置通过下端盖(6)外沿有多个开孔安装在所搭载的应答器或其他深海平台上，使用水密互联电缆将上端盖(4)上水密插头(2)与外部声学控制及供电模块相连，将负载连接在释放杆(8)末端；电机转轴(16)正反转动时，带动通过螺孔连接在电机转轴(16)上的释放杆(8)产生相对转动，由于释放杆(8)方头被焊接在应答器安装架上的方形释放杆卡槽(7)卡住，电机(12)反转释放杆(8)将被逐渐上移挂住，电机(12)正转转释放杆(8)被向下推出直至脱离，负载也随之脱离。
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