CN205916291U - 大载荷水下释放回收系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于水下测试技术领域，特别涉及一种水下释放回收系统。大载荷水下释放回收系统，它用于对实验模型进行释放以及对外部配重进行回收，其技术方案是：发电机通过电缆给卷扬机供电；卷扬机的钢丝绳通过导向滑轮及支架与外部配重连接；两个水下释放单元的顶部固定安装孔通过缆绳连接在一起后与试验模型连接，水下释放单元底部的释放环通过套结有大圆环的缆绳连接，大圆环与外部配重通过缆绳连接；信号发生器输出端与功率放大器的输入端连接，功率放大器的输出端与发射换能器连接。本实用新型系统搭建较为简单，操作简便，大部分组成部件均有货架产品，可显著提高试验效率、节省试验成本和减轻试验人员工作强度。
Description
技术领域
本实用新型属于水下测试技术领域，特别涉及一种水下释放回收系统。
背景技术
在水下航行器高速运行时，水动力噪声是其重要的辐射噪声源，为了应用试验手段验证水下航行器的水动力噪声特性，通常通过试验模型的浅水拖曳和深水上浮两种试验方式进行测试，其中深水上浮试验通过水下释放系统将试验模型和压载配重连接，在一定的水深下，释放系统工作，使试验模型和压载配重分离，在模型自身净浮力作用下，模型加速上浮，以实现模型较高速度下的水动力噪声测试。
目前，深水上浮试验需要的配套设施，一般包括水面平台船、甲板控制单元、缆绳、水下释放单元、水下配重等。传统的试验配套设施，采用模型加外部配重自由下沉，通过释放装置实现模型与外部配重的分离，随后模型在自身净浮力的作用下加速上浮，而此时外部配重将被丢弃于湖底。这种上浮试验的方法决定了每次模型的上浮就将丢弃一定重量的外部配重，导致每次试验需购买并携带相当重量的外部配重，大幅增加试验成本和人力物力；同时，大量丢弃与水底的外部配重(如：铁块、石块等)也会对试验水域造成污染。因此这种方式仅适合于尺度小、工况少的上浮模型试验，对于工况多、尺度大的上浮模型试验并不推荐采用这一方式。
此外，原有的水下释放系统多采用单释放器释放配重的方式，这种方式存在以下问题：一是单个释放器若出现故障、电力不足等状况，则该趟次试验失败，需要将模型和配重重新吊起，更换释放器、或维修充电等；二是单个释放器释放时的额定载荷有限，若超出其额定载荷，可能导致释放器损坏或是出现释放不成功的现象。
发明内容
本实用新型的目的是：提供一套成功率高、释放载荷大的水下模型释放以及配重回收的系统，该系统可以作为水下上浮模型试验的配套设施。
本实用新型的技术方案是：大载荷水下释放回收系统，它用于对实验模型进行释放以及对外部配重进行回收，它包括：试验平台，搭载于试验平台上的发电机、卷扬机、导向滑轮及支架、信号发生器、功率放大器，水下释放单元以及发射换能器；
水下释放单元的数量有两个，均包括：顶部设有固定安装孔、底部连接有解脱勾以及限位杆的耐压保护壳体，安装在耐压保护壳体内的接收水听器；解脱勾的端部设有与限位杆相配合的卡槽，限位杆在内部电机的控制下旋转，实现与解脱勾的分离或结合；两个水下释放单元的解脱勾上设有释放环；两个释放环通过套结有大圆环的缆绳连接；接收水听器用于接收发射换能器的信号，控制限位杆的电机旋转；
发电机通过电缆给卷扬机供电；卷扬机的钢丝绳通过导向滑轮及支架与外部配重连接；两个水下释放单元的顶部固定安装孔通过缆绳连接在一起后与试验模型连接，水下释放单元底部的释放环通过套结有大圆环的缆绳连接，大圆环与外部配重通过缆绳连接；
信号发生器输出端与功率放大器的输入端连接，功率放大器的输出端与发射换能器连接。
有益效果：(1)本实用新型提供一套释放成功率高、释放载荷大并且可外部配重可重复利用的大深度水下释放回收系统。系统搭建较为简单，操作简便，大部分组成部件均有货架产品，可显著提高试验效率、节省试验成本和减轻试验人员工作强度。
(2)采用两个水下释放单元并联，并采用“大环穿小环”的方式实现外部配重和模型的分离，该方式可显著提高水下释放的成功率，同时可有效提高释放载荷，可用于释放净浮力更大的上浮模型。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型中水下释放单元的结构示意图。
具体实施方式
参见附图，大载荷水下释放回收系统，它用于对实验模型6进行释放以及对外部配重4进行回收，它包括：试验平台7，搭载于试验平台7上的发电机1、卷扬机2、导向滑轮及支架3、信号发生器10、功率放大器11、水下释放单元5以及发射换能器12；
水下释放单元5的数量有两个，均包括：顶部设有固定安装孔13、底部连接有解脱勾16以及限位杆17的耐压保护壳体15，安装在耐压保护壳体15内的接收水听器14；解脱勾16前部设有卡槽，该卡槽与限位杆17相配合，限位杆17在内部电机的控制下旋转，实现与解脱勾16的分离或结合；两个水下释放单元5的解脱勾16上设有释放环18；两个释放环18通过套结有大圆环8的缆绳连接；接收水听器14用于接收发射换能器12的信号，控制限位杆17的电机旋转。
发电机1的输出功率应大于系统最大使用功率的3倍，以避免试验过程中发生断电的情况。
卷扬机2的电机可实现正转、反转，以及随时启动、停止的功能，以便释放和回收工作的顺利开展；卷扬机2的卷筒尺寸应满足试验用钢丝绳9的缠绕。
发电机1、卷扬机2、导向滑轮及支架3通过过渡支架焊接或通过螺栓连接的方式牢固安装于试验平台7上。其中，导向滑轮及支架3应安装于试验平台7的船舷边，滑轮安装高度应在1米以上，便于试验时对外部配重4的连接或重量调整。
钢丝绳9的型号应根据试验所需的最大拉力进行选择，确保钢丝绳9的扯断拉力比最大拉力大3倍以上。
外部配重4推荐选用铸铁、水泥等密度大的材料制作，建议加工多个20-30kg左右的带耳环质量块，以便试验时方便的调整外部配重的重量。
缆绳8的型号应根据试验所需的最大净浮力进行选择，建议选用耐磨抗拉的凯夫拉材质的缆绳，同时确保缆绳的扯断拉力为最大净浮力的3倍以上。
发电机1通过电缆给卷扬机2供电；卷扬机2的钢丝绳通过导向滑轮及支架3与外部配重4连接；两个水下释放单元5的顶部固定安装孔13通过缆绳连接在一起后与试验模型6连接，水下释放单元5底部的释放环18通过套结有大圆环8的缆绳连接，大圆环8与外部配重4通过缆绳连接。
信号发生器10输出端与功率放大器11的输入端连接，功率放大器11的输出端与发射换能器12连接。
进一步的，在本系统上加装各类传感器后，可实现不同深度相关水文环境的测量，如水温、盐度、流速等信息的采集和监测。
进一步的，对钢丝绳9作好刻度标记，可更为准确的掌握当地水深和模型上浮距离。
进一步的，在外部配重4上加装视频监控摄像头和照明设备，便于检测水下状态，避免模型被水下异物缠绕。
本系统的工作过程为：
a.根据试验的需求，确定试验模型6所需的净浮力、外部配重4的重量、试验水域深度等，选购符合要求的发电机1、卷扬机2、钢丝绳9、缆绳、导向滑轮和支架3等。
b.将发电机1、卷扬机2、导向滑轮和支架3牢固安装于试验平台7，将发电机1与卷扬机2通过电缆连接，用钢丝绳9的一端连接外部配重4，另一端连接卷扬机2，并通过导向滑轮改变钢丝绳运动方向。
c.将信号发生器10、功率放大器11和发射换能器12连接好，其中信号发生器10的输出端与功率放大器11的输入端连接，功率放大器11的输出端与发射换能器12连接。
d.将试验模型6通过缆绳与两个水下释放单元5的固定安装孔13部位连接，此时两个水下释放单元5通过固定安装孔13进行并联。
e.将2个释放环18通过一小段缆绳连接，将两头带释放环18的缆绳穿过一个大圆环8，将释放环18分别卡入两个水下释放单元的解脱勾16内，通过发射换能器声12控制限位杆17转动，使得释放环18锁定在解脱勾16内。
f.外部配重4通过缆绳与大圆环8连接，实现外部配重5与水下释放单元5的连接。
g.将通过缆绳连接好的试验模型6、水下释放单元5和外部配重4放入水中。
h.发电机1运行给卷扬机2供电，启动卷筒运动，逐步释放钢丝绳9，随着钢丝绳9的释放，外部配重4带着水下释放单元5和试验模型6缓慢下沉。
i.待沉入湖底后，关闭发电机1,卷扬机2卷筒停止运动。
j.将发射换能器12放入水中一定深度位置，通过信号发生器10生成向一个脉冲信号(可以向一个水下释放单元5或同时向两个水下释放单元5发送)，经功率放大器11放大后，由发射换能器12将声信号发出，传播到水中。
k.此时位于水下的相对应的水下释放单元5中的接收水听器14接收到脉冲声信号后，由内部控制电路带动限位杆17旋转90度，此时限位杆17与解脱勾16分离，释放环18随之从解脱勾16中滑出，并且释放环18和缆绳又从大圆环8中脱出，此时试验模型6和水下释放单元5在自身净浮力的作用下加速上浮直至出水，外部配重4和大圆环8仍位于水中。
l.试验模型6出水后，再次开启发电机1，带动卷扬机2的滚轮反向转动，将位于水中的外部配重4以及缆绳和大圆环8吊起，外部配重4出水后，停止卷扬机2运动。
m.将试验平台1移动至试验模型6附近，将与试验模型6连接的水下释放单元5捞起。
n.在试验平台1上，将释放环18和缆绳再次穿过大圆环8，并将释放环放入解脱勾16，通过发射换能器12发射声信号，控制限位杆17的转动，将释放环18锁定在解脱勾16内,以便水下释放单元5重复使用。
Claims (3)
1.大载荷水下释放回收系统，它用于对实验模型(6)进行释放以及对外部配重(4)进行回收，其特征是：它包括：试验平台(7)，搭载于所述试验平台(7)上的发电机(1)、卷扬机(2)、导向滑轮及支架(3)、信号发生器(10)、功率放大器(11)，水下释放单元(5)以及发射换能器(12)；
所述水下释放单元(5)的数量有两个，均包括：顶部设有固定安装孔(13)、底部连接有解脱勾(16)以及限位杆(17)的耐压保护壳体(15)，安装在所述耐压保护壳体(15)内的接收水听器(14)；所述解脱勾(16)的端部设有与所述限位杆(17)相配合的卡槽，所述限位杆(17)在内部电机的控制下旋转，实现与所述解脱勾(16)的分离或结合；两个所述水下释放单元(5)的所述解脱勾(16)上设有释放环(18)；两个所述释放环(18)通过套结有大圆环(8)的缆绳连接；所述接收水听器(14)用于接收所述发射换能器(12)的信号，控制所述限位杆(17)的电机旋转；
所述发电机(1)通过电缆给所述卷扬机(2)供电；所述卷扬机(2)的钢丝绳(9)通过所述导向滑轮及支架(3)与所述外部配重(4)连接；两个所述水下释放单元(5)的顶部固定安装孔(13)通过缆绳连接在一起后与所述试验模型(6)连接，所述水下释放单元(5)底部的所述释放环(18)通过套结有大圆环(8)的缆绳连接，所述大圆环(8)与外部配重(4)通过缆绳连接；
所述信号发生器(10)输出端与所述功率放大器(11)的输入端连接，所述功率放大器(11)的输出端与所述发射换能器(12)连接。
2.如权利要求1所述的大载荷水下释放回收系统，其特征在于：所述卷扬机(2)的钢丝绳(9)上设有刻度。
3.如权利要求1或2所述的大载荷水下释放回收系统，其特征在于：所述外部配重(4)上加装视频监控摄像头和照明设备。
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Cited By (2)
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| CN106005258A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-10-12 | 中国船舶重工集团公司第七〇九研究所 | 大载荷水下释放回收系统 |
| CN112550571A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-03-26 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种高海况下可长期驻守的小型无人水面航行器 |
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