RU183367U1

RU183367U1 - BREAKER FOR RETURNED BOTTOM STATIONS

Info

Publication number: RU183367U1
Application number: RU2018119392U
Authority: RU
Inventors: Вадим Тимофеевич Пака; Александр Петрович Подуфалов; Михаил Робертович Ландер; Алексей Александрович Кондрашов
Original assignee: Вадим Тимофеевич Пака
Priority date: 2018-05-25
Filing date: 2018-05-25
Publication date: 2018-09-19

Abstract

Полезная модель относится к океанографической технике. Размыкатель содержит термоконтейнер, закрепленный на грузонесущей штанге, оснащенный формирователем сигнала на размыкание и батареей электропитания. Исполнительный механизм размыкания состоит из спускового механизма, связанного с формирователем сигнала на размыкание и размыкающего элемента, в виде связанной с якорем пластины, установленной в прорезь на грузонесущей штанге и упирающейся верхним краем в выступающий из термоконтейнера поршень. Внутренняя полость нижней части термоконтейнера герметично отделена установленной крышкой, выполненной с объемом, а поршень установлен в объеме крышки с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Крышка выполнена с отверстием под верхнюю часть поршня меньшего диаметра, которая расположена в полости гильзы. Гильза закреплена на крышке в полости термоконтейнера и снабжена перемычкой в верхней части. Верхняя часть поршня подпружинена, а нижняя часть - снабжена средством для крепления натяжительного приспособления. Спусковой механизм снабжен упором для поршня, выполненным в виде двух стержней, ориентированных вертикально, расположенных друг над другом, установленных в гнезда шарнира. Второй конец верхнего стержня установлен в гнездо на перекладине гильзы, а нижнего стержня - в гнездо на верхней части поршня. Упор установлен с заданным уклоном в средней части при помощи хомута, которым шарнир притянут к колодке, закрепленной на внутренней поверхности гильзы. Хомут выполнен из термоплавкого материала. Подпружиненный резак связан с формирователем сигнала на размыкание. Повышает надежность размыкания без ограничения на минимальную рабочую глубину. 5 ил.The utility model relates to oceanographic technology. The disconnector contains a thermal container mounted on a load-bearing rod, equipped with a trip signal conditioner and a power supply battery. The opening actuation mechanism consists of a trigger associated with the opening signal conditioner and the opening element, in the form of a plate connected to the armature, mounted in the slot on the load-bearing rod and resting against the upper edge of the piston protruding from the thermal container. The inner cavity of the lower part of the thermal container is hermetically separated by an installed cover made with volume, and the piston is installed in the volume of the cover with the possibility of reciprocating movement. The cover is made with a hole for the upper part of the piston of a smaller diameter, which is located in the cavity of the sleeve. The sleeve is mounted on the lid in the cavity of the thermal container and is equipped with a jumper in the upper part. The upper part of the piston is spring-loaded, and the lower part is equipped with means for attaching the tensioner. The trigger mechanism is equipped with an emphasis for the piston, made in the form of two rods oriented vertically, located one above the other, installed in the socket of the hinge. The second end of the upper rod is installed in the socket on the crossbar of the sleeve, and the lower rod is in the socket on the upper part of the piston. The emphasis is set with a given bias in the middle part with a clamp, with which the hinge is pulled to the block fixed on the inner surface of the sleeve. The clamp is made of hot-melt material. The spring-loaded torch is connected to the signal conditioner for opening. Increases opening reliability without limiting the minimum working depth. 5 ill.

Description

Полезная модель относится к океанографической технике, применяемой при рассоединении механической связи между донной станцией и якорем при необходимости ее возвращения на судно.The utility model relates to an oceanographic technique used to disconnect a mechanical connection between a bottom station and an anchor, if necessary, to return it to the ship.

Известны дистанционно- или программно-управляемые размыкатели нагруженных механических связей, применяемые в практике океанографических исследований при работе с притопленными заякоренными станциями для их возвращения в нужный момент времени на поверхность океана, содержащие механический размыкатель, спусковой механизм, блоки излучения и приема кодированных сигналов дистанционного управления спусковым механизмом или, как вариант, таймер для управления спусковым механизмом, и электромагнитное реле, являющееся выходом блока приема сигналов или таймера, и соединенное с механическим размыкателем, спусковой механизм которого приводится в действие изолированными от воды и гидростатического давления элементами, а конечная ступень спускового механизма находится в водной среде под высоким гидростатическим давлением. Спусковой механизм приводится в действие движением штока, выходящего из термоконтейнера через систему уплотнения. Отсоединенная от якоря станция всплывает на поверхность и поднимается на судно. Устройства подобного назначения выпускаются фирмами InterOcean, Sonardyne, Subseasonics, ORE Offshore, Benthos и российскими производителями Санзар (Владивосток), ОКБ ОТ РАН (Москва) и др.Known remotely or software-controlled breakers of loaded mechanical links, used in the practice of oceanographic studies when working with submerged moored stations to return to the ocean surface at the right time, containing a mechanical breaker, trigger mechanism, blocks of radiation and reception of coded remote control trigger signals mechanism, or, as an option, a timer for controlling the trigger mechanism, and an electromagnetic relay, which is the output of the receiving unit signals or timer, and connected to a mechanical circuit breaker, the trigger mechanism of which is activated by elements isolated from water and hydrostatic pressure, and the final stage of the trigger mechanism is in an aqueous medium under high hydrostatic pressure. The trigger mechanism is actuated by the movement of the rod emerging from the thermal container through the sealing system. A station disconnected from the anchor floats to the surface and rises to the ship. Devices of this purpose are manufactured by InterOcean, Sonardyne, Subseasonics, ORE Offshore, Benthos and Russian manufacturers Sanzar (Vladivostok), OKB RAS (Moscow), etc.

Известны размыкатели, не имеющие электромагнитного привода с механическим воздействием на спусковой механизм; в них удержание спускового механизма в закрытом состоянии обеспечивается проволокой, соединяющей детали спускового механизма в положении «заперто». И детали, и проволока расположены снаружи корпуса в морской воде, что позволяет использовать для разрушения проволоки и последующего срабатывания размыкателя эффект электрокоррозии, возникающий по подаче на проволоку электрического напряжения относительно корпуса прибора. Примером такого устройства являются размыкатели Acoustic Release Control System (ARC) компании Desert Star Systems, www.desertstar.com и других производителей. К недостаткам дистанционно- или программно-управляемых размыкателей указанных типов можно отнести то, что при продолжительном пребывании в морской среде они эпизодически не срабатывают при поступлении сигнала на размыкание. Такая нештатная ситуация чревата потерей дорогостоящего оборудования и полученной с его помощью информации. Причинами несрабатывания являются нарушение подвижности деталей спускового механизма, независимо от того, находятся они снаружи, и тогда они подвержены обрастанию и коррозии, или внутри термоконтейнера. Снижение вероятности несрабатывания достигается отказом от размещения ключевых элементов спускового механизма в морской среде и увеличением силы, приводящей спусковой механизм в действие. Источником силы может быть или электрический прибор (мотор, соленоид), питающийся от внутреннего источника, или поршень, перемещающийся под воздействием пружины или наружного гидростатического давления; в последнем случае, сила воздействия на спусковой механизм, пропорциональная площади поршня и глубине погружения прибора, может быть весьма большой при относительно небольших габаритах прибора.Known circuit breakers that do not have an electromagnetic drive with a mechanical effect on the trigger; in them, holding the trigger in the closed state is ensured by a wire connecting the parts of the trigger in the "locked" position. Both the parts and the wire are located outside the casing in seawater, which makes it possible to use the effect of electrocorrosion that occurs when the voltage is applied to the wire relative to the casing of the device for breaking the wire and subsequent operation of the circuit breaker. An example of such a device is the Acoustic Release Control System (ARC) switches from Desert Star Systems, www.desertstar.com and other manufacturers. The disadvantages of remotely or software-controlled breakers of these types include the fact that when they are in the marine environment for a long time, they occasionally do not work when a trip signal is received. Such an emergency situation is fraught with the loss of expensive equipment and information obtained with its help. The causes of failure are violation of the mobility of the trigger mechanism parts, regardless of whether they are outside, and then they are subject to fouling and corrosion, or inside the thermal container. Reducing the probability of failure is achieved by refusing to place the key elements of the trigger mechanism in the marine environment and by increasing the force driving the trigger mechanism. The source of force can be either an electric device (motor, solenoid), powered by an internal source, or a piston moving under the influence of a spring or external hydrostatic pressure; in the latter case, the force exerted on the trigger mechanism, proportional to the area of the piston and the immersion depth of the device, can be very large with relatively small dimensions of the device.

За ближайший аналог заявляемой полезной модели принят размыкатель для возвращаемых подводных аппаратов, запатентованный авторами данной заявки (RU №50756, МПК В63В 22/06, опубл. 27.02.2015 г.), предназначенный для удержания подводных изделий с положительной плавучестью до 3000 Н, содержащий термоконтейнер, закрепленный при помощи кольцевых держателей на грузонесущей штанге и включающий средства подачи командного сигнала на размыкание, батарею электропитания и исполнительный механизм размыкания, выполненный в виде плавающего поршня с выступающим из термоконтейнера элементом, служащим упором в положении удержания рабочей нагрузки для размыкающего элемента, при этом положение упора определяется наличием жидкости, удерживаемой в объеме под поршнем с помощью изолированного от воды и гидростатического давления бистабильного электромагнитного клапана, связанного через электромагнитное реле со средством подачи командного сигнала на размыкание.For the closest analogue of the claimed utility model, a disconnector for returnable underwater vehicles was adopted, patented by the authors of this application (RU No. 50756, IPC ВВВВ 22/06, published on 02.27.2015), designed to hold underwater products with positive buoyancy up to 3000 N, containing a thermal container fixed by means of ring holders on a load-carrying rod and including means for supplying a command signal for opening, a power supply battery and an actuating mechanism for opening, made in the form of a floating piston with a protruding and the thermal container as an element serving as a stop in the position of holding the working load for the opening element, the stop position being determined by the presence of fluid held in the volume under the piston by means of a bistable solenoid valve isolated from water and hydrostatic pressure, connected through the electromagnetic relay with the means for supplying a command signal for opening .

К недостаткам описанного аналога можно отнести отказы в работе описанного размыкателя в условиях, когда силы гидростатического давления на поршень не хватает для преодоления сил сопротивления движению поршня, в то время как все элементы устройства исправны и должны функционировать надлежащим образом. Вероятность отказа повышается, если уменьшается глубина, на которой расположен размыкатель.The disadvantages of the described analogue include failures in the operation of the described circuit breaker under conditions when the hydrostatic pressure on the piston is not enough to overcome the resistance forces to the movement of the piston, while all the elements of the device are operational and must function properly. The probability of failure increases if the depth at which the disconnector is located decreases.

Полезная модель решает проблему создания размыкателя для отсоединения донной станции от якоря, работающего с повышенной надежностью без ограничения на минимальную рабочую глубину, за счет конструктивных изменений спускового механизма размыкателя.The utility model solves the problem of creating a breaker for disconnecting the bottom station from the anchor, working with increased reliability without limiting the minimum working depth, due to structural changes in the trigger mechanism of the breaker.

Для получения необходимого технического результата в размыкателе для возвращаемых донных станций, содержащем закрепленный на грузонесущей штанге термоконтейнер, оснащенный формирователем сигнала на размыкание и батареей электропитания, исполнительный механизм размыкания, состоящий из спускового механизма, связанного с формирователем сигнала на размыкание и включающего поршень, установленный в нижней части термоконтейнера с возможностью возвратно-поступательного перемещения, и размыкающего элемента, выполненного в виде связанной с якорем пластины с опорным вырезом по нижнему краю, установленной в прорезь на грузонесущей штанге под термоконтейнером и упирающейся верхним краем в выступающий из термоконтейнера поршень, находящийся в крайнем нижнем положении при удержании рабочей нагрузки, предлагается внутреннюю полость нижней части термоконтейнера герметично отделить установленной крышкой, выполненной с объемом, уплотнениями на боковых сторонах и ориентированной открытой стороной вниз, а поршень установить в объеме крышки, выполненной с отверстием под верхнюю часть поршня меньшего диаметра, которую расположить в полости гильзы, установленной над крышкой в полости термоконтейнера, закрепленной разъемным соединением на крышке и снабженной перемычкой в верхней части. Расположенную в полости гильзы верхнюю часть поршня предлагается подпружинить, а нижнюю часть поршня снабдить средством для крепления натяжительного приспособления при сборке спускового механизма. Спусковой механизм предлагается снабдить упором для поршня в положении удержания рабочей нагрузки, выполненным в виде двух стержней ориентированных вертикально, расположенных друг над другом, установленных в гнезда шарнира, при этом, второй конец верхнего стержня предлагается установить в гнездо на перекладине гильзы, а нижнего стержня - в гнездо на верхней части поршня. Кроме этого, для установки упора с заданным уклоном в средней части предлагается использовать хомут, выполненный из термоплавкого материала, которым шарнир притянуть к колодке, закрепленной на внутренней поверхности гильзы и снабженной подпружиненным резаком, связанным с формирователем сигнала на размыкание.To obtain the necessary technical result in the disconnector for returning bottom stations, containing a thermal container mounted on a load-carrying rod, equipped with an open signal conditioner and a power supply battery, an actuating opening mechanism consisting of a trigger connected to the opening signal conditioner and including a piston installed in the lower parts of the thermal container with the possibility of reciprocating movement, and a disconnecting element made in the form of a connected with an anchor plate with a support cutout on the lower edge, installed in the slot on the load-bearing rod under the thermal container and abutting the upper edge against the piston protruding from the thermal container, which is in the lowermost position while holding the working load, it is proposed to seal the inner cavity of the lower part of the thermal container with an installed cover made with volume, seals on the sides and oriented open side down, and install the piston in the volume of the cap made with a hole under the top the smaller part of the piston, which is located in the cavity of the liner mounted above the cover in the cavity of the thermal container, secured by a detachable connection on the cover and provided with a jumper in the upper part. It is proposed that the upper part of the piston located in the cavity of the sleeve be spring-loaded, and the lower part of the piston should be equipped with means for attaching the tensioner when assembling the trigger mechanism. It is proposed to provide the trigger mechanism with a stop for the piston in the position of holding the working load, made in the form of two rods oriented vertically, located one above the other, installed in the socket of the hinge, while the second end of the upper rod is proposed to be installed in the socket on the crossbar of the sleeve, and the lower rod - into the socket on top of the piston. In addition, to install the stop with a given slope in the middle part, it is proposed to use a clamp made of hot-melt material, with which the hinge is pulled to a block fixed on the inner surface of the sleeve and equipped with a spring-loaded cutter connected to the signal conditioning transformer.

Удерживать складывающийся упор в выпрямленном положении, когда он создает сопротивление нагрузке и препятствует утапливанию поршня в объеме крышки, предлагается путем притягивания шарнира к колодке, неподвижно закрепленной на внутренней поверхности гильзы на уровне шарнирного соединения стержней, с помощью хомута, который предлагается выполнить из термоплавкого материала, например капрона, и освобождать шарнир, разрезая хомут терморезаком, выполненным, например, из нихромовой проволоки, которая нагревается электрическим током при поступлении команды на размыкание. Пружина на верхней части поршня создает дополнительную силу, втягивающую поршень вовнутрь объема крышки, обеспечивая его срабатывание даже на малых глубинах или в воздухе.It is proposed to hold the folding stop in a straightened position when it creates resistance to the load and prevents the piston from being heated in the lid volume by pulling the hinge to the block, which is fixedly mounted on the inner surface of the sleeve at the level of the hinge connection of the rods, using a clamp, which is proposed to be made of hot-melt material, for example, a capron, and release the hinge, cutting the clamp with a thermoset made, for example, from a nichrome wire, which is heated by electric current at dumbing of the opening command. The spring on the top of the piston creates an additional force that draws the piston into the inside of the cap volume, making it work even at shallow depths or in the air.

На прилагаемых к описанию схемах изображено:The diagrams attached to the description show:

фиг. 1 - размыкатель для возвращаемых донных станций, общий вид в сборе в положении удержания рабочей нагрузки;FIG. 1 - circuit breaker for returned bottom stations, general view of the assembly in the position of holding the workload;

фиг. 2 - то же, после осуществления операции размыкания;FIG. 2 - the same, after the operation of opening;

фиг. 3 - грузонесущая штанга;FIG. 3 - load-carrying rod;

фиг. 4 - термоконтейнер в сборе со схематичным изображением основных компонентов спускового механизма в разрезе в положении с выступающим поршнем, удерживаемым закрепленным натяжительным приспособлением;FIG. 4 - thermal container assembly with a schematic illustration of the main components of the trigger mechanism in the context in position with a protruding piston held by a fixed tensioner;

фиг. 5 - спусковой механизм после срабатывания в разрезе в положении со втянутым поршнем.FIG. 5 - trigger after triggering in the context in position with the piston retracted.

На схемах приняты следующие обозначения: 1 - донная станция; 2 - штанга грузонесущая; 3 - держатель кольцевой; 4 - термоконтейнер; 5 - пластина; 6 - стропа; 7 - якорь; 8 - прорезь; 9 - перемычка; 10 - гнездо; 11 - стержень верхний; 12 - шарнир; 13 - хомут; 14 - резак; 15 - колодка; 16 - гильза; 17 - стержень нижний; 18 - крышка объемная; 19 - шайба; 20 - пружина; 21 - уплотнение; 22 - поршень; 23 - накладка; 24 - шпилька; 25 - гайка; 26 - гнездо резьбовое; h1 - величина выступания поршня; h2 - ход поршня.The following notation is adopted on the diagrams: 1 - bottom station; 2 - load-carrying rod; 3 - ring holder; 4 - thermal container; 5 - plate; 6 - sling; 7 - anchor; 8 - slot; 9 - jumper; 10 - nest; 11 - upper rod; 12 - hinge; 13 - a collar; 14 - cutter; 15 - block; 16 - sleeve; 17 - bottom rod; 18 - volumetric cover; 19 - washer; 20 - spring; 21 - a seal; 22 - a piston; 23 - overlay; 24 - hairpin; 25 - a nut; 26 - threaded socket; h1 is the value of the protrusion of the piston; h2 is the piston stroke.

Предлагаемая конструкция размыкателя выполнена в виде термоконтейнера 4, который закреплен на грузонесущей штанге 2. К верхней части грузонесущей штанги 2 прикреплена удерживаемая под водой донная станция 1, имеющая положительную плавучесть, создающую нагрузку на размыкатель. На нижней части штанги 2 под термоконтейнером 4 выполнена прорезь 8 для установки в ней выполненной с опорным вырезом в нижней части пластины 5, выполняющей функцию размыкающего элемента. В положении удержания рабочей нагрузки верхний край пластины 5 упирается в выступающую часть поршня 22, а к нижней части пластины 5 с помощью стропы 6 прикреплен якорь 7. При срабатывании размыкателя пластина 5 свободно выпадает из прорези 8 и происходит освобождение донной станции 1 от якоря 7.The proposed design of the disconnector is made in the form of a thermal container 4, which is mounted on a load-carrying rod 2. To the upper part of the load-carrying rod 2 is attached a bottom station 1 held under water, which has positive buoyancy, which creates a load on the switch. On the lower part of the rod 2, under the thermal container 4, a slot 8 is made for installation in it made with a support cutout in the lower part of the plate 5, which performs the function of an opening element. In the position of holding the working load, the upper edge of the plate 5 abuts against the protruding part of the piston 22, and the anchor 7 is attached to the bottom of the plate 5 using the sling 6. When the circuit breaker is activated, the plate 5 freely drops out of the slot 8 and the bottom station 1 is released from the anchor 7.

Во внутренней полости нижней части термоконтейнера 4 установлена крышка 18, которая выполнена с объемом и ориентирована открытой стороной вниз, а боковые стороны крышки 18 снабжены уплотнениями 21. Объемная крышка 18 герметично отделяет нижнюю часть термоконтейнера 4 от верхней части, в которой установлена гильза 16, закрепленная на крышке 18 при помощи, например, резьбового соединения. Гильза 16 снабжена перемычкой 9 в верхней части. В оставшейся свободной части термоконтейнера 4 установлен формирователь сигнала на размыкание (не показан) с батареей электропитания. В качестве формирователя сигнала на размыкание предлагается использовать известную схему таймера, программируемого на определенное время срабатывания, или известный приемник дистанционной команды, передаваемой по гидроакустическому каналу.In the inner cavity of the lower part of the thermal container 4, a cover 18 is installed, which is made with the volume and oriented with the open side down, and the sides of the cover 18 are provided with seals 21. The volume cover 18 hermetically separates the lower part of the thermal container 4 from the upper part in which the sleeve 16 is fixed on the lid 18 using, for example, a threaded connection. The sleeve 16 is equipped with a jumper 9 in the upper part. In the remaining free part of the thermal container 4, an open signal conditioner (not shown) with a power supply battery is installed. It is proposed to use a known timer circuit programmable for a specific response time, or a known receiver of a remote command transmitted via a sonar channel, as an open signal generator.

Исполнительный механизм размыкания включает спусковой механизм, а также размыкающий элемент в виде пластины 5, установленной на грузонесущей штанге 2. Спусковой механизм, связанный с формирователем команды на размыкание, включает поршень 22, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения в объеме крышки 18, и упор для поршня 22, расположенный в объеме гильзы 16. Гильза 16 выполнена с технологическими окнами для доступа к деталям спускового механизма (не показаны).The actuation mechanism includes a trigger mechanism, as well as a trip element in the form of a plate 5 mounted on a load-carrying rod 2. The trigger mechanism associated with the trip command generator includes a piston 22 mounted with the possibility of reciprocating movement in the volume of the cover 18, and a stop for the piston 22, located in the volume of the sleeve 16. The sleeve 16 is made with technological windows for access to the details of the trigger mechanism (not shown).

Верхняя часть поршня 22, выполнена с диаметром меньшим, чем нижняя часть. Крышка 18 выполнена с отверстием под верхнюю часть поршня 22, которая расположена в объеме гильзы 16. Верхняя часть поршня 22 снабжена пружиной 20, упирающейся в шайбу 19, удерживаемую штифтом (не показан). При совершении возвратно-поступательного движения поршень 22 в своем крайнем нижнем положении выступает за нижний край крышки 18, в таком положении в него упирается размыкающий элемент - пластина 5 при удержании рабочей нагрузки. Нижняя часть поршня снабжена средством для крепления натяжительного приспособления при сборке спускового механизма, например, это может быть резьбовое гнездо 26. Натяжительное приспособление может быть выполнено, например, в виде накладки 23 на нижнюю часть крышки 18 и закреплено на поршне 22 резьбовым соединением с помощью шпильки 24 и гайки 25 (фиг. 4).The upper part of the piston 22 is made with a diameter smaller than the lower part. The cover 18 is made with a hole for the upper part of the piston 22, which is located in the volume of the sleeve 16. The upper part of the piston 22 is equipped with a spring 20 resting on the washer 19, held by a pin (not shown). When making a reciprocating movement, the piston 22 in its extreme lower position protrudes beyond the lower edge of the cover 18, in this position, the breaking element - plate 5 abuts against it while holding the working load. The lower part of the piston is provided with means for fastening the tensioner during the assembly of the trigger mechanism, for example, it can be a threaded socket 26. The tensioner can be made, for example, in the form of a lining 23 on the lower part of the cover 18 and fixed to the piston 22 by a threaded connection with a pin 24 and nuts 25 (FIG. 4).

Для удержания поршня 22 в крайнем нижнем положении использован упор, элементы которого расположены в объеме гильзы 16. Упор выполнен в виде двух стержней 11 и 17, ориентированных вертикально, расположенных друг над другом, установленных в гнезда шарнира 12. Кроме того, верхний стержень 11 установлен в гнездо 10 на перекладине 9, а нижний стержень установлен в гнездо (не обозначено) на верхней части поршня 22. Упор установлен с заданным уклоном в средней части при помощи хомута 13, которым шарнир 12 притянут к колодке 15, закрепленной на внутренней поверхности гильзы 16.To keep the piston 22 in its lowest position, an emphasis is used, the elements of which are located in the volume of the sleeve 16. The emphasis is made in the form of two rods 11 and 17 oriented vertically, located one above the other, installed in the nests of the hinge 12. In addition, the upper rod 11 is installed in the socket 10 on the crossbar 9, and the lower rod is installed in the socket (not indicated) on the upper part of the piston 22. The emphasis is installed with a given slope in the middle part using the clamp 13, with which the hinge 12 is pulled to the block 15, mounted on the inner surface sleeve case 16.

Таким образом, стержни 11 и 17, образующие упор, выставлены с заданным уклоном от вертикали в средней части упора. Оптимальная величина уклона устанавливается опытным путем. Уклон может быть получен с использованием рассчитанного выступа колодки 15, или, например, используя прокладки (не показаны) между колодкой 15 и внутренней стенкой гильзы 16 и может регулироваться, например, толщиной прокладок (не показаны). Уклон должен быть достаточным, чтобы складывание стержней 11 и 17 после освобождения шарнира 12 продолжалось только за счет боковой составляющей силы давления на поршень 22.Thus, the rods 11 and 17 forming the stop are exposed with a given slope from the vertical in the middle of the stop. The optimal slope value is established empirically. The slope can be obtained using the calculated protrusion of the shoe 15, or, for example, using gaskets (not shown) between the shoe 15 and the inner wall of the sleeve 16 and can be adjusted, for example, by the thickness of the gaskets (not shown). The slope should be sufficient so that the folding of the rods 11 and 17 after releasing the hinge 12 continues only due to the lateral component of the pressure force on the piston 22.

Хомут 13 изготовлен из термоплавкого материала, например, из капрона. Под хомутом 13 установлен подпружиненный резак 14. Резак 14 может быть изготовлен, например, из нихромовой проволоки, нагреваемой током до температуры плавления материала, из которого изготовлен хомут. Ток к резаку 14 подведен по проводам от формирователя сигнала на размыкание, расположенного в свободной части термоконтейнера 4.The clamp 13 is made of a hot-melt material, for example, of kapron. A spring-loaded cutter 14 is mounted under the clamp 13. The cutter 14 can be made, for example, of nichrome wire heated by current to the melting temperature of the material from which the clamp is made. The current to the cutter 14 is connected by wire from the signal conditioner to open located in the free part of the thermal container 4.

Термоконтейнер 4 и все узлы и детали, обеспечивающие изоляцию его внутреннего объема от внешней среды, выбраны с учетом гидростатического давления на максимальной глубине погружения. Сечение грузонесущей штанги 2 и пластины 5 выбраны с учетом максимальной нагрузки. В соответствии с толщиной и высотой пластины 5 выбирается ширина и длина вертикальной прорези 8 в штанге 2. Толщина пластины 5 выбирается с учетом нагрузки, приходящейся на опорный вырез в пластине 5, равной при подъеме донной станции над палубой весу якоря, а при постановке на дно - подъемной силе полезной нагрузки. Динамическая нагрузка на пластину 5 возрастает в разы во время перемещений донной станции, поэтому прочность пластины 5 обеспечивается с соответствующим резервом. Давление пластины 5 на выступающую часть поршня 22 определяется из равенства момента силы нагрузки с плечом, равным смещению точки крепления якоря 7 относительно точки опоры пластины 5 в вырезе 8 грузонесущей штанги 2, приблизительно равным полуширине пластины 5, и момента силы прижатия пластины 5 к выступающей части поршня 22 с плечом, равным расстоянию между точками опоры и касания выступа поршня, приблизительно равному длине пластины. Соответственно, соотношение длины и ширины пластины 5 выбирается с целью ограничения силы, прижимающей пластину 5 к выступающей части поршня 22. Величина выступа поршня h1 выбирается с расчетом обеспечения достаточной величины упора для удержания пластины 5 при максимальных нагрузках, а величина хода поршня h2 не должна быть меньше величины выступа, т.е. h2>h1.The thermal container 4 and all the nodes and parts providing isolation of its internal volume from the external environment are selected taking into account hydrostatic pressure at the maximum immersion depth. The section of the load-carrying rod 2 and plate 5 are selected taking into account the maximum load. In accordance with the thickness and height of the plate 5, the width and length of the vertical slot 8 in the rod 2 are selected. The thickness of the plate 5 is selected taking into account the load falling on the support cutout in the plate 5, which is equal to the weight of the anchor when the bottom station is raised above the deck, and when set to the bottom - payload lift. The dynamic load on the plate 5 increases at times during the movements of the bottom station, therefore, the strength of the plate 5 is provided with an appropriate reserve. The pressure of the plate 5 on the protruding part of the piston 22 is determined from the equality of the moment of the load force with the shoulder equal to the displacement of the anchor point 7 of the anchor relative to the support point of the plate 5 in the cutout 8 of the load-carrying rod 2, approximately equal to the half-width of the plate 5, and the moment of pressing force of the plate 5 to the protruding part piston 22 with a shoulder equal to the distance between the points of support and touch of the protrusion of the piston, approximately equal to the length of the plate. Accordingly, the ratio of the length and width of the plate 5 is selected in order to limit the force pressing the plate 5 against the protruding part of the piston 22. The size of the piston protrusion h1 is selected with the aim of providing a sufficient amount of stop to hold the plate 5 at maximum loads, and the piston stroke value h2 should not be less than the size of the protrusion, i.e. h2> h1.

Описание работы размыкателя.Description of the circuit breaker.

Открывают доступ к спусковому механизму (фиг. 4, 5), вынув из термоконтейнера 4 объемную крышку 18 вместе со всеми закрепленными на ней узлами размыкателя. Включают электронику в режим готовности к приему команды на размыкание по акустическому каналу или от встроенного таймера (не показаны).Open access to the trigger mechanism (Fig. 4, 5) by removing from the thermal container 4 the volume cover 18 together with all the disconnect nodes fixed to it. Turn on the electronics in standby mode for receiving commands to open on the acoustic channel or from the built-in timer (not shown).

Готовят спусковой механизм к приему команды на размыкание. Для этого, как показано на схеме на фиг. 4, в крышку 18 вставляют поршень 22, пропуская верхнюю часть поршня в отверстие крышки 18, и закрепляют на верхнем конце поршня пружину 20 с помощью шайбы 19 и шплинта (не показан). Поршень 22 при этом оказывается полностью утопленным в объеме крышки 18. Для вытягивания поршня 22, при котором преодолевается большое сопротивление пружины 20, применяется натяжительное приспособление, которое, например, может быть выполнено в виде накладки 23 на нижнюю часть крышки 18 и закреплено на поршне 22 резьбовым соединением с использованием резьбового гнезда 26 на нижней части поршня 22. Переместив с помощью натяжительного приспособления поршень 22 в крайнее вытянутое положение, концы стержней 11 и 17 устанавливают в гнезда на шарнире 12.Prepare the trigger to receive the opening command. For this, as shown in the diagram in FIG. 4, a piston 22 is inserted into the cover 18, passing the upper part of the piston into the opening of the cover 18, and the spring 20 is fixed on the upper end of the piston using a washer 19 and a cotter pin (not shown). In this case, the piston 22 is completely recessed in the volume of the cover 18. To extend the piston 22, which overcomes the great resistance of the spring 20, a tensioner is used, which, for example, can be made in the form of a lining 23 on the lower part of the cover 18 and mounted on the piston 22 threaded connection using a threaded socket 26 on the lower part of the piston 22. Having moved the piston 22 to the extreme extended position using the tensioning device, the ends of the rods 11 and 17 are installed in the sockets on the hinge 12.

Удерживая наружные концы стержней 11, 17 напротив гнезд соответственно на перемычке 9 и поршне 22 таким образом, чтобы концы стержней 11, 17 попали в соответствующие гнезда и вся сборка стержней не выпадала из гнезд, наживляют стяжной капроновый хомут 13 так, чтобы он проходил через вырез в колодке и охватывал шарнир 12 и резак 14, после чего, затягивая хомут 13, выставляют стержни 11, 17 в линию с заданным уклоном. Величина уклона регулируется толщиной прокладок (не показаны) между колодкой 15 и внутренней стенкой гильзы 16. Демонтируют натяжительное приспособление, отсоединяя его от резьбового гнезда 26, в результате чего, поршень 22 начинает поджимать выпрямленный упор с силой, обеспечиваемой втягивающей пружиной 20, что соответствует готовности спускового механизма к работе. Вставляют крышку 18 с собранным спусковым механизмом в полость нижней части термоконтейнера 4.Holding the outer ends of the rods 11, 17 opposite the sockets on the jumper 9 and the piston 22, respectively, so that the ends of the rods 11, 17 fall into the corresponding nests and the entire assembly of the rods does not fall out of the nests, bind the coupling nylon clamp 13 so that it passes through the cutout in the block and covered the hinge 12 and the cutter 14, after which, tightening the clamp 13, put the rods 11, 17 in line with a given slope. The slope value is controlled by the thickness of the gaskets (not shown) between the shoe 15 and the inner wall of the sleeve 16. The tensioning device is removed by disconnecting it from the threaded socket 26, as a result, the piston 22 starts to compress the straightened stop with the force provided by the retracting spring 20, which corresponds to readiness trigger to work. Insert the cover 18 with the assembled trigger into the cavity of the lower part of the thermal container 4.

Собирают термоконтейнер 4 и устанавливают его в кольцевые держатели 3 на грузонесущей штанге 2 (фиг. 1). К отверстию в верхней части штанги 2 крепят погружаемую донную станцию 1. Соединяют якорь 7 с пластиной 5 с помощью стропы 6, как это показано в нижней части фиг. 1, и вставляют пластину 5 в прорезь 8 таким образом, чтобы опорный вырез в нижней части пластины 5 лег на нижнюю кромку прорези 8, а верхний край пластины 5 уперся в выступающую нижнюю часть поршня 22. Чтобы пластина 5 не выпадала из прорези 8, ее временно фиксируют в вертикальном положении с помощью стяжного хомута (не показан), удаляемого непосредственно перед спуском станции за борт, когда она будет удерживаться в рабочем положении постоянным прижимом к выступу поршня за счет рабочей нагрузки. Движению пластины 5 вбок препятствует ее размещение в прорези 8. Комбинация пластины 5 и плавающего поршня 22 представляет собой конечное звено исполнительного механизма размыкателя, который срабатывает, когда резак 14 разрушает хомут 13, позволяя совместному действию гидростатического давления на поршень 22 и тянущей пружине 20 переместить поршень 22 вовнутрь объема крышки 18. Поршень 22 удерживается в выдвинутом положении на величину h1 на любой глубине все время, пока он опирается на упор из стержней 11, 17, которые удерживаются от складывания под нагрузкой благодаря хомуту 13, притягивающему шарнир 12 к колодке 15.Collect the thermal container 4 and install it in the ring holders 3 on the load-carrying rod 2 (Fig. 1). An immersible bottom station 1 is attached to the hole in the upper part of the rod 2. Anchor 7 is connected to the plate 5 using a sling 6, as shown in the lower part of FIG. 1, and insert the plate 5 into the slot 8 so that the support cutout in the lower part of the plate 5 lies on the lower edge of the slot 8, and the upper edge of the plate 5 rests on the protruding lower part of the piston 22. So that the plate 5 does not fall out of the slot 8, it temporarily fixed in an upright position using a coupling collar (not shown), removed immediately before the descent of the station overboard, when it will be held in working position by constant pressure against the piston protrusion due to the working load. The movement of the plate 5 to the side is prevented by its placement in the slot 8. The combination of the plate 5 and the floating piston 22 is the final link of the actuator of the circuit breaker, which is triggered when the cutter 14 destroys the clamp 13, allowing the combined action of hydrostatic pressure on the piston 22 and the pulling spring 20 to move the piston 22 inside the volume of the cover 18. The piston 22 is held in an extended position by a value of h1 at any depth as long as it rests on an abutment of the rods 11, 17, which are kept from folding along load due yoke 13, the attracting hinge 12 to the block 15.

Команда на размыкание, подаваемая по акустическому каналу или формируемая встроенным таймером, преобразуется в электрический импульс, поступающий на релейную схему, соединяющую источник напряжения с нагревательным элементом термического резака 14. При этом подпружиненный резак 14 разрезает капроновый хомут 13, стержни 11 и 17 складываются так, как показано на фиг. 5, позволяя поршню 22 переместиться вовнутрь объема крышки 18 на глубину h2, h2>h1, где h1 - выступ поршня 22, лишив пластину 5 упора, следствием чего является срабатывание размыкателя.The opening command, given through the acoustic channel or generated by the built-in timer, is converted into an electric pulse supplied to the relay circuit connecting the voltage source to the heating element of the thermal cutter 14. In this case, the spring-loaded cutter 14 cuts the nylon clamp 13, the rods 11 and 17 are folded so as shown in FIG. 5, allowing the piston 22 to move inside the volume of the cover 18 to a depth of h2, h2> h1, where h1 is the protrusion of the piston 22, depriving the plate 5 of the stop, the result of which is the actuation of the circuit breaker.

Уплотнительные кольца 21 могут создавать значительное сопротивление движению поршня 22, особенно при продолжительном нахождении размыкателя под нагрузкой. В зазоре между поршнем 22 и цилиндрическим каналом в крышке 18 может возникнуть биологическое обрастание, также создающее торможение. Сила F, давящая на поршень площадью S вследствие гидростатического давления Р, F=S⋅P, должна быть больше сопротивления движению поршня, и это требование обеспечивается, начиная с некоторой пороговой глубины. Срабатывание размыкателя на меньшей глубине обеспечивает тянущая пружина, действие которой проверяется при нахождении размыкателя на воздухе: если размыкатель надежно срабатывает на воздухе после длительного пребывания во взведенном состоянии, то его можно использовать по назначению на любых глубинах. Обрастание опорной пластины 5 в прорези 8 штанги 2 может быть причиной удержания пластины 5 после утапливания поршня 22, если боковая составляющая продольной нагрузки, прижимающая пластину 5 к выступу поршня, меньше порога трения. Необходимая сила прижимания определяется заданием ширины пластины 5 при известной величине плавучести донной станции 1.O-rings 21 can create significant resistance to the movement of the piston 22, especially when the breaker is under load for a long time. In the gap between the piston 22 and the cylindrical channel in the cover 18 may occur biological fouling, which also creates inhibition. The force F, which exerts pressure on a piston of area S due to hydrostatic pressure P, F = S⋅P, must be greater than the resistance to movement of the piston, and this requirement is satisfied starting from a certain threshold depth. The operation of the circuit breaker at a shallower depth is provided by a pulling spring, the action of which is checked when the circuit breaker is in the air: if the circuit breaker reliably operates in air after a long stay in a cocked state, it can be used for any purpose at any depth. The fouling of the base plate 5 in the slot 8 of the rod 2 may cause the plate 5 to be held after the piston 22 has been sunk if the lateral component of the longitudinal load pressing the plate 5 against the piston protrusion is less than the friction threshold. The necessary pressing force is determined by setting the width of the plate 5 with a known buoyancy value of the bottom station 1.

Сработавший размыкатель, отсоединивший донную станцию 1 от якоря 7, как это показано на фиг. 2, всплывает вместе с донной станцией 1 на поверхность и выбирается на судно. При необходимости производится очистка размыкателя от обрастания и замена батарей электропитания, требующая доступа в термоконтейнер 4, для чего необходимо снять крышку 18. Повторная сборка исполнительного механизма производится аналогично описанной выше. Отсоединять термоконтейнер 4 от штанги 2 при проведении этой процедуры нет необходимости.The tripped circuit breaker disconnects the bottom station 1 from the armature 7, as shown in FIG. 2, pops up with the bottom station 1 to the surface and selects the ship. If necessary, the circuit breaker is cleaned of fouling and the power supply batteries are replaced, which requires access to the thermal container 4, for which it is necessary to remove the cover 18. The actuator is reassembled as described above. There is no need to disconnect the thermal container 4 from the rod 2 during this procedure.

Таким образом, заявляемый размыкатель, по сравнению с ближайшим аналогом, обеспечивает надежную работу по отсоединению донной станции от якоря независимо от рабочей глубины, на которой происходит отсоединение.Thus, the claimed breaker, in comparison with the closest analogue, provides reliable operation for disconnecting the bottom station from the anchor, regardless of the working depth at which the disconnection occurs.

Claims

A disconnect switch for returning bottom stations, comprising a thermal container fixed to a load-carrying rod, equipped with an open signal conditioner and a power supply battery, an actuating opening mechanism consisting of a trigger connected to the open signal conditioner and including a piston mounted in the lower part of the thermal container with the possibility of a return translational movement, and the disconnecting element, made in the form of a plate connected with the anchor with a support cutout on the lower edge, inserted into the slot on the load-carrying rod under the thermal container and abutting the upper edge against the piston protruding from the thermal container, which is in its lowest position while holding the working load, characterized in that the inner cavity of the lower part of the thermal container is hermetically separated by a mounted cover made with volume, seals on the sides and oriented open side down, and the piston is installed in the volume of the cover, made with a hole under the upper part of the piston of a smaller diameter, which ras laid in the cavity of the sleeve mounted above the cover in the cavity of the thermal container, secured by a detachable connection on the cover and provided with a jumper in the upper part, the upper part of the piston located in the cavity of the sleeve is spring-loaded and the lower part of the piston is provided with means for attaching the tensioner when assembling the trigger, except Moreover, the trigger mechanism is equipped with a stop for the piston in the position of holding the working load, made in the form of two rods oriented vertically, located on each other the other, installed in the joints of the hinge, while the second end of the upper rod is installed in the socket on the crossbar of the sleeve, and the lower rod is in the socket on the upper part of the piston, in addition, a clamp made of hot-melt is used to set the stop with a given bias in the middle part material, with which the hinge is pulled to the block fixed on the inner surface of the sleeve and equipped with a spring-loaded cutter connected to the signal conditioner for opening.