SU1074761A1

SU1074761A1 - Housing for underwater set of hydro-physical instruments

Info

Publication number: SU1074761A1
Application number: SU823453848A
Authority: SU
Inventors: Георгий Степанович Писаренко; Юрий Михайлович Родичев; Григорий Михайлович Охрименко; Валентин Иосифович Наливайко; Андрей Всеволодович Новыш
Original assignee: Институт Проблем Прочности Ан Усср; Институт Земного Магнетизма,Ионосферы И Распространения Радиоволн Ан Ссср
Priority date: 1982-06-17
Filing date: 1982-06-17
Publication date: 1984-02-23

Abstract

КОРПУС ДЛЯ ПОДВОДНОГО КОМПЛЕКСАГИДРОФИЗИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ преимущественно магнитотеллургической станции, содержащий пару секций оболочек вращени , выполненных из хрупкого материала, например стеклокристаллического , имеющих боковую цилиндрическую и торцовую полусферическую поверхности , расположенных соосно между собой и св занных одна с другой посредством опорного узла, соединительного узла со ст жными т гами, снабженными резьбовыми крепежными элементами, и герметизирующего уплотнени с эластичными кольцами, отличающийс тем, что, с целью увеличени полезного объема и повыщени надежности в эксплуатации, он снабжен по крайней мере одной дополнительной парой секций оболочек вращени также из хрупкого материала, например стеклокристаллического, а опорный узел включает жесткую плиту, выполненную со сквозными параллельными отверсти ми , оси которых перпендикул рны ее опорным стенкам, и с продольным каналом. сообщающим между собой эти сквозные отверсти , при этом герметизирующее уплотнение каждой секции оболочки включает кольцевую обойму из пластичного металла с кольцевым пазом в ней, жестка плита выполнена с по крайней мере двумй парами упорных кольцевых соосных буртов на ее опорных противоположных стенках, с которыми сопр жены кольцевые обоймы уплотнени секций, а также с кольцевыми пазами на противоположных опорных стенках , соосными между собой и с соответствующими взаимно противоположными упорными кольцевыми буртами, а эластичные кольца размещены в кольцевых пазах на противоположных опорных стенках жесткой плиты и сопр жены с торцами кольцевых обойм, с кольцевыми пазами которых сопр жены соответственно торцы цилиндри (Л ческих стенок первой и дополнительной пар секций оболочек вращени , расположенных взаимно противоположно одна другой на опорных стенках плиты и скрепленных с кольцевыми обоймами клеевым соединением, причем полости всех пар секций оболочек сообщены между собой через отверсти и продольный канал в жесткой плите, а соединительный узел секций оболочек вклю NJ чает расположенные на одних концах ст ж4;: ных т г и контактирующие с резьбовыми | крепежными элементами прижимные планО5 ки, сопр женные посредством эластичных прокладок с торцовыми полусферическими стенками секций оболочек, при этом другие концы т г, обхватывающих секции оболочек , скреплены с соответствующими противоположными опорными стенками жесткой плиты.CASE FOR UNDERWATER COMPLEX-HYDROPHYSICAL INSTRUMENTS, predominantly of a magnetotellurgical station, containing a pair of sections of rotation shells made of a brittle material, such as a glass-ceramic, having a joint cylindrical and face hemispherical surfaces arranged coaxially with each other and connected to each other by means of a support node, a connecting node with a joint surface and a hemispherical surface that are connected coaxially with each other and connected to each other by means of a support unit, a connecting node threaded with threaded fasteners and a sealing ring with elastic rings, characterized by In order to increase the useful volume and increase reliability in operation, it is equipped with at least one additional pair of sections of rotation shells also made of brittle material, for example glass-ceramic, and the supporting unit includes a rigid plate made with through-passive openings, the axes of which perpendicular to its supporting walls, and with a longitudinal channel. interconnecting these through holes, while the sealing seal of each section of the shell includes an annular holder of ductile metal with an annular groove in it, the rigid plate is made with at least two pairs of axially annular coaxial collars on its supporting opposite walls with which the annular cage seal sections, as well as with annular grooves on opposite supporting walls, coaxial with each other and with the corresponding mutually opposite thrust annular shoulders, and The rings are placed in annular grooves on opposite supporting walls of a rigid plate and mated with the ends of the ring holders, with annular grooves of which are joined respectively by the ends of a cylindrical (L) walls of the first and an additional pair of sections of the shells of rotation mutually opposite one another on the supporting walls of the plate and bonded to the annular clips with an adhesive joint, with the cavities of all the pairs of shell sections communicating with each other through the holes and the longitudinal channel in the rigid plate, and the connecting band sections including The shells NJ chaet disposed on one ends of item x4 ;: GOVERNMENTAL rods and contacting with threaded | fastening elements clamping planes, conjugated by means of elastic pads with end hemispherical walls of the shell sections, while the other ends of the g, which enclose the shell sections, are fastened to the corresponding opposite supporting walls of the rigid plate.

Description

Изобретение относитс к подводной технике , в частности к корпусам дл подводных комплексов гидрофизических приборов.The invention relates to an underwater technique, in particular to housings for underwater complexes of hydrophysical instruments.

Известен корпус дл подводного комплекса гидрофизических приборов, содержащий пару секций оболочек вращени , выполненных из хрупкого материала, например стеклокристаллического, имеющих боковую цилиндрическую и торцовую полусфери:ческую поверхности, расположенных соосно между собой и св занных друг с другом посредством опорного узла, соединительного узла со ст жными т гами, снабженными резьбовыми крепежными элементами , и герметизирующего уплотнени с эластичными кольцами 1.A known housing for an underwater complex of hydrophysical devices, comprising a pair of sections of rotation shells, made of a brittle material, for example glass-ceramic, having a lateral cylindrical and front hemisphere: the coaxial surfaces arranged coaxially with each other and connected to each other by means of a support node; threaded rods with threaded fasteners and a sealing gasket with elastic rings 1.

Недостатками известного корпуса вл ютс малый полезный объем и низка надежность в эксплуатации.The disadvantages of the known hull are low useful volume and low reliability of operation.

Целью изобретени вл етс увеличение полезного объема корпуса и повыщение его надежности в эксплуатации.The aim of the invention is to increase the useful volume of the case and increase its reliability in operation.

Поставленна цель достигаетс тем, что корпус дл подводного комплекса гидрофизических приборов, содержащий пару секций оболочек вращени , выполненных из хрупкого материала, например стеклокристаллического , имеющих боковую цилиндрическую и торцовую полусферическую поверхности , расположенных соосно между собой и св занных одна с другой посредством опорного узла., соединительного узла со ст жными т гами, снабженными резьбовыми крепежными элементами, и герметизирующего уплотнени с эластичными кольцами , снабжен по крайней мере одной дополнительной парой секций оболочек вращени также из хрупкого материала, например стеклокристаллического, а опорный узел включает жесткую пЛиту, выполненную со сквозными параллельными отверсти ми, оси которых перпендикул рны ее опорным стенкам, и с продольным каналом, сообщающим между собой эти сквозные отверсти , при этом герметизирующее уплотнение каждой секции оболочки включает кольцевую обойму из пластичного металла с кольцевым пазом в ней, жестка плита выполнена с по крайней мере двум , парами упорных кольцевых соосных буртов на ее опорных противоположных стенках, с которыми сопр жены кольцевые обоймы уплотнени секций, а также с кольцевыми пазами на противоположных опорных стенках, соосными между собой и с соответствующими взаимно противоположными упорными кольцевыми буртами, а эластичные кольца размещены в кольцевых пазах на противоположйых опорных стенках жесткой плиты и сопр жены с торцами кольцевых обойм, с кольцевыми пазами которых сопр жены соответственно торцы цилиндрических стенок первой и дополнительной пар секций оболочек вращени , расположенных взаимно противоположно одна другой на опорных стенках плиты и скрепленных с кольцевыми обоймами клеевым соединением,причем полости всех пар секций оболочек сообщены между собой через отверсти и продольный канал в жесткой плите, а соединительный узел секций оболочек включает расположенные на одних концах ст жных т г и контактирующие с резьбовъши крепежными элементами прижимные планки, сопр женные посредством эластичных прокладок с торцовыми полусферическими стенками секций оболочек, при этом другие концы т г, обхватывающих секции оболочек, скреплены с соответствующими противоположными опорными стенками жесткой плиты.The goal is achieved by the case for an underwater complex of hydrophysical devices containing a pair of sections of shells of rotation made of a brittle material, for example glass-ceramic, having lateral cylindrical and front hemispherical surfaces arranged coaxially with each other and connected to each other through a support node., a connecting unit with tightening rods equipped with threaded fasteners and a sealing seal with elastic rings is provided with at least about An additional pair of sections of the shells of rotation is also made of fragile material, for example glass-ceramic, and the support assembly includes a rigid plite made with through parallel holes, the axes of which are perpendicular to its support walls, and with a longitudinal channel that connects these through holes with each other the sealing seal of each section of the shell includes an annular holder of ductile metal with an annular groove in it, the rigid plate is made with at least two pairs of thrust annular coaxial x shoulders on its supporting opposite walls, with which the annular clamps of the seals of the sections adjoin, and also with annular grooves on the opposite supporting walls coaxial with each other and with corresponding mutually opposite thrust annular collars, and elastic rings are placed in the annular grooves at the opposite supporting walls rigid plate and mating with the ends of the ring holders, with annular grooves of which are matched respectively, the ends of the cylindrical walls of the first and additional pairs of shell sections are rotated mutually opposite one another on the support walls of the plate and glued to the annular holders, the cavities of all the pairs of shell sections are connected to each other through the holes and the longitudinal channel in the rigid plate, and the connecting node of the shell sections includes straps located at one end and clamping strips in contact with threads with fasteners, coupled by means of elastic pads to end hemispherical walls of the cladding sections, while the other ends are g, o seizing sections of shells, fastened with the corresponding opposite supporting walls of a rigid plate.

На фиг. 1 изображен корпус дл подводного комплекса гидрофизических приборов , продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (элементы креплени не показаны).FIG. 1 shows a housing for an underwater complex of hydrophysical instruments, a longitudinal section; in fig. 2 shows section A-A in FIG. 1 (fasteners not shown).

Корпус дл подводного комплекса гидрофизических приборов магнитотеллургической станции содержит пару секций I оболочек вращени , выполненных из хрупкого мзг териала, например стеклокристаллического, имеющих боковую цилиндрическую а и торцовую полусферическую б поверхности, расположенных соосно между собой и св занных друг с другом посредством опорного узла , соединительного узла со ст жными т гами 2, снабженными резьбовыми крепежными элементами-гайками 3, и герметизирующего уплотнени с эластичными кольцами 4.The housing for the underwater complex of hydrophysical instruments of the magnetotellurgical station contains a pair of sections I of the shells of rotation made of brittle material, such as glass-ceramic, having a lateral cylindrical a and a hemispherical end surface b coaxially interconnected and connected to each other by means of a support node, a connecting node with tension bolts 2, provided with threaded fasteners-nuts 3, and a sealing seal with elastic rings 4.

Корпус снабжен по крайней мере одной дополнительной парой секций 5 оболочек вращени также из хрупкого материала, например стеклокристаллического, а опорный узел включает жесткую плиту б, выполненную со сквозными параллельными отверсти ми 8, оси которых перпендикул рны ее опорным стенками г, и с продольным каналом д, сообщающим между собой эти сквозные отверсти в.The housing is provided with at least one additional pair of sections 5 of the shells of rotation also of brittle material, such as glass-ceramic, and the support assembly includes a rigid plate b made with through parallel holes 8, the axes of which are perpendicular to its supporting walls r, and with a longitudinal channel d interconnecting these through holes in.

Герметизирующее уплотнение каждой секции 1 и 5 оболочки включает кольцевую обойму 7 из пластичного металла с кольцевым пазом е в ней, жестка плита б выполнена с по крайней мере двум парами упорных кольцевых соосных буртов 8 на упом нутых ее опорных противоположных стенках г, с которыми сопр жены кольцевые обоймы 7 уплотнени секций, а также с кольцевыми пазами на противоположных опорных стенках г, соосными между собой и с соответствующими взаимнопротивоположными упорными кольцевыми буртами 8. Эластичные кольца 4 размещены в кольцевых пазах на противоположных опорных стенках г жесткой плиты б и сопр жены с торцами кольцевых обойм 7, с кольцевыми пазами последних из которых сопр жены соответственно торцы ж цилиндрическихThe sealing seal of each section 1 and 5 of the shell includes an annular holder 7 of ductile metal with an annular groove e in it, a rigid plate b is made with at least two pairs of thrust annular coaxial shoulders 8 on its supporting opposite walls g with which it is associated annular clamps 7 seals sections, as well as with annular grooves on opposite supporting walls g, coaxial with each other and with corresponding mutually opposite thrust annular shoulder 8. Elastic ring 4 is placed in the annular grooves on opposite supporting walls of a rigid plate b and mated with the ends of the annular holders 7, with the annular grooves of the latter of which are matched respectively the ends of the cylindrical

стенок первой и дополнительной пар секций Г и 5 оболочек .вращени , расположен ных взаимно противоположно друг другу на опорных стенках г плиты 6 и скрепленных с кольцевыми обоймами клеевым соединением 9.the walls of the first and additional pairs of sections G and 5 shells of rotation, which are mutually opposite to each other on the supporting walls of plate 6 and fastened to the ring-shaped holders by an adhesive joint 9.

Полости и всех пар-секций 1 и 5 оболочек сообщены между собой через отверсти в и продольный канал д в жесткой плите 6. Соединительный узел секций оболочек включает . расположенные на одних концах упом нутых ст жных т г 2 и контактирующие с резьбовыми крепежными элементамигайками 3 прижимные планки 10, сопр жен ные посредством эластичных прокладок 11 с торцовыми полусферическими поверхност ми б секций оболочек. Другие концы т г 2, охватывающих секции оболочек, скреплены с соответствующими противоположными опорными стенками г жесткой плиты 6.Cavity and all par-sections 1 and 5 shells are interconnected through the holes in the longitudinal channel d in a rigid plate 6. The connecting node of the sections of shells includes. 3 clamping straps 10, which are located at one end of the said clamping tg 2 and are in contact with the threaded fasteners with nuts and 3, are connected by means of elastic pads 11 to the end hemispherical surfaces of the shell sections. The other ends of t g 2, covering sections of shells, are fastened with the corresponding opposite supporting walls g of a rigid plate 6.

Преимуществом предлагаемого корпуса вл етс наличие индивидуальных прижимов дл каждой секции, контактирующих с внещними сферическими поверхност ми через эластичные прокладки. Это не только упрощает сборку и обслуживание корпуса, но также способствует уменьшению величины раст гивающих напр жений в хрупкой cekции, обусловленных эксцентричным приложением осевой нагрузки из-за возможной неравномерности зат жки гаек на т гах.The advantage of the proposed housing is the presence of individual clamps for each section in contact with external spherical surfaces through elastic pads. This not only simplifies the assembly and maintenance of the hull, but also helps to reduce the amount of tensile stresses in the fragile section caused by the eccentric application of axial load due to the possible unevenness of tightening the nuts on the rods.

Дл электрических соединений с внещними датчиками аппаратуры, монтируемой в корпусе, используют герморазъемы. Дл их установки в плите 6 выполнены отверсти , которые при испытани х закрывают заглушками 12 с уплотн ющими кольцами 13, поджатие которых осуществлено завинчиванием винтов 14 в плиту б, проход щих через отверстие заглущки 12.Sealed connectors are used for electrical connections to external sensors of equipment mounted in the housing. For their installation in the plate 6, holes are made, which, when tested, are closed with plugs 12 with sealing rings 13, which are pressed in by screwing the screws 14 into plate B passing through the opening of the plug 12.

Одним из возможных вариантов изготовлени хрупкой секции, составной вдоль осииз цилиндрического колпака 15 с полусферической оконЦовкой и трех цилиндрических элементов-колец 16, показан на фиг. 2. Стекл нные элементы получены прессованием- по торцовым поверхност м и склеены между собой эпоксидным составом: клеевые щвы защищены от контакта с внещней средой герметиком 17. Конусность прессованных элементов достигает 1,5-2,0°. В процессе сборки колец 16 и колпака 15 сочлен ют торцовые поверхности одинаковых размеров, ориентиру их при этом вокруг вертикальной оси так, чтобы относительное свисание кромок элементов не превышало заданной величины.One of the possible options for manufacturing a fragile section, integral along the axis of the cylindrical cap 15 with a hemispherical windowing and three cylindrical ring elements 16, is shown in FIG. 2. Glass elements are obtained by pressing on the end surfaces and glued together with an epoxy composition: adhesive gaps are protected from contact with the external medium by a sealant 17. The taper of the pressed elements reaches 1.5-2.0 °. In the process of assembling the rings 16 and the cap 15, the end surfaces of the same size are joined together, orienting them around the vertical axis so that the relative overhang of the edges of the elements does not exceed a predetermined value.

Цилиндрические поверхности колпака 15 и кольца 16 механической обработке не .под-, вергают. ИмевцГие место на них дефекты, обусловленные состо нием рабочих поверхностей пуансона и матрицы при прессовании гор чего стекла, на прочность конкретныхThe cylindrical surfaces of the cap 15 and the rings 16 are not mechanically machined. There are defects on them, due to the condition of the working surfaces of the punch and die when pressing hot glass, for the strength of concrete

изделий вли ни не оказывают. Острые кромки притуплены фасками 0,5 х 45°.products do not have any influence. The sharp edges are chamfered by 0.5 x 45 °.

Склеивание элементов 15 и 16 между собой , а также вклеивание торца секции 5 в углубление пластичных металлических обойм 7 осуществл етс эпоксидным составом по известной технологии. После затвердевани кле все клеевые щвы защищаютс герметиком.The bonding of the elements 15 and 16 between themselves, as well as the gluing of the end of section 5 into the recess of ductile metal clips 7, is carried out with an epoxy composition according to known technology. After the adhesive hardens, all adhesive gaps are protected with a sealant.

Сборку экспериментального корпуса осуществл ют в следующей последовательности.The experimental body is assembled in the following sequence.

00

На обезжиренное и насухо вытертую плиту 6 устанавливают эластичные кольца 4. и хрупкие секции 1 и 5, фиксацию которых в радиальном направлении осуществл ют сElastic rings 4 and brittle sections 1 and 5 are installed on the defatted and wiped-out plate 6, and fragile sections 1 and 5, which are fixed in the radial direction with

5 помощью кольцевых буртов, выполненных соосно с-соответствующими отверсти ми. Затем в плиту 6 завинчиваютс т ги 2, на сферическую поверхность соответствующей хрупкой секции 1 и 5 устанавливаютс прокладки 11 и планки 10 и навинчивают гай0 ки 3. Кажда планка 10 подт гиваетс к плите усилием зат жки четырех т г 2.5 using annular collars made coaxially with the corresponding holes. Then the plates 2 are screwed into the plate 6, the gaskets 11 and the strips 10 are installed on the spherical surface of the corresponding fragile section 1 and 5, and the screws 3 are screwed in on the screws 3. Each plate 10 is tightened to the plate by tightening four tons r 2.

После креплени и герметизации хрупких секций, установленных на одной стороне основани , сборку проворачивают относительно горизонтальной оси на 180° и в опи5 санной последовательности креп т аппаратуру , предназначенную дл подводных исследований , например магнитометр, электрополимер , программно-командный блок и батарею питани . Затем устанавливаютс хрупкие секции 1 и 5. Сборку корпуса заканчи0 вают установкой герморазъемов или заглушек 12.After securing and sealing fragile sections mounted on one side of the base, the assembly is rotated about a horizontal axis by 180 ° and, in a described sequence, equipment is installed for underwater exploration, such as a magnetometer, electropolymer, program-command unit and a power supply battery. The fragile sections 1 and 5 are then installed. The housing assembly is terminated by the installation of the pressure connectors or the plugs 12.

Аппаратура исследовательского гидрофизического и геофизического комплекса, а также источники питани креп тс к пли5 те 6, в полост х которой имеютс (на фиг. 1 условно не показаны) посадочные места дл фиксации конструктивных элементов приборов . При необходимости, крепление аппаратуры может осуществл тьс к обойме 7. Дл постановки корпуса гидрофизичес0 кого комплекса в реальных услови х в океане используют вспомогательные конструктивные элементы, на которых монтируетс корпус , внешние датчики, постановочные средства ( корное устройство, тросы, поплавкиThe equipment of the research hydrophysical and geophysical complex, as well as power sources, are attached to platform 6, in the cavities of which there are (conventionally not shown in Fig. 1) seating for fixing the structural elements of the instruments. If necessary, the equipment can be fastened to the yoke 7. To set up the hull of a hydrophysical complex in real conditions in the ocean, auxiliary structural elements are used on which the hull is mounted, external sensors, staging tools (main device, cables, floats

5 и т.д., .на чертежах не показано).5, etc., not shown in the drawings).

Предназначенную дл морских исследований собранную систему опускают на тросе (или другими средствами) на заданную глубину океана, где в течение требуемого времени провод т измерени и регистрацию гео физических параметров.The assembled system intended for marine research is lowered on a cable (or by other means) to a predetermined depth of the ocean, where geo-physical parameters are measured and recorded during the required time.

Предлагаемый корпус дл гидрофизического комплекса приборов существенно расшир ет возможности осуществлени геофизического и гидрофизических эксперимен , тов. Практически неограниченна возможность наращивани внутреннего рабочего объема без снижени прочности и критического давлени потери устойчивости позвол ет использовать корпус в качестве универсального средства жизнеобеспечени любого комплекса геофизической аппаратуры, федназначенного дл глубоководных исследований океана.The proposed housing for the hydrophysical instrument cluster significantly expands the possibilities of carrying out geophysical and hydrophysical experiments, comrade. The practically unlimited possibility of increasing the internal working volume without reducing the strength and critical pressure buckling makes it possible to use the hull as a universal means of life support for any complex of geophysical equipment fed in for deep-sea exploration of the ocean.

В частности, в магнитотеллургической станции, дл которой разработан указанный корпус, установлены феррозондовый -Л 6 11In particular, in the magnetotellurgical station, for which the casing was designed, a fluxgate-6 6 11

Фиг.11

трехкомпонентный магнитометр и а,вухкомпонентный электрополемер, позвол ющие производить глубинное электромагнитное зондирование земной коры в океане. Одновременно можно исследовать также и гидрофизические napajvietpbi (напр«мер, температуру , соленость, направление и скорость морского течени и т.д.). // /ffa three-component magnetometer and a, a single-component electropolemer, which allow deep electromagnetic sounding of the earth's crust in the ocean. Hydrophysical napajvietpbi (eg measures, temperature, salinity, direction and speed of the sea current, etc.) can also be explored simultaneously. // / ff

Claims

HOUSING FOR THE UNDERWATER COMPLEX OF HYDROPHYSICAL INSTRUMENTS, mainly of a magnetotellurgical station, containing a pair of sections of shells of revolution made of brittle material, for example, glass-crystalline, having a lateral cylindrical and end hemispherical surface, located coaxially with each other and connected to each other by a support unit, a connecting unit with tie rods equipped with threaded fasteners, and a sealing ¹ seal with elastic rings, characterized in that o, in order to increase the usable volume and increase the reliability in operation, it is equipped with at least one additional pair of sections of shells of revolution also of brittle material, for example, glass, and the support unit includes a rigid plate made with through parallel holes, the axes of which are perpendicular to its supporting walls, and with a longitudinal channel communicating with each other through holes, while the sealing seal of each section of the shell includes an annular cage of ductile metal with an annular groove in it, the rigid plate is made with at least two pairs of persistent annular coaxial collars on its opposing supporting walls, to which the annular rings of the section sealing are mated, as well as annular grooves on the opposite supporting walls, coaxial with each other and with corresponding mutually opposite Burt thrust ring and the elastic ring are arranged in annular grooves on opposite walls of the rigid supporting plate and annular end faces are conjugate with _l O yokes, with annular grooves which are conjugated § The ends of the cylindrical walls of the first and additional pairs of sections of shells of revolution, mutually opposite to each other on the supporting walls of the plate and fastened with annular clips by adhesive connection, are shown, moreover, the cavities of all pairs of sections of shells are interconnected through holes and a longitudinal channel in a rigid plate, and the connecting the node of the sections of the shells includes clamping bars coupled at the ends of the tie rods and in contact with threaded fasteners cing gaskets with the end walls of the hemispherical shell sections, while the other ends of the rods, shells bow section, secured to respective opposite support walls rigid plate.

I07476I