SU1199701A1

SU1199701A1 - Буй с регулируемой плавучестью

Info

Publication number: SU1199701A1
Application number: SU833635695A
Authority: SU
Inventors: Валентин Федорович Погорелов
Original assignee: Отделение Гидроакустики Морского Гидрофизического Института Ан Усср
Priority date: 1983-06-29
Filing date: 1983-06-29
Publication date: 1985-12-23

Abstract

БУЙ С РЕГУЛИРУЕМОЙ ПЛАВУЧЕСТЬЮ , содержащий оболочку плавучести , в верхней части которой расположен управл емый клапан выпуска из нее газа, а в нижней ее части выполнено отверстие дл прохода забортной воды, газогенератор с управл емым клапаном подачи газа в полость оболочки и датчик состо ни плавучести , имеющий закрепленный одним концом -J с возможностью поворота относительно горизонтальной оси рычаг, на свободном конце которого, взаимодействующем с контактами устройства автоматического управлени , закреплен жесткий поплавок, при этом датчик состо ни плавучести установлен внутри оболочки, а устройство автоматического управлени св зано с указанными клапанами , отличающийс тем, что, с целью повышени точности гидрофизических измерений путем обеспечени удержани бу на заданной глубине, рычаг датчика состо ни плавучести установлен на уровне, выше которого объем оболочки плавучести бу равен разности между величиной отношени массы бу к плотности воды и объемом водонепроницаемой части бу , а контакты устройства $ автоматического управлени расположены (Л вертикально один над другим.

Description

со со

sj

//

. 1

Изобретение относитс к области техники освоени и исследовани океана, в частности к гидрофизическим бу м с регулируемой плавучестью.

Целью изобретени вл етс повышение точности гидрофизических измерений путем обеспечени удержани бу на заданной глубине.

На фиг. 1 схематично изображен буй с регулируемой плавучестью; на фиг. 2 - блок-схема устройства автоматического управлени ; на фиг. 3 - датчик состо ни плавучести; на фиг. 4 - буй при его положительной плавучести в среде; на фиг. 5 - то же, при его нулевой плавучести в среде; на фиг. б - то же, при его отрицательной плавучести в среде.

Буй содержит оболочку 1 плавучести, в верхней части которой расположен управл емый клапан 2 выпуска газа из оболочки, а в нижней части ее выполнено отверстие 3 дл прохода забортной воды. Буй имеет газогенератор 4 с управл емым клапаном 5 подачи газа в полость оболочки по трубопроводу 6 и датчик 7 состо ни плавучести, установленный внутри оболочки на уровне, выше которого объем оболочки равен разности между величиной отношени массы бу к плотности воды и объемом водонепроницаемой части бу , т. е. на уровне, соответствующем значению нулевой плавучести (НП) бу в среде.

Устройство автоматического управлени включает управл ющие узлы 8 и 9 газовых клапанов 2 и 5, а также командный блок 10 (фиг. 2). К бую присоединены измерительные приборы II.

Датчик 7 состо ни плавучести, выполненный в виде поплавка положительной плавучести (фиг. 3), содержит установленный одним концом на горизонтальной оси 12 рычаг 13, на другом конце которого, размещенном между вертикально расположенными контактами 14 и 15 устройства автоматического управлени , закреплен поплавок 16 с приведенной плотностью меньше плотности воды.

Буй работает следующим образом.

Оболочка плавучести бу сообщена с забортной водой через свободный лроход внизу. При этом, если оболочка не заполнена водой, то буй имеет положительную плавучесть, а если заполнена - то отрицательную. Но поскольку процесс вытеснени и заполнени оболочки водой происходит непрерывно, то удовлетвор ютс услови теоремы Коши о промежуточных значени х непрерывной функции и по следствию № 1 из этой теоремы между двум значени ми плавучести разного знака существует значение плавучести бу , равное нулю. Это означает, что существует уровень, при достижении которого поверхностью , вошедщей в оболочку забортной воды, буй имеет НП, т. е. уравновешен в среде . При этом массовое водоизмещение бу в подводном положении равно массе бу .

Если m - масса бу , VH - объем непроницаемой дл воды части бу , Vr - переменный газовый объем в верхней части оболочки плавучести, не зан тый забортной водой, р - плотность воды и g - ускорение свободного падени , то при состо нии равновеси погруженного бу . В этом случае сила веса Р бу уравновешена силой плавучести F. Поскольку , а F (Ун-(-Уг) X Xpg, то условие равновеси запишетс как

mg (VH-f-Vr) pg, откуда окончательна формула примет вид Vr m/p-VH. Таким образом, датчик 7 установлен на уровне выше которого объем оболочки Vr определен параметрами ш, VH и р по указанной формуле .

Датчик 7 состо ни плавучести работает следующим образом.

Объем, занимаемый газом в оболочке, , и уровень забортной воды в оболочке взаимно св заны. При этом могут быть три случа , показанные на фиг. 4-6: уровень воды в

0 оболочке ниже, выще или совпадает с уровнем НП. В первом случае буй имеет положительную плавучесть (фиг. 4), во втором - отрицательную (фиг. 6) и в третьем - нулевую (фиг. 5). Соответственно этому датчик 7, установленный на уровне НП внутри оболочки 1, имеет три рабочих положени : опущен, подн т и горизонтален, что отражает три состо ни плавучести бу . Момент перехода бу от одного состо ни плавучести к другому сопровождаетс соответствующим изменением рабочего положени датчика 7. Опущенный датчик действует на нижние контакты 15 силой своего веса в воздухе, а подн тый - на верхние контакты 14 силой плавучести в жидкости. Эти усили можно измен ть, задава характеристики поплавка 16., а также устанавлива контакты 14 и 15 на различных рассто ни х (по горизонтали) от оси 12. Измен рассто ние по вертикали между этими контактами и уровнем НП, можно соответственно измен ть задержку подачи сигнала на управл емые газовые клапаны 2 и 5. Выполнение датчика 7 в виде поплавка положительной плавучести обеспечивает точность работы благодар четкой и однозначной реакции на колебани уровн поверхности забортной

воды в оболочке. Кроме того, нахождение датчика внутри оболочки предохран ет его как от повреждений в процессе эксплуатации, так и от воздействи внешних факторов среды , что способствует надежности работы в долговременном автономном режиме.

Погружение бу , плавающего на поверхности воды, осуществл етс по сигналу командного блока 10: открываетс клапан 2, газ из оболочки 1 стравливаетс наружу и оболочка снизу через отверстие 3 заполн етс водой, уровень которой внутри оболочки поднимаетс (фиг. 4). Одновременно положительна плавучесть бу под действием силы т жести уменьщаетс и буй начи

Claims

БУЙ С РЕГУЛИРУЕМОЙ ПЛАВУЧЕСТЬЮ, содержащий оболочку плавучести, в верхней части которой расположен управляемый клапан выпуска из нее газа, а в нижней ее части выполнено отверстие для прохода забортной воды, газогенератор с управляемым клапаном подачи газа в полость оболочки и датчик состояния плавучести, имеющий закрепленный одним концом с возможностью поворота относительно горизонтальной оси рычаг, на свободном конце которого, взаимодействующем с контактами устройства автоматического управления, закреплен жесткий поплавок, при этом датчик состояния плавучести установлен внутри оболочки, а устройство автоматического управления связано с указанными клапанами, отличающийся тем, что, с целью повышения точности гидрофизических измерений путем обеспечения удержания буя на заданной глубине, рычаг датчика состояния плавучести установлен на уровне, выше которого объем оболочки плавучести буя равен разности между величиной отношения массы буя к плотности воды и объемом водонепроницаемой части буя, а контакты устройства автоматического управления расположены вертикально один над другим.

фиг. 1