CN104229075A - 一种机械式水下定深解脱装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机械式水下定深解脱装置，包括外套筒、内套筒、密封滑块和弹簧，外套筒的内径与内套筒的外径形成间隙配合，密封滑块和弹簧置于内套筒内，内套筒顶端螺纹孔旋入浮球挂杆，外套筒的下端与悬挂深海潜标的仪器挂杆通过紧固螺栓固定在一起。内套筒上设置圆孔，多个圆孔等间隔等高度排列，圆孔内放入滚珠。外套筒内壁和密封滑块下部外侧分别设置凹槽，凹槽数量分别与内套筒上设置的圆孔数量相等，多个凹槽分别在外套筒内壁和密封滑块下部外侧等间隔等高度排列。该装置将分别设置凹槽和圆孔的外套筒和内套筒与设置凹槽并随水深压力移动的密封滑块通过滚珠结合，实现连接外套筒的潜标与连接内套筒的浮球的连接和分离，具有结构简单、造价低廉、性能稳定、使用方便的特点。
Description
技术领域
本发明涉及水下装置，特别是涉及一种实现水下结构分离的装置。
背景技术
随着人类对深海探索的不断深入，海洋环境观测潜标的布放深度也在不断增加。深海潜标是携带多种观测仪器的水下浮标，设置在深海水中，从水面投放并由锚系装置锚泊在海底。深海潜标携带的观测仪器测量多种海洋环境要素。
深海潜标自身重量可能达到1吨以上，如果设备不加保护直接从水面投放，在水中下降过程中，其下落速度将不断增大。这种情况下，潜标直接触碰海底后形成的冲击力将有可能对潜标和所搭载的观测仪器造成破坏性的影响。
为避免潜标布放时水中下降速度过快，通常是在潜标上增加浮球，提升整体浮力。然而，这又带来了另外的问题，浮球随潜标沉入海底后，其浮力影响了潜标的姿态稳定性，遇到侧向海流后，容易漂离原有位置，使得测量数据与地理位置的对应关系出现混乱。为此，在浮球与潜标间增加解脱装置，一方面可以保证潜标下落速度不至于过大，另一方面也可以使潜标到达海底后与浮球分离，不影响潜标工作状态。目前，常用的解脱装置有两种：一种是声学控制装置，通过水面船只发出特定声频信号控制装置动作实现解脱；另一种是带压力传感器的解脱装置，在达到一定深度后自行解脱。
但是，以上两种解脱装置都需要内置电路、电池和传感器，造价较高，在海上作业时一旦丢失，损失较大。而且，电路和传感器连接信号的偶然失误都会给解脱作业和深海潜标的布设带来更大的损害。
发明内容
针对现有技术的深海潜标与布放浮球间解脱装置所存在的问题，本发明推出了一种新的机械式水下定深解脱装置，将分别设置凹槽和圆孔的外套筒和内套筒与设置凹槽并随水深压力移动的密封滑块通过滚珠结合，实现连接外套筒的潜标与连接内套筒的浮球的连接和分离，无需依赖传感器和电路即可实现浮球与潜标在水下一定深度范围内的解脱分离。
本发明涉及的机械式水下定深解脱装置主体为圆柱形结构，包括外套筒、内套筒、密封滑块和弹簧，内套筒下部插在外套筒上部内，外套筒的内径与内套筒的外径形成间隙配合，密封滑块和弹簧置于内套筒内，密封滑块为圆柱体，弹簧位于密封滑块上部。内套筒上端连接悬挂浮球的浮球挂杆，外套筒的下端连接悬挂深海潜标的仪器挂杆。
内套筒顶端设有螺纹孔，螺纹孔的螺纹与浮球挂杆下部螺杆上的螺纹对应，使浮球挂杆可旋入内套筒，内套筒顶端螺纹孔内灌注环氧树脂。
内套筒底部设置透水孔，与海水导通，使位于内套筒内的密封滑块感应外界压力。密封滑块上部设置O型圈。
内套筒上设置圆孔，多个圆孔等间隔等高度排列。圆孔内放入滚珠，圆孔的直径略大于滚珠直径，滚珠的半径与内套筒壁厚相等。
外套筒内壁和密封滑块下部外侧分别设置凹槽，凹槽数量分别与内套筒上设置的圆孔数量相等，多个凹槽分别在外套筒内壁和密封滑块下部外侧等间隔等高度排列。凹槽宽度比滚珠直径略大，凹槽深度与滚珠半径一致。
外套筒的下端与悬挂深海潜标的仪器挂杆通过紧固螺栓固定在一起。
本装置在使用时，先旋转浮球挂杆，顶住内套筒内的弹簧，使弹簧形成一定的弹力将密封滑块顶入内套筒的底部，再在内套筒的顶部与浮球挂杆之间灌注环氧树脂，防止浮球挂杆使用时转动改变弹力，同时也起到密封的作用。然后使用缆绳在浮球挂杆和仪器挂杆上分别连接浮球与潜标，滚珠处于内套筒的圆孔和外套筒的凹槽内，浮球与潜标通过内套筒与外套筒的锁紧连接一起。然后，在选定的海域进行潜标投放，设备投放入水后，随着仪器下降，密封滑块底部受到的海水压力逐渐增大，当压力超过弹簧弹力后，密封滑块开始上移，密封滑块的凹槽移动到滚珠所在位置时，滚珠受到内套筒向上和外套筒向下的剪切力，由于滚珠球形的外形，滚珠开始向密封滑块的凹槽内移动，当完全被挤入密封滑块的凹槽内时，内套筒与外套筒之间不再锁紧并分离，潜标继续下降，浮球开始上升，解脱操作完成。
当需要调整解脱深度时，仅需旋转浮球挂杆，使弹簧弹力改变，对应的密封滑块发生滑动所需的外界压力将会改变，即可在不同压力对应的深度实现解脱。
本发明涉及的机械式水下定深解脱装置利用机械部件的组合，实现潜标与浮球的连接和分离，结构简单，造价低廉，性能稳定，使用方便。
附图说明
图1为本发明涉及的机械式水下定深解脱装置应用状态示意图。
图中标记说明：
1、仪器挂杆 2、紧固螺栓
3、外套筒 4、透水孔
5、滚珠 6、凹槽
7、内套筒 8、密封滑块
9、O型圈 10、弹簧
11、环氧树脂 12、浮球挂杆
13、潜标 14、缆绳
15、浮球
具体实施方式
结合附图对本发明的技术方案做进一步说明，图1显示了本发明涉及的机械式水下定深解脱装置的基本结构以及连接潜标和浮球的应用状况。
如图1所示，本发明涉及的机械式水下定深解脱装置主体为圆柱形结构，包括外套筒3、内套筒7、密封滑块8和弹簧10，内套筒7下部插在外套筒3上部内，外套筒3的内径与内套筒7的外径形成间隙配合，密封滑块8和弹簧10置于内套筒7内，密封滑块8为圆柱体，弹簧10位于密封滑块8的上部与内套筒7顶部之间形成的空腔内。内套筒7的上端连接悬挂浮球15的浮球挂杆12，外套筒3的下端连接悬挂深海潜标13的仪器挂杆1。
内套筒7顶端通过螺纹孔连接悬挂浮球15的浮球挂杆12，螺纹孔的螺纹与浮球挂杆12下部螺杆上的螺纹对应，使浮球挂杆12可旋入内套筒7，内套筒7上端螺纹孔内灌注环氧树脂11。
内套筒7底部设置透水孔4，与海水导通，使位于内套筒7内的密封滑块8感应外界压力。密封滑块8上部设置O型圈9。
内套筒7上设置圆孔，多个圆孔等间隔等高度排列。圆孔内放入滚珠5，圆孔的直径略大于滚珠5的直径，滚珠5的半径与内套筒7的壁厚相等。
外套筒3内壁和密封滑块8下部外侧设置凹槽6，凹槽6数量与内套筒7上设置的圆孔数量相等，多个凹槽6分别在外套筒3内壁和密封滑块8下部外侧等间隔等高度排列。凹槽6宽度比滚珠5直径略大，凹槽6深度与滚珠5的半径一致。
优选的方案是，内套筒7上设置的圆孔、外套筒3内壁设置的凹槽和密封滑块8下部外侧设置的凹槽均为四个。
外套筒3的下端与悬挂深海潜标的仪器挂杆1通过紧固螺栓2紧固定在一起。
本装置在使用时，先旋转浮球挂杆12，顶住内套筒7内的弹簧10，使弹簧10形成一定的弹力将密封滑块8顶入内套筒7的底部，再在内套筒7的顶部与浮球挂杆12之间灌注环氧树脂11，防止浮球挂杆使用时转动改变弹力，同时也起到密封的作用。然后使用缆绳在浮球挂杆12和仪器挂杆1上分别连接浮球15与潜标13，滚珠5处于内套筒7的圆孔和外套筒3的凹槽内，浮球15与潜标13通过内套筒7与外套筒3的锁紧一起。然后，在选定的海域进行潜标13投放，设备投放入水后，随着仪器下降，密封滑块8底部受到的海水压力逐渐增大，当压力超过弹簧10弹力后，密封滑块8开始上移，密封滑块8的凹槽移动到滚珠5所在位置时，滚珠5受到内套筒7向上和外套筒3向下的剪切力，由于滚珠5球形的外形，滚珠5开始向密封滑块7的凹槽6内移动，当完全被挤入密封滑块的凹槽6内时，内套筒7与外套筒3之间不再锁紧并分离，潜标13继续下降，浮球15开始上升，解脱操作完成。当需要调整解脱深度时，仅需旋转浮球挂杆12，使弹簧10弹力改变，对应的密封滑块8发生滑动所需的外界压力将会改变，即可在不同压力对应的深度实现解脱。
Claims (7)
1.一种机械式水下定深解脱装置，连接在浮球与潜标之间，其特征在于：包括外套筒、内套筒、密封滑块和弹簧，内套筒下部插在外套筒上部内，外套筒的内径与内套筒的外径形成间隙配合，密封滑块和弹簧置于内套筒内，密封滑块为圆柱体，弹簧位于密封滑块上部，内套筒上端连接悬挂浮球的浮球挂杆，外套筒的下端连接悬挂深海潜标的仪器挂杆；内套筒上设置圆孔，多个圆孔等间隔等高度排列，圆孔内放入滚珠，圆孔的直径略大于滚珠直径，滚珠的半径与内套筒壁厚相等；外套筒内壁和密封滑块下部外侧分别设置凹槽，凹槽数量分别与内套筒上设置的圆孔数量相等，多个凹槽分别在外套筒内壁和密封滑块下部外侧等间隔等高度排列，凹槽宽度比滚珠直径略大，凹槽深度与滚珠半径一致。
2.根据权利要求1所述的机械式水下定深解脱装置，其特征在于：所述的内套筒顶端设有螺纹孔，螺纹孔的螺纹与浮球挂杆下部螺杆上的螺纹对应，使浮球挂杆可旋入内套筒，内套筒顶端螺纹孔内灌注环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的机械式水下定深解脱装置，其特征在于：所述的内套筒底部设置透水孔，与海水导通，使位于内套筒内的密封滑块感应外界压力。
4.根据权利要求1所述的机械式水下定深解脱装置，其特征在于：所述的密封滑块上部设置O型圈。
5.根据权利要求1所述的机械式水下定深解脱装置，其特征在于：所述的外套筒的下端与悬挂潜标的仪器挂杆通过紧固螺栓固定在一起。
6.根据权利要求1所述的机械式水下定深解脱装置，其特征在于：所述的内套筒上设置的圆孔为四个。
7.根据权利要求1所述的机械式水下定深解脱装置，其特征在于：所述的外套筒内壁设置的凹槽和密封滑块下部外侧设置的凹槽均为四个。
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20160824 Termination date: 20171009 |