Устройство для регулирования глубины погружения буксируемого объекта

 

Использование: при подводной сейсмической разведке для стабилизации глубины буксировки источников и приемников сейсмических волн. Сущность изобретения1 устройство содержит основание и вращающийся цилиндрический корпус, приводимый в движение с помощью расположенных внутри корпуса винтовых лопастей, на которые поступает сжатый воздух В соответствии с законом Бернулли появляется сила, перпендикулярная оси вращения буксируемого цилиндра, и в зависимости от направления его вращения приводящая к изменению глубины погружения устройства 1 ил

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„БЦÄÄ 1749866 А1 (5!)5 G 01 V 1/38

ГОСУДАРСТ8Е ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 .. ;:::. 2

I (21) 4854955/25 .. : буксировки источников и приемников сейс(22) 27.07.90 .: .. мических волн. Сущность изобретения: уст(46) 23.07.92. Бюл. N. 27..., ройство содержит " основание и (71) Научно-производственноеобъединение: вращающийся цилиндрический корпус. при"Сейсмотехника": .,, " .. .водимый в движение с помощью располо(72) А.П.Андросенко, А.П.Межейников и" женных внутри корпуса вйнтовыхлопастей, В.H.Êîðäèê " ...::, на которые поступает сжатый воздух. В со". ответствии с законом Бернулли появляется (54) УСТРОЙСТВО. ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ. сила, перпендикулярная оси вращения букГЛУБИНЫ ПОГРУЖЕНИЯ БУКСИРУЕМОГО: сируемого цилиндра, и в завйсимости от на- .

ОБЪЕКТА . ..., .:.. : "- :. -,.,:: .: правления его вращения, приводящая к (57) Использование при подводной сейСми-: - изменению глубины погружения устройстческой разведке для.стабилйзации глубины ." ва, 1 ил, Изобретение относится к области регу- " Недостатком данного устройства являлирования глубины потружения какого-либо::: . ется сложность конструкции, заключающаяэлемента, действующего в подводной сре- . ся .в наличии в нем большого количества де ; и может быть использовано при подвод -, - : отдельных элементов, расположенных межной сейсмичеСкой - .разведке для : дусобой на довольно больших расстояниях, стабилизации на определенной (заданйой) что в конечном итоге приводит к неудобству глубийе источников сейсмическйх волн при- : данного устройства в эксплуатации. емных устройств. . -: .": ::., .,-,. "-:.::.: .. Наиболее близким по технической сущИзвестно устройство для ретулироаа- ности к предлагаемому изобретению являния глубины погружения буксируемого и so-: ". ется:устройство для регулирования глубины де объекта. содержащее механизм погружения буксируемого в воде объекта;

- ретулирования глубины погруЖения и узел . содержащее корпусисвязанную скорйусом крепления. Механизм регулированиятлуби - : и объектом ось вращения. Кроме того, устны погружения выполнен в виде кабеля вво- ройство содержит крыло, образованное да, связанного с буем-параваном и нижней:и верхней поверхйостями, заключен- . буксируемым объектом, поддерживающего ное между двумя боковымй стенками и выбуя, связанного с буем-параваном и конце- " полненпое с возможностью перемещения вого тела. Объект буксируется за кабель вво- вокруг оси, дополнительную шарнирную ось да и глубина его погружения зависит от идеформируемйй элемент, причем нижняя длины тросика, соединяющего поддержива- - и верхняя поверхность крыла шарнирно закющий буй с буксируемым объектом. При не- рифлены одними концами на указанной оси обходимости с борта судна путем и соедийены на других онцах деформируеизменения длины тросика можно изменять мым элементом, таже устройство содержит глубину погружения объекта, . средства для создания между нижней и вер1749866 радинамической тяги крыло вместе с бусируемым элементом поднимается и выходит на заданную глубину, Как только будет достигнуто равенство давлений, крыло вновь встанет в среднюю позицию.

При перемещении буксируемого элемента выше заданной глубины устройство работает аналогичным образом. В результате поворота шарнира вверх ребро атаки крыла перемещается вниз и гидростатическое 40 давление порождает усилие, стремящееся вернуть крыло на заданный уровень.

Основным недостатком данного устрой. ства является сложность конструции; выражающаяся в большом количестве 45 составляющих ее элементов, большинство иэ которых подвижны и сложны конструктивно. Целью изобретения является упрощение конструкции устройства. . На чертеже изображено устройство для

50 регулирования глубины погружения бусируемого в воде объекта, общий вид.

Устройство для регулирования глубины погружения буксируемого в воде объекта со-- 55 стоит из жестко соединенной с основанием

1 муфты 2 и наружным пазом 3, в котором расположено наружное кольцо 4, которое удерживается в пазу 3 внутренним кольцом

5. Наружное ольцо 4, в свою очередь, жестко хней поверхностями усилия сдвига, равного усилию, образуемому гидростатическим давлением на заданной глубине и систему преобразования изменений указанного усилия сдвига в усилие для поворота крыла вокруг 5 оси вращения. Средство для образования усилия сдвига между нижней и верхней поверхностями выполнено в виде манометрической коробки, расположенной внутри крыла, концы которой закреплены на ука- 10 занных поверхностях и содержат надувной пояс, расположенный внутри крыла и пружины, закрепленные на указанных поверх- костях.

Если весь буксируемый в погруженном 15 состоянии комплекс опускается ниже уровня, на котором крыло находится в среднем состоянии, гидростатическое давление на- чинает превышать давление газа в манометрических коробках, в результате чего 20 коробки сжимаются по своим осям. Нижняя и верхняя пластины крыла стремятся сблизиться и расстояние между стержнями уменьшается. Стержень перемещается в. прорези в направлении ребра атаки крыла. 25

Однако, ввидутого, что расстояния постоянны; такое перемещение становится возможным только в результате поворота шарнира вниз. Ребро атаки перемещается вверх, в результате чего под действием гид- 30 соединено с корпусом 6, расположенным с возможностью поворота относительно оси вращения 7, жестко соединенной с муфтой

2, Внутри корпуса 6 расположены винтовые лопасти 8, через кольцо 9 жестко соединенные с корпусом 6. Ось 7 вращения, в свою очередь, свободно охватывается втулкой 10, жестко соединяющей с винтовыми лопастями 8. Винтовые лопасти 8 разделяют поверхность корпуса 6 на верхнюю 11 и нижнюю

12 камеры. В муфте 2 и оси 7 вращения выполнены соответственно каналы 13 и 14, соединенные с источником сжатого воздуха (не показан).

Устройство для регулирования глубины погружения в воде объекта буксируется судном (не показано) с помощью каната 15, связанного через кольцо 16; через кронштейн 17 с основанием 1 и с помощью каната

18, связанного через кольцо 19, через кронштейн 20 с осью 7 вращения.

Буксируемый объект (не показан) располо>кен внутри основания 1, Направление движения судна условно показано стрелкой

21.

Устройство для регулирования глубины погружения буксируемого в воде объекта работает следующим образом.

Объект совместно с устройством для регулирования буксйруется судном с помо@ью каната 15, соединенного с основанием 1 через кольцо 16 и кронштейн 17 и с помощью каната 18, соединенного с осью 7 вращения через кольцо 19 и кронштейй 20; Haripaeneние перемещения судна указано стрелкой

21. В соответствии с эффектом Магнуса твердый цилиндр, вращающййся вокруг продольной оси в набегающем потоке жидкости или газа, увлекает прилегающие к-нему слои жидкости или газа, в результате окружающая среда совершает движение относительно цилиндра не только поступательное, но и вращательйое, В этой зоне, где направление поступательного и вращательного движения совпадают, результирующая -скорость движения окружающей среды превосходит скорость потока. С противоположной стороны цилиндра поток, возникающий из-за вращения; противодействует поступательному потоку и результирующая скорость падает. В соответствии с законом Бернулли при увеличении скорости в потоке давление понижено и наоборот, Потому с разных сторон на вращающийся цилиндр действуют разные силы. В итоге появляется результирующая сила, которая всегда направлена перпендикулярно образующим цилиндра к потоку. Условно принимаем, что если от источника сжатого воздуха подать воздух к каналу 14, 1749866 то винтовые лопасти 8 будут вращаться по ства смонтированными жестко в корпусе 6 часовой стрелке, если смотреть на устройст- и расположенными вокруг оси 7 вращения восостороны канала14. Если воздух подать винтовыми лопастями 8, разделяющими пов канал 13, то направление вращения лапа- лость корпуса 6 на верхнюю 11 и нижнюю стей 8 будет противоположным, т,е. против 5 12 камеры, а также связь оси вращения с часовой стрелки. основанием 1 через закрепленную на нем

Для того, чтобы уменьшить глубину рас- муфту 2 с пазом 3, в который входит установположения буксируемото объекта, подается ленное на корпусе 6 наружное кольцо 4, сжатый воздух через канал 14 в нижнюю перемещениевдольоси7вращенияограникамеру 12. При этом лопасти 8 начинают 10 чено установленным в корпусе 6 внутренвращаться относительно оси 7 по часовой ним кольцом 5, связанным с муфтой 2, а стрелке(если смотреть на устройство со сто- также выполнение в муфте 2 и оси 7 вращероны канала 14), а воздух через верхнюю - ния каналов 13 и 14, соединяющих соответкамеру11, канал 13 в муфте 2 возвращается ственйо верхнюю 11 и нижнюю 12 камеры с к источнику сжатого воздуха. В вязи с тем, 15 источником сжатого воздуха, позволяет осучто лопасти 8 через кольцо 9 жестко соеди- ществить регулирование глубйны погруженены с корпусом 6, а втулка 10, жестко coe- ния буксируемого в воде объекта. диненная с лопастями 8, свободно охватывает ось7 вращения,то.вместе сло- Ф о рм ул а и зоб ре те н и я пастями 8 будет вращаться корпус 6 вместе 20 с наружным кольцом 4, размещенным в па-:. Устройство для регулирования глубийы зу 3, Внутреннее кольцо 5 в свою очередь погружения буксируемого объекта, содербудет препятствовать перемещенйю корпу-: жащее полый корпус, основание объекта и . са 6 относительно оси 7 вращения. При этом ось, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью на основании эффекта Магнуса глубина по- 25 упрощенйя конструкции, оно содержит загружения объекта будет уменьшаться." ." крепленные жестко в корпусе и соединенДля достижения обратного эффекта; т.е. ные-через втулку с осью винтовые лопасти, для увеличения глубины погружения букси- . разделяющие полость корпуса на верхнюю руемого в воде объекта, сжатый воздух по-. - и нижнюю"камеры; оСь жестко связана с дается в канал 13. При этом винтовые 30 закрепленной.на основании объекта муфлопасти8совместноскорпусом6будут вра- . той. при этом муфта выполнена G пазом, в щаться уже в противоположную сторону и котором размещено жестко закрепленное буксируемый объект совместно с устройст- на корпусе кольцо, а в муфте и оси выполвомдля регулировкибудетпогружатьсявниз. йены каналы; соединяющие соответствен-.

На основании вышеизложенного. можно 35 но верхнюю и нижнюю камеры с сделать вывод о том, что обеспечение устрой- источником сжатого воздуха..

1749866

Составитель Д.Л звченко

Редактор. В.Бугренкова Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор H,Ðåâñêàÿ

Заказ 2595 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН1 СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101