Система всплытия-погружения автономной позиционной станции и способы ее применения

 

Изобретение относится к морской технике и может быть использовано в станциях для проведения комплексных наблюдений за динамикой водной среды, ее химико-биологического контроля. Система состоит из роликов, на которые намотан плавучий трос, один конец троса крепится к бую, другой - к якорю, причем один из роликов соединен с редуктором реверсивного электромотора. При вращении ролика электромотором происходит перематывание троса. Так как система всплытия-погружения закреплена на станции, станция начинает перемещаться, при этом отсутствие пробуксовки и самосматывания достигается за счет размещения необходимого числа витков троса на роликах и постоянного натяжения троса, создаваемого его положительной плавучестью и гидродинамическим сопротивлением буя. Для обеспечения живучести системы буй, имеющий небольшую отрицательную плавучесть, погружается на глубину, но до дна никогда не доходит, так как трос имеет положительную плавучесть и уравновешивает отрицательную плавучесть буя на промежуточной глубине, таким образом, штормовые нагрузки не действуют на систему. Достигается возможность постановки станции практически на любой глубине и упрощение конструкции системы. 3 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к морской технике и может быть использовано в станциях для проведения комплексных наблюдений за динамикой водной среды, ее химико-биологического контроля.

Известные автономные позиционные станции для зондирования водной среды по глубине имеют систему всплытия-погружения, выполненного с лебедкой и электромотором, а также тросом, соединенным одним своим концом с якорем (патент 2096247 от 20.11.97 г.).

Недостатком такой системы является ограничение по глубине места использования, связанное с тем, что для намотки большой длины троса на приемный барабан требуется тросоукладчик, работающий длительное время в автоматическом режиме, что конструктивно трудно выполнимо.

Также известны цилиндрические буи с ребордами, между которыми намотан трос, сматывающийся с буя в процессе работы.

Задачей данного изобретения является создание системы всплытия-погружения для автономных позиционных станций практически для любой глубины места постановки станции, упрощение конструкции системы с обеспечением ее живучести при волнении во время шторма.

Для решения этой задачи предлагается система всплытия-погружения с роликами и плавучим тросом, который намотан на ролики, при этом один конец троса крепится к якорю, другой - к бую, а один из роликов соединен с редуктором реверсивного электродвигателя, размещаемого на позиционной станции. Необходимое число витков троса на роликах (суммарный угол обхвата тросом роликов) рассчитывается исходя из того, что положительная плавучесть троса, находящегося вне ролика, и гидродинамическое сопротивление буя всегда были бы больше, чем необходимое усилие в тросе, для исключения пробуксовки.

При работе с этой системой всплытия-погружения реализуется способ перемещения станции, включающий в себя перемотку троса по роликам, при этом отсутствие пробуксовки и самосматывания обеспечивается за счет натяжения троса, выходящего с ролика, создаваемого положительной плавучестью троса и гидродинамическим сопротивлением буя.

Также реализуется способ обеспечения живучести системы всплытия-погружения за счет того, что буй под действием отрицательной плавучести буя и положительной плавучести троса никогда не находится на поверхности, а опускается на промежуточную глубину (между поверхностью воды и дном водоема).

Под положительной плавучестью троса понимается положительная разница между Архимедовой силой и массой троса при нахождении троса в воде. Под отрицательной плавучестью буя понимается отрицательная разница между Архимедовой силой и массой буя при нахождении буя в воде.

Технический результат от использования изобретения заключается в обеспечении возможности зондировать водную среду практически на любую глубину и упрощает конструкцию системы с обеспечением ее живучести.

На чертеже схематически изображен общий вид системы всплытия-погружения. Система всплытия-погружения автономной позиционной станции для зондирования водной среды по глубине состоит из роликов 1, на которых намотан плавучий трос 2. Один конец троса 3 идет к бую, другой конец троса 4 - к якорю. Один из роликов имеет ось 5, проходящую через плиту 6, ось имеет герметизирующие уплотнительные кольца 7. Ось связана с редуктором 8, редуктор работает от реверсивного электромотора 9.

Конструктивно система всплытия-погружения закрыта кожухом с фланцем 10 и крышкой 11 и крепится к автономной позиционной станции 12.

Система работает следующим образом.

Трос, намотанный на ролики, крепится одним концом к якорю, другим - к бую. Один из роликов связан с реверсивным электромотором.

При вращении ролика электромотором происходит перематывание троса. Так как система всплытия-погружения закреплена на станции, станция начинает перемещаться, при этом отсутствие пробуксовки и самосматывания достигается за счет натяжения троса, выходящего с ролика, создаваемого положительной плавучестью троса и гидродинамическим сопротивлением буя.

Для обеспечения живучести системы буй, имеющий небольшую отрицательную плавучесть, погружается на глубину, но до дна никогда не доходит, так как трос имеет положительную плавучесть и уравновешивает его на промежуточной глубине, таким образом, штормовые нагрузки не действуют на систему.

По данному предложению выпущена техдокументация и начаты лабораторные испытания.

Формула изобретения

1. Система всплытия-погружения автономной позиционной станции (АПС) для зондирования водной среды по глубине, состоящая из электролебедки, закрепленной на станции, с реверсивным электромотором, а также буя с тросом, отличающаяся тем, что система снабжена роликами для размещения необходимого минимального числа витков плавучего троса, обеспечивающих отсутствие пробуксовки троса и постоянного натяжения троса, создаваемого его положительной плавучестью и гидродинамическим сопротивлением буя, при этом один конец плавучего троса крепится к якорю, другой - к бую, а один из роликов с реверсивным электромотором и редуктором закреплены на позиционной станции.

2. Способ перемещения АПС по глубине с системой всплытия-погружения, выполненной по п. 1, отличается тем, что перемещение АПС осуществляют за счет перемотки троса по роликам, при этом отсутствие пробуксовки и самосматывания обеспечивают натяжением троса, выходящего с ролика, создаваемое положительной плавучестью троса и гидродинамическим сопротивлением буя.

3. Способ обеспечения живучести при воздействии штормового волнения системы всплытия-погружения, выполненной по п. 1, отличается тем, что живучесть системы обеспечивают опусканием буя под действием отрицательной плавучести буя и положительной плавучестью троса на промежуточную глубину между поверхностью воды и дном водоема.

РИСУНКИ

Рисунок 1