Способ функционирования и постановки притопленного океанологического буя и устройство для его осуществления



Способ функционирования и постановки притопленного океанологического буя и устройство для его осуществления
Способ функционирования и постановки притопленного океанологического буя и устройство для его осуществления
Способ функционирования и постановки притопленного океанологического буя и устройство для его осуществления
Способ функционирования и постановки притопленного океанологического буя и устройство для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2529940:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук (RU)

Группа изобретений относится к технике изучения океана с помощью автономных и автоматических подводных станций заякоренного типа. Способ заключается в том, что для движения зонда в составе буя используют изменение и управление соотношением действия разнонаправленных сил - водоизмещения и веса, которые воздействуют на аппарат по вертикали. Эти же силы разворачивают буйреп − тросовую связь элементов сборки в тросовую вертикаль в процессе погружения − постановки. Устройство содержит корпус с деформируемой балластной емкостью, привод зонда, состоящий из устройства загрузки и выгрузки балласта с микроконтроллером, источник электроэнергии. Устройство выгрузки состоит из подвижной части в виде опорного клапана в нижнем основании корпуса. Устройство загрузки содержит в верхнем основании корпуса штуцер загрузки, который в верхнем положении для загрузки балласта через зев входит в неподвижную часть устройства загрузки - сфинктер, соединенный с инжектором балласта, неподвижно закрепленным на поплавке и управляемым микроконтроллером. Сфинктер герметично охватывает штуцер для герметичного соединения с напорной магистралью инжектора, выполненного в виде гидроаккумулирующего цилиндра-дозатора. Обеспечивается многократное использование оборудования при гидрофизических измерениях. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к технике изучения и освоения океана, к автономным и автоматизированным подводным аппаратам заякоренного типа - буям.

Способ использует для движения управление соотношением действующих разнонаправленных сил - водоизмещения и веса, которые воздействуют на аппарат по вертикали и осуществляют его движение в составе буя. Эти же силы разворачивают буйреп - тросовую связь элементов сборки в тросовую вертикаль в процессе погружения - в процессе постановки буя, в состав которого входит функциональный зонд.

Известны различные способы постановки и функционирования притопленных аппаратов-буев, сканирующих по вертикальной тросовой линии - буйреп [1, 2], который последовательно разворачивают в процессе постановки между якорем и поплавком, погружая их с плавсредства в процессе его дрейфа с помощью специальных судовых устройств и затем приводят в движение.

Известное и устройство [2] для перемещения буя вдоль буйрепа. Это электродвигатель с редуктором, прижимными роликами, магнитной муфтой и приводным роликом.

Недостатками известного решения являются: трудоемкость способа постановки, неточность постановки, вызванная дрейфом судна носителя, сносом тросовой линии внутренними течениями и дороговизна судового времени ввиду длительности процесса, а также ненадежность тросово-роликового привода и большие потери на трение ввиду проскальзывания троса буйрепа.

Наиболее близким к предлагаемому решению является способ постановки и функционирования притопленного океанологического буя [3], заключающийся в предварительном определении глубин постановки зонда и заглубления поплавка, т.е. соответствующих им длин буйрепа, который затем выстраивают в тросовую линию из заглубленного поплавка с закрепленной на нем управляемой лебедкой и паковкой троса буйрепа на бифилярной вьюшке, соединяя его верхний конец с поплавком, а нижний конец пропускают в направляющие носителя зонда, снабженного приводом, и соединяют через размыкатель с якорем, затем собирают тросовую линию в сборку, скрепляя: якорь, зонд с носителем, лебедку и поплавок стяжкой с замком, снабженной датчиком глубины (давления), и погружают в выбранную точку акватории, в которой сборку, погружая, разъединяют, отдавая якорь по команде датчика глубины на горизонте поплавка, в результате чего якорь погружается и разматывает тросовую линию с барабана, а после касания якорем грунта включают привод носителя и начинают перемещать зонд вверх и вниз по направляющим вдоль буйрепа, выполняя измерения.

Известно устройство для перемещения в воде по вертикали за счет управления соотношением действия разнонаправленных сил - водоизмещения и веса, которые воздействуют на подводный аппарат - зонд с носителем [4], содержащее: прочный корпус, а в нем деформируемую балластную емкость и газ под давлением между стенками корпуса и емкостью, привод зонда, состоящий из устройства загрузки-выгрузки балласта, и источник электроэнергии.

Известный способ также не свободен от недостатков. Он тоже имеет высокую сложность роликового привода и преобразования вращения электродвигателя в линейное движение вдоль троса буйрепа. Способ требует большого запаса электроэнергии, подзарядки или замены аккумуляторов, сложен в обслуживании электроустройств под водой. Он подвержен износу троса буйрепа от роликового привода и, как следствие, проскальзыванию в зацеплении, что снижает надежность и требует постоянного контроля сцепления. Кроме того, использование трудоемкой операции укладки троса буйрепа на бифилярную вьюшку чревато спутанностью троса в процессе разматывания при погружении и срыву плановых океанологических измерений.

Известное устройство [4] для перемещения в воде по вертикали за счет управления соотношением действия разнонаправленных сил - водоизмещения и веса, также имеет свои недостатки. Оно требует внешнего управления, рассчитанного на участие человека, и не предназначено для организации процесса автоматического сканирующего движения зонда вдоль буйрепа.

Предлагаемое решение позволяет избежать указанных недостатков, связанных со сложностью преобразования вращения электродвигателя в линейное движение вдоль троса буйрепа, исключить использование бифилярной вьюшки и опасность спутывания буйрепа в процессе постановки буя, что удлинит срок службы троса буйрепа, кроме того, позволит исключить возможность хаотичного, не стабилизированного относительно горизонтальных течений движения зонда, приводящего к вращению вокруг буйрепа. Кроме того, оно позволит организовать автоциклический процесс перемещения зонда вдоль буйрепа для океанологических измерений гидрофизических параметров морской воды.

Указанный эффект достигается тем, что в известном способе постановки и функционирования притопленного океанологического буя, заключающемся в предварительном определении глубин постановки буя и заглубления поплавка, т.е. соответствующих им длин буйрепа, в последующем выстраивании тросовой вертикали из заглубленного поплавка с закрепленной на нем управляемой лебедкой и паковкой троса буйрепа, соединяя его верхний конец с поплавком, а нижний конец пропускают в направляющие носителя зонда, снабженного приводом с микроконтроллером, и соединяют через размыкатель с якорем, затем собирают тросовую линию в сборку, скрепляя якорь, зонд с носителем, лебедку и поплавок стяжкой с замком, снабженным датчиком глубины (давления), и погружают в выбранную точку акватории, в которой сборку, погружая, разъединяют по команде датчика глубины на горизонте поплавка, отдавая якорь, в результате чего якорь погружается и разматывает тросовую линию с барабана паковки, а после касания якорем грунта включают привод носителя и начинают перемещать зонд вверх и вниз по направляющим вдоль буйрепа, выполняя океанологические измерения, при этом паковку размещают на барабане лебедки, а перемещение осуществляют по программе микроконтроллера, изменяя соотношение сил веса в воде и водоизмещения у носителя с зондом, для этого используют блок зонда с носителем постоянного водоизмещения и переменного веса, снабдив его гидродинамически стабилизирующей внешней формой и бароустойчивым корпусом, в котором размещают балластную емкость переменного объема, с устройствами загрузки и выгрузки балласта, кроме того, блок зонда снабжают внешней плавучестью, обеспечивая проектное, избыточное над весом в воде, водоизмещение для движения зонда вверх вдоль троса буйрепа, которое осуществляют выгружая в нижней точке балласт устройством выгрузки, а при достижении в верхней точке штуцером балластной емкости загрузочного клапана инжектора, закрепленного на гидродинамически стабилизированном поплавке, инжектируют в балластную емкость новую порцию балласта, достаточную для расчетного движения вниз, что и приводит к погружению, т.е. зонд двигают вниз, а далее процесс циклически повторяется.

Устройство для осуществления способа движения по тросу буйрепа за счет управления соотношением сил водоизмещения и веса в воде, содержащее: прочный корпус, а в нем деформируемую балластную емкость, в которой газ под давлением между стенками корпуса и емкостью, а также привод зонда, состоящий из устройства загрузки и выгрузки балласта, отличающееся тем, что устройство выгрузки балласта из балластной емкости состоит из подвижной части - опорного клапана выгрузки в нижнем основании прочного корпуса и устройства загрузки с обратным клапаном, включающим в верхнем основании прочного корпуса штуцер загрузки, который в верхнем положении для загрузки балласта в балластную емкость входит через зев в неподвижную часть устройства загрузки - клапан-сфинктер, соединенный гидравлически через электрогидроклапан с инжектором балласта, неподвижно закрепленным на поплавке и управляемым микроконтроллером по сигналу датчика присутствия штуцера в сфинктере, причем давление загрузки больше, чем давление газа межу стенками прочного корпуса и балластной емкости, для чего сфинктер с помощью своего редукционного клапана может герметично охватывать штуцер, упругодеформируемой под давлением внутренней стенкой для гидравлически герметичного соединения штуцера с напорной магистралью инжектора, который выполнен в виде гидроаккумулирующего цилиндра-дозатора, гидравлически соединенного со сфинктером своей напорной полостью, которая ограничена стенкой торцевого основания цилиндра и поршнем, опирающимся с другой стороны на рабочую пружину, которая с противоположной стороны опирается на противоположную стенку торцевого основания цилиндра и способна перемещать поршень, кроме того, цилиндр имеет электрозамок, фиксирующий положение поршня и сжатой пружины, а также гидронасос высокого давления, соединенный трубопроводом через обратный клапан с напорной полостью цилиндра-дозатора, кроме того, пружина снабжена механизмом предварительного установочного поджатия, между тем прочный корпус с наружной стороны содержит встроенный клапан заправки газом и направляющие для движения по буйрепу с одной своей стороны, а с противоположной стороны гидродинамические стабилизаторы на кронштейнах.

Кроме того, инжектор может состоять из гидравлически соединенного со сфинктером своим передним основанием гидроцилиндра-дозатора, содержащего поршень, возвратную пружину в напорной полости между передним основанием цилиндра и поршнем, а также гидроклапан натекания забортной воды, а противоположное основание цилиндра содержит канал входа пороховых газов из автоматического газогенератора, выполненного в виде электроуправляемого микроконтроллером автомата подачи и стрельбы, специальными пороховыми патронами, упакованными в автоматический магазин, по команде датчика присутствия штуцера в сфинктере, при этом устройство газогенератора размещено в пневматическом герметичном боксе, пристыкованном к заднему торцевому основанию гидроцилиндра, в котором встроен клапан сброса отработанных пороховых газов под давлением возвратной пружины.

Возможность реализации

Сущность способа разъясняется на схематичных Фиг.1-4.

На Фиг.1 схематично показана сборка океанологического буя с зондом, готовая к погружению. Здесь: обтекаемой формы поплавок 1 со стабилизаторами 2 собран в сборку стяжкой 3, содержащей замок с датчиком глубины 4, с зондом 5 и носителем 6, якорем 7 и размыкателем 8. На поплавке закреплена управляемая лебедка 9, через которую трос 10 связан верхним концом с поплавком 1, а затем пропущен через направляющие носителя 11 и соединен нижним концом с размыкателем 8. Носитель содержит прочный бароустойчивый корпус 12, внутри которого размещена балластная емкость переменного объема 13, нижнее основание которой заканчивается опорным выпускным клапаном 14, а верхнее - штуцером 15 с обратным клапаном 16. Пространство в прочном корпусе вне балластной емкости заполнено газом под давлением «Р», большим, чем расчетное давление на глубине якоря. Инжектор 17 - загрузочное устройство балластной воды, закреплен на поплавке, содержит энергоблок и микроконтроллер 18. Зев 19 - направляющая воронка, установленная на входе в канал клапана для захода штуцера 15 в сфинктер 20 загрузочного клапана 21, который внутри содержит датчик присутствия штуцера 22 (Фиг.2), когда последний в своем верхнем положении входит в клапан.

Бароустойчивый прочный корпус 12 содержит также внешнюю балансировочную плавучесть 23 и заправочный газовый клапан 24. С противоположной стороны направляющим 11 на корпусе установлены на кронштейнах два стабилизатора движения 25, препятствующих вращению вокруг буйрепа.

На Фиг.2 и 3 схематично показаны устройства для управления соотношением сил водоизмещения и веса в воде для осуществление способа движения по тросу буйрепа. Здесь на Фиг.2 показано положение штуцера 15 в загрузочном клапане сфинктера 20, в загрузочном клапане 21 инжектора 17. Штуцер обжат деформируемой стенкой сфинктера 26 под давлением балластной воды, для прохода которой выполнены отверстия в камерах 27 клапана. Камеры 27 соединены между собой редукционным клапаном 28, отделяющим деформируемую часть клапана от недеформируемой. Сфинктер 20 выполнен в виде цилиндрического клапана, имеющего внутреннюю полость, образованную упругодеформируемой цилиндрической стенкой, которая под действием давления в камерах может деформироваться в направлении оси цилиндра. Балласт, прошедший в балластную емкость, удерживается обратным клапаном загрузки 16, который соединен с эластичной балластной емкостью 13. Сфинктер 20 через электрогидроклапан 29 соединен с напорной полостью гидроаккумулирующего цилиндра-дозатора 30 инжектора 17, которая ограничена поршнем 31, а последний с другой стороны опирается на рабочую пружину 32 и устройство ее предварительного установочного поджатия 33, размещенного в задней стенке инжектора 17. Электрозамок 34 фиксирует положение поршня 31 в положении сжатой пружины. Напорный насос 35 с трубопроводом и обратный клапан 36 служат для наполнения балластом гидроаккумулирующего цилиндра-дозатора 30.

На фиг.3 схематично показано другое устройство инжектора балласта 17, использующего энергию пороховых газов из автоматического импульсного газогенератора 37 от пороховых патронов 38, размещенных в автоматическом магазине подачи и стрельбы 39, размещенного в пневматическом боксе 40, пристыкованном к основанию 45 гидроаккумулирующего цилиндра-дозатора 41 с каналом 42 выхода пороховых газов. Таким образом, пороховые газы истекают в пространство 43 между поршнем 44 и стенкой 45. Давление газов может перемещать поршень 44, сжимая возвратную пружину 46 и инжектируя балластную воду через канал 47, соединяющий инжектор со сфинктером 20. Для сброса отработанных газов в гидроцилиндр встроен клапан сброса 48, а для набора балласта - клапан натекания забортной воды 49.

Способ функционирует следующим образом.

После определения глубины места постановки и глубины h положения притопленного поплавка сборку на Фиг.1 заправляют газом через клапан 24 под давлением «Р», превышающим давление на глубине постановки якоря. Затем балластируют сборку: создают внешней плавучестью 23 силу водоизмещения G, которая задается больше, чем вес Р в воде без учета балласта («сухой зонд»), на величину:

ΔП=G-Р.

После чего, добавляя количество В балласта 13, ΔП назначают превышение веса над водоизмещением В-ΔП=ΔП, где В=2ΔП, т.е. величина подъемной и заглубляющей силы равна ΔП и назначается экспериментатором, исходя из задачи исследования. Соотношение этих величин, определяющих скорость движения вдоль буйрепа, закладывают в программу микроконтроллера 18, который вмонтирован в инжектор 17. Он управляет дозированием и циклограммой движения. Он автоматически отмеривает заданную величин балласта, обеспечивая расчетную скорость погружения и всплытия, которые определяются требуемыми условиями для измерения океанологических параметров.

После зарядки газом и балластировки сборку погружают в заданную точку акватории. На фиг.4 показаны три стадии постановки (I, II и III) и разворачивания тросовой вертикали. Погружаясь, сборка достигает горизонта положения поплавка h, как показано (I), где срабатывает датчик глубины 4 (давления), и сборку разъединяют (II), отдавая якорь 7, имеющий преобладающий над плавучестью поплавка вес, который, погружаясь, разматывает трос буйрепа 10 с барабана лебедки 9, выстраивая всю тросовую вертикаль с заранее заданной длиной. После касания якорем грунта (III) и передачи сигнала микроконтроллер включает лебедку и натягивает буйреп. Следующая команда, при наличии сигнала датчика 22 - начало работы. По этой команде инжектируется 1-я порция балластной воды 13 через загрузочный клапан 21 под давлением, превышающим давление газа в прочном корпусе 12. Для этого сфинктер внутренней эластичной стенкой 26 под давлением инжектируемой воды установленным редукционным клапаном 28 герметично охватывает штуцер 15 и образует заправочный канал в балластную емкость 13 через обратный клапан 16. После заправки давление балластной воды падает, и сфинктер освобождает штуцер, а утяжеленный зонд начинает движение вниз, при этом балласт удерживается обратным клапаном 16. Достигнув якоря, на дне зонд опирается опорным выпускным клапаном 14 и выгружает 2ΔП балласта под давлением газа, что приводит к превышению плавучести над весом и зонд начинает всплывать. Движение вверх и вниз на фиг.4 обозначено стрелкой V. При движении по буйрепу вверх зонд сохраняет первоначальную ориентацию в потоке за счет направляющих 11 и стабилизаторов 2 и 25 поплавка и зонда, что позволяет штуцеру 15 адекватно стыковаться с зевом 19 и загрузочным клапаном 21, где срабатывает датчик присутствия 22, который передает сигнал микроконтроллеру, запускающему процесс загрузки балласта. Процесс повторяется согласно программы, которую задает исследователь. Заглубление поплавка h задают из соображения безопасности судоходства и исключения влияния поверхностных волн на тросовую линию буйрепа.

Устройство для осуществления способа - это функционирующий комплекс сфинктера 20, инжектора 17, направляющих 11, клапанов и потоков балластной воды под давлением. В инжекторе с насосной схемой использован морской насос 35, который нагнетает балласт в напорную полость гидроцилиндра 30, пока зонд движется вниз и вверх и клапан 29 закрыт. В результате чего поршень 31, перемещаясь, сжимает рабочую пружину 32 до «защелкивания» электрозамка 34, аккумулируя в пружине импульс давления, величина которого задается начальным поджатием пружины 32, устройством 33 поджатая при отладке циклограммы. Для исключения перетекания служит обратный клапан 36 на конце трубопровода. После сигнала датчика присутствия 22 микроконтроллер открывает электрогидроклапан 29 и электрозамок 34. В результате балласт под давлением заполняет нижние полости сфинктера, упругие стенки 26 которого обжимают штуцер 15, а повышающееся давление открывает редукционный клапан 28 после того, как стенки 26 обожмут штуцер 15. Это обеспечивает перетекание балласта из гидроаккумулирующего цилиндра-дозатора 30 в емкость 13, что приводит в движение зонд 12. Далее микропроцессор закрывает клапан 29 и инжектор начинает нагнетать следующую порцию балласта.

При использовании энергии порохового заряда для закачивания балласта в емкость 13 используют пороховой газогенератор 37 на основе холостых боевых патронов 38 от автоматического огнестрельного оружия, для которых существует множество надежных механизмов 39 стрельбы. Разнообразие в продаже калибров этих же патронов, используемых для строительных пистолетов, позволяет подобрать необходимый заряд для поставленной исследовательской цели. Пороховой механизм размещен в пневматическом боксе 40 откуда истекают пороховые газы из газогенератора, которые затем удаляются клапаном сброса газов 48 через канал 42. В напорной части гидроаккумулирующего цилиндра-дозатора 41 размещена возвратная пружина 46, на которую опирается поршень. Пороховые газы, истекая из газогенератора по каналу 42 в пространство 43, воздействуют на поршень 44 и перемещают его, сжимая возвратную пружину 46, выдавливая балласт в загрузочный клапан 21. После заполнения балластом емкости 13 возвратная пружина 46 возвращает поршень в исходное положение, при этом через клапан 48 удаляются газы, а через клапан 49 натекания забортной воды набирается следующая порция балласта.

С момента укладки якоря буй считается установленным. Он активизирует внешние средства связи, выпускает радиомаяк и приступает к автономной программной работе, выполняя измерения параметров среды в процессе сканирования по тросу буйрепа. После выполнения программы исследований с судна обеспечения подается акустическая команда на акустический размыкатель 8. Он срабатывает и отдает буйреп. Буй всплывает и извлекается для регламентных работ и перезарядки, оставляя якорь 7 на дне.

Выше перечисленные существенные признаки позволяют обеспечить способ постановки и функционирования автономного океанологического зонда, используя для движения управление соотношением действующих разнонаправленных сил - водоизмещения и веса, что позволяет избежать снос от дрейфа и искривления тросовой вертикали, скручивания буйрепа и проскальзывания приводного механизма, т.е. без упомянутых недостатков, следовательно, уменьшить трудоемкость, сократить судовое время и расходы.

Реальное воплощение предлагаемого способа возможно с использованием любого плавсредства соответствующей грузоподъемности: судна носителя с грузовой стрелой или понтона с наклонным слипом для перегрузки в воду сборки. Поплавок 1 может быть изготовлен полым стальным с защитной антикоррозионной окраской по типу отводящих буев в судостроении или склеенным из пенопласта, например марки ПС-100. Выбор типа поплавка определяется соображениями стоимости, прочности и сроком использования. Для стяжки 3 компоновки может быть использована простая металлическая лента из поделочной стали с защитным окрашиванием или капроновая лента. Расположенный на ней замок 4 автоматический гидростатического типа или электромагнитного типа, управляемый микропроцессором от датчика давления (глубины), например типа Зонд-10СД-1210 или тензодатчик фирмы «GE DRUK». В качестве лебедки 9 можно использовать электролебедку с увеличенным барабаном типа Sport Way PS 12000 12V или лебедку вертолетного типа ЛПГ-300, снабженную электрическим фрикционным тормозом. Прочный бароустойчивый корпус 12 может быть изготовлен из титанового сплава типа 1Х18Н9Т или АМГ6 с анодированием. Балластная емкость эластичного типа - из автомобильной резины ГОСТ 29007-91. Внешняя плавучесть может быть изготовлена из сферопластика на эпоксидной основе типа «Синтактик ЭДС-7А» и дозироваться набором числа дискретных элементов. Стабилизаторы могут быть выполнены из стеклопластика, как и зев 19 загрузочного клапана. Размыкатель 8, например, типа АГАР-ЭХО разработки ОКБ ОТ, соединяют анкером с якоря 7, которым может служить бетонный блок. В качестве микропроцессора используют процессор «Atmel Mega 128» или аналогичный. Для источника питания можно употребить литий-ионные аккумуляторы. Глубину акватории места постановки можно измерять судовым эхолотом типа «Furuno».

При использовании понтона с наклонным слипом или стрелой необходимо водоизмещение примерно 3 т и маломерное судно для буксирования, но может быть использовано и исследовательское судно типа «Акванавт» или «Рифт».

Источники информации

1. Kenneth W. Dherty, Jon М. Toode, Daniel E. Frye; Moored water profiling apparatus, US Patent №5,869,756. Feb 9, 1999.

2. А.Г.Островский, А.Г.Зацепин, В.А.Деревнин, С.С.Низов, С.Г.Поярков, А.Л.Цибульский, Д.А.Швоев. Заякоренная автоматическая измерительная система «Аквазонд» для вертикального профилирования морской среды. Океанология, 2008, том 48, №2, с.297-306.

3. Зацепин А.Г., Островский А.Г., Комаров В.С., Швоев Д.А., Соловьев В.А. Способ постановки притопленного океанологического буя. Патент РФ №2404081 от 20.10.2012.

4. Комаров B.C., Ястребов B.C. Способ управления плавучестью подводного аппарата и устройство для его осуществления. А.с. СССР №1519102 от 1.07.1989 г.

1. Способ перемещения зонда притопленного океанологического буя, характеризующийся тем, что перемещение зонда вверх и вниз по тросу буйрепа осуществляют по программе микроконтроллера, изменяя соотношение сил водоизмещения и веса в воде у носителя с зондом, для этого используют блок зонда с носителем постоянного водоизмещения и переменного веса, снабдив его гидродинамически стабилизирующей внешней формой и бароустойчивым корпусом, в котором размещают балластную емкость переменного объема, с устройствами загрузки и выгрузки балласта, кроме того, блок зонда снабжают внешней плавучестью, обеспечивая проектное, избыточное над весом в воде, водоизмещение для движения зонда вверх вдоль троса буйрепа, которое осуществляют выгружая в нижней точке балласт устройством выгрузки, а при достижении в верхней точке штуцером балластной емкости загрузочного клапана инжектора, закрепленного на гидродинамически стабилизированном поплавке, инжектируют в балластную емкость новую порцию балласта, достаточную для расчетного движения вниз, что и приводит к погружению, то есть зонд двигают вниз, а далее процесс циклически повторяется.

2. Устройство для реализации способа по п.1, содержащее прочный корпус, а в нем деформируемую балластную емкость, в которой газ под давлением находится между стенками корпуса и емкостью, а также привод зонда, состоящий из устройства загрузки и выгрузки балласта с микроконтроллером, и источник электроэнергии, отличающееся тем, что устройство выгрузки балласта из балластной емкости состоит из подвижной части в виде опорного клапана выгрузки в нижнем основании прочного корпуса и устройства загрузки с обратным клапаном, включающим в верхнем основании прочного корпуса штуцер загрузки, который в верхнем положении для загрузки балласта в балластную емкость входит через зев в неподвижную часть устройства загрузки − клапан со сфинктером, соединенный гидравлически через электрогидроклапан с инжектором балласта, неподвижно закрепленным на поплавке и управляемым микроконтроллером по сигналу датчика присутствия штуцера в сфинктере, причем давление загрузки больше, чем давление газа межу стенками прочного корпуса и балластной емкости, для чего сфинктер с помощью своего редукционного клапана может герметично охватывать штуцер, упругодеформируемой под давлением внутренней стенкой для гидравлически герметичного соединения штуцера с напорной магистралью инжектора, который выполнен в виде гидроаккумулирующего цилиндра-дозатора, гидравлически соединенного со сфинктером своей напорной полостью, которая ограничена стенкой торцевого основания гидроаккумулирующего цилиндра-дозатора и поршнем, опирающимся с другой стороны на рабочую пружину, а последняя с противоположной стороны опирается на противоположную стенку торцевого основания гидроаккумулирующего цилиндра-дозатора и способна перемещать поршень, кроме того, гидроаккумулирующий цилиндр-дозатор имеет электрозамок, фиксирующий положение поршня и сжатой пружины, а также гидронасос высокого давления, соединенный трубопроводом через обратный клапан с напорной полостью гидроаккумулирующего цилиндра-дозатора, кроме того, пружина снабжена механизмом предварительного установочного поджатия, между тем прочный корпус с наружной стороны содержит встроенный клапан заправки газом и направляющие для движения по буйрепу с одной своей стороны, а с противоположной стороны гидродинамические стабилизаторы на кронштейнах.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что инжектор состоит из гидравлически соединенного со сфинктером своим передним основанием гидроаккумулирующего цилиндра-дозатора, содержащего поршень, возвратную пружину в напорной полости между передним основанием гидроаккумулирующего цилиндра-дозатора и поршнем, а также гидроклапан натекания забортной воды, а противоположное основание цилиндра содержит канал входа пороховых газов из автоматического газогенератора, выполненного в виде электроуправляемого микроконтроллером автомата стрельбы холостыми патронами от автоматического огнестрельного оружия, упакованными в автоматический магазин, срабатывающий по команде датчика присутствия штуцера в сфинктере, при этом устройство газогенератора размещено в пневматическом герметичном боксе, пристыкованном к заднему торцевому основанию гидроаккумулирующего цилиндра-дозатора, кроме того, в бокс встроен клапан сброса отработанных пороховых газов под давлением возвратной пружины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении каротажных работ. Заявлены способы и системы для скважинной телеметрии с использованием прибора, сконфигурированного или спроектированного для развертывания в буровой скважине, пересекающей подземный пласт.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано, в частности, для обнаружения залежей углеводородов. Заявлен способ геофизической разведки залежей углеводородов, включающий возбуждение упругих колебаний в процессе многократного возбуждения электромагнитного поля.

Изобретение относится к области геохимической разведки полезных ископаемых и может быть использовано при поиске нефтяных и газовых месторождений преимущественно в морских условиях.
Изобретение относится к способам прогнозирования катастрофических явлений. Сущность: измеряют вариации магнитного поля, магнитную индукцию электромагнитного поля, электрическую составляющую электромагнитного поля, акустические шумы, сейсмические шумы, гидродинамический шум моря в зонах тектонических разломов.

Изобретение относится к области гидрофизических исследований и может быть использовано для исследований, проводимых в океане. Сущность: станция содержит плавучесть (1) из синтактика, внутри которой закреплены автономные модули (2, 3) с датчиками (4).

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при определении нефтенасыщенных пластов в разрезе скважины. Техническим результатом является повышение точности определения нефтенасыщенного пласта в разрезе скважины.

Изобретение относится к области нефтяной промышленности, а именно к разработке нефтяных залежей, и может использоваться при проведении геолого-технических мероприятий по увеличению добычи нефти.

Изобретение относится к области нефтяной промышленности и, более конкретно, к поиску и добыче нефти. Обеспечивает возможность создания системы разработки, обеспечивающей добычу нефти непосредственно из нефтеподводящего канала, соединяющего глубинный резервуар с нефтяной залежью.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения насыщения флюидом порового пространства пород исследуемых пластов. Способ определения насыщения водой в подземном пласте включает в себя определение глубины проникновения в пласт на основании множества измерений, выполняемых в стволе скважины, пробуренном сквозь пласт.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для построения структурных планов на акваториях: от фундамента до границы М. Для реализации способа используют магнитные, гравитационные поля и рельеф дна моря.

Изобретение относится к способам наблюдения за подводной средой. Способ применения радиогидроакустических буев реактивных (РГБР) с надводных кораблей для наблюдения за подводной обстановкой, с выставлением буев по окружности, заключается в том, что определяют координаты центра окружности, на счетно-решающем приборе (СРП) радиус окружности, требуемое число буев и координаты точек их местонахождения, заряжают пусковую установку (ПУ) необходимым числом РГБР, решают на приборах управления стрельбой задачи по наведению ПУ для выполнения стрельбы, наводят ПУ для стрельбы в первую точку, подают питание на пиропатроны запуска ракетного двигателя РГБР, выстреливают первый РГБР, наводят ПУ и стреляют РГБР в последующие точки, применяют сигналы от буев после их приводнения и начала работы.

Изобретение относится к области поисковых и подводно-технических работ при наличии сплошного ледового покрова в районе нахождения аварийного подводного объекта, например, подводной лодки.

Изобретение относится к обслуживанию морских нефтедобывающих объектов, подводных нефтехранилищ, эксплуатируемых преимущественно в северных морях. .

Изобретение относится к оборудованию для морских исследований, в частности к устройствам для создания плавучести притопленных автономных буйковых станций (ПАБС). .

Изобретение относится к устройствам для подводных геофизических исследований морей и океанов. Заякоренная профилирующая подводная обсерватория сочленена с диспетчерской станцией и состоит из: подповерхностного буя, заякоренного с помощью стального буйрепа, который служит ходовым тросом для профилирующего носителя, содержащего комплект измерительных датчиков, модуль центрального микроконтроллера, электропривод, и передвигающегося по ходовому тросу; системы цифровой связи посредством бесконтактной индуктивной врезки в ходовой трос, поверхностного буя-вехи с модемами передачи данных и телеметрической информации по радиоканалу, гидроакустического размыкателя якорного балласта. На ходовом тросе над гидроакустическим размыкателем якорного балласта закреплена нижняя плавучесть шарообразной формы, внутри которой размещен модем гидроакустического канала связи, электропривод, сочлененный с телескопическим устройством, в оконечности которого установлен сейсмометр. Профилирующий носитель дополнительно содержит датчики содержания углеводородов, углекислого газа, альфа-, бета- и гамма-радиоактивности. Улучшаются условия эксплуатации, расширяются функциональные возможности подводной обсерватории. 2 ил.

Изобретение относится к океанографической технике, а именно - к морским измерительным системам. Измерительная система для исследования мелкомасштабной турбулентности в приповерхностном слое моря содержит стационарную платформу и зафиксированный на заданном горизонте в приповерхностном слое моря приборный контейнер с датчиками, которые подключены к измерительной аппаратуре. Приборный контейнер установлен с возможностью фиксации на любых заданных горизонтах в приповерхностном слое моря. Он обеспечен средством контроля своего положения и закреплен вертикально в кардане силовой рамы, выполненной в виде расположенного горизонтально кольца, к которому симметрично по кругу прикреплены три гибких связи, одной из которых является кабель-трос, который подключен к датчикам и средству контроля положения приборного контейнера и пропущен через блок, закрепленный на конце стрелы, которая закреплена другим своим концом на нижней палубе платформы с возможностью поднятия вверх в вертикальной плоскости относительно места закрепления. Дальше кабель-трос пропущен через блок, закрепленный на нижней палубе платформы на линии оси стрелы, и через лебедку с токосъемником подключен к установленной на платформе измерительной аппаратуре. Каждая из двух других гибких связей пропущена через один из блоков, закрепленных на нижней палубе платформы симметрично относительно линии оси стрелы. Эти два блока с блоком, закрепленным на конце стрелы, в плане являются вершинами равностороннего треугольника. Дальше каждая из двух названиях гибких связей соединена с одной из двух других лебедок, установленных на платформе. К нижней части приборного контейнера прикреплен на стропе заданной длины обтекаемый груз заданного веса. Изобретение повышает эффективность и надежность исследования заданного приповерхностного слоя моря за счет обеспечения стабилизации датчиков в пространстве на заданном горизонте с возможностью их дальнейшего перемещения и стабильной установки на любых других заданных горизонтах, а также за счет снижения трудозатрат при изготовлении системы и возможности ее эксплуатации без применения водолазных работ.

Изобретение относится к плавучим средствам и может быть использовано для обнаружения волн цунами в открытом океане. Сущность: устройство содержит платформу (1) с установленным на ней буем (11). Платформу (1) наделяют функцией плавучести и возможностью удерживать заданный подводный горизонт посредством скрепленных с ней емкостей (2), соединенных шлангами (3, 4) с баллоном (5) со сжатым газом и водяным насосом (6). На платформе (1) размещают датчик (7) давления (то есть датчик цунами), блок (8) управления, блок (9) питания и блок (10) обработки сигналов датчика (7) давления. Буй (11) связывают с платформой (1) кабель-сцепкой (15). Буй (11) снабжают автономной системой (12) погружения и всплытия, приемником (13) навигационных сигналов, а также передатчиком (14) информации по спутниковому каналу связи. Технический результат: повышение оперативности оповещения о волне цунами посредством приближения средства измерений к прогнозируемому очагу землетрясения. 2 ил.

Изобретение относится к области океанографии и может быть использовано для определения характеристик морских ветровых волн. Сущность: устройство состоит из цельнометаллического корпуса (3), внутри которого установлены модуль (1) управления с опционным блоком GPS, источник (2) питания, цифровой трехкомпонентный акселерометр (15), трехкомпонентный магнитометр (17). В нижней части корпуса (3) размещено выдвижное якорное устройство (4), а также стабилизирующее устройство (5). Стабилизирующее устройство (5) выполнено в виде крыльев, сочлененных с корпусом (3) посредством шарниров (6) и резиновых амортизаторов (7). Источник (2) питания снабжен генератором, сочлененным со стабилизирующим устройством (5). Корпус (3) в подводной своей части оснащен демпфирующим устройством (14), состоящим из насадки, снабженной четным количеством лепестков. Лепестки насадки прикреплены к корпусу буя с помощью плоских пружин. Причем четные лепестки прикреплены с наклоном вниз, а нечетные лепестки - с наклоном вверх. Опционный блок GPS модуля (1) управления содержит четырехканальный приемник спутниковых сигналов, выполненный с возможностью одновременного измерения дельтапсевдодальностей до четырех искусственных спутников Земли. При этом приемник спутникового канала связи содержит навигационный фильтр для моделирования движения буя. Корпус (3) оснащен элементами (8) парашютной системы и устройством (13) для передачи информации по радио- и спутниковым каналам связи. Цифровой трехкомпонентный акселерометр (15) и трехкомпонентный магнитометр (17) размещены в едином корпусе (16). Технический результат: повышение точности определения характеристик морских ветровых волн. 1 ил.

Изобретение относится к гидротехническим устройствам и предназначено для обозначения границы ВВП гидроаэродрома при взлете воздушного судна с его поверхности и его посадке. Устройство для обозначения границы ВПП гидроаэродрома содержит корпус. Корпус состоит из освещаемой надводной и герметичной подводной частей, в которой расположен пенал для аккумуляторов, и имеет пескобетонный груз, монтажный трос, якорный рым. Надводная и подводная части корпуса разнесены и соединены между собой гидрошлангом. Надводная часть снабжена антенной радиоуправления. Подводная часть корпуса снабжена дополнительными водонепроницаемыми пеналами для размещения приемоуправляющего блока, блока автоматики управления гидронасосом и подсветки, а также гидронасосом с возможностью подачи воды с регулируемой интенсивностью, формой, цветом и яркостью водяной струи по гидрошлангу через форсунку. Форсунка закреплена в надводной части корпуса. При этом устройство снабжено балансировочным грузом на гидрошланге, дополнительным поплавком с проходящим через него монтажным тросом, гидрошлангом, электропроводом антенны и подсветки. Достигается безопасность при взлете и посадке воздушного судна и расширение эксплуатационных возможностей. 3 ил.
Наверх