Устройство для автоматического регулирования глубины погружения буксируемого в воде объекта

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ к плтинтю

Союз,Советскик

Социалистических

Рес ублик (ii) 938755 (61) Дополнительный к патенту (51) М. Кл.

9 (22) Заявлено22. 09. 78 (21) 2668152/18-25 (23) Приоритет — (З2) 23 . 09 . 77 (3l) 7729244 (ЗЗ) Франция

Опубликовано 23. 06,82. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 25.06.82

G О1 V 1/38

Гесударствелный комлтет по делам лзабретеннй и еткрьпий (53) УДК550.83 (088 ° 8) Иностранец

Жак Шоле (Франция) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма

"Знститю Франсэ дю Петрольн ,(Франция) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ГЛУБИНЫ ПОГРУЖЕНИЯ БУКСИРУЕМОГО В ВОДЕ

ОБЪЕКТА.

Изобретение относится к автоматическому регулированию глубины погружения какого-либо элемента, действующего в подводной среде, и может быть использовано при подводной сейс5 мической разведке для стабилизации на определенной (заданной) глубине источников сейсмических волн или приемных устройств. о

Известно устройство для регулирования глубины погружения сейсмического кабеля, содержащее недеформируемое крыло, выполненное с возможностью вращения вокруг оси, жестко скреплен15 ной с буксируемым объектом, и средства для изменения угла наклона крыла в зависимости от глубины погружения буксируемого кабеля (! 1.

Наиболее близким к предлагаемому

20 по технической сущности и достигаемому результату является устройство для автоматического регулирования глубины погружения буксируемого в воде объекта, содержащее недеформируемое крыло, заключенное между боковыми стенками и образованное верхней и нижней поверхностями, выполненное с возможностью перемещения вокруг оси Вра щения, жестко связанной с объектом, и автоматический механизм регулировани я глуби ны погружени я, выполненный в виде чувствительного к изменению давления элемента, связанного с механизмом преобразования движений.деформации элемента во вращательное движение крыла 12).

Недостатком указанных устройств является Nx малая чувствительность, что связано с малыми относительно размеров крыла размерами чувствительного элемента.

Целью изобретения является повышение чувствительности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматического регулирования глубины погружения буксируемого в воде объекта, содержащее крыло, образованное нижней и верхней

93875 поверхностями, заключенное между двумя боковыми стенками и выполненное с воэможностью перемещения вокруг оси . вращения, жестко связанной с объектом, и автоматический механизм регули- рования глубины погружения, введена дополнительная шарнирная ось и деформируемый элемент, причем нижняя и верхняя поверхности крыла шарнирно закреплены одними концами на указанной о оси и соединены на других концах деформируемым элементом, а автоматический механизм регулирования содержит средства для создания между нижней и верхней поверхностями усилия сдви- >s га, равного усилию, образуемому гидростатическим давлением на заданной глубине, и систему преобразования изме- нений указанного усилия сдвига в усилие для поворота. крыла вокруг оси вращения, при этом средства для образования усилия сдвига между нижней и верхней поверхностями выполнены либо в виде манометрической коробки, расположенной внутри крыла, концы которой закреплены на указанных поверхностях, либо содержат надувной пояс, также расположенный внутри крыла, и пружины, закрепленные на указанных поверхностях, система же преобразования содержит стержень, жестко связанный с крылом, а его концы размещены в отверстиях удлиненной формы, выполненных в боковых стенках и имеющих направление удлинения, отличающееся от направления, соединяющего ось вращения и указанный стержень.

На фиг. 1 изображен первый вариант конструкции крыла, общий вид; на фиг. 2 - деформирующаяся пластина, 40 соединяющая две поверхности крыла; на фиг. 3 - боковое соединение между двумя боковыми стенками крыла, частичный разрез; на фиг. 4 " крыло в положении погружения, разрез; на фиг. 5 - крыло в среднем положении, разрез; на фиг. 6 " крыло в hoflowBHHH всплытия, разрез; на фиг. 7 - второй вариант конструкции крыла, общий вид.

В первом варианте конструкции (фиг. 1"6) устройство включает крыло I, имеющее первую профилированную поверхность или верхнюю поверхность 2 и вторую профилированную поверхность или нижнюю поверхность 3, задние кром- 5 ки которых (ребро обтекания) соединены при помощи шарнира 4, а передние кромки соединены при помощи согнутой

5 4 пластины 5, изготовленной из деформирующегося материала методом формирования (фиг. 2) и образующей переднюю кромку (ребро атаки) крыла. 06е пластины крыла имеют боковые стенки 6 и .(фиг. 3). Верхняя пластина крыла 7 приспособлена для того, чтобы вдвигаться в нижнюю пластину. Внутренний объем крыла не изолирован герметично от внешней среды. Когда устройство находится в погруженном состоянии, внутренний объем крыла заполняется водой.

В поперечном направлении крыло пересекает стержень 8, представляющий собой ось вращения, закрепленную в подшипниках 9, которые крепятся, например, на внутренней поверхности верхней пластины крыла. Две боковые пластины или стенки 10 и 11 расположены по обеим сторонам крыла, параллельно боковым стенкам обеих пластин, и жестко скреплены друг с другом при помощи стержня и двух распорок 12 и 13

В пластинах имеются отверстия 14, позволяющие закрепить устройство на погруженном элементе, который необходимо стабилизировать на постоянной глубине.

Внутри крыла расположены одна или несколько манометрических коробок 15, имеющих цилиндрическую форму и деформирующихся только по оси вращения. торцевые поверхности коробок крепятся болтами 16 к нижней и верхней пластинам. Ианометрические коробки могут быть изготовлены, например, из резины, усиленной металлическими кольцами. На внешнюю поверхность верхней пластины выведены клапаны 17, позволяющие надувать манометрические коробки до определенного давления, Внутри крыла расположен также стержень 18. Он пронизывает боковые стенки нижней пластины крыла, а концы его располагаются в двух прорезях l9 удлиненной формы, проделанных в боковых стенках, параллельных стенкам крыла.

Расположенные внутри крыла стержни, которые крепятся к верхней и нижней пластинам, находятся с двух сторон от того места, где манометрические коробки упираются в обе пластины крыла, причем стержень 8 расположен ближе к ребру атаки крыла, удлиненные прорези сделаны с некоторым наклоном относительно сегмента длины 0 (фиг.4), 5 .9387 соединяющего два стержня, но, например, строго параллельно поперечной оси крыла, т.е. оси, соединяющей ребро атаки и ребро обтекания, в случае, когда крыло находится в среднем положении,обеспечивающем перемещение на постоянной глубине погружения (фиг.5).

Расстояние D между стержнями выбирается в зависимости от высоты мано-, метрических коробок с тем, чтобы кры - 1о ло занимало среднее положение в момент, когда давление газа внутри коробок уравновесит внешнее гидростатическое давление, соответствующее заданной глубине. !5

Расстояния В,1 и R между шарниром и указанными стержнями должны быть постоянными.

Устройство функционирует следующим образом. ю

Если весь буксируемый в погруженном состоянии комплекс опускается ниже уровня, на котором крыло находится в среднем состоянии, гидростатическое давление начинает превышать дав- у5 ление газа в манометрических коробках, в результате чего коробки сжи" маются по своим осям. Нижняя и верхняя пластины крыла стремятся сблизиться, и расстояние 0 между стержнями 30 уменьшается. Стержень 18 перемещается в прорези 19 в направлении ребра атаки крыла. Однако ввиду того, что расстояния К,1 и R> постоянны, такое перемещение становится возможным только в результате поворота шарнира вниз (фиг. 6). Ребро атаки крыла перемещается вверх, в результате чего под действием гидродинамической тяги крыло вместе со всем буксируемым элементом поднимается и выходит на заданную глубину. Как только будет достигнуто равенство давлений, крыло вновь встанет в среднюю позицию.

Если весь буксируемый в погруженном состоянии комплекс поднимается выше заданной глубины (крыло в среднем положении гидростатическое давление становится ниже давления газа в манометрических коробках. Коробки расширяются по осям вращения и стремятся увеличить расстояние между пластинами крыла (фиг. 4). Расстояние увеличивается, а стержень 18 стремится отдалиться от стержня 8, перемеща55 ясь в прорези 19. Однако такое перемещение становится возможным только в результате поворота шарнира вверх.

Ребро атаки крыла отклоняется вниз

55 6 и гидростатическое давление порождает усилие, стремящееся вернуть крыло на заданный уровень.

Во втором варианте конструкции (фиг. 7) крыло при помощи стержня и деталей 20 шарнирно закреплено на подставке 21, имеющей форму изогнутой трубы. Манометрические коробки заменены надувным мешком 22 из эластичного материала оборудованным клапаном 23, через который мешок можно накачать воздухом до определенного давления,.еоответствующего нужной глубине погружения. Как и в первом варианте конструкции, через клапан 23 мешок может сообщаться с резервуаром, емкостью превосходящим объем мешка и содержащим сжатую жидкость. Пружины 24 крепятся одним концом к верхней пластине крыла, а другим концом - к оси 18, жестко соединенной с нижней пластиной крыла.

Подставка трубчатого сечения 21 и детали 20 могут быть заменены пластинами 10 и 11 (фиг. 1) или любой другой соответствующей системой крепления.

Принцип действия этого устройства идентичен принципу действия устройства по первому варианту исполнения.

Однако, когда мешок сжимается под действием гидростатического давления, оказываемого содержащейся в крыле водой, он не может сблизить две пластины крыла, если он не прикреплен к крылу. Роль пружин 24 состоит в том, что они сближают пластины крыла, давая таким образом ребру атаки возможность отклониться вверх.

В обоих вариантах конструкции перед погружением устройства в манометрические коробки 15 или в мешок накачивается воздух под давлением, равным гидростатическому давлению на заданной глубине, которое неизбежно превышает атмосферное давление. В результате этого крыло занимает положение, показанное на фиг. 4. Когда устройство погружается в воду, скорость погружения (довольно высокая вначале) постепенно уменьшается в результате перемещения крыла в среднее положение. Погружение прекращается, как только достигается равенство давлений.

Конструкция предлагаемого устройства предполагает также замену манометрических коробок или эластичного мешка любым приспособлением, обьем

7 938755 8 которого может изменяться под действием силы давления, Формула изобретения

1, Устройство для автоматического з регулирования глубины погружения буксируемого в воде объекта, содержащее крыло, образованное нижней и верхней поверхностями, заключенное между двумя боковыми стенками и выполненное с возможностью перемещения вокруг оси вращения, жестко связанной с объектом, и автоматический механизм регулирования глубины погружения, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности устройства, в него введены дополнительная шарнирная ось и деформируемый элемент, причем нижняя и верхняя поверхности крыла шарнирно закреплены одними концами io на укаэанной оси и соединены на других концах деформируемым элементом, а автоматический механизм регулирования содержит средства для создания между нижней и верхней поверхностями 25 усилия сдвига, равного усилию, образуемому гидростатическим давлением на заданной глубине, и систему преобразования изменений указанного усилия сдвига в усилие для поворота крыла зо вокруг оси вращения.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что средства для образования усилия сдвига между нижней и верхней поверхностями выполнены в виде манометрической коробки, расположенной внутри крыла, концы которой закреплены на указанных поверхностях.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что средства для образования между нижней и верх ней поверхностями усилия сдвига содержат надувной пояс, расположенный внутри крыла, и пружины, закрепленные на указанных поверхностях.

4. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что система преобразования содержит стержень, жестко связанный с крылом, его концы размещены в отверстиях удлиненной формы, выполненных s боковых стенках и имеющих направление удлинения, о т л ич а ю щ е е с я от направления, соединяющего ось вращения и указанный стержень.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СНА N 3375800, кл. 114.235, опублик. 1967.

2. Патент США У 3435797, кл. 114.235, опублик. 1967 (прототип).