一種水下錨系重物的熔斷式釋放裝置及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水下錨系重物的熔斷式釋放裝置及其使用方法，該裝置包括熔斷絲，還包括橫向推動桿、熔斷絲固定支桿、熔斷絲活動支桿、旋轉釋放桿，熔斷絲固定支桿和熔斷絲活動支桿通過彈簧連接，熔斷絲活動支桿設有槽，旋轉釋放桿的一端置入熔斷絲活動支桿的槽內；熔斷絲活動支桿和熔斷絲固定支桿均設有固定螺栓，通過橫向推動桿可以推動熔斷絲活動支桿，使熔斷絲座固定在熔斷絲活動支桿和熔斷絲固定支桿的固定螺栓中；熔斷絲的一端通過電纜與聲學應答器相連接。其能夠解決熔斷絲不能承受大負荷重物問題，利用本發(fā)明可以實現(xiàn)釋放大負荷重物，拓展電熔斷釋放技術的應用范圍，滿足水下實際應用的需要。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于水下觀測【技術領域】，涉及一種熔斷式釋放裝置，尤其涉及一種水下錨 系重物的熔斷式釋放裝置及其使用方法。 一種水下錨系重物的熔斷式釋放裝置及其使用方法

【背景技術】
[0002] 為使得深海水下觀測系統(tǒng)在海底不發(fā)生位移，通常采用錨系重物將觀測系統(tǒng)沉入 海底，依靠重物的大重量使得觀測系統(tǒng)在海底位置固定。當觀測任務完成后，在水面利用聲 學通信系統(tǒng)發(fā)射釋放指令，使得錨系重物與觀測系統(tǒng)分離，然后利用觀測系統(tǒng)上所攜帶的 浮力裝置產生的正浮力將觀測系統(tǒng)帶到水面進行回收；典型的應用譬如：深海潛標、坐底 海床基觀測系統(tǒng)等。
[0003] 目前，使用最多的聲學釋放裝置多數采用機械式聲學釋放機構，其工作原理是投 放前將重物與聲學釋放裝置的掛鉤連接，然后利用螺栓將釋放裝置的掛鉤與鎖緊機構固 定。當接收到來自水面的釋放聲學指令后，水下聲學釋放裝置啟動電機，利用電機軸的旋轉 推動釋放裝置的掛鉤的鎖緊機構，使得掛鉤脫落，重物即可以與重物分離。由于其釋放方 式是采用全機械結構，因此具有較大的承載負荷能力，可以直接連接幾百公斤至幾噸的重 物，為水下觀測系統(tǒng)提供了大負荷的簡單釋放方式。但是該釋放裝置也存在一些問題，首先 是利用電機驅動，需要消耗較多的電能，因此水密艙內需要配置較多的電池滿足電機的功 率需求，導致水密艙內需要較大的空間安置電池，使得整體機構較為龐大；其次如要實現(xiàn)雙 釋放并聯(lián)的保險釋放功能（即如果一個釋放器機械釋放裝置發(fā)生故障，啟動另一個釋放裝 置，保證觀測系統(tǒng)能夠將重物釋放），需要兩臺聲學釋放裝置，增大了財力、體積和重量。體 積的增加將使得觀測系統(tǒng)整體結構變得龐大，不利于觀測系統(tǒng)在甲板的作業(yè)操作，重量的 增加需要配置額外的浮力系統(tǒng)來保障觀測系統(tǒng)能夠浮到水面，添加浮力系統(tǒng)會使得整體體 積增大，為海底觀測系統(tǒng)的設計和操作增加了一定的難度。
[0004] 另一種是采用爆破釋放方式，即釋放裝置的連接螺桿與一個爆炸系統(tǒng)相連接，當 接收到來自水面的釋放聲學指令后，水下聲學釋放裝置啟動爆炸系統(tǒng)，將連接螺栓炸開，從 而使得錨系重物與觀測系統(tǒng)分離。該釋放方式在釋放過程中不需要機械操作，因此降低了 電源功耗的需求，體積較小，減少了重量，簡化了系統(tǒng)整體設計過程中的體積及重量需求。 但是爆破釋放裝置也存在較多的問題，在水下實施爆炸時，可能會對其他觀測儀器設備產 生不利影響，其次由于釋放裝置內有爆炸物，在甲板安裝操作過程中對工作人員也存在一 定的安全隱患。
[0005] 近年來利用鈹銅絲在通入直流電壓后，與海水形成一個回路產生電化學反應可使 得鈹銅絲在10分鐘內熔斷，由于所產生熔斷的電壓通常小于直流24V，對電源功耗需求較 低，因此在水密艙內放置較少的電池既可以保證熔斷絲熔斷，保證了聲學釋放器的外形尺 寸較小。由于是電壓輸出，因此可以利用一臺水下聲學應答器分別輸出兩組電壓輸出，分別 對兩組熔斷絲實施熔斷，即利用一臺聲學應答器即可實現(xiàn)雙釋放并聯(lián)的保險釋放功能。因 此具有體積小、重量輕、在甲板操作過程中對工作人員無安全隱患的優(yōu)點；但是熔斷絲本身 的承受負荷有限，不能承受幾百公斤的重物的拉力，因此限制了其水下應用范圍。
[0006] 綜上，需要一種能夠解決現(xiàn)有技術中上述問題的水下錨系重物的熔斷式釋放裝置 及其使用方法，以拓展電熔斷釋放技術的應用范圍，以滿足實際情況的需要。


【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明提供一種水下錨系重物的熔斷式釋放裝置及其使用方法，以解決現(xiàn)有技術 中所存在的上述問題，拓展電熔斷釋放技術的應用范圍，滿足實際情況的需要。
[0008] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供一種水下錨系重物的熔斷式釋放裝置，包括 含有熔斷絲的熔斷絲座，還包括熔斷絲固定支桿、熔斷絲活動支桿、旋轉釋放桿，所述熔斷 絲固定支桿設有槽，旋轉釋放桿的一端置入熔斷絲固定支桿的槽內；熔斷絲活動支桿和熔 斷絲固定支桿均設有固定螺栓，熔斷絲座通過其上設置的螺孔固定在熔斷絲活動支桿和熔 斷絲固定支桿的固定螺栓中；熔斷絲座的一端通過電纜與聲學應答器相連接。
[0009] 在以上方案中優(yōu)選的是，熔斷絲活動支桿通過橫向推動桿推動彈簧處于垂直位 置。
[0010] 還可以優(yōu)選的是，熔斷絲座連接有水密插頭。
[0011] 還可以優(yōu)選的是，熔斷絲活動支桿上設有限位螺栓。
[0012] 還可以優(yōu)選的是，其還包括重物連接環(huán)，所述重物連接環(huán)置于旋轉釋放桿內，所述 重物連接環(huán)與錨鏈相連接。
[0013] 還可以優(yōu)選的是，熔斷絲的數量為兩個，且通過鏈接桿鏈接形成并聯(lián)雙釋放機構； 聲學應答器上設有兩個熔斷電壓輸出插座，分別通過電纜與熔斷絲座的水密插頭相連接。
[0014] 還可以優(yōu)選的是，聲學應答器安置在水下觀測系統(tǒng)框架內。
[0015] 還可以優(yōu)選的是，其還設有外殼，外殼上設有采用螺栓和螺母組成的固定單元。
[0016] 本發(fā)明另一方面提供一種水下錨系重物的熔斷式釋放裝置的使用方法，首先，旋 轉釋放桿在其本身重力作用下，位于垂直自由狀態(tài)；橫向推動桿的一端處于熔斷絲活動支 桿的限位螺栓的上面，使得橫向推動桿不影響其他部件；然后，搬動橫向推動桿，使其一端 向上方移動，將熔斷絲活動支桿推到垂直位置的同時，將錨系重物連接在旋轉釋放桿中，再 將旋轉釋放桿推到水平位置并嵌入熔斷絲活動支桿的槽內，將熔斷絲座安置在熔斷絲活動 支桿和熔斷絲固定支桿的固定螺栓中，利用固定螺母將其固定，再松開橫向推動桿，此時熔 斷絲活動支桿的槽與旋轉釋放桿緊密接觸，形成一個封閉的連接空間，將錨系重物固定在 該封閉的連接空間內。
[0017] 所述的水下錨系重物的熔斷式釋放裝置的使用方法，所述水下錨系重物的熔斷式 釋放裝置的使用方法，并聯(lián)雙釋放機構的熔斷絲在重物的重力所產生的負浮力和觀測系統(tǒng) 浮力系統(tǒng)所產生的正浮力作用下，系統(tǒng)在水下呈垂直狀態(tài)；觀測任務結束后，通過船上的甲 板單元向水下發(fā)射釋放聲學指令，聲學應答釋放器接收到聲學指令后，根據指令中的釋放 碼通過端口的連接電纜輸出一個或兩個熔斷直流電壓，當采用啟動一個釋放模式時，只在 一個端口輸出熔斷電壓，在熔斷電壓作用下，該熔斷式釋放裝置中對應的熔斷絲座的熔斷 絲被熔斷；當并聯(lián)雙釋放機構中的一個熔斷絲座中的熔斷絲熔斷時，與之相連接的錨鏈就 會脫落，從而使得與重物相連的重物連接環(huán)從錨鏈中滑出，水下觀測系統(tǒng)在其自身攜帶的 浮力系統(tǒng)所產生的正浮力使得觀測系統(tǒng)向上運動，將觀測系統(tǒng)帶到水面；當并聯(lián)雙釋放機 構中的一個熔斷絲座的熔斷絲發(fā)生故障不能熔斷時，通過水面的甲板單元發(fā)出聲學指令， 啟動另一個熔斷絲座的熔斷絲，當聲學應答釋放器接收到指令后，將通過另一根電纜傳輸 電壓，使得另一個熔斷絲座的熔斷絲熔斷，將重物釋放。
[0018] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0019] 本發(fā)明的一種水下錨系重物的熔斷式釋放裝置及其使用方法，其提供了一個利用 電壓熔斷方式可以釋放錨系重物的裝置，拓展了電熔斷釋放技術的應用范圍，形成基于一 臺聲學應答器的雙釋放并聯(lián)釋放機制；其具有體積小、重量輕的優(yōu)點；此外，熔斷絲不是與 錨系重物直接相連，而是通過熔斷絲觸發(fā)一套機械結構間接的釋放重物，即通過機械方式 利用熔斷絲活動支桿和旋轉釋放桿，因此將所承受的復合轉移到釋放裝置的機械外殼，釋 放裝置外殼可以采用一定厚度的不銹鋼材料，從而具有很高的抗拉伸強度，從而可以承受 幾百公斤甚至一噸的拉力；而彈簧的彈力不大于幾十公斤，完全在熔斷絲所承受的安全拉 力范圍之內，從而還可以解決了利用熔斷絲釋放幾百公斤重塊的問題；其為各種大型水下 觀測系統(tǒng)的釋放重物提供了一種簡便、實用的熔斷式釋放機構，對構建小體積、大負荷承載 能力的深海釋放系統(tǒng)具有重要的實際應用意義，能夠滿足實際情況的需要。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 下面結合附圖和實施方式對本發(fā)明作進一步說明：
[0021] 圖1為本發(fā)明的水下錨系重物的熔斷式釋放裝置的結構示意圖；
[0022] 圖2為本發(fā)明的水下錨系重物的熔斷式釋放裝置的側視圖；
[0023] 圖3為本發(fā)明的水下錨系重物的熔斷式釋放裝置的并聯(lián)雙釋放結構應用示意圖。
[0024] 圖中，1為固定螺母,2為烙斷絲,3為烙斷絲座,4為水密插頭,5為彈簧,6為烙斷 絲固定支桿，7為熔斷絲活動支桿，8為旋轉釋放桿，9為限位螺栓，10為橫向推動桿，11為外 殼，12為固定單兀，13為水下觀測系統(tǒng)，14為聲學應答器，15為并聯(lián)雙釋放機構，16為錨系 重物，17為海底。

【具體實施方式】
[0025] 為了更好地理解本發(fā)明，下面結合具體實施例對本發(fā)明作了詳細說明。但是，顯然 可對本發(fā)明進行不同的變型和改型而不超出后附權利要求限定的本發(fā)明更寬的精神和范 圍。因此，以下實施例具有例示性的而沒有限制的含義。
[0026] 實施例1 :
[0027] 一種水下錨系重物的熔斷式釋放裝置，包括熔斷絲座3和熔斷絲2,還包括熔斷絲 固定支桿6、熔斷絲活動支桿7、旋轉釋放桿8,所述熔斷絲固定支桿6設有槽，所述旋轉釋放 桿8的一端置入熔斷絲固定支桿6的槽內；所述熔斷絲活動支桿7和熔斷絲固定支桿6均 設有固定螺栓，所述熔斷絲2與熔斷絲座3聯(lián)為一體，并固定在熔斷絲活動支桿7和熔斷絲 固定支桿6的固定螺栓中；所述熔斷絲座3的一端通過電纜與聲學應答器相連接。
[0028] 實施例2 :
[0029] -種水下錨系重物的熔斷式釋放裝置，與實施例1相似，所不同的是，所述熔斷絲 活動支桿7與熔斷絲固定支桿6通過橫向推動桿10推動彈簧5處于垂直位置；所述熔斷絲 座3設有熔斷絲2 ;所述熔斷絲座3連接有水密插頭4 ;所述熔斷絲座3可用固定螺母1固 定；所述熔斷絲活動支桿7上設有限位螺栓9 ;所述水下錨系重物的熔斷式釋放裝置還包括 重物連接環(huán)，所述重物連接環(huán)置于旋轉釋放桿8內，所述重物連接環(huán)與錨鏈相連接；所述聲 學應答器安置在水下觀測系統(tǒng)框架內；所述水下錨系重物的熔斷式釋放裝置設有外殼11， 所述外殼11上設有采用螺栓和螺母的固定單元12。
[0030] 實施例3 :
[0031] 一種水下錨系重物的熔斷式釋放裝置，與實施例2相似，所不同的是，所述熔斷絲 2的數量為兩個，且通過鏈接桿鏈接形成并聯(lián)雙釋放結構；所述熔斷絲2分別設有插頭，所 述聲學應答器上設有兩個熔斷電壓輸出插座，分別通過電纜與熔斷絲2的插頭相連接。
[0032] 如實施例1或實施例2所述的水下錨系重物的熔斷式釋放裝置的使用方法，在沒 有安裝熔斷絲座3時，熔斷絲活動支桿7在彈簧5的彈力作用下位于如圖1所示虛線的位 置。首先，使得橫向推動桿10的一端處于熔斷絲活動支桿7的限位螺栓9的上面，使得旋 轉釋放桿8在其本身重力作用下，位于垂直自由狀態(tài)；然后旋轉熔斷絲活動支桿7的限位 螺栓9,使得橫向推動桿10不影響其他部件；然后，搬動橫向推動桿10,使其一端向上方移 動，從而將熔斷絲活動支桿7推到垂直位置，同時將將錨系重物置入旋轉釋放桿8中，這時 將旋轉釋放桿8推到水平位置并嵌入熔斷絲活動支桿7的槽內，將熔斷絲座3置入熔斷絲 活動支桿7和熔斷絲固定支架6的螺栓中，用固定螺母1固定熔斷絲座3,再松開橫向推動 桿10,此時熔斷絲活動支桿7的槽與旋轉釋放桿8緊密接觸，形成一個封閉的連接空間，錨 系重物固定在該封閉的連接空間內。
[0033] 之后，一旦有熔斷電壓進入到熔斷絲座3內，熔斷絲2開始發(fā)生電化學反應，使得 熔斷絲2在水中熔斷，當熔斷2完全斷裂后，彈簧5的彈力將推動熔斷絲活動支桿7產生旋 轉，熔斷絲活動支桿7圍繞著限位螺栓9移動回歸到如圖1所示虛線的位置過程中，將使得 旋轉釋放桿8從熔斷絲活動支桿7的槽脫落下來，使得錨系重物與該熔斷式釋放裝置分離， 從而實現(xiàn)釋放錨系重物。
[0034] 如實施例3所述的水下錨系重物的熔斷式釋放裝置的使用方法，所述并聯(lián)雙釋放 結構的熔斷絲2在重物的重力所產生的負浮力和觀測系統(tǒng)浮力系統(tǒng)所產生的正浮力作用 下，系統(tǒng)在水下呈垂直狀態(tài)；觀測任務結束后，通過船上的甲板單元向水下發(fā)射釋放聲學指 令，聲學應答釋放器接收到聲學指令后，根據指令中的釋放碼輸出一個或兩個熔斷直流電 壓，當采用啟動一個釋放模式時，只在一個端口輸出熔斷電壓，在熔斷電壓作用下，該熔斷 式釋放裝置中對應的熔斷絲2被熔斷；當并聯(lián)雙釋放結構中的一個熔斷絲2釋放時，與之相 連接的錨鏈就會脫落，從而使得與重物相連的重物連接環(huán)從錨鏈中滑出，水下觀測系統(tǒng)在 其自身攜帶的浮力系統(tǒng)所產生的正浮力使得觀測系統(tǒng)向上運動，將觀測系統(tǒng)帶到水面；當 并聯(lián)雙釋放結構中的一個熔斷絲2發(fā)生故障時，通過水面的甲板單元發(fā)出聲學指令，啟動 第二個釋放裝置，當聲學應答釋放器接收到指令后，將通過第二根電纜傳輸電壓，使得另外 一根熔斷絲2熔斷，將重物釋放。聲學應答器的工作水深6000米。熔斷直流電壓為18V。
[0035] 本發(fā)明的水下錨系重物的熔斷式釋放裝置，在連接重物時通過橫向推動桿10推 動彈簧5,使得熔斷絲活動支桿7與熔斷絲固定支桿6處于垂直位置，同時將重物連接環(huán)置 入旋轉釋放桿8內，旋轉釋放桿8的一端置入熔斷絲固定支桿6的槽內，然后將熔斷絲座3 置入熔斷絲活動支桿7和熔斷絲固定支桿6的固定螺栓中，并用固定螺母1固定熔斷絲座 3,熔斷絲座3的一端與聲學應答器14相聯(lián)接。
[0036] 當聲學應答器14收到釋放指令后，聲學應答器14通過電纜輸出直流電壓到熔斷 絲2,熔斷絲2在電壓作用下產生電化學反應使得熔斷絲2燒斷，在彈簧5的彈力作用下， 熔斷絲活動支桿7圍繞著限位螺栓9產生旋轉位移，使得旋轉釋放桿8從熔斷絲固定支桿 6的槽內脫離，重物從旋轉釋放桿8上脫落，實現(xiàn)重物與釋放機構的分離。
[0037] 盡管以上已經對本發(fā)明的各種優(yōu)選實施方式和特征進行了描述，但在不脫離本發(fā) 明的目的和宗旨的前提下，本領域普通技術人員可以對本發(fā)明做出許多變化、補充、改變和 刪減。以上結合本發(fā)明的具體實施例做的詳細描述，并非是對本發(fā)明的限制。凡是依據本 發(fā)明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍。
【權利要求】
1. 一種水下錨系重物的熔斷式釋放裝置，包括含有熔斷絲（2)的熔斷絲座（3)，其特征 在于：還包括熔斷絲固定支桿（6)、熔斷絲活動支桿（7)、旋轉釋放桿（8)，所述熔斷絲固定 支桿（6)設有槽，旋轉釋放桿（8)的一端置入熔斷絲固定支桿（6)的槽內；熔斷絲活動支桿 (7)和熔斷絲固定支桿（6)均設有固定螺栓，熔斷絲座（3)通過其上設置的螺孔固定在熔斷 絲活動支桿（7)和熔斷絲固定支桿（6)的固定螺栓中；熔斷絲座（3)的一端通過電纜與聲 學應答器（14)相連接。
2. 如權利要求1所述的水下錨系重物的熔斷式釋放裝置，其特征在于：熔斷絲活動支 桿（7)通過橫向推動桿（10)推動彈簧（5)處于垂直位置。
3. 如權利要求2所述的水下錨系重物的熔斷式釋放裝置，其特征在于：熔斷絲座（3) 連接有水密插頭（4)。
4. 如權利要求3所述的水下錨系重物的熔斷式釋放裝置，其特征在于：熔斷絲活動支 桿（7)上設有限位螺栓（9)。
5. 如權利要求4所述的水下錨系重物的熔斷式釋放裝置，其特征在于：其還包括重物 連接環(huán)，所述重物連接環(huán)置于旋轉釋放桿（8)內，所述重物連接環(huán)與錨鏈相連接。
6. 如權利要求1-5中任一項所述的水下錨系重物的熔斷式釋放裝置，其特征在于：熔 斷絲（2)的數量為兩個，且通過鏈接桿鏈接形成并聯(lián)雙釋放機構（15);聲學應答器（14)上 設有兩個熔斷電壓輸出插座，分別通過電纜與熔斷絲座（3)的水密插頭相連接。
7. 如權利要求1-5中任一項所述的水下錨系重物的熔斷式釋放裝置，其特征在于：聲 學應答器（14)安置在水下觀測系統(tǒng)（13)框架內。
8. 如權利要求1-5中任一項所述的水下錨系重物的熔斷式釋放裝置，其特征在于：其 還設有外殼（11)，外殼（11)上設有采用螺栓和螺母組成的固定單元（12)。
9. 一種如權利要求4-8中任一項所述的水下錨系重物的熔斷式釋放裝置的使用方法， 首先，旋轉釋放桿（8)在其本身重力作用下，位于垂直自由狀態(tài)；橫向推動桿（10)的一端處 于熔斷絲活動支桿（7)的限位螺栓（9)的上面，使得橫向推動桿（10)不影響其他部件；然 后，搬動橫向推動桿（10)，使其一端向上方移動，將熔斷絲活動支桿（7)推到垂直位置的同 時，將錨系重物（16)連接在旋轉釋放桿（8)中，再將旋轉釋放桿（8)推到水平位置并嵌入 熔斷絲活動支桿（7)的槽內，將熔斷絲座（3)安置在熔斷絲活動支桿（7)和熔斷絲固定支 桿（6)的固定螺栓中，利用固定螺母（1)將其固定，再松開橫向推動桿（10)，此時熔斷絲活 動支桿（7)的槽與旋轉釋放桿（8)緊密接觸，形成一個封閉的連接空間，將錨系重物（16) 固定在該封閉的連接空間內。
10. -種如權利要求6中任一項所述的水下錨系重物的熔斷式釋放裝置的使用方法， 所述水下錨系重物的熔斷式釋放裝置的使用方法，并聯(lián)雙釋放機構（15)的熔斷絲（2)在 重物的重力所產生的負浮力和觀測系統(tǒng)浮力系統(tǒng)所產生的正浮力作用下，系統(tǒng)在水下呈垂 直狀態(tài)；觀測任務結束后，通過船上的甲板單元向水下發(fā)射釋放聲學指令，聲學應答釋放器 接收到聲學指令后，根據指令中的釋放碼通過端口的連接電纜輸出一個或兩個熔斷直流電 壓，當采用啟動一個釋放模式時，只在一個端口輸出熔斷電壓，在熔斷電壓作用下，該熔斷 式釋放裝置中對應的熔斷絲座（3)的熔斷絲（2)被熔斷；當并聯(lián)雙釋放機構（15)中的一個 熔斷絲座（3)中的熔斷絲（2)熔斷時，與之相連接的錨鏈就會脫落，從而使得與重物相連的 重物連接環(huán)從錨鏈中滑出，水下觀測系統(tǒng)（13)在其自身攜帶的浮力系統(tǒng)所產生的正浮力 使得觀測系統(tǒng)向上運動，將觀測系統(tǒng)帶到水面；當并聯(lián)雙釋放機構（15)中的一個熔斷絲座 (3)的熔斷絲（2)發(fā)生故障不能熔斷時，通過水面的甲板單元發(fā)出聲學指令，啟動另一個熔 斷絲座（3)的熔斷絲（2)，當聲學應答釋放器接收到指令后，將通過另一根電纜傳輸電壓， 使得另一個熔斷絲座（3)的熔斷絲（2)熔斷，將重物釋放。
【文檔編號】B63C11/52GK104118547SQ201410313408
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權日:2014年7月2日
【發(fā)明者】李予國, 王鏑, 于新生, 裴建新 申請人:中國海洋大學, 青島紅杉機械有限公司