Устройство крепления и отделения малого объекта (буя) от высокоскоростного подводного объекта
DEVICE FOR ATTACHMENT AND SEPARATION OF SMALL OBJECT (BUOY) FROM HIGH-SPEED UNDERWATER OBJECT

Изобретение относится к устройствам крепления и отделения малых объектов, в частности буев, от высокоскоростного подводного объекта (далее - ПО).
Известны устройства отделения, исполнительный механизм которых может быть выполнен в виде гидростатического [1, 2], пиротехнического [3] или электромеханического [4-7] блоков. Однако надежность подобных размыкателей не всегда является удовлетворительной из-за дублирования различных узлов и введения дополнительных электронных блоков, и, как следствия, усложнения конструкции.
Известно устройство «Размыкатель Б.А. Штефана для возвращаемых подводных объектов» [8], в котором для процесса размыкания используется один элемент - упругая мембрана управления. Исполнительный механизм этого размыкателя размещен в двух симметрично закрепленных боксах с диэлектрической жидкостью, захват выполнен в виде крюка, снабженного в нижней части вертлюгом в виде поворотной планки, при этом исполнительный механизм размыкания включает электромагнит с подвижным втяжным штоком и роликами на его конце, мембрану, соединенную со штоком и закрепленную в боксе перфорированной гайкой, упругий компенсатор, а также пружину и датчик обратной связи, корпус имеет канал для подачи командного сигнала на размыкание на электромагнит и сигнала обратной связи о выполнении команды размыкания. Устройство предназначено для поднятия аппарата с положительной плавучестью со дна моря, не имеет механизма выталкивания и не предназначено для отделения буя от подводного аппарата, движущегося с высокой скоростью.
Известно также устройство «Размыкатель для возвращаемых подводных аппаратов» [9], используемое для возвращаемых подводных объектов, содержащее исполнительный механизм, включающий соленоид и геркон, а также рычажный механизм, состоящий из откидного рычага, шарнирно связанного с вилкой толкательного механизма. Кроме того, корпус-кожух спускового механизма снабжен разъемом связи с устройством управления для подачи питания на катушки соленоида и геркон, а также для передачи командного сигнала на размыкание и сигнала обратной связи о выполнении команды размыкания. Описанный размыкатель не снабжен механизмом принудительного выталкивания, что может затруднить отделение при применении на движущихся ПО.
Также известно «Устройство крепления и отделения всплывающего буя на подводном техническом средстве» [10], содержащее корпус с запорными устройствами, рычажными механизмами принудительного выталкивания буя и механизмом крепления-отделения буя и обрубания электрического кабеля. Запорные устройства выполнены в виде поворотных щитов с блоками плавучести, захватами и упругими прокладками. Рычаги механизма принудительного выталкивания буя закреплены на герметичных поворотных трубах с расположенными внутри валиками с пружинами кручения, защищенными от коррозии. Механизм крепления-отделения буя и обрубания кабеля установлен в съемном корпусном блоке. Данное устройство, предназначенное для выпуска буя при движении подводного технического средства, имеющее механизм принудительного выталкивания буя, выбрано в качестве прототипа.
Недостатком прототипа является использование пиропатрона для обрезания электрического кабеля, подводимого к бую, то есть возможно только однократное использование устройства отделения, что затрудняет регламентные работы и проверку работы буя, увеличивая стоимость производства.
Задачей изобретения является снижение стоимости производства за счет возможности многократной перезарядки устройства отделения, упрощение и увеличение надежности конструкции устройства, при сохранении возможности отделения буя от ПО при высокой скорости его движения.
Задача решается тем, что буй фиксируется в корпусе ПО при помощи специальных держателей, в составе устройства предусмотрен механизм принудительного выталкивания буя, а его включение и синхронизация счетчиков времени ПО и буя обеспечивается беспроводным способом, например, электромагнитным или оптическим.
Устройство состоит из (см. фиг. 1):
1 - корпуса;
2 - актуаторов поступательного движения;
3 - штоков;
4, 6, 7, 8 - пружин сжатия;
5 - держателей;
9 - упоров;
10 - устройства беспроводного включения и синхронизации счетчиков времени ПО и буя;
11 - отделяемого буя.
Корпус 1 может быть объединен с корпусом ПО и обеспечивает герметичность внутреннего объема устройства. Механизм принудительного выталкивания буя включает в себя актуаторы 2, например, электромагнитного типа, обеспечивающие поступательное движение штоков 3 в направлении А. Штоки 3 предназначены для фиксации держателей 5, пружины 4 обеспечивают возвратное движение штоков 3 в исходное положение. Держатели 5 предназначены для фиксации отделяемого буя 11 в корпусе 1. Пружины 6 обеспечивают поступательное движение держателей 5 в направлении Б, что освобождает отделяемый буй 11 для движения из корпуса 1 в направлении В. Упоры 9 предотвращают выпадение держателей 5 из корпуса 1. Устройство 10, например, электромагнитного или оптического типа, обеспечивает включение отделяемого буя 11 непосредственно перед его отделением и синхронизацию счетчиков времени ПО и буя.
Исходное (заряженное) состояние устройства приведено на фиг. 1. Отделяемый буй 11 фиксируется в корпусе 1 посредством держателей 5, при этом пружины 7 и 8 находятся в сжатом состоянии. Держатели 5 поджимают пружины 6, а их положение блокируется штоками 3, которые вставлены в цилиндрические пазы корпуса 1. При этом жесткость пружин 4 выбирается таким образом, чтобы предотвратить самопроизвольное высвобождение штоков 3 из пазов на держателях 5.
Количество актуаторов 2, штоков 3, держателей 5, пружин 4 и 6 и упоров 9 и жесткость пружин 6 выбираются таким образом, чтобы обеспечить надежное крепление отделяемого буя 11 в корпусе 1 и отсутствие перекосов и заклиниваний при срабатывании устройства.
Принцип действия устройства заключается в следующем.
На устройство 10 подается команда включения отделяемого буя 11 и синхронизацию его счетчика времени со счетчиком времени ПО. Далее на актуаторы 2 синхронно подается управляющий сигнал отделения, в результате чего штоки 3 перемещаются в направлении А, преодолевая силы упругости пружин 4, и тем самым высвобождая держатели 5. Последние под действием силы упругости пружин 6 перемещаются в направлении Б до столкновения с упорами 9, в результате чего высвобождается отделяемый буй 11 и под действием силы упругости пружин 7 и 8 перемещается в направлении В. При этом параметры пружин 7 и 8, а также их количество выбираются из условия необходимости обеспечения выхода отделяемого буя 11 из корпуса 1 на расстояние не менее половины длины буя 11.
В результате поставленные заявляемым изобретением задачи решены.
Список литературы:
1. Патент RU 2297940 C2, 27.04.2007
2. Патент SU 1286461 A1, 30.01.1987
3. Патент RU 2214340 C2, 20.10.2007
4. Патент RU 71447 U1, 10.03.2008
5. Патент RU 2189331 С2, 20.09.2002
6. Патент RU 69013 U1, 10.12.2007
7. Патент RU 50229 U1, 27.12.2005
8. Патент RU 38154 U1, 27.05.2004
9. Патент RU 120071 U1, 10.09.2012
10. Патент RU 2214340 C2, 20.10.2003