Навигационный буй
NAVIGATION BUOY

Изобретение относится к плавучим средствам навигационного оборудования - к бую, предназначенному для ограждения фарватеров и отдельных навигационных опасностей на судоходных акваториях.
Известен морской буй ледовый (RU №2399546, В63В 22/16, F03B 13/16 20.09.2010). Морской буй содержит обтекаемый герметичный корпус, разделенный водонепроницаемыми переборками на отсеки, светооптическую аппаратуру на светодиодах, расположенную в головной части корпуса буя, стабилизирующий балласт, закрепленный на хвостовике буя, автономную инерционную энергетическую установку, размещенную в хвостовом отсеке корпуса буя. Автономная инерционная энергетическая установка имеет герметическую емкость цилиндрической формы, в которой расположен инерционный поршень, жестко прикрепленный пружинными амортизаторами к верхней и нижней частям емкости.
Использование инерционного поршня с амортизаторами составляет недостаток данного устройства - низкую надежность работы.
Известен навигационный буй (RU 2489301, В63В 22/16, F03B 13/16 10.08.2013), выбранный в качестве прототипа и содержащий обтекаемый герметичный корпус, разделенный водонепроницаемыми переборками на отсеки, светооптическую аппаратуру на светодиодах, расположенную в головной части корпуса буя, и стабилизирующий балласт, во внутренней полости корпуса установлена цилиндрическая емкость, по оси которой в направляющих, прикрепленных к цилиндрической емкости, перемещается стержень - шток, на конце штока установлен стабилизирующий балласт, на стержне - штоке неподвижно закреплена упорная площадка, которая опирается на пружину, расположенную между одной их направляющих штока и упорной площадкой, а в средней части на штоке установлен ротор с постоянными магнитами линейного электрического генератора, статор линейного электрического генератора закреплен на внутренней поверхности цилиндрической емкости, обмотка статора генератора соединена со входом зарядного устройства, а выход зарядного устройства соединен с аккумулятором, от которого питается светооптическая аппаратура.
Недостаток прототипа заключается в низкой надежности работы, обусловленной возможностью заедания штока при боковом наклоне навигационного буя.
Задача изобретения - повышение надежности работы навигационного буя за счет использования разности в вязкостях воды и жидкости внутри навигационного буя и зависимости остойчивости плавающего тела от его формы.
Технический результат достигается тем, что в навигационном буе, содержащем герметичный корпус, разделенный водонепроницаемыми переборками на отсеки, светооптическую аппаратуру на светодиодах, расположенную в головной части корпуса буя, и стабилизирующий балласт, во внутренней полости корпуса установлена емкость, внутри которой закреплена направляющая и расположен стержень с возможностью перемещения относительно направляющей, на стержне установлен ротор с постоянными магнитами электрического генератора, статор электрического генератора закреплен на внутренней поверхности емкости, обмотка статора генератора соединена со входом зарядного устройства, а выход зарядного устройства соединен с аккумулятором, от которого питается светооптическая аппаратура, емкость выполнена в виде усеченного конуса, внутренняя полость корпуса заполнена жидкостью до уровня ватерлинии навигационного буя с вязкостью большей, чем вязкость воды, к верхнему концу стержня прикреплен Г-образный захват, охватывающий направляющую, и ротор с постоянными магнитами, а к нижнему концу прикреплен шаровой палец шарового шарнира, корпус которого жестко закреплен на плавающей площадке, имеющей остойчивую форму, обмотка статора выполнена распределенной по боковой поверхности емкости и расположена в пазах направляющей кругового движения. Предлагаемое устройство показано на чертеже.
Навигационный буй содержит герметичный корпус 1, разделен водонепроницаемыми переборками 2 на отсеки. Светооптическая аппаратура 3 на светодиодах, расположена в головной части 4 корпуса 1 буя. Стабилизирующий балласт 5, например, из свинца или бетона, расположен в нижней части 6 внутренней полости корпуса 1 установлена емкость 7, внутри которой закреплена направляющая 8. Внутри емкости 7 расположен стержень 9 с возможностью перемещения относительно направляющей 8. На верхнем конце стержня 9 закреплен ротор 10 с постоянными магнитами электрического генератора. Статор 11, выполненный из ферромагнитного материала, электрического генератора закреплен на внутренней поверхности емкости 7. Обмотка 12 статора 11 генератора, выполненная, например, по петлевой или волновой схеме (Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1974. С. 403-431), соединена со входом 13 зарядного устройства 14, а выход 15 зарядного устройства 14 соединен с аккумулятором 16, от которого питается светооптическая аппаратура 3. Емкость 7 выполнена в виде усеченного конуса, внутренняя полость корпуса 1 заполнена жидкостью 15, например, трансмиссионным или моторным маслом, до уровня ватерлинии навигационного буя с вязкостью большей, чем вязкость воды, к верхнему концу стержня 9 прикреплен Г-образный захват 17, охватывающий направляющую 8, и ротор 10 с постоянными магнитами, а к нижнему концу прикреплен шаровой палец 18 шарового шарнира, корпус 19 которого жестко закреплен на плавающей площадке 20, имеющей остойчивую форму. Обмотка 12 статора выполнена распределенной по боковой поверхности емкости 7 и расположена в пазах направляющей 8 кругового движения, например, в виде направляющей качения: роликового или шарикового типа или в виде направляющей скольжения.
Буй с помощью рыма 21, цепи 22 и якоря 23 прикрепляется к грунту.
Устройство работает следующим образом. При появлении качки герметичный корпус 1 с емкостью 7, внутри которой закреплена направляющая 8 и обмотка 12 статора И, начинает совершать колебательные движения. Колеблется и жидкость 15, но из-за большей вязкости, чем вязкость воды, в которой находится герметичный корпус 1, амплитуда и частота колебаний жидкости 15 меньше частоты колебаний воды. Остойчивость формы плавающей площадки 18 приводит к уменьшению амплитуды и частоты ее колебаний. В результате происходит движение ротора 10 с постоянными магнитами относительно обмотки 12 статора 11, Г-образный захват 16 обеспечивает необходимую величину зазора между ротором 10 с постоянными магнитами и обмоткой 12 статора 11. Магнитное поле ротора 10 с постоянными магнитами индуцирует ЭДС в обмотке 12 статора 11, по действием которой начинает протекать ток, который поступает на вход 13 зарядного устройства 14 и через выход 15 зарядного устройства 14 - на аккумулятор 16, с помощью которого запитывается светооптическая аппаратура 3.
Круговая форма направляющей 8 и шаровой шарнир для нижнего конца стержня 9 обеспечивают движение ротора 10 с постоянными магнитами по статору, т.е. генерирование ЭДС в обмотке 12 статора 11 при изменении направления качки.
Как можно заметить, работа заявляемого устройства основана на круговом движении стержня 9, которое вызывается наклонами навигационного буя при качке, что обуславливает невозможность заедания стержня 9. Отмеченное обуславливает повышение надежности работы по сравнению с прототипом.