Морський гідрометеорологічний буй

Реферат: Винахід належить до морської техніки і стосується конструювання буїв, призначених для роботи в морях і океанах для збирання метеорологічних і гідрологічних даних. До складу морського гідрометеорологічного буя входить циліндричний корпус, що містить контейнери з апаратурою, щоглу з радіоантеною, закріплену на платформі, забезпеченій метеорологічними датчиками. При цьому радіоантена виконана з двох окремих стрижнів, з'єднаних між собою за допомогою шарнірів і кінематично з'єднаних із механізмом розкриття стрижнів, що складається із пружини розтягування, гнучких з'єднань та тягового троса. Радіоантена забезпечена додатковим стрижнем, щогла виконана телескопічною з окремих секцій і розміщена всередині циліндричного корпусу, а останній забезпечений газогенератором, який з'єднаний з секціями телескопічної щогли, при цьому додатковий стрижень антени шарнірно з'єднаний з кінцем другого стрижня. До механізму розкриття стрижнів радіоантени входить хрестовина, яка встановлена з можливістю повороту на платформі і з'єднана з тяговим тросом, причому циліндричний корпус забезпечений пеналом, розташованим уздовж осі циліндричного корпусу і виконаним із двох труб різних діаметрів, аксіально розташованих одна відносно одної, в трубі UA 100344 C2 (12) UA 100344 C2 меншого діаметра розташований тяговий трос, який забезпечений пижем, а стінки труби більшого діаметра спряжені зі стрижнями антени. Шарніри з'єднань стрижнів антени між собою виконані роликовими, пружина розтягування встановлена на другому стрижні антени і за допомогою гнучких з'єднань з'єднана з роликовими шарнірами, платформа, хрестовина й роликові шарніри забезпечені защіпками, які сполучаються відповідно з хрестовиною, платформою і зі стрижнями антени, а труба пенала меншого діаметра забезпечена уловлювачем для взаємодії з пижем тягового троса. Винахід дозволяє суттєво підвищити експлуатаційні характеристики гідрометеорологічного буя у складних морських умовах. UA 100344 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до морської техніки і стосується конструювання буїв для збирання метеорологічних і гідрологічних даних. Відомий аналог "Сигнальний буй" (патент США №3587103 кл. 343-709 за 1971 рік), до складу якого входить поплавець, у верхній частині якого за допомогою вузла повороту, виконаного у вигляді гнучкого з'єднання з талрепом, установлена радіоантена, а також противага. У транспортному положенні радіоантена покладена уздовж поплавця і зблокована з ним за допомогою стрічки, яка розчиняється у воді. В робоче положення радіоантена приводиться пружиною, розташованою в трубчастій втулці з конусоподібним наконечником. Проте в цьому пристрої є суттєві недоліки: під час тривалого зберігання постійний напружений стан пружини викликає її "втому" і втрату пружних властивостей матеріалу; для розвороту радіоантени на 180° потрібна потужна пружина з великим ходом; трубчаста втулка з конусоподібним наконечником не дає чіткої орієнтації радіоантени відносно поплавця; відсутність стопорів не дозволяє використовувати пристрій тривалий час під час хитавиці; під час зберіганні буя стрічка, що блокує в транспортному положенні радіоантену і поплавець, не розвантажує гнучке з'єднання; виконання приводу переміщення радіоантени у вигляді пружини, розміщеної всередині трубчастої втулки, ускладнює збирання і перевірку якості зібраного пристрою. Все це є причиною зниження надійності роботи буя. Відомий аналог "Сигнальний буй" (А. С. СРСР № 895796, МПК В63В 21/52, 1982 рік), до складу якого входить поплавець, радіоантена і противага. На верхній частині поплавця за допомогою шарніра установлений триплечий кутовий кронштейн, на якому жорстко закріплена радіоантена. Триплечий кутовий кронштейн забезпечений скидальним та стопорним пристроєм і з'єднаний з противагою, яка має можливість вільно переміщуватись вздовж осі поплавця, і за допомогою гнучкого з'єднання перетворювати лінійне своє переміщення в обертальний рух триплечого кутового кронштейна. Поплавець, радіоантена і противага зблоковані між собою за допомогою стяжки з піропатроном. Після приводнення буя і спрацьовування піропатрона відбувається роз'єднання стяжки, яка відстиковує рухливі секції противаги від поплавця. Під дією власної ваги противага переміщується вниз, перетворюючи своє лінійне переміщення в обертальний рух триплечого кутового кронштейна. У цьому положенні пристрій скидання від'єднує гнучке з'єднання від триплечого кутового кронштейна, а стопорний пристрій заклинює триплечий кутовий кронштейн на верхній частині поплавця, і радіоантена, яка жорстко закріплена на ньому, установлюється у робоче положення. Приведення буя у робоче положення супроводжується подоланням радіоантеною гідростатичного опору водного середовища - перехід з більш щільної рідини у повітря обумовлює імпульс перевантаження, що може стати причиною пошкоджень, поломки та невиходу радіоантени у робоче положення. Відомий аналог "Буй для збору океанографічної інформації" (А.С. СРСР №988646, МПК В63В 21/52, 1983 рік), до складу якого входить циліндричний відсік з установленою всередині нього по осі телескопічною щоглою радіоантени з нерухомою і рухомими секціями, на верхній частині яких закріплені опорні елементи з установленими на них датчиками, а також контейнери з апаратурою, підводна касета з приладами, з'єднана з кабель-тросом та сполучена з нижньою частиною відсіку, а також механізм автоматичного виведення секцій телескопічної щогли. Рухливі секції телескопічної щогли радіоантени виконані у вигляді об'ємних циліндричних решіток, зблокованих між собою та підводною касетою за допомогою запасованого на них троса і нерухомої секції тягового троса. Недоліками такого буя є великі його габарити, складна конструкція рухомих телескопічних секцій щогли, складна кінематична схема пасів тягового троса. Це обумовлює низьку надійність приведення буя у робоче положення. Прототипом запропонованого винаходу є "Морський буй" (Патент США № 3896447, кл. 343709, 1975 рік), до складу якого входить циліндричний корпус, що містить контейнер з апаратурою, щоглу радіоантени, закріплену на платформі, забезпеченій метеорологічними датчиками, при цьому радіоантена виконана з двох окремих стрижнів, з'єднаних між собою за допомогою шарнірів та з кінематичним з'єднанням з механізмом розкриття стрижнів, який складається із пружини розтягування, гнучких з'єднань і тягового троса. Приведення буя у робоче положення супроводжується подоланням антеною гідродинамічного опору водного середовища - перехід із більш щільної рідини у повітря обумовлює імпульс перевантаження, що може стати причиною пошкоджень, поломки і не виходу антени у робоче положення. До недоліків буя такої конструкції слід віднести підвищені його габарити і складну кінематичну схему пасів тягового троса. Це обумовлює низьку надійність приведення буя у робоче положення. 1 UA 100344 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Задачею винаходу є підвищення надійності приведення буя у робоче положення. Поставлена задача вирішується шляхом того, що морський гідрометеорологічний буй, до складу якого входить циліндричний корпус, що містить контейнери з апаратурою, щоглу з радіоантеною, закріплену на платформі, забезпеченій метеорологічними датчиками, при цьому радіоантена виконана з двох окремих стрижнів, з'єднаних між собою за допомогою шарнірів і кінематично з'єднаних з механізмом розкриття стрижнів, що складається із пружини розтягування, гнучких з'єднань та тягового троса, який відрізняється тим, що радіоантена забезпечена додатковим стрижнем, щогла виконана телескопічною з окремих секцій і розміщена всередині циліндричного корпусу, а останній забезпечений газогенератором, з'єднаним із секціями телескопічної щогли, при цьому додатковий стрижень антени шарнірно з'єднаний з кінцем другого стрижня, а до складу механізму розкриття стрижнів радіоантени входить хрестовина, яка встановлена з можливістю повороту на платформі та з'єднану з тяговим тросом, причому циліндричний корпус забезпечений пеналом, розташованим уздовж осі циліндричного корпусу і виконаним із двох труб різних діаметрів, аксіально розташованих одна відносно одної, в трубі меншого діаметра розташований тяговий трос, забезпечений пижем, а стінки труби більшого діаметра спряжені зі стрижнями антени, при цьому шарніри з'єднань стрижнів антени між собою виконані роликовими, пружина розтягування встановлена на другому стрижні антени і за допомогою гнучких з'єднань з'єднана з роликовими шарнірами, платформа, хрестовина й роликові шарніри забезпечені защіпками, які сполучаються відповідно з хрестовиною, платформою і зі стрижнями антени, а труба пенала меншого діаметра забезпечена уловлювачем для взаємодії з пижем тягового троса. Суть винаходу пояснюється кресленнями: на фіг. 1 зображений морський гідрометеорологічний буй у транспортному положенні, загальний вигляд; на фіг. 2 представлено виносний елемент І на фіг. 1; на фіг. 3 - морський гідрометеорологічний буй у робочому положенні. Морський гідрометеорологічний буй складається з корпусу 1, контейнерів 2 з апаратурою і приладів 3, які опускаються на глибину, телескопічної щогли, розміщеної в корпусі 1, з нерухомою 4 і рухомими 5, 6 секціями на яких встановлені защіпки 7. До складу буя також входить газогенератор 8 і механізм автоматичного розкриття 9, які встановлені у нижній частині внутрішньої порожнини нерухомої секції 4, розташованої уздовж осі корпусу буя. На верхній частині рухомої секції 6 змонтована платформа 10, на нижній поверхні якої шарнірно закріплені підпружинені важелі 11 із закріпленими на них датчиками 12. На корпусі 1 встановлений двосекційний пенал з уловлювачем 13, який виконаний з двох дотичних аксіально розташованих одна відносно одної труб 14, 15, розташованих уздовж обшивки корпусу 1 паралельно осі буя. На платформі 10 на хрестовині 16 шарнірно закріплена радіоантена, що складається з трьох стрижнів 17, 18, 19, з'єднаних між собою за допомогою роликових шарнірів 20 і 21. На другий проміжний стрижень насаджена із зазором пружина розтягування 22, до крайніх витків якої підв'язані гнучкі з'єднання 23, які закріплені в пазах роликових шарнірів 20 і 21. Для стопоріння стрижнів 17, 18, 19 у розгорнутому положенні на платформі 10, хрестовині 16 та роликових шарнірах 20, 21 встановлені защіпки 24. До хрестовини 16 прикріплений тяговий трос 25 із закріпленим на вільному кінці пижем 26. Автоматичне розкриття і вихід буя у робоче положення відбувається таким чином. Після приводнення буя по команді спрацьовує газогенератор 8. Під дією тиску газу, що виділився, спрацьовує механізм автоматичного розкриття 9, за допомогою якого висуваються рухомі секції 5, 6 телескопічної щогли, які піднімають платформу 10 з датчиками 12 і радіоантеною над рівнем води на висоту, що забезпечує вихід складених стрижнів 17, 18, 19 з труби 15 пенала, при цьому трос 25 простягається з натягом через всю довжину пенала до упору пижа 26 в уловлювач 13. За рахунок подальшого висунення рухомих секцій 5 та 6 телескопічної щогли та фіксованого положення троса 25 відбувається розгортання хрестовини 16 із закріпленою на ній радіоантеною навколо осі на 180° і стопоріння її в цьому положенні защіпками 24. У крайньому розсунутому положенні рухомі секції 5, 6 телескопічної щогли стопоряться защіпками 7. З робочого положення, при висунутих рухомих секціях 5, 6 телескопічної щогли, стрижні 17, 18, 19 радіоантени складаються у транспортне положення, після цього рухомі секції 5, 6 ховаються у нерухому секцію 4 корпусу 1, при цьому радіоантена укладається в трубу 15 пенала. Трос 25 прокладається між роликами 27, встановленими на платформі 10 і укладається всередині секції 14 пенала. Вихідний отвір секції 14 після укладання тягового троса 25 з пижем 26 перекривається уловлювачем 13. Таким чином, виконання щогли у вигляді телескопа і розміщення її всередині корпусу, виконання антени з окремих стрижнів, з'єднаних між собою за допомогою роликових шарнірів, 2 UA 100344 C2 5 10 15 20 25 зблокованих один з одним за допомогою пружини розтягування з гнучкими з'єднаннями, які закріплені на роликових шарнірах, жорстке кріплення антени на шарнірно встановленій платформі хрестовини з гнучким з'єднанням, розміщення антени всередині двохсекційного пенала, встановленого в корпусі, взаємне розташування і взаємозв'язок усіх елементів буя забезпечує можливість складання морського гідрометеорологічного буя, що в свою чергу зменшує його габарити під час транспортування до місця установки. Запропоноване конструктивне виконання морського гідрометеорологічного буя дозволяє також: підняти антену, складену в транспортному положенні, над поверхнею води і тільки після цього розвернути її у робоче положення без подолання опору води; розмістити в буї складну секційну антену, довжина якої у робочому положенні у декілька разів перевищує довжину буя; захищати антену від механічних ушкоджень під час зберігання, транспортування, встановлення з носія, що у свою чергу підвищує надійність буя. Використання гнучкого з'єднання дозволяє перетворити лінійне переміщення рухомих секцій телескопічної щогли, які піднімають платформу над рівнем води, в обертальний рух шарнірно встановленої на ній хрестовини з жорстко закріпленою антеною. Шарнірне закріплення секцій антени на роликах, зблокованих між собою за допомогою пружного з'єднувального елемента, дозволяє перетворити стиск пружини в обертальний рух стрижнів один відносно одного і таким чином установити в буї антену, довжина якої у робочому положенні в декілька разів перевищує довжину буя. Такий пристрій незамінний у випадках необхідності доставки буя до місця ставлення у морі засобами з обмеженими габаритами, і особливо, авіаційними засобами. Таким чином, таке технічне рішення суттєво підвищує експлуатаційні характеристики гідрометеорологічного буя у складних морських умовах. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 40 45 Гідрометеорологічний буй, що являє собою циліндричний корпус, що містить контейнери з апаратурою, щоглу з радіоантеною, закріпленою на платформі, обладнаній метеорологічними датчиками, при цьому радіоантена виконана з двох окремих стрижнів, з'єднаних між собою за допомогою шарнірів і кінематично з'єднаних з механізмом розкриття стрижнів, що складається із пружини розтягування, гнучких з'єднань та тягового троса, який відрізняється тим, що радіоантена забезпечена додатковим стрижнем, щогла виконана телескопічною з окремих секцій і розміщена всередині циліндричного корпусу, а останній містить газогенератор, з'єднаний із секціями телескопічної щогли, при цьому додатковий стрижень антени шарнірно з'єднаний з кінцем другого стрижня, а до складу механізму розкриття стрижнів радіоантени входить хрестовина, яка встановлена з можливістю повороту на платформі та з'єднана з тяговим тросом, причому циліндричний корпус містить пенал, розташований уздовж осі циліндричного корпусу і виконаний із двох труб різних діаметрів, аксіально розташованих одна відносно одної, причому в трубі меншого діаметра розташований тяговий трос, забезпечений пижем, а стінки труби більшого діаметра спряжені зі стрижнями антени, при цьому шарніри з'єднань стрижнів антени між собою виконані роликовими, пружина розтягування встановлена на другому стрижні антени і за допомогою гнучких з'єднань з'єднана з роликовими шарнірами, платформа, хрестовина й роликові шарніри містять защіпки, які сполучаються відповідно з хрестовиною, платформою і із стрижнями антени, а труба пенала меншого діаметра містить уловлювач для взаємодії з пижем тягового троса. 3 UA 100344 C2 4 UA 100344 C2 5 UA 100344 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6