Буйкова гідрофізична станція

Использование; оснащение притопленных и поверхностных буйковых станций, имеющих'вывол кабеля от измерительной аппаратуры на борт обеспечивающего судна, океанографической платформы. Сущность изобретения: система содержит Изобретение относится к океанографической технике, а точнее, к оснащению притопленных и поверхностных буйковых станций, имеющих вывод кэбеля от измерительной аппаратуры на борт обеспечипающего судна, океанографической платформы. Цель изобретения - повышение эффективности и надежности работы путем снижения эксплуатационных нагрузок на кабельную линию связи от воздействия поверхностного волнения и течения. В предложенной буйковой гидрофизической системе обеспечивается высокая надежность за счет того, что кабельная линия связи полностью рззгружена от силовых нагрузок как при постановке (нагрузки воспринимает буйреп, выполненный в виде металлического троса), так и при эксплуатации от воздействия течения поверхностного волнений, что обеспечивается 9-93 кабельную линию связи, которая имеет горизонтальный участок в виде цепной линии с двумя ветвями, поддерживаемый дополнительной плавучестью, и вертикальный участок, связанные между собой через тросовый зажим, к которому присоединен груз. Второй конец первой ветви присоединен через штангу кзлектросертлюгу. Штанга выполнена в виде вертикальной тяги и горизонтальной тяги, связанных шарниром, примем горизонтальная тяга установлена с возможностью изменения угла наклона между двумя упорами-ограничителями перемещений горизонтальной тяги. Свободный конец горизонтальной тяги выполнен со скруглением1 1 з.п. ф-лы, 5 ил. демпфированием благодаря наличию груза - демпфера, дополнительной плавучестью, поддерживающей ветви гибкой нити - горизонтального участка линии связи а также шарнирной штанги с возможностью регулирования положения горизонтальной тяги с закрепленным концом кабельной линии связи. При этом предложенное выполнение шарнирной штанги также устраняет возможность перегибоп кабель-троса, а значит и изломов токопроводящих его жил, что также увеличивает надежность системы в цепом. На фиг. 1 изображена гидрофизическая система с выводом кабеля на океанографическую платформу, на фиг. 2 - подключение кзбель-троса к злектровертлюгу измерительного комплекса с помощью шарнирной штанги на фиг. 3 - изображена стыковка 00 О о 00 1800781 двух участков кабеля-троса через глубоководные разъемы на специальном корпусе. На гидрофизическом полигоне (фиг. 1) а области океанографической полупогруженной заякоренной платформе 1 или обеспе- 5 ч и в а ю щ е г о судна устанавливается глубоководная- гидрофизическая система, сообщаемая с платформой линией связи кабель-тросом 2 и состоящая из буя 3 несущего, исследовательского приборного Ю комплекса 4, устанавливаемого в разрыве грузонесущей линии (буйрепа) 5, якоря 6, вертлюгов 7 шариковых, акустического размыкателя 8. Кабель-трос 2, сообщающий измерительный комплекс с платформой или 15 судном, подключается к злектровертлюгу 9 через шарнирную штангу 10, при этом он расположен над дном и удерживается промежуточной плавучестью 11 (одной или несколькими). 20 Кабель-трос 2 имеет два участка: горизонтальный в виде цепной линии с ветвями 12 и 13 и вертикальный. Расположение линии связи с бортовым устройством на платформе в подвешенном состоянии над дном 25 позволяет устранить возможность запутывания с другими кабелями, пропоженными по дну около платформы, с ее якорями, цепями, удерживающими платформу или судно кабелями питания и д р у г и м 30 вспомогательным оборудованием, так же снять нагрузки на кабель-трос от перемещения кабель-троса по дну при перемещениях платформы, В конструкции сообщающей кабельной 35 линии 2 связи предусмотрена возможность перестыковки горизонтального участка кабель-троса 2 через глубоководные разъемы 14, расположенные на корпусе 15, к которому закреплены также клиновые зажимы 16, 40 крепящие концы ветвей. Корпус 15 представляет собой цилиндр со сквозным отверстием, через которое пропущен проводник, связывающий гермовводы 14, установленные по концам цилиндра, 45 к которым подведены через клиновые зажимы 16 концы ветвей 12 и 13. Второй конец горизонтального участка кабель-троса пропущен через тросовый зажим 17 к которому на отрезке троса крепится груз 18 обтекае- 50 мой формы, выполняющий роль ззглубителя кабельной линии связи 2 Место крепления зажима 17 и корпуса 15 выбирается расчетным путем так, чтобы обеспечить симметрию ветвей 12 и 13 и их горизонтальное 55 положение. К цилиндру корпуса 15 (фиг. 3) приварена пластина с отверстиями, к которым присоединены клиновые коуши 15, через которые пропущены концы ветвей 12 и 13 кабель-троса. Упомянутая пластинаснаб жена рымом для крепления дополнительной плавучести 11, которая может быть выполнена в виде набора связанных между собой кухтылей. Выполнение корпуса 15 позволяет обеспечить возможность замены ветви 13 и вертикального участка кабель-троса при коррозии, не поднимая всю буйковую систему с прибором. В качестве тросового зажима 17 может быть использовано известное устройство для крепления подводного объекта к кабельтросу, содержащее закрепленный на кабель-тросе посредством фиксирующего элемента опорный элемент, на который надета поворотная обойма грузовой серьги и который имеет цилиндрическую форму и выполнен с осевым каналом под упомянутый кабель-трос. Опорный элемент образован из двух продольных частей, сопряженных посредством упомянутой обоймы, грузовой серьги, при этом торцовые оконечности опорного элемента выполнены в виде раструбов, внутренняя поверхность каждого из которых выполнена с направляющими канавками под кабель-трос, расположенными симметрично относительно продольной оси раструба. Этот зажим обеспечивает надежность крепления за счет изгиба кабель-троса по радиусным направляющим канавкам. Выполняя роль стопора, этот зажим позволяет снять нагрузку с горизонтальных ветвей кабель-троса, Груз-демпфер 18, имеющий обтекаемую форму, обеспечивает заглубление кабельной линии связи вместе с плавучестью 11 на заданную рабочую глубину. Шарнирная тяга 10 состоит из вертикального звена (тяги) из пруткового материала, жестко закрепленного верхним своим концом к корпусу электровертлюга, а нижний конец через шарнир соединен с горизонтальным з в е н о м (тягой). Ш т а н г а снабжена двумя упорами 22, один из которых установлен на корпусе шарнира перпендикулярно к вертикальной тяге, а другая под углом ~ 45° между ними. На вертикальной тяге кабель-трос закреплен или зажимом, или подвязан на конце г о р и з о н т а л ь н о й т я г и , и м е ю щ е й закругление под R ;^J5d троса, кабель-трос закреплен зажимом (на черт, не показаны). Постановка всей системы осуществляется с помощью малого обеспечивающего судна при использовании грузовой лебедки 20 на платформе или судне. Для снижения нагрузок на кабель-трос 2 при постановке системы величина нагрузок постоянно контролируется с помощью динамометров на лебедке и малом обеспечивающем судне и 1800781 Ниже рассмотрен пример конкретной регулируется изменением скорости его двигидрофизической системы с выводом кажения при укладке линии и скорости выбель-троса 2 на океанографическую платтравливания кабель-троса с лебедки. форму 1. Например, необходимо установить Предложенная буйковая система эксгидрофизическую систему с выводом каплуатируется в долговременных постановбель-троса 2 типа КГ-1 (вес одного метра в ках, воде 0,157 кг) нз расстоянии 150 м от океаНа фиг. 4 изображен рабочий момент нографической платформы. Определим папрокладки линии сообщающего кабель-трораметры гибкой линии: 1 = 75 мм; величины са 2, состоящей из двух ветвей 12 и 13 одинаковой длины. В конце ветви 13 с помощью 10 f i = 20 м, h = 30 м, а = 25 м. b - 50 м назначаются исходя из механических тросового зажима 17 закрепляется груз 18 свойств примененного типа кабель-троса и после проверки стыковки глубоководных (КГ-1). разьемов и электрической целостности цепи между токосъемником лебедки и измериОпределим величину поперечной нательным комплексом 4 сообщающая линия 15 грузки связи путем вытравливания груза 18 на расчетную длину устанавливается в рабочее пои - q ' а 2 ^0,157 - 2 5 2 4,9 кгс. ложение (фиг. 5). f 1 20 Корпус 15, кроме своей функции - возможности крепления дополнительной пла- 20 Вертикальная нагрузка: вучести, мспользуется для замены части горизонтальной и вертикальной линии 2 q • I _ H f і _ 0,157 -75 _ связи, подверженной сильной коррозии в 2 I 2 верхнем переходном слое вода - атмосфе9-20 ра. 25 ' -yg = 5,9-1,32 = 4,58 кг. Линия кабель-троса 2 выбирается лебедкой до подъема на поверхность корпуса Величина вертикальной силы около 15 с плавучестью 11, расстыковывается глупромежуточной плавучести: боководный разъем 14 и производится замена части кабель-троса, идущего от 30 Н h = 7,22 кгс. платформы до корпуса 15. вГидрофизическая система работает следующим образом. Усилие вдоль линии связи С бортовой аппаратуры платформы 1 или судна по кабельной линии 2 связи под- 35 4,582 = 6.75 кг. Si= tf А2 = ают сигнал на включение измерительного прибора 4, информация результата измерения которым передается по той же линии связи на платформу Предложенная буйко2 f 1 f2 вая система имеет высокую надежность экс- 40 Длина ветви L = ' + ^ ( ~ a ~ ~ l " i r ) плуатации за счет того, что кабельная линия связи разгружена. При воздействии повер30/ = 7 5 + 3 ^ ^ 50 хностного ветрового волнения на верти-97,4 м. кальный участок кабель-троса 2 возникающие нагрузки гасятся грузом-демпфером, а толчки о> места крепленая троВес каждой ветви кабель-троса. сового зажима 17 іасятся ветвями 12 и 13 0,157 • 97,4 м = 15,2 кг. цепной линии горизонтального участка кабельной линии, кроме того, горизонтальная тяга штанги 10, имеющая возможность пе- 50 Величина установленного груза выбиремещаться между дпумя упорами-огранирается, также исходя из механических характеристик кабель-троса, равной 70 кг чителями 22, воспринимает механические Величина промежуточной плавучести 11 опколебания, не создавая при этом критичеределяется, исходя из веса ветвей кабеля (2* ских углов перегиба кабель-троса, способных привести к излому токопроводящих 55 А15,2 =30,4 кг) и воздействия течения и внутренних волн на сообщающую линию. Велижил, а самое главное исключает воздейстчину гидродинамических нагрузок вия колебаний в кабельной линии на работу определим в соответствии с методикой рассамого измерительного комплекса, что чета-давление течении на кабель-трос обеспечивает повышение достоверности получаемой информации 1800781 )T - 0 , 0 0 8 - 150 = 33.2 кг - давление течения на корпус с разъема5 ми и плавучесть Rx = 51C X V 2 S = 51 • 1,1 • 0,72 • 1,2 = =33,04 кгс. Из расчета следует, что нагрузки на линию связи предложенной системы малы по сравнению с пределом прочносги из разрыв А = [2000] кгс самого кабель-троса, что подтверждает высокую надежность при долговременной работе системы. Технико-экономическими преимуществами предложенной системы по сравнению с прототипом являются: повышение надежности системы за счет гашения воздействия поверхностного волнения на систему, измерительный прибор, за счет полной разгрузки кабельной линии связи и исключения возможности закручивания кабель-троса вокруг буйрепа прибора; 10 15 20 25 повышение достоверности измерений за счет надежности стабилизации измерительного прибора на заданном горизонте за счет исключения воздействия от перемеще- 30 ний платформы (судна); обеспечение возможности проведения изменения микроструктуры полей скоростей, температуры и электропроводности; заявленное решение позволяет быстра 35 проводить ремонт измерительной системы в случае отказа одного из ее элементов, что обеспечивает возможность получения надежных долговременных измерений. 40 Формула изобретения 1. Буйковая гидрофизическая система, содержащая притопленный буй с приборным контейнером., который соединен кабельной линией с аппаратурой надводной платформы, при этом упомянутая кабельная линия образована из двух участков, первый из которых выполнен с отрицательной плавучестью, причем один конец второго участка связан с а п п а р а т у р о й н а д в о д н о й платформы, а другой с грузом и одним концом первого участка, который снабжен по крайней мере одим поддерживающим элементом, обладающим положительной плавучестью и расположенным в его средней части, причем другой конец первого участка кабельной линии связан с приборами притопленного буя через соединительный элемент, установленный с возможностью его поворота вокруг горизонтальной оси, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности и надежности работы путем снижения эксплуатационных нагрузок на кабельную линию связи от воздействия поверхностного волнения и течения, притопленный буй заякорен, а другой конец первого участка кабельной линии дополнительно связан с якорной линией буя, при этом упомянутый соединительный элемент выполнен а виде штанги с упорами для ограничения поворота этой штанги на острый угол, лежащий в пределах угла, образованного якорной линией буя и одним из упоров, закрепленным перпендикулярно последней, при этом узел соединения конца первого участка кабельной линии со вторым участком расположен ниже упомянутого поддерживающего элемента. 2. Система по п. 1 , о т л и ч а ю щ а я с я тем, что свободный конец штанги выполнен соскруглением. 1800731 Фиг, I 1800781 Фиг. 2 16 16 ФИГ. З 1800781 II 8 Лї 0 Фиг. Ч Фиг. 5 Редактор Составитель Т Го'релая Техред М Моргентал Корректор С Пекарь Заказ 984/ДСП Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035 Москва, Ж-35, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г Ужгород ул Гагарина 101