一种防吸附及应急摆脱深海潜器坐底装置的制作方法

1.本发明涉及深海潜器坐底装置技术领域，尤其是一种防吸附及应急摆脱深海潜器坐底装置。


背景技术：

2.深海潜器在海底有坐底的需求，在海底土质中坐底，既要保证深海结构物不会发生下陷失稳，也要保证潜器离底时正浮力能够克服吸附力完成上浮。国内现有深海潜器的质量和坐底负浮力均相对较小，坐底装置的底面积设计值较小，离底时需要克服的吸附力也较小，故能安全实现坐离底，不需要针对坐底装置采取特殊的防吸附措施。
3.但对于质量较大、坐底负浮力也较大的深海潜器，为避免发生下陷失稳，坐底装置底面积尺寸设计值较大，较大的坐底装置底面积会使深海结构物离底时承受较大的吸附力，深海潜器提供的正浮力将不足以克服吸附力完成上浮，对潜器安全性造成严重影响。
4.为此，我们提出一种防吸附及应急摆脱深海潜器坐底装置。


技术实现要素：

5.本技术人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种防吸附及应急摆脱深海潜器坐底装置，为避免离底时吸附力过大，设计了一种防吸附及应急摆脱装置，该装置在极端情况下若吸附力过大，可实现坐底装置底部的脱离，大大提高了深海潜器坐离底安全性。
6.本发明所采用的技术方案如下：
7.一种防吸附及应急摆脱深海潜器坐底装置，包括：
8.坐底装置本体，所述坐底装置本体沿底壁向上开设有垂直的空腔；
9.坐底靴，沿垂直方向滑动插接在坐底装置本体下端并用于罩住空腔，且坐底靴内开设有与空腔相贯通并能将海水引出的出口流道；
10.海水泵，位于空腔顶壁上用于将外界海水引入空腔内；
11.弹簧安装座，连接于海水泵下端，且弹簧安装座内开设有方便海水流动的安装座流道；
12.导向装置，通过第一弹簧可伸缩的连接在弹簧安装座下端，海水泵上开设有方便海水流动的导向孔；
13.以及，
14.环形锁钩，固定于导向装置下端，并根据受力大小确定是否与坐底靴进行脱离。
15.所述坐底装置本体的底部设置有收口设置的插接口，且插接口滑动插接在坐底靴上开设的环形内壁上，且插接口和坐底靴的插接处设置有o型圈。
16.所述坐底装置本体上连接有与海水泵相贯通的第一进水流道，且第一进水流道上设置有第二过滤器。
17.所述坐底装置本体上连接有与空腔相贯通的第二进水流道，第二进水流道上设置第一过滤器，以及仅保证进水的进水单向阀。
18.所述环形锁钩通过连接件连接在导向装置上，环形锁钩包括两个能够旋转的环形卡件，两个环形卡件之间通过第二弹簧相互抱紧连接，且两个环形卡件的外壁上方均连接有弹性金属拉索，且弹性金属拉索穿过导向孔并连接在弹簧安装座上。
19.所述导向装置与空腔的连接处设置有导向圈。
20.所述坐底靴靠近环形锁钩的一侧连接有连接环，且连接环套接在两个抱紧的环形卡件上，连接环的内圈形状与环形卡件相对应。
21.所述弹性金属拉索的最大长度大于空腔的垂直高度。
22.所述坐底靴上开设有多个将空腔与出口流道连通的进口流道，且出口流道呈发散分布并延伸至坐底靴的底壁和侧壁外，且每个与外界连通的出口流道上均设置有仅能保证由内向外流动的出水单向阀。
23.所述坐底靴的上端开设有切口结构，且坐底靴的侧壁下端开设有坡口结构。
24.本发明的有益效果如下：
25.本发明结构紧凑、合理，操作方便，离底时，采用坐底靴底部注高压水模式，通过抵消负孔隙水压力的方式来减小吸附力，当坐底靴底部注高压水后若吸附力仍然过大，不能满足离底条件，则坐底靴自动脱离，可最大程度避免装置结构受到破坏，极大程度保障了坐离底时潜器结构安全和人员生命安全。
26.同时，本发明还具备如下优点：
27.(1)当坐底靴受到的吸附力较小时，在深海潜器即将离底时，海水泵开启，高压海水经海水泵和坐底靴后将出水单向阀打开，使得高压海水灌入坐底靴底部，在抵消坐底靴底部的负孔隙水压力后，吸附力可大大减小。
28.(2)海水泵开启一段时间后，坐底装置本体可采取正浮力手段进行上浮。上浮成功后，海水泵继续开启，用于吹除残留在孔道和缝隙中的泥沙。
29.(3)当坐底靴受到的吸附力较大时，随着拉力的增加，第一弹簧不断伸长，坐底靴和坐底装置本体脱离，由于环形锁钩采用环形设置，而连接环套在环形锁钩上，在拉力和海洋暗流的作用下出现左右晃动的情况，提高对坐底靴的离底效果。
30.(4)当坐底靴受到的吸附力极大时，弹性金属拉索对环形卡件的拉力大于第二弹簧对环形卡件的拉力时，此时两个环形卡件将被打开，使环形锁钩和连接环脱离，从而脱离坐底靴，实现离底，从而使坐底装置本体完成上浮。
31.(5)而且坐底装置本体准备坐底时，坐底靴在自重和第一弹簧作用力共同作用下，其中的海水经坐底靴底部开设的出口流道(具有阻尼功能)和出水单向阀向外排出，使坐底具有缓冲功能。
附图说明
32.图1为本发明的结构示意图。
33.图2为本发明坐底靴的结构示意图。
34.其中：1、坐底装置本体；2、海水泵；3、弹簧安装座；4、进水单向阀；5、第一过滤器；6、第一弹簧；7、导向装置；8、环形锁钩；9、坐底靴；10、连接环；11、第二过滤器；
35.101、插接口；301、安装座流道；701、导向孔；702、导向圈；801、连接件；802、第二弹簧；803、弹性金属拉索；901、坐底靴框架；902、o型圈；903、进口流道；904、出口流道；905、出
水单向阀；906、切口结构；907、坡口结构。
具体实施方式
36.下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
37.本实施例公开了一种防吸附及应急摆脱深海潜器坐底装置，包括：坐底装置本体1、坐底靴9、海水泵2、弹簧安装座3、导向装置7和环形锁钩8；坐底装置本体1沿底壁向上开设有垂直的空腔，海水泵2位于空腔顶壁上用于将外界海水引入空腔内，坐底装置本体1上连接有与海水泵2相贯通的第一进水流道，且第一进水流道上设置有第二过滤器11，提高过滤效果。
38.弹簧安装座3，连接于海水泵2下端，且弹簧安装座3内开设有方便海水流动的安装座流道301；
39.坐底装置本体1上连接有与空腔相贯通的第二进水流道，第二进水流道上设置第一过滤器5，以及仅保证进水的进水单向阀4，保持空腔内压力稳定。
40.坐底靴9沿垂直方向滑动插接在坐底装置本体1下端并用于罩住空腔，坐底装置本体1的底部设置有收口设置的插接口101，且插接口101滑动插接在坐底靴9上开设的环形内壁上，且插接口101和坐底靴9的插接处设置有o型圈902，用于隔离海水和空腔，避免泥沙和杂质进入空腔。
41.同时在坐底靴9内开设有与空腔相贯通并能将海水引出的出口流道904，坐底靴9上开设有多个将空腔与出口流道904连通的进口流道903，且出口流道904呈发散分布并延伸至坐底靴9的底壁和侧壁外，且每个与外界连通的出口流道904上均设置有仅能保证由内向外流动的出水单向阀905，能够在深海潜器离底时通过向坐底靴9外侧喷水抵消负孔隙水压力的方式来减小离底吸附力；
42.导向装置7通过第一弹簧6可伸缩的连接在弹簧安装座3下端，第一弹簧6连接在导向装置7和弹簧安装座3之间，提供一个带动导向装置7向上的弹力，导向装置7与空腔的连接处设置有导向圈702，海水泵2上开设有方便海水流动的导向孔701，能够方便空腔中的海水能够流到坐底靴9中，同时还能方便后续弹性金属拉索803的穿设；
43.环形锁钩8固定于导向装置7下端，并根据受力大小确定是否与坐底靴9进行脱离，环形锁钩8通过连接件801连接在导向装置7上，环形锁钩8包括两个能够旋转的环形卡件，两个环形卡件之间通过第二弹簧802相互抱紧连接，且两个环形卡件的外壁上方均连接有弹性金属拉索803，且弹性金属拉索803穿过导向孔701并连接在弹簧安装座3上，弹性金属拉索803的最大长度大于空腔的垂直高度，坐底靴9靠近环形锁钩8的一侧连接有连接环10，且连接环10套接在两个抱紧的环形卡件上，连接环10的内圈形状与环形卡件相对应。
44.在离底时，坐底装置本体1向上移动，同时坐底靴9在吸附力的作用下限制向上移动，因此在环形锁钩8和连接环10之间形成一定的拉力，带动坐底靴9离底，随着拉力的增加，第一弹簧6不断伸长，当坐底靴9和坐底装置本体1脱离后，由于环形锁钩8采用环形设置，而连接环10套在环形锁钩8上，在拉力和海洋暗流的作用下出现左右晃动的情况，提高对坐底靴9的离底效果，同时当弹性金属拉索803达到极限位置后，当弹性金属拉索803对环形卡件的拉力大于第二弹簧802对环形卡件的拉力时，此时两个环形卡件将被打开，使环形锁钩8和连接环10脱离，从而脱离坐底靴9，实现离底。
45.坐底靴9的上端开设有切口结构906，用于刮除附着在坐底装置本体1上的泥沙和海生物，同时使其顺斜面滑落，且坐底靴9的侧壁下端开设有坡口结构907，设置斜面避免泥沙堆积，还能提高坐底面积，防止深陷。
46.本实施例中，存在三种离底模式：
47.当坐底靴9受到的吸附力较小时，在深海潜器即将离底时，海水泵2开启，高压海水经海水泵2和坐底靴9后将出水单向阀905打开，使得高压海水灌入坐底靴9底部，在抵消坐底靴9底部的负孔隙水压力后，吸附力可大大减小。
48.海水泵2开启一段时间后，坐底装置本体1可采取正浮力手段进行上浮。上浮成功后，海水泵2继续开启，用于吹除残留在孔道和缝隙中的泥沙。
49.当坐底靴9受到的吸附力较大时，随着拉力的增加，第一弹簧6不断伸长，坐底靴9和坐底装置本体1脱离，由于环形锁钩8采用环形设置，而连接环10套在环形锁钩8上，在拉力和海洋暗流的作用下出现左右晃动的情况，提高对坐底靴9的离底效果。
50.当坐底靴9受到的吸附力极大时，弹性金属拉索803对环形卡件的拉力大于第二弹簧802对环形卡件的拉力时，此时两个环形卡件将被打开，使环形锁钩8和连接环10脱离，从而脱离坐底靴9，实现离底，从而使坐底装置本体1完成上浮。
51.而且坐底装置本体1准备坐底时，坐底靴9在自重和第一弹簧6作用力共同作用下，其中的海水经坐底靴9底部开设的出口流道904(具有阻尼功能)和出水单向阀905向外排出，使坐底具有缓冲功能。
52.以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

技术特征：
1.一种防吸附及应急摆脱深海潜器坐底装置，其特征在于，包括：坐底装置本体(1)，所述坐底装置本体(1)沿底壁向上开设有垂直的空腔；坐底靴(9)，沿垂直方向滑动插接在坐底装置本体(1)下端并用于罩住空腔，且坐底靴(9)内开设有与空腔相贯通并能将海水引出的出口流道(904)；海水泵(2)，位于空腔顶壁上用于将外界海水引入空腔内；弹簧安装座(3)，连接于海水泵(2)下端，且弹簧安装座(3)内开设有方便海水流动的安装座流道(301)；导向装置(7)，通过第一弹簧(6)可伸缩的连接在弹簧安装座(3)下端，海水泵(2)上开设有方便海水流动的导向孔(701)；以及，环形锁钩(8)，固定于导向装置(7)下端，并根据受力大小确定是否与坐底靴(9)进行脱离。2.如权利要求1所述的一种防吸附及应急摆脱深海潜器坐底装置，其特征在于：所述坐底装置本体(1)的底部设置有收口设置的插接口(101)，且插接口(101)滑动插接在坐底靴(9)上开设的环形内壁上，且插接口(101)和坐底靴(9)的插接处设置有o型圈(902)。3.如权利要求1所述的一种防吸附及应急摆脱深海潜器坐底装置，其特征在于：所述坐底装置本体(1)上连接有与海水泵(2)相贯通的第一进水流道，且第一进水流道上设置有第二过滤器(11)。4.如权利要求1所述的一种防吸附及应急摆脱深海潜器坐底装置，其特征在于：所述坐底装置本体(1)上连接有与空腔相贯通的第二进水流道，第二进水流道上设置第一过滤器(5)，以及仅保证进水的进水单向阀(4)。5.如权利要求1所述的一种防吸附及应急摆脱深海潜器坐底装置，其特征在于：所述环形锁钩(8)通过连接件(801)连接在导向装置(7)上，环形锁钩(8)包括两个能够旋转的环形卡件，两个环形卡件之间通过第二弹簧(802)相互抱紧连接，且两个环形卡件的外壁上方均连接有弹性金属拉索(803)，且弹性金属拉索(803)穿过导向孔(701)并连接在弹簧安装座(3)上。6.如权利要求1所述的一种防吸附及应急摆脱深海潜器坐底装置，其特征在于：所述导向装置(7)与空腔的连接处设置有导向圈(702)。7.如权利要求5所述的一种防吸附及应急摆脱深海潜器坐底装置，其特征在于：所述坐底靴(9)靠近环形锁钩(8)的一侧连接有连接环(10)，且连接环(10)套接在两个抱紧的环形卡件上，连接环(10)的内圈形状与环形卡件相对应。8.如权利要求5所述的一种防吸附及应急摆脱深海潜器坐底装置，其特征在于：所述弹性金属拉索(803)的最大长度大于空腔的垂直高度。9.如权利要求1所述的一种防吸附及应急摆脱深海潜器坐底装置，其特征在于：所述坐底靴(9)上开设有多个将空腔与出口流道(904)连通的进口流道(903)，且出口流道(904)呈发散分布并延伸至坐底靴(9)的底壁和侧壁外，且每个与外界连通的出口流道(904)上均设置有仅能保证由内向外流动的出水单向阀(905)。10.如权利要求1所述的一种防吸附及应急摆脱深海潜器坐底装置，其特征在于：所述坐底靴(9)的上端开设有切口结构(906)，且坐底靴(9)的侧壁下端开设有坡口结构(907)。

技术总结
一种防吸附及应急摆脱深海潜器坐底装置，包括坐底装置本体；坐底靴，沿垂直方向滑动插接在坐底装置本体下端；海水泵，位于空腔顶壁上用于将外界海水引入空腔内；弹簧安装座，连接于海水泵下端，且弹簧安装座内开设有方便海水流动的安装座流道；导向装置，通过第一弹簧可伸缩的连接在弹簧安装座下端；环形锁钩，固定于导向装置下端。本发明结构紧凑、合理，操作方便，离底时，采用坐底靴底部注高压水模式，通过抵消负孔隙水压力的方式来减小吸附力，当坐底靴底部注高压水后若吸附力仍然过大，不能满足离底条件，则坐底靴自动脱离，可最大程度避免装置结构受到破坏，极大程度保障了坐离底时潜器结构安全和人员生命安全。潜器结构安全和人员生命安全。


技术研发人员：沈雪 龙雷 张万良 蒋竹凌 胡浩龙
受保护的技术使用者：中国船舶科学研究中心
技术研发日：2023.01.31
技术公布日：2023/5/4