用于无动力上浮式水下设备的水面示位装置及示位方法与流程

本发明涉及水下设备回收，特别是一种用于无动力上浮式水下设备的水面示位装置及示位方法。

背景技术：

1、无动力上浮式水下探测设备是依靠抛掉压载物，依靠自身浮力上浮至水面进行回收的探测设备，比较常见的无动力上浮式水下探测设备有磁力日变观测潜标、着陆器、arv等。此类设备在上浮过程中因中层水流的影响，其上浮出水位置与预测位置之间往往偏差很大，上浮后在海面上难以被发现，因此迫切的需要一种水面示位装置，用于辅助该类设备的回收。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提出了一种用于无动力上浮式水下设备的水面示位装置及示位方法，其实现了水下设备上浮过程中的水面示位，可以实现对水下设备的准确定位，有助于该类设备的回收。

2、本发明的技术方案是：一种用于无动力上浮式水下设备的水面示位装置，其中，包括：

3、罐体，其内壁固定有隔块，隔块、第一级活塞与罐体组成密闭的上舱，隔块、第二级活塞与罐体组成密闭的下舱，罐体的顶部设有第一级活塞挡杆；

4、第一级活塞，滑动设置在隔块的轴向通孔内；

5、第二级活塞，滑动设置在第一活塞的中心孔内，通过设置在第一级活塞内的限位机构，对第二级活塞起到限位作用。

6、本发明中，所述罐体包括连通的上部腔体和下部腔体，上部腔体的尺寸小于下部腔体的尺寸，上部腔体和下部腔体的连接处的罐体内部处固定有隔块；

7、隔块的顶部表面固定有限位凸起；

8、隔块的中部设有轴向通孔。

9、所述第一级活塞包括：

10、第一级顶盖，其与罐体接触的周向侧壁处设有第一密封圈；

11、第一级活塞杆，与第一级顶盖的底部表面固定连接，其滑动设置在隔块的轴向通孔内，其与隔块接触的周向侧壁处设有密封圈，其上部设有排气孔，第一级活塞杆的轴向中心设有中心孔，排气孔与中心孔连通。

12、所述罐体的顶部固定有连接法兰，连接法兰上固定有杆套；

13、第一级顶盖的顶部表面对应的设有第一级活塞挡杆槽；

14、第一级活塞挡杆的外端滑动设置在杆套内，第一级活塞挡杆的内端设置在第一级活塞挡杆槽内，第一级活塞挡杆的中部固定有挡板，挡板与杆套的内侧表面之间连接有弹簧，弹簧套在第一级活塞挡杆的外部，第一级活塞挡杆的底部设有切口。

15、所述第二级活塞包括：

16、第二级顶盖，其顶部表面设有磁铁，对应的第一级活塞的中心孔的顶部设有吸附磁铁，其与第一级活塞接触的周向侧壁处设有第二密封圈；

17、第二级活塞杆，与第二级顶盖的底部表面固定连接，其上端设有环形凹槽，环形凹槽的周向侧壁处设有气体通道，第二级活塞杆的中心呈腔体状，气体通道与该腔体连通，且该腔体与下舱连通。

18、所述限位机构包括数个限位块；

19、第一级活塞杆的中下部且沿其周向侧壁处间隔设有数个长条形孔，长条形孔内设有限位块安装轴，限位块与限位块安装轴之间呈偏心转动连接，限位块的一端与隔块接触，限位块的另一端位于第二级活塞杆的环形凹槽内，隔块对限位块的位置进行限定，限位块对第二级活塞的位置进行限定。

20、所述限位块的截面形状呈三角形，且三个角点处均固定有圆形凸起；

21、限位块的第一角点处与限位块安装轴转动连接；限位块的第二角点处的圆形凸起设置在第二级活塞杆的环形凹槽内；限位块的第三角点处的圆形凸起与隔块的轴向通孔的内壁接触。

22、本发明还包括一种利用上述用于无动力上浮式水下设备的水面示位装置进行示位的方法，该方法包括以下步骤：

23、s1、初始状态下，下舱的初始压力值大于上舱的初始压力值，一级活塞挡杆对第一级活塞起到限位作用，限位机构对第二级活塞的位置起到限位作用；

24、s2、该装置随水下设备下潜，当下潜至该装置所受到的外界压力值大于上舱压力值时，第一级活塞开始下行，第一级活塞挡杆向第一级活塞的中心方向弹出，第二级活塞随第一级活塞一同下行，上、下舱内的压力逐渐升高；

25、s3、随着装置的不断下潜，限位机构作用在第二级活塞上的限定力消失，第二级活塞沿第一级活塞的中心孔上行至中心孔的顶部，上舱与下舱连通，上舱与下舱之间的压力处于平衡状态；

26、s4、该装置随水下设备上浮过程中，第一级活塞向上运动并剪切第一级活塞挡杆，第一级活塞脱离罐体，舱内的介质喷出并起到示位的作用。

27、上述步骤s3中，

28、当第一级活塞下行至其长条形孔完全位于隔块的下方时，隔块不再与限位块接触，此时作用在限位块上的限定力消失，限位块绕限位块安装轴向下转动，转动后的隔块不再与第二级活塞接触，此时作用在第二级活塞上的限定力消失；

29、与此同时，第一级活塞下行至与隔块的顶部表面接触，第一级活塞停止下行运动，下舱的实时压力值大于上舱的实时压力值；

30、第二级活塞在下舱压力的作用下上行至第一级活塞的中心孔的顶部，通过第二级活塞顶部的磁铁与第一级活塞中心孔顶部的吸附磁铁之间产生的磁吸力，使第二级活塞与第一级活塞吸附到一起，此时第一级活塞上的排气孔与第二级活塞上的环形凹槽连通，上舱内的气体依次通过排气孔、环形凹槽、气体通道与下舱连通。

31、上述步骤s2中，第一级活塞挡杆向第一级活塞的中心方向弹出的过程中，第一级活塞挡杆底部的切口从杆套内弹出，并露出至第一级活塞的上方；

32、上述步骤s4中，

33、该装置随水下设备一起上浮过程中，随着该装置所受到的压力值的减小，第一级活塞开始上行运动，当第一级活塞运动至与第一级活塞挡杆接触时，第一级活塞杆停止上行；

34、随着装置所受到的压力值的持续减小，当装置所受压力值与上舱的实时压力值之间的压力差足以驱动第一级活塞向上运动并剪切呈伸出状态的第一级活塞挡杆时，第一级活塞挡杆在第一级活塞的顶推力下，在切口处折断，第一级活塞不断上升并脱离罐体，舱内的介质喷出并起到示位的作用。

35、本发明的有益效果是：

36、(1)通过本申请所提出的装置及方法，可以解决水下设备在上浮过程中因中层水流的影响，导致上浮出水位置偏差很大的问题，通过水面示位，实现水下设备在上浮过程中的准确定位，有利于上述设备的回收；

37、(2)本申请所述装置采用纯机械结构，无需外部提供能源及电子器件配合，利用下潜-上浮过程中的压力变化作为控制信号和机械结构的驱动力，实现对自容式探测设备的兼容。

技术特征：

1.一种用于无动力上浮式水下设备的水面示位装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于无动力上浮式水下设备的水面示位装置，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的用于无动力上浮式水下设备的水面示位装置，其特征在于，所述第一级活塞包括：

4.根据权利要求3所述的用于无动力上浮式水下设备的水面示位装置，其特征在于，所述罐体的顶部固定有连接法兰，连接法兰上固定有杆套；

5.根据权利要求1所述的用于无动力上浮式水下设备的水面示位装置，其特征在于，所述第二级活塞包括：

6.根据权利要求5所述的用于无动力上浮式水下设备的水面示位装置，其特征在于，所述限位机构包括数个限位块；

7.根据权利要求6所述的用于无动力上浮式水下设备的水面示位装置，其特征在于，所述限位块的截面形状呈三角形，且三个角点处均固定有圆形凸起；

8.一种利用权利要求1-7任一所述用于无动力上浮式水下设备的水面示位装置进行示位的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的用于无动力上浮式水下设备的水面示位方法，其特征在于，上述步骤s3中，

10.根据权利要求8所述的用于无动力上浮式水下设备的水面示位方法，其特征在于，上述步骤s2中，第一级活塞挡杆向第一级活塞的中心方向弹出的过程中，第一级活塞挡杆底部的切口从杆套内弹出，并露出至第一级活塞的上方；

技术总结本发明涉及水下设备回收技术领域，特别是一种用于无动力上浮式水下设备的水面示位装置及示位方法。装置包括：罐体，其内壁固定有隔块，隔块、第一级活塞与罐体组成密闭的上舱，隔块、第二级活塞与罐体组成密闭的下舱，罐体的顶部设有第一级活塞挡杆；第一级活塞，滑动设置在隔块的轴向通孔内；第二级活塞，滑动设置在第一活塞的中心孔内，通过设置在第一级活塞内的限位机构，对第二级活塞起到限位作用。其实现了水下设备上浮过程中的水面示位，可以实现对水下设备的准确定位，有助于该类设备的回收。技术研发人员：田振兴,徐华源,周吉祥,路昊天,王康卿受保护的技术使用者：青岛海洋地质研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/18