一种在全海深应用的机械定时释放装置的制作方法

本实用新型涉及一种在全海深应用的机械定时释放装置，属于海洋测量通用技术领域。

背景技术：

在海洋矿产资源勘探、研究和开发过程中，需要通过探测设备潜入海洋环境中完成各项探测任务。探测设备在完成探测工作后需要回收至海面，回收时先将探测设备上的配重抛掉，配重抛掉后探测设备重量减小，即可利用自带的浮力设施浮出海面，然后探测设备向海面船舶发出位置信号，海面船舶根据位置信号寻找探测设备并进行打捞回收，定时抛掉探测设备上的配重的机械装置即为机械定时释放装置。目前国内应用在深海的机械定时释放装置的体积和重量普遍较大，一方面会导致探测设备总重量增加，另一方面在探测设备总承重能力有限的情况下，释放装置体积和重量增大还会使探测设备承受配重的重量减小，两方面综合作用会降低探测设备在下潜和回收过程的操作灵活度，容易导致设备回失败。此外，现有的释放装置多数采用干式密封结构，其工作水深产生的压强完全作用在密封壳体和传动轴上，导致能负载的配重有限，从而限制了探测设备承受配重的能力。再次，现有的释放装置水密性较差，在深海中容易渗水产生故障，导致设备回失败的现象频发。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决现有技术所存在的问题，提供了一种在全海深应用的机械定时释放装置，体积和重量小，而且具有压力自动补偿功能，能承受全海深的压力，工作可靠性高。

本实用新型通过采取以下技术方案实现上述目的：

一种在全海深应用的机械定时释放装置，包括脱钩机构、动力机构和耐压舱，所述动力机构密封设置在耐压舱内，其中，所述脱钩机构包括：

偏心轴，所述偏心轴包括偏心段和位于偏心段两端的两个基轴段，两个基轴段的轴线重合，偏心段的轴线偏离于两个基轴段的轴线，所述动力机构与其中一个基轴段传动连接，用以驱动所述偏心轴绕基轴段的轴向作回转运动；

销轴，所述销轴直接或间接固定在耐压舱上；

挂钩，所述挂钩上设有第一销轴孔，所述销轴贯穿第一销轴孔，所述挂钩上偏离第一销轴孔的某个部位可搭接在所述偏心轴的偏心段顶部，所述偏心轴绕基轴段的轴线转动以使挂钩和偏心段解除搭接状态；

法兰盘，所述法兰盘上开设有第一安装孔，所述偏心轴的端部转动支撑在法兰盘上的第一安装孔内，所述法兰盘直接或间接固定在耐压舱上。

为了保证挂钩能脱离偏心段的支撑，所述销轴孔的孔心与挂钩上最远点的直线距离应该小于所述销轴孔的孔心与偏心段的最远直线距离。

在优选的实施方式中，所述法兰盘的数量为两个，两个基轴段分别转动支撑在两个法兰盘的第一安装孔内，在两个法兰盘之间设置定距杆，用以阻止两个法兰盘沿偏心轴的轴线方向靠近，挂钩位于两个法兰盘之间。

在优选的实施方式中，所述法兰盘上设置第二销轴孔，所述销轴贯穿法兰盘上的第二销轴孔。

在优选的实施方式中，所述偏心段的至少部分表面低于两端的基轴段表面，用以构造出供挂钩搭接的内凹部，内凹部表面设置为平面时可进一步提高挂钩与偏心轴在搭接状态的稳定性。

在优选的实施方式中，所述第一安装孔和第二销轴孔靠近法兰盘的底部设置，所述法兰盘的底部设置有缺口，所述缺口至少部分位于第一安装孔和第二销轴孔之间。缺口的设置将使挂钩暴露在法兰盘外，方便将悬挂配重的绳索挂在挂钩上后再将挂钩搭接在偏心段上。

在优选的实施方式中，所述挂钩为表面平滑的弧状结构，方便绳索从挂钩上脱离。

在优选的实施方式中，所述耐压舱包括具有两个端口的舱体，舱体的其中一个端口通过第一端盖密封封堵，另一个端口密封封堵有弹性补偿膜片，所述舱体内填充绝缘油，通常为硅油，硅油具有化学性能稳定且电绝缘性良好的特性。

在优选的实施方式中，所述弹性补偿膜片的外侧设置第二端盖，第二端盖将弹性补偿膜片与舱体的端口压紧密封，此外第二端盖还起到保护弹性补偿膜片的作用，第二端盖上开设有水压平衡孔，用以与舱体外流体导通。

进一步的，舱体上设置有信号传输孔，供信号线引出，用以信号传输。

在优选的实施方式中，所述弹性补偿膜片向舱体外侧凸起；进一步的，弹性补偿膜片的内表面边缘设置密封圈。

在优选的实施方式中，所述偏心轴的其中一个基轴段通过过渡轴与所述动力机构的输出轴传动连接，所述第一端盖上开设有第二安装孔，所述第一端盖与舱体通过带颈法兰密封连接，所述带颈法兰包括径管和设置在径管外周的盘体，所述过渡轴通过第一轴承和第二轴承转动支撑在第二安装孔和径管内。

进一步的，所述过渡轴穿出第二安装孔后与偏心轴的基轴段固定连接，另一端与动力机构的输出轴固定连接；所述过渡轴与第二安装孔的接触面，以及带颈法兰与舱体内壁及第一端盖内壁的接触面上均设置密封圈，保证舱体的水密性。

上述在全海深应用的机械定时释放装置还包括将舱体安装在探测设备上的固定架。

本申请的有益效果包括但不限于：

(1)本申请提供的在全海深应用的机械定时释放装置，整体体积和重量小，减小了探测设备的总重量，提高了探测设备的工作可靠性。

(2)本申请提供的在全海深应用的机械定时释放装置，耐压舱的部分侧壁由弹性补偿膜片构成，耐压舱内充满绝缘油后可通过弹性补偿膜片的形变来调节平衡耐压舱内的压力，减小了耐压舱内外的压差，提高了耐压舱的耐压能力，保证了释放装置的水密性，提高了释放装置的工作可靠性。

(3)本申请提供的在全海深应用的机械定时释放装置，耐压舱内充满绝缘油，使动力机构与脱钩机构的主要动密封部位形成湿式密封，提高了耐压舱在深海环境中的密封性，而且耐压舱内充满绝缘油使动密封部达到自润滑效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请涉及的在全海深应用的机械定时释放装置的剖视结构示意图；

图2为本申请涉及的在全海深应用的机械定时释放装置的立体结构示意图；

图3为本申请涉及的全海深应用的机械定时释放装置中脱钩机构的剖视结构示意图；

图4为本申请涉及的全海深应用的机械定时释放装置中脱钩机构的第一工作状态示意图；

图5为本申请涉及的全海深应用的机械定时释放装置中脱钩机构的第二工作状态示意图；

图6为本申请涉及的全海深应用的机械定时释放装置中脱钩机构的第三工作状态示意图；

图7为本申请涉及的全海深应用的机械定时释放装置的安装示意简图；

图8为本申请涉及的全海深应用的机械定时释放装置中法兰盘的结构示意图；

图9为本申请涉及的全海深应用的机械定时释放装置中挂钩的结构示意图；

图10为本申请涉及的全海深应用的机械定时释放装置中偏心轴的结构示意图；

图11为本申请涉及的全海深应用的机械定时释放装置中过渡轴的结构示意图；

图12为本申请涉及的全海深应用的机械定时释放装置中第一端盖的结构示意图；

图13为本申请涉及的全海深应用的机械定时释放装置中带颈法兰的结构示意图；

图14为本申请涉及的在全海深应用的机械定时释放装置的另一角度的立体结构示意图；

图中，100、耐压舱；110、舱体；111、信号传输孔；112、水密连接器；120、第一端盖；121、第二安装孔；130、弹性补偿膜片；140、第二端盖；141、水压平衡孔；150、带颈法兰；160、固定架；

200、偏心轴；201、偏心段；202、基轴段；

300、销轴；301、内六角螺栓；

400、挂钩；401、第一销轴孔；

501、第一安装孔；502、定距杆孔；503、第二销轴孔；504、缺口；510、第一法兰盘；520、第二法兰盘；530、定距杆；

610、绳索；620、配重；

700、减速电机；

800、过渡轴；801、第一轴承；802、第二轴承；803、轴肩；

910、密封圈；920、密封槽。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

需说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施。因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1-图3中所示，本申请提供的在全海深应用的机械定时释放装置，包括脱钩机构、动力机构和耐压舱100，动力机构密封设置在耐压舱100内，其中，脱钩机构包括：

偏心轴200，偏心轴200包括偏心段201和位于偏心段201两端的两个基轴段202，两个基轴段202的轴线重合，偏心段201的轴线偏离于两个基轴段202的轴线，动力机构与其中一个基轴段202传动连接，用以驱动偏心轴200绕基轴段202的轴向作回转运动；

销轴300，销轴300直接或间接固定在耐压舱100上；

挂钩400，挂钩400上设有第一销轴孔401，销轴300贯穿第一销轴孔401，挂钩400上偏离第一销轴孔401的某个部位可搭接在偏心轴200的偏心段201顶部，偏心轴200绕基轴段202的轴线转动以使挂钩400和偏心段201解除搭接状态；

以及法兰盘，板状的法兰盘上开设有第一安装孔501，偏心轴200的端部转动支撑在法兰盘上的第一安装孔501内，法兰盘直接或间接固定在耐压舱100上。进一步的，法兰盘的数量为两个，记为第一法兰盘510和第二法兰盘520，两个基轴段202分别转动支撑在第一法兰盘510和第二法兰盘520的第一安装孔501内。

如图4中所示，在上述结构中，挂钩400的一端与销轴300枢转连接，另一端搭接在偏心段201上。动力机构通常为减速电机700，电机自身带有刹车模块，电机断电刹车，偏心轴200不会转动，所以挂钩400上通过绳索610悬挂配重620后，挂钩400便在配重620的重力作用下压紧在偏心段201上防止脱钩，使探测设备潜在水中进行探测工作。如图5及图6中所示，当探测工作完成后需要释放配重620上浮时，则通过预先设置好的程序，定时控制电机工作，驱动偏心轴200绕基轴段202的轴向作回转运动，偏心轴200在转动过程中将使偏心段201远离挂钩400，挂钩400失去偏心段201的支撑后将向下转动，使绳索610从挂钩400上脱离，将配重620释放。

如图10中所示，偏心轴200和基轴段202通常均呈柱状结构，而且粗细接近，为一体制成，呈类弓字形。

进一步的，偏心段201的至少部分表面低于两端的基轴段202表面，用以构造出供挂钩400搭接的内凹部，内凹部表面设置为平面时可进一步提高挂钩400与偏心轴200在搭接状态的稳定性。

为了保证挂钩400能脱离偏心段201的支撑，销轴300孔的孔心与挂钩400上最远点的直线距离应该小于销轴300孔的孔心与偏心段201的最远直线距离。

通常，考虑到便于制造安装，销轴300的轴线与偏心轴200的基轴段202的轴线平行设置。

第一法兰盘510和第二法兰盘520上还可开设一定数量的通孔，既能保证力学性能又能减轻重量。

进一步的，再次参考图1，在第一法兰盘510和第二法兰盘520之间设置定距杆530，用以阻止第一法兰盘510和第二法兰盘520沿偏心轴200的轴线方向靠近。挂钩400位于第一法兰盘510和第二法兰盘520之间，且第一法兰盘510和第二法兰盘520之间均留有较大间隙方便挂钩400绕销轴300转动。

进一步的，定距杆530的两端分别固定在第一法兰盘510和第二法兰盘520上；具体的，第一法兰盘510和第二法兰盘520上均设置定距杆孔502，定距杆孔502为阶梯孔，定距杆530的端部设置螺纹孔，定距杆530的端部伸入定距杆孔502后，在定距杆530端部的螺纹孔内旋入内六角螺栓301，使内六角螺栓301卡在定距杆孔502的台阶面上，即可将定距杆530和法兰盘进行连接。

进一步的，定距杆530的数量至少为一根，本申请图示中有三根。

进一步的，参考图8，法兰盘上设置第二销轴孔503，销轴300贯穿法兰盘上的第二销轴孔503。同样，第二销轴孔503为阶梯孔，在销轴300的端部设置螺纹孔，销轴300的端部伸入第二销轴孔503后，在销轴300端部的螺纹孔内旋入内六角螺栓301，使内六角螺栓301卡在第二销轴孔503的台阶面上，即可将销轴300和法兰盘进行连接。

进一步的，第一安装孔501和第二销轴孔503靠近法兰盘的底部设置，法兰盘的底部设置有缺口504，缺口504至少部分位于第一安装孔501和第二销轴孔503之间。缺口504的设置将使挂钩400暴露在法兰盘外，方便将悬挂配重620的绳索610挂在挂钩400上后再将挂钩400搭接在偏心段201上。

通常，法兰盘呈半圆状，第一安装孔501和第二销轴孔503靠近半圆的直线边设置。

进一步的，参考图9，挂钩400为表面平滑的弧状结构，方便绳索610从挂钩400上脱离，通常挂钩400为类s形状。

进一步的，耐压舱100包括具有两个端口的舱体110，舱体110呈筒状，舱体110的其中一个端口通过第一端盖120密封封堵，另一个端口密封封堵有弹性补偿膜片130，舱体110内填充绝缘油，通常为硅油，硅油具有化学性能稳定且电绝缘性良好的特性。此外，前述销轴300固定在第一端盖120上即可。

进一步的，弹性补偿膜片130的外侧设置第二端盖140，第二端盖140将弹性补偿膜片130与舱体110的端口压紧密封，此外第二端盖140还起到保护弹性补偿膜片130的作用，第二端盖140上开设有水压平衡孔141，用以与舱体110外流体导通。释放装置随探测设备进入测量环境后，海水通过第二端盖140上的水压平衡孔141作用在弹性补偿膜片130上。

进一步的，弹性补偿膜片130向舱体110外侧凸起，弹性补偿膜片130采用耐腐蚀的非金属材质，通常选用丁晴橡胶，邵氏a硬度不大于60，拉伸长度小于20mm，拉断伸长率不小于300％。

再次参考图1，进一步的，舱体110上设置有信号传输孔111，供信号线引出，用以信号传输，信号线引出时用水密连接器112连接，水密连接器112自身具有超强的密封作用，可在全海深范围内应用。

利用信号传输孔111在常压下向耐压舱100内注满硅油排空耐压舱100内气体，注油完成后通过水密连接器112将信号线密封引出。

当弹性补偿膜片130两侧压力不平衡时，利用弹性补偿膜片130自身形变减小舱体110内外压差，提高舱体110承压能力，防止舱体110渗水。例如，当外界海水压力大于舱体110内硅油压力时，弹性补偿膜片130将向舱体110内侧移动，使硅油体积压缩压力增大，减小舱体110内外压力差，耐压舱内充满绝缘油还能使动密封部达到自润滑效果。

再次参考图1，进一步的，偏心轴200的其中一个基轴段202通过过渡轴800与动力机构的输出轴传动连接。参考图12，第一端盖120上开设有第二安装孔121，第一端盖120与舱体110通过带颈法兰150密封连接。带颈法兰150包括径管和设置在径管外周的盘体，过渡轴800通过第一轴承801和第二轴承802转动支撑在第二安装孔121和径管内，带颈法兰150的径管内还设置有用于给减速电机定位的内台肩。参考图13及图14，带颈法兰150、舱体110、第一端盖120之间通过螺栓连接，带颈法兰150、舱体110、第一端盖120上均有连接孔，带颈法兰150、第一端盖120上是通孔，舱体110上是螺纹盲孔。

过渡轴800穿出第二安装孔121后与偏心轴200的基轴段202固定连接，另一端与减速电机700的输出轴固定连接；过渡轴800与第二安装孔121的接触面、带颈法兰150与舱体110内壁，以及带颈法兰150与第一端盖120内壁的接触面上均设置密封圈910，弹性补偿膜片130的内表面边缘也设置密封圈910，在设置密封圈910的接触面上设置密封槽920，密封圈910密封嵌入密封槽920内，保证舱体110的水密性，通常密封圈910可选择o形密封圈。

参考图11，过渡轴800上通常设置轴肩803，轴肩803两侧的过渡轴800分别通过上述第一轴承801和第二轴承802转动支撑在第二安装孔121和径管内，第二安装孔121和径管内孔均为阶梯孔，以对过渡轴800进行轴向定位。通常，过渡轴800与基轴段202键连接或者销连接。

进一步的，参考图1、图2及图7，上述在全海深应用的机械定时释放装置还包括将舱体110安装在探测设备上的固定架160，固定架160由两块固定板构成，两块固定板连接成l形，其中一个固定板上具有可套接在第一端盖120外周的通孔。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

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