双圆筒及板组合式海洋实验平台及其收放方法与流程

本发明涉及一种双圆筒及板组合式海洋实验平台及其收放方法，属于海洋勘测和海洋工程装备技术领域。

背景技术：
当今全球粮食、资源、能源供应紧张与人口迅速增长的矛盾日益突出，开发利用海洋中的丰富资源已是发展的必然趋势。海洋蕴藏着大量的资源，为了能够更好地开发利用，首先需要采集海洋环境数据，因此各类海洋勘测平台得到广泛应用。目前，海洋勘测平台大多是水面上的，坐底式的很少。而坐底式实验平台隐蔽性好，不受波浪影响，与水面上的相比有其独特的优势。分析研究现有坐底式实验平台不难看出，现有平台存在这些共性的缺点：平台体积大，重量大，结构复杂，建造困难，造价高，维护费用高，出入水作业等环节存在诸多不便。

技术实现要素：
本发明提供了一种双圆筒及板组合式海洋实验平台及其收放方法，该平台充分考虑了工程实际应用要求及经济性，结构简单且省材料，重量轻且布放使用便利，易维护维修，具有多功能、安全可靠和高效等优点。本发明采用的技术方案是：一种双圆筒及板组合式海洋实验平台，它包括气囊和通气管，它还包括一个工作平板、两个圆筒和多个U型横隔板，所述工作平板采用矩形平板结构，所述圆筒固定连接在工作平板的两侧，在圆筒的两端设置吊耳，圆筒的上部和下部分别开有圆筒气孔和圆筒水孔，圆筒两端开口上安装带有圆孔的盖板；所述U型横隔板沿平台纵向均匀布置，U型横隔板内部放有压载物并与所述工作平板和圆筒的下部固定连接；所述气囊为圆柱形，设置在圆筒内的两端；所述通气管为软管，接近水面一端设置气阀并系于浮球上，另一端有多个分叉接口，分别穿过所述盖板与各个气囊连接。所述U型横隔板采用中心对称结构，中纵剖面为上宽下窄的U形结构，中横剖面为等腰梯形结构。所述U型横隔板上开有圆形流水孔，与工作平板和圆筒交接处开三角形通气孔，两侧开有圆筒凹槽。一种双圆筒及板组合式海洋实验平台的收放方法是：（a）安装过程：首先利用浮运平台将实验平台运到指定海域，将实验设备安装在工作平板上，由通气管向气囊内充气至气囊完全膨胀；浮运平台通过打入压载水下潜，实验平台浮起后由辅助拖轮拖离浮运平台甲板，随后，浮运平台上浮；用缆绳连接绞车和实验平台上的吊耳，打开气阀，使实验平台下沉至缆绳张紧，接着通过绞车缓慢控制平台下沉、坐底，解开绞车处缆绳并扔入海底，关闭气阀，将通气管上端系于水面浮球上，至此完成实验平台安装作业；（b）回收过程：当实验平台完成工作任务或需要维修时，浮运平台打捞起系在浮球上的通气管，向气囊内充气后关闭气阀，实验平台便能上升至水面，浮运平台下潜后实验平台由辅助拖轮拉回至浮运平台的甲板上，最后浮运平台重新上浮完成实验平台回收作业。本发明的有益效果是：这种双圆筒及板组合式海洋实验平台包括气囊、通气管、工作平板、两个圆筒和多个U型横隔板，工作平板采用矩形平板结构，圆筒固定连接在工作平板的两侧，在圆筒的两端设置吊耳，圆筒的上部和下部分别开有圆筒气孔和圆筒水孔，圆筒两端开口上安装带有圆孔的盖板。U型横隔板沿平台纵向均匀布置，U型横隔板内部放有压载物并与所述工作平板和圆筒的下部固定连接。气囊为圆柱形，设置在圆筒内的两端。通气管为软管，接近水面一端设置气阀并系于浮球上，另一端有多个分叉接口，分别穿过盖板与各个气囊连接。该实验平台充分考虑实际应用要求，以及技术与经济性综合平衡，采用纤维强化塑料作为材料，所用结构形式简单新颖，有利于减少重量，降低造价；纵向构件连续性强，连接节点少，施工难度低，既减少了建造成本，又提高了平台的整体强度和安全性；设计上充分考虑升沉作业要求，利用气囊充气实现平台平稳起浮上升，而下沉时配备浮运平台协助作业，确保下沉过程的可控性和安全性。实验平台结构形式新颖，重量轻，制造工艺简单，防磁性好，抗腐能力强，是一种可靠、多功能、高效和经济的坐底式海洋实验平台。附图说明图1是双圆筒及板组合式海洋实验平台的整体图。图2是双圆筒及板组合式海洋实验平台的正视图。图3是双圆筒及板组合式海洋实验平台的侧视图。图4是图3中的B-B剖面图。图5是图2中的A-A剖面图。图6是U型横隔板的整体图。图7是U型横隔板的正视图。图8是U型横隔板的正视图。图9是图7中的C-C剖面图。图10是图8中的D-D剖面图。图11是双圆筒及板组合式海洋实验平台的布放工作状态整体图。图12是双圆筒及板组合式海洋实验平台的布放工作状态正视图。图13是双圆筒及板组合式海洋实验平台的作业流程图。图中：1、工作平板，2、圆筒，2a、圆筒气孔，2b、圆筒水孔，2c、盖板，3、气囊，4、U型横隔板，4a、通气孔，4b、流水孔，4c、压载物，4d、圆筒凹槽，5、吊耳，6、通气管，7、气阀，8、浮运平台，8a、绞车，8b、缆绳，9、浮球。具体实施方法以下参照附图对本发明的结构做进一步描述。图1、2、3示出了双圆筒及板组合式海洋实验平台的结构图。该实验平台主要包括工作平板1、圆筒2、气囊3、U型横隔板4和通气管6，平台呈中心对称布置。工作平板1为一块平整的矩形平板，上部可安装仪器设备，且为它们提供了良好的工作环境。工作平板1两侧布置圆筒2，它既增大了实验平台纵向抗弯强度，又可以为气囊3提供载体。工作平板1和圆筒2组成了平台的主要纵向构件，其整体性和连续性强，连接节点少，降低了工艺难度。同时，考虑到坐底稳性和横向强度要求，沿实验平台底部纵向布置多个U型横隔板4。圆筒2两端设置吊耳5，用于实验平台的吊放作业，中间部分沿纵向上下开有圆筒气孔2a和圆筒水孔2b。通气管6为软管，接近水面一端设置气阀7并系于浮球9上，以便在水面即可完成向气囊3内充气作业，具有操作便捷的特点，另一端有多个分叉接口，与圆筒2内的气囊3连接。图4、5示出了圆筒的内部布置图。圆筒2两端开口有带孔的盖板2c，内部两端安装有圆柱形可压缩气囊3（图中为充气状态），通气管6穿过盖板2c与内部的两个气囊3连接。实验平台下沉时，水通过圆筒水孔2c进入圆筒2并压缩气囊3，气囊3内的气体会从通气管6向外排出，另外圆筒2内部的空气会从圆筒气孔2b挤出，这样便可以实现实验平台下沉。上浮作业时，只需向气囊3内部充气，气囊3膨胀挤出圆筒2内的部分水，这样实验平台便具有向上的升力。圆筒2内两端布置气囊3，避免了单气囊在上浮过程中实验平台出现纵倾的情况，保证实验平台能够平稳上浮。图6、7、8、9、10示出了U型横隔板的结构图。U型横隔板4为组合板结构，呈中心对称，中纵剖面为上宽下窄的U形，中横剖面为等腰梯形，内部放置压载物4c，使得实验平台能自沉，也有利于保证坐底稳性。U型横隔板4上开有圆形流水孔4b，与工作平板1和圆筒2交接处开三角形通气孔4a，两侧开有圆筒凹槽4d，以便与圆筒2连接。图11、12示出了轻型坐底式海洋实验平台的布放工作图。实验平台下沉时，利用浮运平台8协助作业，以确保下沉过程的安全性。浮运平台8主甲板上装有四台绞车8a，绞车8a通过缆绳8b与实验平台的吊耳5相连。通过释放绞车8a便可控制实验平台缓慢下沉，期间需确保气阀7处于开启状态。此过程由绞车控制，避免了实验平台自由下沉触底时的猛烈冲击，安全可靠，方便快捷。图13示出了轻型坐底式海洋实验平台作业流程图。上述实验平台在使用时，主要包括两个过程：（a）安装过程：首先利用浮运平台8将实验平台运到指定海域，将实验设备安装在工作平板1上，由通气管6向气囊3内充气至气囊完全膨胀。浮运平台8通过打入压载水下潜，实验平台浮起后由辅助拖轮拖离浮运平台甲板，随后，浮运平台重新上浮。用缆绳8b连接绞车8a和实验平台上的吊耳5，打开气阀7，使实验平台下沉至缆绳8b张紧，接着通过绞车8a缓慢控制平台下沉、坐底，解开绞车8a处缆绳8b并扔入海底，关闭气阀7，将通气管6上端系于水面浮球9上，至此完成实验平台安装作业。（b）回收过程：当实验平台完成工作任务或需要维修时，浮运平台8打捞起系在浮球9上的通气管6，向气囊3内充气后关闭气阀7，实验平台便能上升至水面，浮运平台8下潜后实验平台由辅助拖轮拉回至浮运平台甲板上，最后浮运平台8重新上浮完成实验平台回收作业。