充液可胀缩潜水装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供充液可胀缩潜水装置与方法。本发明专利技术给出的潜水装置与方法，利用液体的难以压缩性抵消水压对潜水器外壳的压迫，利用液体气化产生的压强来改变潜水器的体积而调节浮力的大小。所采用的技术方案要点是：潜水器有外壳和内囊；通过在潜水器外壳与内囊之间的空间灌装液体，抵抗外部水压对潜水器外壳的压迫；通过加热内囊中的液体并使液体气化，使内囊膨胀，进而推动外壳膨胀，从而增加了排水量而获得更大浮力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及潜水器技术，具体是一种潜水器抗压以及调节浮力的装置与方法。
技术介绍
潜水器具有广泛的应用领域，可用于海底、水底的勘察、作业，以及用于休闲、娱乐等多种目的。由于潜水器需要承受水压，尤其是下潜深度较大时，需要承受较高的水压，因此，潜水器的外壳需要具有足够的抗压强度；但是，具有足够抗压强度的外壳，往往需要昂贵的设计与制造。此外，潜水器的下潜与上浮，也具有较高的复杂性和设计制造成本。因此，需要新的技术，使潜水器既能够承受高水压、又能够灵活下潜与上浮，并且有效降低设计制造成本。
技术实现思路
本专利技术提供充液可胀缩潜水装置与方法，实现潜水器抗水压以及浮力调节。本专利技术采用如下技术方案：充液可胀缩潜水装置，其特征是：包括外壳、内囊、填充液、膨胀液、加热单元、发热元件、膨胀控制器；外壳是密封的，外壳在其内部压强的作用下能够向外扩张而使外壳所围成的密闭空间的体积增大，且体积的增大不破坏外壳的密封；内囊是密封的，内囊在其内部压强的作用下能够向外扩张而使内囊所围成的密闭空间的体积增大，且体积的增大不破坏内囊的密封；内囊位于外壳所围成的密闭空间中；外壳与内囊之间的空间装有填充液，填充液是液态物质；内囊的内部装有膨胀液，膨胀液是液态物质；在需要增大浮力时，加热单元通过发热元件对膨胀液进行加热，使膨胀液升温而气化，膨胀液气化则使内囊的内部压强升高，从而使内囊向外扩张而体积增大，内囊体积增大则压迫填充液，进而使得外壳所受的内部压强增大，并因而使外壳向外扩张而体积增大，外壳体积的增大加大了排水量，就使得潜水装置所受浮力加大；膨胀控制器限制内囊体积增大的范围，在超过设定范围的情况下，暂停加热单元通过发热元件对膨胀液的加热。所述的充液可胀缩潜水装置，其特征是：所述的外壳与内囊之间的空间装有填充液，是填充液完全充满外壳与内囊之间的空间。所述的充液可胀缩潜水装置，其特征是：所述的内囊的内部装有膨胀液，是膨胀液完全充满内囊的内部空间。所述的充液可胀缩潜水装置，其特征是：所述的外壳在其内部压强的作用下能够向外扩张而使外壳所围成的密闭空间的体积增大，是：外壳是由可拉伸的弹性材料制作的。所述的充液可胀缩潜水装置，其特征是：所述的内囊在其内部压强的作用下能够向外扩张而使内囊所围成的密闭空间的体积增大，是：内囊是由可拉伸的弹性材料制作的。所述的充液可胀缩潜水装置，其特征是：所述的外壳在其内部压强的作用下能够向外扩张而使外壳所围成的密闭空间的体积增大，是：外壳具有在内部压强作用下向外扩张体积的活动部件。所述的充液可胀缩潜水装置，其特征是：所述的内囊在其内部压强的作用下能够向外扩张而使内囊所围成的密闭空间的体积增大，是：内囊具有在内部压强作用下向外扩张体积的活动部件。所述的充液可胀缩潜水装置，其特征是：所述的加热单元通过发热元件对膨胀液进行加热，是采用电加热的方式。所述的充液可胀缩潜水装置，其特征是：所述的膨胀控制器限制内囊体积增大的范围，是：膨胀控制器设定不同的内囊体积增大范围限制，从而调节所增加浮力的不同大小。充液可胀缩潜水方法，其特征是：采用密封的外壳，外壳在其内部压强的作用下能够向外扩张而使外壳所围密闭空间的体积增大，且体积的增大不破坏外壳的密封；采用密封的内囊，内囊在其内部压强的作用下能够向外扩张而使内囊所围密闭空间的体积增大，且体积的增大不破坏内囊的密封；内囊位于外壳所围成的密闭空间中；在外壳与内囊之间的空间内装有填充液，填充液是液态物质；内囊的内部装有膨胀液，膨胀液是液态物质；在需要增大潜水器浮力时，对膨胀液进行加热，使膨胀液气化，膨胀液气化使内囊的内部压强升高，从而使内囊的体积增大，内囊体积的增大压迫填充液，进而使得外壳所受的内部压强增大，并因而使外壳的体积向外扩张而增大，外壳体积的增大加大了潜水器的排水量，就使得潜水器所受浮力加大；限制内囊体积增大的范围，在超过设定范围的情况下，暂停加热单元对膨胀液的加热以避免损坏内囊和外壳；通过对内囊的体积增大设定不同的范围限制，调节所增加浮力的不同大小。本专利技术所具有的有益效果在于：一方面，使得潜水器不需要花费较高成本来设计制造强度很高的抗压外壳，而是利用内部所充填的液体的难以压缩性，抵消外部水压对外壳的挤压；另一方面，利用所填充液体的气化以及对压强的传导，可以方便地改变潜水器外壳的体积而实现浮力调节。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是膨胀控制器的工作原理示意图；图3是采用滑动式外壳与活塞式内囊的示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施例作详细说明。如图1所示，为潜水装置整体结构的侧面剖视图。潜水装置具有外壳100；外壳100是密封的；本实施例中，外壳100是由可拉伸的、有弹性的橡胶材料制作的，那么，当外壳100的内部压强大于外部压强时，外壳100就会向外扩张而使外壳100所围成的密闭空间的体积增大；在一定的体积增大范围内，外壳100能够保持其密封性，不会因为体积增大而被破坏。以外壳100为边界，该外壳所围成的密闭空间以外是潜水装置外部，该外壳所围成的密闭空间以内是潜水装置内部。内囊200位于潜水装置内部；内囊200是密封的；本实施例中，内囊200是由可拉伸的、有弹性的橡胶材料制作的，那么，当内囊200的内部压强大于外部压强时，内囊200就能够向外扩张而使内囊200所围成的密闭空间的体积增大；在一定的体积增大范围内，内囊200能够保持其密封性，不会因为体积增大而被破坏。在外壳100与内囊200之间的空间内，装有填充液300；填充液300可以完全装满外壳100与内囊200之间的空间，也可以留有空隙，本实施例中是完全装满的；填充液300选用的是非导电的液体，例如，使用甘油，从而不会导致潜水装置内部电路系统的短路。内囊200的内部则装有膨胀液400；膨胀液400可以完全装满内囊，也可以留有空隙，本实施例中是完全装满的；膨胀液400选用沸点、比热容等参数适合的液体，例如，使用纯水。加热单元500能够接收控制指令，根据控制指令，能够使发热元件600向膨胀液400释放热量。本实施例采用电加热的方式；发热元件600是位于内囊200的内部、且浸没于膨胀液底部的电致发热器件。当需要提高潜水装置的浮力时，加热单元500根据控制指令向发热元件600馈入电流；发热元件600释放热量使膨胀液400的温度升高；膨胀液400温度升高到一定程度后则气化；膨胀液400的气化使得内囊200的内部压强升高，从而使得内囊200的体积向外扩张；内囊200的体积扩张，则压迫填充液300而使得外壳100所受的来自于内部的压强增大；增大的内部压强超过外部水压时，则压迫外壳100向外扩张而使得外壳100所围空间的体积增大；增大了的体积则提高了潜水装置的排水量，从而提高了所受浮力。为了防止内囊200体积扩张过度而损坏内囊或者损坏外壳，采取膨胀控制器1000来限制内囊200体积扩张的范围。图2是膨胀控制器1000的工作原理示意图，采取顶视图来表示。为清晰说明膨胀控制器1000的工作原理，假设内囊200是由橡胶材料制作的、且灌满膨胀液后呈现为球形。弹性圈1001以同心圆的方式围绕在内囊200之外；在初始状态下，因为弹性圈1001的直径大于内囊200的直径，故二者之间有一定的间隔；弹性圈1001是不导电的；弹性圈1001具有弹本文档来自技高网...

【技术保护点】
充液可胀缩潜水装置，其特征是：包括外壳、内囊、填充液、膨胀液、加热单元、发热元件、膨胀控制器；外壳是密封的，外壳在其内部压强的作用下能够向外扩张而使外壳所围成的密闭空间的体积增大，且体积的增大不破坏外壳的密封；内囊是密封的，内囊在其内部压强的作用下能够向外扩张而使内囊所围成的密闭空间的体积增大，且体积的增大不破坏内囊的密封；内囊位于外壳所围成的密闭空间中；外壳与内囊之间的空间装有填充液，填充液是液态物质；内囊的内部装有膨胀液，膨胀液是液态物质；在需要增大浮力时，加热单元通过发热元件对膨胀液进行加热，使膨胀液升温而气化，膨胀液气化则使内囊的内部压强升高，从而使内囊向外扩张而体积增大，内囊体积增大则压迫填充液，进而使得外壳所受的内部压强增大，并因而使外壳向外扩张而体积增大，外壳体积的增大加大了排水量，就使得潜水装置所受浮力加大；膨胀控制器限制内囊体积增大的范围，在超过设定范围的情况下，暂停加热单元通过发热元件对膨胀液的加热。

【技术特征摘要】
1.充液可胀缩潜水装置，其特征是：包括外壳、内囊、填充液、膨胀液、加热单元、发热元件、膨胀控制器；外壳是密封的，外壳在其内部压强的作用下能够向外扩张而使外壳所围成的密闭空间的体积增大，且体积的增大不破坏外壳的密封；内囊是密封的，内囊在其内部压强的作用下能够向外扩张而使内囊所围成的密闭空间的体积增大，且体积的增大不破坏内囊的密封；内囊位于外壳所围成的密闭空间中；外壳与内囊之间的空间装有填充液，填充液是液态物质；内囊的内部装有膨胀液，膨胀液是液态物质；在需要增大浮力时，加热单元通过发热元件对膨胀液进行加热，使膨胀液升温而气化，膨胀液气化则使内囊的内部压强升高，从而使内囊向外扩张而体积增大，内囊体积增大则压迫填充液，进而使得外壳所受的内部压强增大，并因而使外壳向外扩张而体积增大，外壳体积的增大加大了排水量，就使得潜水装置所受浮力加大；膨胀控制器限制内囊体积增大的范围，在超过设定范围的情况下，暂停加热单元通过发热元件对膨胀液的加热。2.根据权利要求1所述的充液可胀缩潜水装置，其特征是：所述的外壳与内囊之间的空间装有填充液，是填充液完全充满外壳与内囊之间的空间。3.根据权利要求1所述的充液可胀缩潜水装置，其特征是：所述的内囊的内部装有膨胀液，是膨胀液完全充满内囊的内部空间。4.根据权利要求1所述的充液可胀缩潜水装置，其特征是：所述的外壳在其内部压强的作用下能够向外扩张而使外壳所围成的密闭空间的体积增大，是：外壳是由可拉伸的弹性材料制作的。5.根据权利要求1所述的充液可胀缩潜水装置，其特征是：所述的内囊在其内部压强的作用下能够向外扩张而使内囊所围成的密闭空间的体积增大，是：内囊是由可拉伸的弹性材料制作的。6.根据权利要求1所述的充液...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯瀚云，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：侯方勇，
类型：发明
国别省市：北京;11