本发明专利技术公开了一种用于潜艇液舱的透气阻水安全阀装置，包括壳体、浮体和支撑座；所述壳体的上下两端连通且分别设有用于与其他管道相连的连接法兰；所述壳体内部开设有连通的上腔部和下腔部，下腔部下部设有用于支撑浮体的支撑座，浮体内置于下腔部。本发明专利技术的有益效果为：本发明专利技术所述透气阻水安全阀装置，主要用于潜艇内部均衡水舱的通气管路，利用空气或海水产生的浮力大小不同的原理，空气流动(透气)时浮球将坐落在本体支撑座上，实现当管路流动空气时(通气)自动打开，保证均衡水舱与舱室大气环境相通；当管路海水流动(溢流)时浮球被托起从而关闭管路通道，保证在灌满溢流情况下通气管路的不依赖外部信号和电力驱动实现自动截止。止。止。
【技术实现步骤摘要】
一种用于潜艇液舱的透气阻水安全阀装置及注排水系统
[0001]本专利技术涉及潜艇安全性设计
，具体涉及一种用于潜艇液舱的透气阻水安全阀装置及注排水系统。
技术介绍
[0002]潜艇往往设置有多个液舱与大海相通。对于单壳体潜艇，通常在潜艇内部设置有耐压的均衡水舱，通过对均衡水舱的注水或排水，实现潜艇在海水中重量与浮力的平衡。当潜艇排放生活垃圾等废弃物或发射雷弹之后，潜艇重量变轻；当潜艇航行到海水密度较大的海域时，海水浮力增大。为了保持潜艇的重量与海水提供的浮力之间的平衡，需要从舷外向潜艇均衡水舱注入海水。
[0003]在注水情况下，管路耐压段工作时，必须与非耐压段断开，以确保潜艇安全性；但是该要求存在一个漏洞，就是在注水过程中，为保持注水畅通，均衡水舱需通过通气管路保持与舱室大气相通。假若注水管路发生故障或误操，注水管路可能会将大量海水注入到均衡水舱直至超出均衡水舱舱容，海水就会顺着通气管路溢出到潜艇内部，溢出的海水将会严重危及潜艇安全。人类历史上第一起核潜艇沉没事故是“长尾鲨”号潜艇，“长尾鲨”号核潜艇就是因为海水管路破损导致海水灌注到潜艇内部引起灾难。因此，注水时均衡水舱的通气管路成为潜艇安全性的薄弱环节。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于，针对现有技术的不足，提出一种可靠、不依赖外部信号和电力驱动的用于潜艇液舱的透气阻水安全阀装置及注排水系统。
[0005]本专利技术采用的技术方案为：一种透气阻水安全阀装置，包括壳体、浮体和支撑座；所述壳体的上下两端连通且分别设有用于与其他管道相连的连接法兰；所述壳体内部开设有连通的上腔部和下腔部，下腔部下部设有用于支撑浮体的支撑座，浮体内置于下腔部；当下腔部内浮体受到的浮力小于其自身的重力时，浮体落在支撑座上，上下腔部的连通口处于打开状态，上下腔部连通；当下腔部内浮体受到的浮力大于其自身重力时，浮体上浮且完全堵塞上腔部和下腔部之间的连通口，上下腔部不连通。
[0006]按上述方案，在上腔部和下腔部之间的连通口处设有密封圈，浮体上浮与密封圈压紧时，封堵连通口。
[0007]按上述方案，所述壳体为上下腔部一体化的整体结构，所述壳体侧部开设有安装口，并通过侧封盖板密封；所述密封圈安装于上腔部与下腔部二者的连接处，密封圈的底部设有压板，压板与上壳体连接固定。
[0008]按上述方案，所述支撑座有多个，沿下腔部周向均匀间隔布置，且中部留有通气空间，该通气空间通过端部的连接法兰与其他管道或设备连通。
[0009]按上述方案，所述浮体为浮球。
[0010]本专利技术还提供了一种潜艇注排水系统，包括均衡水舱、注水管路、排水管路、通气
管路及如上所述的透气阻水安全阀装置，所述均衡水舱设于潜艇内，均衡水舱分别与注水管路和排水管路连通；所述通气管路垂直设于均衡水舱的顶部且与均衡水舱连通；所述透气阻水安全阀装置通过下端的连接法兰与通气管路的上端连接固定，透气阻水安全阀装置的下腔部与通气管路连通；所述透气阻水安全阀装置通过上端的连接法兰与鹅颈弯管连接固定，透气阻水安全阀装置的上腔部与鹅颈弯管连通。
[0011]按上述方案，所述排水管路上增设有排水泵。
[0012]按上述方案，所述浮球参数设计方法为：
[0013](1)、获取相关参数，包括：通气管路内径D
N
，mm；注水管路流量Q，m3/h；空气密度ρ1，kg/m3；海水密度ρ2，kg/m3；
[0014](2)、在通气工况，通气气流产生的升力F1小于浮球的重量K1mg，即F1＜K1mg，其中
[0015]上式中，K1为裕度系数；m为浮球质量，kg；ξ为绕流阻力系数；ρ1为空气密度；S为特征面积，为浮球直径，mm；v为气流速度，海水注入均衡水舱的水量与通气管路排出气量匹配，则
[0016]代入相应参数，整理可得浮球质量m与浮球直径之间的第一约束关系；
[0017](3)、在溢流工况，排开海水体积所产生的浮力大于浮球的重量，即F2＞k2mg，其中K2为裕度系数；根据阿基米德定律，浮力等于排开海水体积的重量，即
[0018]其中，ρ2为海水密度；g为重力加速度；
[0019]代入相应参数，整理可得浮球质量m与浮球直径之间的第二约束关系；
[0020](4)、根据两个约束关系，得到浮球直径和浮球质量m的设计参数区间范围。
[0021]本专利技术的有益效果为：本专利技术所述透气阻水安全阀装置，主要用于潜艇内部均衡水舱的通气管路，利用空气或海水产生的浮力大小不同的原理，空气流动(透气)时浮球将坐落在本体支撑座上，实现当管路流动空气时(通气)自动打开，保证均衡水舱与舱室大气环境相通；当管路海水流动(溢流)时浮球被托起从而关闭管路通道，保证在灌满溢流情况下通气管路的不依赖外部信号和电力驱动实现自动截止。该装置利用纯机械原理，无需外部信号和电力驱动即可自动投入工作，消除潜艇均衡水舱的溢流安全隐患，大大提高潜艇安全性。本专利技术中所述壳体为上下腔部采用一体化成型设计制造、侧边安装的结构型式，避免了上下腔部通过螺栓连接可能因紧固件失效导致的透气阻水安全阀装置损坏事故的发生，提高了壳体整体安全可靠性。
附图说明
[0022]图1为本专利技术中透气阻水安全阀装置的结构示意图。
[0023]图2为本专利技术中排水系统的整体示意图。
[0024]其中：1、连接法兰；2、壳体；3、密封圈；4、压板；5、浮球；6、支撑座；7、上腔部；8、下腔部；9、侧封盖板；10、均衡水舱；11、注水管路；12、排水管路；13、通气管路；14、透气阻水安全阀装置；15、鹅颈弯管；16、潜艇。
具体实施方式
[0025]为了更好地理解本专利技术，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步地描述。
[0026]如图1所示的一种用于潜艇液舱的透气阻水安全阀装置，包括壳体2、浮体和支撑座6；所述壳体2的上下两端连通且分别设有用于与其他管道相连的连接法兰1；所述壳体2内部开设有连通的上腔部7和下腔部8，下腔部8的下部设有用于支撑浮体的支撑座6，浮体内置于下腔部；当下腔部内浮体受到的浮力小于其自身的重力时，浮体落在支撑座6上，下腔部8的连通口处于打开状态，上下腔部连通；当下腔部8内浮体受到的浮力大于其自身重力时，浮体上浮且完全堵塞上腔部7和下腔部8之间的连通口，上下腔部不连通。本专利技术中，所述浮体为浮球5。
[0027]优选地，在上腔部7和下腔部8之间的连通口处设有密封圈3，浮体上浮与密封圈3压紧时，封堵连通口。
[0028]优选地，所述壳体2为上下腔部一体化的整体结构，所述壳体2侧部开设有安装口，并通过侧封盖板9密封，以便于浮体与密封件的安装。壳体2一体化整体成型结构，可避免壳体分体之间采用螺栓连接带来的紧固件失效引起的安全可靠问题的发生；所述密封圈3安装于壳体2肩颈部，密封圈3的底部设有压板4，压板4与壳体2肩颈部连接固定。本专利技术中，压板4将密封圈3固定在壳体2肩颈部连通口处，浮体被海水托起与密封圈3接触继而压本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于潜艇液舱的透气阻水安全阀装置，其特征在于，包括壳体、浮体和支撑座；所述壳体的上下两端连通且分别设有用于与其他管道相连的连接法兰；所述壳体内部开设有连通的上腔部和下腔部，下腔部下部设有用于支撑浮体的支撑座，浮体内置于下腔部；当下腔部内浮体受到的浮力小于其自身的重力时，浮体落在支撑座上，上下腔部的连通口处于打开状态，上下腔部连通；当下腔部内浮体受到的浮力大于其自身重力时，浮体上浮且完全堵塞上腔部和下腔部之间的连通口，上下腔部不连通。2.如权利要求1所述的透气阻水安全阀装置，其特征在于，在壳体上腔部和下腔部之间的连通口处设有密封圈，浮体上浮与密封圈压紧时，封堵连通口。3.如权利要求1所述的透气阻水安全阀装置，其特征在于，所述壳体为上下腔部一体化的整体结构，所述壳体侧部开设有安装口，并通过侧封盖板密封；所述密封圈安装于上腔部与下腔部二者的连接处，密封圈的底部设有压板，压板与上壳体连接固定。4.如权利要求1所述的透气阻水安全阀装置，其特征在于，所述支撑座有多个，沿下腔部周向均匀间隔布置，且中部留有通气空间，该通气空间通过端部的连接法兰与其他管道或设备连通。5.如权利要求1所述的透气阻水安全阀装置，其特征在于，所述浮体为浮球。6.一种潜艇注排水系统，其特征在于，包括均衡水舱、注水管路、排水管路、通气管路及如权利要求1～5中任意一项所述的透气阻水安全阀装置，所述均衡水舱设于潜艇内，均衡水舱分别与注水管...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭文波，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：
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