水下平衡式筒盖开启系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术提供一种水下平衡式筒盖开启系统及其使用方法，能够有效解决开盖前后筒盖的重力和浮力平衡、浮力损失等问题。该筒盖开启系统中，处于零浮力状态筒盖组件盖装在筒体口部顶部开口处，用于密封筒体口部顶部开口；均压子系统用于筒盖组件打开前实现筒体口部内外的均压；辅助顶盖子系统和顶旋盖子系统分别固定在筒体口部外圆周两相对侧；顶旋盖子系统包括：液压顶盖组件和液压旋盖组件；液压顶盖组件和辅助顶盖子系统分别通过液压油缸从两侧上顶或下拉筒盖组件；液压旋盖组件用于带动筒盖组件水平旋转打开或盖合；检测子系统用于检测顶盖到位、关盖到位以及旋转角度；液压子系统依据筒盖控制器的指令控制辅助顶盖子系统和顶旋盖子系统动作。和顶旋盖子系统动作。和顶旋盖子系统动作。

【技术实现步骤摘要】
水下平衡式筒盖开启系统及其使用方法


[0001]本专利技术涉及一种筒盖开启系统及其使用方法，特别涉及一种水下平衡式筒盖开启系统及其使用方法，属于水下装备


技术介绍

[0002]筒盖开启装置是水下平台的重要组成部分，主要用于实现筒盖在水下平台内部有效负载进入外部海水前后的开启、关闭功能。对于水下平台而言，开口部位往往是承压和密封的薄弱环节。为保证耐压性能，要求筒盖必须保证足够的结构强度，致使筒盖的重量往往比较大。在筒盖开启过程中，筒盖的重心和浮心一直在变化，这会导致小型水下平台无法维持其正常的工作姿态。另外，有些水下平台还具有内盖，而内盖与筒盖之间通常具有较大的空间，筒盖开启后会进入大量的海水，导致水下平台的原有浮力损失，大型水下平台一般是通过自身携带的均衡系统来实现平衡的，而小型水下平台会因无法维持重力和浮力的平衡而导致失稳。
[0003]申请号为201410197866.6的专利申请《一种水下开盖装置》，提出采用气囊充气膨胀挤压克服锁紧弹簧力来是实现开盖；申请号为200610124631.X的专利申请《水下开盖机构》，提出采用气囊充气膨胀引起钢珠脱落等连锁动作来实现开盖。这两者的设计目的均是为了开盖释放出气囊以获得较大浮力实现上浮，二者的开盖机构均因设在筒口内致使开盖前后均会占据筒口位置阻碍通道，只适用于开盖释放气囊这一特定使用场合。申请号为202010571922.3的专利申请《一种通用大深度水下XXX发射筒盖结构装置》提出采用小液压缸来解锁、两个大液压缸作为驱动机构来实现开盖，这种开盖方式未考虑开盖前后筒盖的重量平衡和浮力损失等问题，不适用于对稳定性和平衡性要求较高的小型水下平台。专利申请号为202110717302.0的专利申请《一种抛投式发射筒开盖机构》，提出采用爆炸螺栓及“U”字形开口槽设计来实现抛投式开盖，但这种开盖方式使用了火工品且无法在水下工作期间重复使用开盖机构。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是：克服现有技术中筒盖开启机构存在的不足，提供一种水下平衡式筒盖开启系统，能够有效解决开盖前后筒盖的重力和浮力平衡、浮力损失等问题，不仅适用于需要开盖的大型水下平台，尤其适用于对稳定性和平衡性要求较高的小型水下平台。
[0005]本专利技术的技术方案是：水下平衡式筒盖开启系统，包括：筒体口部、筒盖组件、均压子系统、辅助顶盖子系统、顶旋盖子系统、检测子系统、液压子系统和筒盖控制器；
[0006]所述筒盖组件盖装在所述筒体口部顶部开口处，用于密封所述筒体口部顶部开口；所述筒盖组件处于零浮力状态；
[0007]所述均压子系统用于所述筒盖组件打开前实现所述筒体口部内外的均压；
[0008]所述辅助顶盖子系统和所述顶旋盖子系统分别固定在所述筒体口部外圆周两相对侧；所述顶旋盖子系统包括：液压顶盖组件和液压旋盖组件；所述液压顶盖组件和辅助顶
盖子系统分别通过液压油缸从两侧上顶或下拉所述筒盖组件；所述液压旋盖组件用于带动所述筒盖组件水平旋转打开或盖合；
[0009]所述检测子系统包括：用于所述筒盖组件顶盖到位检测的顶盖到位检测传感器，用于所述筒盖组件关盖到位检测的关盖到位检测传感器以及用于检测所述筒盖组件旋转角度的水密角度传感器；
[0010]所述顶盖到位检测传感器、所述关盖到位检测传感器和所述水密角度传感器均与所述筒盖控制器相连，用于将检测信号发送给所述筒盖控制器；
[0011]所述液压子系统依据所述筒盖控制器的指令控制所述辅助顶盖子系统和所述顶旋盖子系统动作。
[0012]作为本专利技术的一种优选方式，所述液压子系统包括：驱动电机、液压泵、液压油箱、单向阀、顶盖三位四通阀、旋盖三位四通阀和安全阀；
[0013]所述顶盖三位四通阀、旋盖三位四通阀以及所述驱动电机受控于所述筒盖控制器；
[0014]所述驱动电机用于驱动液压泵工作；所述液压泵的输入端与所述液压油箱相连，输出端通过设置有单向阀的管路分别与所述顶盖三位四通阀和所述旋盖三位四通阀相连；
[0015]所述液压顶盖组件和辅助顶盖子系统中的液压油缸共用顶盖三位四通阀实现同步顶盖或关盖动作，通过所述顶盖三位四通阀工作位的切换实现所述液压顶盖组件和辅助顶盖子系统中液压油缸活塞杆的伸缩；
[0016]所述液压旋盖组件通过所述旋盖三位四通阀工作位的切换实现正转或反转以带动所述筒盖组件水平旋转打开或盖合；
[0017]所述液压泵与单向阀之间引出设置有安全阀的安全管路与液压油箱连通。
[0018]作为本专利技术的一种优选方式，所述液压旋盖组件包括：旋盖齿轮、活塞式柱形齿条、旋盖油缸和随动基座；
[0019]所述活塞式柱形齿条将所述旋盖油缸分为左半、右半液压缸；
[0020]所述旋盖油缸的左半、右半液压缸分别与所述液压子系统相连；
[0021]所述旋盖齿轮与所述液压顶盖组件中液压油缸的顶盖活塞杆固接，所述旋盖油缸固定在随动基座上，所述旋盖齿轮与安装在所述旋盖油缸内部的活塞式柱形齿条形成齿轮副；所述随动基座通过止推轴套套装在所述顶盖活塞杆上。
[0022]作为本专利技术的一种优选方式，所述活塞式柱形齿条为变截面圆柱形，其两端为等半径的活塞与所述旋盖油缸的左、右两侧壳体之间形成左半、右半液压缸；中段为与所述旋盖齿轮啮合的柱形齿条段；所述旋盖油缸壳体的中段为开窗形式，使所述旋盖齿轮与所述活塞式柱形齿条的柱形齿条段进行啮合传动。
[0023]作为本专利技术的一种优选方式，所述液压顶盖组件包括：顶盖油缸和顶盖活塞杆；所述顶盖油缸与所述液压子系统连通；
[0024]所述顶盖油缸体与所述筒体口部固接，所述顶盖油缸体轴线与所述筒体口部轴线平行；所述顶盖活塞杆顶部伸出所述顶盖油缸体通过方形轴段与设置在所述筒盖组件对应位置处主支撑耳上的方形孔配合；固定在所述顶盖活塞杆上的挡块B和压块B夹住所述主支撑耳，当所述顶盖活塞杆沿轴线移动时带动所述筒盖组件同步移动；
[0025]所述顶盖活塞杆底部伸出所述顶盖油缸体与所述液压旋盖组件相连，所述旋盖驱
动组件用于带动所述顶盖活塞杆绕其轴线转动，从而带动所述筒盖组件水平旋转打开或盖合。
[0026]作为本专利技术的一种优选方式，还包括导向轴；所述导向轴的轴线与所述顶盖活塞杆轴线平行，其一端和与所述顶盖活塞杆通过旋转副配合的随动臂固接，另一端和所述随动基座固接。
[0027]作为本专利技术的一种优选方式，所述辅助顶盖子系统包括：辅助油缸体和辅助活塞杆；所述辅助油缸体与所述液压子系统连通；
[0028]所述辅助油缸体与所述筒体口部固接，所述辅助油缸体轴线与筒体口部轴线平行；所述辅助活塞杆的顶部伸出所述辅助油缸体与设置在所述筒盖组件对应位置处的辅支撑耳的侧开口配合；
[0029]固定在所述辅助活塞杆上的所述挡块A和所述压块A夹住所述辅支撑耳，当所述辅助活塞杆沿轴线移动时带动所述筒盖组件同步移动。
[0030]作为本专利技术的一种优选方式，所述均压子系统包括：位于所述筒盖组件外圆周本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.水下平衡式筒盖开启系统，其特征在于，包括：筒体口部(100)、筒盖组件(1)、均压子系统(2)、辅助顶盖子系统(3)、顶旋盖子系统(4)、检测子系统(5)、液压子系统(6)和筒盖控制器(200)；所述筒盖组件(1)盖装在所述筒体口部(100)顶部开口处，用于密封所述筒体口部(100)顶部开口；所述筒盖组件(1)处于零浮力状态；所述均压子系统(2)用于所述筒盖组件(1)打开前实现所述筒体口部(100)内外的均压；所述辅助顶盖子系统(3)和所述顶旋盖子系统(4)分别固定在所述筒体口部(100)外圆周两相对侧；所述顶旋盖子系统(4)包括：液压顶盖组件和液压旋盖组件；所述液压顶盖组件和辅助顶盖子系统(3)分别通过液压油缸从两侧上顶或下拉所述筒盖组件(1)；所述液压旋盖组件用于带动所述筒盖组件(1)水平旋转打开或盖合；所述检测子系统(5)包括：用于所述筒盖组件(1)顶盖到位检测的顶盖到位检测传感器(51)，用于所述筒盖组件(1)关盖到位检测的关盖到位检测传感器(52)以及用于检测所述筒盖组件(1)旋转角度的水密角度传感器(54)；所述顶盖到位检测传感器(51)、所述关盖到位检测传感器(52)和所述水密角度传感器(54)均与所述筒盖控制器(200)相连，用于将检测信号发送给所述筒盖控制器(200)；所述液压子系统(6)依据所述筒盖控制器(200)的指令控制所述辅助顶盖子系统(3)和所述顶旋盖子系统(4)动作。2.如权利要求1所述的水下平衡式筒盖开启系统，其特征在于，所述液压子系统(6)包括：驱动电机(60)、液压泵(61)、液压油箱(62)、单向阀(64)、顶盖三位四通阀(65)、旋盖三位四通阀(66)和安全阀(67)；所述顶盖三位四通阀(65)、旋盖三位四通阀(66)以及所述驱动电机(60)受控于所述筒盖控制器(200)；所述驱动电机(60)用于驱动液压泵(61)工作；所述液压泵(61)的输入端与所述液压油箱(62)相连，输出端通过设置有单向阀(64)的管路分别与所述顶盖三位四通阀(65)和所述旋盖三位四通阀(66)相连；所述液压顶盖组件和辅助顶盖子系统(3)中的液压油缸共用顶盖三位四通阀(65)实现同步顶盖或关盖动作，通过所述顶盖三位四通阀(65)工作位的切换实现所述液压顶盖组件和辅助顶盖子系统(3)中液压油缸活塞杆的伸缩；所述液压旋盖组件通过所述旋盖三位四通阀(66)工作位的切换实现正转或反转以带动所述筒盖组件(1)水平旋转打开或盖合；所述液压泵(61)与单向阀(64)之间引出设置有安全阀(67)的安全管路与液压油箱(62)连通。3.如权利要求1或2所述的水下平衡式筒盖开启系统，其特征在于，所述液压旋盖组件包括：旋盖齿轮(42)、活塞式柱形齿条(412)、旋盖油缸(402)和随动基座(44)；所述活塞式柱形齿条(412)将所述旋盖油缸(402)分为左半、右半液压缸；所述旋盖油缸(402)的左半、右半液压缸分别与所述液压子系统(6)相连；所述旋盖齿轮(42)与所述液压顶盖组件中液压油缸的顶盖活塞杆(411)固接，所述旋盖油缸(402)固定在随动基座(44)上，所述旋盖齿轮(42)与安装在所述旋盖油缸(402)内部
的活塞式柱形齿条(412)形成齿轮副；所述随动基座(44)通过止推轴套套装在所述顶盖活塞杆(411)上。4.如权利要求3所述的水下平衡式筒盖开启系统，其特征在于，所述活塞式柱形齿条(412)为变截面圆柱形，其两端为等半径的活塞与所述旋盖油缸(402)的左、右两侧壳体之间形成左半、右半液压缸；中段为与所述旋盖齿轮(42)啮合的柱形齿条段；所述旋盖油缸(402)壳体的中段为开窗形式，使所述旋盖齿轮(42)与所述活塞式柱形齿条(412)的柱形齿条段进行啮合传动。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖前进，钱家昌，陈虹，李保群，刘智，游卓，彭佳宁，肖国林，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一九研究所，
类型：发明
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