一种应用在潜水器上的叠氮化钠热解驱动式浮力调节系统技术方案

本发明专利技术提供一种应用在潜水器上的叠氮化钠热解驱动式浮力调节系统，包括压载舱，所述压载舱的一侧固定连接有空心球状的壳体，所述壳体的内腔中设置有一个空心球状的产气室，所述产气室的外壁和壳体的内壁形成的加热室中加入生石灰、铁粉、铝粉及二氧化碳气体；所述产气室内加入固体粉末状的叠氮化钠；所述产气室的腔壁上装有排气管一，所述排气管一穿过加热室的腔壁后其末端与设置在所述压载舱中的高压气囊连通；所述压载舱的体壁上还连通有导液管，所述导液管的末端直接置于海水中或连通有油囊。本发明专利技术通过采用热解叠氮化钠作为本水下浮力调节系统动力源，相较于火药加热对反应容器和截止阀的冲击更小，有助于提高潜水器稳定性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种应用在潜水器上的叠氮化钠热解驱动式浮力调节系统


[0001]本专利技术涉及潜水器的
，具体而言，尤其涉及一种应用在潜水器上的叠氮化钠热解驱动式浮力调节系统。

技术介绍

[0002]潜水器及其他水下设备是科学考察，军事探测的重要装备，这些设备需要在不同深度的海水中展开工作，因此需要用到水下浮力调节系统。现有的水下浮力调节系统主要有油囊式、压载舱式、高压气瓶式、抛载式、机械传动式等结构形式。
[0003]油囊式浮力调节系统，是通过用高压油泵将潜水器内部油箱的液压油泵出到潜水器外部油囊中改变油囊体积的方式，使整个潜水器设备体积增大而整个潜水器总质量不变，从而调节潜水器下潜深度。
[0004]压载舱式浮力调节系统，利用高压海水泵将海水泵入或泵出压载舱，在潜水器排水体积不变的情况下通过改变潜水器的整体重量来调节潜水器下潜深度。但海水存在一定腐蚀性，会腐蚀海水泵降低海水泵使用寿命，且该系统依赖于高压海水泵技术。
[0005]以上两种系统工作核心元件为泵和电机，且电机和泵由于耐压不足，需采用耐压罩密封处理，增加了系统的成本和重量。
[0006]高压气瓶式浮力调节系统，其工作原理与压载舱类似，通过改变压载舱内海水重量调节系统深度，差别是该系统动力源采用高压气体。该调节系统需要携带高压气瓶占用体积较大，当前市场的高压气瓶最高压力只能达到150bar左右，故高压气瓶式浮力调节系统潜深度最深只能为1400米左右，满足不了对深海考察的需求。
[0007]现有分解叠氮化钠产气技术，加热方式为通过炸药爆炸加热，此种方式的问题在于爆炸产生的冲击波过于强烈、声音大、升热速度过快不可控，同时潜水器的稳定性也受到一定程度的影响，尤其不适用于在海底科考及军事探测领域上的应用。

技术实现思路

[0008]根据上述提出现有潜水器的浮力调节系统存在的成本高、重量大、下潜深度受限及稳定性差的技术问题，本专利技术提供利用生石灰、铁粉、铝粉、二氧化碳气体和海水发生化学反应产生高温气体分解叠氮化钠粉末，利用叠氮化钠分解后产生的高压氮气将压载舱内的海水排出舱体外，或将压载舱内的液压油压进油囊内，进而改变浮力调节系统的重量或体积的方式实现潜水器的上浮或下潜的一种应用在潜水器上的叠氮化钠热解驱动式浮力调节系统。
[0009]本专利技术采用的技术手段如下：包括压载舱，所述压载舱的一侧固定连接有多个空心球状的壳体，每个所述壳体的内腔中都设置有一个空心球状的产气室，所述产气室的外壁和壳体的内壁形成的加热室中加入质量比为48
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50％的生石灰、1
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3％的铁粉、2
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4％的铝粉及47％的二氧化碳气体，所述加热室的外壁上装有进水管，每根所述进水管中都装有电动截止阀一；所述产气室内加入固体粉末状的叠氮化钠；所述产气室的腔壁上装有排气管
一，所述排气管一穿过加热室的腔壁后其末端与设置在所述压载舱中的高压气囊连通，所述高压气囊的另一端连通有可伸缩的软管，所述软管的另一端与电动截止阀二的一个端口连接，所述电动截止阀二的另一个端口连接有排气管二，所述排气管二的另一端穿过压载舱的体壁后露出在压载舱的外部；所述压载舱的体壁上还连通有导液管，所述导液管中装有电动截止阀三，所述导液管的末端直接置于海水中或连通有油囊。
[0010]进一步地，所述高压气囊中装有压力传感器一，所述压载舱的外侧体壁上装有压力传感器二，所述压力传感器一和压力传感器二与设置在所述潜水器内部的控制器电连接。
[0011]进一步地，所述壳体的外壁上装有带有密封盖的可向所述加热室添加新料的加料管二。
[0012]进一步地，所述壳体的外壁上装有带有密封盖的可向所述产气室添加新料的加料管一，所述加料管一穿过加热室后与产气室连通。
[0013]进一步地，所述壳体的外壁上涂敷有隔热涂料。
[0014]进一步地，多个所述电动截止阀一进水口端的进水管并联后与进水总管连通，所述进水总管中装有将海水中杂质滤除的过滤器一。
[0015]进一步地，所述排气管一是由钢管制成的，管壁的外侧焊接装有多排散热筋。
[0016]进一步地，所述排气管一的中装有防止叠氮化钠粉末进入到高压气囊中的过滤器二。
[0017]进一步地，所述电动截止阀三出口连通的管路中装有过滤器三。
[0018]本专利技术具有以下优点：
[0019]1、采用热解叠氮化钠作为水下浮力调节系统的动力源，无需电机和泵驱动，且零件中仅有电动截止阀不耐压，耐压罩体积更小，不仅节约了成本还减轻了系统整体的重量。
[0020]2、加热室和产气室均采用球形结构，且采用生石灰、铁粉、铝粉及二氧化碳气体、水作为反应药剂，化学反应产生的高温水蒸气可使产气室均匀受热，有效提高加热效率，使叠氮化钠能快速达到分解温度；同时，该装置相较于电阻丝加热消耗电池能量更少，相较于火药加热对反应容器和截止阀的冲击更小，有助于提高潜水器稳定性和减少噪音；相较于高压气瓶式浮力调节系统，所占用的空间更少，且适用深度更广。
[0021]3、本系统既可以排油调节浮力又可以排水调节浮力，且采用排油调节浮力时只需增加外油囊，适用范围广灵活度高。
[0022]4、加热室和产气室均设有加料口，使本系统可反复使用，降低成本。
[0023]5、高压气囊和压载舱外部安装压力传感器，仅当高压气囊内压力大于外部压力时打开截止阀，防止海水倒灌，腐蚀高压气囊，影响浮力调节精度；同时安装在压载舱外部的压力传感器二15又可将测到的压力值通过控制器换算成该处的深度值，用于潜水器浮力调节工作。
[0024]6、加热室外壁涂有隔热涂料，可有效防止热量流失到海水中，热量利用率高。
[0025]7、排气管设有过滤器，管体外壁上设有散热筋且浸入油液或海水中，既能过滤高温气体中的杂质又能冷却高温气体，防止高温气体灼烧高压气囊。
[0026]基于上述理由，本专利技术可以在潜水器的领域中广泛应用。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1是本专利技术第一实施例的结构示意图。
[0029]图2是本专利技术第二实施例的结构示意图。
[0030]图3为本专利技术的电气原理图。
[0031]图中：1、过滤器一；2、电动截止阀一；3、加热室；4、加料管一；5、加料管二；6、产气室；7、过滤器二；8、散热筋；9、排气管一；10、高压气囊；11、电动截止阀二；12、排气管二；13、压载舱；14、压力传感器一；15、压力传感器二；16、控制器；17、电动截止阀三；18、导液管；19、过滤器三；20、油囊。
具体实施方式
[0032]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用在潜水器上的叠氮化钠热解驱动式浮力调节系统，其特征在于：包括压载舱(13)，所述压载舱(13)的一侧固定连接有多个空心球状的壳体，每个所述壳体的内腔中都设置有一个空心球状的产气室(6)，所述产气室(6)的外壁和壳体的内壁形成的加热室(3)中加入质量比为48
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50％的生石灰、1
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3％的铁粉、2
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4％的铝粉及47％的二氧化碳气体，所述加热室(3)的外壁上装有进水管，每根所述进水管中都装有电动截止阀一(2)；所述产气室(6)内加入固体粉末状的叠氮化钠；所述产气室(6)的腔壁上装有排气管一(9)，所述排气管一(9)穿过加热室(3)的腔壁后其末端与设置在所述压载舱(13)中的高压气囊(10)连通，所述高压气囊(10)的另一端连通有可伸缩的软管，所述软管的另一端与电动截止阀二(11)的一个端口连接，所述电动截止阀二(11)的另一个端口连接有排气管二(12)，所述排气管二(12)的另一端穿过压载舱(13)的体壁后露出在压载舱(13)的外部；所述压载舱(13)的体壁上还连通有导液管(18)，所述导液管(18)中装有电动截止阀三(17)，所述导液管(18)的末端直接置于海水中或连通有油囊(20)。2.根据权利要求1所述一种应用在潜水器上的叠氮化钠热解驱动式浮力调节系统，其特征在于：所述高压气囊(10)中装有压力传感器一(14)，所述压载舱(13)的外侧体壁上装有压力传感器二(15)，所述压力传...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯交义，燕鉥锋，宁大勇，张峰瑞，李腾，张增猛，弓永军，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：