一种基于电磁驱动的压力平衡式无声水下排污系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于电磁驱动的压力平衡式无声水下排污系统，包括贮容器、集污管路、排污管路和压力平衡管路；所述贮容器的内底部固定有电磁驱动装置，电磁驱动装置上方安装有排污活塞，排污活塞的外周面与贮容器的内壁面密封连接；排污活塞将贮容器分隔为互不连通的上部集污区和下部平衡区；所述集污区的顶部开设有进污口和排污口，所述进污口与集污管路相连，排污口与排污管路相连；所述平衡区与舷外的压力平衡管路连通。本发明专利技术公开了一种基于电磁驱动的压力平衡式无声水下排污系统。本发明专利技术的有益效果为：利用电磁驱动装置驱动排污活塞移动，使黑水克服外部阻力排入海洋境环境，解决了排污系统使用过程中因中压空气泄露造成的瞬态噪声问题。的瞬态噪声问题。的瞬态噪声问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电磁驱动的压力平衡式无声水下排污系统及方法


[0001]本专利技术涉及潜器排污
，具体涉及一种基于电磁驱动的压力平衡式无声水下排污系统及方法。

技术介绍

[0002]载人潜器水下航行过程中需要定期进行贮容器排污操作，随着潜器水下航行时间不断延长，排污系统水下使用的频率大大增加。目前，潜器常采用气压排污技术，该技术虽然进行了多次优化与完善，但基本气压吹除的排污方式一直没有变化，即利用潜器携带的压缩空气对贮容器进行吹除。该排污原理存在以下主要问题：一、吹除过程中吹除压差难以精准调节，因而排放时存在较大瞬态噪声；二、受限于内壁污物粘附等因素影响，难以实现贮容器内部液位状态的准确监测，排污系统使用过程处于“全盲”状态；三、排污结束后，贮容器内部高压废气将反灌舱内，严重影响舱室环境。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种基于电磁驱动的压力平衡式无声水下排污方法。
[0004]本专利技术采用的技术方案为：一种基于电磁驱动的压力平衡式无声水下排污系统，包括贮容器、集污管路、排污管路和压力平衡管路；
[0005]所述贮容器的内底部固定有电磁驱动装置，电磁驱动装置上方安装有排污活塞，排污活塞的外周面与贮容器的内壁面密封连接；排污活塞将贮容器分隔为互不连通的上部集污区和下部平衡区；
[0006]所述集污区的顶部开设有进污口和排污口，其中排污口低于进污口；所述进污口与集污管路相连，排污口与排污管路相连；
[0007]所述平衡区与舷外的压力平衡管路连通；
[0008]黑水经集污管路进入集污区，电磁驱动装置通电后产生磁场，驱动排污活塞向上运动，将集污区内的黑水从排污口挤出，并经排污管路排出。
[0009]按上述方案，所述排污系统还设有通气管路，通气管路与设于集污区顶部的通气口连通。
[0010]按上述方案，所述平衡区内设有隔板，隔板将平衡区分隔为存水腔和设备腔；所述存水腔与平衡管路连通；所述电磁驱动装置安装在设备腔内。
[0011]按上述方案，所述设备腔内还安装有磁场位移测量装置。
[0012]按上述方案，所述排污活塞的底部安装有称重传感器。
[0013]按上述方案，所述存水区内设有用于限制排污活塞下行的弹性支撑垫，弹性支撑垫固定在贮容器的内壁。
[0014]按上述方案，所述压力平衡管路上还连通有排水管路。
[0015]按上述方案，各管路上均分别配置有用于控制管路通断的阀件。
[0016]按上述方案，通气管路上配置有废气过滤装置。
[0017]本专利技术还提供了一种基于如上所述排污系统的压力平衡式无声水下排污方法，该方法分为集污阶段、均压阶段、排污阶段与排水阶段；
[0018]当系统处于集污阶段时，通气管路和集污管路开启，其它管路关闭，排污活塞置于底部的弹性支撑垫上方；卫生单元收集的黑水经由集污管路流入排污活塞上方的集污区，贮容器内部废气过滤后经通气管路排入舱室内；
[0019]当系统处于均压阶段时，通气管路和压力平衡管路开启，其它管路关闭，舷外海水经由压力平衡管路注入；排污活塞上移排除贮容器内部废气；气体排尽后，关闭通气管路，建立内外压力平衡稳态；
[0020]当系统处于排污阶段时，排污管路和压力平衡管路开启，其它管路关闭；排污活塞由电磁驱动装置通电后产生的库仑力推动并向上移动，贮容器内部集污区的黑水通过排污管路排出舷外，舷外海水经由压力平衡管路吸入排污活塞下方；
[0021]当系统处于排水阶段时，通气管路和排水管路上开启，其他管路关闭；排污活塞复位，贮容器存水区的海水经压力平衡管路排出舷外，空气经由通气管路吸入贮容器集污区。
[0022]本专利技术的有益效果为：
[0023]1)无噪声：本专利技术创造性地将电磁驱动装置与排污活塞耦合起来，利用电磁驱动装置驱动排污活塞移动，使黑水克服外部阻力排入海洋境环境，代替传统的中压气体吹除排污方式，从根本上解决了排污系统使用过程中因中压空气泄露造成的瞬态噪声问题。
[0024]2)能耗低：本专利技术利用内外压力平衡机制，消除排污时外部海水压差阻力，降低了排污活塞的运行能耗。
[0025]3)范围广：由于排污时采用压力平衡技术，无需考虑舷外海水背压因素限制，压力平衡式排污方式适用工作深度广，能广泛应用于各种潜器。
附图说明
[0026]图1为本专利技术一个具体实施例的结构示意图。
[0027]图2为本实施例处于集污阶段的示意图。
[0028]图3为本实施例处于均压阶段的示意图。
[0029]图4为本实施例处于排污阶段的示意图。
[0030]图5为本实施例处于排水阶段的示意图。
[0031]其中：1、贮容器；2、集污管路；3、排污管路；4、压力平衡管路；5、排污活塞；6、电磁驱动装置；7、通气管路；8、排水管路；9、磁场位移测量装置；10、弹性支撑垫；11、电液球阀；12、排污舷侧阀。
具体实施方式
[0032]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。
[0033]如图1所示的一种基于电磁驱动的压力平衡式无声水下排污系统，包括贮容器1、集污管路2、排污管路3和压力平衡管路4；
[0034]所述贮容器1的内底部固定有电磁驱动装置6，电磁驱动装置6上方安装有排污活塞5，排污活塞5的外周面与贮容器1的内壁面密封连接；排污活塞5将贮容器1分隔为互不连
通的上部集污区和下部平衡区；
[0035]所述集污区的顶部开设有进污口和排污口，其中排污口低于进污口；所述进污口与集污管路2相连，排污口与排污管路3相连；
[0036]所述平衡区与舷外的压力平衡管路4连通；
[0037]黑水经集污管路2进入集污区，电磁驱动装置6通电后产生磁场，驱动排污活塞5向上运动，将集污区内的黑水从排污口挤出，并经排污管路3排出。
[0038]优选地，所述排污系统还设有通气管路7，通气管路7与设于集污区顶部的通气口连通。通气管路7上配置有废气过滤装置。
[0039]优选地，所述平衡区内设有隔板，隔板将平衡区分隔为存水腔和设备腔；所述存水腔与平衡管路连通；所述电磁驱动装置6安装在设备腔内。
[0040]优选地，所述设备腔内还安装有磁场位移测量装置9，磁场位移测量装置9基于磁栅位移测量原理，用于测量排污阶段排污活塞5的位移。
[0041]优选地，所述排污活塞5的底部安装有称重传感器。
[0042]优选地，所述存水区内设有用于限制排污活塞5下行的弹性支撑垫10，弹性支撑垫10固定在贮容器1的内壁。
[0043]优选地，所述压力平衡管路4上还连通有排水管路8。
[0044]本专利技术中，各管路上均分别配置有用于控制管路通断的阀件，具体为电液球阀11；所述排污管路3上还配置有排污舷侧阀12。废气过滤装置、称重传感器、磁场位移测量装置9和电磁驱动装置6均为现有成熟结构，这里不再赘述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁驱动的压力平衡式无声水下排污系统，其特征在于，包括贮容器、集污管路、排污管路和压力平衡管路；所述贮容器的内底部固定有电磁驱动装置，电磁驱动装置上方安装有排污活塞，排污活塞的外周面与贮容器的内壁面密封连接；排污活塞将贮容器分隔为互不连通的上部集污区和下部平衡区；所述集污区的顶部开设有进污口和排污口，其中排污口低于进污口；所述进污口与集污管路相连，排污口与排污管路相连；所述平衡区与舷外的压力平衡管路连通；黑水经集污管路进入集污区，电磁驱动装置通电后产生磁场，驱动排污活塞向上运动，将集污区内的黑水从排污口挤出，并经排污管路排出。2.如权利要求1所述的压力平衡式无声水下排污系统，其特征在于，所述排污系统还设有通气管路，通气管路与设于集污区顶部的通气口连通。3.如权利要求1所述的压力平衡式无声水下排污系统，其特征在于，所述平衡区内设有隔板，隔板将平衡区分隔为存水腔和设备腔；所述存水腔与平衡管路连通；所述电磁驱动装置安装在设备腔内。4.如权利要求3所述的压力平衡式无声水下排污系统，其特征在于，所述设备腔内还安装有磁场位移测量装置。5.如权利要求1所述的压力平衡式无声水下排污系统，其特征在于，所述排污活塞的底部安装有称重传感器。6.如权利要求3所述的压力平衡式无声水下排污系统，其特征在于，所述存水区内设有用于限制排污活塞下行的弹性支撑垫，弹性支撑垫固定在贮容器的内壁。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭松子，李志印，杨珍，刘威，吴川，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：