一种纵倾浮力调节装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种纵倾浮力调节装置，属于水下航行器结构设计技术领域，装置包括安装在封闭油箱内的油泵机组和弹簧活塞低压补偿器以及安装在设备电气承压舱内的电气控制器、油缸控制液压阀组、双作用海水活塞缸和海水配流分配阀组，纵倾浮力调节装置安装在航行器的舱外置入海水中或承压的舱室内；航行器下水时，油泵机组通过油缸控制液压阀组驱动双作用海水活塞缸，再通过海水配流分配阀组将海水注入承压水舱，或将承压水舱的海水排除到舱外，实现航行器的浮力调节；当纵倾浮力调节装置连接航行器的艉承压水舱和艏承压水舱时，纵倾浮力调节装置将海水在艉承压水舱和艏承压水舱之间或舷外进行调配，从而实现航行器纵倾的调节。节。节。

【技术实现步骤摘要】
一种纵倾浮力调节装置


[0001]本专利技术水下航行器结构设计
，具体涉及一种水下航行器纵倾浮力调节装置。

技术介绍

[0002]水下航行器和机器人的下潜和上浮需要设置其浮力(重量)调节的系统或装置，对于潜深较大的水下航行器和机器人，由于采用压缩空气驱动改变航行器的体积来实现浮力调节，随着下潜深度的增加变得越来越不现实，因而，大多采用承压的承压水舱，通过改变水舱内海水的重量实现其浮力的调节，以实现下潜和上浮。目前，较大型的水下航行器普遍采用有源海水泵系统进行海水吸、排来改变水舱内海水的重量，实现浮力调节，但由于有源海水泵系统中的电气控制元器件不能暴露在海水中，且普通的海水泵其壳腔必须有泄水口等原因，因而不能集中放置于舱内或舱外，现有浮力调节系统均采用分散的结构，通过管路和电缆连接，不利于模块化设计。其海水系统未采用负载反馈，其输送的流量会随着航行器下潜深度的变化而改变，且不能根据需要进行流量的控制，不利于浮力的可控、稳定的调节。其浮力调节也未考虑超过航行器设定下潜深度，以及舱内进水超压情况下的应急排水功能，降低了航行器或机器人水下的安全性。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供了一种纵倾浮力调节装置，采用模块化设计后能够集中放置于航行器的舱内或舱外，能够根据需要进行流量的控制，有利于浮力的可控、稳定的调节，同时能够确保航行器在大深度下运行的安全性。
[0004]一种纵倾浮力调节装置，包括封闭油箱、油泵机组、弹簧活塞低压补偿器、穿舱管件、设备电气承压舱、电气控制器、油缸控制液压阀组、双作用海水活塞缸和海水配流分配阀组；
[0005]所述封闭油箱和设备电气承压舱通过螺栓连接成一个整体，封闭油箱内部安装有油泵机组和弹簧活塞低压补偿器；所述设备电气承压舱内部安装电气控制器、油缸控制液压阀组、双作用海水活塞缸和海水配流分配阀组，所述电气控制器通过动力电缆水密接插件、通讯电缆水密接插件与航行器的控制器连接；所述纵倾浮力调节装置安装在航行器的舱外置入海水中或承压的舱室内；航行器下水时，油泵机组自动启动，通过油缸控制液压阀组驱动双作用海水活塞缸，再通过海水配流分配阀组将海水注入承压水舱，或将承压水舱的海水排除到舱外，实现航行器的浮力调节；当纵倾浮力调节装置通过外接海水穿舱管件连接航行器的艉承压水舱和艏承压水舱时，通过纵倾浮力调节装置将海水在艉承压水舱和艏承压水舱之间或舷外进行调配，从而实现航行器纵倾的调节。
[0006]进一步地，所述纵倾浮力调节装置直接安装在模块化浮力调节水舱内部，采用水舱动力电缆水密接插件，水舱通讯电缆水密接插件与航行器的控制器连接，通过水舱舷外穿舱管件以及海水滤器实现浮力的调节；航行器艏、艉分别布置一个模块化浮力调节水舱，
在实现浮力调节的同时实现航行器纵倾的调节。
[0007]进一步地，所述弹簧活塞低压补偿器包括本体、活塞、弹簧和接近开关；所述本体为圆柱形空腔结构，活塞安装在本体内部将空腔分隔成弹簧腔和油腔，弹簧腔内安装弹簧，本体的两端开口，弹簧腔一端对应的开口为弹簧腔外通接口、油腔一端对应的开口为油腔通油箱接口，接近开关安装在油腔通油箱接口一端的本体上。
[0008]进一步地，所述油缸控制液压阀组上安装有螺纹插装溢流阀、螺纹插装单向阀、螺纹插装三通补偿阀、螺纹插装比例节流阀、高压压力传感器、三位四通电磁换向阀、螺纹插装梭阀、螺纹插装平衡阀、低压压力传感器和温度传感器；油缸控制液压阀组上的压力油口通过管路与压力油穿舱管件连接油泵机组的压力油出口，回油口通过管路与回油穿舱管件连接封闭油箱；所述螺纹插装溢流阀通过设定开启压力来限制液压泵出口压力，保护系统不出现超压；所述螺纹插装三通补偿阀的弹簧腔与螺纹插装梭阀出口相连，且其弹簧压力较低，因而当三位四通电磁换向阀处于中位时，使液压泵处于低压工作状态。
[0009]进一步地，所述双作用海水活塞缸包括缸体、液压油用活塞、活塞杆和海水用活塞；所述缸体由直径不同的两个圆柱形空腔组成，活塞杆的两端分别连接液压油用活塞和海水用活塞，液压油用活塞与直径小的圆柱形空腔配合，海水用活塞与直径大的圆柱形空腔配合，活塞缸的无杆腔和有杆腔分别与油缸控制液压阀组上的出油口连接。
[0010]进一步地，海水配流分配阀组上安装有海水单向阀、二位二通电磁换向阀、海水溢流阀、海水内控外排溢流阀、压力传感器、以及卡钳式超声波流量计；海水配流分配阀组上的海水口通过管路分别与油缸驱动双作用海水活塞缸的海水缸的无杆腔和有杆腔连接，海水口通过管路分别与设备电气承压舱上的外接海水穿舱管件连接；海水口通过管路外接连接海水穿舱管件；海水单向阀完成油缸驱动双作用海水活塞缸的海水缸两腔吸水以及双作用海水活塞缸的海水缸两腔排水，从而实现海水活塞缸的配流功能；海水溢流阀通过设定开启压力保护系统不出现超压；海水内控外排溢流阀的弹簧腔与油缸驱动双作用海水活塞缸的海水缸两腔吸水管道连通。
[0011]有益效果：
[0012]1、本专利技术的浮力调节装置由于采用封闭油箱和承压的设备电气承压舱组成整体结构，将油泵机组安装在封闭油箱内部；将油缸控制液压阀组、双作用海水活塞缸、海水配流分配阀组和电气控制器均布置在承压的设备电气承压舱的内部，仅通过外接海水穿舱管件、动力电缆水密接插件、通讯电缆水密接插件和外部连通，且封闭油箱通过弹簧活塞低压补偿器的弹簧腔外通接口与外部连通，因而浮力调节装置可直接安装在航行器舱外，使得封闭油箱内油液的压力随着航行器下潜深度的变化而变化，并且由于弹簧的预紧力，使得油液的压力始终稍大于海水压力，从而保证海水不会渗漏到油液中，提高了液压系统的安全性。
[0013]2、本专利技术的浮力调节装置由于采用封闭油箱和承压的设备电气承压舱组成的整体结构，因而也可直接安装在舱内使用，甚至可在每一个承压水舱内均安装一台浮力调节装置，使每一个承压水舱成为一个独立的模块结构，方便航行器的模块化设计。
[0014]3、本专利技术的的浮力调节装置由于采用直径较大的海水用活塞进行吸、排水，活塞移动速度相对较低，且采用密封圈密封，因而抗污染能力强，有利于航行器在污染较为严重的水域航行；且能进行气、液两相介质，甚至短时气体的输送，有利于航行器在恶劣海况的
航行，其承压水舱液面晃动，甚至降至其进、排水口以下时也不会产生设备损坏的问题。
[0015]4、本专利技术的浮力调节装置由于采用螺纹插装梭阀和螺纹插装三通补偿阀，保证了螺纹插装比例节流阀和三位四通电磁换向阀中的压力油路压差为螺纹插装三通补偿阀的弹簧力，保持为一个定值，因而压力油的流量仅与螺纹插装比例节流阀开口大小有关，与负载压力无关；从而保证了油缸驱动双作用海水活塞缸的运行速度与航行器的下潜深度无关，且可以根据需要，自动调节螺纹插装比例节流阀的开口大小，控制浮力调节舱进、排水流量。
[0016]5、本专利技术的浮力调节装置由于海水配流分配阀组采用海水内控外排溢流阀，其弹簧腔与油缸驱动双作用海水活塞缸的海水缸两腔吸水管道连通，因而保证了双作用海水活塞缸的排水压力始终高出吸水压力，从而保证泵水的可靠本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纵倾浮力调节装置，其特征在于，包括封闭油箱、油泵机组、弹簧活塞低压补偿器、穿舱管件、设备电气承压舱、电气控制器、油缸控制液压阀组、双作用海水活塞缸和海水配流分配阀组；所述封闭油箱和设备电气承压舱通过螺栓连接成一个整体，封闭油箱内部安装有油泵机组和弹簧活塞低压补偿器；所述设备电气承压舱内部安装电气控制器、油缸控制液压阀组、双作用海水活塞缸和海水配流分配阀组，所述电气控制器通过动力电缆水密接插件、通讯电缆水密接插件与航行器的控制器连接；所述纵倾浮力调节装置安装在航行器的舱外置入海水中或承压的舱室内；航行器下水时，油泵机组自动启动，通过油缸控制液压阀组驱动双作用海水活塞缸，再通过海水配流分配阀组将海水注入承压水舱，或将承压水舱的海水排除到舱外，实现航行器的浮力调节；当纵倾浮力调节装置通过外接海水穿舱管件连接航行器的艉承压水舱和艏承压水舱时，通过纵倾浮力调节装置将海水在艉承压水舱和艏承压水舱之间或舷外进行调配，从而实现航行器纵倾的调节。2.如权利要求1所述的纵倾浮力调节装置，其特征在于，所述纵倾浮力调节装置直接安装在模块化浮力调节水舱内部，采用水舱动力电缆水密接插件，水舱通讯电缆水密接插件与航行器的控制器连接，通过水舱舷外穿舱管件以及海水滤器实现浮力的调节；航行器艏、艉分别布置一个模块化浮力调节水舱，在实现浮力调节的同时实现航行器纵倾的调节。3.如权利要求2所述的纵倾浮力调节装置，其特征在于，所述弹簧活塞低压补偿器包括本体、活塞、弹簧和接近开关；所述本体为圆柱形空腔结构，活塞安装在本体内部将空腔分隔成弹簧腔和油腔，弹簧腔内安装弹簧，本体的两端开口，弹簧腔一端对应的开口为弹簧腔外通接口、油腔一端对应的开口为油腔通油箱接口，接近开关安装在油腔通油箱接口一端的本体上。4.如权利要求3所述的纵倾浮力调节装...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻卫宁，张昊，郑超，曹和云，王瀚，胡旭，刘冰，李钊，
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
国别省市：