CN101323364B - 深海载人潜水器水下均衡控制装置 - Google Patents

深海载人潜水器水下均衡控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种深海载人潜水器水下均衡控制装置。其特点是它由艉、艏可调压载子系统和纵倾调节子系统构成。艉、艏可调压载子系统均含有压载水舱、海水泵及直流电机，压力平衡阀，单向阀，三位四通电磁阀和过滤器，压载水舱借助管道与三位四通电磁阀的出水口连通。海水泵依次通过压力平衡阀、单向阀与三位四通电磁阀的进水口连通，三位四通电磁阀的回水口与海水泵的进水口连通。过滤器与三位四通电磁阀的进水口连通。纵倾调节子系统也含有海水泵及直流电机、单向阀和三位四通电磁阀。该控制装置，结构简单、重量轻、体积小。采用该控制装置，可避免环境污染、降低制造成本。适用于深海载人潜水器的姿态调整。

Description

深海载人潜水器水下均衡控制装置
技术领域
本发明涉及一种控制系统。具体说，是用来调整深海载人潜水器姿态的水下均衡控制系统。
背景技术
在船舶制造行业都知道，为便于调节潜水器的运动姿态，深海载人潜水器上都安装有纵倾调节系统。另外，潜水器在水下运动过程中，还需补偿由于海水介质特性如压力、温度及排水体积的变化而引起的剩余浮力。因此，载人潜水器上还配有浮力调节系统。
目前，载人潜水器上使用的纵倾调节系统大都是水银纵倾调节系统。这种水银纵倾调节系统，利用水银比重大的特点，以液压油为媒质进行水银调节，从而使潜水器获得较大纵倾角度。它是在潜水器的艏、艉分别设置水银罐，水银罐的中下部装有比重大的水银，上部充满比重小的液压油。艏、艉水银罐的底部通过管道相连，使二者内的水银连通。艏、艉水银罐的上部均通过管道与液压源相连。当需要进行纵倾调节时，启动液压源，可将艏罐上部的液压油注入艉罐中，或将艉罐上部的液压油注入艏罐中。在液压油的作用下，使艏、艉罐中的水银流动，使它们的质量发生变化，使潜水器艏艉重量分布不均，形成纵倾角，从而实现潜水器的运动姿态调节。载人潜水器上目前使用的浮力调节系统为可变压载式浮力调节系统，这种可变压载式浮力调节系统，是在潜水器耐压壳体内设置耐压水箱，并使该耐压水箱的容积等于最大浮力调节量。当需调节浮力时，用泵排出水，或从外界注入水，使潜水器重量发生变化，以此实现潜水器浮力的调节。
由于水银纵倾调节系统使用了大量水银，而水银为剧毒物质，一旦泄漏，会对环境造成污染。另外，由于上述纵倾调节系统和浮力调节系统是完全独立的两个系统，不仅设备比较复杂，而且重量重、体积大。
发明内容
本发明要解决的问题是克服背景技术中的缺陷、提供一种深海载人潜水器水下均衡控制系统。这种系统，结构简单、重量轻、体积小。采用这种系统，可避免环境污染、降低制造成本。
为解决上述问题，采取以下技术方案：
本发明的深海载人潜水器水下均衡控制装置特点是由艉、艏可调压载子系统和纵倾调节子系统构成。其中：
艉、艏可调压载子系统均含有压载水舱(1或2)、海水泵(3或4)及直流电机(6或7)，压力平衡阀(9或10)，单向阀(11或12)，三位四通电磁阀(14或15)和过滤器(17或18)，压载水舱(1或2)借助管道与三位四通电磁阀(14或15)的出水口(A)连通。海水泵(3或4)依次通过压力平衡阀(9或10)、单向阀(11或12)与三位四通电磁阀(14或15)的进水口(P)连通，三位四通电磁阀(14或15)的回水口(O)与海水泵(3或4)的进水口连通。过滤器(17或18)与三位四通电磁阀(14或15)的进水口(B)连通。
纵倾调节子系统也含有海水泵(5)及直流电机(8)、单向阀(13)和三位四通电磁阀(16)，海水泵(5)的出水口通过单向阀(13)与三位四通电磁阀(16)的进水口(P)连通，三位四通电磁阀(16)的回水口(O)与海水泵(5)的进水口连通。三位四通电磁阀(16)的两个出水口(A和B)分别与艉、艏压载水舱(1、2)相连通。
采取上述方案，具有以下优点：
由于本发明的深海载人潜水器水下均衡控制装置由艉、艏可调压载子系统和纵倾调节子系统构成。其中：艉、艏可调压载子系统均含有压载水舱、海水泵及直流电机，压力平衡阀，单向阀，三位四通电磁阀和过滤器(17或18)，压载水舱(1或2)借助管道与三位四通电磁阀(14或15)的出水口(A)连通。海水泵(3或4)依次通过压力平衡阀(9或10)、单向阀(11或12)与三位四通电磁阀(14或15)的进水口(P)连通，三位四通电磁阀(14或15)的回水口(O)与海水泵(3或4)的进水口连通。过滤器(17或18)与三位四通电磁阀(14或15)的进水口(B)连通。
纵倾调节子系统也含有海水泵(5)及直流电机(8)、单向阀(13)和三位四通电磁阀(16)，海水泵(5)的出水口通过单向阀(13)与三位四通电磁阀(16)的进水口P连通，三位四通电磁阀(16)的回水口(O)与海水泵(5)的进水口连通三位四通电磁阀(16)的两个出水口(A和B)分别与艉、艏压载水舱(1、2)相连通。
潜水器下水前，在艉、艏处的压载水舱内注入一定海水。当潜水器下水后，利用海水泵将海水从海洋环境中同时注入艉、艏的压载水舱，使潜水器重量增加，以便获得负浮力。利用海水泵使海水从艉、艏压载水舱内同时排出，以便获得正浮力。当使用纵倾泵将海水从艉压灾水舱内排出、使排出的海水注入艏压载水舱时，会使潜水器艉部重量减轻、艏部重量增加，形成艉倾。当使用纵倾泵将海水从艏压载水舱内抽出并注入艉压载水舱时，会使潜水器艉部重量增加、艏部重量减轻，形成艏倾。利用该系统，不但能够进行浮力调节、补偿剩余浮力，还能达到调节潜水器的纵倾角的目的。利用一套系统取代了相互独立的浮力调节系统和纵倾调节系统两套系统，从而简化了系统的结构、减轻了重量、缩小了体积。
由于本发明的深海载人潜水器水下均衡控制系统使用海水作为调节媒质，与传统以水银作为调节媒质相比，可避免对环境造成的污染。
附图说明
附图是本发明的深海载人潜水器水下均衡控制系统示意图。
具体实施方式
如附图所示，本发明的深海载人潜水器水下均衡控制装置由艉、艏可调压载子系统和纵倾调节子系统构成。其中：
艉、艏可调压载子系统均含有压载水舱1或2、海水泵3或4及直流电机6或7，压力平衡阀9或10，单向阀11或12，三位四通电磁阀14或15和过滤器17或18，压载水舱1或2借助管道与三位四通电磁阀14或15的出水口A连通。海水泵3或4依次通过压力平衡阀9或10、单向阀11或12与三位四通电磁阀14或15的进水口P连通，三位四通电磁阀14或15的回水口O与海水泵3或4的进水口连通。过滤器17或18与三位四通电磁阀14或15的进水口B连通。
纵倾调节子系统也含有海水泵5及直流电机8、单向阀13和三位四通电磁阀16，海水泵5的出水口通过单向阀13与三位四通电磁阀16的进水口P连通，三位四通电磁阀16的回水口O与海水泵5的进水口连通。三位四通电磁阀16的两个出水口A和B分别与艉、艏压载水舱1和2相连通。
潜水器下水前，分别在艉、艏处的压载水舱1和2内注入一定海水。当潜水器下水后，利用海水泵3和4将海水从海洋环境中同时注入艉、艏的压载水舱1和2内，使潜水器重量增加，以便获得负浮力。利用海水泵3和4使海水从艉、艏压载水舱1和2内同时排出，以便获得正浮力。当使用纵倾泵将海水从艉压载水舱2内排出、使排出的海水注入艏压载水舱1时，会使潜水器艉部重量减轻、艏部重量增加，形成艉倾。当使用纵倾泵将海水从艏压载水舱1内抽出并注入艉压载水舱2时，会使潜水器艉部重量增加、艏部重量减轻，形成艏倾。

Claims (1)

1.深海载人潜水器水下均衡控制装置，其特征在于由艉、艏可调压载子系统和纵倾调节子系统构成；其中：
艉、艏可调压载子系统均含有压载水舱(1或2)、海水泵(3或4)、直流电机(6或7)、压力平衡阀(9或10)、单向阀(11或12)、三位四通电磁阀(14或15)和过滤器(17或18)，压载水舱(1或2)借助管道与三位四通电磁阀(14或15)的出水口(A)连通；海水泵(3或4)依次通过压力平衡阀(9或10)、单向阀(11或12)与三位四通电磁阀(14或15)的第一进水口(P)连通，三位四通电磁阀(14或15)的回水口(O)与海水泵(3或4)的进水口连通；过滤器(17或18)与三位四通电磁阀(14或15)的第二进水口(B)连通；
纵倾调节子系统也含有海水泵(5)、直流电机(8)、单向阀(13)和三位四通电磁阀(16)，纵倾调节子系统的海水泵(5)的出水口通过纵倾调节子系统的单向阀(13)与纵倾调节子系统的三位四通电磁阀(16)的进水口(P)连通，纵倾调节子系统的三位四通电磁阀(16)的回水口(O)与纵倾调节子系统的海水泵(5)的进水口连通；纵倾调节子系统的三位四通电磁阀(16)的两个出水口(A和B)分别与艉、艏压载水舱(1、2)相连通。
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