CN102632977B - 大型遥控潜水器的水下干式搭载装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型遥控潜水器的水下干式搭载装置，设置在大型水下航行体内部，包括ROV搭载舱、载荷代换水舱与控制舱，搭载舱内部设置ROV与控制缆收放系统；搭载舱和载荷代换水舱内设置有载荷代换管路系统，利用载荷代换水泵实现两舱之间的泵水；控制舱与搭载舱之间设置人员出入通道；搭载舱的底部设置水密舱口盖，通过舱口启闭机构实现启闭。本发明提出的“干舱中搭载，淡水中作业”的搭载模式，较好地兼顾了大型ROV水下作业的可维护性和安全性；在布防过程中，水下航行体艇体的水平重心位置几乎不发生改变，降低了作业过程对艇体的影响。
Description
技术领域
本发明涉及水下航行器领域，尤其是大型遥控潜水器的水下干式搭载装置。
背景技术
遥控潜水器（ROV）是一种可以通过电缆遥控进行水下作业的潜水器。大型ROV可以携带作业工具进行水下作业或观察探测，一般空气中重量在数吨左右，功率数十千瓦。大型ROV搭载在水下航行体上，可以利用水下航行体自身机动能力大大增强其作业范围，也可以克服水面风浪流对ROV作业的影响。
现有技术中有一种方式将观察型ROV搭载在水下航行体的鱼雷管中，观察型ROV体积重量小，功率在数千瓦左右，作业能力较弱；为了将其搭载在鱼雷管中，其被设计成与鱼雷管相同的尺寸和形状；通过在发射管舱口盖上安装标准贯穿件，操控观察型ROV出入和作业。该搭载系统也存在一定的不足之处，搭载的ROV需要特别设计，不利于搭载已成熟的商业化产品或大型作业型ROV，ROV布放过程中需要水下航行体原有的浮力调整系统对自身的姿态进行调整等。
发明内容
本申请人针对上述现有ROV搭载存在的缺点，提供一种结构合理、操作方便的大型遥控潜水器的水下干式搭载装置，从而以满足水下航行体搭载大型ROV进行水下作业的要求。
本发明所采用的技术方案如下：
一种大型遥控潜水器的水下干式搭载装置，设置在大型水下航行体内部，包括ROV搭载舱、载荷代换水舱与控制舱。搭载舱内部设置ROV与ROV控制缆收放系统；搭载舱和载荷代换水舱内设置有载荷代换管路系统，利用载荷代换水泵实现两舱之间的泵水；控制舱与搭载舱之间设置人员出入通道；搭载舱的底部设置水密舱口盖，通过舱口启闭机构实现启闭。
作为上述技术方案的进一步改进：所述搭载舱为球形结构，其外环绕半包围的马蹄形载荷代换水舱，两舱的重心位置在水平面内重合，在垂直面内，载荷代换水舱的重心位置略高于搭载舱的重心位置。
所述载荷代换水舱和搭载舱都可单独充满淡水，且水容积相当。
所述搭载舱的内壁面安装有浮力材料，搭载的ROV控制缆为中性缆。
舱口启闭机构的导轨焊接在水下航行体的本体上，移动小车通过滚轮在导轨上滑移，水平液压缸的活塞与移动小车通过铰接机构连接；垂向液压缸连接在水密舱口盖与移动小车之间。
本发明的有益效果如下：
利用本发明装置，提出了一种全新的水下干式搭载大型ROV并进行作业的方法，该方法可以概括为“干舱中搭载，淡水中作业”，较好地兼顾了大型ROV水下作业的可维护性和安全性。本搭载系统携带淡水进行作业过程中的载荷代换，在载荷代换过程中，淡水也对ROV进行了冲洗，有利于ROV的维护保养。
在本搭载系统中，采用球形耐压壳体作为搭载舱，充分利用球形壳体耐压性能好的优势。同时，在球形耐压壳体内一些闲置空间加装浮力材料，降低了ROV水下作业时需要代换的水的重量和体积。
本搭载系统采用马蹄形载荷代换水舱，通过适当布置，能够在载荷代换水舱内的水代换过程中，水下航行体艇体的水平重心位置几乎不发生改变，降低了作业过程中作业反力对艇体的影响。
附图说明
图1是本发明在水下航行体上应用的布置图。
图2为图1的俯视图。
图3是球形ROV搭载舱内的布置中剖图。
图4为图3的俯视中剖图。
图5是载荷代换管路系统组成示意图。
图6是搭载舱舱口启闭机构示意图。
图7是本发明进行ROV水下作业时的流程示意图。
图中：1、水下航行体；2、搭载舱；3、载荷代换水舱；4、控制舱；5、舱口启闭机构；6、水密舱口盖；7、出入通道；8、载荷代换水泵；9、滤网；10、液位计；11、载荷代换控制柜；12、载荷代换控制线路或管路；13、内外压力控制阀；20、ROV；21、控制缆收放系统上部支架；22、控制缆收放系统下部支架；23、控制缆收放系统；24、浮力材料；25、侧向水密舱口盖；26、控制缆；51、螺钉连接结构；52、垂向液压缸；53、导向杆；54、移动小车；55、滚轮；56、导轨；57、铰接机构；58、活塞；59、水平液压缸。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1、图2所示，本发明设置在大型水下航行体1内部，包括球形的ROV搭载舱2与其外环绕半包围的马蹄形载荷代换水舱3，载荷代换水舱3为具有分舱结构的耐压舱，内部可充满淡水。本发明涉及的设备控制系统包括载荷代换控制柜11、ROV操控设备等设置在水下航行体1的控制舱4内，控制舱4为圆柱形耐压舱，与搭载舱2之间设置出入通道7，人员也从该舱通过控制舱4进出搭载舱2进行ROV设备的护保养。搭载舱2的底部设置水密舱口盖6，水密舱口盖6通过搭载舱2下部的舱口启闭机构5在导轨56上滑移实现启闭。
为了降低本发明装置的使用对水下航行体1本体的影响，搭载舱2和载荷代换水舱3的空间布置进行了特别设计。如图1、图2与图5所示，在水平面内，搭载舱2和载荷代换水舱3的重心位置重合；在垂直面内，载荷代换水舱3比搭载舱2的重心位置偏高一些。这样布置可以保证在搭载舱2和载荷代换水舱3之间进行水载荷代换时，水下航行体1本体的纵横倾不会产生大的变化，而垂向重心高度向有利方向变化，从而提高了本发明装置应用的安全性。
图5是本发明的载荷代换管路系统组成示意图。搭载舱2和载荷代换水舱3内都设置有载荷代换控制线路或管路12，利用载荷代换水泵8实现两舱之间的泵水。载荷代换水泵8安装在搭载舱2内部；滤网9用于过滤污物；液位计10用于实时指示两舱内的水位。载荷代换控制柜11通过水密耐压电缆的控制线路12对载荷代换管路系统进行自动控制。内外压力控制阀13安装在搭载舱2的舱壁上，可以根据需要开启，主要用于平衡搭载舱2与舱外海水之间的压力差。
图3、图4是搭载舱2的内部布置示意图。搭载舱2除了底部的水密舱口盖6以及侧壁与出入通道7相接合的侧向水密舱口盖25以外，其余舱壁空间安装有浮力材料24，其作用是将搭载舱2内的闲置空间填充，降低载荷代换水的数量，同时可以提供正浮力。搭载舱2内的控制缆收放系统上部支架21与下部支架22之间固定控制缆收放系统23；控制缆收放系统23主要用于收放ROV20的中性控制缆26。ROV20也通过控制缆收放系统固定在搭载舱2中。
图6是搭载舱2舱口启闭机构5的示意图。垂向液压缸52的活塞通过螺钉连接结构51连接在底部水密舱口盖6上，并在导向杆53导向下举升水密舱口盖6，使之和搭载舱2密封。导轨56焊接在水下航行体1本体上，移动小车54通过滚轮55在导轨56上滑移，通过水平液压缸59的活塞58进行驱动。液压缸活塞58与移动小车54通过铰接机构57连接。移动小车54在ROV20布放或回收时，通过水平侧移，为ROV20出入搭载舱2提供通道。
以下结合图7对本发明在实际工作时各状态进行说明。
（I）在水下航行体1巡航过程中，载荷代换水舱3中充满淡水，搭载舱2内部无水，为干舱，底部水密舱口盖6处于关闭状态，侧向水密舱口盖25可以根据需要打开，便于人员进出，如图7a所示。
（II）在水下航行体1需要布放ROV20作业时，首先将载荷代换水舱3中的淡水通过载荷代换管路系统在载荷代换水泵8的作用下泵入搭载舱2，见图7b。当完成泵入后，将搭载舱2的内外压力控制阀13打开，使得搭载舱2的水压和外部水压平衡，见图7c。最后利用舱口启闭机构5移开底部水密舱口盖6，见图7d；控制缆收放系统23的绞车释放控制缆26，释放ROV20进入海水进行作业，见图7e。
在布放过程中，因为ROV20为中性浮力，又采用中性缆，因此随着ROV20和控制缆26的释放，将会有少量海水进入搭载舱2，但是水下航行体1的水下浮力及重量几乎不发生变化。又因为淡水密度比海水密度小，所以绝大部分淡水仍将维持在搭载舱2中。
（III）在完成作业后回收ROV20，首先启动控制缆收放系统23回收中性控制缆26，操作ROV20返航；然后，ROV20进入搭载舱2。在此回收过程中，ROV20将会将进入搭载舱2的海水逐渐排出舱外。当ROV20回收至指定位置后，关闭水密舱口盖6，然后关闭搭载舱2的内外压力控制阀13，使搭载舱2与外界海水密闭隔离。开动载荷代换水泵8将搭载舱2中的淡水泵入载荷代换水舱3，恢复至图7a所示状态。
（IV）维修或处置ROV及其采集的样品可以在如图7a所示的巡航状态或在ROV20作业完成回收至搭载舱2后进行；人员从水下航行体1的控制舱4进入出入通道7，打开侧向水密舱口盖25，进入搭载舱2内维修ROV20。维修完成之后，关闭侧向水密舱口盖25，系统进入可随时进行作业的状态。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改，例如在载荷代换水舱内也可以充满海水。
Claims (5)
1.一种大型遥控潜水器的水下干式搭载装置，设置在大型水下航行体（1）内部，其特征在于：包括ROV搭载舱（2）、载荷代换水舱（3）与控制舱（4），搭载舱（2）内部设置ROV（20）与控制缆收放系统（23）；搭载舱（2）和载荷代换水舱（3）内设置有载荷代换管路系统，利用载荷代换水泵（8）实现两舱之间的泵水；控制舱（4）与搭载舱（2）之间设置人员出入通道（7）；搭载舱（2）的底部设置水密舱口盖（6），通过舱口启闭机构（5）实现启闭。
2.按照权利要求1所述的大型遥控潜水器的水下干式搭载装置，其特征在于：所述搭载舱（2）为球形结构，其外环绕半包围的马蹄形载荷代换水舱（3），两舱的重心位置在水平面内重合，在垂直面内，载荷代换水舱（3）的重心位置略高于搭载舱（2）的重心位置。
3.按照权利要求1所述的大型遥控潜水器的水下干式搭载装置，其特征在于：所述载荷代换水舱（3）和搭载舱（2）都可单独充满淡水，且水容积相当。
4.按照权利要求1所述的大型遥控潜水器的水下干式搭载装置，其特征在于：所述搭载舱（2）的内壁面安装有浮力材料（24），搭载的ROV控制缆（26）为中性缆。
5.按照权利要求1所述的大型遥控潜水器的水下干式搭载装置，其特征在于：舱口启闭机构（5）的导轨（56）焊接在水下航行体（1）的本体上，移动小车（54）通过滚轮（55）在导轨（56）上滑移，水平液压缸（59）的活塞（58）与移动小车（54）通过铰接机构（57）连接；垂向液压缸（52）连接在水密舱口盖（6）与移动小车（54）之间。
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