CN103935490B - 安全阀式水下定深释放装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供安全阀式水下定深释放装置，包括过滤器、安全阀和释放机构，过滤器固定在安全阀入水口，安全阀出水口与释放机构连接。紧钉螺栓压紧承重杆，承重杆两侧承担压载。调节螺帽可以通过螺纹在下阀体外表面上下移动，调节调压弹簧，从而调节安全阀的压力。调节螺帽通过螺纹与下阀体连接，调节螺帽与下阀体之间通过密封圈密封，锁紧螺母防止调节螺帽自由转动。上阀体与阀体接口通过锥螺纹连接，并缠有生料带进行密封。阀体接口通过密封圈与上盖密封，接口压板通过螺栓将阀体接口压紧到上盖上。密封盖通过密封圈与上盖之间进行端面静密封，并限制钢珠向外滚。本发明承受载荷大、重量轻、体积小、安装简单。

Description

安全阀式水下定深释放装置

技术领域

本发明涉及的是一种水下机器人，具体地说是水下释放机器人。

背景技术

随着现代世界经济的迅速发展，能源消耗也不断加快，陆上资源已渐趋不足，越来越多的国家将发展目光放在了辽阔的海洋上。作为深海开发的主力军，水下机器人技术的发展也越来越受重视。水下机器人作业环境是非常恶劣的，尤其对于那些深海作业机器人，它们时常面临着各种各样的危险，如被海底缆索、渔网等缠住，与海底物体相撞等不可预知的外界危险因素和动力或电气系统失灵、部分耐压舱体漏水等自身问题产生的危险因素。如果这些危险因素不能被及时有效处理和控制，就可能将给机器人带来不可挽回的损失。在机器人出现故障或危险时，必须能够采取必要的措施来确保自身的安全，即通过一定的自救能力使自身得以回收。水下机器人等水下仪器都是非常昂贵的，如何使其在水下安全稳定的运行是其顺利实现预期目的的重要技术保障。研制高可靠性的抛载机构，对提高水下机器人系统可靠性，保障水下机器人作业安全具有重要的理论研究意义和实际应用价值。

专利申请号为200810136818.0，名称为“水下释放器”的专利文件中公开的技术方案，是一种以电机控制、弹簧储能释放的释放装置。专利申请号为200910071238.2，名称为“水下定深释放装置”的专利文件中公开的技术方案，是一种以爆破片为压力敏感元件的预定深度的释放装置，受爆破片精度限制，高压时精度较低。

发明内容

本发明的目的在于提供利用水下压力进行工作的安全阀式水下定深释放装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明安全阀式水下定深释放装置，其特征是：包括过滤器、安全阀、释放机构；过滤器安装在安全阀上，安全阀包括上阀体、下阀体、弹簧压座、调节螺帽、阀杆、弹簧承座，上阀体安装在下阀体上，下阀体外壁和调节螺帽内壁均设置螺纹，下阀体通过其螺纹与调节螺帽的螺纹相配合安装在调节螺帽里，阀杆设置在上阀体里，弹簧承座、弹簧压座设置在下阀体里，弹簧压座与调节螺帽相接触，弹簧承座与阀杆相连，弹簧承座与弹簧压座之间安装调节弹簧；释放机构包括上盖、下盖、活塞、阀接头、承重杆、钢珠，活塞安装在下盖里，活塞上设置凹槽，凹槽里安装释放弹簧，释放弹簧一端顶在凹槽里，释放弹簧另一端顶在下盖上，下盖安装在上盖里，下盖上设置钢珠孔，活塞上设置钢珠槽，上盖上设置密封孔，密封孔上安装密封盖，当活塞位于最上端时，钢珠同时位于密封孔和钢珠孔里，当活塞向下移动后，钢珠同时位于钢珠孔和钢珠槽里，下盖的下方套装有顶环，顶环与下盖之间通过第一密封圈密封，顶环与上盖之间通过第二密封圈密封，承重杆安装在下盖下部；活塞顶部设置活塞槽，上盖里设置上盖通道，活塞槽与上盖通道相连通，上阀体与上盖通过阀接头相连，阀接头里设置阀接头通道，上阀体里设置阀体通道，上盖通道与阀接头通道相通，阀接头通道与阀体通道相连通，当阀杆位于最上端时，阀杆将阀体通道与过滤器隔开，当阀杆向下移动后，过滤器与阀体通道相连通。

本发明还可以包括：

1、下盖上伸出设置有内螺纹的顶紧环，顶紧环里安装顶紧螺栓，顶紧螺栓顶在顶环上。

2、活塞与下盖之间通过第三密封圈密封。

3、上阀体与阀接头通过锥螺纹连接，并缠有生料带进行密封。

本发明的优势在于：

1、机械控制释放深度：采用安全阀为压力敏感元件控制释放时的深度，不需要电信号控制，可靠性高。

2、压力调节方便：需要改变释放深度时只需调节调节调压螺帽即可，不必拆开整个装置，装置可多次使用，价格便宜。

3、无功耗：本发明依靠海水压力动作，不需要人为提供能源，所以没有功耗。

4、安装容易：本发明独立设计，与水下装备本题之间采用螺栓连接，安装方便。

5、承担载荷大：只要不将三个钢珠压变形就可以增大装置所承担的载荷，所以本发明可以承担质量很大的载荷。

6、耐腐蚀：本发明大部分零件采用不锈钢316L加工而成，耐海水腐蚀，适用于海洋环境。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的A向视图；

图3为本发明的第一阶段的示意图；

图4为本发明的第二阶段的示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～4，本发明安全阀式水下定深释放装置包括过滤器1、安全阀和释放机构，过滤器1固定在安全阀入水口，安全阀出水口与释放机构连接，调压螺帽13、下阀体12、阀杆6和密封圈7、密封圈14形成调压弹簧密封腔，上阀体2、阀接头32、接头压板33、上盖30、下盖17、密封盖26、活塞29、顶环16和密封圈22、密封圈23、密封圈24、密封圈25、密封圈32、螺栓20、螺栓27、螺栓35形成上密封腔，活塞29、下盖17和密封圈24形成下密封腔。

紧定螺钉19压紧承重杆18，承重杆18两侧承担压载。

调节螺帽13可以通过螺纹在下阀体12外表面上下移动，调节调压弹簧10，从而调节安全阀的压力。

调节螺帽13通过螺纹与下阀体12连接，调节螺帽13与下阀体12之间通过密封圈密封，锁紧螺母11防止调节螺帽13自由转动。

上阀体2与阀接头32通过锥螺纹连接，并缠有生料带进行密封。

阀接头32通过密封圈31与上盖30密封，接口压板33通过螺栓34将阀接头32压紧到上盖30上。

密封盖26通过密封圈25与上盖30之间进行端面静密封，并限制钢珠28向外滚。

顶环16内侧与下盖17径向密封，顶环16上侧与上盖30端面密封，并用螺栓20压紧顶环16。

活塞29与下盖17通过密封圈24密封，密封腔内有弹簧21，可以防止活塞29落下。

本发明包括过滤器、安全阀和释放机构，过滤器固定在安全阀入水口，安全阀出水口与释放机构连接。调压螺帽、下阀体、阀杆和密封圈形成调压弹簧密封腔，上阀体、阀接头、接头压板、上盖、下盖、密封盖、活塞、顶环和密封圈、螺栓形成上密封腔，活塞、下盖和密封圈形成下密封腔。紧钉螺栓压紧承重杆，承重杆两侧承担压载。

其中：调节螺帽可以通过螺纹在下阀体外表面上下移动，调节调压弹簧，从而调节安全阀的压力。调节螺帽通过螺纹与下阀体连接，调节螺帽与下阀体之间通过密封圈密封，锁紧螺母防止调节螺帽自由转动。上阀体与阀体接口通过锥螺纹连接，并缠有生料带进行密封。阀体接口通过密封圈与上盖密封，接口压板通过螺栓将阀体接口压紧到上盖上。密封盖通过密封圈与上盖之间进行端面静密封，并限制钢珠向外滚。顶环内侧与下盖径向密封，顶环上侧与上盖端面密封，并用螺栓压紧顶环。活塞与下盖通过密封圈密封，密封腔内有弹簧，可以防止活塞落下。

压载挂在承重杆上，不会轻易释放。下盖被钢珠卡住不会轻易掉落。钢珠在下盖孔中，被活塞挡住，不会轻易滚动。活塞被弹簧顶住，不会轻易下移。所以装置静止时能够承担很大压载。

安全阀式水下定深释放装置利用承重杆18承担压载。通过上盖30顶部的螺栓孔将装置与水下设备连接，使装置固定在竖直方向上。如图2所示，承重杆30向两侧伸出，可以承担两个压载的一端。

为保证装置内部压力比外界水环境的压力低，对其进行密封。释放机构内部有一个由上阀体2、密封盖26、顶环16、下盖17、上盖30、活塞29和相关密封圈等零件围成的上部空腔；活塞29和下盖17也围成一个下部空腔。装配完成后，两个空腔内都是常压，活塞受弹簧弹力不会下移。安全阀出口与阀接头32之间用锥螺纹连接，并中间缠绕生料带，保证密封良好。为使上盖30与下盖17之间密封性好，并且顺利释放下盖17等部分，顶环16处设计了两个密封圈。4个顶紧螺栓20向上推顶环16，使顶环16与上盖30下端面夹紧密封圈。同时下盖17被顶紧螺栓20向下拉，下盖17向下拉钢珠28，钢珠28卡在上盖30的孔中，被上盖30、下盖17和活塞29夹紧，如图1所示。

安全阀式水下定深释放装置通过安全阀控制抛载深度，利用外部压力释放压载。释放动作分两个阶段：一是打开密封腔的阶段。在达到安全阀开启压力时，海水透过过滤器1，通过阀杆6、弹簧承座9压缩调压弹簧10，打开入水口，水从安全阀处进入释放机构上部空腔。随着水的不断进入，上部空腔中的压力逐渐增大。当该压力大于活塞上密封圈24与活塞29之间的摩擦力和弹簧21的弹力时，活塞29所受合力向下，所以向下移动。由于从安全阀流入的水是渐渐增加的，活塞29底部也不会很快下盖17接触。当活塞29移动到其凹槽下沿低于钢珠28中心平面时，钢珠28受力向内侧移动，下盖17向下移动，顶环16跟随下盖17下移，如图3所示，则顶环上侧密封失效。第二阶段释放下盖。外界水从上盖30与顶环16之间的缝隙进入释放机构上部空腔，将活塞29向下推，直到活塞29底部接触下盖17。钢珠受挤压进入活塞29凹槽内。下盖17和上盖30之间没有了钢珠28的阻挡，承重杆18、下盖17、活塞29、顶环16等零件被抛掉。

Claims (3)

1.安全阀式水下定深释放装置，其特征是：包括过滤器、安全阀、释放机构；过滤器安装在安全阀上，安全阀包括上阀体、下阀体、弹簧压座、调节螺帽、阀杆、弹簧承座，上阀体安装在下阀体上，下阀体外壁和调节螺帽内壁均设置螺纹，下阀体通过其螺纹与调节螺帽的螺纹相配合安装在调节螺帽里，阀杆设置在上阀体里，弹簧承座、弹簧压座设置在下阀体里，弹簧压座与调节螺帽相接触，弹簧承座与阀杆相连，弹簧承座与弹簧压座之间安装调节弹簧；释放机构包括上盖、下盖、活塞、阀接头、承重杆、钢珠，活塞安装在下盖里，活塞上设置凹槽，凹槽里安装释放弹簧，释放弹簧一端顶在凹槽里，释放弹簧另一端顶在下盖上，下盖安装在上盖里，下盖上设置钢珠孔，活塞上设置钢珠槽，上盖上设置密封孔，密封孔上安装密封盖，当活塞位于最上端时，钢珠同时位于密封孔和钢珠孔里，当活塞向下移动后，钢珠同时位于钢珠孔和钢珠槽里，下盖的下方套装有顶环，顶环与下盖之间通过第一密封圈密封，顶环与上盖之间通过第二密封圈密封，承重杆安装在下盖下部；活塞顶部设置活塞槽，上盖里设置上盖通道，活塞槽与上盖通道相连通，上阀体与上盖通过阀接头相连，阀接头里设置阀接头通道，上阀体里设置阀体通道，上盖通道与阀接头通道相通，阀接头通道与阀体通道相连通，当阀杆位于最上端时，阀杆将阀体通道与过滤器隔开，当阀杆向下移动后，过滤器与阀体通道相连通；

下盖上伸出设置有内螺纹的顶紧环，顶紧环里安装顶紧螺栓，顶紧螺栓顶在顶环上。

2.根据权利要求1所述的安全阀式水下定深释放装置，其特征是：活塞与下盖之间通过第三密封圈密封。

3.根据权利要求1或2所述的安全阀式水下定深释放装置，其特征是：上阀体与阀接头通过锥螺纹连接，并缠有生料带进行密封。