CN105329425A - 一种高压气体喷射浮力球装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高压气体喷射浮力球装置，包括缸体，端盖，稳压阀，安全阀，工字形连杆活塞，高压气瓶，浮力球，当水下运载器正常作业时，本发明能保持浮力球的未释放状态；当水下运载器完成作业浮上水面时，控制系统通过施加信号，打开稳压阀，使高压气体进入缸体内；当缸内气体达到一定压力时，安全阀打开，气体充满缸体，利用活塞两端受力不平衡的方式使活塞运动，从而将处于密闭空间内的高压气体作用在浮力球上，并将其喷射到距运载器一定距离的水面处。回收人员就能够在与运载器保持一定安全距离的前提下顺利回收运载器。本发明依靠高压气体喷射的方法，具有可靠性高、冲击力强、可调节范围大等优点。

Description

一种高压气体喷射浮力球装置

技术领域

本发明涉及一种水下运载器回收时使用的装置，尤其涉及一种高压气体喷射浮力球装置。

背景技术

自主式水下机器人等水下作业设备在复杂的海洋环境中完成作业后，需要及时回收，以备下次使用。在进行回收作业时，为防止回收人员乘坐的船只与运载器发生刮碰，对运载器造成损伤，回收人员乘坐的船只需要与运载器保持一定的安全距离。因此，为了方便进行回收，这就需要运载器本身携带有一种可供回收用的装置，且这种装置的可靠性对于回收作业的顺利完成有很重要的影响。

发明内容

本发明的目的是为了可靠性高、冲击力强、调节范围大而提供一种高压气体喷射浮力球装置。

本发明的目的是这样实现的：包括端盖、缸体、工字型连杆活塞、弹簧、浮力球和高压气瓶，所述缸体的下端与端盖固定连接且在连接处设置有O型密封圈，端盖的下端设置有稳压阀，稳压阀通过钛管与高压气瓶相连，所述端盖、工字型连杆活塞将缸体由下至上分成第一腔体、第二腔体和第三腔体，所述工字型连杆活塞的小端与缸体接触且在接触处设置有密封圈，弹簧的一端安装在端盖的中心处、弹簧的另一端与工字型连杆活塞的大端的中心位置接触，所述工字型连杆活塞上还安装有安全阀，且安全阀位于第二腔体内，所述浮力球设置在第三腔体内并与对应缸体的上段过盈配合，且第三腔体的缸体设置成阶梯形状，即第三腔体下部的内径小于第三腔体上部的内径，浮力球上设置有拉绳，拉绳的另一端与被回收的运载器相连。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.所述端盖的中心位置还安装有导向杆，且所述导向杆位于弹簧中间。

2.所述浮力球内部是浮力材料、外部包裹一层橡胶材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用高压气体提供动力，可靠性高、冲击力强,可调节范围大可实现在一定水面深度下进行发射。利用工字形连杆活塞的上下活塞在高压气体的作用下受力不均衡的原理，实现活塞的移动。可以根据使用要求，调整更换安全阀和稳压阀，以改变进入缸体内的气体压强，使该装置具有较好的调节性。当水下运载器正常作业时，本发明能够保持浮力球的未释放状态；当水下运载器完成作业浮上水面时，控制系统通过施加信号，打开稳压阀，使高压气体进入缸体内；当缸内气体达到一定压力时，安全阀打开，气体充满缸体，利用活塞两端受力不平衡的方式使活塞运动，从而将处于密闭空间内的高压气体作用在浮力球上，并将其喷射到距运载器一定距离的水面处。之后回收人员就能够在与运载器保持一定安全距离的前提下顺利回收运载器。

附图说明

图1是本发明的结构示意图(未画出拉绳)；

图2是本发明的工字型连杆活塞的结构示意图；

图3是本发明的端盖的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1～3所示，本发明中缸体11与端盖3通过螺钉1联接，并且端盖3与缸体11通过O型橡胶密封圈2实现径向密封；端盖3上开有螺纹盲孔，导向杆6安装在端盖3的螺纹孔内；弹簧5一端通过弹簧压片4固定在端盖3上，另一端与工字形连杆活塞8接触，并起到克服其重力的作用；大直径活塞上开有螺纹孔，安装安全阀7；与缸体11相接触的小直径活塞面上开有密封槽，并安装相应尺寸的O型橡胶密封圈10；小直径活塞的上端缸体内安装浮力球9，浮力球直径略大于缸体内径，实现过盈安装，且安装浮力球9的缸体的底部直径小于浮力球9直径，以实现限位作用，防止浮力球9与小直径活塞面接触；浮力球9连接在拉绳的一端上，而拉绳另一端则连接在待回收水下运载器上，也可在水下运载器上设置拉线盒，拉线的另一端则与拉线盒连接；端盖3上还开有螺纹通孔，稳压阀12的一端安装在螺纹孔内，另一端装配耐压性较好的钛管13；钛管的另一端连接在高压气瓶14上。

本发明的工作原理为：

在水下运载器进行水下作业前，施加外力将浮力球9安装到缸体发射腔内，工字形连杆活塞8依靠弹簧5施加的弹力恰好实现上下两活塞与缸体面接触，然后施加控制信号打开稳压阀12，使一定量的高压气体进入到刚体内，此时未达到安全阀7开启压力，高压气体提供的压力使工字形连杆活塞8的上下活塞与缸体11实现良好的密封。

当水下运载器完成水下作业浮上水面后，施加控制信号打开稳压阀12，一定压强的高压气体进入缸体下端密封腔内，待下端密封腔内压力达到安全阀7开启压力时，安全阀打开，高压气体进入上端密封腔，因工字形连杆活塞8的上下直径不同，导致活塞受力不均衡，活塞发生下移，此时活塞失去密封作用，上下密封腔联通的同时与浮力球所在腔室联通，并在此瞬间，在高压气体的作用下将浮力球9喷射出去。

本发明一种高压气体喷射浮力球装置，包括缸体、端盖、弹簧、导向杆、弹簧压片、工字形连杆活塞、O型橡胶密封圈、稳压阀、安全阀、高压气瓶、钛管、浮力球；缸体与端盖通过螺钉联接，并且端盖与缸体通过O型橡胶密封圈实现径向密封；端盖上开有螺纹盲孔，导向杆安装在端盖的螺纹孔内；弹簧一端通过弹簧压片固定在端盖上，另一端与工字形连杆活塞接触，并起到克服其重力的作用；大直径活塞上开有螺纹孔，安装稳压阀；与缸体相接触的小直径活塞面上开有密封槽，并安装相应尺寸的O型橡胶密封圈；小直径活塞的上端缸体内安装浮力球，浮力球直径略大于缸体内径，实现过盈安装，且安装浮力球缸体的底部直径小于浮力球直径，以实现限位作用，防止浮力球与小直径活塞面接触；浮力球连接在拉绳的一端上，而拉绳另一端则连接在待回收水下运载器上；端盖上还开有螺纹通孔，稳压阀的一端安装在螺纹孔内，另一端装配耐压性较好的钛管；钛管的另一端连接在高压气瓶上。

浮力球为内部为浮力材，外部包裹一定厚度橡胶的浮力球，表面有一定的收缩性，以达到安装时与缸体内表面的完全接触，实现良好的密封性。

弹簧在安装时克服工字形连杆活塞重力之后，恰好实现上下两活塞与缸体面接触。

导向杆为弹簧提供导向作用，防止弹簧发生偏移。

拉绳采用质轻，强度高，耐腐蚀的芳纶绳，在满足抗拉强度的同时，可以减少释放过程中的能量损失。

本发明主要用于水下运载器的回收。本发明以高压气体提供原动力，它主要包括缸体，端盖，稳压阀，安全阀，工字形连杆活塞，高压气瓶，浮力球。本发明是安装在待回收的水下运载器上的，当水下运载器正常作业时，本发明能够保持浮力球的未释放状态；当水下运载器完成作业浮上水面时，控制系统通过施加信号，打开稳压阀，使高压气体进入缸体内；当缸内气体达到一定压力时，安全阀打开，气体充满缸体，利用活塞两端受力不平衡的方式使活塞运动，从而将处于密闭空间内的高压气体作用在浮力球上，并将其喷射到距运载器一定距离的水面处。之后回收人员就能够在与运载器保持一定安全距离的前提下顺利回收运载器。本发明依靠高压气体喷射的方法，具有可靠性高、冲击力强、可调节范围大等优点。

本发明包括缸体、端盖、弹簧、导向杆、弹簧压片、工字形连杆活塞、O型橡胶密封圈、稳压阀、安全阀、高压气瓶、钛管、浮力球；缸体与端盖通过螺钉联接，并且端盖与缸体通过O型橡胶密封圈实现径向密封；端盖上开有螺纹盲孔，导向杆安装在端盖的螺纹孔内；弹簧一端通过弹簧压片固定在端盖上，另一端与工字形连杆活塞接触，并起到克服其重力的作用；大直径活塞上开有螺纹孔，安装稳压阀，与缸体接触的斜面上有一层橡胶提高密封性；与缸体相接触的小直径活塞面上开有密封槽，并安装相应尺寸的O型橡胶密封圈；小直径活塞的上端缸体内安装浮力球，浮力球直径略大于缸体内径，实现过盈安装，且安装浮力球缸体的底部直径小于浮力球直径，以实现限位作用，防止浮力球与小直径活塞面接触；浮力球连接在拉绳的一端上，而拉绳另一端则连接在待回收水下运载器上；端盖上还开有螺纹通孔，稳压阀的一端安装在螺纹孔内，另一端装配耐压性较好的钛管；钛管的另一端连接在高压气瓶上；整个装置在装配时，浮力球通过外力安装到缸体发射腔内，工字形连杆活塞依靠弹簧施加的弹力恰好实现上下两活塞与缸体面接触，然后施加控制信号打开稳压阀，使一定量的高压气体进入到刚体内，此时未达到安全阀开启压力，高压气体提供的压力使工字形连杆活塞的大小活塞与缸体实现良好的密封；释放浮力球时，施加控制信号打开稳压阀，一定压强的高压气体进入缸体下端密封腔内，待下端密封腔内压力达到安全阀开启压力时，安全阀打开，高压气体进入上端密封腔，因工字形连杆活塞的直径不同，导致活塞受力不均衡，活塞发生下移，此时活塞失去密封作用，上下密封腔联通的同时与浮力球所在腔室联通，并在此瞬间，在高压气体的作用下将浮力球喷射出去。

所述工字形连杆活塞为通过一连杆连接直径不同的的两个活塞，并且大直径的活塞布置在下方。

所述浮力球为内部为浮力材，外部包裹一定厚度橡胶的浮力球，表面有一定的收缩性，以达到安装时与缸体内表面的完全接触，实现良好的密封性。

所述安全阀和稳压阀可根据实际所需喷射压力进行调整更换，以达到使用要求。

所述弹簧在安装时克服工字形连杆活塞重力之后，恰好实现上下两活塞与缸体面接触。

所述导向杆为弹簧提供导向作用，防止弹簧发生偏移。

本发明利用高压气体喷射，冲击力强，可实现在一定水面深度下进行发射。

Claims (3)

1.一种高压气体喷射浮力球装置，其特征是：包括端盖、缸体、工字型连杆活塞、弹簧、浮力球和高压气瓶，所述缸体的下端与端盖固定连接且在连接处设置有O型密封圈，端盖的下端设置有稳压阀，稳压阀通过钛管与高压气瓶相连，所述端盖、工字型连杆活塞将缸体由下至上分成第一腔体、第二腔体和第三腔体，所述工字型连杆活塞的小端与缸体接触且在接触处设置有密封圈，弹簧的一端安装在端盖的中心处、弹簧的另一端与工字型连杆活塞的大端的中心位置接触，所述工字型连杆活塞上还安装有安全阀，且安全阀位于第二腔体内，所述浮力球设置在第三腔体内并与对应缸体的上段过盈配合，且第三腔体的缸体设置成阶梯形状，即第三腔体下部的内径小于第三腔体上部的内径，浮力球上设置有拉绳，拉绳的另一端与被回收的运载器相连。

2.根据权利要求1所述的一种高压气体喷射浮力球装置，其特征是：所述端盖的中心位置还安装有导向杆，且所述导向杆位于弹簧中间。

3.根据权利要求1或2所述的一种高压气体喷射浮力球装置，其特征是：所述浮力球内部是浮力材料、外部包裹一层橡胶材料。