CN106741764A - 一种载人潜水器纵倾调节用水银罐 - Google Patents

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刘浩
汤国伟
韩俊
班伟
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702th Research Institute of CSIC
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    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/14—Control of attitude or depth
    • B63G8/22—Adjustment of buoyancy by water ballasting; Emptying equipment for ballast tanks

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Abstract

本发明涉及一种载人潜水器纵倾调节用水银罐，包括上筒体及下筒体，上筒体的一端与下筒体的一端固接，在上筒体的另一端固接上端盖，在所述下筒体的另一端固接下端盖，于上端盖上开设第一开孔，于下端盖上开设第二开孔；在所述上筒体与下筒体的连接处、在上筒体的一端开设第一沉孔，滚动膜片通过压环及紧固件与所述第一沉孔的孔底面固接。本发明结构简单、使用方便，其不仅能够满足载人潜水器纵倾调节功能的需要，同时还可以将水银做有效密封，利用滚动膜片将水银与矿物油有效分离，保证纵倾调节系统各液压元件及维护人员不会接触水银，提高了安全性。

Description

一种载人潜水器纵倾调节用水银罐
技术领域
本发明涉及潜水器领域，尤其涉及一种载人潜水器纵倾调节用水银罐。
背景技术
载人潜水器是当前海洋探索研究最主要的工具之一。为便于调节潜水器的运动姿态，调整不满足作业、操作要求的潜水器纵倾角达到要求的纵倾角，载人潜水器上均安装有纵倾调节系统。
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，这种纵倾调节系统，利用水银比重大的特点，以液压油为媒介进行水银调节，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连接，使二者内的水银联通。艏、艉水银罐的上部均通过管道与液压源相连。当需要纵倾调节时，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，使潜水器艏艉重量分布不均、重心改变，形成纵倾角，从而实现潜水器的运动姿态调节。水银和矿物油不相溶，且理论上矿物油和水银处于分层状态，所以水银罐内下部为水银，上部为矿物油，但在实际使用过程中，经常发现水银窜入纵倾调节系统的液压油路，而各液压元件在设计时均假定工作介质为矿物油，介质的不合要求以及水银介质自身的特殊性对各液压元件的可靠性、寿命均造成极大影响，在维护维修纵倾调节系统时、尤其在海上试验或应用期间进行的维护维修，由于防护设备的时效较短、医疗条件等原因，技术人员往往面临极大的人身风险。
发明内容
本申请人针对上述现有问题，进行了研究改进，提供一种载人潜水器纵倾调节用水银罐，不仅能够满足载人潜水器纵倾调节功能需要，还可以将水银做有效密封。采用这种水银罐，水银不会窜入纵倾调节系统的液压油路。
本发明所采用的技术方案如下：
一种载人潜水器纵倾调节用水银罐，包括上筒体及下筒体，所述上筒体的一端与下筒体的一端固接，在所述上筒体的另一端固接上端盖，在所述下筒体的另一端固接下端盖，于所述上端盖上开设第一开孔，于所述下端盖上开设第二开孔；在所述上筒体与下筒体的连接处、在所述上筒体的一端开设第一沉孔，滚动膜片通过压环及紧固件与所述第一沉孔的孔底面固接。
其进一步技术方案在于：
所述滚动膜片采用钟型滚动膜片；
所述上筒体及下筒体均为圆环形结构，在所述上筒体与下筒体的连接处、在所述下筒体的一端开设第二沉孔；
所述上端盖为带有上端盖第一级阶梯及上端盖第二级阶梯的二级阶梯圆柱形结构，所述下端盖为带有下端盖第一级阶梯及下端盖第二级阶梯的二级阶梯圆柱形结构；
在所述上筒体与下筒体的连接处、于所述上筒体的一端端面还配合第二O型圈；
在所述上端盖第二级阶梯上还沿圆周方向配合第一O型圈，在所述下端盖第二级阶梯上还沿圆周方向配合第三O型圈；
所述第一开孔为油孔，所述第一开孔与纵倾调节系统的液压油路连通；所述第二开孔为水银孔，所述第二开孔与另一个水银罐的水银孔连接。
本发明的有益效果如下：
本发明结构简单、使用方便，其不仅能够满足载人潜水器纵倾调节功能的需要，同时还可以将水银做有效密封，水银不会窜入纵倾调节系统的液压油路，通过采用滚动膜片，根据滚动膜片的易变形性，使滚动膜片的上部、下部在其变形范围内被视为一容腔，其上部及下部不存在压力差，大大减小了滚动膜片的强度要求，利用滚动膜片将水银与矿物油有效分离，保证纵倾调节系统各液压元件及维护人员不会接触水银，提高了安全性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明在A处的放大结构示意图。
其中；1、上端盖；101、上端盖第一级阶梯；102、上端盖第二级阶梯；103、第一开孔；2、第一O型圈；3、上筒体；301、第一沉孔；4、第二O型圈；5、压环；6、滚动膜片；7、下筒体；701、第二沉孔；8、第三O型圈；9、下端盖；901、下端盖第一级阶梯；902、下端盖第二级阶梯；903、第二开孔。
具体实施方式
下面说明本发明的具体实施方式。
如图1、图2所示，一种载人潜水器纵倾调节用水银罐包括上筒体3及下筒体7，上筒体3的一端与下筒体7的一端固接，在上筒体3的另一端固接上端盖1，在下筒体7的另一端固接下端盖9，于上端盖1上开设第一开孔103，于下端盖9上开设第二开孔903；在上筒体3与下筒体7的连接处、在上筒体3的一端开设第一沉孔301，滚动膜片6通过压环5及紧固件与第一沉孔301的孔底面固接，上述滚动膜片6采用钟型滚动膜片。上筒体3及下筒体7均为圆环形结构，在上筒体3与下筒体7的连接处、在下筒体7的一端开设第二沉孔701。上述上端盖1为带有上端盖第一级阶梯101及上端盖第二级阶梯102的二级阶梯圆柱形结构，下端盖9为带有下端盖第一级阶梯901及下端盖第二级阶梯902的二级阶梯圆柱形结构。在上筒体3与下筒体7的连接处、于上筒体3的一端端面还配合第二O型圈4。在上端盖第二级阶梯102上还沿圆周方向配合第一O型圈2，在下端盖第二级阶梯902上还沿圆周方向配合第三O型圈8。本发明中第一开孔103为油孔，第一开孔103与纵倾调节系统的液压油路连通；第二开孔903为水银孔，第二开孔903与另一个水银罐的水银孔连接。
本发明的具体装配过程如下：
如图1所示，上端盖1的上端盖第一级阶梯101的表面与上筒体3的上端面抵接，上端盖第二级阶梯102的外周圆面与上筒体3的内圆面按照径向O型圈密封的要求精度互相配合，然后通过螺栓将上端盖第一级阶梯101与上筒体3通过螺栓固接。如图1所示，上筒体3开设第一沉孔301的一端端面与下筒体7开设第二沉孔701的一端端面抵接，上述两端均也通过螺栓紧固，滚动膜片6通过被压环5压在第一沉孔301的孔底面、并通过螺栓将压环5、滚动膜片6锁紧固定在第一沉孔301的孔底面。下端盖9的下端盖第一级阶梯901的表面和下筒体7的底面抵接，同时下筒体7的内圆面与下端盖9的下端盖第二级阶梯902的外周圆面按照径向O型圈密封的精度要求相互配合，同时下端盖9的下端盖第一级阶梯901与下筒体7通过螺栓紧固。
本发明的具体工作过程如下：
在安装时如图1所示，滚动膜片6的下部为水银，上部为矿物油，且滚动膜片6需要竖直安装。以图1水银罐安装于潜水器艏部，另一个相同的水银罐安装于潜水器艉部为例，第一开孔103进压力油，滚动膜片6向下移动，推动下部水银从第二开孔903进入艉部水银罐，潜水器艏部抬高。反之同理，当艉部水银罐的油口进油，第二开孔903进油，推动滚动膜片6向上滚动，矿物油从第一开孔103流处，潜水器艏部下沉。
由于滚动膜片6的易变形性，因此本发明滚动膜片6的上侧和下侧在其变形范围内依然可被视为一个容腔，即滚动膜片6上、下两侧不存在压力差，这对滚动膜片6的强度要求大为减小，同时此特性也让本发明能够满足纵倾调节系统的功能需要；由于滚动膜片6将水银和矿物油有效分开，水银被有效密封，纵倾调节系统各液压元件以及维护人员均不会接触到水银，其优点是不言而喻的。
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，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (7)

1.一种载人潜水器纵倾调节用水银罐，其特征在于：包括上筒体(3)及下筒体(7)，所述上筒体(3)的一端与下筒体(7)的一端固接，在所述上筒体(3)的另一端固接上端盖(1)，在所述下筒体(7)的另一端固接下端盖(9)，于所述上端盖(1)上开设第一开孔(103)，于所述下端盖(9)上开设第二开孔(903)；在所述上筒体(3)与下筒体(7)的连接处、在所述上筒体(3)的一端开设第一沉孔(301)，滚动膜片(6)通过压环(5)及紧固件与所述第一沉孔(301)的孔底面固接。
2.如权利要求1所述的一种载人潜水器纵倾调节用水银罐，其特征在于：所述滚动膜片(6)采用钟型滚动膜片。
3.如权利要求1所述的一种载人潜水器纵倾调节用水银罐，其特征在于：所述上筒体(3)及下筒体(7)均为圆环形结构，在所述上筒体(3)与下筒体(7)的连接处、在所述下筒体(7)的一端开设第二沉孔(701)。
4.如权利要求1所述的一种载人潜水器纵倾调节用水银罐，其特征在于：所述上端盖(1)为带有上端盖第一级阶梯(101)及上端盖第二级阶梯(102)的二级阶梯圆柱形结构，所述下端盖(9)为带有下端盖第一级阶梯(901)及下端盖第二级阶梯(902)的二级阶梯圆柱形结构。
5.如权利要求1所述的一种载人潜水器纵倾调节用水银罐，其特征在于：在所述上筒体(3)与下筒体(7)的连接处、于所述上筒体(3)的一端端面还配合第二O型圈(4)。
6.如权利要求4所述的一种载人潜水器纵倾调节用水银罐，其特征在于：在所述上端盖第二级阶梯(102)上还沿圆周方向配合第一O型圈(2)，在所述下端盖第二级阶梯(902)上还沿圆周方向配合第三O型圈(8)。
7.如权利要求1所述的一种载人潜水器纵倾调节用水银罐，其特征在于：所述第一开孔(103)为油孔，所述第一开孔(103)与纵倾调节系统的液压油路连通；所述第二开孔(903)为水银孔，所述第二开孔(903)与另一个水银罐的水银孔连接。
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