CN106809364B - 一种无人水下机器人用防吸空反馈式油箱 - Google Patents

Abstract

本发明属于以柴油机为动力的无人水下机器人领域，具体地说是一种无人水下机器人用防吸空反馈式油箱，包括箱体、安全阀、通气电磁阀、出油电磁阀、翻板式单向阀、液位计及进油电磁阀，箱体内部分为集油空间及位于集油空间周围的储油空间，集油空间与周围储油空间之间的侧壁上开有多个只能向集油空间内部开启的翻板式单向阀；集油空间安装有出油电磁阀，储油空间分别安装有安全阀、通气电磁阀及进油电磁阀，集油空间及储油空间均安装有液位计；储油空间内的油液在无人水下机器人纵倾或横摇时由翻板式单向阀流入集油空间内，集油空间内柴油机的出油管的出油口始终位于油液以下。本发明有效解决了无人水下机器的吸空问题，结构紧凑，空间利用率高。

Description

一种无人水下机器人用防吸空反馈式油箱

技术领域

本发明属于以柴油机为动力的无人水下机器人领域，具体地说是一种无人水下机器人用防吸空反馈式油箱。

背景技术

无人水下机器人在海底资源勘探、地形测绘、安全搜救、科考搜索等方面有着比较广泛地应用，由于人类不断拓展水下活动范围以及提高作业能力，对于性能可靠、航时久的无人水下机器人有着比较强烈的需求，柴电混合技术为此提供了可能。对于无人水下机器人而言，燃油连续可靠供给是保证其可靠工作的重要保证。鉴于无人水下机器人航行时姿态不断变化，会导致油箱内出油管的出油口漏出液面、造成柴油机吸空现象。因此，一种防吸空、可靠供油的油箱是无人水下机器人持续有效工作的重要保障。

采用主油箱内部增加副油箱的办法，不但空间利用效率不高，而且主副油箱分别设置出油管路增加油箱结构复杂性；采用出油口处外凸的结构，不但影响整个油箱的外形特征，而且空间利用率低；采用油箱上端安装呼吸装置的方案，虽然能缓解出油特性，但是无法从根本上解决吸空的问题；采用倾斜底板建立出油区的方案，难以在姿态变化较大的情况下有效防止吸空，且缺少反馈环节。

发明内容

为了避免无人水下机器人柴油机吸空现象的发生，本发明的目的在于提供一种无人水下机器人用防吸空反馈式油箱。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括箱体、安全阀、通气电磁阀、出油电磁阀、翻板式单向阀、液位计及进油电磁阀，其中箱体内部分为集油空间及位于该集油空间周围的储油空间，所述集油空间与周围储油空间之间的侧壁上开有多个只能向集油空间内部开启的翻板式单向阀；所述集油空间安装有出油电磁阀，所述储油空间分别安装有安全阀、通气电磁阀及进油电磁阀，所述集油空间及储油空间均安装有液位计；所述储油空间内的油液在无人水下机器人纵倾或横摇时由翻板式单向阀流入集油空间内，所述集油空间内柴油机的出油管的出油口始终位于油液以下。

其中：所述翻板式单向阀包括固定座、销轴、开口销、翻板及底座，该底座安装在集油空间与周围储油空间之间的侧壁内侧、并开有通孔，所述底座上设有固定座，所述翻板通过销轴与固定座铰接、并与所述通孔相对应，所述销轴上插设有开口销；

所述箱体内部通过两个隔板等分为第一储油空间、第二储油空间及第三储油空间，位于中间的第二储油空间内通过两个立板等分为三个小储油空间，位于中间的为所述集油空间；所述两个立板上以及两立板之间的隔板上均开有通油孔，每个所述通油孔的内侧均对应设有翻板式单向阀；所述集油空间两侧的小储油空间与第一储油空间、第三储油空间之间的隔板上均开有使各储油空间彼此连通的通孔；所述集油空间内的液位计位于集油空间正上方的正中心，所述第三储油空间安装有液位计；所述两个立板的顶部以及两立板之间的隔板的顶部均开有用于集油空间内外通气的通气孔；所述第三储油空间上分别开有进油孔、通气孔及溢流孔，所述进油电磁阀、通气电磁阀及安全阀分别通过该进油孔、通气孔及溢流孔与第三储油空间内部相连通；所述第一储油空间上预留有进出油的备用油孔；

所述箱体的底部呈圆弧状，两边向上翘起；所述箱体底部开有放油孔，在所述箱体一侧设有放油螺塞。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明在箱体内部设置了集油空间，并在集油空间与储油空间之间的隔板、立板上设置了翻板式单向阀，翻板式单向阀的使用以及集油空间的设置，加之与液位计和控制系统地协调作用，始终保持集油空间内液位高于或等于集油空间外液位，有效解决所述无人水下机器的吸空问题。

2.本发明的电磁阀带有反馈功能，实时反馈油箱内和集油空间内的油量，加油和抽油实时反馈，安全保护反馈。

3.本发明结构紧凑，空间利用率高。

附图说明

图1为本发明的结构俯视图；

图2为本发明的侧视剖视图；

图3为本发明翻板式单向阀的结构示意图；

其中：1为箱体，2为隔板，3为安全阀，4为通气电磁阀，5为出油电磁阀，6为翻板式单向阀，7为液位计，8为进油电磁阀，9为放油螺塞，10为备用油孔，11为油箱固定支架，12为立板，13为固定座，14为销轴，15为开口销，16为翻板，17为底座，18为集油空间，19为出油管，20为通油孔，I为第一储油空间，II为第二储油空间，III为第三储油空间。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

本发明提供了一种有油位反馈、溢油反馈，能够可靠供油、防止柴油机吸空的油箱，包括箱体1、安全阀3、通气电磁阀4、出油电磁阀5、翻板式单向阀6、液位计7及进油电磁阀8，其中箱体1内部分为集油空间18及位于该集油空间18周围的储油空间，集油空间18与周围储油空间之间的侧壁上开有多个只能向集油空间18内部开启的翻板式单向阀6。集油空间18安装有出油电磁阀5，储油空间分别安装有安全阀3、通气电磁阀4及进油电磁阀8，集油空间18及储油空间均安装有液位计7。储油空间内的油液在无人水下机器人纵倾或横摇时由翻板式单向阀6流入集油空间18内，集油空间18内柴油机的出油管19的出油口始终位于油液以下。

本发明油箱整体安装油箱固定支架11上，如图1、图2所示，油箱的箱体1底部呈圆弧状，两边向上翘起。箱体1内部通过两个相平行的隔板2等分为第一储油空间I、第二储油空间II及第三储油空间III，位于中间的第二储油空间II内通过两个相平行的立板12等分为三个小储油空间，位于中间的为集油空间18，该集油空间18为由左右两个隔板2和前后两个立板12围成的方形，位于整个箱体1内部储油空间的中心位置。两个立板12以及两立板12之间的隔板2各自在中心偏下位置开设有通油孔20，每个通油孔20内侧均对应安装有翻板式单向阀6。两个立板12以及两立板12之间的隔板2的顶部均开有通气孔，用于集油空间18内外通气。集油空间18两侧两个小储油空间对应的两侧隔板2的顶部和底部均开有多个通孔，使各储油空间彼此连通。集油空间18的上部安装有羊角状的柴油机的出油管19，该出油管19延伸至集油空间18内部。集油空间18正上方的正中心位置安装有液位计7，实时检测集油空间18内的液位高低，实时监测翻板式单向阀6的作用。

第三储油空间III上分别开有进油孔、通气孔及溢流孔，进油电磁阀8、通气电磁阀4及安全阀3分别通过该进油孔、通气孔及溢流孔与第三储油空间III内部相连通，分别控制油箱的加油、通气，安全阀3超压溢流并反馈，保证油箱的安全。第三储油空间III安装有液位计7，用于检测并反馈油箱1内的燃油量，作为判断加油开始和结束的依据，通过与控制系统(本发明的控制系统为现有技术)的配合，自动对油箱进行加油。第一储油空间I的上面预留两个进出油的备用油孔10。箱体1底部开有两个放油孔，在箱体1一侧设有放油螺塞9。

如图3所示，翻板式单向阀6包括固定座13、销轴14、开口销15、翻板16及底座17，该底座17安装在集油空间18与周围储油空间之间的侧壁内侧、并开有通孔，该通孔与隔板2或立板12上的通油孔20相对应；底座17上设有固定座13，翻板16通过销轴14与固定座13铰接、并与通孔相对应，销轴14上插设有开口销15。调整翻板16的质心和销轴14转动中心的相对位置可以调整翻板式单向阀6的初始开口角度，也可以增加弹簧等装置对角度进行调节。

本发明的安全阀3、通气电磁阀4、出油电磁阀5、翻板式单向阀6及进油电磁阀8均带反馈功能，为市购产品，购置于上海沃萨电磁阀有限公司。

本发明的工作原理为：

翻板式单项阀6在无人水下机器人处于水平姿态时，翻板16微微开启，集油空间18内外液位相同。当无人水下机器人发生纵倾或横滚时，翻板式单向阀6在重力和燃油的流动冲击作用下开启或关闭，使燃油只能单向流入集油空间18，而不能反向流出；当无人水下机器人姿态再次处于水平位置时，集油空间18内液位高于外部，防止柴油机出现吸空的状态。具体为：

油箱发生倾斜时(以顺时针倾斜为例)，近第一储油空间Ⅰ一侧的翻板式单向阀6打开，油液从第一储油空间Ⅰ流入集油空间18；与此同时，近第三储油空间Ⅲ的翻板式单向阀6关闭，集油空间18油液无法外流；在翻板式单向阀6的作用下，当无人水下机器人姿态重新回到水平位置时，集油空间18内油液的液位高于集油空间18外的液位。随着无人水下机器人姿态地变化，油箱内油液及翻板式单向阀6重复上述过程，此结构设计能够有效解决燃油吸空的问题。

给油箱进行加油时，开启进油电磁阀8和通气电磁阀4；给油箱抽油时，打开出油电磁阀5和通气电磁阀4；加油和抽油过程皆有反馈，辅助以流量计和控制系统，可以实时计算出加油量和抽油量。箱体上的安全阀3在油箱内部压力超过安全力时溢流并反馈，保证油箱安全。

综上所述，本发明设计新颖，通过翻板式单向阀6的使用和集油空间18的设置，结构紧凑，措施有效，简易适用。

Claims (9)

1.一种无人水下机器人用防吸空反馈式油箱，其特征在于：包括箱体(1)、安全阀(3)、通气电磁阀(4)、出油电磁阀(5)、翻板式单向阀(6)、液位计(7)及进油电磁阀(8)，其中箱体(1)内部分为集油空间(18)及位于该集油空间(18)周围的储油空间，所述集油空间(18)与周围储油空间之间的侧壁上开有多个只能向集油空间(18)内部开启的翻板式单向阀(6)；所述集油空间(18)安装有出油电磁阀(5)，所述储油空间分别安装有安全阀(3)、通气电磁阀(4)及进油电磁阀(8)，所述集油空间(18)及储油空间均安装有液位计(7)；所述储油空间内的油液在无人水下机器人纵倾或横摇时由翻板式单向阀(6)流入集油空间(18)内，所述集油空间(18)内柴油机的出油管(19)的出油口始终位于油液以下；

所述箱体(1)内部通过两个隔板(2)等分为第一储油空间(I)、第二储油空间(II)及第三储油空间(III)，位于中间的第二储油空间(II)内通过两个立板(12)等分为三个小储油空间，位于中间的为所述集油空间(18)；所述两个立板(12)上以及两立板(12)之间的隔板(2)上均开有通油孔(20)，每个所述通油孔(20)的内侧均对应设有翻板式单向阀(6)。

2.按权利要求1所述的无人水下机器人用防吸空反馈式油箱，其特征在于：所述翻板式单向阀(6)包括固定座(13)、销轴(14)、开口销(15)、翻板(16)及底座(17)，该底座(17)安装在集油空间(18)与周围储油空间之间的侧壁内侧、并开有通孔，所述底座(17)上设有固定座(13)，所述翻板(16)通过销轴(14)与固定座(13)铰接、并与所述通孔相对应，所述销轴(14)上插设有开口销(15)。

3.按权利要求1所述的无人水下机器人用防吸空反馈式油箱，其特征在于：所述集油空间(18)两侧的小储油空间与第一储油空间(I)、第三储油空间(III)之间的隔板(2)上均开有使各储油空间彼此连通的通孔。

4.按权利要求1所述的无人水下机器人用防吸空反馈式油箱，其特征在于：所述集油空间(18)内的液位计(7)位于集油空间(18)正上方的正中心，所述第三储油空间(III)安装有液位计(7)。

5.按权利要求1所述的无人水下机器人用防吸空反馈式油箱，其特征在于：所述两个立板(12)的顶部以及两立板(12)之间的隔板(2)的顶部均开有用于集油空间(18)内外通气的通气孔。

6.按权利要求1所述的无人水下机器人用防吸空反馈式油箱，其特征在于：所述第三储油空间(III)上分别开有进油孔、通气孔及溢流孔，所述进油电磁阀(8)、通气电磁阀(4)及安全阀(3)分别通过该进油孔、通气孔及溢流孔与第三储油空间(III)内部相连通。

7.按权利要求1所述的无人水下机器人用防吸空反馈式油箱，其特征在于：所述第一储油空间(I)上预留有进出油的备用油孔(10)。

8.按权利要求1或2所述的无人水下机器人用防吸空反馈式油箱，其特征在于：所述箱体(1)的底部呈圆弧状，两边向上翘起。

9.按权利要求1或2所述的无人水下机器人用防吸空反馈式油箱，其特征在于：所述箱体(1)底部开有放油孔，在所述箱体(1)一侧设有放油螺塞(9)。