CN107215444A - 温度主动控制的相变浮力引擎 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种温度主动控制的相变浮力引擎。本发明是由浮力发生单元和温度控制单元组成:浮力发生单元是由螺母、弹簧、活塞、活塞密封圈、壳体、上盖密封圈、上盖、石蜡和位移传感器构成,温度控制单元是由冷却水管、电热丝、电机、水泵、水箱、直流电源和开关构成。本发明采用具有空间形状的冷却水管和电热丝,保证其与石蜡充分接触,通过主动控制冷却水的流量和电热丝的加热时间,提高石蜡相变浮力引擎的响应速度;而且装置的结构较为简单,易于维护。
Description
技术领域
本发明涉及一种浮力引擎,特别是主动控制石蜡温度而改变浮力的浮力引擎。
背景技术
浮力引擎是水下潜器的重要子系统,其通过调节潜器的净浮力,来改变潜器的作业水层或保持潜器在水中的作业姿态。常见的温差相变浮力引擎是利用海洋温跃层的温差能,通过石蜡在固液两相转变时的热胀冷缩来调节潜器浮力,具有成本低、振动噪音小、续航能力强等优点。然而,石蜡的导热性能较差,上述浮力引擎的响应时间长达10min量级,浮力调节速度慢,不适用高机动性和灵活性的水下潜器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种温度主动控制的相变浮力引擎。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种温度主动控制的相变浮力引擎,由浮力发生单元和温度控制单元组成:
(1)浮力发生单元是由螺母、弹簧、活塞、活塞密封圈、壳体、上盖密封圈、上盖、石蜡和位移传感器构成。
(2)温度控制单元是由冷却水管、电热丝、电机、水泵、水箱、直流电源和开关构成。
上盖通过螺纹与壳体的上端联接在一起,两者之间安装有上盖密封圈;活塞安装在壳体的内孔内,两者之间安装有活塞密封圈;上盖、活塞、壳体构成一个空腔,空腔内注满石蜡,冷却水管和电热丝通过上盖的通孔插入石蜡中;冷却水管内的冷却水,是由电机驱动的水泵从水箱中抽出,经冷却水管将石蜡的热量带走,再回到水箱,实现石蜡温度的降低;电热丝与直流电源连接,由开关控制电热丝的通断电,以实现石蜡温度的升高;螺母通过螺纹安装在壳体的下端,与活塞构成一个空腔,空腔内充满了水,水通过螺母上的小孔与外界环境相通;弹簧对活塞施加力作用,保证在石蜡体积缩小时活塞能够回到原位;螺母上安装有位移传感器,来测量活塞的位移,以获得浮力改变量,并作为冷却水管流量和电热丝加热时间的反馈控制量。
本发明具有的有益效果是:
(1)冷却水管和电热丝的空间形状,保证其与石蜡充分接触,通过主动控制冷却水的流量和电热丝的加热时间,提高石蜡相变浮力引擎的响应速度。
(2)该装置的结构较为简单,易于维护。
附图说明
图1是本发明的总体示意图。
图中:1、螺母,2、弹簧,3、活塞,4、活塞密封圈,5、壳体,6、上盖密封圈,7、上盖,8、冷却水管,9、电热丝,10、石蜡,11、位移传感器,12、电机,13、水泵,14、水箱,15、直流电源,16、开关。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示,本实施例由浮力发生单元和温度控制单元组成:其中浮力发生单元是由螺母1、弹簧2、活塞3、活塞密封圈4、壳体5、上盖密封圈6、上盖7、石蜡10和位移传感器11构成。温度控制单元是由冷却水管8、电热丝9、电机12、水泵13、水箱14、直流电源15和开关16构成。
上盖7通过螺纹与壳体5的上端联接在一起,两者之间安装有上盖密封圈6;活塞3安装在壳体5的内孔内,两者之间安装有活塞密封圈4;上盖7、活塞3、壳体5构成一个空腔,空腔内注满石蜡10。冷却水管8和电热丝9通过上盖7的通孔插入石蜡10中;冷却水管8内的冷却水,是由电机12驱动的水泵13从水箱14中抽出,经冷却水管8将石蜡10的热量带走,再回到水箱14,实现石蜡10温度的降低。电热丝9与直流电源15连接,由开关16控制电热丝8的通断电,以实现石蜡10温度的升高。螺母1通过螺纹安装在壳体5的下端,与活塞3构成一个空腔,空腔内充满了水,水通过螺母1上的小孔17与外界环境相通;弹簧2对活塞3施加力作用,保证在石蜡10体积缩小时活塞3能够回到原位;螺母1上安装有位移传感器11,来测量活塞3的位移,以获得浮力改变量,并作为冷却水管8流量和电热丝9加热时间的反馈控制量。
Claims (1)
1.温度主动控制的相变浮力引擎,由浮力发生单元和温度控制单元组成,其特征在于:
浮力发生单元由螺母(1)、弹簧(2)、活塞(3)、活塞密封圈(4)、壳体(5)、上盖密封圈(6)、上盖(7)、石蜡(10)和位移传感器(11)构成;温度控制单元由冷却水管(8)、电热丝(9)、电机(12)、水泵(13)、水箱(14)、直流电源(15)和开关(16)构成;
上盖(7)通过螺纹与壳体(5)的上端联接在一起,两者之间安装有上盖密封圈(6);活塞(3)安装在壳体(5)的内孔内,两者之间安装有活塞密封圈(4);上盖(7)、活塞(3)、壳体(5)构成一个空腔,空腔内注满石蜡(10),冷却水管(8)和电热丝(9)通过上盖(7)的通孔插入石蜡(10)中;冷却水管(8)内的冷却水,是由电机(12)驱动的水泵(13)从水箱(14)中抽出,经冷却水管(8)将石蜡(10)的热量带走,再回到水箱(14),实现石蜡温度的降低;
电热丝(9)与直流电源(15)连接,由开关(16)控制电热丝(9)的通断电,以实现石蜡(10)温度的升高;螺母(1)通过螺纹安装在壳体(5)的下端,与活塞(3)构成一个空腔,空腔内充满了水,水通过螺母(1)上的小孔(18)与外界环境相通;弹簧(2)对活塞(3)施加力作用,保证在石蜡(10)体积缩小时活塞(3)能够回到原位;螺母(1)上安装有位移传感器(11),来测量活塞(3)的位移。
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