CN108860538A - 一种精密可调压载装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精密可调压载装置，包括压载球、压载舱、管路、壳体、前端盖、转轴、叶轮和后端盖；压载球位于压载舱内，压载舱的顶部设有开口，用于添加压载球；压载舱的底部呈漏斗状，漏斗的底部连接管路的上部；壳体的两端面分别设有前端盖和后端盖，后端盖的底部设有开口，用于连接管路的下部；叶轮位于壳体内，与壳体同心，包括若干个叶片；转轴贯穿壳体、前端盖、叶轮和后端盖，转轴用于带动叶轮转动；壳体的周向位于底部处设有开口，用于将压载球滚落出去。本发明降低了系统的复杂度，调节速率和质量均可以精确控制，无需进行耐压设计，且当潜水器左右两侧对称布置时，还可以起到横摇姿态调节的作用。

Description

一种精密可调压载装置

技术领域

本发明属于水下航行器技术领域，涉及到载人潜水器，具体涉及一种精密可调压载装置。

背景技术

载人潜水器在水下进行作业时，要求处于零浮力状态，即自身重力等于浮力。由于作业深度不同，各海区盐度不同等因素，导致海水密度存在差异，计算得到的浮力值与实际值总是有差异。为了弥补该差异，通常采用调节压载的方式。另外，当载人潜水器进行了采样作业后，由于样品重量的增加，也会破坏原有的零浮力状态，此时也需要调节压载。

现有技术中通常采用调节压载水舱中的海水量来调节潜水器的重力，进而与浮力平衡，但存在下列问题：由于海水密度小、粘度小，深海作业时内泄露严重，导致调节效率不高，调节范围较小，且系统复杂度过高。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种精密可调压载装置，降低了系统的复杂度，调节速率和质量均可以精确控制，无需进行耐压设计，且当潜水器左右两侧对称布置时，还可以起到横摇姿态调节的作用。

为此，本发明采用了以下技术方案：

一种精密可调压载装置，包括压载球、压载舱、管路、壳体、前端盖、转轴、叶轮和后端盖；所述压载球位于压载舱内；所述压载舱的顶部设有开口，用于添加压载球；压载舱的底部呈漏斗状，漏斗的底部连接管路的上部，管路的下部连接壳体的底部端面；所述壳体的两端面分别设有前端盖和后端盖，后端盖的底部设有开口，用于连接管路的下部；所述叶轮位于壳体内，与壳体同心，包括若干个叶片；所述转轴贯穿壳体、前端盖、叶轮和后端盖，前端盖位于壳体外的一侧设有挡圈，用于限制转轴的轴向位移，转轴用于带动叶轮转动；所述壳体的周向位于底部处设有开口，用于将压载球滚落出去。

优选地，所述叶轮的叶片个数根据压载球的大小决定，相邻两片叶片间的空间仅能容纳一枚压载球。

优选地，所述管路的内径稍大于压载球的外径；所述后端盖的底部开口略大于压载球的外径，与管路的内径一致。

优选地，所述壳体的周向位于底部处的开口略大于压载球的外径。

优选地，所述前端盖和后端盖均通过螺钉紧固连接在壳体上。

优选地，所述转轴位于后端盖的一侧与动力机械连接。

优选地，所述动力机械包括浸油电动机、液压马达。

优选地，所述压载球采用耐腐蚀的金属或石料制作，装置的其余部分均采用耐海水腐蚀的材料制作。

优选地，所述压载球采用铅球制作，装置的其余部分采用的耐海水腐蚀材料包括钛合金。

优选地，整个装置的内外均与海水直接接触，内外压完全平衡，不需要进行耐压设计。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的系统复杂度低，调节速率和质量均可精确控制，无需进行耐压设计。

(2)当潜水器左右两侧对称布置时，还可以起到横摇姿态调节的作用。

(3)结构简单，使用方便，调节范围较大。

附图说明

图1是本发明所提供的一种精密可调压载装置的结构示意图。

图2是本发明所提供的一种精密可调压载装置的压载调节原理示意图。

附图标记说明：1、压载球；2、压载舱；3、管路；4、壳体；5、前端盖；6、转轴；7、叶轮；8、后端盖；1.1、刚进入叶轮间隙的压载球；1.2、即将掉落的压载球。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的具体实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1所示，本发明公开了一种精密可调压载装置，包括压载球1、压载舱2、管路3、壳体4、前端盖5、转轴6、叶轮7和后端盖8；所述压载球1位于压载舱2内；所述压载舱2的顶部设有开口，用于添加压载球1；压载舱2的底部呈漏斗状，漏斗的底部连接管路3的上部，管路3的下部连接壳体4的底部端面；所述壳体4的两端面分别设有前端盖5和后端盖8，后端盖8的底部设有开口，用于连接管路3的下部；所述叶轮7位于壳体4内，与壳体4同心，包括若干个叶片；所述转轴6贯穿壳体4、前端盖5、叶轮7和后端盖8，前端盖5位于壳体4外的一侧设有挡圈，用于限制转轴6的轴向位移，转轴6用于带动叶轮7转动；所述壳体4的周向位于底部处设有开口，用于将压载球1滚落出去。

具体地，所述叶轮7的叶片个数根据压载球1的大小决定，相邻两片叶片间的空间仅能容纳一枚压载球1。

具体地，所述管路3的内径稍大于压载球1的外径；所述后端盖8的底部开口略大于压载球1的外径，与管路3的内径一致。

具体地，所述壳体4的周向位于底部处的开口略大于压载球1的外径。

具体地，所述前端盖5和后端盖8均通过螺钉紧固连接在壳体4上。

具体地，所述转轴6位于后端盖8的一侧与动力机械连接。

具体地，所述动力机械包括浸油电动机、液压马达。

具体地，所述压载球1采用耐腐蚀的金属或石料制作，装置的其余部分均采用耐海水腐蚀的材料制作。

具体地，所述压载球1采用铅球制作，装置的其余部分采用的耐海水腐蚀材料包括钛合金。

具体地，整个装置的内外均与海水直接接触，内外压完全平衡，不需要进行耐压设计。

实施例

本发明所提供的一种精密可调压载装置的工作原理如下：将整块压载物化整为零，以小球形式存储在压载舱中，小球顺着管道直通壳体内。当有调节压载需求时，转轴带动叶轮转动(无论正反转)，每两个叶轮叶片之间只能容纳一枚小球，逐渐被推动至壳体周向开口处，在自身重力作用下坠落。其余小球依次进入壳体内，并重复坠落。每个小球的质量是一定的，通过调整转速和圈数，就可以精确地控制抛载的质量和速率，从而实现精确调节压载的目的。

整个装置的动作关系如下：如图2所示，当压载球1.2第一个进入壳体4内时，在转轴6的带动下，叶轮7逆时针旋转(实际上顺时针旋转亦可，但有将近一圈的滞后)；当压载球1.2被推动至壳体4周向开孔处时，压载球1.2在自身重力作用下坠落。此后压载球1.1进入壳体4内，重复压载球1.2的运动过程。其余压载球1重复这样的运动过程，依次完成抛载。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则范围之内所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种精密可调压载装置，包括压载球(1)、压载舱(2)、管路(3)、壳体(4)、前端盖(5)、转轴(6)、叶轮(7)和后端盖(8)，其特征在于：所述压载球(1)位于压载舱(2)内；所述压载舱(2)的顶部设有开口，用于添加压载球(1)；压载舱(2)的底部呈漏斗状，漏斗的底部连接管路(3)的上部，管路(3)的下部连接壳体(4)的底部端面；所述壳体(4)的两端面分别设有前端盖(5)和后端盖(8)，后端盖(8)的底部设有开口，用于连接管路(3)的下部；所述叶轮(7)位于壳体(4)内，与壳体(4)同心，包括若干个叶片；所述转轴(6)贯穿壳体(4)、前端盖(5)、叶轮(7)和后端盖(8)，前端盖(5)位于壳体(4)外的一侧设有挡圈，用于限制转轴(6)的轴向位移，转轴(6)用于带动叶轮(7)转动；所述壳体(4)的周向位于底部处设有开口，用于将压载球(1)滚落出去。

2.根据权利要求1所述的一种精密可调压载装置，其特征在于：所述叶轮(7)的叶片个数根据压载球(1)的大小决定，相邻两片叶片间的空间仅能容纳一枚压载球(1)。

3.根据权利要求1所述的一种精密可调压载装置，其特征在于：所述管路(3)的内径稍大于压载球(1)的外径；所述后端盖(8)的底部开口略大于压载球(1)的外径，与管路(3)的内径一致。

4.根据权利要求1所述的一种精密可调压载装置，其特征在于：所述壳体(4)的周向位于底部处的开口略大于压载球(1)的外径。

5.根据权利要求1所述的一种精密可调压载装置，其特征在于：所述前端盖(5)和后端盖(8)均通过螺钉紧固连接在壳体(4)上。

6.根据权利要求1所述的一种精密可调压载装置，其特征在于：所述转轴(6)位于后端盖(8)的一侧与动力机械连接。

7.根据权利要求6所述的一种精密可调压载装置，其特征在于：所述动力机械包括浸油电动机、液压马达。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的一种精密可调压载装置，其特征在于：所述压载球(1)采用耐腐蚀的金属或石料制作，装置的其余部分均采用耐海水腐蚀的材料制作。

9.根据权利要求8所述的一种精密可调压载装置，其特征在于：所述压载球(1)采用铅球制作，装置的其余部分采用的耐海水腐蚀材料包括钛合金。

10.根据权利要求9所述的一种精密可调压载装置，其特征在于：整个装置的内外均与海水直接接触，内外压完全平衡，不需要进行耐压设计。