CN109850102A

CN109850102A - 多级气瓶结构及充气上浮装置

Info

Publication number: CN109850102A
Application number: CN201910248380.3A
Authority: CN
Inventors: 甄文强; 杨奇; 姬永强; 石运国; 曾飞; 陈强洪; 谭路遥; 徐勇
Original assignee: General Engineering Research Institute China Academy of Engineering Physics
Current assignee: General Engineering Research Institute China Academy of Engineering Physics
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2019-06-07

Abstract

本发明公开了多级气瓶结构及充气上浮装置，多级气瓶结构包括多个气瓶组、多个电爆阀；每个气瓶组由至少一个气瓶构成；多个电爆阀分别用于多个气瓶组的控制；充气上浮装置包括多级气瓶结构、环形气囊、充气管路、舱段壳体，多级气瓶结构中的多个电爆阀的气体输出端分别并联在充气管路上，并将气体输送至环形气囊；多级气瓶结构和环形气囊均安装在舱段壳体内部，环形气囊在充气膨胀后凸出舱段壳体并为充气上浮装置提供浮力。本发明中，多个由至少一个气瓶构成的气瓶组，通过多个电爆阀进行控制，可以实现不同气量的充气要求，具有较高的最大上浮深度指标和较宽的适应深度范围；环形气囊与舱段壳体的组合式设计，有效提高了空间利用率。

Description

多级气瓶结构及充气上浮装置

技术领域

本发明属于无人潜航器技术领域，具体涉及多级气瓶结构及充气上浮装置。

背景技术

随着海洋开发的不断深入，人们越来越多的使用水下无人潜航器来完成海洋探索和研究任务，在无人潜航器执行完规定任务时需要上浮回收，或者在特殊情况下需要紧急上浮。目前，国内外用于水下装备的上浮技术主要采用抛质量块减重和气囊充气增大浮力两种方式进行。其中，气囊充气上浮技术通过高压气瓶或燃气发生器向气囊充气，完成上浮任务，具有产生浮力大、结构重量小的优点。

但是，气囊的充气过程受水的深度影响较大，适应大深度的充气装置在小深度条件下会出导致充气速度过快，容易造成气囊损坏；而在小深度使用的上浮装置在大深度时充气过慢，可能导致无人潜航器持续下沉，上浮失败。针对上述问题，对于气瓶压力较小、适应深度窄的上浮装置，可以采用电磁阀来实时控制充气过程，比较容易解决；但是对最大上浮深度指标要求高、适应深度范围要求宽的上浮装置，需要采用超高压气瓶进行充气，目前没有适应超高压能力的电磁阀，只能采用一次性使用的电爆阀，无法进行充气过程的控制，因此无法满足适应深度范围宽的要求。

因此，针对上述问题，迫切需要一种具有较高最大上浮深度指标、较大深度适应范围，能够满足超高压气瓶充气要求的上浮装置。

为了解决以上问题我方研发出了多级气瓶结构及充气上浮装置。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供多级气瓶结构及充气上浮装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

多级气瓶结构，包括

多个气瓶组；每个气瓶组由至少一个气瓶构成；

多个电爆阀；多个电爆阀分别用于多个气瓶组的控制。

充气上浮装置，包括：

多级气瓶结构；

环形气囊；

充气管路；多级气瓶结构中的多个电爆阀的气体输出端分别并联在充气管路上，并将气体输送至环形气囊；

舱段壳体；多级气瓶结构和环形气囊均安装在舱段壳体内部，环形气囊在充气膨胀后凸出舱段壳体并为充气上浮装置提供浮力。

本发明的有益效果在于：

本发明的多级气瓶结构及充气上浮装置：

1、多个由至少一个气瓶构成的气瓶组，通过多个电爆阀进行控制，可以实现不同气量的充气要求，具有较高的最大上浮深度指标和较宽的适应深度范围；

2、环形气囊与舱段壳体的组合式设计，有效提高了空间利用率。

附图说明

图1为本发明实施例6的结构示意图；

图2为本发明实施例6环形气囊充气后的结构示意图。

图中：1、舱段壳体；2、环形气囊；3、整流罩；4、气瓶二；5、气瓶一；6、气瓶三；7、电爆阀一；8、充气管路；9、电爆阀二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

实施例1：

多级气瓶结构，包括

多个气瓶组；每个气瓶组由至少一个气瓶构成；气瓶为超高压气瓶；

多个电爆阀；多个电爆阀分别用于多个气瓶组的控制。

当电爆阀数量与气瓶相同时，一个电爆阀可以控制一个气瓶；当电爆阀数量小于气瓶数量时，一个电爆阀可以控制一个气瓶组。一个气瓶组中的多个气瓶是并联后与电爆阀连接。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于：

多个气瓶朝向一致，且并列安装。这样的安装方式可以提高空间利用率。

实施例3：

本实施例与实施例1或2任一项的区别在于：

充气上浮装置，包括：

多级气瓶结构；

环形气囊2；气囊形状为环形，充气口位于内壁面一侧，结构形式应用广泛；

充气管路8；多级气瓶结构中的多个电爆阀的气体输出端分别并联在充气管路8上，并将气体输送至环形气囊2；

舱段壳体1；多级气瓶结构和环形气囊2均安装在舱段壳体1内部，环形气囊2在充气膨胀后凸出舱段壳体1并为充气上浮装置提供浮力。

充气管路8将气瓶、电爆阀及环形气囊2连通，形成充气网络；通过单独打开不同电爆阀或者同时打开所有电爆阀，可以实现向环形气囊2内充入不同气量高压气体的目的。

实施例4：

本实施例与实施例3的区别在于：

充气上浮装置还包括整流罩3，舱段壳体1的腰部设置有环形凹槽，环形气囊2折叠后安装在环形凹槽内，整流罩3安装在舱段壳体1的环形凹槽表面，整流罩3在环形气囊2充气膨胀后脱落。

环形气囊2充入气体后膨胀，冲击整流罩3，整流罩3在环形气囊2冲击作用下分为两半壳体脱落，环形气囊2充气为完整环形后产生正浮力。

实施例5：

多个气瓶朝向一致，且并列安装，且气瓶为圆柱形，使得气瓶之间会产生一些安装间隙，气瓶之间的空隙可以用于安装充气管路8、穿舱电缆以及安装控制系统等组件，有效提高了空间利用率；兼顾了组件及电缆的安装空间需求，具有较高的实用价值，可用于多种无人潜航器的回收装置设计中。

实施例6，如图1所示：

在本实施例中，气瓶数量为三个，电爆阀数量为两个。

气瓶一5与电爆阀一7组合为一级气瓶组，气瓶二4、气瓶三6及电爆阀二9组合为二级气瓶组，可以实现三种不同气量的功能，分别是：

电爆阀一7单独打开，气瓶一5一个气瓶单独向环形气囊2充气；

电爆阀二9打开，气瓶二4和气瓶三6两个气瓶同时向环形气囊2充气；

电爆阀一7和电爆阀二9同时打开，气瓶一5、气瓶二4和气瓶三6三个气瓶同时向环形气囊2充气。

三个气瓶成“品字形”结构安装于舱段壳体1内部，环形气囊2折叠后收纳于舱段壳体1与整流罩3构成的环形空间内部；充气管路8安装于气瓶之间形成的一个空隙内，从侧面向气囊充气；气瓶构成的其他两个空隙可以通过穿舱电缆或安装其他组件。

气瓶、环形气囊2及整流罩3位于舱段壳体1的同一轴向位置区域，从外向内形成“整流罩3、环形气囊2、舱段壳体1、气瓶”的结构，结构设计紧凑，空间率用率高。

图2所示，为环形气囊2充气后的结构示意图，环形气囊2充入气体后膨胀，整流罩3在环形气囊2冲击作用下分为两半壳体脱落，环形气囊2充气为完整环形后与舱段壳体1紧密结合，产生正浮力上浮。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。

Claims

1.多级气瓶结构，其特征在于，包括

多个气瓶组；每个气瓶组由至少一个气瓶构成；

多个电爆阀；多个电爆阀分别用于多个气瓶组的控制。

2.根据权利要求1所述的多级气瓶结构，其特征在于：多个气瓶朝向一致，且并列安装。

3.充气上浮装置，其特征在于，包括：

权利要求1、2任一项所述的多级气瓶结构；

环形气囊；

4.根据权利要求3所述的充气上浮装置，其特征在于，充气上浮装置还包括整流罩，舱段壳体的腰部设置有环形凹槽，环形气囊折叠后安装在环形凹槽内，整流罩安装在舱段壳体的环形凹槽表面，整流罩在环形气囊充气膨胀后脱落。