CN114604399A

CN114604399A - 一种用于水下航行器的分段对接可调距管道

Info

Publication number: CN114604399A
Application number: CN202111682626.1A
Authority: CN
Inventors: 刘�英; 石生龙; 武雷; 方勇; 詹传明
Original assignee: Yichang Testing Technique Research Institute
Current assignee: Yichang Testing Technique Research Institute
Priority date: 2021-12-31
Filing date: 2021-12-31
Publication date: 2022-06-10
Anticipated expiration: 2041-12-31
Also published as: CN114604399B

Abstract

本发明涉及海水液压浮力调节技术领域，公开了一种用于水下航行器的分段对接可调距管道，用于将浮力调节辅舱和浮力调节主舱进行分段对接，包括艏段管道总成、艉段管道总成、手动截止阀、直通接头、对接可调组件和排气组件；所述艏段管道总成和所述艉段管道总成两者的一端分别与浮力调节辅舱和浮力调节主舱连接，另一端通过对接可调组件进行连接；所述对接可调组件和所述艏段管道总成之间、所述艉段管道总成与所述浮力调节主舱之间均设置手动截止阀和直通接头；所述浮力调节主舱与对应的直通接头之间还设置排气组件，用于对管道进行排气。本发明能够实现截止、排气及可调距的功能，提高了水下航行器工作的可靠性、安全性及便捷性。

Description

一种用于水下航行器的分段对接可调距管道

技术领域

本发明涉及海水液压浮力调节技术领域，更具体的说，特别涉及一种用于水下航行器的分段对接可调距管道。

背景技术

海水液压浮力调节技术在自主水下航行器上可实现以下功能：(1)辅助完成航行器的上浮和下潜；(2)均衡航行器在不同海区的海水密度变化及负载变化引起的浮力变化；(3)调节航行器的俯仰姿态。

根据浮力调节系统的功能要求，一般大型水下航行器在艏艉段分别设置一个浮力调节舱，同时为了减少执行机构的数量，艏艉舱共用一套海水液压系统，并将其布置在浮力调节主舱内段，因此须将主辅舱通过管道连接，以实现主辅舱分时注排水功能。为了达到较好的浮力调节效果，主辅舱跨距一般均较大，而海水液压系统对吸入性能要求较高，距离远，管道的沿程压力损失大，影响吸入压力，因此水舱内段一般均预先充入一定压力。另外管道裸露在海水环境中，不能采用橡胶软管，必须采用耐外压的金属硬管。

基于以上因素的影响，大型水下航行器在技术准备、运输等分段、合段过程中，必须解决好以下问题：

1)分段过程中，水舱高压气体外溢带来的安全性及重复充压问题；

2)合段对接时，航行器法兰对接与管道对接的过定位及操作不便问题；

3)合段对接时，管道可靠密封问题；

4)合段对接时，管道内段排气问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供一种用于水下航行器的分段对接可调距管道，能够实现截止、排气及可调距的功能，提高了水下航行器工作的可靠性、安全性及便捷性。

为了解决以上提出的问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种用于水下航行器的分段对接可调距管道，用于将浮力调节辅舱和浮力调节主舱进行分段对接，包括艏段管道总成、艉段管道总成、手动截止阀、直通接头、对接可调组件和排气组件；

所述艏段管道总成和所述艉段管道总成两者的一端分别与浮力调节辅舱和浮力调节主舱连接，另一端通过对接可调组件进行连接；所述对接可调组件和所述艏段管道总成之间、所述艉段管道总成与所述浮力调节主舱之间均设置手动截止阀和直通接头；所述浮力调节主舱与对应的直通接头之间还设置排气组件，用于对管道进行排气。

进一步的，所述对接可调组件包括对接阀块、第一排气堵头、对接可调接头和对接法兰，所述对接阀块和对接可调接头两者沿轴向分别加工有通孔，所述对接阀块表面还加工有与所述通孔连通的安装槽；

所述对接阀块上通孔的一端连接所述直通接头，所述对接可调接头设置在所述对接阀块通孔的另一端内，并能够进行轴向调节；所述对接可调接头端面上设置对接法兰，所述对接法兰连接所述艉段管道总成；所述对接阀块表面的安装槽内设置有第一排气堵头。

进一步的，所述对接阀块上通孔采用台阶孔并形成第一台阶面和第二台阶面，所述对接可调接头表面形成凸部，所述凸部表面与所述对接阀块之间螺纹连接；所述对接可调接头的端部与所述第一台阶面的位置相对应，所述凸部与所述第二台阶面的位置相对应，并分别形成间隙。

进一步的，所述对接可调接头与对接法兰的端面贴合，两者通过螺钉进行连接，并设置O形圈进行密封；所述对接法兰和对接可调接头上分别设置腰形孔与所述螺钉配合。

进一步的，所述对接阀块与所述对接可调接头和所述第一排气堵头配合的表面之间分别进行密封。

进一步的，所述排气组件包括排气堵头和排气阀块，所述排气阀块上加工有通孔，一端连接直通接头，另一端连接浮力调节主舱；所述排气阀块表面设置第二排气堵头，两者通过螺纹配合。

进一步的，所述排气阀块和第二排气堵头配合的表面之间进行密封。

进一步的，所述手动截止阀采用耐外压的不锈钢球阀。

进一步的，所述直通接头的两端均为双向的活动接头。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供的分段对接可调距管道，通过设置手动截止阀，可有效避免舱体内高压气体外溢，提高了分段的安全性，避免了重复充压问题；通过设置对接可调组件，实现了轴向可调距及径向微调，解决了舱体对接过程的过定位及操作不便问题，实现了可靠密封；通过设置了排气堵头，可方便利用舱体内压力实现管道的排气，保证水下航行器的正常工作。

因此，本发明能够实现截止、排气及可调距的功能，并可有效避免舱体高压气体的外溢，较好解决了舱体对接过程中的过定位、密封及排气问题，提高了水下航行器的可靠性、安全性及便捷性，整体结构简单、可靠也易于实现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明中的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1为本发明用于水下航行器的分段对接可调距管道的整体结构图。

图2为本发明用于水下航行器的分段对接可调距管道的局部示意图。

图3为本发明对接可调组件的结构示意图。

图4为本发明排气组件的结构示意图。

附图标记说明如下：1-浮力调节辅舱、2-艏段管道总成、3-航行器分段法兰、4-艉段管道总成、5-浮力调节主舱、61-第一手动截止阀、61-第二手动截止阀、71-第一直通接头、72-第二直通接头、8-对接可调组件、9-排气组件、10-对接阀块、11-第一排气堵头、12-第一O形圈、13-第二O形圈、14-对接可调接头、15-第三O形圈、16-对接法兰、17-螺钉、18-第四O形圈、19-排气阀块、20-第二排气堵头。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，例如，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设置于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如，当一个元件被称为“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。

此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参阅图1和图2所示，本发明提供一种用于水下航行器的分段对接可调距管道，用于将水下航行器的浮力调节辅舱1和浮力调节主舱5进行分段对接，包括艏段管道总成2、艉段管道总成4、手动截止阀、直通接头、对接可调组件8和排气组件9。

所述艏段管道总成2的一端与浮力调节辅舱1连接，所述艉段管道总成4的一端与浮力调节主舱5连接，所述艏段管道总成2和所述艉段管道总成4的另一端通过对接可调组件8进行连接。所述对接可调组件8和所述艏段管道总成2之间、所述艉段管道总成4与所述浮力调节主舱5之间均设置手动截止阀和直通接头。所述浮力调节主舱5与对应的直通接头之间还设置排气组件9，用于对管道进行排气。

具体的，所述对接可调组件8和所述艏段管道总成2之间设置第一手动截止阀61和第一直通接头71，所述第一手动截止阀61连接所述艏段管道总成2。所述艉段管道总成4与所述浮力调节主舱5之间设置第二手动截止阀62和第二直通接头72，所述第二手动截止阀62连接所述艉段管道总成4。所述排气组件9位于所述浮力调节主舱5和第二直通接头72之间。

本实施例中，通过断开浮力调节辅舱1和浮力调节主舱5两者舱体之间的分段法兰3与对接可调组件8，可实现水下航行器的分段。所述艏段管道总成2与艉段管道总成4均采用高压不锈钢无缝钢管，同时两者能够呈一定弯曲，这样可补偿水下航行器起吊过程带来的轴向变形。

进一步的，所述手动截止阀即第一手动截止阀61和第二手动截止阀62采用耐外压的不锈钢球阀，可有效减小通流阻力，从而提高海水液压系统的吸入性能。

本实施例中，分段前分别将第一手动截止阀61和第二手动截止阀62扳至截止状态，防止舱体内海水和高压气体溢出，提高安全性，同时可以避免重复充压。合段时，将所述艏段管道总成2与艉段管道总成4两者对接完成后，分别开启第一手动截止阀61和第二手动截止阀62进行通流。

进一步的，所述直通接头即第一直通接头71和第二直通接头72，能够实现手动截止阀6分别与对接可调组件8、排气组件9的连接作用，所述直通接头的两端均为双向的活动接头，并采用标准的锥密封结构，操作方便，密封可靠。

进一步的，参阅图3所示，所述对接可调组件8包括对接阀块10、第一排气堵头11、对接可调接头14和对接法兰16，所述对接阀块10和对接可调接头14两者沿轴向分别加工有通孔，所述对接阀块10表面还加工有与所述通孔连通的安装槽。

所述对接阀块10上通孔的一端连接所述第一直通接头71，另一端内设置对接可调接头14。所述对接可调接头14端面上设置对接法兰16，所述对接法兰16连接所述艉段管道总成4端部的活动螺母。所述对接可调接头14在所述对接阀块10内能够进行轴向调节，实现管道的轴向调距功能，避免对接时与分段法兰3产生过定位问题。所述对接阀块10表面的安装槽内设置有第一排气堵头11。

具体的，所述对接可调接头14的外表面与对接阀块10通孔内壁之间通过螺纹连接，所述对接可调接头14的表面设置双道的第二O形圈13，与所述对接阀块10之间实现密封。

进一步的，所述对接阀块10上通孔采用台阶孔并形成第一台阶面101和第二台阶面102，所述对接可调接头14表面形成凸部141，所述凸部141表面与所述对接阀块10之间螺纹连接。所述对接可调接头14的端部与所述第一台阶面101的位置相对应，所述凸部141与所述第二台阶面102的位置相对应，并分别形成间隙，方便所述对接可调接头14进行轴向调节，也起到限位作用。所述对接可调接头14表面并位于所述第一台阶面101和第二台阶面102之间设置所述第二O形圈13。

进一步的，所述对接可调接头14与对接法兰16的端面贴合，两者通过螺钉17进行连接，所述对接可调接头14的端面上设置第三O形圈15，实现与所述对接法兰16配合的端面进行密封，分段时管道从两者端面配合处断开，从而实现艏段管道总成2和艉段管道总成4相分离。

进一步的，所述对接法兰16为方形法兰，并和所述对接可调接头14上的螺钉孔采用腰形孔与所述螺钉17配合，可方便螺钉17进行径向微调，从而实现螺钉17进行快速定位及紧固。

进一步的，所述第一排气堵头11表面设置双道的第一O形圈12，并与对接阀块10的内壁实现密封。

进一步的，参阅图4所示，所述排气组件9包括第二排气堵头20和排气阀块19，所述排气阀块19上加工有通孔，一端连接第二直通接头72，另一端连接浮力调节主舱5。所述排气阀块19表面设置第二排气堵头20，两者通过螺纹配合。

进一步的，所述第二排气堵头20表面设置双道的第四O形圈18，与排气阀块19内壁之间实现密封。

本实施例中，所述艏段管道总成2、艉段管道总成4、手动截止阀、直通接头、对接可调组件8和排气组件9中相邻结构的配合处采用锥密封结构，即通过凹槽连接对应的结构端部，凹槽内壁上形成斜面，从而形成锥密封结构，连接方便、可靠。

本发明中通过分段对接可调距管道，对水下航行器进行分段、合段的过程如下：

分段过程：

1)关闭第一手动截止阀61及第二手动截止阀62,确保舱内海水和高压气体不溢出，提高安全性，同时避免重复充压；

2)旋下4颗内六角螺钉17，断开对接可调接头14与对接法兰16连接；

3)将对接可调接头14旋出对接阀块10台阶孔，确保对接可调接头14与对接法兰16分离至设定距离；

4)断开航行器分段法兰3，实现航行器的分段，至此分段完成。

合段过程：

1)连接航行器分段法兰3；

2)检查第三O形圈15完好性并旋出对接可调接头14，确保与对接法兰16贴合紧密；

3)装配4颗内六角螺钉17，实现对接可调接头14与对接法兰16的密封连接(当孔位偏差较大，腰形孔无法弥补时，可适当调节对接法兰16，确保孔位对正)；

4)旋下第一排气堵头11，开启第一手动截止阀61，当排气口有水流出时，迅速关闭第一手动截止阀61，并装配第一排气堵头11；

5)旋下第二排气堵头20，开启第一手动截止阀61及第二手动截止阀62，当排气口有水流出时，迅速关闭第一手动截止阀61，并装配第二排气堵头20；

6)再次开启第一手动截止阀61，至此合段完成。

本发明通过手动截止阀、排气部件9及对接可调部件8实现了管道的截止、排气及可调距功能，避免了舱体内高压气体的外溢，较好解决了舱体对接过程中的过定位、密封及排气问题，提高了水下航行器的分段、合段过程中的可靠性、安全性及便捷性问题。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于水下航行器的分段对接可调距管道，用于将浮力调节辅舱和浮力调节主舱进行分段对接，其特征在于：包括艏段管道总成、艉段管道总成、手动截止阀、直通接头、对接可调组件和排气组件；

2.根据权利要求1所述的用于水下航行器的分段对接可调距管道，其特征在于：所述对接可调组件包括对接阀块、第一排气堵头、对接可调接头和对接法兰，所述对接阀块和对接可调接头两者沿轴向分别加工有通孔，所述对接阀块表面还加工有与所述通孔连通的安装槽；

3.根据权利要求2所述的用于水下航行器的分段对接可调距管道，其特征在于：所述对接阀块上通孔采用台阶孔并形成第一台阶面和第二台阶面，所述对接可调接头表面形成凸部，所述凸部表面与所述对接阀块之间螺纹连接；所述对接可调接头的端部与所述第一台阶面的位置相对应，所述凸部与所述第二台阶面的位置相对应，并分别形成间隙。

4.根据权利要求2所述的用于水下航行器的分段对接可调距管道，其特征在于：所述对接可调接头与对接法兰的端面贴合，两者通过螺钉进行连接，并设置O形圈进行密封；所述对接法兰和对接可调接头上分别设置腰形孔与所述螺钉配合。

5.根据权利要求2所述的用于水下航行器的分段对接可调距管道，其特征在于：所述对接阀块与所述对接可调接头和所述第一排气堵头配合的表面之间分别进行密封。

6.根据权利要求1所述的用于水下航行器的分段对接可调距管道，其特征在于：所述排气组件包括排气堵头和排气阀块，所述排气阀块上加工有通孔，一端连接直通接头，另一端连接浮力调节主舱；所述排气阀块表面设置第二排气堵头，两者通过螺纹配合。

7.根据权利要求6所述的用于水下航行器的分段对接可调距管道，其特征在于：所述排气阀块和第二排气堵头配合的表面之间进行密封。

8.根据权利要求1所述的用于水下航行器的分段对接可调距管道，其特征在于：所述手动截止阀采用耐外压的不锈钢球阀。

9.根据权利要求1所述的用于水下航行器的分段对接可调距管道，其特征在于：所述直通接头的两端均为双向的活动接头。