CN115743483B - 一种燃气驱动平衡件自动均衡装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃气驱动平衡件自动均衡装置，包括两个艏艉均衡装置，两个艏艉均衡装置分别位于潜水器的两侧，导轨，平衡件；所述艏艉均衡装置包括能推动平衡件移动的触发舱，所述触发舱上设置有经平衡件与触发舱碰撞后而滑动的推板，所述推板的滑动行程上设置有带动触发舱启动触发的延迟触发装置。本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过设置能够在导轨上随潜水器倾斜自主移动的平衡件，使得平衡件与一端的艏艉均衡装置接触，从而触发艏艉均衡装置内火药饼反应进而使得该平衡件能够向相反方向移动，从而达到自动均衡效果，同时还会根据潜水器倾斜角度，释放更大量的火药饼，从而达到更好更快的平衡效果，更加方便快捷。

Description

一种燃气驱动平衡件自动均衡装置

技术领域

本发明涉及潜水器自动平衡技术领域，尤其是一种燃气驱动平衡件自动均衡装置。

背景技术

深海潜水器在水下航行时，由于燃料、食品、淡水的消耗，取样和设备布放，或发生海损舱室大量进水，会造成潜水器局部重力和浮力变化从而产生纵倾，严重威胁潜水器航行安全。为此，需要通过均衡技术调整使潜水器保持所要求的纵倾平衡位置。目前，实施均衡调整的方式主要有两种，一种是利用水泵调整纵倾，另一种是通过压缩空气调整。均衡系统的主要组成包括位于潜水器艏部的艏纵倾平衡水舱和位于潜水器艉部的艉纵倾平衡水舱，以及相应管路、附件和仪表。利用水泵调整纵倾是利用水泵将两平衡水舱的海水以及舷外海水互相调换。利用压缩空气调整纵倾常利用中压空气将艏部(或艉部)平衡水舱海水压注入艉部(或艏部)平衡水舱。

对于深海潜水器均衡而言，利用水泵调整纵倾受水泵性能影响较大，由于深海潜水器潜深较大，水泵的工作压力很大(如水深4500米水泵的压力需超过45MPa)，加之复杂工况下海水泵受力特殊，种种因素使得超高压海水泵的性能与可靠性均不理想，难以满足深海纵倾调整要求。为减少深海耐压结构开孔以及避免压缩空气在舱内泄漏，深海潜水器设计多采用压缩空气不进舱方案，且深海可用压缩空气量有限，压缩空气调水系统较为复杂，为此，利用压缩空气调整纵倾的方法也不适用于深海潜水器。

为此我们提出一种燃气驱动平衡件自动均衡装置。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种燃气驱动平衡件自动均衡装置，从而通过设置能够在导轨上随潜水器倾斜自主移动的平衡件，使得平衡件与一端的艏艉均衡装置，从而触发艏艉均衡装置内火药饼的反应从而使得该平衡件能够向相反方向移动，从而达到自动平衡效果。

本发明所采用的技术方案如下：

一种燃气驱动平衡件自动均衡装置，包括：

两个艏艉均衡装置，两个艏艉均衡装置分别位于潜水器的两侧，且两个艏艉均衡装置沿潜水器的中心线对称设置；

导轨，所述导轨连接在两个艏艉均衡装置之间；

平衡件，所述平衡件滑动在导轨上且当潜水器的倾斜时可与艏艉均衡装置进行接触；

所述艏艉均衡装置包括能推动平衡件移动的触发舱，所述触发舱上设置有经平衡件与触发舱碰撞后而滑动的推板，所述推板的滑动行程某点上设置有带动触发舱启动触发的延迟触发装置。

导轨的端部通过多个连接杆连接在触发舱的内壁上，导轨的中间位置设置有防滑层。

所述触发舱包括反应室，反应室内设置有用于反应产生能量的火药饼，且反应室靠近火药饼的一侧设置有激发火药饼反应的点火器，反应室内与火药饼处于同一轴心上的内壁上滑动连接有活塞，活塞的另一侧连接有推力滑环，推力滑环上通过设置滑孔与连接杆滑动连接，推力滑环位于平衡件和推板之间，能够经平衡件碰撞后带动推板移动，且推力滑环能够经火药饼反应的能量推动平衡件移动。

所述反应室靠近火药饼的一侧可拆卸的连接有触发舱端盖，且点火器插接在触发舱端盖上，反应室内还设置有对火药饼进行定位的定位块。

所述反应室位于火药饼和活塞之间设置有提高能量聚集效果提高推动力的缩放喷管段。

所述艏艉均衡装置中还包括向触发舱中提供能量的火药舱，火药舱内设置有并排分布的火药饼，火药舱的一侧设置有进料孔，且火药舱的另一侧下端设置有火药舱口，且触发舱上设置有与火药舱口相对的触发舱口，用于接收火药舱中的火药饼，进料孔上连接有火药舱端盖，火药舱端盖上连接有推动火药饼向火药舱口一侧移动的伸缩触板。

所述推板通过滑动座滑动于触发舱和火药舱之间并控制触发舱和火药舱的连通，所述推板向延迟触发装置移动的最大行程处设置有与火药舱口相对应的漏料孔，滑动座连接在触发舱或火药舱上，且滑动座上贯穿插接有与推板相连接的伸缩导杆，使得推板常与推力滑环接触，推板的两端均设置有柔性触块，减少硬碰撞造成的损坏。

所述延迟触发装置与点火器电性连接，延迟触发装置上设置有触发行程，在行程内均可实现对点火器的延迟触发，延迟触发时间大于2秒。

所述火药饼包括钢环以及位于钢环内部的火药包。

所述平衡件内为中空设置，且内部盛有缓冲液。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过设置能够在导轨上随潜水器倾斜自主移动的平衡件，使得平衡件与一端的艏艉均衡装置接触，从而触发艏艉均衡装置内火药饼的反应从而使得该平衡件能够向相反方向移动，从而达到自动均衡效果，同时还会根据潜水器倾斜角度，释放更大量的火药饼，从而达到更好更快的均衡效果，更加方便快捷。

同时，本发明还具备如下优点：

(1).当潜水器倾斜角度较小时，平衡件移动的速度较低因此造成的冲击力较小，在与推力滑环接触后并不能带动推板达到最大位移量，继而不能使得火药舱中的火药饼落入到反应室中，仅依靠反应室中的火药饼的火药反应对平衡件进行冲击，从而达到一定的平衡效果。

(2).当潜水器倾斜角度较大时，平衡件移动的速度较大因此造成的冲击力较大，在与推力滑环接触后并带动推板达到最大位移量，继而使得火药舱中的火药饼落入到反应室中，在加上反应室中的火药饼的火药反应对平衡件进行冲击，从而达到更大更快的平衡效果。

(3).平衡件为中空设置，且内部盛有缓冲液，缓冲液由于流体的特征，在潜水器倾斜时，能够提高移动的效果，方便平衡件与推力滑环的接触，从而完成后续的平衡效果，还能在平衡件受推力滑环推动下进行缓冲，以及在向相反方向移动时在平衡件快要达到最高位置时还能进行的惯性位移，都能提高平衡效果。

(4).导轨的中间位置设置有防滑层，当潜水器小角度位移时，不会使平衡件轻易发生移动，同时也会在平衡时，使平衡件趋向于中间位置，达到自动平衡的效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明在潜水器处于平衡状态下的剖视结构示意图。

图3为图2中艏艉均衡装置的放大示意图。

图4为图3中A-A截面的剖视图。

图5为本发明在潜水器处于倾斜角度较小状态下的剖视结构示意图。

图6为图5中艏艉均衡装置的放大示意图。

图7为本发明在潜水器处于倾斜角度较大状态下的剖视结构示意图。

图8为图7中艏艉均衡装置的放大示意图。

图9为本发明导轨的立体结构示意图。

图10为本发明活塞和推力滑环的连接结构立体示意图。

其中：

1、艏艉均衡装置；2、导轨；3、平衡件；4、缓冲液；

101、触发舱；102、火药舱；103、延迟触发装置；104、点火器；105、触发舱端盖；106、火药饼；107、推板；

1011、反应室；1012、缩放喷管段；1013、触发舱口；1014、活塞；1015、推力滑环；1016、定位块；

1021、火药舱端盖； 1022、伸缩触板； 1023、火药舱口；

1061、钢环； 1062、火药包；

1071、伸缩导杆；1072、漏料孔。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

实施例1

如图1-图10所示，本实施例公开了一种燃气驱动平衡件自动均衡装置，包括两个艏艉均衡装置1，两个艏艉均衡装置1分别位于潜水器的两侧，且两个艏艉均衡装置1沿潜水器的中心线对称设置；在两个艏艉均衡装置1之间连接有导轨2，还包括平衡件3，平衡件3滑动在导轨2上并根据潜水器的倾斜与艏艉均衡装置1进行接触；

当潜水器倾斜后，平衡件3在重力作用下与位于下方的艏艉均衡装置1进行接触；

艏艉均衡装置1和平衡件3均根据潜水器的大小和重量进行定制；

导轨2的端部通过多个连接杆连接在触发舱101的内壁上；

艏艉均衡装置1包括能推动平衡件3位移的触发舱101，触发舱101包括反应室1011，反应室1011内设置有用于反应产生能量的火药饼106，且反应室1011靠近火药饼106的一侧设置有激发火药饼106反应的点火器104，通过点火器104激发火药饼106使火药饼106出现强烈的反应并提供强大的推力，反应室1011内与火药饼106处于同一轴心上的内壁上滑动连接有活塞1014，活塞1014的另一侧连接有推力滑环1015，反应室1011位于火药饼106和活塞1014之间设置有提高能量聚集效果提高推动力的缩放喷管段1012；

如图9和图10所示，推力滑环1015上通过设置滑孔与连接杆滑动连接，推力滑环1015位于平衡件3和推板107之间，能够经平衡件3碰撞带动推板107移动，且推力滑环1015能够经火药饼106反应的推力推动平衡件3向相反的方向快速移动，继而平衡潜水器。

反应室1011靠近火药饼106的一侧可拆卸的连接有触发舱端盖105，方便通过打开触发舱端盖105向反应室1011内安装火药饼106，且点火器104插接在触发舱端盖105上，反应室1011内还设置有对火药饼106进行定位的定位块1016，防止火药饼106晃动。

触发舱101上设置有经平衡件3与触发舱101碰撞后可沿触发舱101外壁滑动的推板107，当平衡件3与触发舱101碰撞后，推板107沿触发舱101外壁向点火器104的方向滑动，在推板107的滑动行程上设置有带动触发舱101启动触发的延迟触发装置103，延迟触发装置103与点火器104电性连接，延迟触发装置103上设置有触发行程，在行程内均可实现对点火器104的延迟触发，延迟触发时间大于2秒，即当推板107接触到延迟触发装置103，在2秒后，延迟触发装置103通过点火器104点燃位于反应室1011中的火药饼106，从而发生反应。

推板107通过连接在触发舱101上的滑动座进行滑动，且滑动座上贯穿插接有与推板107相连接的伸缩导杆1071，使得推板107常与推力滑环1015接触，方便在平衡件3触碰到推力滑环1015之后，带动推板107移动，从而使推板107能够接触到延迟触发装置103，推板107的两端均设置有柔性触块，减少硬碰撞造成的损坏。

实施例1主要应用于当潜水器倾斜角度较小时，平衡件3移动的速度较低因此造成的冲击力较小，在与推力滑环1015接触后并不能带动推板107达到最大位移量，继而不能使得火药舱102中的火药饼106落入到反应室1011中，仅依靠反应室1011中的火药饼106的火药反应对平衡件3进行冲击，从而达到一定的平衡效果。

实施例2

如图3-图8所示，与实施例1不同的在于，艏艉均衡装置1中还包括向触发舱101中提供能量的火药舱102，火药舱102内设置有并排分布的火药饼106，火药舱102的一侧设置有进料孔，且火药舱102的另一侧下端设置有火药舱口1023，且触发舱101上设置有与火药舱口1023相对的触发舱口1013，用于接收火药舱102中的火药饼106，进料孔上连接有火药舱端盖1021，火药舱端盖1021上连接有推动火药饼106向火药舱口1023一侧移动的伸缩触板1022；

推板107通过滑动座滑动于触发舱101和火药舱102之间并控制触发舱101和火药舱102的连通，推板107向延迟触发装置103移动的最大行程处设置有与火药舱口1023相对应的漏料孔1072，滑动座连接在触发舱101或火药舱102上，且滑动座上贯穿插接有与推板107相连接的伸缩导杆1071，使得推板107常与推力滑环1015接触，推板107的两端均设置有柔性触块，减少硬碰撞造成的损坏。

当潜水器倾斜角度过大时，如图7-图8所示，此时平衡件3与推力滑环1015的碰撞力更大，同时由于延迟触发装置103有触发行程，因此当推板107与延迟触发装置103接触后，还能继续对延迟触发装置103进行压缩，因此能够带动推板107移动到最大行程，在最大行程处，刚好漏料孔1072位于触发舱口1013和火药舱口1023之间，此时火药舱102中的火药饼106也会顺势落入反应室1011中，此时在点火器104的触发后能够提供更大的能量，继而带动平衡件3以更大的力向反方向移动。

实施例3

与实施例1和实施例2不同的在于，平衡件3为中空设置，且内部盛有缓冲液4，缓冲液4由于流体的特征，在潜水器倾斜时，能够提高移动的效果，方便平衡件3与推力滑环1015的接触，从而完成后续的自动均衡动作，还能在平衡件3受推力滑环1015推动下进行缓冲，以及在向相反方向移动时在平衡件3快要达到最高位置时还能进行的惯性位移，都能提高自动均衡效果。

同时还有问题需要说明，当平衡件3受到两个火药饼106的冲击快速向另一边的艏艉均衡装置1移动时，需要确定火药饼106的火药量，避免平衡件3触碰到另一边的艏艉均衡装置1，而在平衡件3起到平衡作用时，会逐渐偏向于中心。

在导轨2的中间位置设置有防滑层(图中未示)，当潜水器小角度位移时，不会使平衡件3轻易发生移动，同时也会在平衡时，使平衡件3趋向于中间位置，达到自动平衡的效果。

实施例4

火药饼106包括钢环1061以及位于钢环1061内部的火药包1062，采用钢环1061一方面能够对火药包1062进行固定，另一方面能够使火药包1062产生的能量更好的向活塞1014方向释放，而且还能防止损坏推板107。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (9)

1.一种燃气驱动平衡件自动均衡装置，其特征在于，包括：

两个艏艉均衡装置(1)，两个艏艉均衡装置(1)分别位于潜水器的两侧，且两个艏艉均衡装置(1)沿潜水器的中心线对称设置；

导轨(2)，所述导轨(2)连接在两个艏艉均衡装置(1)之间；

平衡件(3)，所述平衡件(3)滑动在导轨(2)上，且当潜水器倾斜时可与艏艉均衡装置(1)进行接触；

所述艏艉均衡装置(1)包括能推动平衡件(3)移动的触发舱(101)，所述触发舱(101)上设置有经平衡件(3)与触发舱(101)碰撞后而滑动的推板(107)，所述推板(107)的滑动行程上设置有带动触发舱(101)启动触发的延迟触发装置(103)；

所述触发舱(101)包括反应室(1011)，反应室(1011)内设置有用于反应产生能量的火药饼(106)，且反应室(1011)靠近火药饼(106)的一侧设置有激发火药饼(106)反应的点火器(104)，反应室(1011)内与火药饼(106)处于同一轴心上的内壁上滑动连接有活塞(1014)，活塞(1014)的另一侧连接有推力滑环(1015)，推力滑环(1015)上通过设置滑孔与连接杆滑动连接，推力滑环(1015)位于平衡件(3)和推板(107)之间，能够经平衡件(3)碰撞带动推板(107)移动，且推力滑环(1015)能够经火药饼(106)反应的能量推动平衡件(3)移动。

2.如权利要求1所述的一种燃气驱动平衡件自动均衡装置，其特征在于：导轨(2)的端部通过多个连接杆连接在触发舱(101)的内壁上，导轨(2)的中间位置设置有防滑层。

3.如权利要求2所述的一种燃气驱动平衡件自动均衡装置，其特征在于：所述反应室(1011)靠近火药饼(106)的一侧可拆卸的连接有触发舱端盖(105)，且点火器(104)插接在触发舱端盖(105)上，反应室(1011)内还设置有对火药饼(106)进行定位的定位块(1016)。

4.如权利要求3所述的一种燃气驱动平衡件自动均衡装置，其特征在于：所述反应室(1011)位于火药饼(106)和活塞(1014)之间设置有提高能量聚集效果提高推动力的缩放喷管段(1012)。

5.如权利要求2所述的一种燃气驱动平衡件自动均衡装置，其特征在于：所述艏艉均衡装置(1)中还包括向触发舱(101)中提供能量的火药舱(102)，火药舱(102)内设置有并排分布的火药饼(106)，火药舱(102)的一侧设置有进料孔，且火药舱(102)的另一侧下端设置有火药舱口(1023)，且触发舱(101)上设置有与火药舱口(1023)相对的触发舱口(1013)，用于接收火药舱(102)中的火药饼(106)，进料孔上连接有火药舱端盖(1021)，火药舱端盖(1021)上连接有推动火药饼(106)向火药舱口(1023)一侧移动的伸缩触板(1022)。

6.如权利要求5所述的一种燃气驱动平衡件自动均衡装置，其特征在于：所述推板(107)通过滑动座滑动于触发舱(101)和火药舱(102)之间并控制触发舱(101)和火药舱(102)的连通，所述推板(107)向延迟触发装置(103)移动的最大行程处设置有与火药舱口(1023)相对应的漏料孔(1072)，滑动座连接在触发舱(101)或火药舱(102)上，且滑动座上贯穿插接有与推板(107)相连接的伸缩导杆(1071)，使得推板(107)常与推力滑环(1015)接触，推板(107)的两端均设置有柔性触块，减少硬碰撞造成的损坏。

7.如权利要求3所述的一种燃气驱动平衡件自动均衡装置，其特征在于：所述延迟触发装置(103)与点火器(104)电性连接，延迟触发装置(103)上设置有触发行程，在行程内均可实现对点火器(104)的延迟触发，延迟触发时间大于2秒。

8.如权利要求6所述的一种燃气驱动平衡件自动均衡装置，其特征在于：所述火药饼(106)包括钢环(1061)以及位于钢环(1061)内部的火药包(1062)。

9.如权利要求1所述的一种燃气驱动平衡件自动均衡装置，其特征在于：所述平衡件(3)内为中空设置，且内部盛有缓冲液(4)。