CN209225370U - 潜水器浮力调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种潜水器浮力调节装置，包括液囊部、控制部以及油管部；所述液囊部通过油管部与控制部相连接；所述液囊部包括液囊(1)、液箱(9)；所述液囊(1)、液箱(9)的一端之间设置有第一单向阀(27)；液体通过第一单向阀(27)在液囊(1)、液箱(9)之间抽离，进而使潜水器实现上浮、下潜动作。本实用新型提供的潜水器浮力调节装置实现了超高压环境下稳定的排油，油量控制精度高为1ml。本实用新型提供的潜水器浮力调节装置的低压快速回油系统的水面快速回油功能，能够快速的将油囊中的液压油压回油箱。本实用新型提供的潜水器浮力调节系统比传统的浮力系统更加省电，能够为水下设备减少能源的消耗。

Description

潜水器浮力调节装置

技术领域

本实用新型涉及一种浮力调节装置，具体地，涉及一种潜水器浮力调节装置。

背景技术

传统的潜水器的浮力调节装置无法快速地完成下潜、上浮动作，并且耗电快，容易造成潜水器的丢失等问题。

专利文献CN206187311U公开了一种全海深超高压海水采样器自主浮力调节装置。主要包括外部支架、耐压壳体、耐压壳体端盖、外部油囊、压力传感器、水下距离检测仪以及浮力控制瓶，所述浮力控制瓶安装在外部支架外侧，耐压壳体安装在外部支架内腔，耐压壳体薄壁圆筒结构，其两端固定连接有耐压壳体端盖，液压缸安装在耐压壳体上，外部油囊和液压缸之间通过螺纹连接，耐压壳体内的无刷电机通过减速器和丝杆螺母与液压缸内的活塞连接；所述的外部支架还装有压力传感器和水下距离检测仪，可以搭载全海深超高压海水采样器，调节全海深超高压海水采样器在水下的浮力大小，从而达到自主无人控制全海深超高压海水采样器的潜水深度。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种潜水器浮力调节装置。

根据本实用新型提供的一种潜水器浮力调节装置，包括液囊部、控制部以及油管部；

所述液囊部通过油管部与控制部相连接；

所述液囊部包括液囊、液箱；

所述液囊、液箱的一端之间设置有第一单向阀；

液体通过第一单向阀在液囊、液箱之间抽离，进而使潜水器实现上浮、下潜动作。

优选地，所述油管部包括第一油管、第四油管；

所述潜水器浮力调节装置，还包括接头部；

所述接头部包括高压接头、阀块接头；

所述控制部包括开关阀；

所述液囊部依次通过高压接头、第四油管连接至阀块接头的一端；

所述阀块接头的另一端连接至开关阀的一端；

所述控制部，还包括减速机构、第二电机、高压电磁阀以及高压液泵；

所述开关阀的另一端通过减速机构连接至第二电机；

所述控制部，还包括压力传感器、第二单向阀；

所述接头部，还包括第一三通接头、第二三通接头；

所述压力传感器、第二单向阀的一端、阀块接头的另一端均通过第一三通接头连接至第二三通接头；

所述油管部，还包括第二油管、第五油管；

所述高压电磁阀的一端通过第二油管连接至第二三通接头；

所述高压电磁阀的另一端通过第一油管连接至液箱内的流量计的一端；

所述液箱内的流量计的另一端通过第五油管连接至高压液泵的一端；

所述高压液泵的另一端连接至第二单向阀的另一端；

所述高压液泵通过联轴器连接至第一电机。

优选地，所述控制部，还包括第一固定架、固定盘；

所述高压电磁阀通过第一固定架紧固在固定盘上；

所述高压液泵通过第二固定架紧固在固定盘上；

所述油管机构，还包括第三油管；

所述液箱内的流量计通过第三油管连接至开关阀。

优选地，所述液箱内设置有真空气泵；

所述液箱的另一端设置有主控控制板。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型提供的潜水器浮力调节装置实现了超高压环境下稳定的排油，油量控制精度高为1ml。

2、本实用新型提供的潜水器浮力调节装置的低压快速会有系统的水面的快速回油功能，能够快速的将油囊中的液压油压回油箱。

3、本实用新型提供的潜水器浮力调节系统比传统的浮力系统更加省电，能够为水下设备减少能源的消耗。

4、本实用新型提供的潜水器浮力调节系统集成性好，可作为单独的模块进行安装和使用。

5、本实用新型提供的潜水器浮力调节系统的结构采用对称的紧凑布置，小型化好，能够有效利用水下潜水器的有限空间，且对潜水器的质量分布影响较小。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型提供的潜水器浮力调节装置的整体结构图。

图2为本实用新型提供的潜水器浮力调节系统的原理图。

图中所示：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型提供了一种潜水器浮力调节装置，包括液囊部、控制部以及油管部；所述液囊部通过油管部与控制部相连接；所述液囊部包括液囊1、液箱9；所述液囊1、液箱9的一端之间设置有第一单向阀27；液体通过第一单向阀27在液囊1、液箱9之间抽离，进而使潜水器实现上浮、下潜动作。所述液囊1优选地设置在潜水器外部。

所述油管部包括第一油管2、第四油管20；所述潜水器浮力调节装置，还包括接头部；所述接头部包括高压接头19、阀块接头12；所述控制部包括开关阀13；所述液囊部依次通过高压接头19、第四油管20连接至阀块接头12的一端；所述阀块接头12的另一端连接至开关阀13的一端；所述控制部，还包括减速机构14、第二电机15、高压电磁阀4以及高压液泵7；所述开关阀13的另一端通过减速机构14连接至第二电机15；所述控制部，还包括压力传感器11、第二单向阀16；所述接头部，还包括第一三通接头22、第二三通接头23；所述压力传感器11、第二单向阀16的一端、阀块接头12的另一端均通过第一三通接头22连接至第二三通接头23；所述油管部，还包括第二油管6、第五油管21；所述高压电磁阀4的一端通过第二油管6连接至第二三通接头23；所述高压电磁阀4的另一端通过第一油管2连接至液箱9内的流量计的一端；所述液箱9内的流量计的另一端通过第五油管21连接至高压液泵7的一端；所述高压液泵7的另一端连接至第二单向阀16的另一端；所述高压液泵7通过联轴器连接至第一电机10。

所述控制部，还包括第一固定架5、固定盘3；所述高压电磁阀4通过第一固定架5紧固在固定盘3上；所述高压液泵7通过第二固定架8紧固在固定盘3上；所述油管机构，还包括第三油管17；所述液箱9内的流量计通过第三油管17连接至开关阀13。

所述液箱9内设置有真空气泵24；所述液箱9的另一端设置有主控控制板18。

本实用新型还提供了一种潜水器浮力调节控制系统，包括高压排油系统、低压回油系统；高压排油系统：控制将液体从液箱9抽至液囊1；低压回油系统：控制使液箱9产生负压，进而使液体从液囊1回流到液箱9。

本实用新型提供的潜水器浮力调节控制系统，还包括流量检测模块、压力检测模块以及控制系统；所述流量检测模块、压力检测模块以及控制单元之间通过逻辑门电路电连接。

所述流量检测模块：检测液箱9内液体变化；所述压力检测模块：测量内液路的液压；所述控制单元：控制潜水器浮力调节装置运行。

本实用新型提供的潜水器浮力调节控制系统，对上述的潜水器浮力调节装置进行控制。

本实用新型提供的潜水器浮力调节装置，还包括控制平台，所述控制平台包括上述的潜水器浮力调节控制系统。

本实用新型提供的潜水器浮力调节控制系统或者上述的潜水器浮力调节装置或者下述的潜水器浮力调节控制方法：在所述潜水器浮力调节控制系统的控制下，所述潜水器浮力调节装置能够工作在上浮工作模式、下潜工作模式：所述下潜工作模式包括水下高压回油工作模式、水下低压回油工作模式；在上浮工作模式中：在控制单元的控制下，通过主控控制板18设定预设油量；当液箱9内的流量计检测到预设油量小于液箱内油量时，开启第一电机10；所述第一电机10驱动高压液泵7转动，进而使液体从液箱9中抽离至液囊1内；在水下低压回油工作模式中：在控制单元的控制下，压力传感器11确定为水下低压回油工作模式，通过主控控制板18设定预设油量；当液箱9内的流量计检测到预设油量大于液箱内油量时，开启第二电机15；所述第二电机15通过减速机构14开启开关阀13，进而使液体从液囊1吸至液箱9内；水下高压回油工作模式中：在控制单元的控制下，压力传感器11确定为水下高压回油工作模式，通过主控控制板18设定预设油量；当液箱9内的流量计检测到预设油量大于液箱内油量时，开启高压电磁阀4，进而通过外压使液体从液囊1吸至液箱9内。

高压液泵7优选的为超高压油泵；高压电磁阀4优选的为超高压电磁阀。

下面对本实用新型的工作原理做进一步说明，下面以液体为液压油为例，但其他液体也均在本实用新型的保护范围内，并具有下面描述的效果及功能：

如图1至2所示，电磁阀，即高压电磁阀4和开关阀13都是常闭的状态，不允许液压油通过。第一单向阀27只允许液压油从油箱，即液箱9到油囊，即液囊1。

本实用新型提供的潜水器浮力调节控制系统将液压油从油箱排到油囊中去，其中油囊外部的压力为55MPa，即5500米水深。

本实用新型的工作原理优选的为两种工作模式：一种为上浮工作模式，另一种为下潜工作模式；

所述下潜工作模式又分为水下低压回油工作模式和水下高压回油工作模式；

上浮工作模式：当潜水器在深水中上浮时，其需要本实用新型提供的潜水器浮力调节控制系统，以下简称浮力系统，提供静浮力进而使潜水器克服重力上浮。此时，浮力系统将油箱中的液压油拍到油囊中内，增大油囊的排水体积，从而增大静浮力使潜水器上浮。根据需要上浮的速度，通过主控控制板18对浮力系统设置目标油量；当油箱内的流量计检测到目标油量小于油箱内的油量时，浮力系统开启第一电机10，第一电机10带动超高压油泵转动，将油箱内的液压油通过第一单向阀27泵到外油囊，即油囊中，同时，如图2所示，为了防止油箱内产生负压，即，系统外部的压力为0.1MPa，也为了使得液压油能够顺利的进入超高压油泵，第三电机25间断开启，带动气泵，即真空气泵24将油箱内的气压稳定在0.12MPa左右。当油箱内的流量计检测到目标油量和油箱内的油量相同时，同时，关闭第一电机和第三电机25。

水下低压回油工作模式：当浮力系统在低压回油工作模式时，即浮力系统将液压油从油囊吸到油箱中去，其中，油囊外部的压力为0.1MPa，即水面，一个大气压。需要说明的是，浮力系统回油时，主控控制板18会先通过压力传感器11判断是为水面低压回油工作模式，还是高压回油高压回油工作模式。

当潜水器在水面，需要下潜时，其需要浮力系统将外油囊中的液压油吸回油箱中去，减小油囊的排水体积，从而使潜水器下潜。根据下潜的速度，通过主控控制板18对浮力系统设置目标油量，当油箱内的流量计会检测到目标油量大于油箱内的油量时，浮力系统通过压力传感器11判断是水面低压回油，此时，启动第二电机15通过减速机构14使开关阀13开启，并在开关阀13开启后关闭第二电机15，同时，第三电机25间断开启带动真空气泵24工作，使得油箱内产生负压0.08MPa，将油囊里的油吸回油箱内。由于系统通过负压的方式回油，且外油囊的外压一般为0.13MPa，开关阀13流量大，回油的速度块，消耗的能源少，减少了潜水器在水面的时间，降低了潜水器丢失和损坏的风险。当油箱内的流量计检测到目标油量等于油箱内的油量时，关闭第三电机25，并同时启动第二电机、关闭开关阀13，当开关阀13关闭后，关闭第二电机。

水下高压回油工作模式：浮力系统高压回油，即系统将液压油从油囊吸到油箱中去，其中油囊外部的压力大于1MPa即100米水深。

当潜水器在水下，预设下潜的速度变大时，此时，需要继续减小油囊的排水体积，使得潜水器的净重变大，从而增大下潜速度。根据设置的下潜速度，通过浮力系统的主控控制板18对浮力系统设置目标油量，油箱内的流量计会检测到目标油量大于油箱内的油量。浮力系统通过压力传感器11判断是否为水下高压回油模式。此时，不能通过浮力系统低压回油系统，因为，外油囊所受到的外压大于1MPa和油箱内的压力为0.1MPa相差太大，因此，会导致开关阀13的流量太大，油量不可控，因此，浮力系统需要使用高压回油系统。浮力系统打开超高压电磁阀，通过外压将液压油从油囊压到油箱中去，为了防止油箱内产生太大的正压，也为了加快回油速度，间断启动第三电机25带动气泵工作，将油箱内的气压稳定在0.08MPa。当油箱内的流量检测到目标油量与油箱内的油量相等时，关闭超高压电磁阀和第三电机25。浮力系统利用压差回油，减少了电量的消耗。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (4)

1.一种潜水器浮力调节装置，其特征在于，包括液囊部、控制部以及油管部；

所述液囊部通过油管部与控制部相连接；

所述液囊部包括液囊(1)、液箱(9)；

所述液囊(1)、液箱(9)的一端之间设置有第一单向阀(27)；

液体通过第一单向阀(27)在液囊(1)、液箱(9)之间抽离，进而使潜水器实现上浮、下潜动作。

2.根据权利要求1所述的潜水器浮力调节装置，其特征在于，所述油管部包括第一油管(2)、第四油管(20)；

所述潜水器浮力调节装置，还包括接头部；

所述接头部包括高压接头(19)、阀块接头(12)；

所述控制部包括开关阀(13)；

所述液囊部依次通过高压接头(19)、第四油管(20)连接至阀块接头(12)的一端；

所述阀块接头(12)的另一端连接至开关阀(13)的一端；

所述控制部，还包括减速机构(14)、第二电机(15)、高压电磁阀(4)以及高压液泵(7)；

所述开关阀(13)的另一端通过减速机构(14)连接至第二电机(15)；

所述控制部，还包括压力传感器(11)、第二单向阀(16)；

所述接头部，还包括第一三通接头(22)、第二三通接头(23)；

所述压力传感器(11)、第二单向阀(16)的一端、阀块接头(12)的另一端均通过第一三通接头(22)连接至第二三通接头(23)；

所述油管部，还包括第二油管(6)、第五油管(21)；

所述高压电磁阀(4)的一端通过第二油管(6)连接至第二三通接头(23)；

所述高压电磁阀(4)的另一端通过第一油管(2)连接至液箱(9)内的流量计的一端；

所述液箱(9)内的流量计的另一端通过第五油管(21)连接至高压液泵(7)的一端；

所述高压液泵(7)的另一端连接至第二单向阀(16)的另一端；

所述高压液泵(7)通过联轴器连接至第一电机(10)。

3.根据权利要求2所述的潜水器浮力调节装置，其特征在于，所述控制部，还包括第一固定架(5)、固定盘(3)；

所述高压电磁阀(4)通过第一固定架(5)紧固在固定盘(3)上；

所述高压液泵(7)通过第二固定架(8)紧固在固定盘(3)上；

所述油管部，还包括第三油管(17)；

所述液箱(9)内的流量计通过第三油管(17)连接至开关阀(13)。

4.根据权利要求3所述的潜水器浮力调节装置，其特征在于，所述液箱(9)内设置有真空气泵(24)；

所述液箱(9)的另一端设置有主控控制板(18)。