CN209258336U - 深海浮标 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种深海浮标，包括耐压舱，还包括与耐压舱依次连接的蓄能器和外油囊，蓄能器包括用活塞分隔开来的容纳液压油的内油腔和容纳气体的内气腔，内油腔内部的液压油中浸泡有内油囊，耐压舱内还设置有可将蓄能器中的液压油吸到外油囊中的高压柱塞泵。本实用新型提出的深海浮标，高压柱塞泵可为液压油提供吸力，内气腔中的气体也可以推动内油囊中的液压油从内油囊泵入外油囊中，内气腔中的气体造成的气压提供了另一种泵出内油囊中的液压油的方式，内气腔中的推力与高压柱塞泵中的吸力协同作用，共同将内油囊中的液压油泵入外油囊中，有效解决了现有技术中只靠高压柱塞泵吸出液压油时吸力不足的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于海洋监测领域，尤其涉及深海浮标。
背景技术
深海自持式剖面智能浮标(Argo浮标)的主要特点是携带方便，一旦布放，它将持续自动运行而无需人为维护。它可以在海洋中自由漂移并自动对海面到6000米水深之间海洋次表层的海水温度、盐度和深度进行剖面测量。
目前全球实时海洋观测网运行的深海智能剖面浮标多为美国Webb公司研制的深海6000米APEX型浮标和法国Martec公司研制的深海4000米ARVOR型浮标，美国的6000米APEX型浮标存在由于高压柱塞泵吸油能力不足导致的气锁问题以及样机生产成本高的问题。
发明内容
本实用新型针对上述的高压柱塞泵吸油能力不足的技术问题，提出一种具有吸油能力强的深海浮标。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
深海浮标，包括耐压舱，还包括与耐压舱依次连接的蓄能器和外油囊，蓄能器包括用活塞分隔开来的容纳液压油的内油腔和容纳气体的内气腔，内油腔内部的液压油中浸泡有内油囊，耐压舱内还设置有可将蓄能器中的液压油吸到外油囊中的高压柱塞泵。
作为优选，耐压舱还包括在耐压舱两端设置的耐压舱封头和耐压舱端盖，耐压舱内部竖直方向上还设置有固定在耐压舱端盖上的支撑架。
作为优选，耐压舱的支撑架上还固定有控制模块，控制模块包括用以控制的浮标主控板，提供高压柱塞泵驱动力的电机，用以通讯和数据传输的铱星模块和用以提供能源的电池包。
作为优选，耐压舱还包括高压管路，高压管路将高压柱塞泵、蓄能器以及外油囊串接起来，用以贯通整个浮标内的液压油。
作为优选，耐压舱内还设置有组合阀块，组合阀块位于耐压舱内的高压柱塞泵和耐压舱外的蓄能器之间，组合阀块包括用以集成液压油路的油路块，位于油路块上的四端对称设置的四个电磁阀，以及连通油路块中心和侧端的单向阀；组合阀块联合高压柱塞泵及高压管路完成液压油在内油囊和外油囊之间的流动。
作为优选，蓄能器还包括蓄能器上端盖和蓄能器下端盖，内油囊通过蓄能器上端盖与高压管路连接，蓄能器下端盖连接有可向内气腔充气的气阀。
作为优选，外油囊外还设置有油囊保护罩，外油囊通过连接件与蓄能器模块相连，外油囊与连接件之间还设置有安装盘。
作为优选，耐压舱封头顶部还有耐压天线和水密插座。
作为优选，耐压舱外围包裹有浮力材料。
作为优选，耐压舱端盖与蓄能器模块之间还设置有温盐深传感器。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：本实用新型提出的深海浮标，高压柱塞泵可为液压油提供吸力，蓄能器中的活塞推动内气腔中的气体进而内油囊中的液压油从内油囊泵入外油囊中，内气腔中的气体造成的气压提供了另一种泵出内油囊中的液压油的方式，内气腔中的推力与高压柱塞泵中的吸力协同作用，共同将内油囊中的液压油泵入外油囊中，有效解决了现有技术中只靠高压柱塞泵吸出液压油时吸力不足的问题。
附图说明
图1为本实用新型深海浮标的整体结构示意图；
图2为本实用新型深海浮标的组合阀块结构示意图；
图3为本实用新型深海浮标的蓄能器模块结构示意图。
以上各图中：1、耐压舱；11、耐压舱封头；12、水密插座；13、耐压舱端盖；14、耐压舱浮力材料；15、支撑架；2、天线；3、控制模块；31、浮标主控板；32、电机；33、铱星模块；34、电池包；4、高压柱塞泵；5、高压管路；6、组合阀块；61、第一电磁阀组；62、第二电磁阀组；63、油路块；64、单向阀；7、蓄能器；71、蓄能器上端盖；72、蓄能器下端盖；73、活塞；74、内油腔；75、内气腔；76、内油囊；77、气阀；8、外油囊；9、油囊保护罩；91、连接件；92、安装盘；10、温盐深传感器。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，空调室内机的长度方向为安装后的横向；术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1所示，本实施例提出一种深海浮标，包括耐压舱1，还包括与耐压舱1依次连接的蓄能器7和外油囊8，蓄能器7包括用活塞73分隔开来的容纳液压油的内油腔74和容纳气体的内气腔75，内油腔74内部的液压油中浸泡有内油囊76，耐压舱1内还设置有可将蓄能器7中的液压油吸到外油囊8中的高压柱塞泵4。
本实施例提出的深海浮标，高压柱塞泵4可为液压油提供吸力，内气腔75中的气体在活塞73的作用下也可以推动内油囊76中的液压油从内油囊76泵入外油囊8中，即内气腔75中的气体造成的气压提供了另一种泵出内油囊76中的液压油的方式，内气腔75中的推力与高压柱塞泵4中的吸力协同作用，共同将内油囊76中的液压油泵入外油囊8中，有效解决了现有技术中只靠高压柱塞泵4吸出液压油时吸力不足的问题。
继续参见图1，耐压舱1还包括在耐压舱1两端设置的耐压舱封头11和耐压舱端盖13，耐压舱1内部竖直方向上还设置有固定在耐压舱端盖13上的支撑架15。耐压舱1内的耐压舱封头11和耐压舱端盖13的设置具有严实密封的优点，支撑架15也保证了耐压舱1主体和内部各模块的牢固连接，适用于深潜。
进一步的，如图1所示，耐压舱1的支撑架15上还固定有控制模块3，控制模块3包括用以控制的浮标主控板31，提供高压柱塞泵4驱动力的电机32，用以通讯和数据传输的铱星模块33和用以提供能源的电池包34，控制模块3固定在耐压舱1内部的支撑架15上。浮标主控板31负责在适当情况下将动作信号发送给电机32，电池包34为整个控制模块提供能源，铱星模块33可将浮标采集到的水文数据信息等传送至岸站控制指挥中心。控制模块3作为深海浮标的核心设备，提供控制通讯和电源保证，无需人工跟踪操作即可实现深海浮标的持续自动运行，具有高度智能化。
继续参见图1所示，耐压舱1还包括高压管路5，高压管路5将高压柱塞泵4、蓄能器7以及外油囊8串接起来，用以贯通整个浮标内的液压油。在电机32转动时为高压柱塞泵4提供动力，可促使高压管路5中的液压油在内油囊76和外油囊8之间的流动，从而实现浮标的上浮或下浅。为液压油提供吸力的高压柱塞泵4和为高压柱塞泵4提供驱动力的电机32设置在耐压舱1内部，而包含了内油囊76的蓄能器7和外油囊8都设置在耐压舱1外部；并且高压管路5将高压柱塞泵4、蓄能器7以及外油囊8串接起来，此结构设置可以保证整个浮标内的液压油的贯通，也可以保证，即便内油囊76和外油囊8中的液压油发生泄露事故，也不会影响电机32工作，高压柱塞泵4仍有部分吸力可使浮标继续进行上浮，具有较高的安全可靠性。此外，如图2所述，耐压舱1内还设置有组合阀块6，组合阀块6位于耐压舱1内的高压柱塞泵4和耐压舱1外的蓄能器7之间，组合阀块6包括用以集成液压油路的油路块63，位于油路块63的四端对称设置的四个电磁阀，以及连通油路块63中心和侧端的单向阀64；组合阀块6联合高压柱塞泵4和高压油路5完成液压油在内油囊76和外油囊8之间的流动。四个电磁阀中，将任意两个并排设置的电磁阀称为第一电磁阀组61，另外两个并排设置的电磁阀称为第二电磁阀组62，第一电磁阀组61和第二电磁阀组62共同负责改变液压油路方向，单向阀64防止从内油囊76向外油囊8泵油时液压油回流，保证高压柱塞泵4和高压油路5的安全性与稳定性；同时四个电磁阀两两并排设置的方式是在耐压舱1内节省空间的优选设置方式。组合阀块6联合耐压舱1内的高压柱塞泵4和高压油路5，在电机驱动高压柱塞泵4时利用不同的电磁阀组的通断，完成液压油在内油囊76和外油囊8之间的流动，保证了上浮或下浅时的液压油的基本控制，加上单向阀64的防回流设置，保证了高压柱塞泵4和高压油路5的安全性能，进而保证了对浮标在上浮或下浅时较为稳定安全的控制性能。
再参见图3，可以看出，蓄能器7还包括蓄能器上端盖71和蓄能器下端盖72，内油囊76通过蓄能器上端盖71与高压管路5连接，蓄能器下端盖72连接有可向内气腔75充压的气阀77。蓄能器7中还设置有活塞73，将蓄能器7分成内油腔74与内气腔75两部分，内气腔75充有一定压力的惰性气体，具体压力视系统要求而定，通过气阀77向内气腔75中充压可促进液压油从内油囊76向外油囊8流动；此外，蓄能器上端盖71上还设置有油孔，用以连接内油囊76和与高压管路5。蓄能器7中包括了内油囊76和内气腔75，内油囊76还与高压管路5连接，内气腔75中的气体造成的气压提供了一种泵出内油囊76中的液压油的方式，内气腔75中的推力与高压柱塞泵4中的吸力协同作用，共同将内油囊76中的液压油泵入外油囊8中，有效解决了现有技术中只靠高压柱塞4泵吸出液压油时吸力不足的问题。
进一步的，再一次参见图1，外油囊8外部还设置有油囊保护罩9，外油囊8通过连接件91与蓄能器7相连，外油囊8与连接件91之间还设置有安装盘92。油囊保护罩9可以防止外油囊8破损，增加外油囊8的安全性；外油囊8通过连接件91和安装盘92与蓄能器模块6连接，可增加外油囊8的连接牢固性，同时又便于浮标模块化组装生产。油囊保护罩9的设置可以保证浮标的外油囊8的安全性，即便破损泄露液压油也不会流入海洋中污染环境，连接件91以及安装盘92的设置增加了浮标的外油囊8的连接牢固性，同时又便于浮标模块化组织生产，维护方便成本低。
进一步的，如图1所示，耐压舱封头11顶部还有耐压天线2和水密插座12，耐压天线2可增强耐压舱1中的控制模块3与岸站指挥控制中心的通信信号强度，水密插座12为浮标在岸上的时候进行初始化及状态检查，以利于浮标下潜时正常工作及通讯。耐压天线2的设置增加了浮标的智能通信强度，水密插座12的设置增加了浮标初始化使用的安全便利性。
还有，耐压舱1外围包裹有浮力材料14，图1提供了一种在水平方向和竖直方向均有浮力材料14的实施例，具体浮力材料的形状设计可依据系统情况而变化。设置在耐压舱1外围的浮力材料14可增加浮标浮力，保持浮标在水中的竖直姿态，便于探测。
再之，如图1，耐压舱端盖13与蓄能器7之间还设置有温盐深传感器10，无需人工操作即可采集温度、盐度、深度等水文信息，配合浮标耐压舱1中的控制模块3发送至岸站指挥中心，智能的完成浮标的采集工作。
本实施例中的深海浮标的工作流程如下：
浮标下水前，在母船甲板上通过耐压舱封头11上的水密插座12上电，进行自身初始化及状态检查，此时外油囊8中液压油体积最大，蓄能器7中的内气腔75中有一定压力的空气，而耐压舱1内为负压状态。确实浮标正常工作后对浮标设置相关技术参数，浮标开始准备下水。
当浮标需要下潜时，控制模块3发送信号到电机32，电机32通过联轴器带动高压柱塞泵4转动，并在外部海水压力的作用下，经高压管路5、油路块63以及第一电磁阀组61将液压油从外油囊8泵入到内油囊76中，此时外油囊8体积减少，浮标体积减少，净浮力方向向下，浮标开始下潜，通过外部海水压力进行压力补偿可减少浮标的功耗，提高浮标的续航能力。
当浮标下潜到目标深度时，控制模块3发送信号到电机32，电机32通过联轴器带动高压柱塞泵4转动，并在蓄能器7中内气腔75的压力作用下，经高压管路5、油路块63以及第二电磁阀组62将液压油从内油囊76泵入到外油囊8中，此时外油囊8体积增大，浮标体积增大，浮标净浮力方向向上，浮标开始上浮，温盐深传感器10开启采集数据，通过蓄能器7中内气腔75的压力进行压力补偿可减少浮标的功耗，提高浮标的续航能力，当浮标到达海面时，通过铱星模块33将采集到的水文数据传回到岸站控制指挥中心。
以上为浮标完成一个剖面的工作流程，浮标自动继续进行剖面运动直至电池包34能量耗尽。
本实施例提出的深海浮标，高压柱塞泵4可为液压油提供吸力，内气腔75中的气体也可以推动内油囊76中的液压油从内油囊76泵入外油囊8中，内气腔75中的气体造成的气压提供了另一种泵出内油囊76中的液压油的方式，内气腔75中的推力与高压柱塞泵4中的吸力协同作用，共同将内油囊76中的液压油泵入外油囊8中，有效解决了现有技术中只靠高压柱塞泵4吸出液压油时吸力不足的问题。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.深海浮标，包括耐压舱，其特征在于：还包括与所述耐压舱依次连接的蓄能器和外油囊，所述蓄能器包括用活塞分隔开来的容纳液压油的内油腔和容纳气体的内气腔，所述内油腔内部的液压油中浸泡有内油囊，所述耐压舱内还设置有可将蓄能器中的液压油吸到所述外油囊中的高压柱塞泵。
2.根据权利要求1所述的深海浮标，其特征在于：所述耐压舱还包括在所述耐压舱两端设置的耐压舱封头和耐压舱端盖，所述耐压舱内部竖直方向上还设置有固定在所述耐压舱端盖上的支撑架。
3.根据权利要求2所述的深海浮标，其特征在于：所述耐压舱的所述支撑架上还固定有控制模块，所述控制模块包括用以控制的浮标主控板，提供所述高压柱塞泵驱动力的电机，用以通讯和数据传输的铱星模块和用以提供能源的电池包。
4.根据权利要求1-3任一所述的深海浮标，其特征在于：所述耐压舱还包括高压管路，所述高压管路将所述高压柱塞泵、所述蓄能器以及所述外油囊串接起来，用以贯通整个浮标内的液压油。
5.根据权利要求4所述的深海浮标，其特征在于：所述耐压舱内还设置有组合阀块，所述组合阀块位于耐压舱内的高压柱塞泵和耐压舱外的蓄能器之间，所述组合阀块包括用以集成液压油路的油路块，位于所述油路块上的四端对称设置的四个电磁阀，以及连通所述油路块中心和侧端的单向阀；所述组合阀块联合所述高压柱塞泵及所述高压管路完成液压油在所述内油囊和所述外油囊之间的流动。
6.根据权利要求4所述的深海浮标，其特征在于：所述蓄能器还包括蓄能器上端盖和蓄能器下端盖，所述内油囊通过所述蓄能器上端盖与所述高压管路连接，所述蓄能器下端盖连接有可向所述内气腔充气的气阀。
7.根据权利要求1-3、5-6任一所述的深海浮标，其特征在于：所述外油囊外还设置有油囊保护罩，所述外油囊通过连接件与所述蓄能器模块相连，所述外油囊与所述连接件之间还设置有安装盘。
8.根据权利要求1-3、5-6任一所述的深海浮标，其特征在于：所述耐压舱封头顶部还有耐压天线和水密插座。
9.根据权利要求1-3、5-6任一所述的深海浮标，其特征在于：所述耐压舱外围包裹有浮力材料。
10.根据权利要求1-3、5-6任一所述的深海浮标，其特征在于：所述耐压舱端盖与所述蓄能器模块之间还设置有温盐深传感器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No. 168 Wenhai Middle Road, Jimo District, Qingdao City, Shandong Province Patentee after: Qingdao Marine Science and Technology Center Country or region after: China Address before: No. 168 Wenhai Middle Road, Jimo District, Qingdao City, Shandong Province Patentee before: QINGDAO NATIONAL LABORATORY FOR MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT CENTER Country or region before: China |
|
| CP03 | Change of name, title or address |