CN212605742U - 活塞排水式自平衡浮力调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种活塞排水式自平衡浮力调节装置，包括浮力舱体所述调节腔内设有驱动件和动力丝杠，所述驱动件驱动所述动力丝杠转动，所述动力丝杠的两端分别设有旋转方向相反的驱动螺纹，所述动力丝杠的一端螺纹连接有第一切边法兰螺母，且动力丝杠的另一端螺纹连接有第二切边法兰螺母，所述第一切边法兰螺母的外侧套有配重环，所述第二切边法兰螺母的外侧套有连接套杆，所述活塞与连接套杆的一端固定连接，所述压缩波纹管的封闭端与所述活塞固定连接，且压缩波纹管的敞口端固定在排水腔的端部并与外界相连通。本实用新型所述的在调节浮力的同时移动配重块，减少内部质量分布的改变所造成的质心位置的变化。

Description

活塞排水式自平衡浮力调节装置

技术领域

本实用新型属于浮力调节设备领域，尤其是涉及一种活塞排水式自平衡浮力调节装置。

背景技术

水下移动作业设备主要依靠重力、浮力以及推力矢量方向调节自身水中姿态。大多数设备重力与浮力为固定设置，对工作环境变量抵抗力较差；部分设备设有活塞式或油囊式浮力调节装置调节浮力，但同时也造成了机器质量分布变化，影响重心位置，增加了姿态调节的复杂程度。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种活塞排水式自平衡浮力调节装置，以调节浮力的同时保持重心不变。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种活塞排水式自平衡浮力调节装置，包括浮力舱体，所述浮力舱体为一端封闭一端敞口结构，所述浮力舱体内固定有通孔压环，所述通孔压环将浮力舱体内部隔为调节腔和排水腔，所述调节腔为密封结构，所述调节腔内设有驱动件和动力丝杠，所述驱动件驱动所述动力丝杠转动，所述动力丝杠的两端分别设有旋转方向相反的驱动螺纹，所述动力丝杠的一端螺纹连接有第一切边法兰螺母，且动力丝杠的另一端螺纹连接有第二切边法兰螺母，所述第一切边法兰螺母与第二切边法兰螺母均与调节腔的内壁滑动连接，所述第一切边法兰螺母的外侧套有配重环，所述第二切边法兰螺母的外侧套有连接套杆，所述连接套杆的另一端穿过所述通孔压环的中心孔后位于所述排水腔内，所述排水腔内设有活塞和压缩波纹管，所述活塞与排水腔的内壁滑动连接，所述活塞与连接套杆的一端固定连接，所述压缩波纹管为一端封闭一端敞口结构，所述压缩波纹管的封闭端与所述活塞固定连接，且压缩波纹管的敞口端固定在排水腔的端部并与外界相连通。

进一步的，所述浮力舱体的一端安装有密封法兰盖，所述密封法兰盖上开设有穿线孔，所述密封法兰盖与浮力舱体之间设有第一密封圈。

进一步的，所述密封法兰盖上安装有密封套筒，所述密封套筒套在所述穿线孔的一侧。

进一步的，所述驱动件为电机。

进一步的，所述调节腔内还设有若干的导向片，所述导向片均固定在调节腔的内壁上，所述第一切边法兰螺母、第二切边法兰螺母均与导向片滑动连接。

进一步的，所述浮力舱体的另一端安装有滤网，所述压缩波纹管的内部通过滤网上的通孔与外界相连通。

进一步的，所述排水腔的内壁、活塞的端面与压缩波纹管的外壁之间形成密封的压缩空腔。

进一步的，所述调节腔内还设有圆环法兰，所述圆环法兰与调节腔的内壁固定连接，所述驱动件固定在所述圆环法兰上。

相对于现有技术，本实用新型所述的活塞排水式自平衡浮力调节装置具有以下优势：

(1)本实用新型所述的活塞排水式自平衡浮力调节装置，在调节浮力的同时移动配重块，减少内部质量分布的改变所造成的质心位置的变化，减少对水下移动作业设备姿态的干扰。

(2)本实用新型所述的活塞排水式自平衡浮力调节装置，采用多级密封圈密封，保证了内部空腔的密封性，减少了由于舱内进水导致浮力损失甚至电子设备损坏的风险。

(3)本实用新型所述的活塞排水式自平衡浮力调节装置，所需零件方便加工，能有效降低生产成本。排水体积和浮力变化范围可根据需求定制，能满足各种不同的水下工作环境。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的调节装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的调节装置的A部放大图；

图3为本实用新型实施例所述的调节装置的B部放大图；

图4为本实用新型实施例所述的调节装置的右视图。

附图标记说明：

1、浮力舱体；11、通孔压环；12、调节腔；121、导向片；122、圆环法兰；13、排水腔；14、密封法兰盖；141、穿线孔；142、第一密封圈；143、密封套筒；15、金属压环；151、第五密封圈；2、驱动件；3、动力丝杠；31、第一切边法兰螺母；311、配重环；32、第二切边法兰螺母；321、连接套杆；3211、活塞；32111、第二密封圈；32112、密封挡圈；4、压缩波纹管；41、金属压片；42、第三密封圈；5、滤网；51、第四密封圈。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1-4所示，一种活塞排水式自平衡浮力调节装置，包括浮力舱体1，浮力舱体1为一端封闭一端敞口结构，浮力舱体1内固定有通孔压环11，通孔压环11将浮力舱体1内部隔为调节腔12和排水腔13，调节腔12为密封结构，调节腔12内设有驱动件2和动力丝杠3，驱动件2驱动动力丝杠3转动，动力丝杠3的两端分别设有旋转方向相反的驱动螺纹，动力丝杠3的一端螺纹连接有第一切边法兰螺母31，且动力丝杠3的另一端螺纹连接有第二切边法兰螺母32，第一切边法兰螺母31与第二切边法兰螺母32均与调节腔12的内壁滑动连接，第一切边法兰螺母31的外侧套有配重环311，第二切边法兰螺母32的外侧套有连接套杆321，连接套杆321的另一端穿过通孔压环11的中心孔后位于排水腔13内，排水腔13内设有活塞3211和压缩波纹管4，活塞3211与排水腔13的内壁滑动连接，活塞3211与连接套杆321的一端固定连接，压缩波纹管4为一端封闭一端敞口结构，压缩波纹管4的封闭端与活塞3211固定连接，且压缩波纹管4的敞口端固定在排水腔13的端部并与外界相连通。在调节浮力的同时移动配重块，减少内部质量分布的改变所造成的质心位置的变化，减少对水下移动作业设备姿态的干扰。配重环311质量可根据活塞3211质量定制。

动力丝杠3的一端设有与电机输出轴配合的盲孔，利用螺钉与电机输出轴固定连接。动力丝杠3两端的切边法兰螺母内螺纹分别为左旋与右旋，对应安装在动力丝杠3的两段旋转方向相反的驱动螺纹上，使其法兰端相对并于中间过渡段中点相遇。

浮力舱体1的一端安装有密封法兰盖14，密封法兰盖14上开设有穿线孔141，密封法兰盖14与浮力舱体1之间设有第一密封圈142。密封法兰盖14上安装有密封套筒143，密封套筒143套在穿线孔141的一侧。密封法兰盖14沟槽处放置第一密封圈142，电源与数据线通过穿线孔141穿出舱体，密封套筒143中置有凝固密封胶密封，密封法兰盖14用螺丝与舱体端面紧固。

在一些实施例中，驱动件2为电机。电机的型号采用但不限于深圳市福山自动化科技有限公司的直线丝杆步进电机。

调节腔12内还设有若干的导向片121，导向片121均固定在调节腔12的内壁上，第一切边法兰螺母31、第二切边法兰螺母32均与导向片121滑动连接。导向片121为瓦状结构，其平行端面与切边法兰螺母切边平面配合，防止切边法兰螺母随丝杠旋转；瓦状结构的导向片121向外侧端面有两螺纹孔，用于安装环形挡圈。

浮力舱体1的另一端安装有滤网5，压缩波纹管4的内部通过滤网5上的通孔与外界相连通。滤网5外缘带有压环，用于固定滤网5。

排水腔13的内壁、活塞3211的端面与压缩波纹管4的外壁之间形成密封的压缩空腔。活塞3211上的沟槽用于安装第二密封圈32111与密封挡圈32112，连接套杆321穿过压环的中心孔通过第二切边法兰螺母32外螺纹连接在第二切边法兰螺母32上。活塞3211外端面与压缩波纹管4连接，压缩波纹管4外端面的沟槽内放置第三密封圈42并与活塞3211外端面贴合，压缩波纹管4内部放置一金属压片41，通过安装螺丝使压缩波纹管4的封闭端紧压在活塞3211上。压缩波纹管4敞口端的外翻边缘扣合在浮力舱体1边缘，上压一带有第四密封圈51的滤网5，外套一带有第五密封圈151的金属压环15，该金属压环15通过舱体外螺纹旋紧在舱体上。采用多级密封圈密封，保证了内部空腔的密封性，减少了由于舱内进水导致浮力损失甚至电子设备损坏的风险。

在一些实施例中，第一密封圈142、第二密封圈32111、第三密封圈42、第四密封圈51、第五密封圈151均采用但不限于O型密封圈。

调节腔12内还设有圆环法兰122，圆环法兰122与调节腔12的内壁固定连接，驱动件2固定在圆环法兰122上。圆环法兰122将浮力舱体1内部分为大小两部分，较小一部分用于放置电机，电机通过法兰通孔利用螺丝与浮力舱体1固定。

具体使用时，电机带动正反牙的动力丝杠3转动，使第一切边法兰螺母31与第二切边法兰螺母32分别向相反的方向移动，进而带动配重环311与连接套杆321分别向相反的方向移动，连接套杆321带动活塞3211向外伸出，挤压并使压缩波纹管4的长度变短，将压缩波纹管4内的水排出浮力舱体1，增大排水量进而增大浮力；同时配重块按照一定比例向相反方向移动来平衡由于活塞3211移动带来的质心位移。减小浮力时：电机反向转动，通过第一切边法兰螺母31与第二切边法兰螺母32分别带动配重环311与连接套杆321互相靠近，连接套杆321拉动活塞3211缩回，进而拉伸压缩波纹管4，压缩波纹管4内部空间增大，水从压缩波纹管4的敞口端进入其内部，增大了浮力舱体1的重量，进而减小浮力。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.活塞排水式自平衡浮力调节装置，其特征在于：包括浮力舱体，所述浮力舱体为一端封闭一端敞口结构，所述浮力舱体内固定有通孔压环，所述通孔压环将浮力舱体内部隔为调节腔和排水腔，所述调节腔为密封结构，所述调节腔内设有驱动件和动力丝杠，所述驱动件驱动所述动力丝杠转动，所述动力丝杠的两端分别设有旋转方向相反的驱动螺纹，所述动力丝杠的一端螺纹连接有第一切边法兰螺母，且动力丝杠的另一端螺纹连接有第二切边法兰螺母，所述第一切边法兰螺母与第二切边法兰螺母均与调节腔的内壁滑动连接，所述第一切边法兰螺母的外侧套有配重环，所述第二切边法兰螺母的外侧套有连接套杆，所述连接套杆的另一端穿过所述通孔压环的中心孔后位于所述排水腔内，所述排水腔内设有活塞和压缩波纹管，所述活塞与排水腔的内壁滑动连接，所述活塞与连接套杆的一端固定连接，所述压缩波纹管为一端封闭一端敞口结构，所述压缩波纹管的封闭端与所述活塞固定连接，且压缩波纹管的敞口端固定在排水腔的端部并与外界相连通。

2.根据权利要求1所述的活塞排水式自平衡浮力调节装置，其特征在于：所述浮力舱体的一端安装有密封法兰盖，所述密封法兰盖上开设有穿线孔，所述密封法兰盖与浮力舱体之间设有第一密封圈。

3.根据权利要求2所述的活塞排水式自平衡浮力调节装置，其特征在于：所述密封法兰盖上安装有密封套筒，所述密封套筒套在所述穿线孔的一侧。

4.根据权利要求1所述的活塞排水式自平衡浮力调节装置，其特征在于：所述驱动件为电机。

5.根据权利要求1所述的活塞排水式自平衡浮力调节装置，其特征在于：所述调节腔内还设有若干的导向片，所述导向片均固定在调节腔的内壁上，所述第一切边法兰螺母、第二切边法兰螺母均与导向片滑动连接。

6.根据权利要求2所述的活塞排水式自平衡浮力调节装置，其特征在于：所述浮力舱体的另一端安装有滤网，所述压缩波纹管的内部通过滤网上的通孔与外界相连通。

7.根据权利要求1所述的活塞排水式自平衡浮力调节装置，其特征在于：所述排水腔的内壁、活塞的端面与压缩波纹管的外壁之间形成密封的压缩空腔。

8.根据权利要求1所述的活塞排水式自平衡浮力调节装置，其特征在于：所述调节腔内还设有圆环法兰，所述圆环法兰与调节腔的内壁固定连接，所述驱动件固定在所述圆环法兰上。

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