CN218172559U

CN218172559U - 油囊式浮力调节器

Info

Publication number: CN218172559U
Application number: CN202222389274.7U
Authority: CN
Inventors: 熊治荣
Original assignee: Xi'an Zhirong Electromechanical Technology Co ltd
Current assignee: Xi'an Zhirong Electromechanical Technology Co ltd
Priority date: 2022-09-08
Filing date: 2022-09-08
Publication date: 2022-12-30
Anticipated expiration: 2032-09-08

Abstract

本实用新型提供一种油囊式浮力调节器，属于浮力调节技术领域，包括外油囊、内油囊以及液压系统，所述外油囊为刚性结构，所述内油囊为柔性结构，所述液压系统分别与所述外油囊、内油囊连通，以调节外油囊和内油囊内液压油的体积比。本实用新型的油囊式浮力调节器兼顾了刚性油囊和柔性油囊的优势，具有排水体积及形状变化规则，质心浮心变化稳定可预测，可闭环精准控制的优点，且刚性外油囊几何形状变化规则提高了浮力控制精度，可用于水下装备精确悬浮控制；内油囊的柔性设置可以减小调节器的尺寸，降低加工精度要求，从而降低浮力调节器的重量、成本。

Description

油囊式浮力调节器

技术领域

本实用新型属于浮力调节技术领域，具体涉及一种油囊式浮力调节器。

背景技术

现有油囊式浮力调节器主要分为刚性油囊式浮力调节器和柔性油囊式浮力调节器，具有较高的安全性和可操控性，能够满足相应的浮力调节控制的需求。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下缺陷：

刚性油囊式浮力调节器的内外油囊均为刚性结构，虽然调节控制精度高、工作稳定，但是存在系统结构重量较大等缺陷；柔性油囊式浮力调节器的内外软油囊结构则存在质心控制不稳、调节控制精度低、可重复精度差的问题，且内外软油囊结构的浮力调节器还存在空间利用率较低的缺陷。

实用新型内容

基于上述背景问题，本实用新型旨在提供一种油囊式浮力调节器，可以兼顾刚性油囊和柔性油囊的优势，具有排水体积及形状变化规则，质心浮心变化稳定可预测，可闭环精准控制的优点，且刚性外油囊几何形状变化规则提高了浮力控制精度，可用于水下装备精确悬浮控制；内油囊的柔性设置可以减小调节器的尺寸，降低加工精度要求，从而降低浮力调节器的重量、成本。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供的技术方案是：

油囊式浮力调节器，包括：

外油囊，所述外油囊为刚性结构；

内油囊，所述内油囊为柔性结构；

液压系统，分别与所述外油囊、内油囊连通，以调节外油囊和内油囊内液压油的比例。

在一个实施例中，所述油囊式浮力调节器还包括：

刚性压力平衡舱，所述刚性压力平衡舱内设有活塞，所述刚性压力平衡舱与活塞合围形成所述外油囊。

在一个实施例中，所述刚性压力平衡舱为圆筒形。

在一个实施例中，所述油囊式浮力调节器还包括：

水密耐压舱，与所述刚性压力平衡舱固定，所述水密耐压舱内设有所述内油囊和液压系统。

在一个实施例中，所述水密耐压舱为圆筒形。

在一个实施例中，所述水密耐压舱为球形，所述水密耐压舱嵌设在刚性压力平衡舱的端部。

在一个实施例中，所述油囊式浮力调节器还包括：

位移传感器，设置在所述水密耐压舱内，用于监测所述活塞的位移量。

进一步地，所述活塞上固定有活塞杆，所述活塞杆与所述位移传感器相对设置。

更进一步地，所述活塞杆与位移传感器相对的端部设有反光板。

在一个实施例中，所述液压系统通过油管I与所述外油囊连通，所述液压系统通过油管II与所述内油囊连通。

与现有技术相比，本实用新型实施例至少具有以下效果：

1、本实用新型的油囊式浮力调节器的外油囊为刚性结构，内油囊为柔性结构，兼顾了刚性油囊和柔性油囊的优势，具有排水体积及形状变化规则，质心浮心变化稳定可预测，可闭环精准控制的优点，且刚性外油囊几何形状变化规则提高了浮力控制精度，可用于水下装备精确悬浮控制；内油囊的柔性设置可以减小调节器的尺寸，降低加工精度要求，从而降低浮力调节器的重量、成本。

2、本实用新型还包括刚性压力平衡舱和水密耐压舱，刚性压力平衡舱与活塞形成外油囊，刚性压力平衡舱因为在使用时其内部压力与外部水体压力近似相等，因此其无需承受较大的压力，其厚度尺寸可在满足相应的刚度条件下尽可能的减小，从而降低浮力调节器的自重；水密耐压舱设置内油囊，柔性内油囊的设置增强了水密耐压舱结构形式布局设置的灵活性，为结构布局最优设计提供了可能。

3、本实用新型的水密耐压舱可以为球形结构，具有最优的承压结构，可以在满足压力要求的前提下减小水密耐压舱体积，进而降低浮力调节器整体的重量，适用于大深度环境工作。

4、本实用新型还包括位移传感器，通过位移传感器监测活塞杆的位移，进而可以通过计算得到外油囊的体积变化，不存在使用流量计测量时存在的累计误差问题，测量精度高、可重复精度好；且一次标定长期使用，不存在断电需要重新标定等问题；体积基准稳定不变。

5、本实用新型的液压系统设置在水密耐压舱内，封闭式设置使其与外部隔离，可免除水体污染和腐蚀等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例1中油囊式浮力调节器的主视剖视图；

图2为本实用新型实施例2中油囊式浮力调节器的主视剖视图；

图3为本实用新型实施例3中油囊式浮力调节器的主视剖视图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于说明书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。

为了解决现有刚性油囊式浮力调节器和柔性油囊式浮力调节器存在的缺陷，本实用新型实施例提供一种油囊式浮力调节器，设置外油囊为刚性结构，内油囊为柔性结构，这样便兼顾了刚性油囊和柔性油囊的优势，具有排水体积及形状变化规则，质心浮心变化稳定可预测，可闭环精准控制的优点，且刚性外油囊几何形状变化规则提高了浮力控制精度，可用于水下装备精确悬浮控制；内油囊的柔性设置可以减小调节器的尺寸，降低加工精度要求，从而降低浮力调节器的重量、成本。

接下来通过具体实施例对本实用新型的技术方案进行描述。

实施例1

油囊式浮力调节器，如图1所示，包括：刚性压力平衡舱1、外油囊2、水密耐压舱3、内油囊4以及液压系统5。

在本实施例中，如图1所示，所述刚性压力平衡舱1和水密耐压舱3均为顶端开口的圆筒形，所述水密耐压舱3的开口端与刚性压力平衡舱1的底端固接。

需要说明的是，本实施例的刚性压力平衡舱1和水密耐压舱3具有相同的尺寸，在其他实施例中，刚性压力平衡舱1和水密耐压舱3也可以非等径设置。

具体的，所述刚性压力平衡舱1内设有活塞101，所述刚性压力平衡舱1与所述活塞101合围形成外油囊2，即本实施例的外油囊2为刚性结构，可以实现排水体积的规则变化，即本实施例的油囊式浮力调节器的质心变化是规则的、可控的、可预知的。

需要说明的是，本实施例的外油囊2与环境工作水体压力内外平衡，刚性压力平衡舱1和活塞101只起到隔离水体的作用，因此其在保证必要力学结构强度条件下可以设计成较薄的尺寸，以减轻浮力调节器的自重。

在本实施例中，所述内油囊4为采用橡胶材质制成的柔性油囊，所述内油囊4容置在水密耐压舱3内。

在本实施例中，所述液压系统5同样设置在水密耐压舱3内，且位于内油囊4的外侧，所述液压系统5通过油管I 501与所述外油囊2连通，通过油管II 502与所述内油囊4连通，从而对外油囊2和内油囊4内的液压油的体积分配比例进行调节，进而实现浮力调节。

采用液压油作为浮力调节工作介质相比直接采用环境水体作为浮力调节介质，具有不易受外部环境污染影响，工作寿命长、可靠性高、控制精确稳定等优点。

本实施例的油囊式浮力调节器设置外油囊2为刚性结构，内油囊4为柔性结构，综合了刚性油囊浮力调节器对浮力调节液压油的刚性约束，形成规则的几何体，可实现精确体积测量；而柔性结构的内油囊增强了水密耐压舱结构形式布局设置的灵活性，为结构布局最优设计提供了可能，可以降低浮力调节器的自重，增强内部空间布局的灵活性，降低水密耐压舱的舱壁加工精度要求。

实施例2

油囊式浮力调节器，如图2所示，与实施例1不同的是，本实施例还包括位移传感器6，以对活塞101的位移量进行监测，进而获得外部排水体积。

在本实施例中，所述位移传感器6设置在水密耐压舱3内，且位移传感器6的发射端与活塞101相对设置。

具体的，所述活塞101的圆心处固定有活塞杆102，所述活塞杆102穿设在刚性压力平衡舱1的底壁上，且活塞杆102穿出刚性压力平衡舱1的端部固定有反光板103，反光板103的尺寸大于活塞杆102的尺寸，反光板103一方面用于反射位移传感器6发出的激光，另一方面，反光板103也可以对活塞杆102形成限位，以避免其从刚性压力平衡舱1的底壁上脱出。

为了保证密封性，本实施例在刚性压力平衡舱1的底壁上开设的供活塞杆102穿设的通孔处设有密封结构。

本实施例的油囊式浮力调节器的工作原理为：

当需要浮力增大时，内油囊4内的液压油在液压系统5的控制下通过油管II 502吸出然后通过油管I 501排入外油囊2内，外油囊2内的液压油体积增大，浮力调节器总体排水体积增大，浮力增大；反之，浮力减小。

外油囊2内的液压油体积增大时，活塞101向外移动，相应的活塞杆102在活塞101的带动下同步移动，位移传感器6实时测量安装在活塞杆102上的反光板103的位移当前值，通过计算即可获得实时浮力调节体积变化值。

由于活塞101、活塞杆102、反光板103是刚性连接，因此位移传感器6读取的位移值就是活塞101的当前真实位移值，该测量值始终反映的是真实的外部排水体积真实值，相比流量计式等其它方式的浮力调节器，本实施例的浮力调节器直接反映了其最真实的排水体积变化，能够做到高精度控制。

实施例3

油囊式浮力调节器，如图3所示，与实施例2不同的是，本实施例的水密耐压舱3为球形。

在本实施例中，球形的所述水密耐压舱3嵌设在刚性压力平衡舱1的底端，具体的，所述刚性压力平衡舱1的底壁上开设有槽孔，所述水密耐压舱3的顶部穿过槽孔伸入刚性压力平衡舱1的内部，此时，所述活塞杆102穿设在水密耐压舱3上。

本实施例设置水密耐压舱3为球形，具有更好的承压能力，在相同材料、承压要求、排水体积条件下重量最轻。

应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.油囊式浮力调节器，其特征在于，包括：

外油囊，所述外油囊为刚性结构；

内油囊，所述内油囊为柔性结构；

液压系统，分别与所述外油囊、内油囊连通，以调节外油囊和内油囊内液压油的体积比。

2.根据权利要求1所述的油囊式浮力调节器，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的油囊式浮力调节器，其特征在于，所述刚性压力平衡舱为圆筒形。

4.根据权利要求2所述的油囊式浮力调节器，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求4所述的油囊式浮力调节器，其特征在于，所述水密耐压舱为圆筒形。

6.根据权利要求4所述的油囊式浮力调节器，其特征在于，所述水密耐压舱为球形，所述水密耐压舱嵌设在所述刚性压力平衡舱的端部。

7.根据权利要求4所述的油囊式浮力调节器，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求7所述的油囊式浮力调节器，其特征在于，所述活塞上固定有活塞杆，所述活塞杆与所述位移传感器相对设置。

9.根据权利要求8所述的油囊式浮力调节器，其特征在于，所述活塞杆与位移传感器相对的端部设有反光板。

10.根据权利要求1所述的油囊式浮力调节器，其特征在于，所述液压系统通过油管I与所述外油囊连通，所述液压系统通过油管II与所述内油囊连通。