[發明專利]多級氣瓶及燃氣發生器混合充氣上浮裝置

在審

• 申請號: 202010068510.8
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111137424A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 甄文強;楊奇;譚路遙;何衍儒;李潘;唐其琴;曾飛;陳強洪;溫金鵬
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院總體工程研究所
• 主分類號: B63G8/00
• 分類號: B63G8/00;B63G8/24
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 葉明博

本發明公開了多級氣瓶及燃氣發生器混合充氣上浮裝置，包括多級氣瓶結構；環形氣囊；艙段殼體；氣體混合器；燃氣發生器；多級氣瓶結構和環形氣囊均安裝在艙段殼體內部，環形氣囊在充氣膨脹后凸出艙段殼體并為充氣上浮裝置提供浮力；多級氣瓶結構的氣體輸出端與氣體混合器的氣體輸入端連接；燃氣發生器的氣體輸出端與氣體混合器的氣體輸入端連接，氣體混合器的氣體輸出端與環形氣囊的氣體輸入端連接；本發明中燃氣發生器與氣瓶混合充氣，具有較高的最大上浮深度指標。

技術領域

本發明屬于無人潛航器技術領域，具體涉及多級氣瓶及燃氣發生器混合充氣上浮裝置。

背景技術

隨著海洋開發的不斷深入，人們越來越多的使用水下無人潛航器來完成海洋探索和研究任務，在無人潛航器執行完規定任務時需要上浮回收，或者在特殊情況下需要緊急上浮。目前，國內外用于水下裝備的上浮技術主要采用拋質量塊減重和氣囊充氣增大浮力兩種方式進行。其中，氣囊充氣上浮技術通過高壓氣瓶或燃氣發生器向氣囊充氣，完成上浮任務，具有產生浮力大、結構重量小的優點。

但是，氣囊的充氣過程受氣源的影響較大，單一采用高壓氣瓶或者燃氣發生器均存在自身的缺點。高壓氣瓶在向氣囊的充氣過程中會吸收大量的熱量，氣體劇烈降溫，導致氣囊的充氣體積偏小，需要較長時間的熱交換才能使得氣囊體積增大，無法滿足緊急情況下的上浮需求；單一燃氣發生器方案則存在燃氣溫度較高，高溫燃氣及燃燒顆粒進入氣囊后灼傷氣囊導致上浮失敗的問題。

此外，氣囊的充氣過程受深度影響較大，適應大深度的充氣裝置在小深度條件下會導致充氣速度過快，容易造成氣囊損壞；而在小深度使用的上浮裝置在大深度時充氣過慢，可能導致無人潛航器持續下沉，上浮失敗。針對上述問題，對于氣瓶壓力較小、適應深度窄的上浮裝置，可以采用電磁閥來實時控制充氣過程，比較容易解決；但是對最大上浮深度指標要求高、適應深度范圍要求寬的上浮裝置，需要采用超高壓氣瓶或者燃氣發生器進行充氣，目前沒有適應超高壓能力的電磁閥，只能采用一次性使用的電爆閥，燃氣發生器也是一次性點火燃燒，均無法進行充氣過程的控制，因此無法滿足適應深度范圍寬的要求。

因此，針對上述問題，迫切需要一種具有較高最大上浮深度指標、較大深度適應范圍，能夠滿足無人潛航器大深度上浮要求的上浮裝置。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供多級氣瓶及燃氣發生器混合充氣上浮裝置。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：

多級氣瓶及燃氣發生器混合充氣上浮裝置包括：

多級氣瓶結構；

環形氣囊；

艙段殼體；多級氣瓶結構和環形氣囊均安裝在艙段殼體內部，環形氣囊在充氣膨脹后凸出艙段殼體并為充氣上浮裝置提供浮力；

氣體混合器；多級氣瓶結構的氣體輸出端與氣體混合器的氣體輸入端連接；

燃氣發生器；燃氣發生器的氣體輸出端與氣體混合器的氣體輸入端連接，氣體混合器的氣體輸出端與環形氣囊的氣體輸入端連接。

具體地，多級氣瓶結構包括：

多個氣瓶組；每個氣瓶組由至少一個氣瓶構成；

多個電爆閥；多個電爆閥分別用于多個氣瓶組的控制；多個電爆閥的氣體輸出端分別并聯在氣瓶充氣管路上，并將氣體輸送至氣體混合器。

具體地，多個氣瓶朝向一致，且并列安裝。

優選地，充氣上浮裝置還包括整流罩，艙段殼體的腰部設置有環形凹槽，環形氣囊折疊后安裝在環形凹槽內，整流罩安裝在艙段殼體的環形凹槽表面，整流罩在環形氣囊充氣膨脹后脫落。

具體地，氣體混合器與燃氣發生器之間通過燃氣發生器充氣管路連接。