[發(fā)明專利]一種深海蓄能式浮力調(diào)節(jié)裝置及其調(diào)節(jié)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110879758.7
• 申請日: 2021-08-02
• 公開（公告）號(hào): CN113562147A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳俊;黃文健;辛永智;蔡篤思;楊文才
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所
• 主分類號(hào): B63G8/22
• 分類號(hào): B63G8/22;B63G8/14;B63C11/52
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 魏毅宏

本發(fā)明提供的深海蓄能式浮力調(diào)節(jié)裝置，所述蓄能器(1)的出油口經(jīng)所述控制閥箱(5)內(nèi)部油路分為兩路，其中一路油路連接至所述第一開關(guān)閥(6)的一端，所述第一開關(guān)閥(6)另一端連接至所述雙向齒輪泵(3)的一端，所述雙向齒輪泵(3)的另一端連接至所述外油囊(2)；另一路油路連接至所述第三開關(guān)閥(10)的一端，所述第三開關(guān)閥(10)的另一端連接至所述調(diào)速閥(11)的出口端，所述調(diào)速閥(11)的入口端與所述外油囊(2)連接，上述深海蓄能式浮力調(diào)節(jié)裝置，利用蓄能器(1)事先蓄積與工作水深壓力相當(dāng)?shù)臍怏w，使得系統(tǒng)在由蓄能器(1)向外油囊(2)注油時(shí)，由于所述雙向齒輪泵(3)的進(jìn)出口壓差很小，從而顯著減少了能源的消耗。另外，本發(fā)明還提供了深海蓄能式浮力調(diào)節(jié)方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水下作業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種深海蓄能式浮力調(diào)節(jié)裝置及其調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù)

深海基站式作業(yè)平臺(tái)是基于深海著陸器技術(shù)發(fā)展而來的一類新型水下作業(yè)裝備，既具備深海著陸器長時(shí)間、定點(diǎn)作業(yè)的能力，還可以攜帶ROV或AUV進(jìn)行協(xié)同作業(yè)，同時(shí)可在海底運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)作業(yè)位點(diǎn)的轉(zhuǎn)移，能夠滿足更多元化的深海探測任務(wù)，是對(duì)當(dāng)前水下作業(yè)裝備體系的重要補(bǔ)充。

深海基站式作業(yè)平臺(tái)在海底定點(diǎn)作業(yè)時(shí)，需具備較大的負(fù)浮力以抵抗海流等外界的擾動(dòng)，從而保持一個(gè)固定的位置和姿態(tài)。當(dāng)開始轉(zhuǎn)移作業(yè)位點(diǎn)時(shí)，首先要從坐底狀態(tài)切換至懸浮狀態(tài)，一種方法是通過推進(jìn)器提供向上的動(dòng)力，該方法簡單直接、容易控制，但能耗較大，且隨時(shí)間不斷累加；另一種是采用浮力調(diào)節(jié)的方法，其優(yōu)點(diǎn)在于每移動(dòng)一個(gè)位點(diǎn)只需進(jìn)行一次浮力調(diào)節(jié)，而與運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和距離無關(guān)，因此是一種更常用的技術(shù)方案。對(duì)于常規(guī)的浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，無論是質(zhì)量式或容積式調(diào)節(jié)，系統(tǒng)工作壓力即為深海環(huán)境壓力，作業(yè)深度越大消耗的能源則越多。由于深海基站式作業(yè)平臺(tái)浮力調(diào)節(jié)范圍大、調(diào)節(jié)次數(shù)多，降低浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的能耗具有重要的意義。同時(shí)，該項(xiàng)技術(shù)對(duì)于其他作業(yè)裝備也具有很好的適用性。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，有必要提供一種為解決常規(guī)浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)在深海環(huán)境中工作能耗大的問題的深海蓄能式浮力調(diào)節(jié)裝置。

為解決上述問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一方面本申請?zhí)峁┝艘环N深海蓄能式浮力調(diào)節(jié)裝置，包括：蓄能器(1)、外油囊(2)、雙向齒輪泵(3)、直流電機(jī)(4)、控制閥箱(5)、第一開關(guān)閥(6)、第二開關(guān)閥(7)、溢流閥(9)、第三開關(guān)閥(10)及調(diào)速閥(11)，所述雙向齒輪泵(3)與所述直流電機(jī)(4)固定連接，所述第一開關(guān)閥(6)、所述第二開關(guān)閥(7)、所述壓力傳感器(8)、所述溢流閥(9)、所述第三開關(guān)閥(10)及所述調(diào)速閥(11)均安裝在所述控制閥箱(5)的內(nèi)部；其中：

所述蓄能器(1)的出油口經(jīng)所述控制閥箱(5)內(nèi)部油路分為兩路，其中一路油路連接至所述第一開關(guān)閥(6)的一端，所述第一開關(guān)閥(6)另一端連接至所述雙向齒輪泵(3)的一端，所述雙向齒輪泵(3)的另一端連接至所述外油囊(2)；另一路油路連接至所述第三開關(guān)閥(10)的一端，所述第三開關(guān)閥(10)的另一端連接至所述調(diào)速閥(11)的出口端，所述調(diào)速閥(11)的入口端與所述外油囊(2)連接；

所述雙向齒輪泵(3)的兩個(gè)端口分別與所述第二開關(guān)閥(7)的兩個(gè)端口及所述溢流閥(9)的兩個(gè)端口連接，以構(gòu)成卸荷啟動(dòng)回路。

在其中一些實(shí)施例中，所述蓄能器(1)若干個(gè)并聯(lián)設(shè)置的皮囊式單元組成，任意一皮囊式單元采用碳纖維纏繞式殼體。

在其中一些實(shí)施例中，還包括與所述皮囊式單元對(duì)應(yīng)設(shè)置的手動(dòng)截止閥(13)及所述轉(zhuǎn)接閥塊(12)，任意一所述皮囊式單元的出油口經(jīng)對(duì)應(yīng)的所述手動(dòng)截止閥(13)后連接所述轉(zhuǎn)接閥塊(12)的一端，所述轉(zhuǎn)接閥塊(12)的另一端連接至所述控制閥箱(5)。

在其中一些實(shí)施例中，所述外油囊(2)為可沿直線伸縮的波紋管式皮囊裝置，所述皮囊裝置暴露于海水中，內(nèi)充液壓油，并采用彈簧預(yù)緊，使內(nèi)部油壓始終略大于環(huán)境海水壓力。