深海潜水器浮力控制系统:海水泵设计及其操作流程
2025-02-08 21:43
No.1337901692217466880
技术概要
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本技术涉及一种深海潜水器的浮力调节系统,核心组件为海水泵。该系统包含泵头,配备有一号、二号和三号阶梯孔。一号阶梯孔端部设有进水口和出水口,两者呈正交布局,分别用于进水和出水。该系统旨在通过精确控制潜水器的浮力,以适应深海环境的复杂变化。
背景技术
潜水器是进行高效勘探、科学考察、开发作业、军事侦测及作战平台的重要装备。潜水器取样后由于重量的增加或释放其他装备后重量的减少,或是由于水介质的特性(压力、温度)而引起的海水密度的变化;或是随着下潜深度的增加,潜水器耐压结构发生弹性变形而引起排水体积的变化,这些因素均导致重力和浮力的平衡经常被打破。因此,为确保潜水器在一定深度具有相对稳定的作业姿态,需要对其进行浮力调节。 典型的潜水器浮力调节系统,由海水泵、相关阀件和耐压水舱组成,海水泵将舷外海水注入耐压水舱实现潜水器增重,将耐压水舱内海水排出舷外实现潜水器减重,从而调节净浮力。这种调节方法由于优势突出,应用于世界上主要的大深度载人潜水器。 上述典型浮力调节系统,海水泵是核心部件,其柱塞受力工况和传统水泵显著不同,具体如下:以图12为例,水腔为柱塞吸入海水和压缩排出排水的腔体,在吸水行程时,其内存在轻微真空工况(浮力调节系统将耐压水舱内海水排出时存在该工况),在排出海水时,其内为额定工作压力;柱塞在水腔之外的部分,始终承受海水环境压力;因此在柱塞吸水行程,柱塞承受海水压力,在柱塞排水行程,柱塞同时承受额定压力和海水压力,综上,对于大深度潜水器浮力调节用水泵,柱塞承受交变重载。对于传统海水泵,在设计时,柱塞回程时回程力均较小,不足以克服吸水行程作用于柱塞上的海水压力。
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
刘浩  胡震  杨申申  杨建民  叶聪
技术所属: 上海交通大学  中国船舶科学研究中心
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