一种多耐压体潜水器的姿态调节系统的制作方法

本发明涉及海洋装备技术领域，尤其是一种多耐压体潜水器的姿态调节系统。

背景技术：

现有技术中的潜水器基本上都只有一个耐压体，如果需要调节水下姿态，需要用到纵倾平衡系统、横倾平衡系统以及浮力调整系统，需要设置多个纵倾平衡水舱、横倾平衡水舱以及浮力调整水舱，所用的设备和管路都比较多，占用潜水器较多内部空间，维修检修作业量比较大，并且操作繁琐，需要调节纵倾时启动纵倾平衡系统，需要调节横倾时启动横倾平衡系统，需要调节浮力时启动浮力调整系统。

随着对海洋装备领域的技术研究不断深化，多耐压体潜水器应运而生，其内部空间较大，可应用于深海探测、观光旅游、海洋研究或其他用途。

多耐压体潜水器在水下更容易受到水流干扰，姿态需要随时调节，如果沿用原单耐压体潜水器姿态调节系统的思路，不仅仅会带来空间浪费和设备、管路较多等问题，同时由于多耐压体潜水器结构区别于以往不同，多耐压体造成整个潜水器横向距离增加，横向恢复力矩增大，使用原来的姿态调节系统可能不满足调节要求，亟需一种新型的可适用于多耐压体潜水器的姿态调节系统。

技术实现要素：

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的多耐压体潜水器的姿态调节系统，从而克服原单耐压体潜水器姿态调节系统的不足，满足使用要求，提高工作可靠性。

本发明所采用的技术方案如下：

一种多耐压体潜水器的姿态调节系统，包括位于中部的中间耐压体，所述中间耐压体的两旁分别设置左舷耐压体和右舷耐压体；

左舷耐压体的两端分别设置有左舷艏部水舱和左舷艉部水舱，所述右舷耐压体的两端分别设置有右舷艏部水舱和右舷艉部水舱；

还包括通海阀，

通海阀与中间耐压体固定连接，通海阀的出口处依次串联有一号电动球阀和一号过滤器，所述一号过滤器的的出口处通过管路并联连接有二号电动球阀、截止止回阀、三号电动球阀，所述三号电动球阀与二号过滤器以及四号电动球阀依次连接组成串联管路，二号电动球阀、三号过滤器以及五号电动球阀依次连接组成串联管路，截止止回阀、一号挠性接管、均衡水泵以及二号挠性接管依次连接组成串联管路，五号电动球阀、二号挠性接管与四号电动球阀通过三通管路相连接；

一号舷侧阀、一号流量变送器、六号电动球阀、七号电动球阀、二号流量变送器以及二号舷侧阀依次连接组成串联管路，

六号电动球阀和七号电动球阀之间的管路通过一号支管与二号电动球阀和三号过滤器之间的管路相连接，

三号舷侧阀、三号流量变送器、八号电动球阀、九号电动球阀、四号流量变送器以及四号舷侧阀依次连接组成串联管路，

八号电动球阀和九号电动球阀之间的管路通过二号支管与三号电动球阀和二号过滤器之间的管路相连接，

三号流量变送器与八号电动球阀之间的管路通过三号支管与一号支管相连接，在三号支管上安装有十号电动球阀，二号流量变送器与七号电动球阀之间的管路通过四号支管与二号支管相连接，在四号支管上安装有十一号电动球阀。

其进一步技术方案在于：

所述左舷艏部水舱、左舷艉部水舱、右舷艏部水舱和右舷艉部水舱均为水密耐压结构。

所述左舷艏部水舱与右舷艏部水舱形状相同，位置关于潜水器中线面对称，左舷艉部水舱和右舷艉部水舱形状相同，位置关于潜水器中线面对称。

所述左舷艏部水舱通过管路穿过耐压体直接与二号舷侧阀相连接，左舷艉部水舱通过管路穿过耐压体直接与一号舷侧阀相连接，右舷艏部水舱通过管路穿过耐压体直接与四号舷侧阀相连接，右舷艉部水舱通过管路穿过耐压体直接与三号舷侧阀相连接，左舷耐压体和右舷耐压体除水舱通气管路外无其他水管路。

所述中间耐压体内除了一号舷侧阀、二号舷侧阀、三号舷侧阀、四号舷侧阀以及通海阀，其余管路、管路附件以及均衡水泵都集成安装在浮筏上，浮筏通过隔振器安装在中间耐压体内部。

左舷艏部水舱内装有左舷艏部液位变送器、左舷艉部水舱内装有左舷艉部液位变送器、右舷艏部水舱内装有右舷艏部液位变送器、右舷艉部水舱内装有右舷艉部液位变送器。

在左舷艉部排气阀通向潜水器内部空间的管路上装有左舷艉部消音器，在左舷艏部排气阀通向潜水器内部空间的管路上装有左舷艏部消音器，在右舷艉部排气阀通向潜水器内部空间的管路上装有右舷艉部消音器，在右舷艏部排气阀通向潜水器内部空间的管路上装有右舷艏部消音器。

均衡水泵采用串并联泵。

均衡水泵的吸入口装有第一压力变送器，均衡水泵的排出口装有第二压力变送器。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，采用左舷耐压体和右舷耐压体仅有小部分的水舱排气管路，基本上所有的设备和管路都集中在中间耐压体，便于集中管理、监测和维修，也有利于采取管路系统减振降噪措施；采用新的水舱位置布置形式，有利于水舱的综合利用，并且布置后的水舱可以同时满足纵倾、横倾以及浮力调整的需要；将单耐压体潜水器纵倾平衡系统、横倾平衡系统以及浮力调整系统进行整合，使用本发明中的多耐压体潜水器姿态调节系统即可完成潜水器所有的姿态调节，简化了操作步骤；本发明只设置一个均衡水泵以及相应数量的电动球阀等管路附件，整套调节装置只需要配备一个通海口，减少了设备数量，节省了潜水器内部空间。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明左舷耐压体的结构示意图。

图3为本发明中间耐压体的结构示意图。

图4为本发明右舷耐压体的结构示意图。

图5为本发明中间耐压体内部结构示意图。

其中：1、六号电动球阀；2、七号电动球阀；3、八号电动球阀；4、九号电动球阀；5、十一号电动球阀；6、十号电动球阀；7、二号电动球阀；8、五号电动球阀；9、三号电动球阀；10、四号电动球阀；11、一号电动球阀；

12、均衡水泵；

13、第二压力变送器；

14、第一压力变送器；

15、一号流量变送器；16、二号流量变送器；17、三号流量变送器；18、四号流量变送器；

19、一号挠性接管；20、二号挠性接管；

21、三号过滤器；22、二号过滤器；23、一号过滤器；

24、截止止回阀；

25、一号舷侧阀；26、二号舷侧阀；27、三号舷侧阀；28、四号舷侧阀；

29、通海阀；

30、一号支管；31、三号支管；32、二号支管；33、四号支管；

34、左舷艉部液位变送器；

35、左舷艏部液位变送器；

36、右舷艉部液位变送器；

37、右舷艏部液位变送器；

38、左舷艉部排气阀；

39、左舷艏部排气阀；

40、右舷艉部排气阀；

41、右舷艏部排气阀

42、左舷艉部消音器；

43、左舷艏部消音器；

44、右舷艉部消音器；

45、右舷艏部消音器；

46、左舷耐压体；

47、中间耐压体；

48、右舷耐压体；

49、左舷艏部水舱；

50、左舷艉部水舱；

51、右舷艏部水舱；

52、右舷艉部水舱。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1-图5所示，本实施例的多耐压体潜水器的姿态调节系统，包括位于中部的中间耐压体47，中间耐压体47的两旁分别设置左舷耐压体46和右舷耐压体48；

左舷耐压体46的两端分别设置有左舷艏部水舱49和左舷艉部水舱50，右舷耐压体48的两端分别设置有右舷艏部水舱51和右舷艉部水舱52；

还包括通海阀29，

通海阀29与中间耐压体47固定连接，通海阀29的出口处依次串联有一号电动球阀11和一号过滤器23，一号过滤器23的的出口处通过管路并联连接有二号电动球阀7、截止止回阀24、三号电动球阀9，三号电动球阀9与二号过滤器22以及四号电动球阀10依次连接组成串联管路，二号电动球阀7、三号过滤器21以及五号电动球阀8依次连接组成串联管路，截止止回阀24、一号挠性接管19、均衡水泵12以及二号挠性接管20依次连接组成串联管路，五号电动球阀8、二号挠性接管20与四号电动球阀10通过三通管路相连接；

一号舷侧阀25、一号流量变送器15、六号电动球阀1、七号电动球阀2、二号流量变送器16以及二号舷侧阀26依次连接组成串联管路，

六号电动球阀1和七号电动球阀2之间的管路通过一号支管30与二号电动球阀7和三号过滤器21之间的管路相连接，

三号舷侧阀27、三号流量变送器17、八号电动球阀3、九号电动球阀4、四号流量变送器18以及四号舷侧阀28依次连接组成串联管路，

八号电动球阀3和九号电动球阀4之间的管路通过二号支管32与三号电动球阀9和二号过滤器22之间的管路相连接，

三号流量变送器17与八号电动球阀3之间的管路通过三号支管31与一号支管30相连接，在三号支管31上安装有十号电动球阀6，二号流量变送器16与七号电动球阀2之间的管路通过四号支管33与二号支管32相连接，在四号支管33上安装有十一号电动球阀5。

左舷艏部水舱49、左舷艉部水舱50、右舷艏部水舱51和右舷艉部水舱52均为水密耐压结构。

左舷艏部水舱49与右舷艏部水舱51形状相同，位置关于潜水器中线面对称，左舷艉部水舱50和右舷艉部水舱52形状相同，位置关于潜水器中线面对称。

左舷艏部水舱49通过管路穿过耐压体直接与二号舷侧阀26相连接，左舷艉部水舱50通过管路穿过耐压体直接与一号舷侧阀25相连接，右舷艏部水舱51通过管路穿过耐压体直接与四号舷侧阀28相连接，右舷艉部水舱52通过管路穿过耐压体直接与三号舷侧阀27相连接，左舷耐压体46和右舷耐压体48除水舱通气管路外无其他水管路。

中间耐压体47内除了一号舷侧阀25、二号舷侧阀26、三号舷侧阀27、四号舷侧阀28以及通海阀29，其余管路、管路附件以及均衡水泵12都集成安装在浮筏上，浮筏通过隔振器安装在中间耐压体47内部。

左舷艏部水舱49内装有左舷艏部液位变送器35、左舷艉部水舱50内装有左舷艉部液位变送器34、右舷艏部水舱51内装有右舷艏部液位变送器37、右舷艉部水舱52内装有右舷艉部液位变送器36。

在左舷艉部排气阀38通向潜水器内部空间的管路上装有左舷艉部消音器42，在左舷艏部排气阀39通向潜水器内部空间的管路上装有左舷艏部消音器43，在右舷艉部排气阀40通向潜水器内部空间的管路上装有右舷艉部消音器44，在右舷艏部排气阀41通向潜水器内部空间的管路上装有右舷艏部消音器45。

均衡水泵12采用串并联泵。

均衡水泵12的吸入口装有第一压力变送器14，均衡水泵12的排出口装有第二压力变送器13。

本发明的具体结构和功能如下：

包括电动球阀、均衡水泵12、压力变送器、流量变送器、挠性接管、过滤器、截止止回阀24、舷侧阀、通海阀29、液位变送器、排气阀、消音器、左舷耐压体46、中间耐压体47、右舷耐压体48、左舷艏部水舱49、左舷艉部水舱50、右舷艏部水舱51、右舷艉部水舱52、连接管路，本实施例耐压体数量为三个，各个耐压体通过相应肋板连接，可以根据实际潜水器结构，将本发明中的姿态调节系统应用到其他不同耐压体数量的潜水器上。

为了增大纵倾姿态调节能力，尽可能增大纵向不平衡力矩的调节能力，本发明中将水舱布置在了潜水器最艏艉两端，同时为了增大横倾姿态调节能力，将水舱尽量远离潜水器中线面布置，因此，本发明具体布置方式如下：

左舷艏部水舱49为水密耐压结构，位于左舷耐压体46的最艏部位置，

左舷艉部水舱50为水密耐压结构，位于左舷耐压体46的最艉部位置，

右舷艏部水舱51为水密耐压结构，位于右舷耐压体48的最艏部位置，

右舷艉部水舱52为水密耐压结构，位于右舷耐压体48的最艉部位置。

通海阀29与中间耐压体47固定连接，一号电动球阀11与通海阀29相连接，一号过滤器23与一号电动球阀11相连接，一号过滤器23的另一端通过四通管路分别与二号电动球阀7、截止止回阀24、三号电动球阀9相连接，三号电动球阀9、二号过滤器22以及四号电动球阀10依次连接组成串联管路，二号电动球阀7、三号过滤器21以及五号电动球阀8依次连接组成串联管路，截止止回阀24、一号挠性接管19、均衡水泵12以及二号挠性接管20依次连接组成串联管路，五号电动球阀8、二号挠性接管20与四号电动球阀10通过三通管路相连接，一号舷侧阀25、一号流量变送器15、六号电动球阀1、七号电动球阀2、二号流量变送器16以及二号舷侧阀26依次连接组成串联管路，六号电动球阀1和七号电动球阀2之间的管路通过一号支管30与二号电动球阀7和三号过滤器21之间的管路相连接，三号舷侧阀27、三号流量变送器17、八号电动球阀3、九号电动球阀4、四号流量变送器18以及四号舷侧阀28依次连接组成串联管路，八号电动球阀3和九号电动球阀4之间的管路通过二号支管32与三号电动球阀9和二号过滤器22之间的管路相连接，三号流量变送器17与八号电动球阀3之间的管路通过三号支管31与一号支管30相连接，在三号支管31上安装有十号电动球阀6，二号流量变送器16与七号电动球阀2之间的管路通过四号支管33与二号支管32相连接，在四号支管33上安装有十一号电动球阀5。其中流量变送器用于测量流入或流出水舱的水体积，并将数据上传至总控台。

左舷艏部水舱49与右舷艏部水舱51形状相同，位置关于潜水器中线面对称，左舷艉部水舱50和右舷艉部水舱52形状相同，位置关于潜水器中线面对称。采用对称方式布置，可以提高姿态调节的精度，减少调水不均匀现象的发生。

左舷艏部水舱49通过管路穿过耐压体直接与二号舷侧阀26相连接，

左舷艉部水舱50通过管路穿过耐压体直接与一号舷侧阀25相连接，

右舷艏部水舱51通过管路穿过耐压体直接与四号舷侧阀28相连接，

右舷艉部水舱52通过管路穿过耐压体直接与三号舷侧阀27相连接，

上述穿耐压体的管路直接在舷间布置，不占用潜水器舱内空间，

左舷耐压体46和右舷耐压体48除水舱通气管路外无其他水管路。

中间耐压体47内除了一号舷侧阀25、二号舷侧阀26、三号舷侧阀27、四号舷侧阀28以及通海阀29，其余管路、管路附件以及均衡水泵12都集成安装在浮筏上，浮筏通过隔振器安装在中间耐压体47内部，便于整体采取减震降噪措施。

左舷艏部水舱49内装有左舷艏部液位变送器35、左舷艉部水舱50内装有左舷艉部液位变送器34、右舷艏部水舱51内装有右舷艏部液位变送器37、右舷艉部水舱52内装有右舷艉部液位变送器36，液位变送器用于测量水舱内的液位数值，并将数据上传至总控台。

在左舷艉部排气阀38通向潜水器内部空间的管路上装有左舷艉部消音器42，在左舷艏部排气阀39通向潜水器内部空间的管路上装有左舷艏部消音器43，在右舷艉部排气阀40通向潜水器内部空间的管路上装有右舷艉部消音器44，在右舷艏部排气阀41通向潜水器内部空间的管路上装有右舷艏部消音器45。

均衡水泵12形式为串并联泵。

均衡水泵12的吸入口装有第一压力变送器14，排出口装有第二压力变送器13。

由于水舱在注水过程中，水舱气体会通过排气管路通至潜水器内部空间，气体膨胀会产生一定的噪声，为了减少噪声，在左舷艉部排气阀38通向潜水器内部空间的管路上装有左舷艉部消音器42，在左舷艏部排气阀39通向潜水器内部空间的管路上装有左舷艏部消音器43，在右舷艉部排气阀40通向潜水器内部空间的管路上装有右舷艉部消音器44，在右舷艏部排气阀41通向潜水器内部空间的管路上装有右舷艏部消音器45。

均衡水泵12形式为串并联泵，并联使用时流量较大，扬程较小，串联使用时流量较小，扬程较大，在进行横倾或纵倾的姿态调节时，由于仅涉及到内部水舱之间的调水，使用并联方式即可，进行浮力调节时，涉及到不同深度向舷外排水的情况，可根据具体潜深选用串联方式或并联方式。

均衡水泵12的吸入口装有第一压力变送器14，排出口装有第二压力变送器13，用于测量均衡水泵12进口和出口的压力，并将数据上传至总控台。

本发明的工作原理如下：

正常运行时，截止止回阀24、一号舷侧阀25、二号舷侧阀26、三号舷侧阀27、四号舷侧阀28、通海阀29皆处于打开状态，上述阀门只在潜水器检修时才关闭，其余各电动球阀皆处于关闭状态。

当多耐压体潜水器发生艏纵倾时，调节过程如下：

(a)左舷艏部水舱49向左舷艉部水舱50调水

开启十一号电动球阀5、四号电动球阀10、二号电动球阀7、六号电动球阀1，开启均衡水泵12，即可实现左舷艏部水舱49向左舷艉部水舱50，待调水过程完成后，关闭相应的电动球阀和均衡水泵12。

当上述调节过程仍不能达到潜水器纵倾姿态标准时，启用如下过程：

(b)右舷艏部水舱51向右舷艉部水舱52调水

开启九号电动球阀4、四号电动球阀10、二号电动球阀7、十号电动球阀6，开启均衡水泵12，即可实现右舷艏部水舱51向右舷艉部水舱52调水，待调水过程完成后，关闭相应的电动球阀和均衡水泵12。

当多耐压体潜水器发生艉纵倾时，调节过程如下：

(a)左舷艉部水舱50向左舷艏部水舱49调水

开启六号电动球阀1、五号电动球阀8、三号电动球阀9、十一号电动球阀5，开启均衡水泵12，即可实现左舷艉部水舱50向左舷艏部水舱49调水，待调水过程完成后，关闭相应的电动球阀和均衡水泵12。

当上述调节过程仍不能达到潜水器纵倾姿态标准时，启用如下过程：

(b)右舷艉部水舱52向右舷艏部水舱51调水

开启十号电动球阀6、五号电动球阀8、三号电动球阀9、九号电动球阀4，开启均衡水泵12，即可实现右舷艉部水舱52向右舷艏部水舱51调水，待调水过程完成后，关闭相应的电动球阀和均衡水泵12。

当多耐压体潜水器发生左舷横倾时，调节过程如下：

(a)左舷艉部水舱50向右舷艉部水舱52调水

开启六号电动球阀1、五号电动球阀8、三号电动球阀9、八号电动球阀3，开启均衡水泵12，即可实现左舷艉部水舱50向右舷艉部水舱52调水，待调水过程完成后，关闭相应的电动球阀和均衡水泵12。

当上述调节过程仍不能达到潜水器横倾姿态标准时，启用如下过程：

(b)左舷艏部水舱49向右舷艏部水舱51调水

开启七号电动球阀2、五号电动球阀8、三号电动球阀9、九号电动球阀4，开启均衡水泵12，即可实现左舷艏部水舱49向右舷艏部水舱51调水，待调水过程完成后，关闭相应的电动球阀和均衡水泵12。

当多耐压体潜水器发生右舷横倾时，调节过程如下：

(a)右舷艉部水舱52向左舷艉部水舱50调水

开启八号电动球阀3、四号电动球阀10、二号电动球阀7、六号电动球阀1，开启均衡水泵12，即可实现右舷艉部水舱52向左舷艉部水舱50调水，待调水过程完成后，关闭相应的电动球阀和均衡水泵12。

当上述调节过程仍不能达到潜水器横倾姿态标准时，启用如下过程：

(b)右舷艏部水舱51向左舷艏部水舱49调水

开启九号电动球阀4、四号电动球阀10、二号电动球阀7、七号电动球阀2，开启均衡水泵12，即可实现右舷艏部水舱51向左舷艏部水舱49调水，待调水过程完成后，关闭相应的电动球阀和均衡水泵12。

当多耐压体潜水器需要增加浮力时，调节过程如下：

(a)右舷艉部水舱52和左舷艏部水舱49同时排水

为了避免排水过程中对潜水器造成纵倾或横倾影响，需要按照对角线方向进行排水，开启八号电动球阀3、四号电动球阀10、七号电动球阀2、五号电动球阀8、一号电动球阀11，开启均衡水泵12，即可实现右舷艉部水舱52和左舷艏部水舱49同时排水，待排水过程完成后，关闭相应的电动球阀和均衡水泵12。

当上述调节过程仍不能达到潜水器浮力增加要求时，启用如下过程：

(b)右舷艏部水舱51和左舷艉部水舱50同时排水

开启九号电动球阀4、四号电动球阀10、六号电动球阀1、五号电动球阀8、一号电动球阀11，开启均衡水泵12，即可实现右舷艏部水舱51和左舷艉部水舱50同时排水，待排水过程完成后，关闭相应的电动球阀和均衡水泵12。

当多耐压体潜水器需要减小浮力时，调节过程如下：

(a)右舷艉部水舱52和左舷艏部水舱49同时注水

为了避免注水过程中对潜水器造成纵倾或横倾影响，需要按照对角线方向进行注水，开启一号电动球阀11、三号电动球阀9、二号电动球阀7、八号电动球阀3、七号电动球阀2即可向右舷艉部水舱52和左舷艏部水舱49同时注水，待注水过程完成后，关闭相应的电动球阀。

当上述调节过程仍不能达到潜水器浮力减小要求时，启用如下过程：

(b)右舷艏部水舱51和左舷艉部水舱50同时注水

开启一号电动球阀11、三号电动球阀9、二号电动球阀7、九号电动球阀4、六号电动球阀1即可向右舷艏部水舱51和左舷艉部水舱50同时注水，待注水过程完成后，关闭相应的电动球阀。

上述注水、调水或排水过程中应注意监控流量变送器、压力变送器以及液位变送器的数值，避免水量过多溢出水舱或水量过少而泵出现干吸等情况。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。