一种水泵式上浮下潜机构和水下设备的制作方法

本发明涉及水下运行设备领域，尤其涉及一种水泵式上浮下潜机构和水下设备。

背景技术：

目前水下设备上浮下潜主要是两种方式，调节浮力和调节重力，调节浮力普遍采用油囊方式，油囊方式体积比较大，而且不可避免的漏油会污染水源。传统的重力调节方式通过抛弃压载来完成，不具备重复性，每次下水前均需要重复装载。而活塞方式由于压力问题不适合中大型设备或者深度下潜的设备。。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种水泵式上浮下潜机构和水下设备，以解决上述技术问题的至少一种。

一方面，本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种水泵式上浮下潜机构，包括前水箱和后水箱，前水箱连接有第一进排水管；后水箱连接有第二进排水管。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，还包括液位调节装置，第一进排水管和第二进排水管分别与液位调节装置连接并连通，且液位调节装置与外部连通；其中，通过液位调节装置调节前水箱和后水箱内的液位。

进一步，液位调节装置包括水泵和换向装置，第一进排水管和第二进排水管分别与换向装置连接并连通，且换向装置与外部连通；水泵的进水端和出水端均分别与换向装置连接并连通；

其中，在水泵的驱动下，前水箱和后水箱均通过换向装置与外部连通，或，前水箱和后水箱通过换向装置相连通。。

进一步，还包括第二三通管，第一进排水管为第一三通管，第一三通管的第一接口与前水箱连接，第一三通管的第二接口与第二三通管的第一接口连接，第二三通管的第二接口与第二进排水管连接，第二三通管的第三接口与换向装置连接；第一三通管的第三接口与换向装置连接。。

进一步，还包括第四三通管，第二进排水管为第三三通管，第三三通管的第一接口与后水箱连接，第三三通管的第二接口与第二三通管的第二接口连接；第三三通管的第三接口与第四三通管的第一接口连接；第四三通管的第二接口与第一三通管的第三接口连接，第四三通管的第三接口与换向装置连接。

进一步，换向装置包括第五三通管、第六三通管、第七三通管、第八三通管和第九三通管，第五三通管、第九三通管、第六三通管、第八三通管和第七三通管的第一接口和第二接口依次连接构成回路；第五三通管的第三接口与水泵的进水端连接；第九三通管的第三接口与第二三通管的第三接口连接；第六三通管的第三接口与水泵的出水端连接；第八三通管的第三接口与第四三通管的第三接口连接；第七三通管的第三接口与外部连接。

进一步，第一三通管的第二接口与第二三通管的第一接口之间设有阀门i；第二三通管的第二接口与第三三通管的第二接口之间设有阀门j；第一三通管的第三接口与第四三通管的第二接口之间设有阀门g；第四三通管的第一接口与第三三通管的第三接口之间设有阀门h；第二三通管的第三接口与第九三通三通管的第三接口之间设有阀门l；第五三通管的第二接口与第九三通管的第一接口之间设有阀门a；第九三通管的第二接口与第六三通管的第一接口之间设有阀门b；第六三通管的的第二接口与第八三通管的第一接口之间设有阀门d；第七三通管的第二接口与第五三通管的第一接口之间设有阀门c；七三通管的第三接口与外部之间设有阀门e；

前水箱和后水箱内分别设置液位传感器；

各阀门和液位传感器均分别与控制系统连接。。

进一步，还包括第一安全管路，第一安全管路与水泵并联设置；

水泵包括水泵本体和安全阀f，安全阀f与水泵本体并联设置。

进一步，还包括第二安全管路，第二安全管路的一端设置在第二三通管的第三接口与换向装置之间，另一端与外部连通，且第二安全管路上设有安全阀k。

本发明的有益效果是：本发明采用的是调节重力方式，适合于中大型水下设备的上浮下潜，调节速度快，使用的是介质作为重力调节源，不会对水源产生任何污染，而且分为前后水舱，可以方便快捷调节设备姿态。

通过将水箱拆分为前水箱和后水箱，前水箱安装在水下设备的前侧，后水箱安装在水下设备的后侧，分别通过第一进排水管和第二进排水管对前水箱和后水箱的液位进行调节，可以实现安装有本发明的设备的上浮、下潜或纵向平衡调节，在水下设备运行时纵向失衡时，可以通过前后水箱内的液位来使水下设备的纵向恢复平衡。

外部液体通过液位调节装置分别进入前水箱和后水箱，或，前水箱和后水箱内的液体通过液位调节装置排至外部；或，前水箱内的液体通过液位调节装置流动至后水箱，或，后水箱内的液体通过液位调节装置流动至前水箱。

通过控制系统控制各阀门的开关，形成不同的通路，实现对前后水箱内液位的调节，进而实现上浮、下潜或纵向平衡调节。

通过液位传感器对前水箱和后水箱内的液位进行液位监测，当达到极限时，通过控制系统切断回路进行自我保护。

安全阀f对水泵本体进行过压保护；第一安全管路保护水泵不受高压冲击；第二安全管路对整个水泵式上浮下潜机构进行过压保护。

另一方面，本发明提供一种水下设备，包括上述的水泵式上浮下潜机构。

本方案的有益效果是：本方案具有上述水泵式上浮下潜机构的全部有益效果，在此就不再赘述。

附图说明

图1为本发明一种水泵式上浮下潜机构示意图；

图2为本发明一种水泵式上浮下潜机构上浮通路示意图；

图3为本发明一种水泵式上浮下潜机构下潜通路示意图；

图4为本发明一种水泵式上浮下潜机构前至后通路示意图；

图5为本发明一种水泵式上浮下潜机构后至前通路示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、前水箱，2、后水箱，3、阀门l，4、第一三通管，5、第二三通管，6、第三三通管，7、第四三通管，8、第五三通管，9、第六三通管，10、第七三通管，11、第八三通管，12、第九三通管，13、阀门a，14、阀门b，15、阀门c，16、阀门d，17、阀门e，18、阀门i，19、阀门j，20、阀门g，21、阀门h，22、安全阀f，23、第一安全管路，24、安全阀m，25、第二安全管路，26、安全阀k，27、过滤器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1-5所示，一种水泵式上浮下潜机构，包括前水箱1和后水箱2，前水箱1连接有第一进排水管；后水箱2连接有第二进排水管。

如图1-5所示，一种水泵式上浮下潜机构，还包括液位调节装置，第一进排水管和第二进排水管分别与液位调节装置连接并连通，且液位调节装置与外部连通；其中，通过液位调节装置调节前水箱1和后水箱2内的液位。

如图1-5所示，一种水泵式上浮下潜机构，液位调节装置包括水泵和换向装置，第一进排水管和第二进排水管分别与换向装置连接并连通，且换向装置与外部连通；水泵的进水端和出水端均分别与换向装置连接并连通；

其中，在水泵的驱动下，前水箱1和后水箱2均通过换向装置与外部连通，或，前水箱1和后水箱2通过换向装置相连通。。

如图1-5所示，一种水泵式上浮下潜机构，还包括第二三通管5，第一进排水管为第一三通管4，第一三通管4的第一接口与前水箱1连接，第一三通管4的第二接口与第二三通管5的第一接口连接，第二三通管5的第二接口与第二进排水管连接，第二三通管5的第三接口与换向装置连接；第一三通管4的第三接口与换向装置连接。

如图1-5所示，一种水泵式上浮下潜机构，还包括第四三通管7，第二进排水管为第三三通管6，第三三通管6的第一接口与后水箱2连接，第三三通管6的第二接口与第二三通管5的第二接口连接；第三三通管6的第三接口与第四三通管7的第一接口连接；第四三通管7的第二接口与第一三通管4的第三接口连接，第四三通管7的第三接口与换向装置连接。

具体的，在一些实施例中，第一进排水管为三通管，而第二进排水管为两通管，即没有图1-5中阀门h21及阀门h21所在的连接管路；一些实施例中，第二进排水管为三通管，而第一进排水管为两通管，即没有图1-5中阀门g20及阀门g20所在的连接管路；

本实施例中，既有图1-5中阀门h21及阀门h21所在的连接管路，也有阀门g20及阀门g20所在的连接管路。

如图1-5所示，一种水泵式上浮下潜机构，换向装置包括第五三通管8、第六三通管9、第七三通管10、第八三通管11和第九三通管12，第五三通管8、第九三通管12、第六三通管9、第八三通管11和第七三通管10的第一接口和第二接口依次连接构成回路；第五三通管8的第三接口与水泵的进水端连接；第九三通管12的第三接口与第二三通管5的第三接口连接；第六三通管9的第三接口与水泵的出水端连接；第八三通管11的第三接口与第四三通管7的第三接口连接；第七三通管10的第三接口与外部连接。

如图1-5所示，一种水泵式上浮下潜机构，第一三通管4的第二接口与第二三通管5的第一接口之间设有阀门i18；第二三通管5的第二接口与第三三通管6的第二接口之间设有阀门j19；第一三通管4的第三接口与第四三通管7的第二接口之间设有阀门g20；第四三通管7的第一接口与第三三通管6的第三接口之间设有阀门h21；第二三通管5的第三接口与第九三通三通管的第三接口之间设有阀门l3；第五三通管8的第二接口与第九三通管12的第一接口之间设有阀门a13；第九三通管12的第二接口与第六三通管9的第一接口之间设有阀门b14；第六三通管9的的第二接口与第八三通管11的第一接口之间设有阀门d16；第七三通管10的第二接口与第五三通管8的第一接口之间设有阀门c15；七三通管的第三接口与外部之间设有阀门e17；

前水箱1和后水箱2内分别设置液位传感器；

各阀门和液位传感器均分别与控制系统连接。

具体的，各阀门均为电磁阀，通过控制系统控制各阀门的开关，形成不同的通路，实现对前后水箱2内液位的调节，进而实现上浮、下潜或纵向平衡调节。现有技术中，通过控制系统控制多个电磁阀的开关，是非常常规的，是本领域技术人员具有的普遍技术知识，本申请就不再赘述。

通过液位传感器对前水箱1和后水箱2内的液位进行液位监测，当达到极限时，通过控制系统切断回路进行自我保护。

具体的，在另一些实施例中，各三通管均为三通阀，通过控制系统控制各三通阀的各接口的通断，形成不同的通路，实现对前后水箱2内液位的调节，进而实现上浮、下潜或纵向平衡调节。

具体的，本实施例通过控制系统控制各阀门的开关构成不同的通路：

上浮通路：阀门a13,阀门d16,阀门e17,阀门l3,阀门i18,阀门j19打开，其余阀关闭，水泵开启，水按图示方向由排出设备，设备重量减少，浮力大于重力，设备上浮。

水流方向为：前水箱1流出水经过阀门i18，同时后水箱2流出水经过阀门j19，汇合后，经过阀门l3→阀门a13→水泵→阀门d16→阀门e17，水排出。

下潜通路：阀门b14,阀门c15,阀门e17,阀门l3,阀门i18,阀门j19打开，其余阀关闭，水泵启动，水由设备外泵入水舱，设备重量增加，重力大于浮力，设备下潜。

水流方向为：海水→阀门e17→c→水泵→阀门b14→阀门l3,之后分别经过阀门i18、阀门j19进入前水箱1和后水箱2。

前至后通路：阀门c15,阀门b14,阀门g20,阀门l3,阀门j19打开，其余阀关闭，水泵开启，水从前水箱1泵入后水箱2。

水流方向为：前水箱1→阀门c15→水泵→阀门b14→阀门l3→阀门j19→后水箱2。

后至前通路：阀门a13,阀门d16,阀门g20,阀门l3,阀门j19打开，其余阀关闭，水泵开启，水从后水箱2泵入前水箱1。

水流方向为：后水箱2→阀门j19→阀门l3→阀门a13→水泵→阀门d16→阀门g20→前水箱1。

如图1-5所示，一种水泵式上浮下潜机构，还包括第一安全管路23，第一安全管路23与水泵并联设置；

水泵包括水泵本体和安全阀f22，安全阀f22与水泵本体并联设置。这样，安全阀f22对水泵本体进行过压保护；第一安全管路23保护水泵不受高压冲击。

如图1-5所示，一种水泵式上浮下潜机构，还包括第二安全管路25，第二安全管路25的一端设置在第二三通管5的第三接口与换向装置之间，另一端与外部连通，且第二安全管路25上设有安全阀k26。这样，第二安全管路25对整个水泵式上浮下潜机构进行过压保护。

其中，在设备正常运行时，图1-5中第一安全管路23的一端连接在第六三通管9的第三接口与水泵的出水端之间，另一端连接在水泵的进水管与第四三通管7的第一接口之间，通过安全阀m24连通第一安全管路23的一端、第六三通管9的第三接口与水泵的出水端，安全阀m24为三通阀，正常工作时，保持第六三通管9的第三接口与水泵的出水端之间处于连通状态。

具体的，本实施例中，换向装置(即图1-5中第七三通管的第三接口)与外部的连接管路上安装有过滤器27，可对进入的海水进行过滤，避免杂质进入堵塞通路。

本实施例的有益效果是：通过将水箱拆分为前水箱1和后水箱2，前水箱1安装在水下设备的前侧，后水箱2安装在水下设备的后侧，分别通过第一进排水管和第二进排水管对前水箱1和后水箱2的液位进行调节，可以实现安装有本发明的设备的上浮、下潜或纵向平衡调节，在水下设备运行时纵向失衡时，可以通过前后水箱2内的液位来使水下设备的纵向恢复平衡。

外部液体通过液位调节装置分别进入前水箱1和后水箱2，或，前水箱1和后水箱2内的液体通过液位调节装置排至外部；或，前水箱1内的液体通过液位调节装置流动至后水箱2，或，后水箱2内的液体通过液位调节装置流动至前水箱1。

本发明使用的是前后水箱2，通过改变前后水箱2的重量可以使安装本发明的水下设备按照一定的倾角上浮或者下潜行驶，也可以在海况比较好的的时候实现滑翔，达到节能目的。当设备的纵倾角由于某些因素发生变化，还可以通过改变前后水箱2的重量进行调整。

实施例2

一种水下设备，包括上述的水泵式上浮下潜机构。

本方案的有益效果是：本方案具有上述水泵式上浮下潜机构的全部有益效果，在此就不再赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例一”、“实施例二”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体方法、装置或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、方法、装置或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。