深海无动力控制系统的制作方法

1.本发明涉及海洋设备技术领域，更具体地说，它涉及一种深海无动力控制系统。


背景技术：

2.海洋资源是现代社会发展中重要的天然资源来源，主要有海洋矿物资源、海水化学资源、海洋生物(水产)资源和海洋动力资源等，为了对海洋资源的获取，往往需要开展海洋作业。要实现海底设备的动作，深海设备往往需要复杂的结构，以及各种模块化的部件，以实现深海设备的功能要求；在设备的工作过程中往往需要在特定的环境下实现特定的控制动作。但是，由于深海当中环境复杂恶劣，复杂的动作控制设备，处于深海环境中，容易产生损坏失效等不稳定的情况。而且目前的深海动力控制设备稳定性能较差，无法达到使用要求。
3.因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于解决上述问题而提供一种深海无动力控制系统，结构简单，能够实现深海无额外动力的控制动作，具有良好的控制稳定性和可靠性。
5.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种深海无动力控制系统，包括储能器、释放油缸和固定销，所述储能器与释放油缸之间通过油管一连接，所述储能器内设用于与释放油缸连通的弹性油囊；所述活塞设于释放油缸内，所述固定销与所述活塞固定连接；所述油管一上设置电磁阀和向释放油缸单向导通的单向阀。
6.本发明进一步设置为：所述释放活塞将释放油缸内腔分隔为两侧的释放腔室一和释放腔室二，所述释放腔室一侧壁上开设与油管一连接的油孔一，释放腔室二侧壁开设油孔二，所述油孔二通过油管二连接有回油仓，所述油管二上设置电磁阀。
7.本发明进一步设置为：所述固定销固定连接于释放活塞的腔室一一侧，所述固定销穿过释放油缸并通过密封件实现滑动密封，所述释放油缸外固定有与固定销插接适配的固定架。
8.本发明进一步设置为：所述固定架上设置两个固定板，两个固定板支架形成间隙，并开设用于固定销插入的固定孔。
9.本发明进一步设置为：所述释放活塞的腔室二一端固定连接导向柱，所述导向柱穿过释放油缸并通过密封件实现滑动密封。
10.本发明进一步设置为：所述油管一上设置释放阀，所述释放阀内设阀腔，所述阀腔内活塞连接有阀芯，所述阀腔的侧壁对应于长度方向上不同位置分别开设连接孔一和连接孔二，所述阀芯外周开设连通环槽，所述阀芯沿阀腔滑动过程中，可连通或切断连接孔一、连接孔二。
11.本发明进一步设置为：所述阀腔的一端设置连通的储压腔，另一端设置连通的平衡孔一，所述阀腔朝向储压腔的一端设置凸环，所述平衡孔一内设置用于推动阀芯抵压于
凸环的弹簧一。
12.本发明进一步设置为：所述储压腔连通有平衡孔二，所述平衡孔二通过通孔与外界连通，所述平衡腔二内设置单向塞一，所述单向塞一通过弹簧二弹性抵压于通孔内侧，用于从外界向平衡腔二内单向导通。
13.本发明进一步设置为：所述弹簧一通过挡环一支撑，所述挡环一外周螺纹连接于平衡孔一，且可沿平衡孔一调节。
14.本发明进一步设置为：所述弹簧二通过挡环二支撑，所述挡环二外周螺纹连接于平衡孔二，且可沿平衡孔二调节。
15.本发明进一步设置为：所述连接孔二与油管一连接，所述连接孔一连接储能器，所述储能器的内腔设置储能活塞，所述储能活塞将储能器的内腔分隔为储能腔室一和储能腔室二，所述储能腔室二内设置弹性油囊，所述弹性油囊一端与连接孔一连通，另一端与储能活塞相抵，所述储能腔室一内压力可调节。
16.本发明进一步设置为：所述储能腔室一连接有调节管一，所述调节管一的另一端连接储能头，所述储能头内开设储能孔，所述储能孔一端通过调节管一连通储能腔室一；储能孔的另一端通过进水孔与外界连通，所述进水孔内设置单向塞二，所述单向塞二通过储能弹簧弹性抵压于进水孔内侧，用于从外界向储能孔内单向导通。
17.本发明进一步设置为：所述储能弹簧通过储能挡环支撑，所述储能挡环外周螺纹连接于储能孔内，且可沿储能孔调节。
18.本发明进一步设置为：所述储能腔室一连接有调节管二，所述调节管上设置储能转换器，所述储能转换器内设置环形空腔，且部分从环形空腔的内周绕过；所述环形空腔的轴线转动连接有转盘，所述转盘外周设置若干组蠕动轮，所述蠕动轮用于将调节管二挤压于环形空腔内周，并将挤压处向储能腔室一方向挤压。
19.本发明进一步设置为：所述调节管二的远离储能腔室一的一端连接过滤器，并与外界连通。
20.本发明进一步设置为：所述转盘上同轴连接有呈上下设置的转轴，所述转轴上安装叶轮，叶轮外周设置朝上下设置的导向筒，所述转轴上设置单向旋转器，所述单向旋转器内设置相互适配的棘轮和棘爪，所述棘轮同轴安装于转轴，棘爪通过抵压弹簧抵于棘轮外周。
21.综上所述，本发明具有以下有益效果：
22.通过储能器和释放油缸相互配合，能够通过储能器内部积蓄的压力，对活塞及固定销实现控制，即可实现深海的动作控制，提高了深海控制的稳定性；并通过条件触发的释放阀和电磁阀配合，能够将储能器和释放油缸之间的油管一打开，从而驱动释放油缸内的释放活塞运动，进而通过释放活塞驱动固定销，实现控制动作，使得该控制系统具有更多的适用场景。
附图说明
23.图1为本发明一种深海无动力控制系统的结构示意图一；
24.图2为本发明的释放油缸的结构示意图；
25.图3为本发明的释放阀的结构示意图；
26.图4为图3中a处放大图；
27.图5为本发明的储能器的结构示意图；
28.图6为本发明的储能头的结构示意图；
29.图7为本发明的储能转换器和叶轮的连接结构示意图；
30.图8为本发明的储能转换器的内部结构示意图；
31.图9为本发明的单向旋转器的结构示意图。
32.附图标记：1、释放油缸；2、油管一；3、释放阀；4、储能器；5、油管二；6、回油仓；7、电磁阀；8、单向阀；101、释放活塞；102、释放腔室一；103、释放腔室二；104、固定销；105、固定架；106、固定板；107、固定孔；108、间隙；109、导向柱；110、油孔一；111、油孔二；301、阀腔；302、阀芯；303、平衡孔一；304、挡环一；305、弹簧一；306、储压腔；307、凸环；308、平衡孔二；309、通孔；310、单向塞一；311、弹簧二；312、挡环二；313、连接孔一；314、连接孔二；315、连通环槽；316、密封件；401、储能活塞；402、储能腔室一；403、储能腔室二；404、弹性油囊；405、调节管一；406、调节管二；407、储能头；408、储能孔；409、进水孔；410、单向塞二；411、储能弹簧；412、储能挡环；413、导向筒；414、叶轮；415、转轴；416、储能转换器；417、单向旋转器；418、储能管；419、环形空腔；420、转盘；421、蠕动轮；422、过滤器；423、棘轮；424、棘爪；425、抵压弹簧；426、凸起。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.实施例一
35.本实施例公开一种深海无动力控制系统，请参阅图1-4所示，该系统安装在深海设备上，对其他海洋设施进行连接，并在需要动作的情况系实现控制动作，实现海洋当中设备的释放。
36.如图1所示，其具体包括储能器4、油管一2、释放油缸1、活塞和固定销104，该储能器4为液压储能器4，能够在其内部保持较高的压力，例如可采用弹性油囊404等；在储能器4和释放油缸1之间通过油管一2连接，并在油管一2上安装电磁阀7和释放阀3，通过条件触发的释放阀3和电磁阀7配合，能够将储能器4和释放油缸1之间的油管一2打开，从而驱动释放油缸1内的释放活塞101运动，进而通过释放活塞101驱动固定销104，实现应急动作，例如，可先通过固定销104连接海洋设备部件，待需要释放该部件时，即可实现设备的释放动作。
37.为了避免释放油缸1产生回流，在油管一2上安装向释放油缸1单向导通的单向阀8，从而使得液压仅能够从储能器4向释放油缸1向外释放。
38.如图2所示，在释放油缸1的内腔当中安装释放活塞101，释放活塞101将释放油缸1内腔分隔为两侧的释放腔室一102和释放腔室二103。释放腔室一102侧壁上开设油孔一110，释放腔室二103侧壁开设油孔二111，通过油孔一110和油孔二111能够对两个腔室内的油压进行调节；其中，油孔一110与油管一2连接，能够将储能器4当中的高压引导至释放腔室一102内，而油孔二111通过油管二5与回油仓6连接，能够在释放活塞101推动过程中将油
排至回油仓6当中，并可在油管二5上也安装电磁阀7，对释放腔室二103当中的排放通道进行通断控制，在电磁阀7断路的情况下，能够在释放腔室当中保持一定的液压油，以平衡储能器4释放的压力，从而限制释放活塞101以及固定销104的动作；
39.在释放油缸1的两个腔室当中均采用电磁阀7进行通断控制，任一断路就能够阻止释放油缸1和固定销104的动作，一定程度上能够避免误触动作的发生，从而提高系统动作的可靠性。
40.释放油缸1的固定销104固定连接在释放活塞101的一端，对应于释放腔室一102的一侧；固定销104一端从释放油缸1的端部伸出，并通过密封件316实现滑动密封；在释放活塞101的另一端固定连接导向柱109，即对应于释放腔室二103的一侧；导向柱109穿过释放油缸1并通过密封件316实现滑动密封，能够对释放活塞101的动作进行滑动导向，保持释放活塞101的动作稳定性。
41.释放油缸1外部固定固定架105，通过固定架105与固定销104之间形成插接配合，从而与外侧其他的部件进行连接；在固定架105上可固定安装两个平行的固定板106，在两个固定板106支架形成间隙108，在该间隙108中可供待连接的部件进行安装；而在固定板106上对应间隙108两侧的位置开设固定孔107，固定销104可插入的固定孔107，从而可将部件连接限位；而后可通过固定销104的动作即可实现释放动作。
42.该释放活塞101安装在释放油缸1内，形成可滑动的活塞连接结构，固定销104则固定连接在活塞的一端，与活塞同步动作用于实现固定销104的控制动作。在释放油缸1内，活塞将释放油缸1内腔分隔为两个腔室，在两个腔室的侧壁上分别开设油孔一110和油孔二111，对活塞两侧的压力进行控制；当控制模块或者其他人工控制模块判断需要满足释放动作的条件时，可打开两个电磁阀7，实现准备；而后待释放阀3达到释放条件时，即可打开油管一2，储能器4当中释放的压力，将从油管一2输送至释放油缸1内的释放腔室一102，推动活塞，并带动固定销104实现拔销，从而实现控制。
43.如图3所示，该释放阀3能够根据水压的变化而实现动作，即根据海洋设备的下沉深度进行控制；释放阀3安装在油管一2上，在释放阀3内开设孔状的阀腔301，并在阀腔301的侧壁开设连接孔一313和连接孔二314，通过该连接孔一313和连接孔二314实现储能器4和释放油缸1之间的连通；而该阀腔301的内部则安装阀芯302，能够对连接孔一313和连接孔二314的通断情况进行控制调节；
44.如图4所示，该阀腔301上的连接孔一313和连接孔二314分别位于阀腔301的两侧，并在阀腔301的长度方向上位置不同，相互错开；该阀芯302的活塞连接在阀腔301内，通过外周的密封圈实现密封，可沿阀腔301的长度方向实现往复的活塞运动，并且在阀芯302外周开设连通环槽315，当阀芯302恰好移动至，连通环槽315与连接孔一313、连接孔二314都相对的情况下，则连接孔一313和连接孔二314连通；而当连通环槽315与连接孔一313、连接孔二314，其中一个不相对的情况下，则连接孔一313和连接孔二314切断，从而实现连接孔一313和连接孔二314的通断控制。
45.如图3所示，在阀腔301的一端开设连通的储压腔306，另一端则开设连通的平衡孔一303，其中，阀腔301朝向储压腔306的一端位置形成向内的凸环307。当该阀芯302的一端与凸环307相抵时，阀芯302将连接孔一313和连接孔二314切断；而当阀芯302从凸环307位置向平衡孔一303移动一段距离后，阀芯302将连接孔一313和连接孔二314连通，储能器4可
驱动固定销104动作；
46.在平衡孔一303内则安装弹簧一305，弹簧一305一段通过通过挡环一304支撑，另一端抵压在阀芯302的端面，能够推动阀芯302抵压在凸环307上，保持连接孔一313和连接孔二314的断开状态；需要从储压腔306方向有一定的作用力，可驱动阀芯302，直至储压腔306当中的压力增大至一定程度，方可对抗弹簧一305，推动阀芯302，将储能器4和释放油缸1连通。
47.该挡环一304外周螺纹连接在平衡孔一303的内周，且可沿平衡孔一303调节，从而调节储压腔306方向推动阀芯302，将连接孔一313、连接孔二314连通的压力。
48.储压腔306还连通有平衡孔二308，该平衡孔二308和上述的平衡孔一303均与外界相连通，从而能够使外界的水压引入至阀芯302的两端，借助海水的压力实现驱动；在平衡腔二内安装单向塞一310，单向塞一310通过弹簧二311弹性抵压于通孔309内侧，从而使得该通孔309处仅能够从外界向平衡腔二内单向导通；该弹簧二311的另一端通过挡环二312支撑，挡环二312外周螺纹连接于平衡孔二308，且可沿平衡孔二308调节，从而可调节单向阀8抵压时的压力。
49.在常压下，阀芯302受弹簧一305推动与凸环307相抵，连接孔一313和连接孔二314之间处于关闭状态；储能器4无法与释放油缸1之间连通，处于关闭状态，液压油不能进入到释放油缸1当中固定销104无法实现动作。
50.当安装该控制系统的设备逐渐布放到深海中，海水通过进入平衡孔一303和平衡孔二308，平衡孔二308以及储压腔306与外界海水存在压差，单向塞一310打开，海水进入平衡孔二308以及储压腔306内；阀芯302两端的海水压力一致平衡，在弹簧一305的作用，能够将阀芯302抵压在凸环307处，保持连接孔一313和连接孔二314继续处于关闭状态，直至降到所需的最深处；此时，储压腔306处于高压状态。
51.当安装该控制系统的设备逐渐上浮，由高压环境向抵压环境运动时，平衡腔一内的压力随着外界海水压力的降低而同时降低。而在储压腔306以及平衡腔二当中，由于单向塞一310的作用，无法向外界环境泄压，从而继续保持高压的状态；在阀芯302两端腔存在压差，两侧海水的压差在阀芯302上具有向平衡腔一方向运动的力，但由于平衡腔一的的弹簧一305的力，使阀芯302保持不动。
52.当安装该控制系统的设备继续上浮，到底低压工作点时，平衡腔一和平衡腔二之间的压差更大，弹簧一305无法抵抗，需要溢流一部分海水，由于单向塞一310处关闭，只能使阀芯302运动，此时阀芯302受到推动，阀芯302向平衡腔一一侧移动，直至连接孔一313和连接孔二314打开，从而使得储能器4与释放油缸1连通，可推动固定销104实现动作。
53.通过采用海水压差进行控制，从而能够在设备上浮过程中实现控制动作，将设备释放，可在上浮过程中保持一段准备的动作状态，便于在此期间实现需要的工作要求。
54.通过采用释放阀3和电磁阀7相互配合的工作，可以在不同的时间开闭两者以实现不同的功能；例如，在最深处达到释放要求时，可先打开电磁阀7，而后在满足释放阀3的深度变化要求后即可实现释放动作；在例如，当释放阀3的深度变化达到要求后，可有电磁阀7保持储能器4和释放油缸1之间的断开，而后在满足要求后，可即可打开电磁阀7，就能够快速实现固定销104的动作，实现海洋设备的多种状态的控制。
55.实施例二
56.本实施例公开一种深海无动力控制系统，在实施例一的基础上，再参阅图5-9进行说明；
57.如图5所示，该储能器4与连接孔一313相连通，储能器4内具有一个弹性油囊404，弹性油囊404当中存有液压油，通过弹性油囊404的弹性回复，形成一定的压力，从而能够驱动释放活塞101及固定销104的动作；而回油仓6也是一个具有不同尺寸的弹性油囊404，随着填充的油量，也具有一定的弹性力，在释放油缸1的两个腔室内分别形成压力；因此可通过控制储能器4内弹性油囊404当中的压力，即可控制储能器4的释放后液压油的流通速度，也可大致控制储能器4驱动固定销104动作的速度，从而使得该控制系统能够调节深海控制的动作快慢。
58.在储能器4的内腔设置储能活塞401，储能活塞401将储能器4的内腔分隔为储能腔室一402和储能腔室二403，在储能腔室二403内设置弹性油囊404，弹性油囊404为波纹管状的囊状，能够实现弹性收缩和膨胀；其中，弹性油囊404的一端与连接孔一313连通，另一端与储能活塞401相抵，通过储能腔室一402内的压力变化调节，可驱动储能活塞401移动，从而调节对弹性油囊404的加压情况。
59.如图5、6所示，该储能腔室一402连接有调节管一405，调节管一405的另一端则连接储能头407，通过储能器4可向储能腔室一402内加压；在储能头407内开设储能孔408，储能孔408一端通过调节管一405连通储能腔室一402；储能孔408的另一端通过进水孔409与外界连通，在进水孔409内侧安装单向塞二410，通过储能弹簧411能够将单向塞二410抵压在进水孔409内侧，从而形成仅能够从外界向储能孔408内单向导通的结构；而该储能弹簧411通过储能挡环412支撑，储能挡环412外周螺纹连接于储能孔408内，且可沿储能孔408调节。
60.该储能头407与上述实施例一中平衡腔二的结构向类似，能够在从浅海区向深海区移动时，向储能腔室一402当中积蓄压力，从而能够随着下降深度的增加而增加，从而在后续动作现实过程中加快固定销104的动作速度，加快海洋设备的释放或其他动作控制。
61.为了避免储能腔室一402内压力过大，可在储能腔室一402的内壁上安装限位的凸起426，对储能活塞401向储能腔室二403一侧的过分挤压，避免弹性油囊404过分受压而产生爆裂；也可在储能腔室一402上安装泄压阀(在图中未示出)，能够在设备从深海出上升后，将一部分压力卸除，从而能够将弹性油囊404的压力控制在合理的范围之内，从而控制在释放过程中油量稳定地释放，将固定销104的最快动作控制在所需的要求。
62.如图8所示，可在储能腔室一402连接有调节管二406，调节管二406上安装储能转换器416；其中，在储能转换器416内开设形成环形空腔419，调节管二406为软管，且部分从环形空腔419的内周绕过；在环形空腔419的轴线转动连接有转盘420，在转盘420外周安装若干组蠕动轮421，该蠕动轮421能够将调节管二406挤压于环形空腔419内周，并将跟随转盘420转动过程中，能够将挤压处往后的液体向储能腔室一402方向挤压，向储能腔室一402当中加压，从而实现蠕动增加；而该调节管二406的远离储能腔室一402的一端则连接过滤器422，并与外界连通，能够将外面的海水通入调节管二406，在通过蠕动向储能腔室一402增压，从而实现弹性油囊404释放时的流速，提高固定销104的动作速度。或者，向反方向转动对储能腔室一402进行泄压，从而实现固定销104动作的降速。
63.该储能转换器416跟随设备的浮动产生动作，在转盘420上同轴连接有呈上下设置
的转轴415，并在转轴415上安装叶轮414，在叶轮414外周布置朝上下方向的导向筒413，从而在设备做上浮或下降动作时，叶轮414受到水流的作用而产生旋转，并且由于叶轮414较大力臂较长，而转盘420上受力的力臂较短，能够在升降水流过程中产生旋转动作，从而控制储能腔室一402对于弹性油囊404的压力，从而对储能器4压力释放的速度进行调节。
64.由于储能腔室一402内具有一定的压力，为了产生压力的泄露，可在转轴415上安装单向旋转器417，通过单向旋转器417能够控制转轴415仅能作单向旋转运动；该单向旋转器417内可采用相互适配的棘轮423和棘爪424，实现单向动作，该棘轮423同轴安装于转轴415，而棘爪424通过抵压弹簧425抵于棘轮423外周，从而实现转轴415的单向动作要求。
65.当单向旋转器417仅供叶轮414及转盘420正转时，此时，仅能够向储能腔室一402当中泵送加压，适用于要加快储能器4油量释放速度，固定销104迅速动作的情况；当单向旋转器417仅供叶轮414及转盘420反转时，此时，仅能够向储能腔室一402当中泵送泄压，得储能腔室一402内的压力维持较低的情况，适用于需要缓慢控制油量，固定销104缓慢动作的情况；并通过多种压力控制的方式，能够将储能器4压力释放的速度控制在需要的情况下，从而提高整个控制系统的适用场景和要求。
66.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。