专利名称：水下航行器燃油重力补偿装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种重力补偿装置，尤其涉及水下航行器燃油重力补偿装置，属 于水下航行器控制技术领域。
背景技术：
海洋作为世界上最大的资源宝库，蕴藏着极其丰富的矿产资源和油气资源，将是 未来人类生存和发展必须资源的主要提供者，因此世界各国都在不断加大海洋资源探测和 开发，无人水下航行器的应用无可替代，各国开发了功能强大的水下航行器来适应使用需 要。除了海洋探测和民用领域，在军事应用中，水下航行器可以有效地执行反潜和反水雷任 务，尤其是近岸的反水雷任务，由于水深的限制，大型的、专业的反水雷舰艇几乎是难以进 入的，无人化的水下航行器成为必然选择。军用航行器还要求具有隐蔽性强的特点，在我方 航行器执行任务时，既可以快速有效地完成任务，又不易被敌方的卫星或雷达发现。对于以电力作为动力源的水下航行器，如果采用蓄电池供电，每次更换和给蓄电 池充放电都将是繁琐的工作，使得航行器的使用效率降低；对于由母船通过电缆供电的水 下航行器，不能单独出航执行任务时最大的缺点，即使是随母船出航，也要受到拖缆的诸多 限制。由此可见，开发一种可以无缆的、非电动力的水下航行器是一种科技发展的必然需求。因此，柴油动力的水下航行器正在受到各方的广泛关注，发展前景极其乐观。航行 器在水下航行时，由于燃油的不断消耗，必然导致航行器入水时的重力与浮力平衡遭到破 坏，重力变小而产生正浮力，如果不及时调节，最终会导致航行器浮出水面，暴露自身的位 置。目前采用对于燃油的补偿方法主要采用等重量补偿海水的方法，如果补偿水箱设 计不合理，一旦航行器发生较大的纵倾，水必然朝纵倾更大的方向运动，导致更大的纵倾， 使得补偿装置成为航行器的一个安全隐患。
发明内容本实用新型提供一种水下航行器燃油重力补偿装置，通过将补偿水舱划分为多个 独立的舱室，由控制系统对独立的舱室顺序进行海水补偿，能十分安全可靠的对燃油重力 进行补偿。水下航行器燃油重力补偿装置，包括补偿水舱、排气管路、供水管路、排水管路、高 压气瓶、海水泵、单向阀、双向阀和控制系统，其中补偿水舱内部分隔成奇数个竖直且等容 积的独立舱室，每个独立舱室下方分别由装有双向阀的管路接通供水管路，供水管路与海 水泵连接，供水管路上装有单向阀，供水管路上并联一个排水管路，排水管路上装有单向 阀；每个舱室上方分别由装有单向阀的管路接通排气管路，每个独立舱室由管路与高压气 瓶连通，高压气瓶的出口装有单向阀；每个单向阀和双向阀分别与控制系统连接；补偿水 舱设置在燃油箱的正下方。工作方式当燃油消耗到设定值需要补偿海水时，控制系统先打开正中心独立舱室上方管路的单向阀和下方的双向阀，然后打开供水管路的单向阀并启动海水泵，海水充 入舱室内，舱室内的空气由上方的排气管路排出，当正中心的独立舱室注满海水后，关闭单 向阀、双向阀和海水泵，那么这个水舱里的水将不能够移动，相当于固体的补偿装置；即使 在注水过程中，由于独立舱室在纵倾方向上的宽度很窄，水的流动微乎其微，绝不会对航行 器产生任何影响；进行下一次补偿时，以第一次补偿的中心独立舱室为中心，左右顺序交替 对其余的独立舱室进行注水；如果发生紧急情况需要对补偿水舱排水时，控制系统首先开 启各个独立舱室下方管路上的双向阀和排水管路上的单向阀，然后启动高压气瓶，高压气 体通过管路将每个独立舱室内的海水压出并由排水管路排出。有益效果本实用新型的重力补偿装置布置在油箱的正下方，在航行器消耗燃油 的过程中，可以对航行器的重量进行实时的补偿，保证了航行器处于重力和浮力平衡的状 态；本实用新型设计的补偿装置划分为几个小型的水舱，每个水舱注水完成后，都可以视为 固体，最大限度的克服了水箱中水的流动性对航行器纵倾姿态的影响。在航行器遇到紧急 危险时，本实用新型的补偿装置，可以利用高压气瓶将其中的海水排空，使航行器具有正浮 力快速上浮。本实用新型对于提高航行器的生存能力和安全性作出了巨大的改进和提高。
图1是本实用新型补偿水舱的结构示意图；其中1_补偿水舱、2-高压气瓶、3-高压气瓶单向阀、4-排气管路、5-排气管路单 向阀、6-海水泵、7-海水泵单向阀、8-双向阀、9-排水管路单向阀、10-排水管路。
具体实施方式
如附图1所示，本实用新型的水下航行器燃油重力补偿装置，包括补偿水舱1、排 气管路4、供水管路、排水管路10、高压气瓶2、海水泵6、排气管路单向阀5、海水泵单向阀 7、排水管路单向阀9、双向阀8和控制系统，其中补偿水舱1内部分隔成七个竖直且等容积 的独立舱室，每个独立舱室下方分别由装有双向阀8的管路接通供水管路，供水管路与海 水泵6连接，供水管路上装有海水泵单向阀7，供水管路上并联一个排水管路10，排水管路 10上装有排水管路单向阀9 ；每个独立舱室上方分别由装有排气管路单向阀5的管路接通 排气管路4，每个舱室由管路与高压气瓶2连接，高压气瓶2的出口装有高压气瓶单向阀3 ； 每个管路上的单向阀和双向阀分别与控制系统连接；补偿水舱1设置在燃油箱的正下方。工作方式当燃油消耗到设定值需要补偿海水时，控制系统先打开正中心1号独 立舱室上方管路的排气管路单向阀5和下方管路的双向阀8，然后打开海水泵单向阀7并 启动海水泵6，海水充入1号独立舱室，舱室内的空气由上方的排气管路4排出，当1号独 立舱室注满海水后，关闭排气管路单向阀5、海水泵单向阀7、双向阀8和海水泵6，1号独立 舱室里的水将不能够移动，相当于固体的补偿装置；即使在注水过程中，由于独立舱室在纵 倾方向上的宽度很窄，水的流动微乎其微，绝不会对航行器产生任何影响；进行下一次补偿 时，以1号独立舱室为中心，左右顺序交替对其余的2、3、4、5、6、7独立舱室进行注水；如果 发生紧急情况需要对补偿水舱1排水时，控制系统首先开启各个独立舱室下方管路上的双 向阀8和排水管路10上的排水管路单向阀9，然后启动高压气瓶2，高压气体通过管路将每 个独立舱室内的海水压出并由排水管路10排出。
权利要求1.水下航行器燃油重力补偿装置，包括补偿水舱(1)、排气管路(4)、供水管路、排水管 路(10)、高压气瓶(2)、海水泵(6)、排气管路单向阀(5)、海水泵单向阀(7)、排水管路单向 阀(9)、双向阀(8)和控制系统，其中补偿水舱(1)内部分隔成奇数个竖直且等容积的独立 舱室，每个独立舱室下方分别由装有双向阀(8)的管路接通供水管路，供水管路与海水泵 (6)连接，供水管路上装有海水泵单向阀(7)，供水管路上并联一个排水管路(10)，排水管 路(10)上装有排水管路单向阀(9)；每个独立舱室上方分别由装有排气管路单向阀(5)的 管路接通排气管路(4)，每个舱室由管路与高压气瓶(2)连接，高压气瓶(2)的出口装有高 压气瓶单向阀(3)；每个管路上的单向阀和双向阀(8)分别与控制系统连接。
2.如权利要求1所述的水下航行器燃油重力补偿装置，其特征在于所述的补偿水舱 (1)设置在燃油箱的正下方。
专利摘要本实用新型涉及一种水下航行器燃油重力补偿装置，属于水下航行器控制技术领域；补偿水舱内部分隔成奇数个竖直且等容积的独立舱室，每个舱室下方分别由装有双向阀的管路接通供水管路和海水泵，供水管路上装有单向阀，供水管路上并联一个排水管路，排水管路上装有单向阀；每个舱室上方分别由装有单向阀的管路接通排气管路，每个舱室由管路与高压气瓶连通，高压气瓶的出口装有单向阀；每个单向阀和双向阀分别与控制系统连接；补偿水舱设置在燃油箱的正下方。本实用新型由控制系统对独立的舱室顺序进行海水补偿，能十分安全可靠的对燃油重力进行补偿；在航行器遇到紧急危险时，本实用新型利用高压气瓶将其中的海水排空，使航行器快速上浮。
文档编号B63G8/22GK201784806SQ20102067253
公开日2011年4月6日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者卢刚, 宋长会, 张萍, 王彭, 龚喜 申请人:中国船舶重工集团公司第七一○研究所