一种水下机器人冷却装置的制作方法

本发明属于水下机器人领域，具体地说是一种水下机器人冷却装置。

背景技术：

水下机器人冷却装置是一种为水下机器人耐压舱内部电动机、电动机控制器等电气设备进行冷却的装置。冷却装置由动力装置(泵)、检测装置(流量计、温度计等)、冷却器、接头体等辅件组成，通过管路将动力装置、检测装置、电气设备、冷却器连接起来，形成闭合回路。回路内填充冷却液，在动力装置作用下完成内循环。在内循环过程中，冷却液通过电气设备时，吸收电气设备工作时产生的热量；通过冷却器时，冷却液和海水发生热交换，将热量传递到海水中，实现冷却功能。现有冷却装置的冷却器布置在水下机器人耐压结构外部，耐压舱需要开设两个水口和冷却器进出水口连接。耐压舱开设水口处需要作局部结构加强设计，增加了结构设计的复杂性和加工难度。冷却器布置在耐压结构外部，增加了航行阻力。为降低阻力，一方面需要在冷却器外部包络导流罩，另一方面还需要进行阻力计算，增加了设计难度和工作量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种水下机器人冷却装置。该水下机器人冷却装置的螺旋水道冷却器布置在耐压壳体内部，结构设计简单，提高设计效率，不增加额外航行阻力，解决了现有冷却装置存在的上述问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括离心泵、流量传感器、螺旋水道冷却器及管路，其中离心泵、待冷却的电动机、电动机控制器及螺旋水道冷却器的进水口通过管路串联，所述螺旋水道冷却器的出水口通过管路与离心泵相连，在所述离心泵与电动机之间的管路上或电动机控制器与螺旋水道冷却器的出水口之间的管路上安装有流量传感器；所述螺旋水道冷却器包括外部耐压壳体及内套，该外部耐压壳体外罩于内套的外部，所述内套的外表面沿轴向设有螺旋水道，该螺旋水道与所述外部耐压壳体的内表面形成供冷却液流通的密闭水道；所述内套上安装有与密闭水道相连通的水嘴；

其中：所述离心泵与流量传感器的管路之间通过并联一支路连接有膨胀罐，该支路上安装有球阀；

所述螺旋水道的轴向截面为矩形；

所述内套轴向的前后两端分别与外部耐压壳体焊接，所述螺旋水道位于内套轴向的前后两端之间；

所述水嘴为四个，分别为水嘴a、水嘴b、水嘴c及水嘴d，由所述电动机控制器输出的管路与水嘴a相连通，所述水嘴d通过管路与离心泵的输入端相连通；所述水嘴b在初始向管路中补水的阶段通过排气管路连接有排气球阀，所述水嘴c在初始向管路中补水的阶段通过补液管路连接有补液球阀；

所述水嘴的轴向截面呈“t”型，中间沿轴向开有与所述密闭水道相连通的通孔，该“t”型的竖边外表面开设有密封槽，该密封槽内容置有与所述内套实现密封的密封圈；

所述水嘴上沿轴向设有便于拆装的平面。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明的螺旋水道冷却器布置在耐压壳体内部，减小了对耐压壳体强度的影响，减小了航行阻力。

2.本发明结构紧凑，空间利用率高。

附图说明

图1为本发明使用状态的结构主视图；

图2为本发明使用状态的结构左视图；

图3为本发明使用状态的结构俯视图；

图4为本发明螺旋水道冷却器的内套的结构主视图；

图5为图4的右视图；

图6为图4的左视图；

图7为本发明螺旋水道冷却器的内套上安装的水嘴的剖视图；

图8为图7的俯视图；

图9为本发明的冷却原理图；

其中：1为离心泵，2为流量传感器，3为球阀，4为膨胀罐，5为螺旋水道冷却器，6为管路，7为支架，8为电动机，9为电动机控制器，10为外部耐压壳体，11为内套，12为螺旋水道，13为密封槽，14为通孔，15为平面，16为排气管路，17为排气球阀，18为补液球阀，19为补液管路，20为水嘴，21为水嘴a，22为水嘴b，23为水嘴c，24为水嘴d。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1～3所示，本发明包括分别安装在耐压壳体内部的离心泵1、流量传感器2、螺旋水道冷却器5及管路6，其中离心泵1、待冷却的电动机8、电动机控制器9及螺旋水道冷却器5的进水口通过管路6串联，螺旋水道冷却器5的出水口通过管路6与离心泵1相连，在离心泵1与电动机8之间的管路6上或电动机控制器9与螺旋水道冷却器5的出水口之间的管路6上安装有流量传感器2；本实施例是在离心泵1与电动机8之间的管路6上安装了流量传感器2，该流量传感器2固定在耐压壳体内部固接的支架7上。离心泵1为冷却液提供动力，流量传感器2用于检测冷却液的流量。在离心泵1与流量传感器2之间的管路6上并联一支路，该支路连接有膨胀罐4，且该支路上安装有球阀3；本实施例的球阀3为手动的对夹球阀，手动的对夹球阀用于切断膨胀罐4入水，便于检修，膨胀罐4用于平衡冷却装置压力。

螺旋水道冷却器5用于将热量传递到海水中，如图4～8所示，螺旋水道冷却器5包括外部耐压壳体10及内套11，该外部耐压壳体10外罩于内套11的外部，内套11的外表面沿轴向设有螺旋水道12，该螺旋水道12的轴向截面为矩形；内套11轴向的前后两端分别与外部耐压壳体10焊接，螺旋水道12位于内套11轴向的前后两端之间，内套11的两端与外部耐压壳体10焊接后，螺旋水道12与外部耐压壳体10的内表面形成供冷却液流通的密闭水道。

内套11上安装有与密闭水道相连通的水嘴20。本实施例的水嘴20为四个，分别为水嘴a21(进水口)、水嘴b22(排气口)、水嘴c23(补水口)及水嘴d24(出水口)，由电动机控制器9输出的管路6与水嘴a21相连通，水嘴d24通过管路6与离心泵1的输入端相连通；水嘴b22在初始向管路6中补水的阶段通过排气管路16连接有排气球阀17，水嘴c23在初始向管路6中补水的阶段通过补液管路19连接有补液球阀18。

本发明的水嘴20的轴向截面呈“t”型，中间沿轴向开有与密闭水道相连通的通孔14，该“t”型的竖边外表面开设有密封槽13，该密封槽13内容置有与内套11实现密封的密封圈。在水嘴20上沿轴向设有便于手持旋拧拆装的平面15。

本发明的安装及工作原理为：

通过管路6，依次将离心泵1、流量传感器2、电动机8、电动机控制器9和螺旋水道冷却器5串联起来，球阀3和膨胀罐4与离心泵1和流量传感器2之间的管路6并联连接。

冷却装置连接完毕后，将水嘴b22通过排气管路16连接上排气球阀17，将水嘴c23通过补液管路19连接上补液球阀18。初始向管路6内补水，打开补液球阀18和排气球阀17，排气球阀17的出口连接自动排气阀，由补液管路19向设备和管路6内部填充冷却液。打开手动的对夹球阀，开启离心泵1和手动对夹球阀，使本发明的冷却装置运行设定的时间，直至自动排气阀无气体排出。然后，从水嘴b22上拆下排气管路16，从水嘴c23上拆下补液管路19，将水嘴b22及水嘴c23密封。

如图9所示，冷却单元控制器控制离心泵1的启停，并接收流量传感器2的数据，监测管路6中的冷却液流量。本发明的冷却装置通过内循环冷却液带走电动机8和电动机控制器9工作时产生的热量，通过螺旋水道冷却器5将热量传递到海水中；冷却后的冷却液在离心泵1的作用下重新进入电动机8和电动机控制器9，完成冷却循环。