CN107676315A - 一种全海深浮力调节集成阀组 - Google Patents

Abstract

本发明属于潜水器浮力调节相关技术领域，其公开了全海深浮力调节集成阀组，其为插装式结构，其包括第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀、调速阀及阀体，所述第一截止阀、所述第二截止阀、所述第三截止阀及所述第四截止阀以插装的形式安装于所述阀体内；所述第一截止阀、所述第二截止阀、所述第三截止阀及所述第四截止阀依次首尾相连接形成桥式回路，通过控制所述第一截止阀、所述第二截止阀、所述第三截止阀及所述第四截止阀之间的启闭组合来实现压载水舱注排水工况的切换；所述集成阀组中加入所述调速阀，使得集成阀组的工况同时包括海水泵注排水工况及自流注水工况。本发明各阀的互换性较好，整体结构紧凑，安装维修方便。

Description

一种全海深浮力调节集成阀组

技术领域

本发明属于潜水器浮力调节相关技术领域，更具体地，涉及一种全海深浮力调节集成阀组。

背景技术

随着科技的发展和对海洋研究的不断深入，自上世纪以来，海洋科学已经发展到了开始对海洋的开发利用阶段，人类现在正在利用海洋这一巨大资源宝库。人类探索及开发海洋的步伐也正在由近海向深海转移。全海深潜水器是人类探索海洋的重要装备之一，尤其是载人潜水器，它可以承载海洋学家、科学家等下潜至大洋底部，从而对海底的地形、地貌、生物及矿物进行考察。

浮力调节系统作为大深度潜水器的一个重要调节系统，可以对潜水器的浮力进行微调，从而维持潜水器姿态的平衡。浮力调节阀组在浮力调节系统当中起到了一个控制作用，通过控制阀组，可以改变压载水舱中的注排水情况，从而对潜水器浮力进行调节。目前，绝大多数的大深度载人潜水器的浮力调节系统中，均采用的是多个超高压水压阀，通过管道将每个水压阀进行连接。这种形式的控制阀组不仅所占空间大，管路连接复杂，管道的流体阻力较大，而且不便于安装及维修。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种全海深浮力调节集成阀组，其基于现有浮力调节阀组的工作特点，研究及设计了一种各个阀之间无需通过管道相连接的全海深浮力调节集成阀组。所述全海深浮力调节集成阀组采用集成插装式结构，各阀的互换性较好，整体结构紧凑，安装维修方便；各阀之间采用开设于阀体内部的导流槽进行连通，阀体内部流道较短，流体阻力较小，有利于提升海水泵的吸入效果。此外，所述全海深浮力调节集成阀组中的截止阀均采用液压控制，便于进行远程操作。

为实现上述目的，本发明提供了一种全海深浮力调节集成阀组，其特征在于：

所述全海深浮力调节集成阀组为插装式结构，其包括第一截止阀法、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀及阀体，所述第一截止阀、所述第二截止阀、所述第三截止阀及所述第四截止阀以插装的形式安装于所述阀体内；

所述第一截止阀、所述第二截止阀、所述第三截止阀及所述第四截止阀依次首尾相连接形成桥式回路，通过控制所述第一截止阀、所述第二截止阀、所述第三截止阀及所述第四截止阀之间的启闭组合来实现压载水舱注排水工况的切换；所述集成阀组的工况包括海水泵注水工况、海水泵排水工况及自流注水工况。

进一步地，所述第一截止阀及所述第二截止阀之间形成I口，所述第一截止阀与所述第三截止阀之间形成IV口，所述第三截止阀与所述第四截止阀之间形成II口，所述第四截止阀与所述第二截止阀之间形成有第一节点。

进一步地，所述全海深浮力调节集成阀组还包括第五截止阀、安全阀、平衡阀及调速阀，所述调速阀连接所述第二截止阀及所述第一节点，所述平衡阀连接所述第一节点及所述第五截止阀，所述平衡阀及所述第五截止阀之间形成有III口；所述第五截止阀连接于所述IV口；所述安全阀连接所述II口及所述III口；所述平衡阀的控制端连接于所述II口。

进一步地，所述第五截止阀、所述平衡阀及所述调速阀也以插装的形式安装于所述阀体内，所述调速阀沿水平方向设置，所述第一截止阀、所述第二截止阀、所述第三截止阀、所述第四截止阀、所述第五截止阀、所述安全阀及所述平衡阀均沿竖直方向设置。

进一步地，所述阀体开设有压载水舱接口、海水接口、海水泵出口、安全阀出口及海水泵入口，所述I口对应于所述压载水舱接口，所述II口对应于所述海水接口，所述III口对应于所述海水泵出口，所述IV口对应于所述海水泵入口，所述安全阀出口直接与海水相连通。

进一步地，所述第一截止阀、所述第二截止阀、所述第三截止阀、所述第四截止阀、所述第五截止阀、所述安全阀、所述平衡阀及所述调速阀之间通过开设于所述阀体上的导流槽相连通。

进一步地，所述阀体还开设有安全阀出口导流槽、入口导流槽、平衡阀出口导流槽、调速阀入口导流槽、第四截止阀出口导流槽、调速阀出口导流槽、第二截止阀入口导流槽、第一截止阀入口导流槽、第三截止阀出口导流槽、第五截止阀出口导流槽、第四截止阀入口导流槽、第二截止阀出口导流槽、第一截止阀出口导流槽、第三截止阀入口导流槽及第五截止阀入口导流槽；所述安全阀及所述平衡阀共用同一个阀座，所述阀座安装于所述阀体内；所述安全阀形成有通流槽及安全阀平衡腔，所述安全阀的出口通过所述通流槽与所述安全阀平衡腔相连通，所述安全阀出口与所述安全阀出口导流槽相连通。

进一步地，所述平衡阀具有通流孔及平衡阀平衡腔，所述平衡阀的出口与所述平衡阀出口导流槽相连通，所述平衡阀平衡腔通过所述通流孔与海水相连通；所述平衡阀具有平衡阀入口，所述安全阀具有安全阀入口，所述平衡阀入口及所述安全阀入口均与所述入口导流槽相连通。

进一步地，所述第一截止阀的进出口分别与所述第一截止阀入口导流槽及所述第一截止阀出口导流槽相连通；所述第二截止阀的进出口分别与所述第二截止阀入口导流槽及所述第二截止阀出口导流槽相连通；所述第三截止阀的进出口分别与所述第三截止阀入口导流槽及所述第三截止阀出口导流槽相连通；所述第四截止阀的进出口分别与所述第四截止阀入口导流槽及所述第四截止阀出口导流槽相连通；所述第五截止阀的进出口分别与所述第五截止阀入口导流槽及所述第五截止阀出口导流槽相连通。

进一步地，所述海水泵入口依次与所述第五截止阀出口导流槽、所述第三截止阀出口导流槽及所述第一截止阀入口导流槽横向贯通；所述平衡阀出口导流槽与所述调速阀入口导流槽纵向贯通；所述平衡阀出口导流槽与所述第四截止阀出口导流槽横向贯通；所述第二截止阀入口导流槽与所述调速阀出口导流槽纵向贯通；所述海水接口依次与所述第三截止阀入口导流槽及所述第四截止阀入口导流槽纵向贯通；所述压载水舱接口与所述第一截止阀出口导流槽横向贯通；所述第一截止阀出口导流槽与所述第二截止阀出口导流槽纵向贯通；所述海水泵出口与所述第五截止阀入口导流槽横向贯通；所述第五截止阀出口导流槽与所述入口导流槽纵向贯通。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的全海深浮力调节集成阀组主要具有以下有益效果：

1.所述全海深浮力调节集成阀组采用集成插装式结构，各阀的互换性较好，整体结构紧凑，安装维修方便；

2.各阀之间采用开设于阀体上的导流槽及内部流道进行连通，阀体内部流道较短，流体阻力较小，有利于提升海水泵的吸入效果；

3.所述全海深浮力调节集成阀组中的截止阀均采用液压控制，便于进行远程操作；

4.所述全海深浮力调节集成阀组处于非工作状态时，有两个截止阀可用于隔绝海水与压载水舱之间的通道，如此可保证可靠的超高压密封。

附图说明

图1是本发明较佳实施方式提供的全海深浮力调节集成阀组的原理示意图；

图2是图1中的全海深浮力调节集成阀组的结构示意图；

图3是图1中的全海深浮力调节集成阀组的另一个角度的结构示意图；

图4是图1中的全海深浮力调节集成阀组内部的局部结构示意图；

图5是图1中的全海深浮力调节集成阀组的局部剖视图；

图6是图1中的全海深浮力调节集成阀组的平面示意图；

图7是图6中的全海深浮力调节集成阀组沿A-A方向的剖视图；

图8是图6中的全海深浮力调节集成阀组沿B-B方向的剖视图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-第四截止阀控制口，2-第三截止阀控制口，3-第五截止阀控制口，4-海水接口，5-阀体，6-海水泵出口，7-安全阀出口，8-海水泵入口，9-第一截止阀控制口，10-第二截止阀控制口，11-第四截止阀，12-第二截止阀，13-第一截止阀，14-第三截止阀，15-第五截止阀，16-安全阀，17-平衡阀，18-调速阀，19-通流孔，20-平衡阀入口，21-安全阀入口，22-安全阀平衡腔，23-通流槽，24-安全阀出口导流槽，25-阀座，26-入口导流槽，27-平衡阀出口导流槽，28-平衡阀平衡腔，29-调速阀入口导流槽，30-第四截止阀出口导流槽，31-调速阀出口导流槽，32-第二截止阀入口导流槽，33-第一截止阀入口导流槽，34-第三截止阀出口导流槽，35-第五截止阀出口导流槽，36-第四截止阀入口导流槽，37-第二截止阀出口导流槽，38-压载水舱接口，39-第一截止阀出口导流槽，40-第三截止阀入口导流槽，41-第五截止阀入口导流槽。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

请参阅图1至图4，本发明较佳实施方式提供的全海深浮力调节集成阀组，所述全海深浮力调节集成阀为集成插装式结构，其整体结构紧凑，安装维修方便。所述全海深浮力调节集成阀组内部采用阀体内形成的流道对各水压阀进行连通，阀体流道较短，流体阻力较小，有利于提高海水泵的吸入效果。

所述全海深浮力调节集成阀组包括阀体5、第四截止阀11、第二截止阀12、第一截止阀13、第三截止阀14、第五截止阀15、安全阀16、平衡阀17及调速阀18，所述第一截止阀13、所述第二截止阀12、所述第三截止阀14及所述第四截止阀11共同构成桥式回路，通过控制所述第一截止阀13、所述第二截止阀12、所述第三截止阀14、所述第四截止阀11及所述第五截止阀15之间的启闭组合，可以实现注排水工况的切换。所述第一截止阀13、所述第二截止阀12、所述第三截止阀14、所述第四截止阀11、所述第五截止阀15、所述安全阀16、所述平衡阀17及所述调速阀18均以插装形式安装于所述阀体5内。其中，所述调速阀18沿水平方向设置，所述第一截止阀13、所述第二截止阀12、所述第三截止阀14、所述第四截止阀11、所述第五截止阀15、所述安全阀16及所述平衡阀17均沿竖直方向设置。

请参阅图5至图8，所述阀体5开设有压载水舱接口38，海水接口4、海水泵出口6、安全阀出口7及海水泵入口8。所述阀体5还开设有安全阀出口导流槽24、入口导流槽26、平衡阀出口导流槽27、调速阀入口导流槽29、第四截止阀出口导流槽30、调速阀出口导流槽31、第二截止阀入口导流槽32、第一截止阀入口导流槽33、第三截止阀出口导流槽34、第五截止阀出口导流槽35、第四截止阀入口导流槽36、第二截止阀出口导流槽37、第一截止阀出口导流槽39、第三截止阀入口导流槽40及第五截止阀入口导流槽41。

所述第一截止阀13、所述第三截止阀14、所述第四截止阀11及所述第二截止阀12依次首尾相连接，所述第一截止阀13及所述第二截止阀12之间形成I口，所述第一截止阀13与所述第三截止阀14之间形成IV口，所述第三截止阀14与所述第四截止阀11之间形成II口，所述第四截止阀11与所述第二截止阀12之间形成有第一节点。所述调速阀18连接所述第二截止阀12及所述第一节点，所述平衡阀17连接所述第一节点及所述第五截止阀15，所述平衡阀17及所述第五截止阀15之间形成有III口。所述第五截止阀15连接于所述IV口。所述安全阀16连接所述II口及所述III口。所述平衡阀17的控制端连接于所述II口。

所述I口对应于所述压载水舱接口38，所述II口对应于所述海水接口4，所述III口对应于所述海水泵出口6，所述IV口对应于所述海水泵入口8，所述安全阀出口7直接与海水相连通。

所述第一截止阀13、所述第二截止阀12、所述第三截止阀14、所述第四截止阀11及所述第五截止阀15分别设置有第一截止阀控制口9、第二截止阀控制口10、第三截止阀控制口2、第四截止阀控制口1及第五截止阀控制口3。所述第一截止阀控制口9、所述第二截止阀控制口10、所述第三截止阀控制口2、所述第四截止阀控制口1及所述第二截止阀控制口3分别与对应的液压控制阀相连接。

所述安全阀16及所述平衡阀17共用同一个阀座25，所述阀座25安装于所述阀体5内。所述安全阀16形成有通流槽23及安全阀平衡腔22，所述安全阀16的出口通过所述通流槽23与所述安全阀平衡腔22相连通，所述安全阀出口7与所述安全阀出口导流槽24相连通。所述平衡阀17具有通流孔19及平衡阀平衡腔28，所述平衡阀17的出口与所述平衡阀出口导流槽27相连通，所述平衡阀平衡腔28通过所述通流孔19与海水相连通。所述平衡阀17具有平衡阀入口20，所述安全阀16具有安全阀入口21，所述平衡阀入口20及所述安全阀入口21均与所述入口导流槽26相连通。由此，所述安全阀平衡腔22及所述平衡阀平衡腔28内的内部压力均与海水环境压力相同。

所述第一截止阀13的进出口分别与所述第一截止阀入口导流槽33及所述第一截止阀出口导流槽39相连通。所述第二截止阀12的进出口分别与所述第二截止阀入口导流槽32及所述第二截止阀出口导流槽37相连通。所述第三截止阀14的进出口分别与所述第三截止阀入口导流槽40及所述第三截止阀出口导流槽34相连通。所述第四截止阀11的进出口分别与所述第四截止阀入口导流槽36及所述第四截止阀出口导流槽30相连通。所述第五截止阀15的进出口分别与所述第五截止阀入口导流槽41及所述第五截止阀出口导流槽35相连通。

所述海水泵入口8依次与所述第五截止阀出口导流槽35、所述第三截止阀出口导流槽34及所述第一截止阀入口导流槽33横向贯通。所述平衡阀出口导流槽27与所述调速阀入口导流槽29纵向贯通。所述平衡阀出口导流槽27与所述第四截止阀出口导流槽30横向贯通。所述第二截止阀入口导流槽32与所述调速阀出口导流槽31纵向贯通。

所述海水接口4依次与所述第三截止阀入口导流槽40及所述第四截止阀入口导流槽36纵向贯通。所述压载水舱接口38与所述第一截止阀出口导流槽39横向贯通。所述第一截止阀出口导流槽39与所述第二截止阀出口导流槽37纵向贯通。所述海水泵出口6与所述第五截止阀入口导流槽41横向贯通。所述第五截止阀出口导流槽41与所述入口导流槽26纵向贯通。

所述全海深浮力调节集成阀组工作时，所述全海深浮力调节集成阀组置于海洋环境中，所述海水接口4直接与海水相通，所述安全阀出口7及所述通流孔19均直接与海水相通，所述海水泵入口8及所述海水泵出口6分别与海水泵的进出口相连，所述压载水舱接口38与全海深潜水器上的压载水舱端口相连。

当利用海水泵对压载水舱进行注水时，通过所述第二截止阀控制口10及所述第三截止阀控制口2来使所述第二截止阀12及所述第三截止阀14的阀口开启，海水依次通过所述第三截止阀14、海水泵、所述平衡阀17、所述调速阀18及所述第二截止阀12后被注入到压载水舱中。

当利用海水泵对压载水舱进行排水时，通过所述第一截止阀控制口9及所述第四截止阀控制口1来使所述第一截止阀13及所述第四截止阀11的阀口开启，海水依次通过所述第一截止阀13、所述海水泵、所述平衡阀17及所述第四截止阀11后被排出到海洋环境中。

当利用深海压力进行自流注水时，通过所述第二截止阀控制口10及所述第四截止阀控制口1来使所述第二截止阀12及所述第四截止阀11的阀口开启，海水在海深压力作用下依次通过所述第四截止阀11、所述调速阀18及所述第二截止阀12后被注入到压载水舱中。在自流注水工况时，采用所述调速阀18使得自流注水流量能够基本保持恒定。

本发明提供的全海深浮力调节集成阀组，其采用集成插装式结构，各阀的互换性较好，整体结构紧凑，安装维修方便；各阀之间采用开设于阀体上的导流槽进行连通，阀体内部的流道较短，流体阻力较小，有利于提升海水泵的吸入效果。此外，所述全海深浮力调节集成阀组中的截止阀均采用液压控制，便于进行远程操作。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全海深浮力调节集成阀组，其特征在于：

所述全海深浮力调节集成阀组为插装式结构，其包括第一截止阀法、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀及阀体，所述第一截止阀、所述第二截止阀、所述第三截止阀及所述第四截止阀以插装的形式安装于所述阀体内；

所述第一截止阀、所述第二截止阀、所述第三截止阀及所述第四截止阀依次首尾相连接形成桥式回路，通过控制所述第一截止阀、所述第二截止阀、所述第三截止阀及所述第四截止阀之间的启闭组合来实现压载水舱注排水工况的切换；所述集成阀组的工况包括海水泵注水工况、海水泵排水工况及自流注水工况。

2.如权利要求1所述的全海深浮力调节集成阀组，其特征在于：所述第一截止阀及所述第二截止阀之间形成I口，所述第一截止阀与所述第三截止阀之间形成IV口，所述第三截止阀与所述第四截止阀之间形成II口，所述第四截止阀与所述第二截止阀之间形成有第一节点。

3.如权利要求2所述的全海深浮力调节集成阀组，其特征在于：所述全海深浮力调节集成阀组还包括第五截止阀、安全阀、平衡阀及调速阀，所述调速阀连接所述第二截止阀及所述第一节点，所述平衡阀连接所述第一节点及所述第五截止阀，所述平衡阀及所述第五截止阀之间形成有III口；所述第五截止阀连接于所述IV口；所述安全阀连接所述II口及所述III口；所述平衡阀的控制端连接于所述II口。

4.如权利要求3所述的全海深浮力调节集成阀组，其特征在于：所述第五截止阀、所述平衡阀及所述调速阀也以插装的形式安装于所述阀体内，所述调速阀沿水平方向设置，所述第一截止阀、所述第二截止阀、所述第三截止阀、所述第四截止阀、所述第五截止阀、所述安全阀及所述平衡阀均沿竖直方向设置。

5.如权利要求3所述的全海深浮力调节集成阀组，其特征在于：所述阀体开设有压载水舱接口、海水接口、海水泵出口、安全阀出口及海水泵入口，所述I口对应于所述压载水舱接口，所述II口对应于所述海水接口，所述III口对应于所述海水泵出口，所述IV口对应于所述海水泵入口，所述安全阀出口直接与海水相连通。

6.如权利要求3所述的全海深浮力调节集成阀组，其特征在于：所述第一截止阀、所述第二截止阀、所述第三截止阀、所述第四截止阀、所述第五截止阀、所述安全阀、所述平衡阀及所述调速阀之间通过开设于所述阀体上的导流槽相连通。

7.如权利要求6所述的全海深浮力调节集成阀组，其特征在于：所述阀体还开设有安全阀出口导流槽、入口导流槽、平衡阀出口导流槽、调速阀入口导流槽、第四截止阀出口导流槽、调速阀出口导流槽、第二截止阀入口导流槽、第一截止阀入口导流槽、第三截止阀出口导流槽、第五截止阀出口导流槽、第四截止阀入口导流槽、第二截止阀出口导流槽、第一截止阀出口导流槽、第三截止阀入口导流槽及第五截止阀入口导流槽；所述安全阀及所述平衡阀共用同一个阀座，所述阀座安装于所述阀体内；所述安全阀形成有通流槽及安全阀平衡腔，所述安全阀的出口通过所述通流槽与所述安全阀平衡腔相连通，所述安全阀出口与所述安全阀出口导流槽相连通。

8.如权利要求7所述的全海深浮力调节集成阀组，其特征在于：所述平衡阀具有通流孔及平衡阀平衡腔，所述平衡阀的出口与所述平衡阀出口导流槽相连通，所述平衡阀平衡腔通过所述通流孔与海水相连通；所述平衡阀具有平衡阀入口，所述安全阀具有安全阀入口，所述平衡阀入口及所述安全阀入口均与所述入口导流槽相连通。

9.如权利要求7所述的全海深浮力调节集成阀组，其特征在于：所述第一截止阀的进出口分别与所述第一截止阀入口导流槽及所述第一截止阀出口导流槽相连通；所述第二截止阀的进出口分别与所述第二截止阀入口导流槽及所述第二截止阀出口导流槽相连通；所述第三截止阀的进出口分别与所述第三截止阀入口导流槽及所述第三截止阀出口导流槽相连通；所述第四截止阀的进出口分别与所述第四截止阀入口导流槽及所述第四截止阀出口导流槽相连通；所述第五截止阀的进出口分别与所述第五截止阀入口导流槽及所述第五截止阀出口导流槽相连通。

10.如权利要求7所述的全海深浮力调节集成阀组，其特征在于：所述海水泵入口依次与所述第五截止阀出口导流槽、所述第三截止阀出口导流槽及所述第一截止阀入口导流槽横向贯通；所述平衡阀出口导流槽与所述调速阀入口导流槽纵向贯通；所述平衡阀出口导流槽与所述第四截止阀出口导流槽横向贯通；所述第二截止阀入口导流槽与所述调速阀出口导流槽纵向贯通；所述海水接口依次与所述第三截止阀入口导流槽及所述第四截止阀入口导流槽纵向贯通；所述压载水舱接口与所述第一截止阀出口导流槽横向贯通；所述第一截止阀出口导流槽与所述第二截止阀出口导流槽纵向贯通；所述海水泵出口与所述第五截止阀入口导流槽横向贯通；所述第五截止阀出口导流槽与所述入口导流槽纵向贯通。