一种可在高水压下回油的水下滑翔机浮力调节系统

摘要

一种可在高水压下回油的水下滑翔机浮力调节系统，包括承压壳体和端盖内部的内油箱、伺服电机、柱塞泵、齿轮泵、过滤器、溢流阀、单向阀和电磁阀，位于承压壳体和端盖外部的外皮囊，直接与海水接触；该系统利用高开启压力的电磁阀，高水压下电磁阀工作时采用高频开关的方式，精确控制回油量，实现浮力的精确控制，在电磁阀最大开启压力范围内，可对浮力进行任意调节，拓展滑翔机的功能。

说明书

技术领域

本发明涉及一种水下滑翔机浮力调节系统，尤其是四千米级、需要在水下主动调节自身浮力的水下滑翔机即一种可在高水压下回油的水下滑翔机浮力调节系统。

背景技术

现有水下滑翔机，普遍采用液压油作为工作介质的浮力调节系统。此种浮力调节系统的结构按是否承受外压可分为两大部分，第一部分为设置在承压壳外承受水压的外皮囊，第二部分为设置在承压壳体内部的高压泵系，高压泵系又由内油箱、齿轮泵、过滤器、柱塞泵、溢流阀、单向阀以及电磁阀组成。

在一般情况下，此种浮力调节系统的浮力调节方式为：滑翔机在水面时，开启电磁阀，外皮囊中的液压油在大气压力的作用下流入承压壳中的内油箱，浮力减小，滑翔机下潜，当滑翔机下潜到设定深度时，高压泵系开始工作，将内油箱中的液压油排入承压壳外的外皮囊中，浮力增大，滑翔机上浮。

现有浮力调节方式简单可靠，但也存在明显缺点。即滑翔机只能在水面开启电磁阀回油，当滑翔机处于水下时，由于受电磁阀开启压力的限制，无法回油。这个缺点导致了采用此种浮力调节方式的滑翔机运动模式单一，往往只能在海中做锯齿状运动，限制了滑翔机的应用。

发明内容

为克服传统水下滑翔机浮力调节系统浮力调节模式单一的缺点，丰富水下滑翔机运动方式，本发明一种可在高水压下回油的水下滑翔机浮力调节系统，利用高开启压力的电磁阀，高水压下电磁阀工作时采用高频开关的方式，精确控制回油量，实现浮力的精确控制，在电磁阀最大开启压力范围内，可对浮力进行任意调节，拓展滑翔机的功能。

一种可在高水压下回油的水下滑翔机浮力调节系统，包括：包括位于承压壳体和端盖内部的内油箱、伺服电机、柱塞泵、齿轮泵、过滤器、溢流阀、单向阀和电磁阀，位于承压壳体和端盖外部的外皮囊，直接与海水接触；内油箱→齿轮泵→溢流阀组成一条封闭油路，内油箱→齿轮泵→过滤器→柱塞泵→单向阀→外皮囊组成一条封闭油路，外皮囊→电磁阀→内油箱组成一条封闭油路；齿轮泵从内油箱吸油泵送到柱塞泵，并在柱塞泵入口接入溢流阀控制柱塞泵入口压力，同时在柱塞泵出口设置单向阀防止液压油回流；回油路通过电磁阀控制。

电磁阀的操作压力高达5800psi，开关时间为毫秒级，柱塞泵为单向泵，只能一个方向运转；为防止吸空柱塞泵采用两级供油，在水面时电磁阀可保持常开状态，水下回油时为确保回油速度和精度，电磁阀采用高频开关模式，即少量多次的方式控制油量，可使滑翔机任的浮力调节不受深度限制。

本浮力调节系统采用可在高压下回油，允许滑翔机在水下减小自身浮力，回油时采用高频开关电磁阀的操作方式，少量多次回油，实现油量的精确控制，进而精确控制滑翔机整体浮力，使得滑翔机可根据实际情况任意调节自身浮力，实现多种运动模式，解决现有滑翔机运动模式单一的问题，丰富滑翔机的功能，满足不同观测需求的需要。

附图说明

图1为本发明实施例1整体结构剖示意图；

图2为本发明实施例1整体结构主视示意图；

图3为本发明实施例1整体结构后视图。

图中： 1、外皮囊；2、伺服电机；3、柱塞泵；4、内油箱；5、齿轮泵；6、电磁阀； 7、溢流阀；8、过滤器； 9、单向阀；10、承压壳体；11、端盖。

具体实施方式

一种可在高水压下回油的水下滑翔机浮力调节系统，如图1所示，包括外皮囊1、伺服电机2、柱塞泵3、内油箱4、齿轮泵5、电磁阀6、溢流阀7、过滤器8、单向阀9、承压壳体10和端盖11。内油箱4、齿轮泵5、过滤器8、伺服电机2、塞泵3、单向阀9、电磁阀6和溢流阀7都位于承压壳体10和端盖11内部，外皮囊1位于承压舱外部，直接与海水接触。内油箱4→齿轮泵5→溢流阀7组成一条封闭油路，内油箱4→齿轮泵5→过滤器8→柱塞泵3→单向阀9→外皮囊1组成一条封闭油路，外皮囊1→电磁阀6→内油箱4组成一条封闭油路。

滑翔机上浮时，高压泵系开始工作，齿轮泵5将液压油从内油箱4中吸出，泵送到柱塞泵3入口处，在进入柱塞泵3之前液压油要通过过滤器8进行过滤，为了保持柱塞泵3入口压力恒定，溢流阀7接入柱塞泵3入口。柱塞泵3将液压油泵送到外皮囊1，为防止液压油回流，在柱塞泵3和外皮囊1之前设置单向阀9。随着液压油的不断泵入，外皮囊1体积逐渐变大，此时浮力逐渐变大，滑翔机开始上浮。

滑翔机下潜时，打开电磁阀6，在大气压力的作用下液压油从外皮囊1压回内油箱4，此时电磁阀6处于常开状态。随着液压油不断流入内油箱4，滑翔机整体的浮力减小，开始下潜。

当滑翔机在水下调节自身浮力时，增大浮力的过程和滑翔机上浮相同，减小自身浮力时需打开电磁阀6进行回油。此时电磁阀6的工作方式为高频开关，通过此种方式控制高压液压油少量多次的从外皮囊1流入内油箱4，以此来精确控制回油量，直至将滑翔机浮力调节至设定值，此电磁阀6关闭，停止工作。