[发明专利]温度主动控制的相变浮力引擎性能试验装置

说明书

本发明公开了一种温度主动控制的相变浮力引擎性能试验装置。本发明由浮力发生单元和温度控制单元组成：浮力发生单元是由螺母、弹簧、活塞、活塞密封圈、温度传感器、壳体、上盖密封圈、上盖、石蜡和位移传感器构成,温度控制单元是由冷却水管、电热丝、电机、水泵、水箱、直流电源和开关构成。本发明通过温度传感器和位移传感器，能够获得石蜡的温度分布和体积变化，结合冷却水流量和电热丝加热时间，能够较为全面地评价温度主动控制石蜡相变浮力引擎的浮力调节性能。而且试验装置的结构较为简单，易于维护。

技术领域

本发明涉及一种浮力引擎，特别是主动控制石蜡温度而改变浮力的浮力引擎性能试验装置。

背景技术

浮力引擎是水下潜器的重要子系统，其通过调节潜器的净浮力，来改变潜器的作业水层或保持潜器在水中的作业姿态。常见的温差相变浮力引擎是利用海洋温跃层的温差能，通过石蜡在固液两相转变时的热胀冷缩来调节潜器浮力，具有成本低、振动噪音小、续航能力强等优点。然而，石蜡的导热性能较差，上述浮力引擎的响应时间长达10min量级，浮力调节速度慢，不适用高机动性和灵活性的水下潜器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种温度主动控制的相变浮力引擎性能试验装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种温度主动控制的相变浮力引擎性能试验装置，由浮力发生单元和温度控制单元组成：

（1）浮力发生单元是由螺母、弹簧、活塞、活塞密封圈、温度传感器、壳体、上盖密封圈、上盖、石蜡和位移传感器构成。

（2）温度控制单元是由冷却水管、电热丝、电机、水泵、水箱、直流电源和开关构成。

上盖通过螺纹与壳体的上端联接在一起，两者之间安装有上盖密封圈；活塞安装在壳体的内孔内，两者之间安装有活塞密封圈；上盖、活塞、壳体构成一个空腔，空腔内注满石蜡，冷却水管和电热丝通过上盖的通孔插入石蜡中；冷却水管内的冷却水，是由电机驱动的水泵从水箱中抽出，经冷却水管将石蜡的热量带走，再回到水箱，实现石蜡温度的降低。

电热丝与直流电源连接，由开关控制电热丝的通断电，以实现石蜡温度的升高；温度传感器安装在壳体的孔中，来测量空腔内石蜡的温度；螺母通过螺纹安装在壳体的下端，与活塞构成一个空腔，空腔内充满了水，水通过螺母上的小孔与外界环境相通；弹簧对活塞施加力作用，保证在石蜡体积缩小时活塞能够回到原位；螺母上安装有位移传感器，来测量活塞的位移。

本发明具有的有益效果是：

（1）通过温度传感器和位移传感器，能够获得石蜡的温度分布和体积变化，结合冷却水流量和电热丝加热时间，能够较为全面地评价温度主动控制石蜡相变浮力引擎的浮力调节性能。

（2）该试验装置的结构较为简单，易于维护。

附图说明

图1是本发明的总体示意图。

图中：1、螺母，2、弹簧，3、活塞，4、活塞密封圈，5、温度传感器，6、壳体，7、上盖密封圈，8、上盖，9、冷却水管，10、电热丝，11、石蜡，12、位移传感器，13、电机，14、水泵，15、水箱，16、直流电源，17、开关。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本实施例由浮力发生单元和温度控制单元组成。浮力发生单元是由螺母1、弹簧2、活塞3、活塞密封圈4、温度传感器5、壳体6、上盖密封圈7、上盖8、石蜡11和位移传感器12构成。温度控制单元是由冷却水管9、电热丝10、电机13、水泵14、水箱15、直流电源16和开关17构成。

上盖8通过螺纹与壳体6的上端联接在一起，两者之间安装有上盖密封圈7；活塞3安装在壳体6的内孔内，两者之间安装有活塞密封圈4；上盖8、活塞3、壳体6构成一个空腔，空腔内注满石蜡11，冷却水管9和电热丝10通过上盖8的通孔插入石蜡11中；冷却水管9内的冷却水，是由电机13驱动的水泵14从水箱15中抽出，经冷却水管9将石蜡11的热量带走，再回到水箱15，实现石蜡11温度的降低；电热丝10与直流电源16连接，由开关17控制电热丝9的通断电，以实现石蜡11温度的升高；温度传感器5安装在壳体6的孔中，来测量空腔内石蜡11的温度；螺母1通过螺纹安装在壳体6的下端，与活塞3构成一个空腔，空腔内充满了水，水通过螺母1上的小孔18与外界环境相通；弹簧2对活塞3施加力作用，保证在石蜡11体积缩小时活塞3能够回到原位；螺母1上安装有位移传感器12，来测量活塞3的位移。