[发明专利]一种深海装备浮力调节系统及其工作方法

说明书

本发明涉及一种海装备浮力调节系统及其工作方法，属于海洋探测装备领域，该系统包括浮力油囊、出油口常开式电磁换向阀、溢流阀、液压马达、节流阀、出油口常闭式电磁换向阀、储油油囊、控制器、进油口常开式电磁换向阀、液压泵、减压阀、进油口常闭式电磁换向阀、单向阀、压力变送器和流量计；所述控制器通过信号线分别与流量计、压力变送器、出油口常开式电磁换向阀、溢流阀、节流阀、出油口常闭式电磁换向阀、进油口常闭式电磁换向阀、电机和进油口常开式电磁换向阀连接。本发明能够利用海水的压力发出电能，并通过控制液压系统换向阀的工作状态，降低深海装备浮力调节系统工作过程中的能量消耗，延长深海装备工作时间。

技术领域

本发明涉及一种深海装备浮力调节系统及其工作方法，属于海洋探测装备技术领域。

背景技术

浮力调节技术广泛应用于水下滑翔机、自主式水下航行器等深海移动平台，是探索海洋的关键核心技术。

目前常用的浮力调节技术为采用体积可变的油囊作为浮力油囊，通过改变浮力油囊体积，使深海装备的排水体积发生变化，从而使深海装备受到的海水浮力发生变化，在装备重力恒定的情况下，装备受到的合力发生变化，从而产生上升或下潜的作用力。如申请号为201711387767.4的中国发明专利公开了一种水下浮力调节装置，采用高压气动浮力系统驱动，质量轻，维护成本低；申请号为201810046577.4的中国发明专利公开了一种深海浮力调节系统及其方法，最大工作水深可达6000米。

然而，现有的浮力调节系统一般设置在海底增大浮力油囊的体积，此时海水压力较大，需要消耗较多能量。减小浮力油囊体积时，一般采用液压泵将液压油从浮力油囊抽出，未充分利用海水的压力，也需要消耗能量。因此，现有的浮力调节系统能量消耗较大，大大缩短了深海装备水下工作时间。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种深海装备浮力调节系统及其工作方法，能够利用海水的压力发出电能，并通过控制液压系统换向阀的工作状态，降低深海装备浮力调节系统工作过程中的能量消耗，延长深海装备工作时间。

本发明采用以下技术方案：

一种深海装备浮力调节系统，包括浮力油囊、出油口常开式电磁换向阀、溢流阀、液压马达、节流阀、出油口常闭式电磁换向阀、储油油囊、控制器、进油口常开式电磁换向阀、液压泵、减压阀、进油口常闭式电磁换向阀、单向阀、压力变送器和流量计；

所述储油油囊分别与出油口常闭式电磁换向阀和进油口常开式电磁换向阀连接，所述液压泵的进油口分别连接进油口常开式电磁换向阀和减压阀，所述液压泵的出油口与单向阀连接，液压泵连接有电机，所述单向阀分别与出油口常开式电磁换向阀、液压马达和溢流阀连接，所述液压马达连接有发电机，所述液压马达和溢流阀均与节流阀连接，所述节流阀经出油口常闭式电磁换向阀与储油油囊连接，所述减压阀与进油口常闭式电磁换向阀连接，所述进油口常闭式电磁换向阀和出油口常开式电磁换向阀均通过油管连接至浮力油囊，该油管上设置有流量计和压力变送器，上述各元件之间均采用油管连接；

所述控制器通过信号线分别与流量计、压力变送器、出油口常开式电磁换向阀、溢流阀、节流阀、出油口常闭式电磁换向阀、进油口常闭式电磁换向阀、电机和进油口常开式电磁换向阀连接。

本发明中，控制器从流量计可获得流量参数，控制器可从压力变送器获得压力参数，控制器分别向出油口常开式电磁换向阀、出油口常闭式电磁换向阀、进油口常开式电磁换向阀和进油口常闭式电磁换向阀发送换向信号，控制器可向溢流阀发送溢流信号，控制器可向节流阀发送节流信号，控制器可向电机发送转速信号。

优选的，所述储油油囊为活塞式结构，一端为储油腔，另一端为真空负压腔，压力优选为0.5个标准大气压。

本发明中，浮力油囊的体积随内部油液体积而发生变化。