[发明专利]一种水下航行器浮力调节装置

权利要求书

1.一种水下航行器浮力调节装置，其特征在于：其包括金属球体，所述金属球体具有开口部，并将相变蜡填充于所述金属球体内，所述金属球体的开口端经金属连接管道后连通有金属圆柱壳体，自所述金属圆柱壳体下部至所述金属连接管道内塞装有一体式的活塞，且所述金属圆柱壳体的直径大于所述金属连接管道的直径；所述活塞呈T型，所述活塞的上部、下部均套装有密封圈，且分别与所述金属圆柱壳体、金属连接管道内壁密封接触；所述浮力调节装置的膨胀率为ρ，且ρ=ΔV_排/ΔV=（4/15πR³（r/r₁）²）/（4/15πR³）=（r/r₁）²；

所述相变蜡承受的最大压强为P₁，满足Pπr²≤P₁πr₁²，得到：（r/r₁）²≤P₁/P，

所述金属连接管道的体积不小于所述金属球体体积的20%，即满足4/3*π*R³*20%=4/15πR³≤πr₁²h，得到r₁²h≥4/15R³；

其中，h为所述金属连接管道的高度；P为所述活塞大截面端受到的压强；R为所述金属球体的半径；r₁为所述活塞小截面端的半径；r为所述活塞大截面端的半径；ΔV_排为所述金属圆柱壳体内液体排出的体积；

所述相变蜡受热膨胀相变时，所述相变蜡的体积增大记为ΔV，即ΔV=4/3*π*R³*20%=4/15πR³，其中，R为所述金属球体的半径；所述相变蜡受热膨胀相变后，所述相变蜡膨胀至所述金属连接管道中而引起的所述活塞的高度变化记为Δh，通过ΔV=πr₁²*Δh=4/15πR³，得出Δh=4/15*R³/r₁²，其中，r₁为所述活塞小截面端的半径；

所述相变蜡受热膨胀相变后，所述活塞升高引起的体积变化，即所述金属圆柱壳体内液体排出的体积记为ΔV_排，

则ΔV_排=πr²*Δh=πr²*4/15*R³/r₁²=4/15πR³（r/r₁）²，其中，r为所述活塞大截面端的半径。

2.根据权利要求1所述的一种水下航行器浮力调节装置，其特征在于：所述金属圆柱壳体底部开有放气孔，所述放气孔的直径为φ3mm～10mm。