CN107839861B - 模块化集成式全海深潜器可调压载装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于潜水器浮力调节相关技术领域，其公开了一种模块化集成式全海深潜器可调压载装置，其包括电机驱动模块、海水驱动模块及阀组控制模块，所述电机驱动模块、所述海水驱动模块及所述阀组控制模块依次相连接；所述阀组控制模块包括阀体、以插装的形式安装在所述阀体内的第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀及第四截止阀，所述第一截止阀、所述第三截止阀、所述第四截止阀及所述第二截止阀依次首尾相连接而形成桥式回路，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所述模块化集成式全海深潜器可调压载装置的工作模式。本发明模块化的连接方式便于安装、维修及拆卸，整体结构紧凑。

Description

模块化集成式全海深潜器可调压载装置

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，涉及一种模块化集成式全海深潜器可调压载装置。

背景技术

海洋是生命的起源地，同时也是人类可持续发展的资源保障。在占地球总表面积70.8％的海洋中蕴藏着丰富的矿产资源、生物资源、化学资源和可再生能源，但目前仍有95％的海洋资源待探索。随着现今陆地资源的过度开发、人口的迅速增长以及经济的持续发展，海洋资源的战略地位日益凸显，其中海洋油气的产量增长尤为迅猛，截止2015年，海洋石油与天然气占全球总产量的比例分别已达37％与28％。海洋资源的勘探和开发高度依赖海洋工程技术，《联合国海洋法公约》中公海的优先开采权是规定谁先拿出详细的科考调查数据，谁就能申请该区域的优先开采权。为实现国家战略，抢夺海洋资源开发的主动地位，近年来各海洋国家在海洋技术与装备领域展开了激烈的竞争。

继“蛟龙”号和4500米载人潜水器后，我国已经启动万米载人潜水器的研制工作，可调压载系统作为载人潜水器的一个重要系统，对于潜水器结构总体形变、海水密度浮动以及重量的变化等具有很好的补偿作用。由于潜水器上系统繁多，目前可调压载装置布置不够合理，其体积较大，安装及维修不便，因此造成潜水器上空间利用率不高。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种模块化集成式全海深潜器可调压载装置，其基于现有全海深潜器的可调压载系统的工作特点，研究及设计了一种便于安装、维修、拆卸及结构紧凑的模块化集成式全海深潜器可调压载装置。所述模块化集成式全海深潜器可调压载装置主要由电机驱动模块、海水驱动模块及阀组控制模块串联组成，模块化的连接方式使得可调压载装置便于安装、维修及拆卸。此外，阀组控制模块中加入了一个调速阀，可调压载装置除了可以利用海水泵对压载水舱进行注排水外，还可以直接利用海深压力进行自流注水，以节省潜水器上的有限能量，延长续航时间。

为实现上述目的，本发明提供了一种模块化集成式全海深潜器可调压载装置，其包括电机驱动模块、海水驱动模块及阀组控制模块，所述电机驱动模块、所述海水驱动模块及所述阀组控制模块依次相连接；

所述阀组控制模块包括阀体、第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀及第四截止阀，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均以插装的形式安装在所述阀体内，所述第一截止阀、所述第三截止阀、所述第四截止阀及所述第二截止阀依次首尾相连接而形成桥式回路，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所述模块化集成式全海深潜器可调压载装置的工作模式。

进一步地，所述模块化集成式全海深潜器可调压载装置的工作模式包括海水泵注水模式、海水泵排水模式及自流注水模式。

进一步地，所述第一截止阀与所述第二截止阀之间形成有I口，所述第一截止阀与所述第三截止阀之间形成有IV口，所述第三截止阀与所述第四截止阀之间形成有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，所述模块化集成式全海深潜器可调压载装置还包括以插装的形式安装于所述阀体内的调速阀、安全阀、平衡阀及第五截止阀，所述调速阀沿水平方向设置，所述第二截止阀、所述第四截止阀、所述安全阀、所述平衡阀、所述第五截止阀、所述第三截止阀及所述第一截止阀分别沿竖直方向设置。

进一步地，所述调速阀连接所述第二截止阀及所述第一节点；所述平衡阀的进出口分别连接所述第五截止阀的入口及所述第一节点，所述平衡阀与所述第五截止阀之间形成有III口；所述安全阀的进出口分别连接所述III口及所述II口，所述平衡阀的控制端口连接于所述II口，所述第五截止阀的出口连接于所述IV口。

进一步地，所述电机驱动模块包括深海电机，所述深海电机包括电机传动轴；所述海水驱动模块包括海水泵，所述海水泵包括海水泵传动轴，所述电机传动轴直接插入到所述海水泵传动轴中，所述海水泵传动轴与所述电机传动轴之间通过平键相连接。

进一步地，所述集成式全海深潜器可调压载装置还包括辅助连接模块；所述海水泵的一端连接于所述深海电机，另一端连接于所述辅助连接模块。

进一步地，所述海水驱动模块包括放气阀、海水泵压力补偿软管及海水泵注油截止阀，所述海水泵压力补偿软管的一端连接于所述海水泵的补偿腔，另一端连接于所述海水泵注油截止阀；所述海水泵压力补偿软管用于对所述海水泵的压力进行补偿；所述海水泵注油截止阀用于陆地上给所述海水泵的补偿腔进行预注油；所述放气阀设置在所述海水泵上，其与所述海水泵的补偿腔相连通。

进一步地，所述辅助连接模块连接所述阀体及所述海水泵；所述阀体分别开设有阀组海水泵出口、阀组海水泵入口、前部补偿端口、海水入口、上部补偿端口及压载水舱端口。

进一步地，所述阀组控制模块还包括阀体、过滤器、阀组注油截止阀、海水入口接头、前部补偿三通接头、手动截止阀、压载水舱三通接头、压载水舱接头、阀组压力补偿软管及上部补偿接头；所述海水入口接头连接于所述海水入口；所述前部补偿三通接头与所述前部补偿端口相连接，所述压载水舱接头与所述压载水舱端口相连接；所述上部补偿接头与所述上部补偿端口相连接；所述过滤器的入口直接与海洋环境相通，其出口分别与海水入口接头及所述手动截止阀的入口相连接；所述手动截止阀的出口与所述压载水舱三通接头的一端相连接；所述压载水舱三通接头的另一端与所述压载水舱接头相连接；所述阀组压力补偿软管的一端连接于所述上部补偿接头，另一端连接于所述前部补偿三通接头的一端；所述前部补偿三通接头的另一端连接于所述阀组注油截止阀。

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，本发明提供的模块化集成式全海深潜器可调压载装置主要具有以下有益效果：

1.所述模块化集成式全海深潜器可调压载装置主要由电机驱动模块、海水驱动模块及阀组控制模块串联组成，模块化的连接方式使得可调压载装置结构紧凑，并且便于安装、维修及拆卸；

2.深海电机的传动轴直接插入到海水泵的传动轴中，代替了传统的联轴器连接方式，使得整体结构紧凑；

3.海水泵与阀组之间通过过渡阀块进行连接，过渡阀块既起到了对阀组的固定作用还连通了阀组与海水泵的进出口，避免了利用管道进行连接，进而使得整体结构更加紧凑；

4.海水泵和阀组的压力补偿均依靠软管实现，取代了复杂繁琐的压力补偿器，从而使可调压载装置结构简单、紧凑；

5.阀组控制模块中的各超高压水压阀均以插装形式安装到同一个阀体内部，各水压阀通过阀体内部流道连通，阀组控制模块结构紧凑，便于安装维修，更短的内部流道使得阀组内部流体阻力损失减小，有利于提高海水泵的吸入性能；

6.阀组控制模块中加入了一个调速阀，可调压载装置除了可以利用海水泵对压载水舱进行注排水外，还可以直接利用海深压力进行自流注水，以节省潜水器上的有限能量，延长了续航时间。

附图说明

图1是本发明较佳实施方式提供的模块化集成式全海深潜器可调压载装置的结构示意图；

图2是图1中的模块化集成式全海深潜器可调压载装置的集成阀组的内部系统原理示意图；

图3是图1中的模块化集成式全海深潜器可调压载装置的集成阀组的结构示意图；

图4是图3中的集成阀组的沿另一个角度的结构示意图；

图5是图3中的集成阀组的内部局部结构示意图；

图6是图3中的集成阀组的一个平面示意图；

图7是图6中的集成阀组沿箭头方向的剖视图；

图8是图3中的集成阀组沿另一个角度的平面示意图；

图9是图8中的集成阀组沿A-A方向的剖视图；

图10是图8中的集成阀组沿B-B方向的剖视图；

图11是图8中的集成阀组沿C-C方向的剖视图；

图12是图8中的集成阀组沿D-D方向的剖视图；

图13是图1中的模块化集成式全海深潜器可调压载装置的集成阀组与海水泵的局部结构剖视图；

图14是图1中的模块化集成式全海深潜器可调压载装置的海水泵与深海电机连接处的示意图；

图15是图14中的海水泵与深海电机连接处的剖视图。

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-阀体，2-过渡阀块，3-海水泵，4-放气阀，5-海水泵压力补偿软管，6-深海电机，7-海水泵注油截止阀，8-后部支座，9-前部支座，10-过滤器，11-阀组注油截止阀，12-海水入口接头，13-前部补偿三通接头，14-手动截止阀，15-压载水舱三通接头，16-压载水舱接头，17-阀组压力补偿软管，18-上部补偿接头，19-阀组海水泵出口，20-阀组海水泵入口，21-前部补偿端口，22-海水入口，23-上部补偿端口，24-第一截止阀控制口，25-第二截止阀控制口，26-压载水舱端口，27-第四截止阀控制口，28-第三截止阀控制口，29-第五截止阀控制口，30-第二截止阀，31-第四截止阀，32-安全阀，33-调速阀，34-平衡阀，35-第五截止阀，36-第三截止阀，37-第一截止阀，38-安全阀弹簧盖，39-安全阀弹簧，40-安全阀阀杆，41-安全阀出口，42-第五截止阀弹簧腔，43-第五截止阀弹簧，44-第五截止阀弹簧盖，45-第五截止阀压杆，46-第五截止阀压杆阀套，47-第五截止阀芯盖，48-第五截止阀阀芯，49-第五截止阀阀座，50-第五截止阀压片，51-第五截止阀推杆阀套，52-第五截止阀陶瓷套，53-第五截止阀控制腔，54-第五截止阀推杆，55-第五截止阀平衡腔，56-第五截止阀螺堵，57-平衡阀弹簧，58-平衡阀弹簧盖，59-平衡阀弹簧腔，60-平衡阀弹簧套，61-平衡阀阻尼缝隙，62-平衡阀腔体，63-平衡阀压片，64-平衡阀阀杆，65-平衡阀阀套，66-平衡阀出口，67-平衡阀阀芯，68-平衡阀入口，69-阀座，70-安全阀入口，71-安全阀阀芯，72-调速阀定位螺堵，73-调速阀压盖，74-调速阀环形减压缝隙，75-调速阀出口，76-调速阀阀套，77-调速阀小端陶瓷套，78-调速阀阻尼腔，79-调速阀阻尼孔，80-调速阀大端陶瓷套，81-调速阀弹簧，82-调速阀阀芯，83-调速阀压紧螺堵，84-调速阀节流螺堵，85-调速阀导流孔，86-调速阀入口导流槽，87-平衡阀出口导流槽，88-第四截止阀出口导流槽，89-第五截止阀出口导流槽，90-第三截止阀出口导流槽，91-第一截止阀入口导流槽，92-第二截止阀入口导流槽，93-调速阀出口导流槽，94-调速阀密封压盖，95-第四截止阀入口导流槽，96-阀座导流槽，97-第五截止阀入口导流槽，98-第三截止阀入口导流槽，99-第一截止阀出口导流槽，100-第二截止阀出口导流槽，101-第四截止阀弹簧腔导流槽，102-安全阀阀组出口，103-第五截止阀弹簧腔导流槽，104-第三截止阀弹簧腔导流槽，105-第一截止阀平衡腔导流槽，106-第二截止阀平衡腔导流槽，107-第二截止阀弹簧腔导流槽，108-第四截止阀平衡腔导流槽，109-平衡阀导流槽，110-第五截止阀平衡腔导流槽，111-第三截止阀平衡腔导流槽，112-第一截止阀弹簧腔导流槽，113-阀组出口密封套，114-出口通道，115-海水泵出口密封套，116-海水泵出口，117-海水泵入口，118-入口通道，119-海水泵传动轴，120-平键，121-电机传动轴。

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模块化集成式全海深潜器可调压载装置，所述模块化集成式全海深潜器可调压载装置包括电机驱动模块、海水驱动模块、阀组控制模块及辅助连接模块，所述电机驱动模块、所述海水驱动模块及所述阀组控制模块依次相连接，其中，所述海水驱动模块通过所述辅助连接模块连接于所述阀组控制模块。

请参阅图14及图15，所述电机驱动模块包括深海电机6，所述深海电机6用于驱动所述海水驱动模块，其包括电机传动轴121。所述电机传动轴121连接于所述海水驱动模块，所述电机驱动模块通过所述电机传动轴121来传递动力给所述海水驱动模块。

所述海水驱动模块包括海水泵3、放气阀4、海水泵压力补偿软管5及海水泵注油截止阀7，所述海水泵3的一端连接于所述深海电机6，另一端连接于所述辅助连接模块。所述海水泵3包括海水泵传动轴119，所述电机传动轴121直接插入到所述海水泵传动轴119中，所述海水泵传动轴119与所述电机传动轴121之间采用平键120进行连接。所述海水泵压力补偿软管5的一端连接于所述海水泵3的补偿腔，另一端连接于所述海水泵注油截止阀7。所述海水泵压力补偿软管5用于对所述海水泵3的压力进行补偿。所述海水泵注油截止阀7用于陆地上给所述海水泵3的补偿腔进行预注油。所述放气阀4设置在所述海水泵3上，其与所述海水泵3的补偿腔相连通。

请参阅图5至图8，所述阀组控制模块包括阀体1、过滤器10、阀组注油截止阀11、海水入口接头12、前部补偿三通接头13、手动截止阀14、压载水舱三通接头15、压载水舱接头16、阀组压力补偿软管17、上部补偿接头18、第二截止阀30、第四截止阀31、安全阀32、调速阀33、平衡阀34、第五截止阀35、第三截止阀36及第一截止阀37。

所述第二截止阀30、所述第四截止阀31、所述安全阀32、所述调速阀33、所述平衡阀34、所述第五截止阀35、所述第三截止阀36及所述第一截止阀37组成集成阀组，所述集成阀组为插装式结构，即所述第二截止阀30、所述第四截止阀31、所述安全阀32、所述调速阀33、所述平衡阀34、所述第五截止阀35、所述第三截止阀36及所述第一截止阀37均以插装的形式安装于所述阀体1内。

本实施方式中，所述调速阀33水平设置，所述第二截止阀30、所述第四截止阀31、所述安全阀32、所述平衡阀34、所述第五截止阀35、所述第三截止阀36及所述第一截止阀37分别沿竖直方向设置。

所述第一截止阀37、所述第三截止阀36、所述第四截止阀31及所述第二截止阀30依次首尾相连接而形成桥式回路，所述第一截止阀37与所述第二截止阀30之间形成有I口，所述第一截止阀37与所述第三截止阀36之间形成有IV口，所述第三截止阀36与所述第四截止阀31之间形成有II口，所述第四截止阀31与所述第二截止阀30之间形成有第一节点。所述调速阀33连接所述第二截止阀30及所述第一节点。所述平衡阀34的进出口分别连接所述第五截止阀35的入口及所述第一节点，所述平衡阀34与所述第五截止阀35之间形成有III口。所述安全阀32的进出口分别连接所述III口及所述II口，所述平衡阀34的控制端口连接于所述II口，所述第五截止阀35的出口连接于所述IV口。所述第一截止阀37、所述第二截止阀30、所述第三截止阀36、所述第四截止阀31及所述第五截止阀35分别设置有第一截止阀控制口24、第二截止阀控制口25、第三截止阀控制口28、第四截止阀控制口27及第五截止阀控制口29，所述第一截止阀控制口24、所述第二截止阀控制口25、所述第三截止阀控制口28、所述第四截止阀控制口27及所述第五截止阀控制口29分别与潜水器上的液压系统相连接，以分别用于控制对应的截止阀的阀口的启闭，进而实现所述模块化集成式全海深潜器可调压载装置的注排水工况的转换。

所述阀体1分别开设有阀组海水泵出口19、阀组海水泵入口20、前部补偿端口21、海水入口22、上部补偿端口23及压载水舱端口26。所述I口对应于所述压载水舱端口26，所述II口对应于所述海水入口22，所述III口对应于所述阀组海水泵出口19，所述IV口对应于所述阀组海水泵入口20。

所述海水入口接头12连接于所述海水入口22。所述前部补偿三通接头13与所述前部补偿端口21相连接，所述压载水舱接头16与所述压载水舱端口26相连接。所述上部补偿接头18与所述上部补偿端口23相连接。所述过滤器10的入口直接与海洋环境相通，其出口通过硬管分别与海水入口接头12及所述手动截止阀14的入口相连接。所述手动截止阀14的出口通过硬管与所述压载水舱三通接头15的一端相连接。所述压载水舱三通接头15的另一端通过硬管与所述压载水舱接头16相连接。所述阀组压力补偿软管17的一端连接于所述上部补偿接头18，另一端连接于所述前部补偿三通接头13的一端。所述前部补偿三通接头13的另一端通过软管连接于所述阀组注油截止阀11。

本实施方式中，所述潜水器在水下工作时，所述手动截止阀14处于关闭状态；所述阀体1内的各水压阀利用所述阀组压力补偿软管17来进行压力补偿，使得所述潜水器在水下工作时，所述阀组压力补偿软管17的内部压力与环境压力相同。

请参阅图7至图13，所述第五截止阀35包括第五截止阀弹簧43、第五截止阀弹簧盖44、第五截止阀压杆45、第五截止阀压杆阀套46、第五截止阀芯盖47、第五截止阀阀芯48、第五截止阀阀座49、第五截止阀压片50、第五截止阀推杆阀套51、第五截止阀陶瓷套52、第五截止阀推杆54及第五截止阀螺堵56。所述第五截止阀弹簧盖44、所述第五截止阀压杆阀套46、所述第五截止阀芯盖47、所述第五截止阀阀座49、所述第五截止阀压片50、所述第五截止阀推杆阀套51及所述第五截止阀螺堵56依次相连接。所述第五截止阀35通过所述第五截止阀弹簧盖44及所述第五截止阀推杆阀套51进行轴向定位和压紧。所述第五截止阀压杆45安装在所述第五截止阀压杆阀套46内。所述第五截止阀弹簧43安装在所述第五截止阀弹簧盖44内。所述第五截止阀弹簧43的一端与所述第五截止阀弹簧盖44抵靠，另一端与所述第五截止阀压杆45的大端相抵靠。所述第五截止阀35形成有第五截止阀弹簧腔42，所述第五截止阀弹簧43安装于所述第五截止阀弹簧腔42内。

所述第五截止阀陶瓷套52镶嵌在所述第五截止阀推杆阀套51的内部。所述第五截止阀推杆54的大端安装于所述第五截止阀陶瓷套52的内孔内，所述第五截止阀推杆54的小端圆柱面安装于所述第五截止阀阀座49及所述第五截止阀压片50内。所述第五截止阀陶瓷套52形成有第五截止阀平衡腔55，所述第五截止阀推杆54与所述第五截止阀螺堵56之间形成有第五截止阀控制腔53。所述第五截止阀阀芯48位于所述第五截止阀压杆45与所述第五截止阀推杆54之间。所述第五截止阀控制腔55与开设于所述阀体1上的第五截止阀平衡腔导流槽110相连通，所述第五截止阀控制腔53与所述第五截止阀控制口29相连通。

所述安全阀32及所述平衡阀34共有阀座69。所述安全阀32形成有安全阀出口41及安全阀入口70，其包括安全阀弹簧盖38、安全阀弹簧39、安全阀阀杆40及安全阀阀芯71。所述安全阀出口41及所述安全阀入口70分别位于所述安全阀弹簧盖38及所述阀座69上。所述安全阀弹簧39及所述安全阀阀杆40均安装于所述安全阀弹簧盖38的内孔中，所述安全阀弹簧39套设在所述安全阀阀杆40上。所述安全阀阀芯71位于所述安全阀阀杆40与所述阀座69之间。本实施方式中，所述安全阀弹簧盖38连接于所述阀座69。

所述平衡阀34形成有平衡阀入口68及平衡阀出口66，所述平衡阀入口68开设于所述阀座69上。所述平衡阀34包括平衡阀弹簧57、平衡阀弹簧盖58、平衡阀弹簧套60、平衡阀压片63、平衡阀阀杆64、平衡阀阀套65及平衡阀阀芯67。所述平衡阀阀套65连接于所述阀座69上。所述平衡阀压片63连接所述平衡阀阀套65及所述平衡阀弹簧盖58。所述平衡阀出口66开设于所述平衡阀阀套65上。所述平衡阀阀芯67位于所述阀座69与所述平衡阀阀杆64之间。所述平衡阀阀杆64的一端安装于所述平衡阀阀套65内，另一端穿过所述平衡阀阀套65及所述平衡阀压片63之后安装于所述平衡阀弹簧套60内。所述平衡阀弹簧盖58内形成有平衡阀腔体62，所述平衡阀弹簧套60收容于所述平衡阀弹簧盖58内。所述平衡阀弹簧套60呈阶梯状，其大端与所述平衡阀弹簧盖58之间形成有平衡阀阻尼缝隙61，另一端与所述平衡阀弹簧盖58之间形成有平衡阀弹簧腔59。所述平衡阀弹簧57安装于所述平衡阀弹簧腔59内，且其套设在所述平衡阀弹簧套60上。

本实施方式中，所述平衡阀腔体62通过所述平衡阀阻尼缝隙61与所述平衡阀弹簧腔59相连通；所述平衡阀腔体62与开设于所述阀体1上的平衡阀导流槽109相连通；所述平衡阀出口66与开设于所述阀体1上的平衡阀出口导流槽87相连通；所述安全阀出口41与开设于所述阀体1上的安全阀阀组出口102相连通；开设于所述阀体1上的阀座导流槽96与所述平衡阀入口68及所述安全阀入口70均相连通。

所述调速阀33包括调速阀螺堵72、调速阀压盖73、调速阀阀套76、调速阀小端陶瓷套77、调速阀大端陶瓷套80、调速阀弹簧81、调速阀阀芯82、调速阀压紧螺堵83及调速阀节流螺堵84，所述调速阀定位螺堵72依次与所述调速阀压盖73、所述调速阀阀套76及所述调速阀压紧螺堵83相连接。调速阀密封压盖94安装在所述调速阀阀套76的内孔中。所述调速阀小端陶瓷套77及所述调速阀大端陶瓷套80均镶嵌在所述调速阀阀套76的内部。所述调速阀阀芯82的小端及大端分别安装于所述调速阀小端陶瓷套77与所述调速阀大端陶瓷套80内。所述调速阀节流螺堵84安装在所述调速阀阀芯82的端面上，通过更换不同开口大小的所述调速阀节流螺堵84来调节所述调速阀33的额定流量。所述调速阀小端陶瓷套77及所述调速阀阀套76上共同开设有调速阀出口75，所述调速阀阀套76内形成有调速阀阻尼腔78，所述调速阀阀芯82上开设有调速阀导流孔85及与所述调速阀导流孔85相连通的调速阀阻尼孔79，所述调速阀导流孔85通过所述调速阀阻尼孔79与所述调速阀阻尼腔78相连通。所述调速阀弹簧81套设在所述调速阀阀芯82上，且其收容于所述调速阀阻尼腔78内。

所述调速阀弹簧81的一端与所述调速阀阀芯82的台阶面贴合，另一端与所述调速阀小端陶瓷套77贴合。所述调速阀弹簧81具有一定的初始压缩量，初始状态下，所述调速阀阀芯82在弹簧力的作用下被压向所述调速阀压紧螺堵83。所述调速阀阻尼孔79与所述调速阀阻尼腔78的阻尼作用可以使得所述调速阀阀芯82工作更加稳定。开设于所述阀体1上的调速阀入口导流槽86与所述调速阀节流螺堵84的入口相连通。所述调速阀小端陶瓷套77与所述调速阀阀芯82之间具有调速阀环形减压缝隙74，所述调速阀环形减压缝隙74的长度可以根据所述调速阀33的进出口压差自动调整。所述调速阀环形减压缝隙74依次与所述调速阀出口75及开设于所述阀体1上的调速阀出口导流槽93相连通。

所述阀体1开设有调速阀入口导流槽86、平衡阀出口导流槽87、第四截止阀出口导流槽88、第五截止阀出口导流槽89、第三截止阀出口导流槽90、第一截止阀入口导流槽91、第二截止阀入口导流槽92、调速阀出口导流槽93、第四截止阀入口导流槽95、阀座导流槽96、第五截止阀入口导流槽97、第三截止阀入口导流槽98、第一截止阀出口导流槽99、第二截止阀出口导流槽100、第四截止阀弹簧腔导流槽101、安全阀阀组出口102、第五截止阀弹簧腔导流槽103、第三截止阀弹簧腔导流槽104、第一截止阀平衡腔导流槽105、第二截止阀平衡腔导流槽106、第二截止阀弹簧腔导流槽107、第四截止阀平衡腔导流槽108、平衡阀导流槽109、第五截止阀平衡腔导流槽110、第三截止阀平衡腔导流槽111及第一截止阀弹簧腔导流槽112。

所述阀组海水泵入口20依次与所述第五截止阀出口导流槽89、所述第三截止阀出口导流槽90及所述第一截止阀入口导流槽91横向贯通，所述第二截止阀入口导流槽92与所述调速阀出口导流槽93纵向贯通，所述调速阀入口导流槽86与所述平衡阀出口导流槽87纵向贯通。所述平衡阀出口导流槽87与所述第四截止阀出口导流槽88横向贯通。所述压载水舱端口26与所述第一截止阀出口导流槽99横向贯通。所述第一截止阀出口导流槽99与所述第二截止阀出口导流槽100纵向贯通，所述海水入口22依次与所述第三截止阀入口导流槽98及所述第四截止阀入口导流槽95纵向贯通。所述阀组海水泵出口19与所述第五截止阀入口导流槽97横向贯通。所述第五截止阀入口导流槽97与所述阀座导流槽96纵向贯通。

所述第二截止阀平衡腔导流槽106与所述第一截止阀平衡腔导流槽105纵向贯通，所述第一截止阀平衡腔导流槽105依次与所述第三截止阀弹簧腔导流槽104及所述第五截止阀弹簧腔导流槽103纵向贯通。所述第四截止阀弹簧腔导流槽101与所述第三截止阀弹簧腔导流槽104纵向贯通，所述第二截止阀弹簧腔导流槽107与所述第一截止阀弹簧腔导流槽112纵向贯通，所述第一截止阀弹簧腔导流槽112依次与所述第三截止阀平衡腔导流槽111及所述第五截止阀平衡腔导流槽110横向贯通。所述前部补偿端口21分别与所述第三截止阀平衡腔导流槽111及所述第四截止阀平衡腔导流槽108纵向贯通，所述第四截止阀平衡腔导流槽108与所述平衡阀导流槽109横向贯通，由于所述阀组压力补偿软管17的压力补偿作用，使得所述第一截止阀弹簧腔导流槽105、所述第一截止阀弹簧腔导流槽112、所述第二截止阀平衡腔导流槽106、所述第二截止阀平衡腔导流槽107、所述第三截止阀平衡腔导流槽111、所述第三截止阀弹簧腔导流槽104、所述第四截止阀平衡腔导流槽108、所述第四截止阀弹簧腔导流槽101、所述第五截止阀平衡腔导流槽110、所述第五截止阀弹簧腔导流槽103及所述平衡阀导流槽109的压力均与环境压力相同。

所述辅助连接模块包括过渡阀块2、前部支座9及后部支座8，所述过渡阀块2连接所述阀体1及所述海水泵3。所述前部支座9固定连接于所述过渡阀块2。所述后部支座8固定连接于所述海水泵3的底部。所述过渡阀块2开设有出口通道114及入口通道118，所述出口通道114的中心轴与所述入口通道118的中心轴平行。所述出口通道114将所述阀组海水泵出口19与所述海水泵3的海水泵出口116相连通。所述入口通道118将所述阀组海水泵入口20与所述海水泵3的海水泵入口117相连通。所述阀组海水泵出口19及所述海水泵出口116内分别设置有阀组出口密封套113及海水泵出口密封套115，所述阀组出口密封套113的两端还分别装置有密封圈，所述海水泵出口密封套115的两端也分别设置有密封圈。

所述模块化集成式全海深潜器可调压载装置工作时，通过所述前部支座9及所述后部支座8将所述模块化集成式全海深潜器可调压载装置安装在潜水器内部，同时将所述压载水舱三通接头15的空余一端与所述潜水器压载水舱相连。潜水器下水前，首先通过所述海水泵注油截止阀7及所述阀组注油截止阀11分别给所述海水泵3的补偿腔及所述阀体1的补偿腔注油，注油完毕后关闭所述海水泵注油截止阀7及所述阀组注油截止阀11。然后，打开所述手动截止阀14，依次通过所述过滤器10及所述手动截止阀14给所述压载水舱进行预注水，注水完毕后关闭所述手动截止阀14。潜水器下水后，由于所述海水泵压力补偿软管5及所述阀组压力补偿软管17具有压缩性，因此所述海水泵3的补偿腔、所述第一截止阀平衡腔导流槽105、所述第一截止阀平衡腔导流槽111、所述第三截止阀弹簧腔导流槽104、所述第四截止阀平衡腔导流槽108、所述第四截止阀弹簧腔导流槽101、所述第五截止阀平衡腔导流槽110、所述第五截止阀弹簧腔导流槽103及所述平衡阀导流槽109的压力均与环境压力相同，从而对所述海水泵3及所述阀体1起到压力补偿作用。潜水器在水下工作时，所述海水泵3在所述深海电机6的驱动下，通过所述阀组控制模块将海水注入到压载水舱中或者将压载水舱中的水排出到深海环境。

所述模块化集成式全海深潜器可调压载装置具有三种工作模式，分别为：海水泵注水模式、海水泵排水模式及自流注水模式。海水泵注水模式下，所述第三截止阀36及所述第二截止阀30的阀口开启，所述海水泵3在所述深海电机6的驱动下将海水依次从海洋环境、所述第三截止阀36、所述海水泵3、所述平衡阀34、所述调速阀33及所述第二截止阀30注入到压载水舱中。海水泵排水模式下，所述第一截止阀37及所述第四截止阀31的阀口开启，所述海水泵3在所述深海电机6的驱动下将海水依次从压载水舱、所述第一截止阀37、所述海水泵3、所述平衡阀34及所述第四截止阀31排出到海洋环境中。自流注水模式下，所述第二截止阀30及所述第四截止阀31的阀口开启，在海深压力的作用下，海水直接经由海洋环境、所述第四截止阀31、所述调速阀33及所述第二截止阀30注入到压载水舱中，由于所述调速阀33的作用，使得自流注水模式可以适应不同深度水域，从而控制自流注水流量不会失控，所述调速阀环形减压缝隙的长度能够根据所述调速阀33两端的压差自动调节。

本发明提供的模块化集成式全海深潜器可调压载装置，所述模块化集成式全海深潜器可调压载装置主要由电机驱动模块、海水驱动模块及阀组控制模块串联组成，模块化的连接方式使得可调压载装置便于安装、维修及拆卸。此外，阀组控制模块中加入了一个调速阀，可调压载装置除了可以利用海水泵对压载水舱进行注排水外，还可以直接利用海深压力进行自流注水，以节省潜水器上的有限能量，延长续航时间。

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 (9)

1.一种模块化集成式全海深潜器可调压载装置，其特征在于：

所述模块化集成式全海深潜器可调压载装置包括电机驱动模块、海水驱动模块及阀组控制模块，所述电机驱动模块、所述海水驱动模块及所述阀组控制模块依次相连接；

所述阀组控制模块包括阀体、第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀及第四截止阀，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均以插装的形式安装在所述阀体内，所述第一截止阀、所述第三截止阀、所述第四截止阀及所述第二截止阀依次首尾相连接而形成桥式回路，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所述模块化集成式全海深潜器可调压载装置的工作模式；

所述模块化集成式全海深潜器可调压载装置的工作模式包括海水泵注水模式、海水泵排水模式及自流注水模式；所述模块化集成式全海深潜器可调压载装置还包括以插装的形式安装于所述阀体内的调速阀，所述调速阀沿水平方向设置；所述模块化集成式全海深潜器可调压载装置工作于自流注水模式下时，所述第二截止阀及所述第四截止阀的阀口开启，在海深压力的作用下，海水直接经由海洋环境、所述第四截止阀、所述调速阀及所述第二截止阀注入到压载水舱中，且由于所述调速阀的作用，使得自流注水模式能适应不同深度水域，从而控制自流注水流量不会失控。

2.如权利要求1所述的模块化集成式全海深潜器可调压载装置，其特征在于：所述第一截止阀与所述第二截止阀之间形成有I口，所述第一截止阀与所述第三截止阀之间形成有IV口，所述第三截止阀与所述第四截止阀之间形成有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所述的模块化集成式全海深潜器可调压载装置，其特征在于：所述模块化集成式全海深潜器可调压载装置还包括以插装的形式安装于所述阀体内的安全阀、平衡阀及第五截止阀，所述第二截止阀、所述第四截止阀、所述安全阀、所述平衡阀、所述第五截止阀、所述第三截止阀及所述第一截止阀分别沿竖直方向设置。

4.如权利要求3所述的模块化集成式全海深潜器可调压载装置，其特征在于：所述调速阀连接所述第二截止阀及所述第一节点；所述平衡阀的进出口分别连接所述第五截止阀的入口及所述第一节点，所述平衡阀与所述第五截止阀之间形成有III口；所述安全阀的进出口分别连接所述III口及所述II口，所述平衡阀的控制端口连接于所述II口，所述第五截止阀的出口连接于所述IV口。

5.如权利要求1-4任一项所述的模块化集成式全海深潜器可调压载装置，其特征在于：所述电机驱动模块包括深海电机，所述深海电机包括电机传动轴；所述海水驱动模块包括海水泵，所述海水泵包括海水泵传动轴，所述电机传动轴直接插入到所述海水泵传动轴中，所述海水泵传动轴与所述电机传动轴之间通过平键相连接。

6.如权利要求5所述的模块化集成式全海深潜器可调压载装置，其特征在于：所述集成式全海深潜器可调压载装置还包括辅助连接模块；所述海水泵的一端连接于所述深海电机，另一端连接于所述辅助连接模块。

7.如权利要求5所述的模块化集成式全海深潜器可调压载装置，其特征在于：所述海水驱动模块包括放气阀、海水泵压力补偿软管及海水泵注油截止阀，所述海水泵压力补偿软管的一端连接于所述海水泵的补偿腔，另一端连接于所述海水泵注油截止阀；所述海水泵压力补偿软管用于对所述海水泵的压力进行补偿；所述海水泵注油截止阀用于陆地上给所述海水泵的补偿腔进行预注油；所述放气阀设置在所述海水泵上，其与所述海水泵的补偿腔相连通。

8.如权利要求6所述的模块化集成式全海深潜器可调压载装置，其特征在于：所述辅助连接模块连接所述阀体及所述海水泵；所述阀体分别开设有阀组海水泵出口、阀组海水泵入口、前部补偿端口、海水入口、上部补偿端口及压载水舱端口。

9.如权利要求8所述的模块化集成式全海深潜器可调压载装置，其特征在于：所述阀组控制模块还包括阀体、过滤器、阀组注油截止阀、海水入口接头、前部补偿三通接头、手动截止阀、压载水舱三通接头、压载水舱接头、阀组压力补偿软管及上部补偿接头；所述海水入口接头连接于所述海水入口；所述前部补偿三通接头与所述前部补偿端口相连接，所述压载水舱接头与所述压载水舱端口相连接；所述上部补偿接头与所述上部补偿端口相连接；所述过滤器的入口直接与海洋环境相通，其出口分别与海水入口接头及所述手动截止阀的入口相连接；所述手动截止阀的出口与所述压载水舱三通接头的一端相连接；所述压载水舱三通接头的另一端与所述压载水舱接头相连接；所述阀组压力补偿软管的一端连接于所述上部补偿接头，另一端连接于所述前部补偿三通接头的一端；所述前部补偿三通接头的另一端连接于所述阀组注油截止阀。