[发明专利]一种具有防水倒灌功能的水下动力增压排气装置

说明书

一种具有防水倒灌功能的水下动力增压排气装置，包括运载装置壳体，设于运载装置壳体内的动力系统，动力系统上设有与大气相通的进气管，还设有排气管，排气管前端设有排气口；运载装置壳体内还设有用于给排出气体增压的空压机，空压机的增压管出口位于排气口内，在排气管内增压管出口之前的位置设有单向阀，在单向阀于增压管出口之间还设有防水阀；在防水阀的一侧设有活塞筒，活塞筒内设有活塞，活塞与防水阀连接，增压管与活塞筒连通。本发明可以利用空压机产生的高压气体推动活塞垂直向下运动，从而启闭防水阀，使动力系统排出废气。当停止工作时，活塞在海水压力、浮力和弹簧的作用下垂直向上运动，使防水阀关闭，从而外界海水不会涌入排气管。

技术领域

本发明涉及水下运载装置的排气装置，特别是一种具有防水倒灌功能的水下动力增压排气装置。

背景技术

海洋面积大约占地球表面积的70％，水量约占地球上总水量的97%左右，蕴藏丰富的资源，具有重要的战略价值。面对目前世界人口急剧膨胀、陆地资源日益枯竭、环境不断恶化这三大问题，人类把未来发展的希望寄托于尚未得到充分开发的海洋。世界各国纷纷将开发海洋、发展海洋经济和海洋产业作为国家发展的重要战略举措，并把21世纪称为海洋资源开发的新世纪。海洋工程装备产业是开发利用海洋资源的物质和技术基础，海洋开发的大量采样、勘探和作业等任务, 须由携带有各种装置、设备和科技人员的各类水下装备完成。

这些水下装备的动力系统一般都是发动机，它们在工作过程中要克服外界的海水背压，才能不断地吸气、排气正常工作。如遇到较为恶劣的气候，受海流或涌浪的影响，排气背压还将产生较大的波动性。因此，急需一种排气方法来解决水下装备的排气背压问题。同时，有资料显示采用水下排气方式不仅能减少空气中的排气噪声和红外辐射，而且还能在狭小的空间内布置排气系统。这表明，在水下装备上采用水下排气方式是未来的发展趋势，有必要研究水下排气方式的排气背压问题。

目前，国内外有两种实现水下排气的方法，分别为水下负压区排气和水下动力与结构混合增压排气。如图4所示，在船底设计和安装水动力装置，当船高速行驶时，在该装置的末端、船体的底部出现不规则的、紊乱的漩涡流动状况。根据理想流体理论，由于漩涡不可能将旋转动能转化为势能，因而尾涡区内的压力总是低于装置前端的压力，即在装置的末端形成负（低）压区域。但是负（低）压区域的大小受航速、水深、横距及船型的影响较大，这给水下负（低）压区排气方式的实现带来了很大的难度。

中国专利文献CN102840022A申请号：201210314590.6公开了一种水下动力与结构混合增压排气装置，一种水下混合增压排气装置，包括与大气相通的运载装置壳体，设于运载装置壳体内的动力系统，动力系统上设有排气管，排气管前端设有排气口，所述的排气管靠近排气口的位置设有单向排气阀，还设有用于给排出气体增压的空压机，空压机的排气出口位于单向排气阀和排气口之间。本发明提供的一种水下混合增压排气装置，通过采用外置的空压机，利用空压机产生的高压气体克服外界海水背压，在排气管末端叉管内形成“气泡”，使动力系统排出的废气能顺利排到外界环境中。当停止工作时，阀芯在海水作用力下与阀座紧密贴合，阻止海水灌入动力系统中。通过控制空压机的增压排气，以使叉管内的压力保持恒定，减少了空压机的无效工作时间。存在的问题是，单向排气阀的排气由排气管的废气驱动开启，防水倒灌功能不强，因此急需一种能够同时解决水下排气背压问题和实现海水倒灌功能的排气方式。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有防水倒灌功能的水下动力增压排气装置，工作时排气管道上的防水阀开启，废气顺利排出；停止工作时防水阀自动关闭，外界海水不会灌入排气管内。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种具有防水倒灌功能的水下动力增压排气装置，包括运载装置壳体，设于运载装置壳体内的动力系统，动力系统上设有与大气相通的进气管，还设有排气管，排气管前端设有排气口；运载装置壳体内还设有用于给排出气体增压的空压机，空压机的增压管出口位于排气口内，在排气管内增压管出口之前的位置设有单向阀，在单向阀于增压管出口之间还设有防水阀；