[发明专利]一种可主动排除残余气体的闭式油箱

说明书

本发明公开一种可主动排除残余气体的闭式油箱，包括油舱壳体，油路接口，隔离胶囊，调压气路接口，气阀安装口，压力传感器，气泵，气路单向阀，气路电磁阀，气阀下壳体，浮力柱，密封垫，底托，压环，气阀上壳体，排气单项阀。本发明采用主动调节气压的方式，以气体腔的设定气压为特征值进行判断，实现闭式油箱的注油、进油、排气三种工作阶段。发明采用浮力柱随油液液面上升并挤压密封垫的途径，实现主动排除残余气体通道的机械式自动开闭。

技术领域

本发明属于海洋无人航行器集成液压系统领域，具体涉及一种可主动排除残余气体的闭式油箱。

背景技术

海洋无人航行器通常指在海面、水下航行的无人移动平台。相比载人移动平台，海洋无人航行器具有更强的机动能力，可执行如翻滚、横斜转弯、俯仰姿态调节等大幅度机动动作。为保证海洋无人航行器在执行大幅度机动时，其集成液压系统可获取连续的油液供给，闭式油箱，即油箱内部的油液与外界环境大气隔离方案成为海洋无人航行器集成液压系统的方案之一。

在闭式集成液压系统及油箱长期循环使用后，会出现管阀中残余气体以及油液析出气体聚集至闭式油箱的现象，此现象导致了闭式液压系统效率下降、油箱油量体积检测偏差、油量基准零位偏移，对海洋无人航行器集成液压系统的长期运行带来严重影响。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种结构紧凑、简单、轻量化的具有可主动排除残余气体的闭式油箱，对提高海洋无人航行器集成液压系统的长期使用性能具有重要作用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种可主动排除残余气体的闭式油箱，由油箱主体单元、气压调节单元、气阀单元组成；所述油箱主体单元包括油舱壳体、油路接口、隔离胶囊、调压气路接口、气阀安装口；气压调节单元包括压力传感器、气泵、气路单向阀、气路电磁阀；气阀单元包括气阀下壳体、浮力柱、密封垫、底托、压环、气阀上壳体、排气单项阀；

所述油舱壳体构成闭式油箱的封闭内腔，在油舱壳体内腔放置有隔离胶囊；隔离胶囊将油舱壳体内腔分割为油液腔与气体腔两部分，隔离胶囊实现闭式油箱油液腔中油液与外界空间气体的物理隔离；所述油路接口、调压气路接口设置于油舱壳体的底端；油路接口与油液腔相通连，闭式油箱中的液压油经油路接口进入航行器的液压系统管路；调压气路接口与气体腔相连通，气压调节单元经调压气路接口向气体腔注入或排出气体，以调节闭式油箱气压；

所述气阀安装口位于油舱壳体顶端正上方；气阀单元安装于气阀安装口处；气阀下壳体与油舱壳体的顶部相连；气阀下壳体内侧为回转锥形面，内部设置有内孔；所述浮力柱放置在气阀下壳体的内孔中，浮力柱能够随油液面高度变化在气阀下壳体内孔中竖向游动；所述网状底托安装在气阀下壳体内孔下端开口处，作为浮力柱的游动行程下端限位面；密封垫由压环按压在气阀下壳体内孔上端开口处，作为浮力柱的游动行程上端限位面；密封垫中部轴线处设有排气细孔；排气单项阀安装于气阀上壳体上端面以防止外界气体经气阀安装口进入闭式油箱的油液腔；

所述气压调节单元位于油舱壳体外部；所述传感器、气泵、气路单向阀、气路电磁阀依次连接。

进一步的，油舱壳体采用注塑一体成型或金属拼焊成型，形状为圆柱形或方形形状。

进一步的，所述隔离胶囊由氯丁橡胶材质制成，伴随油液腔中油液体积的变化，隔离胶囊能够产生膨胀或收缩形变。

进一步的，所述气阀下壳体与油舱壳体由螺栓紧固并采用O型圈密封；所述内孔的直径为27～33mm；浮力柱直径为18～22mm；浮力柱由密度0.5g/cm³的浮力材料制成。

进一步的，所述密封垫由弹性硅胶材料制成，排气细孔的直径为2mm；气阀上壳体与气阀下壳体由螺栓紧固并采用O型圈密封；排气单项阀型号SS-CHS4-25，开启压力区间为1.5bar至2.1bar。