本發(fā)明屬于深海設(shè)備浮力調(diào)節(jié)裝置領(lǐng)域，特別涉及該領(lǐng)域中的一種通過調(diào)整自身重量輔助調(diào)節(jié)深海設(shè)備浮力的調(diào)節(jié)裝置及調(diào)節(jié)方法。
背景技術(shù)：
深海海洋探測儀器設(shè)備（在本申請中稱為深海設(shè)備）的工作環(huán)境多數(shù)是2000米以下深海海洋環(huán)境，且由干電池供電。目前，深海設(shè)備為下潛至深海環(huán)境，主要是通過調(diào)整自身重量來實(shí)現(xiàn)，而調(diào)整重量常用的方法有：
（1）通過足夠的配重，達(dá)到下潛的目的，下潛深度根據(jù)配重物的重量和海水密度變化來決定。重復(fù)使用深海設(shè)備配重較大，上浮需要提供足夠大的浮力，浪費(fèi)能源；一次性深海設(shè)備，需要通過拋載重物實(shí)現(xiàn)上浮，拋載機(jī)構(gòu)成本高且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在拋載機(jī)構(gòu)失效的風(fēng)險(xiǎn)。
（2）通過深海設(shè)備自身重量的變化或者自身浮力（如帶外油囊）的變化實(shí)現(xiàn)下潛，如將海水或液壓油通過高壓泵抽回深海設(shè)備艙內(nèi)，增加重量或者減小浮力實(shí)現(xiàn)下潛，若要上浮則要提供相應(yīng)的動(dòng)力，將抽進(jìn)深海設(shè)備艙內(nèi)的海水或液壓油再主動(dòng)通過高壓泵排出深海設(shè)備艙外，減輕重量或者增大浮力實(shí)現(xiàn)上浮，此類深海設(shè)備無論上浮下潛都需要消耗大量的能源，尤其是在深海環(huán)境中，高壓環(huán)境下開啟高壓泵，消耗能源最大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種通過調(diào)整自身重量輔助調(diào)節(jié)深海設(shè)備浮力的深海設(shè)備用輔助浮力調(diào)節(jié)裝置及調(diào)節(jié)方法。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種深海設(shè)備用輔助浮力調(diào)節(jié)裝置，其改進(jìn)之處在于：所述的裝置包括安裝在深海設(shè)備外殼上的兩個(gè)以上的蓄能器。
進(jìn)一步的，在深海設(shè)備的外殼上安裝支架，各蓄能器安裝在所述的支架上。
進(jìn)一步的，所述的各蓄能器進(jìn)水口朝下沿深海設(shè)備在水下升降的方向垂直安裝在支架上。
進(jìn)一步的，所述的支架橫截面為環(huán)形，各蓄能器沿環(huán)形邊沿均勻分布。
進(jìn)一步的，所述的蓄能器為隔膜式或膠囊式蓄能器。
進(jìn)一步的，所述的蓄能器外殼為圓柱形。
進(jìn)一步的，所述的蓄能器材料為316L不銹鋼。
進(jìn)一步的，所述的蓄能器內(nèi)儲(chǔ)存的氣體為N2。
進(jìn)一步的，所述的蓄能器外殼耐內(nèi)壓強(qiáng)度約為其內(nèi)充氣壓的1.5倍。
一種深海設(shè)備輔助浮力調(diào)節(jié)方法，使用上述的裝置，其改進(jìn)之處在于：
（1）在深海設(shè)備下潛過程中，隨水壓逐漸增大，當(dāng)水壓大于蓄能器內(nèi)充氣氣壓時(shí)，蓄能器內(nèi)氣囊被壓縮，外部海水通過進(jìn)水口進(jìn)入蓄能器，裝置重量增加，為深海設(shè)備提供輔助下潛重力；
（2）在深海設(shè)備上浮過程中，隨水壓逐漸減小，當(dāng)水壓小于蓄能器內(nèi)充氣氣壓時(shí)，蓄能器內(nèi)氣囊膨脹將海水從進(jìn)水口壓出蓄能器外，裝置重量減小，為深海設(shè)備提供輔助上浮浮力。
本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明所公開的深海設(shè)備用輔助浮力調(diào)節(jié)裝置及調(diào)節(jié)方法，雖然深海設(shè)備不能僅靠其來完成下潛和上浮，但是在深海設(shè)備靠其配備的專用浮力調(diào)節(jié)裝置下潛的過程中，隨水壓逐漸增大，當(dāng)水壓大于蓄能器內(nèi)充氣氣壓時(shí)，蓄能器內(nèi)氣囊被壓縮，外部海水通過進(jìn)水口進(jìn)入蓄能器，裝置重量增加，為深海設(shè)備提供輔助下潛重力，根據(jù)氣囊內(nèi)充氣氣壓不同，實(shí)現(xiàn)逐級提供下潛重力的目的，降低專用浮力調(diào)節(jié)裝置在下潛過程中的能耗，節(jié)約深海設(shè)備的能源；反之，在深海設(shè)備靠其配備的專用浮力調(diào)節(jié)裝置上浮的過程中，隨水壓逐漸減小，當(dāng)水壓小于蓄能器內(nèi)充氣氣壓時(shí)，蓄能器內(nèi)氣囊膨脹將海水從進(jìn)水口壓出蓄能器外，裝置重量減小，為深海設(shè)備提供輔助上浮浮力，實(shí)現(xiàn)逐級提供上浮浮力的目的，降低專用浮力調(diào)節(jié)裝置在上浮過程中的能耗，節(jié)約深海設(shè)備的能源。
本發(fā)明所公開的深海設(shè)備用輔助浮力調(diào)節(jié)裝置及調(diào)節(jié)方法，利用海洋壓差能，可以大大減小深海設(shè)備下潛所需的重力和上浮所需的浮力，大大節(jié)約深海設(shè)備的能源。成本低，結(jié)構(gòu)簡單，性能好，使用方便。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實(shí)施例1所公開的深海設(shè)備用輔助浮力調(diào)節(jié)裝置的安裝位置示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
蓄能器是一種液壓系統(tǒng)中的儲(chǔ)能裝置，原理是利用波義爾定律，即氣體的壓縮性，通過液體壓縮氣體來進(jìn)行儲(chǔ)能工作。開始的時(shí)候?qū)㈩A(yù)定壓力的氣體充到蓄能器中的密封氣囊內(nèi)，蓄能器則通過進(jìn)水口與外界相通，其能量轉(zhuǎn)化方式如下：當(dāng)外部液體壓力升高時(shí)，外部液體通過進(jìn)水口進(jìn)入蓄能器，蓄能器內(nèi)氣囊被壓縮儲(chǔ)存能量；當(dāng)外部液體壓力降低時(shí)，蓄能器內(nèi)氣囊膨脹釋放能量，將液體從進(jìn)水口壓出蓄能器外。
實(shí)施例1，如圖1所示，本實(shí)施例公開了一種深海設(shè)備用輔助浮力調(diào)節(jié)裝置，所述的裝置包括安裝在深海設(shè)備1外殼上的兩個(gè)以上的蓄能器2。在本實(shí)施例中，所述蓄能器2的數(shù)量為四個(gè)。在深海設(shè)備1的外殼上安裝支架3，四個(gè)蓄能器2進(jìn)水口朝下沿深海設(shè)備在水下升降的方向垂直安裝在支架3上。所述的支架3橫截面為環(huán)形，四個(gè)蓄能器2沿環(huán)形邊沿均勻分布。
作為一種可供選擇的方式，在本實(shí)施例中，所述的蓄能器為隔膜式或膠囊式蓄能器。所述的蓄能器外殼為安裝方便的圓柱形。
所述的蓄能器材料為耐壓且耐海水腐蝕的316L不銹鋼。所述的蓄能器內(nèi)儲(chǔ)存的氣體為N2。所述的蓄能器外殼耐內(nèi)壓強(qiáng)度約為其內(nèi)充氣壓的1.5倍。
本實(shí)施例還公開了一種深海設(shè)備輔助浮力調(diào)節(jié)方法，使用上述的裝置：
（1）在深海設(shè)備下潛過程中，隨水壓逐漸增大，當(dāng)水壓大于蓄能器內(nèi)充氣氣壓時(shí)，蓄能器內(nèi)氣囊被壓縮，外部海水通過進(jìn)水口進(jìn)入蓄能器，裝置重量增加，為深海設(shè)備提供輔助下潛重力；
（2）在深海設(shè)備上浮過程中，隨水壓逐漸減小，當(dāng)水壓小于蓄能器內(nèi)充氣氣壓時(shí)，蓄能器內(nèi)氣囊膨脹將海水從進(jìn)水口壓出蓄能器外，裝置重量減小，為深海設(shè)備提供輔助上浮浮力。
本實(shí)施例所公開的深海設(shè)備用輔助浮力調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計(jì)選型方法為：
（1）根據(jù)實(shí)際需求，科學(xué)計(jì)算深海設(shè)備所需下潛重力；
（2）根據(jù)所需的下潛重力，選取合適容積和數(shù)量的蓄能器；
（3）根據(jù)合理計(jì)算，確定蓄能器中所預(yù)充氣體氣壓；
（4）根據(jù)預(yù)充氣體氣壓和蓄能器容積，確定蓄能器外殼指標(biāo)（如壁厚，外殼耐內(nèi)壓強(qiáng)度約為其內(nèi)充氣壓的1.5倍）和外形尺寸（多種形狀，多種尺寸，根據(jù)儀器設(shè)備需求而定）。