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文档序号:36404079发布日期:2023-12-16 09:50阅读:9来源:国知局
一种潜艇艇员水下快速上浮逃生装置及其使用方法与流程

1.本发明属于水下救生技术领域,具体为一种潜艇艇员水下快速上浮逃生装置及其使用方法



背景技术:

2.潜艇是一种水下航行的舰艇,位于深海的一款军事利器,潜艇艇员在训练时需要掌握自我逃生方法,因此,为了模拟潜艇在发生事故时,艇员的逃生情景,提高艇员的训练水平,需要一种水下快速上浮逃生装置,潜艇艇员必须学会使用它;现有的水下快速上浮逃生装置主要以密封舱形式呈现,并伴随可充气扩张的气囊,通过给气囊充气来提高装置的浮力,实现上浮逃生操作,但潜艇位于深海,该处的水压很大,单纯依靠气泵和储存的气体,可能难以将气囊充满,来自气泵的气压有限,现有的气囊都是一体折叠式的,巨大的内部空间会分散气压,导致最终气囊的充满速度变慢,甚至可能无法充满,从而难以实现上浮逃生操作;另外,潜艇在深海航行训练时,极易遭遇“海底断崖”,即目标海域的海水密度降低,浮力不足以支撑套生装置上浮,现有的气囊则暂无克服该问题的办法,因此,本发明致力于解决上述问题



技术实现要素:

3.本发明的目的在于提供一种潜艇艇员水下快速上浮逃生装置及其使用方法,以解决上述背景技术中提出的问题

4.为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种潜艇艇员水下快速上浮逃生装置,包括密封舱,所述密封舱内置氧气瓶,所述密封舱的内部固定安装有隔离板和保护舱,所述隔离板的顶部开设有透气孔,所述密封舱的内壁通过连接柱固定连接有支撑筒,所述支撑筒的内部固定套接有密封筒,所述密封筒的外表面开设有通槽,所述密封筒的内壁活动套接有连通柱,所述连通柱的顶部连接有同步组件,所述密封舱内壁的底部安装有气体发生器,所述气体发生器的顶部固定安装有密封轴,所述密封轴的外表面安装有电磁阀,所述连通柱的底部转动安装在密封轴的内部,所述连接柱的数量为三个且呈纵向等间距分布在支撑筒的外表面,所述密封舱的外侧面固定连接有一号气囊

二号气囊和三号气囊,所述连通柱的外表面从上往下依次开设有一号通气口

二号通气口和三号通气口,所述一号通气口

二号通气口和三号通气口分别与上下三个连接柱高度相等

5.优选地,所述密封舱的底部胶粘有密封垫,所述密封垫由橡胶块制成,所述保护舱的内壁通过螺栓固定安装有密封板,所述密封板的顶部向上与密封垫挤压接触

6.优选地,所述同步组件包括电机

传动柱

稳定柱和皮带,所述电机的输出轴

传动柱的顶部

稳定柱的底部均固定安装有齿轮,所述电机

传动柱和稳定柱通过皮带和齿轮啮合传动,所述稳定柱的数量为四个且分别分布在保护舱内壁的四角处,所述传动柱与连通柱固定连接

7.优选地,所述密封筒由橡胶块制成,所述连通柱呈过盈配合于密封筒的内壁,所述
一号通气口与位于最上侧的通槽重合连通,所述一号通气口

二号通气口和三号通气口相互呈
120
°
夹角

8.优选地,所述一号气囊

二号气囊和三号气囊的数量均为四个,四个所述一号气囊

二号气囊和三号气囊均分别分布在密封舱的前后左右四个面上,且一号气囊

二号气囊和三号气囊均与连接柱保持连通

9.优选地,所述一号气囊

二号气囊和三号气囊均呈“之”形折叠部分,所述一号气囊

二号气囊和三号气囊的折叠区域均涂有盐块,所述盐块通过结晶附着在一号气囊

二号气囊和三号气囊表面

10.优选地,所述连接柱的内径值大于一号通气口

二号通气口和三号通气口的直径值,所述一号通气口

二号通气口和三号通气口的直径值相同,所述一号通气口的直径值大于通槽的直径值

11.优选地,所述密封舱的焊接有减阻器,所述减阻器的横截面形状为“人”形,所述减阻器由不锈钢制成

12.优选地,所述传动柱的横纵截面形状均为“t”形,所述传动柱的底部与密封筒挤压接触

13.一种潜艇艇员水下快速上浮逃生装置的其使用方法,包括以下步骤:
14.s1.
该装置在使用时,使用者进入密封舱的内部,通过螺栓将密封板固定安装在保护舱的内壁,使密封垫被挤压,开启氧气瓶并通过透气孔向保护舱的内腔通入氧气,供使用者
(
即潜艇艇员
)
呼吸,装置内置扳手;
15.s2.
装置在离开潜艇并进入深海后,启动气体发生器并通过电磁阀

密封轴向连通柱内通入高压气体,高压气体通过一号通气口

位于最上侧的通槽

连接柱进入一号气囊内部,一号气囊在克服海水压力之后体积迅速膨胀,装置浮力增大并开始上浮;
16.s3.
一号气囊充满后,调节电磁阀控制气体发生器与连通柱的关闭连通,此时,启动同步组件并带动连通柱绕自身轴向顺时针转动,一号通气口被带动至与通槽不重合的位置,二号通气口继续与密封筒保持密封接触,三号通气口则转动至与位于最下侧的通槽连通重合,打开电磁阀,使气体发生器产生的高压气体经三号通气口

位于最下侧的通槽

连接柱进入三号气囊内部并使三号气囊的体积迅速膨胀,装置的浮力继续增大;
17.s4.
随着装置上浮,水压减小,在三号气囊充满之后,控制同步组件继续带动连通柱转动
120
°
后停止,二号通气口转动至与位于中间的通槽连通重合,一号通气口

三号通气口均与密封筒的内壁密封接触,来自气体发生器的高压气体则通过二号通气口

位于中间的通槽

连接柱进入二号气囊,使二号气囊的体积迅速膨胀,最终完成装置的上浮浮力保证;
18.s5.
当一号气囊

二号气囊和三号气囊膨胀并张开之后,其折叠区覆盖的盐块迅速破碎并溶解在海水中,在装置遭遇海底断崖时,可适当增加目标海域的海水密度,增加装置浮力;
19.s6.
在一号气囊

二号气囊和三号气囊充满后,装置浮上水面,且有竖直摆放变成横向拜访,使用者在装置内部通过扳手解开螺栓并打开密封板,完成逃生操作

20.本发明的有益效果如下:
21.1、
本发明通过设置有连通柱连通气体发生器和一号气囊

二号气囊和三号气囊,
装置置于深海环境中时,连通柱外表面开设的一号通气口刚刚好与位于最上侧的一号通气口连通,此时,可通过启动气体发生器向连通柱内部充气,再通过一号通气口

位于最上侧的通槽

连接柱进入一号气囊内部,使一号气囊内部的空间被来自气体发生器的高压气体迅速充满膨胀,从而为装置提供方上浮所需要的浮力,此时,二号通气口和三号通气口通过与一号通气口的等角度交错分布,保持气体发生器的高压气体得以集中为一号气囊供应,在经过同步组件带动连通柱转动,使二号通气口或三号通气口在每次与通槽连通时,一号通气口

二号通气口和三号通气口中任意其他两个都刚好与密封筒的内壁产生封堵效应,这种分段充气的方式,能够有效增大气体发生器对一号气囊或二号气囊或三号气囊的充气速度,在深海水压大的情况下,能够有效克服高水压

22.2、
同时,由于一号气囊

二号气囊和三号气囊是相互独立的设计,在一号气囊

二号气囊和三号气囊中的任意一个破裂都不会影响其他两个,从而使得装置在上浮时的可靠性倍增;该设计体现在:一方面采用独立供气管路,减少外围的连通通道,减小海底水压对一号气囊

二号气囊和三号气囊的充气影响,另一方面,利用可转动的连通柱,使连通柱每次只能与一号气囊

二号气囊和三号气囊中的任意一个同时连通,从而避免一个破裂,全部漏气现象,增加了装置在上浮时的可靠性

23.3、
最后,由于一号气囊

二号气囊和三号气囊均呈“之”形折叠设计,能够依靠折叠设计贴合在密封舱的外表面,且通过设置有一号气囊的折叠面涂有结晶附着的盐块,用于溶解海水中,当一号气囊

二号气囊和三号气囊被来自气体发生器的高压气体迅速撑开并膨胀时,折叠区消失,位于折叠区的盐块会瞬间破碎并迅速溶解在海水中,当装置处于“海底断崖时”,可有效增大该水域的海水密度,提高装置整体浮力,增加了装置的安全性

附图说明
24.图1为本发明整体结果的正面外观示意图;
25.图2为本发明图1中a处结构的放大示意图;
26.图3为本发明整体结构的正面剖切示意图;
27.图4为本发明图3中b处结构的放大示意图;
28.图5为本发明图3中c处结构的放大示意图;
29.图6为本发明图3中d处结构的放大示意图;
30.图7为本发明图3中e处结构的放大示意图;
31.图8为本发明同步组件

气体发生器

一号气囊

二号气囊和三号气囊的结构分布示意图;
32.图9为本发明连接柱和支撑筒的局部俯视剖切示意图;
33.图
10
为本发明一号通气口

二号通气口和三号通气口与通槽的转动连通示意图;
34.图
11
为本发明气体发生器

密封轴

电磁阀

连通柱

连接柱

支撑筒和密封筒的分离示意图

35.图中:
1、
密封舱;
2、
减阻器;
3、
隔离板;
4、
透气孔;
5、
氧气瓶;
6、
保护舱;
7、
螺栓;
8、
密封垫;
9、
密封板;
10、
气体发生器;
11、
密封轴;
12、
电磁阀;
13、
连通柱;
14、
一号气囊;
15、
二号气囊;
16、
三号气囊;
17、
连接柱;
18、
支撑筒;
19、
密封筒;
20、
通槽;
21、
一号通气口;
22、
二号通气口;
23、
三号通气口;
24、
电机;
25、
传动柱;
26、
稳定柱;
27、
皮带

具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚

完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例

基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围

37.如图1至图
11
所示,本发明实施例提供了一种潜艇艇员水下快速上浮逃生装置,包括密封舱1,密封舱1内置氧气瓶5,密封舱1的内部固定安装有隔离板3和保护舱6,隔离板3的顶部开设有透气孔4,密封舱1的内壁通过连接柱
17
固定连接有支撑筒
18
,支撑筒
18
的内部固定套接有密封筒
19
,密封筒
19
的外表面开设有通槽
20
,密封筒
19
的内壁活动套接有连通柱
13
,连通柱
13
的顶部连接有同步组件,密封舱1内壁的底部安装有气体发生器
10
,气体发生器
10
的顶部固定安装有密封轴
11
,密封轴
11
的外表面安装有电磁阀
12
,连通柱
13
的底部转动安装在密封轴
11
的内部,连接柱
17
的数量为三个且呈纵向等间距分布在支撑筒
18
的外表面,密封舱1的外侧面固定连接有一号气囊
14、
二号气囊
15
和三号气囊
16
,连通柱
13
的外表面从上往下依次开设有一号通气口
21、
二号通气口
22
和三号通气口
23
,一号通气口
21、
二号通气口
22
和三号通气口
23
分别与上下三个连接柱
17
高度相等;
38.本装置在工作时,连通柱
13
处于初始状态,如图9所示,装置置于深海环境中时,连通柱
13
外表面开设的一号通气口
21
刚刚好与位于最上侧的一号通气口
21
连通,此时,可通过启动气体发生器
10
向连通柱
13
内部充气,再通过一号通气口
21、
位于最上侧的通槽
20、
连接柱
17
进入一号气囊
14
内部,使一号气囊
14
内部的空间被来自气体发生器
10
的高压气体迅速充满膨胀,从而为装置提供方上浮所需要的浮力,而此时,二号通气口
22
和三号通气口
23
分别与密封筒
19
内壁的实体部分密封接触,从而将来自气体发生器
10
的气压全部集中至一号气囊
14
内部,增大了一号气囊
14
的扩张压力,有效克服了海底水压大带来的充气慢,无法充满等问题,待一号气囊
14
充满后,可通过通过组件带动连通柱
13
转动
120
°
,如图
10
所示,旋转
120
°
状态下的连通柱
13
的各个水平截面,只有三号通气口
23
刚好与位于最下侧的通槽
20
连通,此时,来自气体发生器
10
的高压气体会完全作用至三号气囊
16
内部,同理,当连通柱
13
旋转至
240
°
时,只有二号通气口
22
正好与位于中间的通槽
20
连通,从而为二号气囊
15
集中充气,这种分段充气的方式,能够有效增大气体发生器
10
对一号气囊
14
或二号气囊
15
或三号气囊
16
的充气速度,在深海水压大的情况下,能够有效克服高水压

39.其中,密封舱1的底部胶粘有密封垫8,密封垫8由橡胶块制成,保护舱6的内壁通过螺栓7固定安装有密封板9,密封板9的顶部向上与密封垫8挤压接触;
40.密封垫8用于保持密封板9和密封舱1底部之间的密封性,由于装置内置扳手,因此可通过螺栓7将密封板9从而外侧固定起来,通过挤压密封垫8来保持装置内部的气密性,且深海中巨大的施压还能辅助密封板9往密封垫8的方向施压,保持密封板9能够与密封舱1紧贴

41.其中,同步组件包括电机
24、
传动柱
25、
稳定柱
26
和皮带
27
,电机
24
的输出轴

传动柱
25
的顶部

稳定柱
26
的底部均固定安装有齿轮,电机
24、
传动柱
25
和稳定柱
26
通过皮带
27
和齿轮啮合传动,稳定柱
26
的数量为四个且分别分布在保护舱6内壁的四角处,传动柱
25
与连通柱
13
固定连接;
42.通过组件通过电机
24
提供动力,以皮带
27
齿轮的啮合传,保持四个连通柱
13
得以
同步且同向状态,使分布在密封舱1外侧的一号气囊
14、
二号气囊
15
和三号气囊
16
能够分批次得到空气补充,避免来自气体发生器
10
的高压气体集中供应造成的压力变小问题,有助于提供装置的可靠性

43.其中,密封筒
19
由橡胶块制成,连通柱
13
呈过盈配合于密封筒
19
的内壁,一号通气口
21
与位于最上侧的通槽
20
重合连通,一号通气口
21、
二号通气口
22
和三号通气口
23
相互呈
120
°
夹角;
44.密封筒
19
呈过盈配合于支撑筒
18
和连通柱
13
之间,连通柱
13
和密封筒
19
之间的缝隙便因此封堵起来,避免漏气,当装置置于深海中时,由一号通气口
21
与位于最上侧的通槽
20
保持连通,保持气体发生器
10
喷出来的高压气流优先集中供给一号气囊
14
,减小因为充气空间大而造成的等效气压过小,从而无法快速充满的问题;
45.如图9和图
10
所示,一号通气口
21、
二号通气口
22
和三号通气口
23
的等角度设计,能够使连通柱
13
每次转动
120
°
时,保持一号通气口
21、
二号通气口
22
和三号通气口
23
中的一个与通槽
20
正对连通,从而使来自气体发生器
10
的高压气流得以集中供应

46.其中,一号气囊
14、
二号气囊
15
和三号气囊
16
的数量均为四个,四个一号气囊
14、
二号气囊
15
和三号气囊
16
均分别分布在密封舱1的前后左右四个面上,且一号气囊
14、
二号气囊
15
和三号气囊
16
均与连接柱
17
保持连通;
47.一号气囊
14、
二号气囊
15
和三号气囊
16
均分布在密封舱1前后左右四个面上,分别与上下依次分布的连接柱
17
连通,且充气顺序为一号气囊
14、
三号气囊
16
和二号气囊
15
,由连通柱
13
通过转动控制一号通气口
21、
二号通气口
22
和三号通气口
23
与通槽
20
的连通

闭合,来控制一号气囊
14、
二号气囊
15
和三号气囊
16
的充气

上浮

48.其中,一号气囊
14、
二号气囊
15
和三号气囊
16
均呈“之”形折叠部分,一号气囊
14、
二号气囊
15
和三号气囊
16
的折叠区域均涂有盐块,盐块通过结晶附着在一号气囊
14、
二号气囊
15
和三号气囊
16
表面;
49.由于一号气囊
14、
二号气囊
15
和三号气囊
16
均呈“之”形折叠设计,能够依靠折叠设计贴合在密封舱1的外表面,且通过设置有一号气囊
14
的折叠面涂有结晶附着的盐块,用于溶解海水中,当一号气囊
14、
二号气囊
15
和三号气囊
16
被来自气体发生器
10
的高压气体迅速撑开并膨胀时,折叠区消失,位于折叠区的盐块会瞬间破碎并迅速溶解在海水中,当装置处于“海底断崖时”,可有效增大该水域的海水密度,提高装置整体浮力,增加了装置的安全性

50.其中,连接柱
17
的内径值大于一号通气口
21、
二号通气口
22
和三号通气口
23
的直径值,一号通气口
21、
二号通气口
22
和三号通气口
23
的直径值相同,一号通气口
21
的直径值大于通槽
20
的直径值;
51.一号通气口
21
在转动过程中需要与通槽
20
保持重合连通,因此,其直径值的设计需要偏小,避免连通柱
13
在转动过程中使得

一号通气口
21、
二号通气口
22
和三号通气口
23
发生同步与通槽
20
重合连通的现象

52.其中,密封舱1的焊接有减阻器2,减阻器2的横截面形状为“人”形,减阻器2由不锈钢制成;
53.减阻器2具有抗腐蚀的优点,其“人”形的分布能够帮助装置减少在上升过程中的海水阻力

54.其中,传动柱
25
的横纵截面形状均为“t”形,传动柱
25
的底部与密封筒
19
挤压接触;
55.传动柱
25
的底部与连通柱
13
固定连接,且与密封筒
19
挤压接触,避免传动柱
25
在转动过程中与支撑筒
18
直接摩擦导致发生损耗

56.一种潜艇艇员水下快速上浮逃生装置的其使用方法,包括以下步骤:
57.s1.
该装置在使用时,使用者进入密封舱1的内部,通过螺栓7将密封板9固定安装在保护舱6的内壁,使密封垫8被挤压,开启氧气瓶5并通过透气孔4向保护舱6的内腔通入氧气,供使用者即潜艇艇员呼吸,装置内置扳手;
58.s2.
装置在离开潜艇并进入深海后,启动气体发生器
10
并通过电磁阀
12、
密封轴
11
向连通柱
13
内通入高压气体,高压气体通过一号通气口
21、
位于最上侧的通槽
20、
连接柱
17
进入一号气囊
14
内部,一号气囊
14
在克服海水压力之后体积迅速膨胀,装置浮力增大并开始上浮;
59.s3.
一号气囊
14
充满后,调节电磁阀
12
控制气体发生器
10
与连通柱
13
的关闭连通,此时,启动同步组件并带动连通柱
13
绕自身轴向顺时针转动,一号通气口
21
被带动至与通槽
20
不重合的位置,二号通气口
22
继续与密封筒
19
保持密封接触,三号通气口
23
则转动至与位于最下侧的通槽
20
连通重合,打开电磁阀
12
,使气体发生器
10
产生的高压气体经三号通气口
23、
位于最下侧的通槽
20、
连接柱
17
进入三号气囊
16
内部并使三号气囊
16
的体积迅速膨胀,装置的浮力继续增大;
60.s4.
随着装置上浮,水压减小,在三号气囊
16
充满之后,控制同步组件继续带动连通柱
13
转动
120
°
后停止,二号通气口
22
转动至与位于中间的通槽
20
连通重合,一号通气口
21、
三号通气口
23
均与密封筒
19
的内壁密封接触,来自气体发生器
10
的高压气体则通过二号通气口
22、
位于中间的通槽
20、
连接柱
17
进入二号气囊
15
,使二号气囊
15
的体积迅速膨胀,最终完成装置的上浮浮力保证;
61.s5.
当一号气囊
14、
二号气囊
15
和三号气囊
16
膨胀并张开之后,其折叠区覆盖的盐块迅速破碎并溶解在海水中,在装置遭遇海底断崖时,可适当增加目标海域的海水密度,增加装置浮力;
62.s6.
在一号气囊
14、
二号气囊
15
和三号气囊
16
充满后,装置浮上水面,且有竖直摆放变成横向拜访,使用者在装置内部通过扳手解开螺栓7并打开密封板9,完成逃生操作

63.需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序

而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程

方法

物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程

方法

物品或者设备所固有的要素

64.尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化

修改

替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定

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