一种水下潜器干湿转换与人员减压调控系统及方法与流程

本发明涉及水下潜器干湿转换技术，具体涉及一种水下潜器干湿转换与人员减压调控系统及方法。

背景技术：

1、干湿转换舱通常布置在水下潜器，其作用是实现舱室的由干转湿和由湿转干过程。现有水下潜器不具备干湿转换的能力，无法营造常压、干燥舒适的干舱环境，人员需长期处于浸泡在海水中的、带压的湿式状态，造成体力的流失，甚至危害身体健康。

2、针对目前某水下潜器长期处于浸泡在海水中的湿式状态、无法实现干湿转换的现状，有必要对现有技术进行改进。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种水下潜器干湿转换与人员减压调控系统及方法，用于某水下潜器干湿转换舱的干湿转换。

2、本发明采用的技术方案为：一种水下潜器干湿转换与人员减压调控系统，包括注排水系统、供排气系统，以及干湿转换与减压控制系统，其中：

3、所述注排水系统设有连通水下潜器的舷外海水与干湿转换舱的管路，用于将舷外的海水注入干湿转换舱内，该管路上设置有流量调节阀；

4、所述注排水系统还设有用于将干湿转换舱内的水排出的管路，以及用于将压载水舱里的海水转注到干湿转换舱的管路，该管路上设置有干湿转换泵；

5、所述供排气系统设有连通压缩空气气源与干湿转换舱的管路，用于向干湿转换舱供气；所述供排气系统还设有用于将干湿转换舱内空气排出的管路；

6、各管路上分别设有电动控制阀门；所述系统还设有分别用于检测舷外海水压力和干湿转换舱内压力的压力传感器；

7、所述干湿转换与减压控制系统分别与各管路上的电动阀门、流量调节阀、干湿转换泵相连。

8、按上述方案，所述注排水系统包括第一主管路、第二主管路、注水管路和排水管路；所述第一主管路的一端设置舷侧阀(v1)；第一主管路的另一端分别与注水管路和排水管路连通；所述第二主管路的一端分别与注水管路和排水管路连通，第二主管路的另一端与干湿转换舱内底部的注排水隔离阀(v3)相连；所述注水管路上配置有注水流量调节阀；所述排水管路上配置有干湿转换泵；

9、所述干湿转换舱注排水系统还设有第一转注支路和第二转注支路；所述第一转注支路的一端与干湿转换舱的内底部连通，第一转注支路上配置有电动球阀(ebv2)，第一转注支路的另一端与干湿转换泵下游的排水管路连通；所述第二转注支路与干湿转换泵上游的排水管路连通，第二转注支路上配置有电动球阀(ebv3)，第二转注支路的出口与设于干湿转换舱底部的转注用舷侧阀(v2)连通。

10、按上述方案，所述供气管路包括自动供气支路、应急供气支路和供气通舱管路，两个供气支路的入口分别与中压空气系统相连，两个供气支路的出口与供气通舱管路的一端相连，供气通舱管路的另一端穿入干湿转换舱的内顶部；所述自动供气支路上配置有空气减压阀和供气调节阀；所述排气管路包括自动排气支路和应急排气支路，两个排气支路的出口通过手动切换阀连接排气通舱管路，排气通舱管路伸入干湿转换舱的内顶部；供排气系统还设置有转注排气支路，转注排气支路上配置有二道隔离阀和排气舷侧阀。

11、按上述方案，所述供排气系统还包括舱内压力检测管路，所述压力检测管路包括舱内压力检测支路和舷外海水压力检测支路，所述舱内压力检测支路的一端通过隔离阀和通舱管件伸入干湿转换舱的舱首和/或舱尾内顶部，舱内压力检测支路的另一端均分别设置有压力传感器和压力表；所述舷外海水压力检测支路设置有压力传感器和压力表。

12、按上述方案，所述系统还包括闸套装置，闸套装置包括闸套本体和撑开机构，所述闸套本体的上端口安装在干湿转换舱的上部出入舱口处，撑开机构设于闸套本体的上端口处，用于将闸套本体撑开，闸套本体展开后形成一个直立的下端开口的圆柱体；所述闸套装置还配置有闸套排气管路、闸套排气管路的一端与闸套本体内部连通，闸套排气管路的另一端与水下潜器的主舱内部连通。

13、按上述方案，干湿转换及减压控制系统包括控制箱，所述控制箱布置在主舱，所述控制箱分别与干湿转换泵pp、各管路上的压力传感器、各管路上的电动阀门、设于干湿转换舱内的液位传感器相连。

14、本发明还采用了一种基于如上所述系统的水下潜器干湿转换控制方法，包括将干湿转换舱由干舱状态转变为湿舱状态，具体方法为：打开第一主管路、第二主管路和注水管路上的阀门及设备，根据水下潜器当前深度，调整注水流量调节阀(rv)至设定开度向干湿转换舱内注水；同时打开排气管路上的阀门,通过排气管路将干湿转换舱内的空气排气至主舱，使注水过程中干湿转换舱内的压力保持常压，向干湿转换舱注水至设定高度后，关闭排气阀，停止向主舱排气；

15、关闭排气管路上的阀门，外界海水继续注入干湿转换舱内并压缩剩余舱内空气，通过注水流量调节阀控制注水加压速率，使干湿转换舱内的压力按照给定的压力曲线变化；当干湿转换舱内的水位高于干湿转换舱的闸套装置下沿且干湿转换舱内水位不再上升时，此时干湿转换舱内的压力与外部海水压力平衡时，注水加压阶段结束；

16、打开闸套排气管路上的阀门，对闸套装置内部排气，闸套装置内部水位继续上升；当闸套装置内部的空气排尽时，关闭闸套排气管路上的阀门，再关闭注水流量调节阀，闸套装置内的排气注水阶段结束。

17、按上述方案，所述控制方法还包括将干湿转换舱由湿舱状态转换为干舱状态，具体方法为：干湿转换泵启动，并控制干湿转换泵出口的排水用电动球阀(ebv1)打开，对干湿转换舱内进行排水；同时开启自动供气支路上的阀门向干湿转换舱内供气，维持排水过程中干湿转换舱内压力稳定，待干湿转换舱内水位下降至设定位置时，关闭排水管路上的阀门，并关闭干湿转换泵pp。

18、按上述方案，当干湿转换舱由湿舱转换为干舱后，进行人员减压控制，人员减压控制方法为：

19、选择合适减压方案并设置对应的人体安全减压生理曲线，控制干湿转换舱的排气调节阀18.1由干湿转换舱向主舱排气，排气过程中使干湿转换舱内的压力跟随人体安全减压生理曲线的压力变化，对干湿转换舱内人员进行减压；将主舱和干湿转换舱连通，通过排气调节阀控制干湿转换舱向主舱排气，使干湿转换舱与主舱压力进行均衡；再开启主舱内的舱室调压空压机，将舱内空气排到舷外，使舱室压力进一步降低至常压。

20、本发明还采用了一种基于如上所述系统的干湿转换舱注气均压方法，该方法包括以下阶段：

21、1)、转注阶段：关闭压载水舱通海阀，干湿转换舱内连通压载水舱的截止止回阀cv处于关闭状态；打开干湿转换舱内用于压载水舱排气的排气舷侧阀，打开转注舷侧阀；开启干湿转换泵pp，通过转注管路将压载水舱里的海水全部排到干湿转换舱；

22、2)、注气加压阶段：使水下潜器的当前深度恒定，向干湿转换舱注入压缩空气，当干湿转换舱内的压力达到外部海水压力时，停止注气加压；

23、3)、均压阶段：打开注水流量调节阀(rv)，使干湿转换舱与外界海水环境压力平衡，当舱外海水无法注入时，关闭注水管路；

24、4)、干湿转换舱保持干燥阶段：向干湿转换舱内通气，使干湿转换舱内的海水在压缩空气的作用下通过截止止回阀(cv)压回压载水舱，使干湿转换舱保持干燥无水状态。

25、本发明的有益效果为：本发明能够实现干湿转换舱的干舱转湿舱注水功能、湿舱转干舱排水功能、注气均压功能、人员减压功能，从而保证干湿转换舱常态下可处于干式、常压态(1个标准大气压)；本发明还能够快速由干舱转化为湿舱，并快速安全加压至与舱外压力均衡；能够快速由湿舱转化为干舱，并在干式环境下安全减压至常压环境。本发明还可增强人员体力保持能力，降低干湿转换过程的操作难度、强度，大幅提升干湿转换过程的自动化以及智能化水平。本发明通过由干转湿过程压力精确控制策略技术、由湿转干过程压力精确控制策略技术、人体安全减压控制技术等新技术，在保证干湿转换系统的功能性能指标先进的同时，提高系统的易操性与智能化程度，保证系统的安全性和可靠性。