CN109895936B - 水下航行器粘液减阻装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下航行器粘液减阻装置，包括储液箱、分流管、输送管、集流管和回收箱；所述分流管通过管路与所述储液箱连接，所述分流管、所述集流管均整体呈圆环状，且其上对称、均匀开设多个通孔，所述输送管通过所述通孔连接在所述分流管和所述集流管之间；所述输送管的外侧面上均匀设置多个粘液释放孔，且所述输送管安装在航行器的内部边缘处。本发明能够快速的有效的使粘液布满航行器的外表面，在短时间内能够减小较大的阻力，从而能够减少粘液的消耗。

Description

水下航行器粘液减阻装置

技术领域

本发明涉及船舶减阻增效领域，具体为一种水下航行器粘液减阻装置。

背景技术

在船舶领域，快速性一直是重要的性能指标之一。船舶的快速性指标，一般指船舶在推力对阻力的对抗作用下，在静水中作等速直线运动时，所能达到最大可能的航速值。快速性的优劣，对民用船舶来说将在一定程度上影响船舶的使用性和经济性，对军用舰艇而言，与提高舰艇的作战性能密切相关，因此每一艘船舶在设计任务书中就给定明确的快速性指标。当船舶的推力固定时，为了提高快速性指标，则需要通过各种手段，使得船舶在航行过程中受到的总阻力降低，水下航行器所受的阻力可分为摩擦阻力、形状阻力和粗糙度附加阻力三部分。传统的减阻方式主要通过外形的优化设计降低形状阻力，通过提高光洁度和控制加工时的表面粗糙度降低粗糙度附加阻力。在已经采用流线外形的水下航行器以及现有加工工艺下，传统方法进一步降低阻力的空间已经不大。事实上，船舶的摩擦阻力一般大于形状阻力，可占到总阻力的50％以上。对于水下航行器，这一比例还要更高。因此，想要进一步减小水下航行器的阻力，必须从减小表面的摩擦阻力入手。

目前主流的表面减阻方法主要有超疏水减阻、沟槽减阻与粘液减阻等。其中超疏水减阻表面的气穴结构在水压的作用下易发生破坏，不适用于水下减阻。沟槽减阻方法的减阻效率相对较差，且沟槽容易被海洋生物附着而失去减阻效果。粘液减阻的减阻效果相对较高。研究表明，在流体中加入少量的减阻粘液(其成分主要为高分子聚合物或表面活性剂分子)，湍流流动的摩擦阻力将显著降低。然而目前，粘液减阻的方法主要用于石油、供暖等内流管道，尚未应用于船舶领域。

传统的航行器粘液减阻装置存在如下不足：装置的粘液释放孔开设在航行器的端处，在航行器行进过程中，从粘液释放孔中排出粘液，从而减小阻力，但是，粘液航行器的内部到达外部的一刹那，海水的流动导致粘液稀释，其减小阻力的能力大大削弱，同时需要持续的释放粘液，消耗的粘液的量较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中航行器的粘液释放孔开设在航行器的端处，在航行器行进过程中，粘液航行器的内部到达外部的一刹那，海水的流动导致粘液稀释，其减小阻力的能力大大削弱，同时需要持续的释放粘液，消耗的粘液的量较大的缺陷，提供一种可有效减少粘液消耗，且减阻效果相对较高的水下航行器粘液减阻装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种水下航行器粘液减阻装置，包括储液箱、分流管、输送管、集流管和回收箱；

所述分流管通过管路与所述储液箱连接，所述分流管、所述集流管均整体呈圆环状，且其上对称、均匀开设多个通孔，所述输送管通过所述通孔连接在所述分流管和所述集流管之间；

所述输送管的外侧面上均匀设置多个粘液释放孔，且所述输送管安装在航行器的内部边缘处。

接上述技术方案，所述储液箱和所述回收箱之间设有循环泵。

接上述技术方案，所述储液箱的一侧通过出液管连接一增压泵，所述出液管的上端安装有进液管，所述增压泵的进液端与出液管的端处连接，所述增压泵的出液端安装有第一导液管，所述第一导液管的中部安装有流量控制阀，所述第一导液管的另一端安装有分流管。

接上述技术方案，所述集流管远离输送管端处的一侧通过第二导液管连接所述回收箱；所述第二导液管的中部安装有第一电磁阀。

接上述技术方案，所述储液箱的外侧表面还安装一控制箱，所述控制箱的输出端分别与所述增压泵、所述流量控制阀、所述第一电磁阀的输入端电性连接。

接上述技术方案，所述回收箱的下端安装有第一回流管，所述第一回流管的另一端安装所述循环泵，所述循环泵的出液端通过第二回流管与储液箱连接，所述循环泵的输入端与控制箱的输出端电性连接。

接上述技术方案，所述第一回流管的中部通过三通连接件安装有排水管，所述排水管的中部以及所述第一回流管的中部分别安装有第二电磁阀、第三电磁阀。

本发明产生的有益效果是：本发明通过将分流管与集流管均设置为圆环状，同时在分流管与集流管之间通过若干所述的输送管连接，在输送管的外侧表面等距开设有若干粘液释放孔，将粘液从粘液释放孔中排出，由于输送管设置有若干个，单个输送管的外侧开设粘液释放孔数量较多，从而能够快速的有效的使粘液布满航行器的外表面，在短时间内能够减小较大的阻力，从而能够减少粘液的消耗。

进一步地，本发明通过在集流管远离输送管端处的一侧设置第二导液管，在第二导液管的端处安装回收箱，在回收箱的下端通过设置第一回流管、循环泵以及第二回流管与储液箱连接，从而能够将从输送管输送至集流管的粘液进行快速的回收，有效的减少粘液的消耗。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明一种水下航行器粘液减阻装置整体结构示意图；

图2为本发明一种水下航行器粘液减阻装置输送管的安装示意图；

图3为本发明一种水下航行器粘液减阻装置输送管的结构示意图。

图中：1-储液箱；2-增压泵；3-控制箱；4-出液管；5-进液管；6-第一导液管；7-流量控制阀；8-分流管；9-输送管；10-粘液释放孔；11-集流管；12-第二导液管；13-第一电磁阀；14-回收箱；15-第一回流管；16-循环泵；17-第二回流管；18-排水管；19-第二电磁阀；20-第三电磁阀。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例的水下航行器粘液减阻装置包括储液箱1、分流管8、输送管9、集流管11和回收箱14。分流管8通过管路与储液箱1连接，分流管8、集流管11均整体呈圆环状，且其上对称、均匀开设多个通孔，输送管9通过通孔连接在分流管8和集流管11之间；输送管9的外侧面上均匀设置多个粘液释放孔10，且输送管9安装在航行器的内部边缘处。

本发明通过将分流管8与集流管11均设置为圆环状，同时在分流管8与集流管11之间通过若干输送管9连接，在输送管9的外侧表面等距开设有若干粘液释放孔11。将储液箱1中的粘液进入输送管9内部，从粘液释放孔11中排出，由于输送管9设置有若干个，且单个输送管9的外侧开设粘液释放孔数量较多，从而能够快速的有效的使粘液布满航行器的外表面，在短时间内能够减小较大的阻力，从而能够减少粘液的消耗。

请参阅图1-3，本发明的较佳实施例中，储液箱1的一侧安装有出液管4，出液管4的上端安装有进液管5，一增压泵2安装在储液箱1的一侧，增压泵2的进液端与出液管4的端处连接，增压泵2的出液端安装有第一导液管6，第一导液管6的中部安装有流量控制阀7，第一导液管6的另一端安装有分流管8，分流管8远离第一导液管6的一侧通过开设通孔安装有输送管9，输送管9远离分流管8的一端安装有集流管11，集流管11远离输送管9端处的一侧安装有第二导液管12，第二导液管12的中部安装有第一电磁阀13，第二导液管12的端处安装有回收箱14，控制箱3安装在储液箱1的外侧表面，控制箱3的输出端分别与增压泵2、流量控制阀7、第一电磁阀13、第二电磁阀19的输入端电性连接。

进一步地，为了使回收箱14中回收的粘液循环使用，在储液箱1和回收箱14之间设有循环泵16。

回收箱14的下端安装有第一回流管15，第一回流管15的另一端安装循环泵16，循环泵16的出液端通过第二回流管17与储液箱1连接，循环泵16的输入端与控制箱3的输出端电性连接，对进入回收箱14中的粘液进行再次利用，有效的减少了粘液的用量。

本发明一个较佳实施例中，第一回流管15的中部通过三通连接件安装有排水管18，排水管18的中部以及第一回流管15的中部分别安装有第二电磁阀19、第三电磁阀20，用于排净装置停止工作时进入的海水。

第二电磁阀19、第三电磁阀20的输入端分别与控制箱3的输出端电性连接；分流管8与集流管11之间的输送管9设置有若干根，若干输送管9的外侧表面的粘液释放孔10开设有若干个，且若干个粘液释放孔10之间等距开设，增大单位时间内释放的粘液，从而能够快速的减小阻力。

工作原理：将输送管9安装在航行器的内部边缘处，且将输送管9外侧表面开设的粘液释放孔10朝向航行器的外表面，同时将粘液释放孔10与航行器的外部连通，在使用过程中，通过控制箱3启动增压泵2，将储液箱1内部的粘液通过第二导液管12抽送至分流管8，在分流管8的环形分流处理下，分别进入若干输送管9，当粘液在输送管9中输送时，粘液在高压力的作用下，从粘液释放孔10中排出航行器的外部，从而实现减小阻力的目的，通过调节流量控制阀7，从而调节粘液在单位时间内排出的量，同时输送管9中没有排出的粘液通过第二导液管12流到回收箱14的内部，控制箱3控制循环泵16工作，将回收箱14内部的粘液通过第一回流管15、第二回流管17输送至储液箱1中，再次利用，有效的减少了粘液的用量，同时在航行器没有使用减阻装置时，控制箱3关闭第一电磁阀13，少量的海水通过粘液释放孔10进入输送管9中，等下次启用时，开启第二电磁阀19，关闭第三电磁阀20，使少量的海水跟随粘液进入回收箱14的内部，通过排水管18将海水排净后，关闭第二电磁阀19，打开第三电磁阀20，装置正常工作。

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。

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。

Claims (6)

1.一种水下航行器粘液减阻装置，其特征在于，包括储液箱（1）、分流管（8）、输送管（9）、集流管（11）和回收箱（14）；

所述分流管（8）通过管路与所述储液箱（1）连接，所述分流管（8）、所述集流管（11）均整体呈圆环状，且其上对称、均匀开设多个通孔，所述输送管（9）通过所述通孔连接在所述分流管（8）和所述集流管（11）之间；

所述输送管（9）的外侧面上均匀设置多个粘液释放孔（10），且所述输送管（9）安装在航行器的内部边缘处；

所述储液箱（1）和所述回收箱（14）之间设有循环泵（16）。

2.根据权利要求1所述的水下航行器粘液减阻装置，其特征在于，所述储液箱（1）的一侧通过出液管（4）连接一增压泵（2），所述出液管（4）的上端安装有进液管（5），所述增压泵（2）的进液端与出液管（4）的端处连接，所述增压泵（2）的出液端安装有第一导液管（6），所述第一导液管（6）的中部安装有流量控制阀（7），所述第一导液管（6）的另一端安装有分流管（8）。

3.根据权利要求2所述的水下航行器粘液减阻装置，其特征在于，所述集流管（11）远离输送管（9）端处的一侧通过第二导液管（12）连接所述回收箱（14）；所述第二导液管（12）的中部安装有第一电磁阀（13）。

4.根据权利要求3所述的水下航行器粘液减阻装置，其特征在于，所述储液箱（1）的外侧表面还安装一控制箱（3），所述控制箱（3）的输出端分别与所述增压泵（2）、所述流量控制阀（7）、所述第一电磁阀（13）的输入端电性连接。

5.根据权利要求1所述的水下航行器粘液减阻装置，其特征在于，所述回收箱（14）的下端安装有第一回流管（15），所述第一回流管（15）的另一端安装所述循环泵（16），所述循环泵（16）的出液端通过第二回流管（17）与储液箱（1）连接，所述循环泵（16）的输入端与控制箱（3）的输出端电性连接。

6.根据权利要求5所述的水下航行器粘液减阻装置，其特征在于，所述第一回流管（15）的中部通过三通连接件安装有排水管（18），所述排水管（18）的中部以及所述第一回流管（15）的中部分别安装有第二电磁阀（19）、第三电磁阀（20）。

Images