[發明專利]活塞式深海水壓補償蓄能器

有效

• 申請號: 201010172612.0
• 申請日: 2010-05-12
• 公開（公告）號: CN101832303A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 李慎奎;許宏奇;王肖;耿艷東;王俊洲
• 申請（專利權）人: 河北華北石油榮盛機械制造有限公司
• 主分類號: F15B1/04
• 分類號: F15B1/04
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 李玉明

1.一種活塞式深海水壓補償蓄能器，主要由氣腔端蓋(19)、充氣閥(20)、上活塞(18)、上殼體(17)、連接隔板(14)、海水過濾器(16)、液壓閥門(15)、活塞桿(12)、下活塞(11)、真空腔端蓋(10)、密封絲堵(9)組成，其特征在于：在圓柱形連接隔板(14)的兩端分別螺紋固定圓筒形上殼體(17)和下殼體(13)；

在上殼體(17)的另一端螺紋固定有圓柱體形氣腔端蓋(19)，氣腔端蓋(19)有與上殼體(17)內部連通的充氣孔(1)，在充氣孔(1)外端部固定有單向充氣閥(20)；

在下殼體(13)的另一端螺紋固定有圓柱體形真空腔端蓋(10)，真空腔端蓋(10)有與下殼體(13)內部連通的通孔(8)，在通孔(8)外端部固定有密封絲堵(9)；

連接隔板(14)有中心孔，在連接隔板(14)的中心孔內有活塞桿(12)，活塞桿(12)與連接隔板(14)中心孔滑動配合，在活塞桿(12)的上端固定有上活塞(18)，上活塞(18)與上殼體(17)內壁滑動配合；在活塞桿(12)的下端固定有下活塞(11)，下活塞(11)與下殼體(13)內壁滑動配合；

在上殼體(17)內并在上活塞(18)與上端蓋(19)之間形成氣腔(2)，上活塞(18)與連接隔板(14)之間形成液腔(3)；在下殼體(13)內并在連接隔板(14)與下活塞(11)之間形成海水腔(6)，下活塞(11)與下端蓋(10)之間形成真空腔(7)；

連接隔板(14)有軸向孔和徑向孔，軸向孔與徑向孔連通形成壓力液通路(4)，軸向孔的另一端與液腔(3)連通，徑向孔另一端固定有液壓閥門(15)；

連接隔板(14)有軸向孔和徑向孔，軸向孔與徑向孔連通形成海水通路(5)，軸向孔的另一端與海水腔(6)連通，徑向孔另一端固定有海水過濾器(16)。

2.根據權利要求1所述的活塞式深海水壓補償蓄能器，其特征是：上殼體(17)和下殼體(13)的內徑比為1∶1.5～3之間；上活塞(18)與下活塞(11)的直徑比為1∶1.5～3之間。

3.根據權利要求1所述的活塞式深海水壓補償蓄能器，其特征是：在上活塞(18)的上端面上固定有壓縮彈簧(30)，彈簧(30)采用的是內外雙層壓縮彈簧。

4.根據權利要求3所述的活塞式深海水壓補償蓄能器，其特征是：在上殼體(17)與下殼體(13)的內徑比為1∶1.5～3之間，上活塞(18)與下活塞(11)的直徑比為1∶1.5～3之間。

5.根據權利要求1、2、3、或4所述的活塞式深海水壓補償蓄能器，其特征是：在上端蓋(19)與上殼體(17)之間有密封圈；在下端蓋(10)與下殼體(13)之間有密封圈；在上活塞(18)與上殼體(17)之間有密封圈；在下活塞(11)與下殼體(13)之間有密封圈；在連接隔板(14)的上端外壁與上殼體(17)內壁之間有密封圈；在連接隔板(14)的下端外壁與下殼體(13)內壁之間有密封圈；在連接隔板(14)中心孔壁上有密封圈。

6.根據權利要求1、2、3、或4所述的活塞式深海水壓補償蓄能器，其特征是：其使用方法分為組裝、預充壓、蓄能和釋放四步；

組裝：水上液壓泵(21)的入口管線連接水上油箱(29)，出口管線連接水上單向閥(22)；將2～10個活塞式深海水壓補償蓄能器的液壓閥門(15)的管線并聯組成水下蓄能器組(25)，在水下單向閥(24)與水上單向閥(22)之間的管線上連接水上蓄能器組(23)，水下蓄能器組(25)管線連接到水下單向閥(24)到換向閥(26)的液壓進口之間的管線上，換向閥(26)的液壓出口管線連接液壓回收閥(28)，液壓回收閥(28)管線連接水上油箱(29)，換向閥(26)的工作進口和工作出口連接水下設備(27)；

預充壓：活塞式深海水壓補償蓄能器放入海底前，打開充氣閥(20)、絲堵(9)、海水過濾器(16)和液壓閥門(15)，通過氣腔端蓋中的充氣孔(1)向氣腔(2)充入預充氣體，推動上活塞(18)下移動，從而通過連接桿(12)帶動下活塞(11)下移擠壓真空腔(7)內的氣體全部通過通孔流出，旋緊絲堵(9)，繼續向氣腔(3)內充入氣體達到7～14MPa預充壓，然后關閉充氣閥(20)和液壓閥門(15)，完成預充壓；

蓄能：水下蓄能器組(25)放入海底，水上液壓泵(21)通過管線向水上蓄能器組(23)內充壓蓄能，中間有水上單向閥(22)防止液體回流；同時向水下蓄能器組(25)充壓蓄能，水上蓄能器(23)與水下蓄能器組(25)之間有水下單向閥(24)，防止液體回流，活塞式深海水壓補償蓄能器在海底，由于海水自身的靜水壓力，海水通過海水通路(5)進入海水腔(6)內；在充壓蓄能過程中，壓力液通路(4)向液腔(17)充入壓力液，并克服靜水壓力和預充壓力推動上活塞(18)向上移動，壓縮氣腔內的預充氣體，達到蓄能器的工作額定壓力，同時通過連接桿(12)帶動下活塞(11)上移，海水腔變小，真空腔(7)形成并慢慢變大，即液腔(17)的壓力達到21～70Mpa額定工作壓力，完成沖壓蓄能過程；

釋放：當水下工作設備(27)需要深海水壓補償蓄能器提供能量的時候，控制油路換向閥(26)換向，壓力液由液腔(17)通過壓力液通路(4)進水下工作設備(27)油路中，使水下工作設備(27)進行工作，水下工作設備(27)排出的低壓油液通過液壓回收閥(28)回收到水上油箱(29)。