[發明專利]一種內外壓力主動平衡艙

無效

• 申請號: 201310182000.3
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN103231791A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 高洪明;李海超;李凱
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B63G8/26
• 分類號: B63G8/26
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 高媛

技術領域

本發明涉及一種平衡艙，具體涉及一種在液體壓力環境中營造氣體氛圍的壓力主動平衡艙。

背景技術

我國的海洋石油資源豐富，隨著海洋資源的開發，海底石油管道、海洋鉆井平臺、跨海大橋等得到越來越多的應用。在建造和維修這些水下構件時，需要使用大量的潛水設備，而一些電氣設備如電機、電池等需要進行特殊的防水設計，以避免高壓水環境對這些設備造成不利影響。目前，隨著作業水深的增加，現有水下電氣設備的防水性能無法達到深水作業的要求，需要重新設計防水結構，成本高。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有水下電氣設備的防水性能無法達到深水作業的要求，需要重新設計防水結構，成本高的問題，進而提供一種內外壓力主動平衡艙。

本發明的技術方案是：一種內外壓力主動平衡艙包括艙體、控制器、電磁閥、高壓氣瓶和傳感器，控制器、電磁閥和傳感器設置在艙體內，電磁閥和傳感器分別與控制器連接，高壓氣瓶設置在艙體外，并通過氣路與艙體內腔連通。

本發明與現有技術相比具有以下效果：1.本發明的艙內通過高壓氣瓶填充氣體，艙外為液體環境，并由控制器發出指令，控制艙內氣體壓力與液體環境壓力時刻相等，從而避免外界液體侵入艙內，在液體環境中營造出氣體氛圍。以海洋設備為例，本發明能夠將無防水性能的設備放置在艙內，改裝后即可實現水下應用；也可以將防水等級低的設備放置在艙內從而提高防水等級，使之適用于水深更深的環境。無需重新設計防水結構，降低30％-60％的成本。2.本發明結構簡單，易于實現。

附圖說明

圖1是本發明的整體結構示意圖，圖2是本發明控制器的流程圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結合1說明本實施方式，本實施方式的一種內外壓力主動平衡艙包括艙體1、控制器2、電磁閥3、高壓氣瓶4和傳感器5，控制器2、電磁閥3和傳感器5設置在艙體1內，電磁閥3和傳感器5分別與控制器2連接，高壓氣瓶4設置在艙體1外，并通過氣路與艙體1內腔連通。

本發明在實際使用時，根據不同的海洋環境，選擇不同的傳感器，該傳感器可靈活調整并安放位置。

本發明的控制器2內置軟件，能夠實現由傳感器獲取艙內外壓力信息，經過一定的算法處理，控制電磁閥的動作，自動實現向艙內補氣或排氣操作。其中，控制器留有通訊接口，可根據需要，將艙內設備狀態信息傳遞給其他計算機。

本發明艙體1內的設備可以是任何需要與水避免接觸同時對壓力不敏感的裝置，例如：電池、變壓器、相機、照明燈或焊絲盤。

參考圖2，本發明控制器中軟件的流程是：當艙外液體環境壓力發生變化時，其艙內與艙外的壓力差由傳感器測量獲得，根據比較艙內外壓力的大小決定開啟電磁閥進行補氣或排氣操作：當艙外壓力減去艙內壓力的壓力差大于設定范圍的最大值時，控制器輸出控制信號，打開電磁閥的補氣閥口、關閉排氣閥口，氣體由高壓氣瓶經過電磁閥進入到艙體內，從而提高艙內壓力；當艙外壓力減去艙內壓力的壓力差小于設定值的最低值時，控制器輸出控制信號，打開電磁閥的排氣閥口、關閉補氣閥口，艙內氣體經電磁閥向外界液體環境排出，從而降低艙內壓力。當壓力差在設定范圍內，控制器停止輸出控制信號，關閉電磁閥的補氣閥口和排氣閥口，維持艙內壓力不變。采用這種方式，能夠將艙內外壓力差始終維持在設定范圍內，達到艙內氣體壓力與艙外液體環境壓力主動平衡，營造艙內的氣體氛圍。艙內的剩余空間可供其他設備使用，艙的大小也可根據實際安放的設備靈活選用。

具體實施方式二：結合圖1說明本實施方式，本實施方式的平衡艙還包括電機6，電機6設置在艙體1內，所述電機6的輸出軸與艙體1的側壁之間動密封連接。如此設置，當裝有電機的內外壓力主動平衡艙在水下應用時，由于艙內壓力通過如具體實施方式一所述的控制方法，實現艙內壓力與外界水環境主動平衡，電機輸出軸與艙體側壁進行動密封能夠滿足擋水要求；而傳統的水下電機，其密閉外殼內與外界環境壓力并不實時平衡，對動密封性能要求很高。故采用本發明的方式能夠降低成本，能夠將不同防水能力的設備在多種水深處應用。其它組成和連接關系與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：結合圖1說明本實施方式，本實施方式的傳感器5為壓力傳感器、液位傳感器或位移傳感器。如此設置，便于根據不同的應用環境選擇不同的傳感器。其它組成和連接關系與具體實施方式二相同。