[實用新型]一種容積隨動壓力保持裝置

有效

• 申請號: 201720952472.6
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN207147871U
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 任申真;張作瓊;劉維
• 申請（專利權）人: 中科探海(蘇州)海洋科技有限責任公司
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/12
• 代理公司: 無錫市匯誠永信專利代理事務所(普通合伙)32260
• 代理人: 張歡勇

技術領域

本實用新型涉及水下設備陸上模擬技術設備領域，特別涉及一種容積隨動壓力保持裝置。

背景技術

隨著海洋技術的不斷發展，人類探測、開發海洋的能力不斷提升，但是人類的下潛深度十分有限。因此，人們通過開發各種各樣的水下機器人代替人們完成探測、開發海洋等不同使命。在水下機器人研制、加工過程中，為了對其性能進行檢測不可避免地需要相關試驗裝置來模擬海洋深處的壓力環境。而水下機器人在水下作業時，其排水體積都會發生改變：浮標、水下滑翔機、打撈氣囊等水下機器人就是通過改變其排水體積來實現運動控制的，作業機器人在執行部件工作過程中，排水體積也難免會發生變化。

現有技術中，采用壓力釜對水下機器人進行壓力試驗是普遍采用的水壓模擬方法。但是，采用普通的壓力釜模擬海洋深處的壓力環境，只能對靜態的水下機器人進行模擬試驗，當水下機器人的體積發生變化時，由于水的不可壓縮性，將導致壓力釜內的壓力發生劇烈變化。因此，采用壓力釜無法滿足動態水下機器人的壓力模擬試驗。為了實現對動態水下機器人的壓力模式試驗，采用的方式主要包括液壓泵壓力保持裝置和活塞式壓力保持裝置兩種。

液壓泵壓力保持裝置就是在壓力釜上串入一套液壓泵裝置：當水下機器人的排水體積變小時，壓力釜中的壓力變小，液壓泵將向壓力釜中注入液體；當水下機器人的排水體積變大時，壓力釜中的壓力變大，液壓泵將從壓力釜中抽出液體(有的也設置安全閥，通過安全閥泄壓來保持其最大壓力不超過限定值)，從而實現壓力釜中的壓力保持功能。采用液壓泵壓力保持裝置的主要缺點在于壓力保持的實時性和壓力保持的精度不高，其原因在于該裝置的工作流程及工作原理在于先監測到壓力釜中的壓力發生變化，然后才能啟動液壓泵工作，同時，液壓泵工作時的壓力也難以一次精確調整到位，需要多次迭代調整才能達到理想值，難以滿足精確模擬及實時模擬的要求。同時，該裝置中的液壓泵始終處于往復的工作狀態，各壓力器件容易發生疲勞損壞，降低了系統的可靠性。

活塞式壓力保持裝置就是在壓力釜上串入一套活塞缸和液壓泵，通過活塞缸上的活塞移動來實現容積調整和恒壓保持。采用活塞式壓力保持裝置的主要缺點在于壓力方向發生轉換時的固定偏差，其原因在于活塞缸上的活塞與缸體之間的摩擦力方向會在活塞運行方向發生轉變時而發生變化，這樣就導致了壓力釜內的壓力會在拐點處發生突變，同時也導致了在水下機器人容積改變方向發生轉換時壓力存在固定的偏差值。同時，由于活塞存在重量，當活塞運行速度發生變化時，會由于其慣性導致壓力釜內的壓力跟隨滯后。活塞缸上的活塞與缸體之間組成動密封結構，密封可靠性的問題會在使用一段時間后逐步凸顯，降低了系統的可靠性。

實用新型內容

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種容積隨動壓力保持裝置，針對現有技術中的不足，在對水下設備模擬檢測的壓力釜上并聯設置有囊式儲能器，并將囊式儲能器通過泄壓閥和減壓閥與補氣氣瓶串聯配置；將水下設備的排水體積變化通過囊式儲能器中的氣囊容積變化和氣瓶內的氣體補充或外泄方式，實現容積隨動式的壓力保持功能；壓力釜內的壓力控制實時性強、自適應壓力保持性好、壓力控制精度高；無機械性損壞或者運動突變導致的壓力精度變化，系統壓力檢測模擬可靠性好。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案如下：一種容積隨動壓力保持裝置，包括壓力釜、液壓泵、油水分離器、囊式蓄能器、泄壓閥、減壓閥、氣瓶、密封管路、壓力表、安全閥、出水口、釜端蓋、水下設備、水體，其特征在于：

所述壓力釜上部密封設置有釜端蓋，并通過釜端蓋裝入待模擬檢測的水下設備，所述釜端蓋上設置有壓力表和安全閥；所述壓力釜的底部設置有帶有閥門的出水口；所述壓力釜側向通過兩根密封管路分別設置有液壓泵和容積隨動系統，所述容積隨動系統通過密封管路依次串聯設置有油水分離器、囊式蓄能器、泄壓閥、減壓閥和氣瓶；所述油水分離器將壓力釜內的水體與囊式蓄能器中的油液相互隔離；所述囊式蓄能器內設置有氣囊，所述氣囊內的氣體與泄壓閥連通，所述泄壓閥與減壓閥連通，所述減壓閥與氣瓶連通；所述壓力釜通過液壓泵輸入水體，所述油水分離器將壓力釜內的水體與囊式蓄能器中的氣囊中的氣體相互隔離。

所述泄壓閥和減壓閥帶有壓力域值設置功能，依據水下設備模擬的壓力對所述泄壓閥和減壓閥的壓力域值進行預先設定，所述氣瓶、泄壓閥、減壓閥和氣囊實時保持壓力釜內水體的壓力平衡。

所述油水分離器上設置有觀察孔和排污口。

所述壓力釜模擬水下壓力范圍為2MPa—20MPa，所述水下設備模擬的壓力越大，壓力保持越精確；所述氣瓶的壓力至少比壓力釜的壓力高1MPa以上。