深海高背壓環(huán)境下海水液壓泵的性能測(cè)試裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種深海高背壓環(huán)境下海水液壓泵的性能測(cè)試裝置及方法，主要包括深海模擬艙、加壓系統(tǒng)、循環(huán)水冷卻管路、監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，深海模擬艙通過加壓系統(tǒng)為海水液壓泵的性能測(cè)試提供不同水深環(huán)境工作時(shí)所要承受的背壓；海水液壓泵的模擬負(fù)載由循環(huán)水冷卻管路中安裝的高壓流量控制閥自由調(diào)節(jié)，循環(huán)水冷卻管路通過熱交換能夠有效避免因高壓流量控制閥加載后將海水液壓泵工作產(chǎn)生的液壓能轉(zhuǎn)化為熱能而帶來艙內(nèi)水溫的升高；監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)能夠控制海水液壓泵的試驗(yàn)工況，采集溫度、壓力、流量等試驗(yàn)參數(shù)。該測(cè)試裝置可以模擬既定海洋深度下的背壓環(huán)境并實(shí)現(xiàn)對(duì)海水液壓泵的性能測(cè)試。
【專利說明】深海高背壓環(huán)境下海水液壓泵的性能測(cè)試裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水液壓傳動(dòng)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及以純水為工作介質(zhì)的液壓泵在深海高背壓環(huán)境下的試驗(yàn)技術(shù)，尤其涉及一種深海高背壓環(huán)境下海水液壓泵的性能測(cè)試裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]海水液壓傳動(dòng)技術(shù)在海洋資源勘探、水下機(jī)器人、潛器浮力調(diào)節(jié)等海洋水下工程【技術(shù)領(lǐng)域】具有獨(dú)特的使用優(yōu)勢(shì)，在某些場(chǎng)合甚至是唯一的選擇。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的以礦物液壓油為工作介質(zhì)的液壓系統(tǒng)，由于液壓油與海水不相容，液壓系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)成閉式循環(huán)結(jié)構(gòu)并配置壓力補(bǔ)償器，隨著海洋水深的增加，所要承受的海水背壓越來越高，壓力補(bǔ)償更加復(fù)雜，整個(gè)系統(tǒng)越發(fā)笨重，而且液壓油一旦泄露還會(huì)對(duì)海洋環(huán)境造成污染。而海水液壓系統(tǒng)以海水作為工作介質(zhì)，利用海水液壓泵直接從海洋中吸入海水，輸出的高壓海水進(jìn)入系統(tǒng)做功后又排回海洋環(huán)境，無需考慮封裝、壓力補(bǔ)償?shù)葐栴}，系統(tǒng)配置簡(jiǎn)單，不污染環(huán)境，低溫的海水又是系統(tǒng)天然的冷卻劑，因此特別適合在海洋水下工程尤其是大深度海洋水下工程中應(yīng)用。
[0003]海水液壓泵作為海水液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件，其性能好壞對(duì)整個(gè)系統(tǒng)具有決定性影響。若將海水液壓泵及配套試驗(yàn)裝置直接下放到既定深度的海洋中進(jìn)行背壓環(huán)境尤其是深海高背壓環(huán)境下的試驗(yàn)，不僅技術(shù)要求極高，而且需要耗費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力。而如何通過試驗(yàn)來真實(shí)反映海水液壓泵在深海高背壓環(huán)境中工作時(shí)的各項(xiàng)性能指標(biāo)，是其能否在深海環(huán)境可靠工作的前提和保障。目前針對(duì)海水液壓泵的試驗(yàn)主要參考油壓泵相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)以常規(guī)的臺(tái)架試驗(yàn)為主，缺乏對(duì)背壓環(huán)境下海水液壓泵試驗(yàn)方法的研究，更未見到有關(guān)海水液壓泵深海高背壓環(huán)境下試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法的相關(guān)報(bào)道。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明提供一種深海高背壓環(huán)境下海水液壓泵的性能測(cè)試裝置及方法，通過它可以模擬既定海洋深度下的背壓環(huán)境并實(shí)現(xiàn)對(duì)海水液壓泵的性能測(cè)試，真實(shí)反映海水液壓泵在深海背壓環(huán)境下的性能指標(biāo)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0005]深海高背壓環(huán)境下海水液壓泵的性能測(cè)試裝置，包括深海模擬艙、加壓系統(tǒng)、循環(huán)水冷卻管路、監(jiān)測(cè)控控系統(tǒng)，其中:
[0006]I)深海模擬艙包括前端蓋(16)、筒體(17)、密封圈(18)、后端蓋(19)、過濾器II
(22)、海水液壓泵(23)、支架(24)、聯(lián)軸器(25)，深海電機(jī)(26)、減震墊(27)、支座(30)、滾輪(31)、沿導(dǎo)軌(32)、平板小車(33)、鞍座(35):筒體(17)臥式安放在鞍座(35)上，前端蓋
(16)和后端蓋(19)連接在臥式筒體(17)的兩端，并分別與筒體(17)通過密封圈(18)密封，筒體(17)底端內(nèi)壁上焊接有4?10個(gè)半圓型支座(30)，支座(30)上面沿筒體的軸向平鋪兩條互相平行的導(dǎo)軌(32)，導(dǎo)軌(32)上放置平板小車(33)，平板小車(33)通過安裝的滾輪(31)沿導(dǎo)軌(32)能在筒體(17)內(nèi)部軸向移動(dòng)，筒體(17)的頂部開有注水加壓口(a)、排氣泄壓口(b)、筒體(17)的底部開有排水口( c)，在筒體(17)或前后端蓋(16，19)上焊接有穿艙管路(f )，在筒體(17)或前后端蓋(16，19)上還開有冷卻回水口(g)、動(dòng)力電傳輸接口(d)、測(cè)試線路接口(e)、照明攝像線路接口(h);深海電機(jī)(26)的底腳固定在平板小車(33)上，并與平板小車(33)之間安裝有減震墊(27)，深海電機(jī)(26)的頭部安裝有支架(24)，支架(24)的內(nèi)部裝有聯(lián)軸器(25)，被測(cè)試的海水液壓泵(23)固定在支架(24)上，被測(cè)試的海水液壓泵(23)的伸出軸與深海電機(jī)(26)的傳動(dòng)軸通過聯(lián)軸器(25)連接；被測(cè)試的海水液壓泵(23)的入口安裝過濾器II (22)，被測(cè)試的海水液壓泵(23)的出口通過高壓軟管連接到深海模擬艙的穿艙管路(f)的艙內(nèi)接口 ；
[0007]2)加壓系統(tǒng)包括水箱(I)、截止閥I (4)、過濾器I (5)、加壓泵(6)、單向閥(8)、截止閥II (9)、抽水泵(10)、截止閥IIK11)、截止閥IV (14)、爆破片(15)、截止閥V (34):加壓泵(6)的入口通過過濾器I (5)、截止閥I (4)與水箱(I)相連，加壓泵的出口通過單向閥
(8)、截止閥II(9)連接到深海模擬艙的注水加壓口(a)，抽水泵(10)的入口與加壓泵(6)的入口并行連接，抽水泵(10)的出口通過截止閥III(Il)并行連接到深海模擬艙的注水加壓口(a);深海模擬艙排氣泄壓口(b)通過并行連接的截止閥IV (14)和爆破片(15)后接回水箱(I);深海模擬艙的排水D(C)通過截止閥V (34)后接回水箱(I);
[0008]3)循環(huán)水冷卻管路包括冷卻水箱(42)、螺旋冷卻高壓管(43)、截止閥VI (46)、冷卻水泵(47 )、截止閥VII (48 )、風(fēng)冷卻器(49 ):冷卻水箱(42 )內(nèi)安裝有螺旋冷卻高壓管(43 )，冷卻水箱(42)上布置有穿箱管路I (i)和穿箱管路II (j)，深海模擬艙的穿艙管路(f)的艙外接口依次通過高壓流量控制閥(38)、高壓流量計(jì)(39)、穿箱管路I (i)、螺旋冷卻高壓管
(43)、穿箱管路II (j)連接到深海模擬艙的冷卻回水口(g);冷卻水箱(42)的頂部和底部分別開有循環(huán)水入口(k)和循環(huán)水出口(L)，循環(huán)水出口(L)通過截止閥VI (46)與冷卻水泵
(47)的入口連接，冷卻水泵(47)的出口通過截止閥VII (48)、風(fēng)冷卻器(49)后連接到循環(huán)水入口(k)；
[0009]4)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)包括溫度傳感器I (2)、液位傳感器I (3)、抗震壓力表(7)、壓力傳感器I (12)、液位傳感器II (13)、溫度傳感器II (20)、水下攝像機(jī)(21)、壓力傳感器II
(37)，高壓流量控制閥(38)，高壓流量計(jì)(39)，數(shù)據(jù)采集卡(40)、工控機(jī)(41)、溫度傳感器111(44)，液位傳感器111(45):水箱(I)內(nèi)安裝有溫度傳感器I (2)和液位傳感器I (3)，加壓泵(6)的出口安裝有抗震壓力表(7)，深海模擬艙的注水加壓口(a)安裝有壓力傳感器I (12);深海模擬艙的排氣泄壓口(b)安裝液位傳感器II (13);艙內(nèi)安裝有溫度傳感器II
(20)，溫度傳感器II (20)的信號(hào)電纜線通過測(cè)試線路接口(e)導(dǎo)出到艙外；艙內(nèi)的平板小車(33)上安裝有內(nèi)置照明燈的水下攝像機(jī)(21)，內(nèi)置照明燈的水下攝像機(jī)(21)的信號(hào)電纜線通過照明攝像線路接口(h)導(dǎo)出到艙外，并連接到數(shù)據(jù)采集卡(40)的接線端；艙內(nèi)的深海電機(jī)(26)的電纜引出線通過動(dòng)力電傳輸接口( d)導(dǎo)出到艙外并與變頻調(diào)速器(36)連接，變頻調(diào)速器(36 )的控制電纜線連接到數(shù)據(jù)采集卡(40 )的接線端；高壓流量控制閥(38 )與穿艙管路(f)的艙外接口之間的管路上安裝壓力傳感器II (37)，冷卻水箱(42)內(nèi)安裝溫度傳感器111(44)和液位傳感器111(45);高壓流量控制閥(38)的出口管路上串連高壓流量計(jì)(39 )，高壓流量計(jì)(39 )的測(cè)試信號(hào)經(jīng)過二次變送后輸送至數(shù)據(jù)采集卡(40 )的接線端，上述所有傳感器的信號(hào)電纜線一并連接到數(shù)據(jù)采集卡(40)的接線端，數(shù)據(jù)采集卡(40)插在工控機(jī)(41)的主板上。
[0010]平板小車(33)的一端通過深海模擬艙內(nèi)部焊接的卡塊(28)固定，平板小車(33)的另外一端通過螺栓組件(29)固定在半圓型支座(30)上。
[0011]通過動(dòng)力電傳輸接口(d)、測(cè)試線路接口(e)、照明攝像線路接口(h)的電纜線與各個(gè)接口之間安裝電纜密封。
[0012]穿艙管路(f)與深海模擬艙筒壁之間也可采用螺紋連接，并通過密封裝置密封。
[0013]深海高背壓環(huán)境下海水液壓泵的性能測(cè)試方法，包括以下方法步驟:
[0014]I)試驗(yàn)前，打開截止閥I (4)、截止閥111(11)、截止閥IV(14)，關(guān)閉截止閥V (34)，由抽水泵(10)向深海模擬艙內(nèi)注水，同時(shí)通過截止閥IV (14)將艙內(nèi)氣體排出，當(dāng)液位傳感器II (13)監(jiān)測(cè)到艙內(nèi)注滿水后停止抽水泵(10)，關(guān)閉截止閥IIK11)和截止閥IV(14)，打開截止閥II (9)，由加壓泵(6)向艙內(nèi)加壓，由壓力傳感器I (12)監(jiān)測(cè)艙內(nèi)壓力，當(dāng)艙內(nèi)壓力增加至海水液壓泵(23)試驗(yàn)所需要的背壓時(shí)停止加壓，爆破片(15)與深海模擬艙所能承受的最高壓力相同，當(dāng)艙內(nèi)壓力超過最高壓力時(shí)爆破片(15)爆破起安全保護(hù)作用；
[0015]2)試驗(yàn)時(shí)，工控機(jī)(41)通過數(shù)據(jù)采集卡(40)、變頻調(diào)速器(36)來控制深海電機(jī)
(26)并驅(qū)動(dòng)海水液壓泵(23)在不同轉(zhuǎn)速下工作，被測(cè)試的海水液壓泵(23)通過過濾器II
(22)直接從艙內(nèi)吸水，輸出的高壓水通過穿艙管路(f)進(jìn)入循環(huán)水冷卻管路；打開截止閥VI (46)和截止閥VII (48)，開啟風(fēng)冷卻器(49)和冷卻水泵(47)，使冷卻水箱(42)內(nèi)的水進(jìn)入循環(huán)冷卻狀態(tài)，流經(jīng)螺旋冷卻高壓管(43)的高壓水在冷卻水箱(42)內(nèi)冷卻降溫后經(jīng)冷卻回水口(g)又流回艙內(nèi)；
[0016]3)試驗(yàn)時(shí)，監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)通過壓力傳感器II (37)和高壓流量計(jì)(39)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海水液壓泵(35)的出口壓力和流量，調(diào)節(jié)高壓流量控制閥(38)為全開狀態(tài)，控制海水液壓泵
(23)在額定轉(zhuǎn)速下工作時(shí)得到海水液壓泵(23)的空載流量和排量；調(diào)節(jié)高壓流量控制閥
(38)的開口大小，可以改變海水液壓泵(35)的出口壓力，通過監(jiān)測(cè)控系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)海水液壓泵(35)在不同工作壓力下的輸出流量，得到海水液壓泵(23)的特性參數(shù)；
[0017]4)試驗(yàn)結(jié)束后，首先打開截止閥IV (14)使艙內(nèi)的高壓水卸壓，然后打開截止閥V(34 )使艙內(nèi)的水直接排出或流回水箱(I)。
[0018]深海模擬艙內(nèi)的壓力由監(jiān)測(cè)控系統(tǒng)通過壓力傳感器I (12)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并能夠由監(jiān)測(cè)控系統(tǒng)控制加壓泵(6)工作來自動(dòng)補(bǔ)償艙內(nèi)的壓力損失。
[0019]深海模擬艙內(nèi)的溫度由溫度傳感器II ( 20 )實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并能夠由監(jiān)測(cè)控系統(tǒng)控制冷卻水泵(47 )工作來避免試驗(yàn)時(shí)艙內(nèi)水溫超出允許范圍。
[0020]水下攝像機(jī)(21)用于實(shí)時(shí)觀察并記錄深海模擬艙內(nèi)的情況。
[0021]本發(fā)明所具有的有益效果是:深海模擬艙通過加壓系統(tǒng)為海水液壓泵的性能測(cè)試提供不同水深環(huán)境工作時(shí)所要承受的背壓；海水液壓泵由能夠承受深海背壓的深海電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并通過艙外的變頻調(diào)速器控制海水液壓泵的轉(zhuǎn)速；海水液壓泵的模擬負(fù)載由循環(huán)水冷卻管路中安裝的高壓流量控制閥自由調(diào)節(jié)，循環(huán)水冷卻管路通過熱交換能夠有效避免因高壓流量控制閥加載后將海水液壓泵工作產(chǎn)生的液壓能轉(zhuǎn)化為熱能而帶來艙內(nèi)水溫的升高；監(jiān)測(cè)控系統(tǒng)能夠控制海水液壓泵的試驗(yàn)工況，采集溫度、壓力、流量等試驗(yàn)參數(shù)，通過照明攝像設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄保存試驗(yàn)過程，控制艙內(nèi)水溫和壓力在試驗(yàn)所需要的范圍，最終試驗(yàn)得到海水液壓泵在深海背壓環(huán)境下的壓力流量、泄漏量、容積效率等特性參數(shù)。整個(gè)試驗(yàn)裝置和方法簡(jiǎn)單易操作，不僅克服了海水液壓泵直接下放到既定深度海洋中進(jìn)行深海高背壓試驗(yàn)所帶來的眾多技術(shù)困難，而且大大節(jié)省試驗(yàn)所需要的人力、物力和財(cái)力。【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明中導(dǎo)軌的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3是本發(fā)明中導(dǎo)軌的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4是本發(fā)明中平板小車的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖1至圖4中的標(biāo)記為:1_水箱，2-溫度傳感器I，3-液位傳感器I，4_截止閥I，5_過濾器I，6_加壓泵，7-抗震壓力表，8-單向閥，9-截止閥II，10-抽水泵，11-截止閥III，12-壓力傳感器I，13-液位傳感器II，14-截止閥IV，15-爆破片，16-前端蓋，17-筒體，18-密封圈，19-后端蓋，20-溫度傳感器II，21-內(nèi)置照明燈的水下攝像機(jī)，22-過濾器II，23-海水液壓泵，24-支架，25-聯(lián)軸器，26-深海電機(jī)，27-減震墊，28-卡塊，29-螺栓組件，30-支座，31-滾輪，32-導(dǎo)軌，33-平板小車，34-截止閥V，35-鞍座，36-變頻調(diào)速器，37-壓力傳感器II，38-高壓流量控制閥，39-高壓流量計(jì)，40-數(shù)據(jù)采集卡，41-工控機(jī)，42-冷卻水箱，43-螺旋冷卻管，44-溫度傳感器III，45-液位傳感器III，46-截止閥VI，47-冷卻水泵，48-截止閥VL 49-風(fēng)冷卻器，a-注水加壓口，b-排氣泄壓口，C-排水口，d_動(dòng)力電傳輸接口，e-測(cè)試線路接口，f_穿艙管路，g-冷卻回水口，h-照明攝像線路接口，1-穿箱管路I，j-穿箱管路II，k-循環(huán)水入口，L-循環(huán)水出口。
【具體實(shí)施方式】
[0027]本發(fā)明提供一種深海高背壓環(huán)境下海水液壓泵的性能測(cè)試裝置及方法，下面將結(jié)合附圖對(duì)具體的實(shí)施方式做進(jìn)一步的說明。如圖1所示，深海高背壓環(huán)境下海水液壓泵的性能測(cè)試裝置，包括深海模擬艙、加壓系統(tǒng)、循環(huán)水冷卻管路、監(jiān)測(cè)控控系統(tǒng)，其中:
[0028]I)深海模擬艙包括前端蓋(16)、筒體(17)、密封圈(18)、后端蓋(19)、過濾器II(22)、海水液壓泵(23)、支架(24)、聯(lián)軸器(25)，深海電機(jī)(26)、減震墊(27)、支座(30)、滾輪(31)、沿導(dǎo)軌(32)、平板小車(33)、鞍座(35):筒體(17)臥式安放在鞍座(35)上，前端蓋
(16)和后端蓋(19)連接在臥式筒體(17)的兩端，并分別與筒體(17)通過密封圈(18)密封，筒體(17)底端內(nèi)壁上焊接有4?10個(gè)半圓型支座(30)，支座(30)上面沿筒體的軸向平鋪兩條互相平行的導(dǎo)軌(32)，導(dǎo)軌(32)上放置平板小車(33)，平板小車(33)通過安裝的滾輪(31)沿導(dǎo)軌(32)能在筒體(17)內(nèi)部軸向移動(dòng)，筒體(17)的頂部開有注水加壓口(a)、排氣泄壓口(b)、筒體(17)的底部開有排水口( c)，在筒體(17)或前后端蓋(16，19)上焊接有穿艙管路(f)，在筒體(17)或前后端蓋(16，19)上還開有冷卻回水口(g)、動(dòng)力電傳輸接口(d)、測(cè)試線路接口(e)、照明攝像線路接口(h);深海電機(jī)(26)的底腳固定在平板小車(33)上，并與平板小車(33)之間安裝有減震墊(27)，深海電機(jī)(26)的頭部安裝有支架(24)，支架(24)的內(nèi)部裝有聯(lián)軸器(25)，被測(cè)試的海水液壓泵(23)固定在支架(24)上，被測(cè)試的海水液壓泵(23)的伸出軸與深海電機(jī)(26)的傳動(dòng)軸通過聯(lián)軸器(25)連接；被測(cè)試的海水液壓泵(23)的入口安裝過濾器II (22)，被測(cè)試的海水液壓泵(23)的出口通過高壓軟管連接到深海模擬艙的穿艙管路(f)的艙內(nèi)接口 ；
[0029]2)加壓系統(tǒng)包括水箱(I)、截止閥I (4)、過濾器I (5)、加壓泵(6)、單向閥(8)、截止閥II (9)、抽水泵(10)、截止閥IIK11)、截止閥IV (14)、爆破片(15)、截止閥V (34):加壓泵(6)的入口通過過濾器I (5)、截止閥I (4)與水箱(I)相連，加壓泵的出口通過單向閥
(8)、截止閥II (9)連接到深海模擬艙的注水加壓口(a)，抽水泵(10)的入口與加壓泵(6)的入口并行連接，抽水泵(10)的出口通過截止閥III(Il)并行連接到深海模擬艙的注水加壓口(a);深海模擬艙排氣泄壓口(b)通過并行連接的截止閥IV (14)和爆破片(15)后接回水箱(I);深海模擬艙的排水D(C)通過截止閥V (34)后接回水箱(I);
[0030]3)循環(huán)水冷卻管路包括冷卻水箱(42)、螺旋冷卻高壓管(43)、截止閥VI (46)、冷卻水泵(47 )、截止閥VII (48 )、風(fēng)冷卻器(49 ):冷卻水箱(42 )內(nèi)安裝有螺旋冷卻高壓管(43 )，冷卻水箱(42)上布置有穿箱管路I (i)和穿箱管路II (j)，深海模擬艙的穿艙管路(f)的艙外接口依次通過高壓流量控制閥(38)、高壓流量計(jì)(39)、穿箱管路I (i)、螺旋冷卻高壓管
(43)、穿箱管路II (j)連接到深海模擬艙的冷卻回水口(g);冷卻水箱(42)的頂部和底部分別開有循環(huán)水入口(k)和循環(huán)水出口(L)，循環(huán)水出口(L)通過截止閥VI (46)與冷卻水泵
(47)的入口連接，冷卻水泵(47)的出口通過截止閥VII (48)、風(fēng)冷卻器(49)后連接到循環(huán)水入口(k)；
[0031]4)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)包括溫度傳感器I (2)、液位傳感器I (3)、抗震壓力表(7)、壓力傳感器I (12)、液位傳感器II (13)、溫度傳感器II (20)、水下攝像機(jī)(21)、壓力傳感器II
(37)，高壓流量控制閥(38)，高壓流量計(jì)(39)，數(shù)據(jù)采集卡(40)、工控機(jī)(41)、溫度傳感器111(44)，液位傳感器111(45):水箱(I)內(nèi)安裝有溫度傳感器I (2)和液位傳感器I (3)，加壓泵(6)的出口安裝有抗震壓力表(7)，深海模擬艙的注水加壓口(a)安裝有壓力傳感器
I(12);深海模擬艙的排氣泄壓口(b)安裝液位傳感器II (13);艙內(nèi)安裝有溫度傳感器II
(20)，溫度傳感器II (20)的信號(hào)電纜線通過測(cè)試線路接口(e)導(dǎo)出到艙外；艙內(nèi)的平板小車(33)上安裝有內(nèi)置照明燈的水下攝像機(jī)(21)，內(nèi)置照明燈的水下攝像機(jī)(21)的信號(hào)電纜線通過照明攝像線路接口(h)導(dǎo)出到艙外，并連接到數(shù)據(jù)采集卡(40)的接線端；艙內(nèi)的深海電機(jī)(26)的電纜引出線通過動(dòng)力電傳輸接口( d)導(dǎo)出到艙外并與變頻調(diào)速器(36)連接，變頻調(diào)速器(36 )的控制電纜線連接到數(shù)據(jù)采集卡(40 )的接線端；高壓流量控制閥(38 )與穿艙管路(f)的艙外接口之間的管路上安裝壓力傳感器II (37)，冷卻水箱(42)內(nèi)安裝溫度傳感器111(44)和液位傳感器111(45);高壓流量控制閥(38)的出口管路上串連高壓流量計(jì)(39 )，高壓流量計(jì)(39 )的測(cè)試信號(hào)經(jīng)過二次變送后輸送至數(shù)據(jù)采集卡(40 )的接線端，上述所有傳感器的信號(hào)電纜線一并連接到數(shù)據(jù)采集卡(40)的接線端，數(shù)據(jù)采集卡(40)插在工控機(jī)(41)的主板上。
[0032]平板小車(33)的一端通過深海模擬艙內(nèi)部焊接的卡塊(28)固定，平板小車(33)的另外一端通過螺栓組件(29)固定在半圓型支座(30)上。
[0033]通過動(dòng)力電傳輸接口(d)、測(cè)試線路接口(e)、照明攝像線路接口(h)的電纜線與各個(gè)接口之間安裝電纜密封。
[0034]穿艙管路(f )與深海模擬艙筒壁之間也可采用螺紋連接，并通過密封裝置密封。
[0035]深海高背壓環(huán)境下海水液壓泵的性能測(cè)試方法，包括以下方法步驟:
[0036]I)試驗(yàn)前，打開截止閥I (4)、截止閥111(11)、截止閥IV(14)，關(guān)閉截止閥V(34)，由抽水泵(10)向深海模擬艙內(nèi)注水，同時(shí)通過截止閥IV (14)將艙內(nèi)氣體排出，當(dāng)液位傳感器II (13)監(jiān)測(cè)到艙內(nèi)注滿水后停止抽水泵(10)，關(guān)閉截止閥IIK11)和截止閥IV(14)，打開截止閥II (9)，由加壓泵(6)向艙內(nèi)加壓，由壓力傳感器I (12)監(jiān)測(cè)艙內(nèi)壓力，當(dāng)艙內(nèi)壓力增加至海水液壓泵(23)試驗(yàn)所需要的背壓時(shí)停止加壓，爆破片(15)與深海模擬艙所能承受的最高壓力相同，當(dāng)艙內(nèi)壓力超過最高壓力時(shí)爆破片(15)爆破起安全保護(hù)作用；
[0037]2)試驗(yàn)時(shí)，工控機(jī)(41)通過數(shù)據(jù)采集卡(40)、變頻調(diào)速器(36)來控制深海電機(jī)
(26)并驅(qū)動(dòng)海水液壓泵(23)在不同轉(zhuǎn)速下工作，被測(cè)試的海水液壓泵(23)通過過濾器II
(22)直接從艙內(nèi)吸水，輸出的高壓水通過穿艙管路(f)進(jìn)入循環(huán)水冷卻管路；打開截止閥VI (46)和截止閥VII (48)，開啟風(fēng)冷卻器(49)和冷卻水泵(47)，使冷卻水箱(42)內(nèi)的水進(jìn)入循環(huán)冷卻狀態(tài)，流經(jīng)螺旋冷卻高壓管(43)的高壓水在冷卻水箱(42)內(nèi)冷卻降溫后經(jīng)冷卻回水口(g)又流回艙內(nèi)；
[0038]3)試驗(yàn)時(shí)，監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)通過壓力傳感器II (37)和高壓流量計(jì)(39)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海水液壓泵(35)的出口壓力和流量，調(diào)節(jié)高壓流量控制閥(38)為全開狀態(tài)，控制海水液壓泵
(23)在額定轉(zhuǎn)速下工作時(shí)得到海水液壓泵(23)的空載流量和排量；調(diào)節(jié)高壓流量控制閥
[38]的開口大小，可以改變海水液壓泵(35)的出口壓力，通過監(jiān)測(cè)控系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)海水液壓泵(35)在不同工作壓力下的輸出流量，得到海水液壓泵(23)的特性參數(shù)；
[0039]4)試驗(yàn)結(jié)束后，首先打開截止閥IV ( 14)使艙內(nèi)的高壓水卸壓，然后打開截止閥V(34 )使艙內(nèi)的水直接排出或流回水箱(I)。
[0040]深海模擬艙內(nèi)的壓力由監(jiān)測(cè)控系統(tǒng)通過壓力傳感器I (12)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并能夠由監(jiān)測(cè)控系統(tǒng)控制加壓泵(6)工作來自動(dòng)補(bǔ)償艙內(nèi)的壓力損失；深海模擬艙內(nèi)的溫度由監(jiān)測(cè)控系統(tǒng)通過溫度傳感器II (20)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并能夠由監(jiān)測(cè)控系統(tǒng)控制冷卻水泵(47)工作來避免試驗(yàn)時(shí)艙內(nèi)水溫超出允許范圍；深海模擬艙內(nèi)的深海電機(jī)(26)、被測(cè)試的海水液壓泵
(23)等試驗(yàn)設(shè)備的運(yùn)行情況可以通過內(nèi)置照明燈的水下攝像機(jī)(21)實(shí)時(shí)觀察并記錄保存。
【權(quán)利要求】
1.深海高背壓環(huán)境下海水液壓泵的性能測(cè)試裝置，其特征在于:包括深海模擬艙、加壓系統(tǒng)、循環(huán)水冷卻管路、監(jiān)測(cè)控控系統(tǒng)，其中: 1)深海模擬艙包括前端蓋(16)、筒體(17)、密封圈(18)、后端蓋(19)、過濾器II(22)、海水液壓泵(23)、支架(24)、聯(lián)軸器(25)，深海電機(jī)(26)、減震墊(27)、支座(30)、滾輪(31)、沿導(dǎo)軌(32)、平板小車(33)、鞍座(35):筒體(17)臥式安放在鞍座(35)上，前端蓋(16)和后端蓋(19)連接在臥式筒體(17)的兩端，并分別與筒體(17)通過密封圈(18)密封，筒體(17)底端內(nèi)壁上焊接有4~10個(gè)半圓型支座(30)，支座(30)上面沿筒體的軸向平鋪兩條互相平行的導(dǎo)軌(32)，導(dǎo)軌(32)上放置平板小車(33)，平板小車(33)通過安裝的滾輪(31)沿導(dǎo)軌(32)能在筒體(17)內(nèi)部軸向移動(dòng)，筒體(17)的頂部開有注水加壓口(a)、排氣泄壓口(b)、筒體(17)的底部開有排水口( c)，在筒體(17)或前后端蓋(16，19)上焊接有穿艙管路(f )，在筒體(17)或前后端蓋(16，19)上還開有冷卻回水口(g)、動(dòng)力電傳輸接口(d)、測(cè)試線路接口(e)、照明攝像線路接口(h);深海電機(jī)(26)的底腳固定在平板小車(33)上，并與平板小車(33)之間安裝有減震墊(27)，深海電機(jī)(26)的頭部安裝有支架(24)，支架(24)的內(nèi)部裝有聯(lián)軸器(25)，被測(cè)試的海水液壓泵(23)固定在支架(24)上，被測(cè)試的海水液壓泵(23)的伸出軸與深海電機(jī)(26)的傳動(dòng)軸通過聯(lián)軸器(25)連接；被測(cè)試的海水液壓泵(23)的入口安裝過濾器II (22)，被測(cè)試的海水液壓泵(23)的出口通過高壓軟管連接到深海模擬艙的穿艙管路(f)的艙內(nèi)接口 ； 2)加壓系統(tǒng)包括水箱(1)、截止閥I(4)、過濾器I (5)、加壓泵(6)、單向閥(8)、截止閥II (9)、抽水泵(10)、截止閥111(11)、截止閥IV(14)、爆破片(15)、截止閥V (34):加壓泵(6)的入口通過過濾器I (5)、截止閥I (4)與水箱(1)相連，加壓泵的出口通過單向閥(8)、截止閥II (9)連接到深海模擬艙的注水加壓口(a)，抽水泵(10)的入口與加壓泵(6)的入口并行連接，抽水泵(1 0)的出口通過截止閥III(Il)并行連接到深海模擬艙的注水加壓口(a);深海模擬艙排氣泄壓口(b)通過并行連接的截止閥IV (14)和爆破片(15)后接回水箱(1);深海模擬艙的排水口(c)通過截止閥V (34)后接回水箱(1)； 3)循環(huán)水冷卻管路包括冷卻水箱(42 )、螺旋冷卻高壓管(43 )、截止閥VI (46 )、冷卻水泵(47 )、截止閥VII (48 )、風(fēng)冷卻器(49 ):冷卻水箱(42 )內(nèi)安裝有螺旋冷卻高壓管(43 )，冷卻水箱(42)上布置有穿箱管路I (i)和穿箱管路II (j)，深海模擬艙的穿艙管路(f)的艙外接口依次通過高壓流量控制閥(38)、高壓流量計(jì)(39)、穿箱管路I (i)、螺旋冷卻高壓管(43)、穿箱管路II(j)連接到深海模擬艙的冷卻回水口(g);冷卻水箱(42)的頂部和底部分別開有循環(huán)水入口(k)和循環(huán)水出口(L)，循環(huán)水出口(L)通過截止閥VI(46)與冷卻水泵(47 )的入口連接，冷卻水泵(47 )的出口通過截止閥VII (48 )、風(fēng)冷卻器(49 )后連接到循環(huán)水入口(k)； 4)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)包括溫度傳感器I (2)、液位傳感器I (3)、抗震壓力表(7)、壓力傳感器I (12)、液位傳感器II (13)、溫度傳感器II (20)、水下攝像機(jī)(21)、壓力傳感器II (37)，高壓流量控制閥(38)，高壓流量計(jì)(39)，數(shù)據(jù)采集卡(40)、工控機(jī)(41)、溫度傳感器III(44)，液位傳感器111(45):水箱(1)內(nèi)安裝有溫度傳感器I(2)和液位傳感器I (3)，加壓泵(6)的出口安裝有抗震壓力表(7)，深海模擬艙的注水加壓口(a)安裝有壓力傳感器I (12);深海模擬艙的排氣泄壓口(b)安裝液位傳感器II (13);艙內(nèi)安裝有溫度傳感器II (20)，溫度傳感器II (20)的信號(hào)電纜線通過測(cè)試線路接口(e)導(dǎo)出到艙外；艙內(nèi)的平板小車(33)上安裝有內(nèi)置照明燈的水下攝像機(jī)(21)，內(nèi)置照明燈的水下攝像機(jī)(21)的信號(hào)電纜線通過照明攝像線路接口(h)導(dǎo)出到艙外，并連接到數(shù)據(jù)采集卡(40)的接線端；艙內(nèi)的深海電機(jī)(26)的電纜引出線通過動(dòng)力電傳輸接口( d)導(dǎo)出到艙外并與變頻調(diào)速器(36)連接，變頻調(diào)速器(36)的控制電纜線連接到數(shù)據(jù)采集卡(40)的接線端；高壓流量控制閥(38)與穿艙管路(f)的艙外接口之間的管路上安裝壓力傳感器II (37)，冷卻水箱(42)內(nèi)安裝溫度傳感器111(44)和液位傳感器111(45);高壓流量控制閥(38)的出口管路上串連高壓流量計(jì)(39)，高壓流量計(jì)(39)的測(cè)試信號(hào)經(jīng)過二次變送后輸送至數(shù)據(jù)采集卡(40)的接線端，上述所有傳感器的信號(hào)電纜線一并連接到數(shù)據(jù)采集卡(40)的接線端，數(shù)據(jù)采集卡(40)插在工控機(jī)(41)的主板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海高背壓環(huán)境下海水液壓泵的性能測(cè)試裝置，其特征在于:平板小車(33)的一端通過深海模擬艙內(nèi)部焊接的卡塊(28)固定，平板小車(33)的另外一端通過螺栓組件(29)固定在半圓型支座(30)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海高背壓環(huán)境下海水液壓泵的性能測(cè)試裝置，其特征在于:通過動(dòng)力電傳輸接口(d)、測(cè)試線路接口(e)、照明攝像線路接口(h)的電纜線與各個(gè)接口之間安裝電纜密封。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海高背壓環(huán)境下海水液壓泵的性能測(cè)試裝置，其特征在于:穿艙管路(f)與深海模擬艙筒壁之間也可采用螺紋連接，并通過密封裝置密封。
5.深海高背壓環(huán)境下海水液壓泵的性能測(cè)試方法，其特征在于，包括以下方法步驟: 1)試驗(yàn)前，打開截 止閥I(4)、截止閥IIK11)、截止閥IV(14)，關(guān)閉截止閥V (34)，由抽水泵(10)向深海模擬艙內(nèi)注水，同時(shí)通過截止閥IV (14)將艙內(nèi)氣體排出，當(dāng)液位傳感器II(13)監(jiān)測(cè)到艙內(nèi)注滿水后停止抽水泵(10)，關(guān)閉截止閥III (11)和截止閥IV (14)，打開截止閥II (9)，由加壓泵(6)向艙內(nèi)加壓，由壓力傳感器I (12)監(jiān)測(cè)艙內(nèi)壓力，當(dāng)艙內(nèi)壓力增加至海水液壓泵(23)試驗(yàn)所需要的背壓時(shí)停止加壓，爆破片(15)與深海模擬艙所能承受的最高壓力相同，當(dāng)艙內(nèi)壓力超過最高壓力時(shí)爆破片(15)爆破起安全保護(hù)作用； 2)試驗(yàn)時(shí)，工控機(jī)(41)通過數(shù)據(jù)采集卡(40)、變頻調(diào)速器(36)來控制深海電機(jī)(26)并驅(qū)動(dòng)海水液壓泵(23)在不同轉(zhuǎn)速下工作，被測(cè)試的海水液壓泵(23)通過過濾器II (22)直接從艙內(nèi)吸水，輸出的高壓水通過穿艙管路(f)進(jìn)入循環(huán)水冷卻管路；打開截止閥VK46)和截止閥VII (48 )，開啟風(fēng)冷卻器(49 )和冷卻水泵(47 )，使冷卻水箱(42 )內(nèi)的水進(jìn)入循環(huán)冷卻狀態(tài)，流經(jīng)螺旋冷卻高壓管(43)的高壓水在冷卻水箱(42)內(nèi)冷卻降溫后經(jīng)冷卻回水口(g)又流回艙內(nèi)； 3)試驗(yàn)時(shí)，監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)通過壓力傳感器II(37)和高壓流量計(jì)(39)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海水液壓泵(35)的出口壓力和流量，調(diào)節(jié)高壓流量控制閥(38)為全開狀態(tài)，控制海水液壓泵(23)在額定轉(zhuǎn)速下工作時(shí)得到海水液壓泵(23)的空載流量和排量；調(diào)節(jié)高壓流量控制閥(38)的開口大小，可以改變海水液壓泵(35)的出口壓力，通過監(jiān)測(cè)控系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)海水液壓泵(35)在不同工作壓力下的輸出流量，得到海水液壓泵(23)的特性參數(shù)； 4)試驗(yàn)結(jié)束后，首先打開截止閥IV(14)使艙內(nèi)的高壓水卸壓，然后打開截止閥V(34)使艙內(nèi)的水直接排出或流回水箱(1)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的深海高背壓環(huán)境下海水液壓泵的性能測(cè)試方法，其特征在于:深海模擬艙內(nèi)的壓力由監(jiān)測(cè)控系統(tǒng)通過壓力傳感器I (12)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并能夠由監(jiān)測(cè)控系統(tǒng)控制加壓泵(6)工作來自動(dòng)補(bǔ)償艙內(nèi)的壓力損失。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的深海高背壓環(huán)境下海水液壓泵的性能測(cè)試方法，其特征在于:深海模擬艙內(nèi)的溫度由溫度傳感器II (20)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并能夠由監(jiān)測(cè)控系統(tǒng)控制冷卻水泵(47)工作來避免試驗(yàn)時(shí)艙內(nèi)水溫超出允許范圍。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的深海高背壓環(huán)境下海水液壓泵的性能測(cè)試方法，其特征在于:水下攝像機(jī)(21)用于實(shí)時(shí)觀察并記錄深海模擬艙內(nèi)的情況。
【文檔編號(hào)】F04B51/00GK104005947SQ201410149432
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年4月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月13日
【發(fā)明者】聶松林, 張振華, 廖伍舉, 尹方龍 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)