CN103983469A - 一种水下装备的压力测试模拟装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下装备的压力测试模拟装置，包括卧式压力罐，所述卧式压力罐的一端设有可拆封头，在所述卧式压力罐的顶部设有压力表、排气阀和安全阀，在所述卧式压力罐的底部设有蓄能器、给排水阀和单向阀，所述单向阀的出口与所述卧式压力罐的内腔连通，在所述卧式压力罐的内壁上安装有照明装置和摄像装置。本发明还公开了采用上述装置进行水下装备压力测试的方法。本发明使被测水下装备处于注满水的压力罐中，通过再次向压力罐内注水加压的方法模拟深海环境，使被测水下装备的压力测试更加接近其工作的真实环境，使测试数据更加真实可靠。

Description

一种水下装备的压力测试模拟装置和方法

技术领域

本发明涉及一种压力测试模拟方法和装置，特别是一种水下装备的压力测试模拟装置和采用该装置进行压力测试的方法。

背景技术

海洋剖面运动平台如水下滑翔器和剖面浮标等利用高压泵实现上浮和下潜运动，即在海洋某一深度通过吸入和排出高压油来改变平台的排水量，从而完成上浮和下潜运动。高压泵或基于高压泵的海洋剖面运动平台在深海环境正常工作时需要承受较高的水压，各个泵系统是否能在深海高压环境下维持正常运行状态是该设备布放之前必须验证的环节之一。

当前，高压泵和海洋剖面运动平台研发和生产单位主要利用打压罐对平台进行耐压测试。打压罐主要由固定在地基上的罐体和采用螺纹连接的端盖组成。测试时，将被测高压泵放置于打压罐内并封盖加压，开启端盖后观察并检测高压泵的受压变形程度和密封情况，只能完成静态压力测试，功能单一。

现代海洋仪器设备的功能日趋复杂，恶劣的工作环境是其面临的巨大挑战之一。在研发和生产此类设备时不仅要考虑其承压性和密封性，还必须对其在考虑真实海洋环境因素时运行的稳定性与可靠性等加以测试。传统的打压罐测试装置仅对设备进行静态承压性和密封性测试，却难以模拟其在真实深海环境下的运行状态，更无法验证其在高压环境下能否进行稳定可靠的上浮和下潜运动等，已不能满足当前海洋仪器设备的压力测试需求。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种水下装备的压力测试模拟装置和方法，该装置和方法能够模拟真实的深海高压环境以测试水下装备能否进行协调动作以及运行状态是否稳定可靠。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的一个技术方案是：一种水下装备的压力测试模拟装置，包括卧式压力罐，所述卧式压力罐的一端设有可拆封头，在所述卧式压力罐的顶部设有压力表、排气阀和安全阀，在所述卧式压力罐的底部设有蓄能器、给排水阀和单向阀，所述单向阀的出口与所述卧式压力罐的内腔连通，在所述卧式压力罐的内壁上安装有照明装置和摄像装置。

所述排气阀和所述安全阀分设在所述压力表的左右两侧，所述给排水阀和所述单向阀分设在所述蓄能器的左右两侧，所述照明装置和所述摄像装置安装在所述卧式压力罐的主体上。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的另一个技术方案是：采用上述装置进行水下装备压力测试的方法，采用以下步骤：

一)将被测水下装备放入卧式压力罐内，并封装可拆封头；

二)采用安全阀设定测试所需的压力值；

三)给蓄能器预充压，使其压力达到测试所需的压力值，并使其具有1L的体积变化量，压力变化不超过2个大气压；

四)通过给排水阀将卧式压力罐内注满水；

五)启动被测水下装备，并通过照明装置照亮卧式压力罐内的环境，通过摄像装置观察被测水下装备的运动状态；

六)通过单向阀连接打压泵，向卧式压力罐内充水加压，直至压力表显示的数值为测试所需的压力值时停止打压；

七)按照设定时间保压后，通过给排水阀排水卸压，然后打开封头将被测水下装备取出，观察并检测被测水下装备的受压变形程度和密封情况。

本发明具有的优点和积极效果是：使被测水下装备处于注满水的压力罐中，通过再次向压力罐内注水加压的方法模拟深海环境，使被测水下装备的压力测试更加接近其工作的真实环境，使测试数据更加真实可靠。

附图说明

图1为本发明一种水下装备的压力测试模拟装置的结构示意图。

图中：1、可拆封头；2、摄像装置；3、照明装置；4、排气阀；5、压力表；6、安全阀；7、单向阀；8、蓄能器；9、给排水阀；10、压力罐的主体。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1，一种水下装备的压力测试模拟装置，包括卧式压力罐，所述卧式压力罐的一端设有可拆封头1，在所述卧式压力罐的顶部设有压力表5、排气阀4和安全阀6，在所述卧式压力罐的底部设有蓄能器8、给排水阀9和单向阀7，所述单向阀7的出口与所述卧式压力罐的内腔连通，在所述卧式压力罐的内壁上安装有照明装置3和摄像装置2。

在本实施例中，被测水下装备是海洋剖面观测平台或用于海洋剖面观测平台的高压泵系统。排气阀5用于将压力罐内的气体全部排出，以模拟深海海洋的高压环境，安全阀6用于控制压力罐内的压力不超过设定值，在加压测试过程中起到重要的保护作用；在压力罐的主体10的顶部对称开有两个摄像装置安装孔和照明装置安装孔，孔内分别安装摄像头密封保护壳和照明灯密封保护壳，并分别装有摄像头和照明灯，用于观察压力罐内的海洋剖面观测平台设备或高压泵系统的运动状态并摄像记录；压力罐的主体底部中间安装蓄能器8，用于缓和压力突然变化产生的冲击作用，以保护整个测试系统正常运行；蓄能器8两侧分别安装有给排水阀9和单向阀7，通过给排水阀向压力罐内注水，单向阀连接打压泵给压力罐内继续充水加压，测试完成后再通过给排水阀排水卸压。

在本实施例中，所述排气阀4和所述安全阀6分设在所述压力表5的左右两侧，所述给排水阀9和所述单向阀7分设在所述蓄能器8的左右两侧，所述照明装置3和所述摄像装置2安装在所述卧式压力罐的主体10上。但上述模拟装置并不局限于图中所示的外形结构，可根据海洋剖面观测平台或高压泵系统的外型自主设计所需要的压力罐外形结构，但必须保证压力表、排气阀和安全阀始终在压力罐的顶部，保证蓄能器、给排水阀和单向阀、打压泵在压力罐的底部。而照明装置和摄像装置则可以根据需要安装在压力罐的主体或封头上合适的位置，以对海洋剖面观测平台或高压泵系统进行全方位照明和摄像。

上述模拟装置能够模拟真实的深海高压环境以测试高压泵或海洋剖面运动平台能否进行协调动作以及运行状态是否稳定可靠。

采用上述装置进行水下装备压力测试的方法，采用以下步骤：

一)将被测水下装备放入卧式压力罐内，并封装可拆封头1；

二)采用安全阀6设定测试所需的压力值；

三)给蓄能器8预充压，使其压力达到测试所需的压力值，并使其具有1L的体积变化量，压力变化不超过2个大气压；

四)通过给排水阀9将卧式压力罐内注满水；具体方法为：先打开排气阀4，再通过给排水阀9向压力罐内注水，直至水开始从排气阀4溢出时，关闭排气阀4和给排水阀9，压力罐内已全部注满水，海洋剖面观测平台或高压泵系统悬浮于水中。

五)启动被测水下装备，并通过照明装置3照亮卧式压力罐内的环境，通过摄像装置2观察被测水下装备的运动状态；

六)通过单向阀7连接打压泵，向卧式压力罐内充水加压，直至压力表5显示的数值为测试所需的压力值时停止打压；

七)按照设定时间保压后，通过给排水阀9排水卸压，然后打开可拆封头1将被测水下装备取出，观察并检测被测水下装备的受压变形程度和密封情况。

在整个加压测试过程中，顶部安全阀6起到定压、稳压和安全保护作用，当压力罐内的水压大于安全阀6的设定压力时，安全阀6打开，多余的水通过安全阀6流出，直到水压降低到设定值时安全阀6关闭；底部蓄能器8起到一定的缓和压力冲击作用，能够对压力罐内的压力变化产生快速响应，若水压高于蓄能器8压力设定值，蓄能器8内的气体被压缩致使压力罐内的水压降低，若水压抵御蓄能器8压力设定值，则蓄能器8内的气体膨胀直接导致压力罐内水压增大，保证了海洋剖面观测平台或高压泵系统的压力环境处于稳定状态。安装安全阀6和蓄能器8可以更好地模拟被测试系统在深海环境下的运动状态。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种水下装备的压力测试模拟装置，其特征在于，包括卧式压力罐，所述卧式压力罐的一端设有可拆封头，在所述卧式压力罐的顶部设有压力表、排气阀和安全阀，在所述卧式压力罐的底部设有蓄能器、给排水阀和单向阀，所述单向阀的出口与所述卧式压力罐的内腔连通，在所述卧式压力罐的内壁上安装有照明装置和摄像装置。

2.根据权利要求1所述的水下装备的压力测试模拟装置，其特征在于，所述排气阀和所述安全阀分设在所述压力表的左右两侧，所述给排水阀和所述单向阀分设在所述蓄能器的左右两侧，所述照明装置和所述摄像装置安装在所述卧式压力罐的主体上。

3.采用如权利要求1所述的装置进行水下装备压力测试的方法，采用以下步骤：

一)将被测水下装备放入卧式压力罐内，并封装可拆封头；

二)采用安全阀设定测试所需的压力值；

三)给蓄能器预充压，使其压力达到测试所需的压力值，并使其具有1L的体积变化量，压力变化不超过2个大气压；

四)通过给排水阀将卧式压力罐内注满水；

五)启动被测水下装备，并通过照明装置照亮卧式压力罐内的环境，通过摄像装置观察被测水下装备的运动状态；

六)通过单向阀连接打压泵，向卧式压力罐内充水加压，直至压力表显示的数值为测试所需的压力值时停止打压；

七)按照设定时间保压后，通过给排水阀排水卸压，然后打开封头将被测水下装备取出，观察并检测被测水下装备的受压变形程度和密封情况。