CN104564855A - 一种用于保压转移的双液压缸调压保压系统及其控制方法 - Google Patents

一种用于保压转移的双液压缸调压保压系统及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104564855A
CN104564855A CN201510025387.0A CN201510025387A CN104564855A CN 104564855 A CN104564855 A CN 104564855A CN 201510025387 A CN201510025387 A CN 201510025387A CN 104564855 A CN104564855 A CN 104564855A
Authority
CN
China
Prior art keywords
valve
pressure
solenoid valve
unidirectional solenoid
oil hydraulic
Prior art date
Application number
CN201510025387.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104564855B (zh
Inventor
陈刚
陈家旺
刘俊波
罗高生
顾临怡
Original Assignee
浙江大学
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 浙江大学 filed Critical 浙江大学
Priority to CN201510025387.0A priority Critical patent/CN104564855B/zh
Publication of CN104564855A publication Critical patent/CN104564855A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104564855B publication Critical patent/CN104564855B/zh

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02Installations or systems with accumulators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • F15B11/17Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors using two or more pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/02Servomotor systems with programme control derived from a store or timing device; Control devices therefor

Abstract

本发明涉及液压传动技术领域,旨在提供一种用于保压转移的双液压缸调压保压系统及其控制方法。该用于保压转移的双液压缸调压保压系统包括液压泵、单向阀、单向电磁阀、手动换向阀、过滤器、压力传感器、蓄能器、比例溢流阀、溢流阀、液压缸;该控制方法包括过程:保压转移装置加压保压过程,子样品转移筒加压保压过程,安装球阀Ⅰ、球阀Ⅱ之间的连通器并加压过程。本发明采用海水液压缸与充油液压缸相结合的方式,通过增大充油液压缸与海水液压缸活塞面积之比,能够显著减小液压缸Ⅱ内的工作压力,从而避免选择造价昂贵的耐腐蚀高压海水泵,并且显著降低液压油泵的参数要求及制造成本。

Description

一种用于保压转移的双液压缸调压保压系统及其控制方法
技术领域
[0001] 本发明是关于液压传动技术领域,特别涉及一种用于保压转移的双液压缸调压保压系统及其控制方法。
背景技术
[0002] 随着陆地上石油、煤炭等资源的日益枯竭,海底资源作为战略储备越来越引起国际重视。其中深海沉积物中的天然气水合物作为储量丰富的优质替代能源,越发引起我国重视。由于天然气水合物稳定存在于一定的低温高压条件,因而直接开采到常温常压的海面时,其中的天然气水合物会大部分分解,无法做进一步研宄。
[0003] 中国现有的深海沉积物取样器可以在深海取到沉积物、水、气和天然气水合物等样品进行保压,为了更好的研宄天然气水合物的物理性质,样品在保持深海高压的情况下由原位转移到实验室,需要全程保压。
[0004] 因此,研制一种适用于深海沉积物保压转移的调压保压系统,最大限度的保证样品在转移过程中环境不变,对维持沉积物原有结构及性质具有重要意义,对样品检测数据的真实可信至关重要。该研宄成果为我国天然气水合物研宄从采集阶段到深入研宄水合物性质阶段提供重要支撑,促进天然气水合物的研宄进展,为最终开采天然气水合物提供技术储备。同时此研宄成果还可用于其他海洋调查项目,具有十分广阔的应用及推广前景。
发明内容
[0005] 本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足,提供一种用于深海沉积物保压转移的双液压缸调压保压系统及其控制方法。为解决上述技术问题,本发明的解决方案是:
[0006] 提供一种用于保压转移的双液压缸调压保压系统,能实现保压转移装置内部的压力恒定,保压转移装置包括依次连接的取样器、切割装置、球阀1、球阀I1、卡紧装置、操纵腔,且取样器与切割装置之间、球阀I与球阀II之间分别采用连通器连通,所述用于保压转移的双液压缸调压保压系统包括液压泵、单向阀、单向电磁阀、手动换向阀、过滤器、压力传感器、蓄能器、比例溢流阀、溢流阀、液压缸;所述液压泵设有两个,分别为液压泵1、液压泵II ;所述单向阀设有两个,分别为单向阀1、单向阀II ;所述单向电磁阀设有七个,分别为单向电磁阀1、单向电磁阀I1、单向电磁阀II1、单向电磁阀IV、单向电磁阀V、单向电磁阀V1、单向电磁阀νπ ;所述过滤器设有五个,分别为过滤器1、过滤器I1、过滤器II1、过滤器IV、过滤器V ;所述压力传感器设有三个,分别为压力传感器1、压力传感器I1、压力传感器III,且压力传感器I用于测量保压转移装置的取样器内部保压腔;所述液压缸设有两个,分别为液压缸1、液压缸II ;
[0007] 所述单向阀I的背压端口与液压泵I连通,单向阀I的正向端口分别与液压缸I1、压力传感器I1、比例溢流阀连通;液压泵I用于通过单向阀I将液压油压入液压缸II中,压力传感器II用于检测液压泵I的出口压力,比例溢流阀用于实现在液压泵I的出口压力大于设定值时开启泄压;
[0008] 所述液压缸I是双活塞杆缸,一端活塞杆通过连接器与液压缸II的活塞杆连接,另一端活塞杆与手动换向阀间隔距离d,d是指加压至20MPa时,液压缸I的活塞杆能运动的最大距离;手动换向阀用于在因液压缸I的活塞杆接触开启时,实现液压油路的泄压,进而实现作用在液压缸I的活塞杆上的压力解除;
[0009] 所述过滤器I的一端与单向电磁阀I串联,另一端用于分别与保压转移装置的切割装置、卡紧装置、操纵腔相连通;所述过滤器II的一端与单向电磁阀II串联,另一端用于和保压转移装置中球阀1、球阀II之间的连通器相连通;过滤器I和过滤器II分别用于净化保压转移装置中流出的液体(海水),单向电磁阀I和单向电磁阀II都能用于排除保压转移装置内的空气;并保证单向电磁阀I不通电时,处于单向截止状态,单向电磁阀II不通电时,处于单向截止状态;
[0010] 所述单向电磁阀III的一端与液压缸I连通,另一端分别与液压泵II的出水管路(即与单向电磁阀V、单向电磁阀VE分别连通)、压力传感器III连通;并保证单向电磁阀III不通电时,处于单向截止状态;
[0011] 所述过滤器IV的一端和保压转移装置中球阀1、球阀II之间的连通器相连通,过滤器IV的另一端分别与单项电磁阀V1、单向电磁阀IV连接,单向电磁阀IV的另一端分别与单向电磁阀II1、压力传感器II1、单向电磁阀VI1、单向电磁阀V连通,单项电磁阀VI的另一端分别与单向阀I1、单向电磁阀V连通;过滤器IV用于吸附液体(海水)中的沉积物;并保证单向电磁阀IV不通电时,处于开启状态,单向电磁阀VE不通电时,处于开启状态;
[0012] 所述过滤器V的一端与单向电磁阀VE串联,过滤器V的另一端与保压转移装置中取样器、切割装置之间的连通器连接;过滤器V用于吸附液体(海水)中的沉积物;
[0013] 所述单向阀II的背压端口分别与液压泵I1、溢流阀连通,单向阀II的正向端口分别与单向电磁阀V、单向电磁阀VI连通,单向电磁阀V的另一端分别与单向电磁阀VE、单向电磁阀II1、压力传感器II1、单向电磁阀IV连通;液压泵II用于通过单向阀II向保压转移装置内泵送至充满液体(海水),溢流阀用于在管路压力大于设定压力时开启泄压;并保证单向电磁阀V、单向电磁阀VI不通电时,都处于单向截止状态;
[0014] 所述过滤器III的一端与蓄能器串联,另一端分别和保压转移装置的操纵腔、取样器和切割装置之间的连通器、取样器的采样管相连通;过滤器III用于吸附保压转移装置内液体(海水)的沉积物,蓄能器用于减少保压转移装置内的压力波动,并在发生泄漏时及时补压。
[0015] 在本发明中,所述液压缸II的活塞面积大于液压缸I内的活塞面积。
[0016] 在本发明中,所述用于保压转移的双液压缸调压保压系统还包括控制器,控制器能接收压力传感器实时监测到的压力数据,并将压力传感器I实时监测到的取样器内保压腔的压力数据与比例溢流阀的给定压力相比较,通过调节比例溢流阀,实现保压转移装置内的压力恒定在比例溢流阀的给定压力,即取样器保压腔的初始压力。
[0017] 在本发明中,所述控制器采用51单片机控制板。
[0018] 提供基于所述的一种用于保压转移的双液压缸调压保压系统的控制方法,用于实现保压转移装置的保压转移过程,且保压转移装置注水前,保压转移装置中的取样器内部取有子样品,保压转移装置内充满着空气,压强为大气压,所有阀门、泵均处于闭合状态,所述控制方法包括下述过程:
[0019] 一、保压转移装置加压保压过程;
[0020] 二、子样品转移筒加压保压过程;
[0021] 三、安装球阀1、球阀II之间的连通器并加压过程;
[0022] 所述过程一中,即保压转移装置加压保压过程,具体包括下述步骤:
[0023] 步骤A(保压转移装置补充海水阶段):打开单向电磁阀1、单向电磁阀I1、单向电磁阀II1、单向电磁阀V、单向电磁阀VI通电,阀门处于开启状态,启动液压泵II,海水通过单向电磁阀III进入液压缸I,海水通过单向阀II及其相连的单向电磁阀V、单向电磁阀VT决速进入保压转移装置内,待单向电磁阀1、单向电磁阀II有持续水流流出时,表明保压转移装置内的空气已排尽;此时,单向电磁阀1、单向电磁阀I1、单向电磁阀II1、单向电磁阀V、单向电磁阀VI断电,阀门处于单向截止状态,并关闭液压泵II ;
[0024] 步骤B (保压转移装置液体加压阶段):设定比例溢流阀的开启压力为压力传感器I的读数除以η的结果,η是指液压缸II与液压缸I的活塞面积之比;打开液压泵I,液压油通过单向阀I进入液压缸II中,液压缸II与液压缸I的活塞杆由连接器相连,进而推动液压缸I中活塞向前运动挤压海水;海水通过单向电磁阀IV、单向电磁阀VE向保压转移装置内加压,直到比例溢流阀开启,液压油持续流出,表明加压过程完成,保压转移装置内部已与取样器内部压力一致;此时液压泵I仍然继续工作,以溢流方式保证保压转移装置内的高压状态;
[0025] 所述过程二中,即子样品转移筒加压保压过程,具体包括下述步骤:
[0026] 步骤C(拆除球阀1、球阀II之间的连通器):关闭球阀1、球阀II,单向电磁阀IV通电,阀门处于单向截止状态,其他腔室的高压海水无法通过单向电池阀IV进入球阀1、II之间的连通器中;单向电磁阀II通电,阀们处于开启状态,泄压后拆除球阀1、球阀II之间的连通器;
[0027] 步骤D (安装子样品转移筒并注满液体):安装子样品转移筒后,打开液压泵II,单向电磁阀VI通电,阀门处于开启状态,通过单向电磁阀VI快速向转移筒内补充低压海水,并通过单向电磁阀II排出筒内空气;待单向电磁阀II持续地有液体流出后,单向电磁阀II断电,阀门处于单向截止状态,关闭液压泵II 219 ;
[0028] 步骤E (向子样品转移筒加压):单向电磁阀VE断电,阀门处于单向截止状态,将子样品转移筒与保压转移装置的操纵腔断开连接;单向电磁阀IV断电,阀门处于开启状态,与液压缸I的出水管路相通,通过液压缸I向子样品转移筒加压,待比例溢流阀持续地有液体流出后,表明子样品转移筒已与保压转移装置达到同一压力;此时将单向电磁阀νπ断电,液压缸I与蓄能器共同为保压转移装置及子样品转移筒保压;
[0029] 步骤F(转移样品并拆卸子样品转移筒):打开球阀II,将子样品推入子样品转移筒后,关闭球阀II ;将单向电磁阀IV通电,阀门处于单向截止状态;单向电磁阀II通电,阀门处于开启状态,子样品转移筒与球阀II之间的连通器结构泄压;拆除样品转移筒;
[0030] 所述过程三中,即安装球阀1、球阀II之间的连通器并加压过程,具体包括下述步骤:
[0031] 步骤G(安装球阀1、球阀II之间的连通器并注满液体):安装球阀1、球阀II之间的连通器后,打开液压泵II,单向电磁阀VI通电,阀门处于开启状态,通过单向电磁阀VT决速向球阀1、球阀II之间的连通器内补充低压海水,并通过单向电磁阀II排出连通器内空气;待单向电磁阀II持续地有液体流出后,单向电磁阀II断电,阀门处于单向截止状态,关闭液压泵II 219 ;
[0032] 步骤H(向球阀1、球阀II之间的连通器加压):单向电磁阀VE断电,阀门处于单向截止状态,将球阀1、球阀II之间的连通器与保压转移装置的操纵腔断开连接;单向电磁阀IV断电,阀门处于开启状态,与液压缸I的出水管路相通,通过液压缸I向球阀1、球阀II之间的连通器加压,待比例溢流阀持续地有液体流出后,表明球阀1、球阀II之间的连通器已与保压转移装置达到同一压力;此时单向电磁阀VE断电,打开球阀1、球阀II,液压缸I与蓄能器共同为保压转移装置保压;
[0033] 即保压转移装置完成子样品的一次保压转移过程,下一轮的保压转移能直接从过程二开始。
[0034] 在本发明中,所述液压缸I内的工作介质为海水,液压缸II内的工作介质为液压油。
[0035] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0036] 1、实现实时保压,本发明采用比例溢流阀并联蓄能器的方式,既保证了保压转移装置在出现压力波动时的快速响应,又能实现对保压转移装置中压力的精确控制,从而可以方便自如的应对保压转移装置可能出现的泄漏情况,保压效果良好。
[0037] 2、本发明采用海水液压缸与充油液压缸相结合的方式,通过增大充油液压缸与海水液压缸活塞面积之比,能够显著减小液压缸II内的工作压力,从而避免选择造价昂贵的耐腐蚀高压海水泵,并且显著降低液压油泵的参数要求及制造成本。
[0038] 3、采用海水比例溢流阀直接控制海水压力的方案中,海水比例溢流阀价格昂贵,通常都需要订做,同时海水介质的高腐蚀性等特性会造成海水比例溢流阀寿命短,而且对海水比例溢流阀的控制复杂,精度差。而本发明通过液压比例溢流阀实现对海水压力的控制,液压比例溢流阀技术成熟,产品丰富利于选择,同时价格低廉,对于比例溢流阀的控制技术成熟。因此,本发明提出的采用液压比例溢流阀实现海水压力控制的方案,简单合理,易于实现,成本低。
[0039] 4、本发明采用单向电磁阀、液压比例溢流阀、油水分离式液压缸和压力传感器,并通过控制器可以完全实现保压转移装置中压力的自动反馈和自动调节保压,从而有效的提高压力控制的精度和速度,可以实现保压转移装置工作过程中的高精度调压和保压,有效的保证保压转移装置的正常工作。
附图说明
[0040] 图1为本发明的结构示意图。
[0041] 图2为本发明的调压原理示意图。
[0042] 图中的附图标记为:101取样器;102切割装置;103球阀I ; 104球阀II ; 105卡紧装置;106操纵腔;201压力传感器I ;202过滤器I ;203单向电磁阀I ;204过滤器II ;205单向电磁阀II ;206蓄能器;207过滤器III ;208手动换向阀;209液压缸I ;210液压缸II ;211压力传感器II ;212比例溢流阀;213液压泵I ;214单向阀I ;215单向电磁阀III ;216压力传感器III ;217单向电磁阀IV ;218溢流阀;219液压泵II ;220单向阀II ;221单向电磁阀V ; 222单向电磁阀VI ; 223单向电磁阀VII ; 224过滤器IV ; 225过滤器V ;301控制器。
具体实施方式
[0043] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述:
[0044] 如图1所示的一种用于保压转移的双液压缸调压保压系统,包括液压泵、单向阀、单向电磁阀、手动换向阀208、过滤器、压力传感器、蓄能器206、比例溢流阀212、溢流阀218、液压缸和控制器301,能实现保压转移装置内部的压力恒定;保压转移装置包括依次连接的取样器101、切割装置102、球阀I 103、球阀II 104、卡紧装置105、操纵腔106,且取样器101与切割装置102之间、球阀I 103与球阀II 104之间分别采用连通器连通。
[0045] 所述液压泵设有两个,分别为液压泵I 213、液压泵II 219 ;所述单向阀设有两个,分别为单向阀I 214、单向阀II 220 ;所述单向电磁阀设有七个,分别为单向电磁阀I 203、单向电磁阀II 205、单向电磁阀III 215、单向电磁阀IV 217、单向电磁阀V 221、单向电磁阀VI 222、单向电磁阀VE 223;所述过滤器设有五个,分别为过滤器I 202、过滤器II 204、过滤器III 207、过滤器IV 224、过滤器V 225 ;所述压力传感器设有三个,分别为压力传感器
I 201、压力传感器II 211、压力传感器III 216,且压力传感器I 201用于测量保压转移装置的取样器101内部保压腔;所述液压缸设有两个,分别为液压缸I 209、液压缸II 210。
[0046] 所述单向阀I 214的背压端口与液压泵I 213连通,单向阀I 214的正向端口分别与液压缸II 210、压力传感器II 211、比例溢流阀212连通。液压泵I 213用于通过单向阀I 214将液压油压入液压缸II 210中;压力传感器II 211用于检测液压泵I 213的出口压力;比例溢流阀212用于实现在液压泵I 213的出口压力大于设定值时开启泄压,保护油路。
[0047] 所述液压缸I 209是双活塞杆缸,一端活塞杆通过连接器与液压缸II 210的活塞杆连接,另一端活塞杆与手动换向阀208间隔距离d,d是指加压至20MPa时,液压缸I 209的活塞杆能运动的最大距离。手动换向阀208作为安全阀,当保压转移装置因密封等问题突然泄压,导致液压缸I 209的活塞杆在液压缸II 210的作用下撞击缸体时,通过运动d距离后接触手动换向阀208,使手动换向阀208开启,从而液压油路通过手动换向阀208泄压,作用在液压缸I 209的活塞杆上的压力解除,从而保护缸体不受撞击。
[0048] 液压缸I 209内的工作介质为海水,液压缸II 210内的工作介质为液压油,且液压缸II 210的活塞面积远大于液压缸I 209内的活塞面积,可大幅度减小液压缸II 210内的工作压力,从而避免选择造价昂贵的耐腐蚀高压海水泵,并且显著降低液压油泵II的参数要求及制造成本。
[0049] 所述过滤器I 202的一端与单向电磁阀I 203串联,另一端用于分别与保压转移装置的切割装置102、卡紧装置105、操纵腔106相连通;所述过滤器II 204的一端与单向电磁阀II 205串联,另一端用于和保压转移装置中球阀I 103、球阀II 104之间的连通器相连通。过滤器I 202和过滤器II 204分别用于净化保压转移装置中流出的海水,防止泥沙等沉积物影响单向电磁阀I 203、单向电磁阀II 205的开闭精度;单向电磁阀I 203和单向电磁阀II 205都能用于液压泵II 219向保压转移装置充海水时,排出各舱室内的气体,消除气体压缩膨胀对保压效果的影响。并保证单向电磁阀I 203不通电时,处于单向截止状态,单向电磁阀II 205不通电时,处于单向截止状态。
[0050] 所述单向电磁阀III 215的一端与液压缸I 209连通,另一端分别与液压泵II 219的出水管路(即与单向电磁阀V 221、单向电磁阀VE 223分别连通)、压力传感器III 216连通;并保证单向电磁阀III 215不通电时,处于单向截止状态。
[0051] 所述过滤器IV 224的一端和保压转移装置中球阀I 103、球阀II 104之间的连通器相连通,过滤器IV 224的另一端分别与单项电磁阀V1、单向电磁阀IV 217连接,单向电磁阀IV 217的另一端分别与单向电磁阀III 215、压力传感器III 216、单向电磁阀VE 223以及单向电磁阀V 221连通,单项电磁阀VI 222的另一端分别与单向阀II 220、单向电磁阀V 221连通。过滤器IV 224用于吸附液体(海水)中的沉积物,防止沉积物影响单向电磁阀VI 222的开闭精度;而通过控制单向电磁阀III215、IV、VII的开闭,配合保压转移装置的工作过程;并保证单向电磁阀IV 217不通电时,处于开启状态,单向电磁阀VE 223不通电时,处于开启状态。
[0052] 所述过滤器V 225 一端与单向电磁阀VE 223串联,另一端与保压转移装置中取样器101和切割装置102之间的连通器连接;过滤器V 225用于吸附液体(海水)中的沉积物,防止沉积物影响单向电磁阀VE 223的开闭精度。
[0053] 所述单向阀II 220的背压端口分别与液压泵II 219、溢流阀218连通,单向阀
II 220的正向端口分别与单向电磁阀V 221、单向电磁阀VI 222连通,单向电磁阀V 221的另一端分别与单向电磁阀νπ 223、单向电磁阀III 215、压力传感器III 216、单向电磁阀IV 217连通。液压泵II 219用于通过单向阀II 220向保压转移装置内快速泵送至充满海水;溢流阀218用于在管路压力大于设定压力时开启泄压,保护出水管路;并保证单向电磁阀V 221、单向电磁阀VI 222不通电时,都处于单向截止状态;
[0054] 所述过滤器III 207的一端与蓄能器206串联,另一端分别和保压转移装置的操纵腔106、取样器101和切割装置102之间的连通器、取样器101的采样管相连通。过滤器
III 207用于吸附保压转移装置内液体(海水)的沉积物;蓄能器206与液压缸I 209为并联关系,共同为保压转移装置保压,既保证了保压转移装置在出现压力波动时的快速响应,又能应对保压转移装置可能出现的泄漏情况。
[0055] 所述控制器301采用51单片机控制板;控制器301能接收压力传感器实时监测到的压力数据,并将压力传感器I 201实时监测到的取样器101内保压腔的压力数据与比例溢流阀212的给定压力相比较,通过调节比例溢流阀212,实现保压转移装置内的压力恒定在比例溢流阀212的给定压力,即取样器101内保压腔的初始压力。
[0056] 基于所述的一种用于保压转移的双液压缸调压保压系统的控制方法,用于实现保压转移装置的保压转移过程,且保压转移装置注水前,保压转移装置中的取样器101内部取有子样品,保压转移装置内充满着空气,压强为大气压,所有阀门、泵均处于闭合状态。所述控制方法包括下述过程:
[0057] —、保压转移装置加压保压过程;
[0058] 二、子样品转移筒加压保压过程;
[0059] 三、安装球阀I 103、球阀II 104之间的连通器并加压过程。
[0060] 所述过程一中,即保压转移装置加压保压过程,具体包括下述步骤:
[0061] 步骤A(保压转移装置补充海水阶段):打开单向电磁阀I 203、单向电磁阀II 205、单向电磁阀III 215、单向电磁阀V 221、单向电磁阀VI 222通电,阀门处于开启状态,启动液压泵II 219,海水通过单向电磁阀III 215进入液压缸I 209,海水通过单向阀II 220及其相连的单向电磁阀V 221、单向电磁阀VI 222快速进入保压转移装置内,待单向电磁阀I 203、单向电磁阀II 205有持续水流流出时,表明保压转移装置内的空气已排尽;此时,单向电磁阀I 203、单向电磁阀II 205、单向电磁阀III 215、单向电磁阀V 221、单向电磁阀VI 222断电,阀门处于单向截止状态,并关闭液压泵II 219 ;
[0062] 步骤B (保压转移装置液体加压阶段):设定比例溢流阀212的开启压力为压力传感器I 201的读数除以η的结果,η是指液压缸II 210与液压缸I 209的活塞面积之比;打开液压泵I 213,液压油通过单向阀I 214进入液压缸II 210中,液压缸II 210与液压缸
I 209的活塞杆由连接器相连,进而推动液压缸I 209中活塞向前运动挤压海水;海水通过单向电磁阀IV 217、单向电磁阀VE 223向保压转移装置内加压,直到比例溢流阀212开启,液压油持续流出,表明加压过程完成,保压转移装置内部已与取样器101内部压力一致;此时液压泵I 213仍然继续工作,以溢流方式保证保压转移装置内的高压状态。
[0063] 所述过程二中,即子样品转移筒加压保压过程,具体包括下述步骤:
[0064] 步骤C(拆除球阀I 103、球阀II 104之间的连通器):关闭球阀I 103、球阀II 104,单向电磁阀IV 217通电,阀门处于单向截止状态,其他腔室的高压海水无法通过单向电池阀IV进入球阀I 103、II之间的连通器中;单向电磁阀II 205通电,阀们处于开启状态,泄压后拆除球阀I 103、球阀II 104之间的连通器;
[0065] 步骤D(安装子样品转移筒并注满液体):安装子样品转移筒后,打开液压泵
II 219,单向电磁阀VI222通电,阀门处于开启状态,通过单向电磁阀VI222快速向转移筒内补充低压海水,并通过单向电磁阀II 205排出筒内空气;待单向电磁阀II 205持续地有液体流出后,单向电磁阀II 205断电,阀门处于单向截止状态,关闭液压泵II 219 ;
[0066] 步骤E (向子样品转移筒加压):单向电磁阀VE 223断电,阀门处于单向截止状态,将子样品转移筒与保压转移装置的操纵腔106断开连接;单向电磁阀IV 217断电,阀门处于开启状态,与液压缸I 209的出水管路相通,通过液压缸I 209向子样品转移筒加压,待比例溢流阀212持续地有液体流出后,表明子样品转移筒已与保压转移装置达到同一压力;此时将单向电磁阀VII 223断电,液压缸I 209与蓄能器206共同为保压转移装置及子样品转移筒保压;
[0067] 步骤F(转移样品并拆卸子样品转移筒):打开球阀II 104,将子样品推入子样品转移筒后,关闭球阀II 104 ;将单向电磁阀IV217通电,阀门处于单向截止状态;单向电磁阀
II 205通电,阀门处于开启状态,子样品转移筒与球阀II 104之间的连通器结构泄压;拆除样品转移筒。
[0068] 所述过程三中,即安装球阀I 103、球阀II 104之间的连通器并加压过程,具体包括下述步骤:
[0069] 步骤G (安装球阀I 103、球阀II 104之间的连通器并注满液体):安装球阀I 103、球阀II 104间的连通器后,打开液压泵II 219,单向电磁阀VI 222通电,阀门处于开启状态,通过单向电磁阀VI 222快速向连通器内补充低压海水,并通过单向电磁阀II 205排出连通器内空气;待单向电磁阀II 205持续地有液体流出后,单向电磁阀II 205断电,阀门处于单向截止状态,关闭液压泵II 219 ;
[0070] 步骤Η(向球阀I 103、球阀II 104间的连通器加压):单向电磁阀VE 223断电,阀门处于单向截止状态,将球阀I 103、球阀II 104间的连通器与保压转移装置的操纵腔106断开连接;单向电磁阀IV 217断电,阀门处于开启状态,与液压缸I 209的出水管路相通,通过液压缸I 209向连通器加压,待比例溢流阀212持续地有液体流出后,表明球阀I 103、球阀II 104间的连通器已与保压转移装置达到同一压力;此时单向电磁阀VE 223断电,打开球阀I 103、球阀II 104,液压缸I 209与蓄能器206共同为保压转移装置保压;
[0071] 即保压转移装置完成子样品的一次保压转移过程,下一轮的保压转移能直接从过程二开始。
[0072] 如图2所示,本发明调压保压控制过程如下:
[0073] 以压力传感器I 201测得的取样器101中的初始压力为目标压力,并以压力传感器I 201测得的取样器101中的初始压力除以n(n为液压缸II 210与液压缸I 209活塞面积之比)为比例溢流阀212的开启压力,通过控制器301调节比例溢流阀212,使保压腔中的压力稳定在给定压力。
[0074] 最后,需要注意的是,以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然,本发明不限于以上实施例,还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形,均应认为是本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于保压转移的双液压缸调压保压系统,能实现保压转移装置内部的压力恒定,保压转移装置包括依次连接的取样器、切割装置、球阀1、球阀I1、卡紧装置、操纵腔,且取样器与切割装置之间、球阀I与球阀II之间分别采用连通器连通,其特征在于,所述用于保压转移的双液压缸调压保压系统包括液压泵、单向阀、单向电磁阀、手动换向阀、过滤器、压力传感器、蓄能器、比例溢流阀、溢流阀、液压缸;所述液压泵设有两个,分别为液压泵1、液压泵II ;所述单向阀设有两个,分别为单向阀1、单向阀II ;所述单向电磁阀设有七个,分别为单向电磁阀1、单向电磁阀I1、单向电磁阀II1、单向电磁阀IV、单向电磁阀V、单向电磁阀V1、单向电磁阀VE ;所述过滤器设有五个,分别为过滤器1、过滤器I1、过滤器II1、过滤器IV、过滤器V ;所述压力传感器设有三个,分别为压力传感器1、压力传感器I1、压力传感器III,且压力传感器I用于测量保压转移装置的取样器内部保压腔;所述液压缸设有两个,分别为液压缸1、液压缸II ; 所述单向阀I的背压端口与液压泵I连通,单向阀I的正向端口分别与液压缸I1、压力传感器I1、比例溢流阀连通;液压泵I用于通过单向阀I将液压油压入液压缸II中,压力传感器II用于检测液压泵I的出口压力,比例溢流阀用于实现在液压泵I的出口压力大于设定值时开启泄压; 所述液压缸I是双活塞杆缸,一端活塞杆通过连接器与液压缸II的活塞杆连接,另一端活塞杆与手动换向阀间隔距离d,d是指加压至20MPa时,液压缸I的活塞杆能运动的最大距离;手动换向阀用于在因液压缸I的活塞杆接触开启时,实现液压油路的泄压,进而实现作用在液压缸I的活塞杆上的压力解除; 所述过滤器I的一端与单向电磁阀I串联,另一端用于分别与保压转移装置的切割装置、卡紧装置、操纵腔相连通;所述过滤器II的一端与单向电磁阀II串联,另一端用于和保压转移装置中球阀1、球阀II之间的连通器相连通;过滤器I和过滤器II分别用于净化保压转移装置中流出的液体,单向电磁阀I和单向电磁阀II都能用于排除保压转移装置内的空气;并保证单向电磁阀I不通电时,处于单向截止状态,单向电磁阀II不通电时,处于单向截止状态; 所述单向电磁阀III的一端与液压缸I连通,另一端分别与液压泵II的出水管路、压力传感器III连通;并保证单向电磁阀III不通电时,处于单向截止状态; 所述过滤器IV的一端和保压转移装置中球阀1、球阀II之间的连通器相连通,过滤器IV的另一端分别与单项电磁阀V1、单向电磁阀IV连接,单向电磁阀IV的另一端分别与单向电磁阀II1、压力传感器II1、单向电磁阀VI1、单向电磁阀V连通,单项电磁阀VI的另一端分别与单向阀I1、单向电磁阀V连通;过滤器IV用于吸附液体中的沉积物;并保证单向电磁阀IV不通电时,处于开启状态,单向电磁阀VE不通电时,处于开启状态; 所述过滤器V的一端与单向电磁阀VE串联,过滤器V的另一端与保压转移装置中取样器、切割装置之间的连通器连接;过滤器V用于吸附液体中的沉积物; 所述单向阀II的背压端口分别与液压泵I1、溢流阀连通,单向阀II的正向端口分别与单向电磁阀V、单向电磁阀VI连通,单向电磁阀V的另一端分别与单向电磁阀VE、单向电磁阀II1、压力传感器II1、单向电磁阀IV连通;液压泵II用于通过单向阀II向保压转移装置内泵送至充满液体,溢流阀用于在管路压力大于设定压力时开启泄压;并保证单向电磁阀V、单向电磁阀VI不通电时,都处于单向截止状态; 所述过滤器III的一端与蓄能器串联,另一端分别和保压转移装置的操纵腔、取样器和切割装置之间的连通器、取样器的采样管相连通;过滤器III用于吸附保压转移装置内液体的沉积物,蓄能器用于减少保压转移装置内的压力波动,并在发生泄漏时及时补压。
2.根据权利要求1所述的一种用于保压转移的双液压缸调压保压系统,其特征在于,所述液压缸II的活塞面积大于液压缸I内的活塞面积。
3.根据权利要求1所述的一种用于保压转移的双液压缸调压保压系统,其特征在于,所述用于保压转移的双液压缸调压保压系统还包括控制器,控制器能接收压力传感器实时监测到的压力数据,并将压力传感器I实时监测到的取样器内保压腔的压力数据与比例溢流阀的给定压力相比较,通过调节比例溢流阀,实现保压转移装置内的压力恒定在比例溢流阀的给定压力,即取样器保压腔的初始压力。
4.根据权利要求3所述的一种用于保压转移的双液压缸调压保压系统,其特征在于,所述控制器采用51单片机控制板。
5.基于权利要求1所述的一种用于保压转移的双液压缸调压保压系统的控制方法,用于实现保压转移装置的保压转移过程,且保压转移装置注水前,保压转移装置中的取样器内部取有子样品,保压转移装置内充满着空气,压强为大气压,所有阀门、泵均处于闭合状态,其特征在于,所述控制方法包括下述过程: 一、保压转移装置加压保压过程; 二、子样品转移筒加压保压过程; 三、安装球阀1、球阀II之间的连通器并加压过程; 所述过程一中,即保压转移装置加压保压过程,具体包括下述步骤: 步骤A:打开单向电磁阀1、单向电磁阀I1、单向电磁阀II1、单向电磁阀V、单向电磁阀VI通电,阀门处于开启状态,启动液压泵II,海水通过单向电磁阀III进入液压缸I,海水通过单向阀II及其相连的单向电磁阀V、单向电磁阀VI快速进入保压转移装置内,待单向电磁阀1、单向电磁阀II有持续水流流出时,表明保压转移装置内的空气已排尽;此时,单向电磁阀1、单向电磁阀I1、单向电磁阀II1、单向电磁阀V、单向电磁阀VI断电,阀门处于单向截止状态,并关闭液压泵II ; 步骤B:设定比例溢流阀的开启压力为压力传感器I的读数除以η的结果,η是指液压缸II与液压缸I的活塞面积之比;打开液压泵I,液压油通过单向阀I进入液压缸II中,液压缸II与液压缸I的活塞杆由连接器相连,进而推动液压缸I中活塞向前运动挤压海水;海水通过单向电磁阀IV、单向电磁阀VE向保压转移装置内加压,直到比例溢流阀开启,液压油持续流出,表明加压过程完成,保压转移装置内部已与取样器内部压力一致;此时液压泵I仍然继续工作,以溢流方式保证保压转移装置内的高压状态; 所述过程二中,即子样品转移筒加压保压过程,具体包括下述步骤: 步骤C:关闭球阀1、球阀II,单向电磁阀IV通电,阀门处于单向截止状态,其他腔室的高压海水无法通过单向电池阀IV进入球阀1、II之间的连通器中;单向电磁阀II通电,阀们处于开启状态,泄压后拆除球阀1、球阀II之间的连通器; 步骤D:安装子样品转移筒后,打开液压泵II,单向电磁阀VI通电,阀门处于开启状态,通过单向电磁阀VT决速向转移筒内补充低压海水,并通过单向电磁阀II排出筒内空气;待单向电磁阀II持续地有液体流出后,单向电磁阀II断电,阀门处于单向截止状态,关闭液压泵 II 219 ; 步骤E:单向电磁阀VII断电,阀门处于单向截止状态,将子样品转移筒与保压转移装置的操纵腔断开连接;单向电磁阀IV断电,阀门处于开启状态,与液压缸I的出水管路相通,通过液压缸I向子样品转移筒加压,待比例溢流阀持续地有液体流出后,表明子样品转移筒已与保压转移装置达到同一压力;此时将单向电磁阀VE断电,液压缸I与蓄能器共同为保压转移装置及子样品转移筒保压; 步骤F:打开球阀II,将子样品推入子样品转移筒后,关闭球阀II ;将单向电磁阀IV通电,阀门处于单向截止状态;单向电磁阀II通电,阀门处于开启状态,子样品转移筒与球阀II之间的连通器结构泄压;拆除样品转移筒;所述过程三中,即安装球阀1、球阀II之间的连通器并加压过程,具体包括下述步骤:步骤G:安装球阀1、球阀II之间的连通器后,打开液压泵II,单向电磁阀VI通电,阀门处于开启状态,通过单向电磁阀VT决速向球阀1、球阀II之间的连通器内补充低压海水,并通过单向电磁阀II排出连通器内空气;待单向电磁阀II持续地有液体流出后,单向电磁阀II断电,阀门处于单向截止状态,关闭液压泵II 219; 步骤H:单向电磁阀VE断电,阀门处于单向截止状态,将球阀1、球阀II之间的连通器与保压转移装置的操纵腔断开连接;单向电磁阀IV断电,阀门处于开启状态,与液压缸I的出水管路相通,通过液压缸I向球阀1、球阀II之间的连通器加压,待比例溢流阀持续地有液体流出后,表明球阀1、球阀II之间的连通器已与保压转移装置达到同一压力;此时单向电磁阀VE断电,打开球阀1、球阀II,液压缸I与蓄能器共同为保压转移装置保压; 即保压转移装置完成子样品的一次保压转移过程,下一轮的保压转移能直接从过程二开始。
6.根据权利要求5所述的控制方法,其特征在于,所述液压缸I内的工作介质为海水,液压缸II内的工作介质为液压油。
CN201510025387.0A 2015-01-19 2015-01-19 一种用于保压转移的双液压缸调压保压系统及其控制方法 CN104564855B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510025387.0A CN104564855B (zh) 2015-01-19 2015-01-19 一种用于保压转移的双液压缸调压保压系统及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510025387.0A CN104564855B (zh) 2015-01-19 2015-01-19 一种用于保压转移的双液压缸调压保压系统及其控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104564855A true CN104564855A (zh) 2015-04-29
CN104564855B CN104564855B (zh) 2016-08-17

Family

ID=53081697

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510025387.0A CN104564855B (zh) 2015-01-19 2015-01-19 一种用于保压转移的双液压缸调压保压系统及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104564855B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105039146A (zh) * 2015-07-02 2015-11-11 浙江大学 一种深海微生物保压转移系统
CN105586253A (zh) * 2016-03-01 2016-05-18 哈尔滨工程大学 基于可控单向阀串联结构的深海海水保压取样器
CN105673596A (zh) * 2016-04-05 2016-06-15 广东精铟海洋工程股份有限公司 一种具有自动保压功能的双液压控制系统及其试验方法
CN106546444A (zh) * 2016-09-23 2017-03-29 浙江大学 一种可以自平衡的二次保压沉积物取样器
CN108758330A (zh) * 2018-08-27 2018-11-06 浙江大学 一种用于保压转移的双液压泵冷却循环保压系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4329883A (en) * 1974-04-26 1982-05-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Apparatus for collecting deep-sea sediment pore water
CN1554934A (zh) * 2003-12-21 2004-12-15 浙江大学 一种手持式深海热液保真采样器
CN1786680A (zh) * 2004-12-09 2006-06-14 中南大学 深海悬浮颗粒物和浮游生物浓缩保真取样器
CN101504336A (zh) * 2009-03-19 2009-08-12 浙江大学 液压驱动的海底多管柱状样品采样及密封系统
CN103913346A (zh) * 2014-03-31 2014-07-09 浙江大学 一种深海沉积物多次保压转移设备
CN104215483A (zh) * 2014-08-25 2014-12-17 浙江大学 一种深海沉积物保压取样转移装置及其应用方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4329883A (en) * 1974-04-26 1982-05-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Apparatus for collecting deep-sea sediment pore water
CN1554934A (zh) * 2003-12-21 2004-12-15 浙江大学 一种手持式深海热液保真采样器
CN1786680A (zh) * 2004-12-09 2006-06-14 中南大学 深海悬浮颗粒物和浮游生物浓缩保真取样器
CN101504336A (zh) * 2009-03-19 2009-08-12 浙江大学 液压驱动的海底多管柱状样品采样及密封系统
CN103913346A (zh) * 2014-03-31 2014-07-09 浙江大学 一种深海沉积物多次保压转移设备
CN104215483A (zh) * 2014-08-25 2014-12-17 浙江大学 一种深海沉积物保压取样转移装置及其应用方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105039146A (zh) * 2015-07-02 2015-11-11 浙江大学 一种深海微生物保压转移系统
CN105586253A (zh) * 2016-03-01 2016-05-18 哈尔滨工程大学 基于可控单向阀串联结构的深海海水保压取样器
CN105673596A (zh) * 2016-04-05 2016-06-15 广东精铟海洋工程股份有限公司 一种具有自动保压功能的双液压控制系统及其试验方法
CN105673596B (zh) * 2016-04-05 2017-05-10 广东精铟海洋工程股份有限公司 一种具有自动保压功能的双液压控制系统及其试验方法
CN106546444A (zh) * 2016-09-23 2017-03-29 浙江大学 一种可以自平衡的二次保压沉积物取样器
CN106546444B (zh) * 2016-09-23 2019-03-22 浙江大学 一种可以自平衡的二次保压沉积物取样器
CN108758330A (zh) * 2018-08-27 2018-11-06 浙江大学 一种用于保压转移的双液压泵冷却循环保压系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN104564855B (zh) 2016-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103644151B (zh) 节能低冲击液压缸测试试验台液压控制系统
CN201902656U (zh) 海洋水下平板闸阀的液压驱动装置
CN102966143B (zh) 水池自动补水系统及自动补水方法
CN202381433U (zh) 一种用于液压设备的外控差动减压阀
WO2010080727A3 (en) System and method for sampling and analyzing downhole formation fluids
CA2609699A1 (en) Systems and methods to reduce the pressure in a pressure chamber
CN103439146A (zh) 一种正压气动式水样自动采样器
CA2688421A1 (en) Control system
CN201442827U (zh) 一种超薄型液压举升机液压系统
CN106516057B (zh) 一种用于调节全海深潜水器浮力的液压系统
EA200602150A2 (ru) Утилизируемый топливный элемент с картриджем и без него и способ изготовления и использования топливного элемента и картриджа
CN202170901U (zh) 一种煤矿用泵送式混凝土湿喷机的主阀组装置
CN102042935B (zh) 一种端面密封薄壁钢管静水压检测方法
CN201391506Y (zh) 一种多级双作用液压缸
CN202560256U (zh) 一种插装式立柱液控单向阀
CN101870351B (zh) 深海油囊式浮力调节装置
CN103115028A (zh) 一种电液伺服执行器
CN202834137U (zh) 一种带液压促动器的水下闸阀
CN201982065U (zh) 一种数控长冲程气平衡液压抽油机
CN101634613B (zh) 无锁舌的重力活塞式长柱状沉积物保真取样器
WO2008005443A3 (en) Pump apparatus and method
CN100493969C (zh) 制动器的控制阀
CN201176978Y (zh) 一种深海水压储能式液压动力源
CN203798603U (zh) 一种深海沉积物多次保压转移设备
CN103047222A (zh) 一种液压缸增压与保压系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
GR01 Patent grant
C14 Grant of patent or utility model