CN106151886A - 水下设备的水密系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及海洋工程技术领域，公开了一种水下设备的水密系统，包括控制模块、至少一个水密盒以及储气瓶；水密盒通过输气管与储气瓶连通，且水密盒所对应的输气管上均设有调压阀；水密盒的内壁上均设有用于测量水密盒内部压力的第一传感器；第一传感器将其测量的第一压力值实时反馈给控制模块；控制模块计算第一压力值与第一理论压力值的差值，若差值为负数，并且差值小于理论压力公差值下限，则控制模块发送第一调压指令给调压阀，以给水密盒增压直至差值为正数，并且差值达到理论压力公差值上限为止；若差值为正数，并且差值大于理论压力公差值上限，则控制模块发送第二调压指令给调压阀，使水密盒排气减压，直至差值为零为止。

Description

水下设备的水密系统
技术领域
本发明涉及海洋工程技术领域，特别是涉及一种水下设备的水密系统。
背景技术
就目前而言，大型水下设备(如水下电机、水下泵、接线盒等)的水密主要靠密封圈、防水接线盒、填充灌浆、在水密盒内一次性充满充氮气后入水等形式保护；但是，对于终年在深水浸泡工作的设备来说，其工作环境水压变化大，采用现有的密封方式无法适应因下水深度的变化而需要始终保持密封盒内正压要求，因此，不能达到很好的水密效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种可根据水压的变化实时调整水密系统的内部压力，以保证水密系统正常的防水功能的水下设备水密系统。
为了实现上述目的，一种水下设备的水密系统，包括控制模块、至少一个内置有所述水下设备的水密盒以及存储有压缩空气储气瓶；每一所述水密盒均通过输气管与所述储气瓶连通，且每一水密盒所对应的输气管上均设有调压阀；每一所述水密盒的内壁上均设有用于测量水密盒内部压力的第一传感器；所述第一传感器将其测量的第一压力值实时反馈给所述控制模块；所述控制模块计算第一压力值与第一理论压力值的差值，若差值为负数，并且差值小于理论压力公差值下限，则控制模块发送第一调压指令给调压阀，使储气瓶与水密盒连通以给水密盒增压直至差值为正数，并且差值达到理论压力公差值上限为止；相反，若差值为正数，并且差值大于理论压力公差值上限，则控制模块发送第二调压指令给调压阀，使水密盒排气减压，直至差值为零为止；所述第一理论压力值为根据下潜深度，由压力公式：P＝ρgh计算得出；所述理论压力公差值为预先在控制模块中设定的水密盒安全压差值区间。
作为优选方案，还包括计时器，若所述差值为负数，并且所述差值小于所述理论压力公差值下限时，所述控制模块发送计时指令给所述计时器，所述计时器开始计时，当水密盒增压直至差值为正数，并且差值达到理论压力公差值上限时，所述计时器的计时时长大于理论时长，则所述控制模块发送第一报警指令给所述报警器，所述报警器发出第一报警信号。
作为优选方案，所述报警器为蜂鸣器。
作为优选方案，所述输气管包括输气总管及与所述水密盒数量相同的输气支管；所述输气总管的输入端与所述储气瓶连接，所述输气支管的输入端并联且与所述输气总管输出端连接，所述输气支管的输出端对应连接所述水密盒；所述调压阀均对应地设在每一输气支管上。
作为优选方案，所述输气管的每一输气支管的内壁均设有第二传感器，且所述第二传感器位于所述调压阀及所述水密盒之间；所述第二传感器将其测量的第二压力值实时反馈给所述控制模块，所述控制模块将所述第二压力值与第二理论压力值进行比较，若所述第二压力值小于第二理论压力值，则控制模块发送第二报警指令给所述报警器，所述报警器发出第二报警信号；所述第二理论压力值为预先在控制模块中设定的输气管内正常理论压力值。
作为优选方案，所述输气总管上还设有总调压阀。
作为优选方案，所述水密系统还包括空气压缩机，所述空气压缩机与所述储气瓶连接以用于给所述储气瓶补充压缩空气。
作为优选方案，所述水下设备包括水下电机、水下泵、接线盒。
本发明的水下设备水密系统，集成了控制模块和存储有压缩空气的储气瓶，将存储有压缩空气的储气瓶通过输气管与水密盒连接，在输气管上设置调压阀，并在水密盒内安装第一传感器来实时检测水密盒内的压力，并将其测量的第一压力值实时反馈给控制模块；控制模块计算第一压力值与理论压力值的差值，若差值为负数，并且差值小于理论压力公差值下限，则控制模块发送第一调压指令给调压阀，使储气瓶与水密盒连通以给水密盒增压直至差值为正数，并且差值达到理论压力公差值上限为止；相反，若差值为正数，并且差值大于理论压力公差值上限，则控制模块发送第二调压指令给调压阀，使水密盒排气减压，直至差值为零为止，从而可以使水密系统根据水压的变化实时调整水密系统的内部压力，以保证水密系统正常的防水功能，提高了水密系统的环境适应能力。
此外，在本发明的水密系统中还设置了报警器及计时器，从而能够使本发明的水密系统可以自动地检测水密盒是否发生破损，提示水密系统需要检修，节省了水密系统的检修成本。
附图说明
图1是本发明实施例的水下设备的水密系统的结构原理示意图；
图2是本发明实施例的水下设备的水密系统的水密盒的内部及外部的压力分布示意图。
其中：1、控制模块；2、水密盒；3、储气瓶；4、输气总管；5、输气支管；6、调压阀；7、总调压阀；8、第一传感器；9、第二传感器；10、报警器；11、计时器；12、水下设备；13、深水作业区。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的区间。
如图1所示，本发明的水下设备的水密系统包括控制模块1、至少一个水密盒2、储气瓶3、第一传感器8；此外，还可包括第二传感器9、报警器10及计时器11。其中，每一个水密盒均通过输气管与储气瓶3连通，且每一水密盒所对应的输气管上均设有调压阀6；每一水密盒2的内壁上均设有用于测量水密盒2内部压力的第一传感器8，第一传感器8与控制模块1电连接。
结合图1及图2所示，水下设备12内置在水密盒2中，水密盒2根据水下设备12的工作要求被放置在指定的深水作业区13内(如图2所示，水密盒2外部的箭头表示深水作业区13给水密盒施加压力的分布示意，水密盒2内部的箭头表示水密盒2内的内部压力分布示意)，水密盒2起密封作用以便于水下设备12的正常的水下作业。
为了保证水密系统正常的防水功能，水密盒2内的第一传感器8将其测量的第一压力值实时反馈给控制模块1，控制模块1将实时计算第一压力值与第一理论压力值的差值(此处的第一理论压力值为：假设水密盒2的下潜深度为h，水的密度为ρ，则该下潜深度h的理论压力值为P＝ρgh)，并将该差值与理论压力公差值进行比较(此处的理论压力公差值为根据水密盒2的防水要求及水下设备12的工作条件而设定安全压差值区间)。
若差值为负数，并且差值小于理论压力公差值下限，则控制模块1发送调压指令给调压阀6，使调压阀6打开，使存储有压缩空气储气瓶3与水密盒2连通，储气瓶3中的压缩空气随输气管进入到水密盒2，此时水密盒2内的压力升高，当第一压力值与第一理论压力值的差值转为正数，并且差值达到理论压力公差值上限时，控制模块1发送关闭指令给调压阀6，使调压阀6关闭，以保持水密盒2此时的压力状态，以便于水下设备12正常的水下作业。
若差值为正数，并且差值大于理论压力公差值上限，则控制模块1发送第二调压指令给调压阀6，使调压阀6打开与外界连通，使水密盒2排气减压，直至差值为零为止。
由上述的调压过程可知，本发明的水密系统只需要根据水密盒2的下潜深度及水下设备12的工作条件设定好理论压力公差值，控制模块1可以通过第一传感器8的压力反馈，自动控制调压阀6使储气瓶3的压缩空气进入水密盒2内，以实时调整水密盒2内的压力，从而保证了水密系统正常的防水功能，提高了水密系统的环境适应能力。
结合图1及图2所示，本发明的水密系统还可检测水密盒2在水下作业过程中，是否发生漏气。具体为，当控制模块1实时计算第一压力值与理论压力值的差值为负数，并且数值小于理论压力公差值下限时，在给水密盒2增压的同时，控制模块1还发送计时指令给计时器11，计时器11开始计时，当水密盒2增压直至差值为正数，并且差值达到理论压力公差值上限时，计时器11的计时时长大于理论时长(理论时长指的是水密盒2正常状态下补压所需的最长时长)，则所述控制模块1发送第一报警指令给所述报警器10，所述报警器10发出第一报警信号，表示水密盒漏气，需要维修。
如图1所示，输气管包括输气总管4及与水密盒2数量相同的输气支管5；输气总管4的输入端与储气瓶3连接，输气支管5的输入端并联且与输气总管4输出端连接，输气支管5的输出端对应连接水密盒2，调压阀6均对应地设在每一输气支管5上；在输气总管4上设总调压阀7，可以通过总调节阀7来通断各输气支管的供气。
如图1所示，为了检测水密系统的输气管路部分是否存在故障(漏气或破损)，在输气管的每一输气支管5的内壁均设有第二传感器9，且第二传感器9位于调压阀6及水密盒2之间，以便使检测结果更加准确；第二传感器9将其测量的第二压力值实时反馈给控制模块1，控制模块1将第二压力值与第二理论压力值进行比较(第二理论压力值为预先在控制模块1中设定输气管内正常的理论压力值)，当第二压力值小于第二理论压力值时，控制模块1发送第二报警指令给报警器10，使报警器10发出第二报警信号，以提示操作人员输气管路可能存在故障，需要维修。
如图1所示，可以在储气瓶3上接入空气压缩机(未图示)，空气压缩机可以给储气瓶3提供压缩空气，以维持储气瓶3内的压力值保持恒定，保障储气瓶3有稳定的压缩空气提供给输气管路及水密盒2。
以上实施中，报警器10为蜂鸣器，水下设备可以是水下电机、水下泵、接线盒等应用于水下作业的设备；控制模块1可以是工控机、PC电脑或移动终端等。
综上所述，本发明的水下设备的水密系统集成了控制模块和存储有压缩空气的储气瓶，将存储有压缩空气的储气瓶通过输气管与水密盒连接，在输气管上设置调压阀，并在水密盒内安装第一传感器来实时检测水密盒内的压力，并将其测量的第一压力值实时反馈给控制模块；控制模块计算第一压力值与理论压力值的差值，若差值为负数，并且差值小于理论压力公差值下限，则控制模块发送第一调压指令给调压阀，使储气瓶与水密盒连通以给水密盒增压直至差值为正数，并且差值达到理论压力公差值上限为止；相反，若差值为正数，并且差值大于理论压力公差值上限，则控制模块发送第二调压指令给调压阀，使水密盒排气减压，直至差值为零为止，从而可以使水密系统根据水压的变化实时调整水密系统的内部压力，以保证水密系统正常的防水功能，提高了水密系统的环境适应能力。
此外，在本发明的水密系统中还设置了报警器及计时器，从而能够使本发明的水密系统可以自动地检测水密盒是否发生破损，提示水密系统需要检修，节省了水密系统的检修成本。
以上为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护区间。

Claims (8)

1.一种水下设备的水密系统，其特征在于，包括控制模块、至少一个内置有所述水下设备的水密盒以及存储有压缩空气储气瓶；每一所述水密盒均通过输气管与所述储气瓶连通，且每一水密盒所对应的输气管上均设有调压阀；每一所述水密盒的内壁上均设有用于测量水密盒内部压力的第一传感器；
所述第一传感器将其测量的第一压力值实时反馈给所述控制模块；
所述控制模块计算第一压力值与第一理论压力值的差值，若差值为负数，并且差值小于理论压力公差值下限，则控制模块发送第一调压指令给调压阀，使储气瓶与水密盒连通以给水密盒增压直至差值为正数，并且差值达到理论压力公差值上限为止；相反，若差值为正数，并且差值大于理论压力公差值上限，则控制模块发送第二调压指令给调压阀，使水密盒排气减压，直至差值为零为止；
所述第一理论压力值为根据下潜深度，由压力公式：P＝ρgh计算得出；
所述理论压力公差值为预先在控制模块中设定的水密盒安全压差值区间。
2.根据权利要求1所述的水密系统，其特征在于，还包括报警器及计时器，若所述差值为负数，并且所述差值小于所述理论压力公差值下限时，所述控制模块发送计时指令给所述计时器，所述计时器开始计时，当水密盒增压直至差值为正数，并且差值达到理论压力公差值上限时，所述计时器的计时时长大于理论时长，则所述控制模块发送第一报警指令给所述报警器，所述报警器发出第一报警信号。
3.根据权利要求2所述的水密系统，其特征在于，所述报警器为蜂鸣器。
4.根据权利要求2所述的水密系统，其特征在于，所述输气管包括输气总管及与所述水密盒数量相同的输气支管；所述输气总管的输入端与所述储气瓶连接，所述输气支管的输入端并联且与所述输气总管输出端连接，所述输气支管的输出端对应连接所述水密盒；所述调压阀均对应地设在每一输气支管上。
5.根据权利要求4所述的水密系统，其特征在于，所述输气管的每一输气支管的内壁均设有第二传感器，且所述第二传感器位于所述调压阀及所述水密盒之间；所述第二传感器将其测量的第二压力值实时反馈给所述控制模块，所述控制模块将所述第二压力值与第二理论压力值进行比较，若所述第二压力值小于第二理论压力值，则控制模块发送第二报警指令给所述报警器，所述报警器发出第二报警信号；所述第二理论压力值为预先在控制模块中设定的输气管内正常理论压力值。
6.根据权利要求4所述的水密系统，其特征在于，所述输气总管上还设有总调压阀。
7.根据权利要求1所述的水密系统，其特征在于，所述水密系统还包括空气压缩机，所述空气压缩机与所述储气瓶连接以用于给所述储气瓶补充压缩空气。
8.根据权利要求1任一项所述的水密系统，其特征在于，所述水下设备包括水下电机、水下泵、接线盒。
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