CN107826226A - 一种主动抗高压的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及抗高压设备领域，尤其涉及一种主动抗高压的方法及装置。针对现有耐压装置存在的应用领域小、对压力泵要求高、成本高、不能大规模推广使用等问题，本发明采用装置内外的压强差自运行结构，从而可以得到以下有益效果：结构简单，装置本身不需要购置泵类等机械，对壳体材料要求低，壳体薄，建造及维护成本低廉，适合大规模推广使用；充分利用环境压力，装置运行成本低；采用逐级抗压或者泄压的方式，通过更换壳体材料及增减壳体层数可适用于任意高压强环境。

Description

一种主动抗高压的方法及装置
技术领域
本发明涉及抗高压设备领域，尤其涉及一种主动抗高压的方法及装置。
背景技术
2013年4月3日国家知识产权局批露了无限耐压潜水器外壳，申请公布号为CN103010432A，理论上可以无限耐压。然而，这个设计存在以下问题和缺点：应用领域小、对压力泵要求高、成本高、不能大规模推广使用。
为了解决上述问题，本发明提供了一种主动抗高压方法及装置，其目的在于提供一种结构简单、低成本、能直接用于高压环境的主动抗高压方法及装置。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供的主动抗高压的方法及装置是这样实现的：利用极限抗压强度属于压强差而非绝对压强值的原理，使用自然环境或者工作环境的压力将环境中的气体或者液体通过阀门压入本装置，达到每层空间的预设压强时，通过阀门的开启或者闭合，使每层空间逐级抗压或泄压，以达到主动抗高压的目的；通过增加或减少壳体的层数，以适应相应的高压环境。
在本发明的另一个方面中，本发明可以承受装置外部的高压，使装置内部形成低压环境，可用于水下抗压设备领域；也可以承受装置内部的高压，使装置运行在低压环境中，可用于各类超临界萃取、高压合成领域。
由于本发明采用装置内外的压强差自运行结构，从而可以得到以下有益效果：结构简单，装置本身不需要购置泵类等机械，对壳体材料要求低，壳体薄，建造及维护成本低廉，适合大规模推广使用；充分利用环境压力，装置运行成本低；采用逐级抗压或者泄压的方式，通过更换壳体材料及增减壳体层数可适用于任意高压强环境。
附图说明
以下结合附图对本发明做进一步详细描述。
附图1是一种主动耐高压的方法及装置。
图中1为工作舱，图中2、3、4为壳体，图中5、6、7、8、9、10为阀门。
具体实施方式
如图1所示，本发明的优选实施方式是应用于深潜设备，随着下潜深度的变化有选择的开启或者关闭壳体上的阀门，使每层壳体承担相应的压强，直至达到预定的下潜深度。
如图1所示，本发明的另一优选实施方式是应用于高压合成或超临界萃取设备，随着工作舱1的压强变化有选择的开启或者关闭壳体上的阀门，使每层壳体承担相应的压强，直至达到预定的压强范围。
本发明的工作原理与工作过程如下：
应用于深潜设备时：
根据使用的壳体材料，确定每层壳体合理的抗压强度A（以25MPa为例）；根据下潜深度确定目标抗压强度B（以60MPa为例）；选择保险系数C（以1.2为例）。则壳体层数N=B÷A×C=60÷25×1.2=2.88，壳体层数选择3。工作舱1的工作压强为D（以0.1MPa为例）。
装置放置在海水中，阀门5、6、7开启，阀门8、9、10关闭，此时，装置内部的压强为0.1MPa，由于自重，装置将开始下沉，下沉过程中，环境压强大于0.1MPa，海水通过阀门5、6、7进入装置内部，由于装置内部与海水保持连通，工作舱1与壳体2、3、4间的压强随着下潜深度的增加而增加。当工作舱1与壳体2、3、4间的海水压强达到20.933MPa时，阀门5关闭，此时下潜深度约为2000m；当壳体2与壳体3、4间的海水压强达到41.766MPa时，阀门6关闭，此时下潜深度约为4000m；当壳体3与壳体4间的海水压强达到62.600MPa时，阀门7关闭，此时下潜深度约为6000m，达到目标下潜深度，完成下潜工作。
装置选择上浮时，阀门8开启，壳体3与壳体4间的海水与外部海水连通，压强则随着上浮高度的增加而减小，当海水压强达到41.766MPa时，阀门9开启，此时，装置位于海平面下约4000m；当海水压强达到20.933MPa时，阀门10开启，此时，装置位于海平面下约2000m；继续上浮至海平面，完成上浮工作。
应用于高压合成或超临界萃取设备时：
根据使用的壳体材料，确定每层壳体合理的抗压强度A（以25MPa为例）；预定目标抗压强度B（以60MPa为例）；选择保险系数C（以1.2为例）。则壳体层数N=B÷A×C=60÷25×1.2=2.88，壳体层数选择3。外部环境的工作压强为D（以0.1MPa为例）。
装置放置在常压环境中，工作舱1与壳体2、3、4间填充液体或者气体，阀门5、6、7、8关闭，阀门9、10开启，此时，装置内部的压强为0.1MPa，由于工作舱1压强增加，装置内部的液体或者气体的压强不断增加。当工作舱1与壳体2、3、4间的压强达到20.933MPa时，阀门9关闭；当工作舱1与壳体2、3间的压强达到41.766MPa时，阀门10关闭；当工作舱1与壳体2间的压强达到62.600MPa时，达到目标抗压强度，完成抗压工作。
装置选择泄压时，工作舱1开始减压，当工作舱1与壳体2间的压强达到41.766MPa时，阀门5开启，工作舱1与壳体2间的液体或气体与壳体2、3间的液体或气体连通；当工作舱1的压强达到20.933MPa时，阀门6开启；当工作舱1的压强达到0.1MPa时，阀门7、8开启，此时完成泄压工作。

Claims (6)

1.本发明要求采用装置内外压强差完成自运行。
2.本发明要求采用逐级抗压或者泄压结构。
3.本发明要求装置内外均可抗压。
4.本发明要求采用增加或减少壳体层数的方式，确保装置承受指定的压强。
5.本发明要求每层壳体有至少2个阀门，分别用于向装置内部和外部输送液体或气体。
6.本发明要求利用极限抗压强度属于压强差而非绝对压强值的原理。
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