CN110195732A - 一种适用于深海装备液压系统的压力负载模拟系统及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于深海装备液压系统的压力负载模拟系统及其应用,属于海洋装备检测技术领域,包括活塞式液压缸、三位四通换向阀、工作压力表、工作压力变送器、快换接头、工作压力调节阀、控制器、过滤器、第一电机、第一液压泵、第一单向阀、蓄能器、卸荷阀、节流阀、输入压力变送器、输入压力表和活塞位移传感器;控制器分别与工作压力调节阀、卸荷阀、输入压力变送器、活塞位移传感器和工作压力变送器电连接。本发明能够用于深海装备液压系统的检测,也适用于依靠体积变化获取动力的深海装备液压系统的负载模拟,并能够模拟海水压力随海水深度变化的非线性规律,更为接近海洋的真实情况。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于深海装备液压系统的压力负载模拟系统及其应用,属于海洋装备检测技术领域。
背景技术
随着海洋科学研究和资源利用的发展,人类探索海洋的范围越来越广。在深海开发领域,深海装备成为探索海洋的必要支撑条件。因为液压系统具有布局灵活、功率密度高等优点,深海装备普遍使用液压系统传递动力。对深海装备进行测试时,通常采用在陆地上模拟深海高压环境的方式检测液压系统的可靠性,降低测试成本。
目前,深海压力模拟舱被广泛应用于深海装备的承压测试。深海压力模拟舱内部充满液体,采用压缩体积的方式提高舱体内液体的压力,从而模拟深海高压环境。因此,被测试的设备或元件需要整体放入舱体内部,待测设备的体积受到舱体体积的限制,且深海压力模拟舱主要测试设备或元件所能承受的外压,难以用于内压测试。如申请号为201410144150.X的发明专利公布了一种轴向密封的卡箍快开卧式深海模拟舱,可模拟的最大海水深度为4500米,适用于测试整套设备的外压承受能力。申请号为201410149432.9的发明专利公布了一种深海高背压环境下海水液压泵的性能测试装置及方法,申请号为的201510922440.7的发明专利公布了一种深海高背压环境下海水液压马达的性能测试装置及试验方法,上述两个已公开的专利文献均是测试液压元件在既定海水压力下的工作性能,无法测试液压系统的性能。
为避免海水的腐蚀,深海装备液压系统往往封装在密封舱内部,与海水隔离。若将整套设备置于深海压力模拟舱中测试液压系统性能,则要求模拟舱的尺寸足够大,导致测试成本上升。若单独测试液压元件的性能,则无法反映整个液压系统运行的可靠性,且无法测试液压元件承受内压的能力。此外,对于依靠改变排水体积实现上浮下潜运动的深海装备,其体积变化将导致深海压力模拟舱内的压力发生变化,因而无法用深海压力模拟舱测试该类设备液压系统的性能。深海水压是液压系统负载的主要来源,然而,尚未发现有适用于深海装备液压系统测试的压力负载模拟方案。
此外,海水的密度随深度发生变化,因此海水压力与深度呈非线性相关关系,深海装备从海表面运动至海底的过程中,液压系统承受的压力负载也呈非线性变化规律。而现有的深海压力模拟系统均未考虑海水密度变化引起的海水压力非线性变化,故无法模拟液压系统压力负载的非线性变化。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种适用于深海装备液压系统的压力负载模拟系统及其应用,能够用于深海装备液压系统的检测,也适用于依靠体积变化获取动力的深海装备液压系统的负载模拟,并能够模拟海水压力随海水深度变化的非线性规律,更为接近海洋的真实情况。
本发明采用以下技术方案:
一种适用于深海装备液压系统的压力负载模拟系统,包括活塞式液压缸、三位四通换向阀、工作压力表、工作压力变送器、快换接头、工作压力调节阀、控制器、过滤器、第一电机、第一液压泵、第一单向阀、蓄能器、卸荷阀、节流阀、输入压力变送器、输入压力表和活塞位移传感器;
所述第一液压泵通过过滤器连接有第一油箱,第一液压泵与第一电机连接,第一液压泵经过第一单向阀分别连接有所述蓄能器、节流阀、卸荷阀和第一截止阀,所述卸荷阀和第一截止阀均连接至第二油箱,所述节流阀经第二截止阀分别与输入压力变送器、输入压力表和三位四通换向阀连接,所述三位四通换向阀与活塞式液压缸连接,所述活塞位移传感器与活塞式液压缸连接并固定在活塞式液压缸上,所述三位四通换向阀经工作压力表、工作压力变送器、第三截止阀分别连接快换接头和工作压力调节阀,所述工作压力调节阀连接有第三油箱,所述快换接头连接有被测的深海装备液压系统,上述连接均通过油管连接;
所述控制器分别与工作压力调节阀、卸荷阀、输入压力变送器、活塞位移传感器和工作压力变送器电连接,工作压力变送器、输入压力变送器和活塞位移传感器检测到的数据输入到控制器,控制器向卸荷阀输出卸荷压力信号、向工作压力调节阀输出工作压力信号,控制活塞式液压缸输出的压力,从而能够模拟不同的海水深度。
优选的,控制器采用ARMCortexTM-M4处理器,本发明中的活塞式液压缸、三位四通换向阀、工作压力表、工作压力变送器、快换接头、工作压力调节阀、过滤器等其他元件均可采用市售的现有产品即可,均不影响本发明的实施。
本发明中,节流阀优选为可调节流阀,能够调节进入活塞式液压缸的液压油的流量,从而匹配被测液压系统的流量。
优选的,三位四通换向阀可控制活塞式液压缸中活塞的运动方向,从而控制活塞式液压缸中两个腔室内部的液压油储量,方便测试系统使用。
优选的,第一液压泵输出的液压油最大压力可达到31.5MPa,蓄能器的最高工作压力可达到31.5MPa,卸荷阀和工作压力调节阀的最高调整压力为31.5MPa,活塞式液压缸可承受的最大内压为31.5MPa,因此,系统可模拟的最大工作水深约为3000米。
优选的,所述活塞式液压缸为单作用液压缸,所述第一液压泵为压力补偿式液压泵。利用活塞式液压缸中活塞两侧接触液压油面积的不同,改变输入压力值与输出压力值之间的比例关系,可以利用较小的输入压力获得较大的输出压力;利用液压泵的压力补偿功能,能够提高活塞式液压缸中活塞运动时输出压力的稳定性。
优选的,所述单作用液压缸的增压比为2:1~5:1,最大可实现40MPa至100MPa的压力模拟,单作用液压缸的增压比不同,可模拟的最大工作水深也就不同,可模拟的最大工作水深可达10000m。
优选的,所述被测的深海装备液压系统包括三位三通换向阀、减压阀、第二液压泵、第二电机和第二单向阀,所述快换接头分别与所述第二单向阀和三位三通换向阀连接,三位三通换向阀通过减压阀分别与第四油箱和第二液压泵连接,第二液压泵与第二电机连接,第二液压泵与第二单向阀连接。
一种上述适用于深海装备液压系统的压力负载模拟系统的工作方法,在第一电机的作用下,第一液压泵将液压油从第一油箱经过过滤器吸入,并依次经过第一单向阀、节流阀、第二截止阀和三位四通换向阀进入活塞式液压缸的一个腔室,推动活塞式液压缸的另一个腔室中的液压油依次经过三位四通换向阀、第三截止阀和快换接头进入被测的深海装备液压系统,对被测的深海装备液压系统产生压力负载;
工作压力变送器、输入压力变送器和活塞位移传感器检测到的数据输入到控制器,控制器向工作压力调节阀输出工作压力控制信号,当负载压力值小于工作压力控制信号值时,工作压力调节阀关闭,使系统压力持续升高;当负载压力值大于工作压力控制信号值时,工作压力调节阀打开,使系统泄压;控制器向卸荷阀输出卸荷压力控制信号,当第一液压泵的输出压力值小于卸荷压力控制信号值时,卸荷阀关闭,使系统压力持续升高;当第一液压泵的输出压力值大于卸荷压力控制信号值时,卸荷阀打开,使系统泄压;控制器输出不同的工作压力控制信号值和卸荷压力控制信号值,可以实现不同的系统压力,从而能够模拟不同的海水深度;
蓄能器用来平稳活塞式液压缸中活塞运动时输出的工作压力,第一截止阀能够使系统快速泄压。
当负载压力值达到控制器输出的工作压力控制信号值时,被测深海装备的液压系统仍能够正常运行,则说明深海装备的液压系统在该负载压力值下工作是可靠的。
一种上述的适用于深海装备液压系统的压力负载模拟系统的工作方法,与能够依靠改变排水体积实现上浮下潜运动的深海设备配合,具体为:
活塞位移传感器检测到活塞的位移,根据活塞的位移能够计算出进入或排出活塞式液压缸腔室的液压油体积,该体积即为深海装备液压系统正常工作所导致的深海装备的体积变化量,而深海装备的体积变化量与最大工作水深一一对应,因此,通过活塞位移能够推算出深海装备所处位置的海水深度,海洋中的海水深度和海水密度存在有一一对应关系,结合已获取到的海水密度数据,根据公式计算出该位置处的海水压力值:
p=ρgh (1)
其中,p为海水压力值,ρ为海水密度值,g为重力加速度值,h为海水深度值;
输入压力变送器能够检测到输入压力值,工作压力变送器能够检测到输出压力值,将海水压力值与输入压力值进行比较,若海水压力值大于输入压力值,则增大卸荷压力信号值;若海水压力值小于输入压力值,则减小卸荷压力信号值;通过对卸荷压力信号的动态调节,来控制卸荷阀工作;
将海水压力值与输出压力值进行比较,若海水压力值大于输出压力值,则增大工作压力信号值;若海水压力值小于输出压力值,则减小工作压力信号值;通过对工作压力信号的动态调节,来控制工作压力调节阀工作;
通过对卸荷阀和工作压力调节阀的控制,实现输出压力值的双闭环动态反馈控制,从而能够精确模拟海水压力随海水深度变化的非线性规律。
利用活塞式液压缸中活塞两侧接触液压油面积的不同,改变输入压力值与输出压力值之间的比例关系,可以利用较小的输入压力获得较大的输出压力;利用第一液压泵的压力补偿功能,能够提高活塞式液压缸中活塞运动时输出压力的稳定性。
一种适用于深海装备液压系统的压力负载模拟系统的工作方法,该被测的深海装备液压系统能够模拟排水体积变化以获取上升或下潜动力,具体为:
被测的深海装备液压系统包括三位三通换向阀、减压阀、第二液压泵、第二电机和第二单向阀,所述快换接头分别与所述第二单向阀和三位三通换向阀连接,三位三通换向阀通过减压阀分别与第四油箱和第二液压泵连接,第二液压泵与第二电机连接,第二液压泵与第二单向阀连接,可模拟排水体积变化以获取上升或下潜动力;
当排水体积需要增大时,被测的深海装备液压系统的第二液压泵将液压油从被测系统的第四油箱经过被测的深海装备液压系统的第二单向阀排出至活塞式液压缸;当排水体积需要减小时,液压油在活塞式液压缸提供的高压作用下,从活塞式液压缸经过三位三通换向阀和减压阀进入被测系统的第四油箱。
本发明中,未详尽之处,均可采用现有技术进行。
本发明的有益效果为:
本发明利用活塞式液压缸的腔室作为储存高压液压油的容器,可以模拟依靠体积变化获取动力的深海装备液压系统的负载;利用蓄能器补偿活塞式液压缸活塞运动时的压力变化量,能够获得稳定的工作压力;利用卸荷阀和工作压力调节阀同时控制工作压力,提高了控制精度。
本发明的活塞位移传感器检测到活塞的位移,通过活塞位移推算出深海装备所处位置的海水深度,结合已获取到的海水密度数据,可以计算出该位置处的海水压力值。输入压力变送器可以检测到输入压力值,工作压力变送器可以检测到输出压力值,将海水压力值与输入压力值进行运算,可以得到卸荷压力信号,用来控制卸荷阀工作。利用海水压力值与输出压力值进行运算,可以得到工作压力信号,用来控制工作压力调节阀工作。通过对卸荷阀和工作压力调节阀的控制,实现输出压力值的动态反馈控制,从而可以精确模拟海水压力随海水深度变化的非线性规律,更为接近海洋的真实情况。
本发明的系统可模拟的最大工作水深可达3000-10000m。
附图说明
图1为本发明的适用于深海装备液压系统的压力负载模拟系统的结构示意图一;
图2为图1中系统的工作压力控制流程图;
图3为本发明的适用于深海装备液压系统的压力负载模拟系统的结构示意图二;
图4为本发明的适用于深海装备液压系统的压力负载模拟系统的结构示意图三;
其中,1-活塞式液压缸,2-三位四通换向阀,3-工作压力表,4-工作压力变送器,5-快换接头,6-被测的深海装备液压系统,7-工作压力调节阀,8-第一截止阀,9-控制器,10-第一油箱,11-过滤器,12-第一电机,13-第一液压泵,14-第一单向阀,15-蓄能器,16-卸荷阀,17-节流阀,18-第二截止阀,19-输入压力变送器,20-输入压力表,21-第二油箱,22-活塞位移传感器,23-单作用液压缸,24-压力补偿式液压泵,25-三位三通换向阀,26-减压阀,27-第四油箱,28-第二液压泵,29-第二电机,30-第二单向阀,31-第三截止阀,32-第三油箱。
具体实施方式:
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述,但不仅限于此,本发明未详尽说明的,均按本领域常规技术。
实施例1:
一种适用于深海装备液压系统的压力负载模拟系统,如图1所示,包括活塞式液压缸1、三位四通换向阀2、工作压力表3、工作压力变送器4、快换接头5、工作压力调节阀7、控制器9、过滤器11、第一电机12、第一液压泵13、第一单向阀14、蓄能器15、卸荷阀16、节流阀17、输入压力变送器19、输入压力表20和活塞位移传感器22;
第一液压泵13通过过滤器11连接有第一油箱10,第一液压泵13与第一电机12连接,第一液压泵13经过第一单向阀14分别连接有蓄能器15、节流阀17、卸荷阀16和第一截止阀8,卸荷阀16和第一截止阀8均连接至第二油箱21,节流阀17经第二截止阀18分别与输入压力变送器19、输入压力表20和三位四通换向阀2连接,三位四通换向阀2与活塞式液压缸1连接,活塞位移传感器22与活塞式液压缸1连接并固定在活塞式液压缸1上,三位四通换向阀2经工作压力表3、工作压力变送器4、第三截止阀31分别连接快换接头5和工作压力调节阀7,工作压力调节阀7连接有第三油箱32,快换接头5连接有被测的深海装备液压系统6,上述连接均通过油管连接;
控制器9分别与工作压力调节阀7、卸荷阀16、输入压力变送器19、活塞位移传感器22和工作压力变送器4电连接,工作压力变送器4、输入压力变送器19和活塞位移传感器22检测到的数据输入到控制器9,控制器9向卸荷阀16输出卸荷压力信号、向工作压力调节阀7输出工作压力信号,控制活塞式液压缸1输出的压力,从而能够模拟不同的海水深度;
控制器9采用ARMCortexTM-M4处理器。
实施例2:
一种适用于深海装备液压系统的压力负载模拟系统,结构如实施例1所示,所不同的是,节流阀17为可调节流阀,能够调节进入活塞式液压缸的液压油的流量,从而匹配被测液压系统的流量;
三位四通换向阀2可控制活塞式液压缸1中活塞的运动方向,从而控制活塞式液压缸中两个腔室内部的液压油储量,方便测试系统使用;
第一液压泵13输出的液压油最大压力可达到31.5MPa,蓄能器15的最高工作压力可达到31.5MPa,卸荷阀16和工作压力调节阀7的最高调整压力为31.5MPa,活塞式液压缸1可承受的最大内压为31.5MPa,因此,系统可模拟的最大工作水深约为3000米。
实施例3:
一种适用于深海装备液压系统的压力负载模拟系统,如图3所示,结构如实施例2所示,所不同的是,活塞式液压缸为单作用液压缸23,第一液压泵为压力补偿式液压泵24,利用活塞式液压缸中活塞两侧接触液压油面积的不同,改变输入压力值与输出压力值之间的比例关系,可以利用较小的输入压力获得较大的输出压力;利用液压泵的压力补偿功能,能够提高活塞式液压缸中活塞运动时输出压力的稳定性。
单作用液压缸23的增压比为2:1~5:1,最大可实现40MPa至100MPa的压力模拟。
实施例4:
一种适用于深海装备液压系统的压力负载模拟系统,如图4所示,结构如实施例1所示,所不同的是,被测的深海装备液压系统6包括三位三通换向阀25、减压阀26、第二液压泵28、第二电机29和第二单向阀30,快换接头5分别与第二单向阀30和三位三通换向阀25连接,三位三通换向阀25通过减压阀26分别与第四油箱27和第二液压泵28连接,第二液压泵28与第二电机29连接,第二液压泵28与第二单向阀30连接。
实施例5:
一种适用于深海装备液压系统的压力负载模拟系统的工作方法,在第一电机12的作用下,第一液压泵13将液压油从第一油箱10经过过滤器11吸入,并依次经过第一单向阀14、节流阀17、第二截止阀18和三位四通换向阀2进入活塞式液压缸1的一个腔室,推动活塞式液压缸1的另一个腔室中的液压油依次经过三位四通换向阀2、第三截止阀31和快换接头5进入被测的深海装备液压系统6,对被测的深海装备液压系统6产生压力负载;
工作压力变送器4、输入压力变送器19和活塞位移传感器22检测到的数据输入到控制器9,控制器9向工作压力调节阀7输出工作压力控制信号,当负载压力值小于工作压力控制信号值时,工作压力调节阀7关闭,使系统压力持续升高;当负载压力值大于工作压力控制信号值时,工作压力调节阀7打开,使系统泄压;控制器9向卸荷阀16输出卸荷压力控制信号,当第一液压泵13的输出压力值小于卸荷压力控制信号值时,卸荷阀16关闭,使系统压力持续升高;当第一液压泵13的输出压力值大于卸荷压力控制信号值时,卸荷阀16打开,使系统泄压;控制器9输出不同的工作压力控制信号值和卸荷压力控制信号值,可以实现不同的系统压力,从而能够模拟不同的海水深度;
蓄能器15用来平稳活塞式液压缸1中活塞运动时输出的工作压力,第一截止阀8能够使系统快速泄压。
当负载压力值达到控制器9输出的工作压力控制信号值时,被测深海装备的液压系统6仍能够正常运行,则说明深海装备的液压系统6在该负载压力值下工作是可靠的。
实施例6:
一种适用于深海装备液压系统的压力负载模拟系统的工作方法,与能够依靠改变排水体积实现上浮下潜运动的深海设备配合,如图2所示,具体为:
活塞位移传感器22检测到活塞的位移,根据活塞的位移能够计算出进入或排出活塞式液压缸1腔室的液压油体积,该体积即为深海装备液压系统6正常工作所导致的深海装备的体积变化量,而深海装备的体积变化量与最大工作水深一一对应,因此,通过活塞位移能够推算出深海装备所处位置的海水深度,海洋中的海水深度和海水密度存在有一一对应关系,结合已获取到的海水密度数据,根据公式计算出该位置处的海水压力值:
p=ρgh (1)
其中,p为海水压力值,ρ为海水密度值,g为重力加速度值,h为海水深度值;
输入压力变送器19能够检测到输入压力值,工作压力变送器4能够检测到输出压力值,将海水压力值与输入压力值进行比较,若海水压力值大于输入压力值,则增大卸荷压力信号值;若海水压力值小于输入压力值,则减小卸荷压力信号值;通过对卸荷压力信号的动态调节,来控制卸荷阀工作;
将海水压力值与输出压力值进行比较,若海水压力值大于输出压力值,则增大工作压力信号值;若海水压力值小于输出压力值,则减小工作压力信号值;通过对工作压力信号的动态调节,来控制工作压力调节阀工作;
通过对卸荷阀16和工作压力调节阀7的控制,实现输出压力值的双闭环动态反馈控制,从而能够精确模拟海水压力随海水深度变化的非线性规律。
利用活塞式液压缸1中活塞两侧接触液压油面积的不同,改变输入压力值与输出压力值之间的比例关系,可以利用较小的输入压力获得较大的输出压力;利用第一液压泵的压力补偿功能,能够提高活塞式液压缸1中活塞运动时输出压力的稳定性。
实施例7:
一种适用于深海装备液压系统的压力负载模拟系统的工作方法,该被测的深海装备液压系统能够模拟排水体积变化以获取上升或下潜动力,具体为:
如图4所示,被测的深海装备液压系统6包括三位三通换向阀25、减压阀26、第二液压泵28、第二电机29和第二单向阀30,快换接头5分别与所述第二单向阀30和三位三通换向阀25连接,三位三通换向阀25通过减压阀26分别与第四油箱27和第二液压泵28连接,第二液压泵28与第二电机29连接,第二液压泵28与第二单向阀30连接,可模拟排水体积变化以获取上升或下潜动力;
当排水体积需要增大时,被测的深海装备液压系统6的第二液压泵28将液压油从被测系统的第四油箱27经过被测的深海装备液压系统的第二单向阀30排出至活塞式液压缸1;当排水体积需要减小时,液压油在活塞式液压缸1提供的高压作用下,从活塞式液压缸1经过三位三通换向阀25和减压阀26进入被测系统的第四油箱27。
以上所述是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,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种适用于深海装备液压系统的压力负载模拟系统,其特征在于,包括活塞式液压缸、三位四通换向阀、工作压力表、工作压力变送器、快换接头、工作压力调节阀、控制器、过滤器、第一电机、第一液压泵、第一单向阀、蓄能器、卸荷阀、节流阀、输入压力变送器、输入压力表和活塞位移传感器;
所述第一液压泵通过过滤器连接有第一油箱,第一液压泵与第一电机连接,第一液压泵经过第一单向阀分别连接有所述蓄能器、节流阀、卸荷阀和第一截止阀,所述卸荷阀和第一截止阀均连接至第二油箱,所述节流阀经第二截止阀分别与输入压力变送器、输入压力表和三位四通换向阀连接,所述三位四通换向阀与活塞式液压缸连接,所述活塞位移传感器与活塞式液压缸连接并固定在活塞式液压缸上,所述三位四通换向阀经工作压力表、工作压力变送器、第三截止阀分别连接快换接头和工作压力调节阀,所述工作压力调节阀连接有第三油箱,所述快换接头连接有被测的深海装备液压系统,上述连接均通过油管连接;
所述控制器分别与工作压力调节阀、卸荷阀、输入压力变送器、活塞位移传感器和工作压力变送器电连接。
2.根据权利要求1所述的适用于深海装备液压系统的压力负载模拟系统,其特征在于,所述活塞式液压缸为单作用液压缸,所述第一液压泵为压力补偿式液压泵。
3.根据权利要求2所述的适用于深海装备液压系统的压力负载模拟系统,其特征在于,所述单作用液压缸的增压比为2:1~5:1。
4.根据权利要求1所述的适用于深海装备液压系统的压力负载模拟系统,其特征在于,所述控制器采用ARMCortexTM-M4处理器。
5.根据权利要求1所述的适用于深海装备液压系统的压力负载模拟系统,其特征在于,所述被测的深海装备液压系统包括三位三通换向阀、减压阀、第二液压泵、第二电机和第二单向阀,所述快换接头分别与所述第二单向阀和三位三通换向阀连接,三位三通换向阀通过减压阀分别与第四油箱和第二液压泵连接,第二液压泵与第二电机连接,第二液压泵与第二单向阀连接。
6.一种权利要求1所述的适用于深海装备液压系统的压力负载模拟系统的工作方法,其特征在于,在第一电机的作用下,第一液压泵将液压油从第一油箱经过过滤器吸入,并依次经过第一单向阀、节流阀、第二截止阀和三位四通换向阀进入活塞式液压缸的一个腔室,推动活塞式液压缸的另一个腔室中的液压油依次经过三位四通换向阀、第三截止阀和快换接头进入被测的深海装备液压系统,对被测的深海装备液压系统产生压力负载;
工作压力变送器、输入压力变送器和活塞位移传感器检测到的数据输入到控制器,控制器向工作压力调节阀输出工作压力控制信号,当负载压力值小于工作压力控制信号值时,工作压力调节阀关闭,使系统压力持续升高;当负载压力值大于工作压力控制信号值时,工作压力调节阀打开,使系统泄压;控制器向卸荷阀输出卸荷压力控制信号,当第一液压泵的输出压力值小于卸荷压力控制信号值时,卸荷阀关闭,使系统压力持续升高;当第一液压泵的输出压力值大于卸荷压力控制信号值时,卸荷阀打开,使系统泄压;控制器输出不同的工作压力控制信号值和卸荷压力控制信号值,能够实现不同的系统压力,从而能够模拟不同的海水深度;
蓄能器用来平稳活塞式液压缸中活塞运动时输出的工作压力,第一截止阀能够使系统快速泄压。
7.根据权利要求6所述的适用于深海装备液压系统的压力负载模拟系统的工作方法,其特征在于,与能够依靠改变排水体积实现上浮下潜运动的深海设备配合,具体为:
活塞位移传感器检测到活塞的位移,根据活塞的位移能够计算出进入或排出活塞式液压缸腔室的液压油体积,该体积即为深海装备液压系统正常工作所导致的深海装备的体积变化量,而深海装备的体积变化量与最大工作水深一一对应,因此,通过活塞位移能够推算出深海装备所处位置的海水深度,海洋中的海水深度和海水密度存在有一一对应关系,结合已获取到的海水密度数据,根据公式计算出该位置处的海水压力值:
p=ρgh (1)
其中,p为海水压力值,ρ为海水密度值,g为重力加速度值,h为海水深度值;
输入压力变送器能够检测到输入压力值,工作压力变送器能够检测到输出压力值,将海水压力值与输入压力值进行比较,若海水压力值大于输入压力值,则增大卸荷压力信号值;若海水压力值小于输入压力值,则减小卸荷压力信号值;通过对卸荷压力信号的动态调节,来控制卸荷阀工作;
将海水压力值与输出压力值进行比较,若海水压力值大于输出压力值,则增大工作压力信号值;若海水压力值小于输出压力值,则减小工作压力信号值;通过对工作压力信号的动态调节,来控制工作压力调节阀工作;
通过对卸荷阀和工作压力调节阀的控制,实现输出压力值的双闭环动态反馈控制,从而能够精确模拟海水压力随海水深度变化的非线性规律。
8.一种权利要求5所述的适用于深海装备液压系统的压力负载模拟系统的工作方法,其特征在于,该被测的深海装备液压系统能够模拟排水体积变化以获取上升或下潜动力,具体为:
当排水体积需要增大时,被测的深海装备液压系统的第二液压泵将液压油从被测系统的第四油箱经过被测的深海装备液压系统的第二单向阀排出至活塞式液压缸;当排水体积需要减小时,液压油在活塞式液压缸提供的高压作用下,从活塞式液压缸经过三位三通换向阀和减压阀进入被测系统的第四油箱。
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