CN211148096U - 一种保压舱压力补偿结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种保压舱压力补偿结构，属于保压取芯设备技术领域，包括反应釜和压力舱，所述反应釜通过管道与压力舱相连，管道上设有电磁阀或活塞，当压力舱内压力低于预设值时，电磁阀打开；当压力舱内压力大于或等于预设值时，电磁阀关闭；活塞面向反应釜侧的面积大于面向压力舱侧的面积。本实用新型可用于对压力舱进行补压，利于保证保压效果，对深海沉积物保压取芯具有重要意义。

Description

一种保压舱压力补偿结构

技术领域

本实用新型涉及保压取芯设备技术领域，尤其涉及一种保压舱压力补偿结构。

背景技术

海底钻机在深海获取样品后，需要保真舱保压控制装置在原位环境对样品进行保压密封。在深海沉积物保压取芯过程中，由于密封手段不完善、装配不精确、钻机内外压差改变等问题，保真舱难免发生泄漏。此时，压力补偿尤为重要。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种保压舱压力补偿结构，便于对压力舱进行补压，对深海沉积物保压取芯具有重要意义。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种保压舱压力补偿结构，包括反应釜和压力舱，所述反应釜通过管道与压力舱相连，所述压力舱内设有压力传感器。

其中，管道上设有电磁阀。

或者，反应釜与压力舱间设有活塞。

进一步的，所述活塞部分位于所述管道中，部分位于反应釜中。

进一步地，所述活塞面向反应釜侧的面积大于面向压力舱侧的面积。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型能用于对压力舱进行补压，利于保证保压效果，对深海沉积物保压取芯具有重要意义。

附图说明

图1是实施例一的结构示意图；

图2是试验用压力舱的结构示意图；

图3是实施例二的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。

实施例一

如图1所示，本实用新型实施例公开的保压舱压力补偿结构，包括反应釜2和压力舱1，反应釜2通过管道3与压力舱1相连，管道3上设有电磁阀4。其中，压力舱1内设有压力传感器，反应釜2上设有压力表5。

本实施例的使用方法如下：

方式一：反应釜2内放置有过氧化钠，压力舱1内有液态水。当检测到压力舱1内的压力小于预设值时，电磁阀4打开，压力舱1内的水经管道3进入反应釜2内，与反应釜2内的过氧化钠发生反应生成氧气，使反应釜2内的压力增大，氧气经管道3进入压力舱1内，使压力舱1内压增高，当压力舱1内压达到预设值时，电磁阀4关闭，切断氧气和水流通路，反应釜2内停止反应，同时使压力舱1内压力保持稳定。

方式二：反应釜2内放置有过氧化钠，当检测到压力舱1内的压力小于预设值时，通过反应釜2的进液口向反应釜2加入液态水，液态水与反应釜2内的过氧化钠发生反应生成氧气，使反应釜2内的压力增大；打开电磁阀4，氧气经管道3进入压力舱1内，使压力舱1内压增高，当压力舱1内压达到预设值时，电磁阀4关闭，切断氧气通路，同时停止向反应釜2内注入水，反应釜2内停止反应。

方式三：反应釜2内放置有盐酸，压力舱1有碳酸钠水溶液。当检测到压力舱1内的压力小于预设值时，电磁阀4打开，压力舱1内的碳酸钠水溶液经管道3进入反应釜2内，与反应釜2内的盐酸发生反应生成二氧化碳，使反应釜2内的压力增大，二氧化碳经管道3进入压力舱1内，使压力舱1内压增高，当压力舱1内压达到预设值时，电磁阀4关闭，切断通路，反应釜2内停止反应，同时使压力舱1内压力保持稳定。

本实用新型的增压方式可以应用于取芯器保压舱保压特性试验平台中为测试舱提供高压环境。具体如图2所示，压力舱1包括筒体11、用于密封筒体11上端的上端密封装置和用于密封筒体11下端的下端密封装置。

上端密封装置包括上端堵头12，上端堵头12与筒体11螺纹连接，上端堵头12上预留有连通筒体11内部的介质通道15，介质通道15外接外部液压源。

下端密封装置包括翻板阀。翻板阀通过弹簧6、安装环7和外螺纹部件17固定在筒体11内；阀座51底面与外螺纹部件17相抵，外螺纹部件17与筒体11内壁螺纹连接。

弹簧6压缩在阀瓣52与安装环7之间，筒体11内壁有用于抵持安装环7的内台阶16，弹簧6上端顶在安装环7上使安装环7抵持在内台阶16上，弹簧6下端顶在阀瓣52上给阀瓣52提供初始密封压力，阀座51与筒体11间设有密封圈。

上端堵头12和外螺纹部件17与筒体11内壁间均采用密封圈14加装挡圈形成密封。密封圈14采用聚氨酯密封圈，可耐高温高压。

该结构可以用于测试保压舱内翻板阀的应变，验证不同结构、不同形状的翻板阀的保压能力。

外螺纹部件17中空，利用3D激光传感器可从该中空部分对阀瓣52的外表面进行三维激光扫描，测量阀瓣52外表面的三维应变。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于：如图3所示，本实施例保压舱压力补偿结构，包括反应釜2和压力舱1，反应釜2通过管道3与压力舱1相连，管道3内设有活塞8，活塞8起到隔离气液的作用。

本实施例可利用化学反映反应的气体推动活塞来改变压力舱1的有效容积来进行补压。

本实施例的使用方法如下：

方式一：当压力舱1内的压力小于预设值时，启动反应釜2内的电解水反应，电解水反应产生氧气和氢气，使反应釜2内压力增大进而推动活塞8向压力舱1侧移动，使压力舱1的有效容积减小，从而增加内压。电解水反应通过控制用电功率来补偿压力。

方式二：反应釜2放有NH₃、SO₃、N₂O₄中的一种，当压力舱1内的压力减小到一定程度时，活塞8向压力舱1内移动一端距离，同时导致反应釜2内降低压强，使以下可逆反应的平衡向左移动，从而使得反应釜2内压力继续增加，继续推动活塞8向压力舱1侧移动，使压力舱1的有效容积减小，从而增加内压。如果依然补不够的话，则对反应釜2内的气体进行加热，使活塞8继续向压力舱1侧移动。

这些可逆反应在压强一定的时候，平衡是稳定的。在反应在平衡状态下，如反应前后气体体积不等,改变压强会打破原平衡。减小压强，反应会向气体体积增大的方向进行，从而实现对保压舱侧的压力补偿。

本实施例只例举了以上三种可逆反应。但实际运用中，如压强减小，平衡向气体体积增大方向移动的可逆反应均可运用于对保压舱压力进行补偿。

由于采用平衡移动原理，该补偿方法不能完全维持保压舱原始压力，只是可以在一定程度上减缓压力下降。如需完全保压，还需设计PID温度控制模块，来对反应釜内的可逆反应进行温度控制，精准控制平衡移动，实现压力的100％智能补偿。

本实施例中气液采用活塞8隔离，活塞8两侧面积不等为佳，将气体侧活塞面积设计得更大，以放大气体侧的压强。如图3所示，活塞8面向反应釜2侧的面积大于面向压力舱1侧的面积。

本实用新型中高压容器可以安全使用，而且对于减少反应釜的成本有较大意义。

本实用新型可用于对压力舱进行主动补压，能实现反馈调节，利于保证取芯器的保压效果，对深海沉积物保压取芯具有重要意义。

当然，本实用新型还可有其它多种实施方式，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种保压舱压力补偿结构，其特征在于：包括反应釜和压力舱，所述反应釜通过管道与压力舱相连，所述压力舱内设有压力传感器。

2.根据权利要求1所述的保压舱压力补偿结构，其特征在于：管道上设有电磁阀。

3.根据权利要求1所述的保压舱压力补偿结构，其特征在于：反应釜与压力舱间设有活塞。

4.根据权利要求3所述的保压舱压力补偿结构，其特征在于：所述活塞部分位于所述管道中，部分位于反应釜中。

5.根据权利要求3或4所述的保压舱压力补偿结构，其特征在于：所述活塞面向反应釜侧的面积大于面向压力舱侧的面积。

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