深海装备压力补偿器及测试系统的设计

发布时间：2021-08-07 02:41

　　介绍了液压驱动的深海作业装备的具体工况,分析了深海作业装备要求液压系统进行压力补偿的特殊原因,对设计的滚动橡胶膜片式压力补偿器进行了受力分析,得出了影响补偿器压力稳定的因素,在理论分析的基础上对滚动橡胶膜片式压力补偿器进行了详细设计,阐述了该压力补偿器的机械结构、密封结构及工作机理,并介绍了压力补偿器应用母体之一的水下机器人;针对压力补偿器设计了配套的试验测试系统,该测试系统能够满足压力补偿器的保压测试、功能性测试等常规试验。 

【文章来源】：液压气动与密封. 2020,40(05)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

压力补偿器测试系统

图1所示为压力补偿器的简化结构图，包含了1壳体、2托盘、3滚动橡胶膜片、4活塞杆、5螺旋弹簧，托盘、滚动橡胶膜片和活塞杆通过螺纹紧固件及密封结构连接成为一个整体，本文将其称为滚动膜片总成。压力补偿器一般垂直放置，其顶部油口连接液压系统，图1所示的压力补偿器处于最大容积状态。假设海水压力为ps，压力补偿器容积侧的压力为pc，图示补偿器最大容积状态下弹簧的压缩量为Δx，研究滚动膜片总成向上移动Δs后的静态受力状态可得:式(1)中A1=1/4·πd12,A2=1/4·πd22

本文设计的压力补偿器结构如图2所示，包含1上端盖，2上罩壳，3上法兰，4下法兰，5下罩壳，6螺杆，7下端盖，8螺旋弹簧，9活塞杆，10活塞，11滚动橡胶膜片，12～16密封圈，17油位传感器，18连接座，19托盘以及螺纹紧固件。压力补偿器的总体结构是通过4根螺杆贯穿连接成为一个整体，上端盖和上罩壳之间通过12个螺栓连接，上罩壳、上法兰、下法兰之间通过12个螺栓连接。压力补偿器自身的密封结构包含了5道O形圈端面密封和滚动橡胶膜片处的密封，为确保密封的可靠性其密封结构全部采用端面密封的形式。滚动橡胶膜片作为压力补偿器的核心元件，它与法兰、罩壳、端盖、托盘、活塞及连接座配合形成密闭的容积，当压力补偿器通过上端盖上的充油口充油时，在油液压力的作用下滚动膜片总成将整体移动并压缩弹簧，与此同时将带动滚动橡胶膜片形成滚动，从而增大压力补偿器的容积，详见图3。压力补偿器上端盖处预留多个液压连接点和1个2 bar的溢流阀，压力补偿器还配备油位传感器，实时监测压力补偿器的油位，当油位异常时输出信号进行故障报警。图3 压力补偿器结构图(充油)

【参考文献】：
期刊论文
[1]深海载人潜水器滚动膜片式压力补偿器研究[J]. 刘浩,胡震,马岭,汤国伟,胡晓涵,韩俊.  哈尔滨工程大学学报. 2016(10)
[2]深水液压动力源压力补偿器研究[J]. 孟庆鑫,王茁,魏洪兴,张立勋.  船舶工程. 2000(02)

博士论文
[1]潜器外置设备液压系统的压力补偿研究[D]. 李延民.浙江大学 2005



本文编号：3326916