[发明专利]一种深水环境模拟试验台及深水环境模拟试验方法

说明书

本发明公开一种深水环境模拟试验台及深水环境模拟试验方法。模拟试验台包括试验舱主体、舱盖对中装置、舱盖锁紧环、加压装置、舱内试验部件搭载装置、试验台控制柜、试验台架以及伺服电机驱动装置。舱内试验部件搭载装置设于试验舱主体内，其试验部件安装架用于安装试验零部件，其带压力补偿的油箱和液压泵能够对动力运动部件进行打压试验，其耐高压灯、摄像头及传感器能对试验零部件在受压过程中的变化过程进行实时监测和数据采集，舱盖对中装置在试验台控制柜的控制下，实现自动化的试验舱盖对中合盖操作。

技术领域

本发明涉及深海采矿技术领域，尤其涉及一种深水环境模拟试验台及深水环境模拟试验方法。

背景技术

随着陆地矿产资源的日益枯竭，海洋资源越来越受到各国的重视，占地球表面71％的海洋蕴藏着丰富的矿产资源，是世界矿产资源的重要储备，现已探明具有商业开采价值的海洋矿产资源主要有多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物等，这些矿产资源大多存在深海底2000米到6000米的深海海底，在这样的水深下水下压力均大于等于20MPa。在这种高压装备下，用于勘探与开采深海资源的装备都需要能够承来自海水压力，在高水压环境下正常运行。这就需要深海装备的每个零部件都必须要有耐高压的能力。在深海设备研制生产的过程中，不可避免地要对设备零部件的耐压能力进行检测，以达到深海环境的要求。深水环境模拟试验台就是用于检测设备零部件耐压能力的试验平台。

现有高压模拟试验平台常常智能化与自动化水平都很低，现有的试验舱对试验零部件进行打压的过程通常为：将试验对象放置于试验舱内，然后用舱盖盖紧试验舱，通过高压泵向试验舱内注入水，直至舱内形成试验所需要的水压力，模拟深海底高压环境。试验完成后，泄压，开舱盖，取出试验对象，判断试验对象的耐压能力。但由于高压舱需要建立高压环境，舱壁厚，整个试验平台相当重，在试验舱合舱时舱盖很难对中，合舱相当困难，耗费的人力和时间都相当多。同时无法对试验零部件在受压过程中的变化过程进行实时监测，也不能对运动部件在高压环境下的动力学特性进行实时的采集分析。

综上所述，现有大型高压试验舱舱盖对中合盖困难，无法对试验零部件在受压过程中的变化过程进行实时监测，也不能对运动部件在高压环境下的动力学特性进行实时的采集分析，成了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种深水环境模拟试验台及深水环境模拟试验方法，旨在解决现有大型高压试验舱舱盖对中合盖困难的问题，并实现对试验零部件在受压过程中的变化过程进行实时监测。

为了实现上述目的，本发明提供一种深水环境模拟试验台，所述深水环境模拟试验台包括试验舱主体、试验舱盖、舱盖对中装置、舱盖锁紧环、加压装置、舱内试验部件搭载装置、试验台控制柜、试验台架和伺服电机驱动装置，其中，

所述试验舱主体为呈卧式放置的圆柱体空腔并安装在试验台架上，其一端开口以与所述试验舱盖相配合，其另一端封闭且安装有高压水密插座，所述试验舱主体内部设置有舱内滑道以用于安装所述舱内试验部件搭载装置，所述试验舱主体靠近其开口端设有排气阀，所述舱盖锁紧环安装在试验舱主体的开口边缘，所述舱盖锁紧环的外周装有激光接收器，所述试验舱盖的外周对应设有激光发射器；

所述试验舱盖通过所述舱盖对中装置安装在试验台架上，所述舱盖对中装置包括第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机、齿轮、第一丝杠滑轨、第二丝杠滑轨及第三丝杠滑轨，所述第一伺服电机与所述第一丝杠滑轨配合以驱动所述试验舱盖沿X方向左右滑动，所述第二伺服电机与所述第二丝杠滑轨配合以驱动所述试验舱盖沿Z方向上下滑动，所述第三伺服电机与所述第三丝杠滑轨配合以驱动所述试验舱盖沿Y方向前后滑动；

所述舱盖锁紧环的下部有锁紧环齿，用于与所述舱盖对中装置的齿轮啮合，所述第四伺服电机与齿轮连接以驱动齿轮转动，进而带动舱盖锁紧环旋转以打开或锁紧试验舱盖；

所述加压装置安装在试验舱主体的侧部；