[发明专利]一种模拟海水压力能作业设备的实验装置

说明书

本发明属于海洋船舶领域，并公开了一种模拟海水压力能作业设备的实验装置。该装置包括齿轮泵、变量马达和定量泵，齿轮泵从油箱中吸入油并赋予压力模拟高压海水进入变量马达；变量马达利用入口和出口两端的油压差驱动定量泵，模拟海水压力能作业设备利用海水压力驱动负载；定量泵从油箱中吸入油，使得油在定量泵和油箱中循环，以此模拟负载；溢流阀调节齿轮泵与所变量马达之间的压力，模拟不同深度的海水压力；比例压力阀调节变量马达出口端与油箱之间的压力，用于模拟耐压空腔内压力的变化。通过本发明，真实模拟用海水压力能驱动作业的设备，实现海水压力能、模拟负载、耐压空腔压力与变量马达转速的控制，结构简单，易于制造。

技术领域

本发明属于海洋船舶领域，更具体地，涉及一种模拟海水压力能作业设备的实验装置。

背景技术

如今，濒临海洋的大多数国家正在加快开发海洋资源的步伐，越来越多的深海作业设备研发成功并投入使用。从供电方式上深海作业设备分脐带式电缆供电和大容量电池供电两种，一种是脐带式电缆供电方式，一般通过电缆从水面的布放船上给深海作业设备供电，这种方式能保证作业设备充足的动力，且易从布放船上控制，但是造价高，设备复杂，对布放船只要求高，同时也有脐带电缆缠绕的问题，另一种采用大容量电池为作业设备供电的方式，作业设备自带蓄电池组，摆脱电缆的束缚，扩大了活动范围，但是会存在以下问题：一是深海常用的银锌蓄电池在水下会析出一些可燃的气体，比如氢气等，当析气量到一定程度时可能会发生爆炸；水下锂电池组则发热量很不好控制，特别是大功率锂电池，当积聚的热量大到一定程度导致电池温度高时，会严重影响电池性能甚至发生爆炸；二是在深海高压的工作环境下，电池组供电方式对海水渗漏的抵抗性很低，当电池组发生海水渗漏时，后果比较严重。

静水压力能作为海底高压海水天然具备的一种清洁可再生能源，节能环保，在某些特定用途中，用于驱动海底作业设备时相比较传统的供能手段具有一定的优势，比如可以省去电机、液压泵、大容量电池及变配电设备等装置，大大简化结构，提高可靠性及效率，大幅降低成本，所以近年来采用海水压力能作为驱动能源的作业设备越来越受到关注。

ZL201610497832.8是利用海底压力能的储水发电系统，该发明专利涉及的系统利用的是深海海底海水压力能驱动发电机组装置进行发电，将一个大容积的耐压容器沉入深海海底，利用深海环境与耐压容器之间的水压差，驱动海水液压马达转动，并带动同轴的直流发电机输出电能，供深海勘探装备使用。该专利涉及的系统驱动的负载是发电机组，系统要求马达近乎恒定转动，带动发动机组输出稳定的电能；ZL200910098770.3是利用静水压力驱动的沉积物取样器，该发明专利涉及的系统驱动的负载是取样器装置，用于海底各类软岩层钻探取芯，如沉积物、土壤、冻土、冰等。驱动活塞运动带动冲击锤下落打击取样管，使取样管插入沉积物一定深度取出样本。该专利中涉及的负载大小随着沉积物阻力的变化而变化，系统要求取样管的运动速度保持稳定；ZL201710875167.6采用海水压力能驱动的静力触探器，该发明专利涉及的系统驱动的负载是触探头的触探杆，变量马达带动主动轮转动，再带动从动轮转动，主动轮与从动轮相配合通过摩擦力带动触探杆上下移动；此专利涉及的系统用于海底土层的试验，确定土层的某些基本物理特性，该专利中涉及的负载大小随着土层阻力的变化而变化，系统要求触探杆的运动速度保持稳定。

对于以上这些在深海环境利用海水压力能作业的设备，在真正投入深海使用之前，很有必要设计一种实验室模拟海水压力能作业设备的实验装置，对于模拟海水压力能作业设备的运行过程的设计与研究。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种模拟海水压力能作业设备的实验装置，通过对关键组件齿轮泵和定量泵的设定，其中通过齿轮泵赋予油箱中油压力，使得变量马达入口和出口端形成油压力差，以此模拟海水压力，另外通过定量泵使得油在定量泵与油箱中循环，以此模拟海水压力能作业设备一端的负载，以此实现对海水压力能设备的模拟。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种模拟海水压力能作业设备的实验装置，该装置包括齿轮泵、变量马达和定量泵，其中：