專利名稱：一種內(nèi)外壓力主動平衡艙的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平衡艙，具體涉及一種在液體壓力環(huán)境中營造氣體氛圍的壓力主動平衡艙。
背景技術(shù)：
我國的海洋石油資源豐富，隨著海洋資源的開發(fā)，海底石油管道、海洋鉆井平臺、跨海大橋等得到越來越多的應(yīng)用。在建造和維修這些水下構(gòu)件時，需要使用大量的潛水設(shè)備，而一些電氣設(shè)備如電機、電池等需要進行特殊的防水設(shè)計，以避免高壓水環(huán)境對這些設(shè)備造成不利影響。目前，隨著作業(yè)水深的增加，現(xiàn)有水下電氣設(shè)備的防水性能無法達到深水作業(yè)的要求，需要重新設(shè)計防水結(jié)構(gòu)，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有水下電氣設(shè)備的防水性能無法達到深水作業(yè)的要求，需要重新設(shè)計防水結(jié)構(gòu)，成本高的問題，進而提供一種內(nèi)外壓力主動平衡艙。本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種內(nèi)外壓力主動平衡艙包括艙體、控制器、電磁閥、高壓氣瓶和傳感器，控制器、電磁閥和傳感器設(shè)置在艙體內(nèi)，電磁閥和傳感器分別與控制器連接，高壓氣瓶設(shè)置在艙體外，并通過氣路與艙體內(nèi)腔連通。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果:1.本發(fā)明的艙內(nèi)通過高壓氣瓶填充氣體，艙外為液體環(huán)境，并由控制器發(fā)出指令，控制艙內(nèi)氣體壓力與液體環(huán)境壓力時刻相等，從而避免外界液體侵入艙內(nèi)，在液體環(huán)境中營造出氣體氛圍。以海洋設(shè)備為例，本發(fā)明能夠?qū)o防水性能的設(shè)備放置在艙內(nèi)，改裝后即可實現(xiàn)水下應(yīng)用；也可以將防水等級低的設(shè)備放置在艙內(nèi)從而提高防水等級，使之適用于水深更深的環(huán)境。無需重新設(shè)計防水結(jié)構(gòu)，降低30%-60%的成本。2.本·發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明控制器的流程圖。
具體實施例方式具體實施方式
一:結(jié)合I說明本實施方式，本實施方式的一種內(nèi)外壓力主動平衡艙包括艙體1、控制器2、電磁閥3、高壓氣瓶4和傳感器5，控制器2、電磁閥3和傳感器5設(shè)置在艙體I內(nèi)，電磁閥3和傳感器5分別與控制器2連接，高壓氣瓶4設(shè)置在艙體I外，并通過氣路與艙體I內(nèi)腔連通。本發(fā)明在實際使用時，根據(jù)不同的海洋環(huán)境，選擇不同的傳感器，該傳感器可靈活調(diào)整并安放位置。本發(fā)明的控制器2內(nèi)置軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)由傳感器獲取艙內(nèi)外壓力信息，經(jīng)過一定的算法處理，控制電磁閥的動作，自動實現(xiàn)向艙內(nèi)補氣或排氣操作。其中，控制器留有通訊接口，可根據(jù)需要，將艙內(nèi)設(shè)備狀態(tài)信息傳遞給其他計算機。本發(fā)明艙體I內(nèi)的設(shè)備可以是任何需要與水避免接觸同時對壓力不敏感的裝置，例如:電池、變壓器、相機、照明燈或焊絲盤。參考圖2，本發(fā)明控制器中軟件的流程是:當(dāng)艙外液體環(huán)境壓力發(fā)生變化時，其艙內(nèi)與艙外的壓力差由傳感器測量獲得，根據(jù)比較艙內(nèi)外壓力的大小決定開啟電磁閥進行補氣或排氣操作:當(dāng)艙外壓力減去艙內(nèi)壓力的壓力差大于設(shè)定范圍的最大值時，控制器輸出控制信號，打開電磁閥的補氣閥口、關(guān)閉排氣閥口，氣體由高壓氣瓶經(jīng)過電磁閥進入到艙體內(nèi)，從而提高艙內(nèi)壓力；當(dāng)艙外壓力減去艙內(nèi)壓力的壓力差小于設(shè)定值的最低值時，控制器輸出控制信號，打開電磁閥的排氣閥口、關(guān)閉補氣閥口，艙內(nèi)氣體經(jīng)電磁閥向外界液體環(huán)境排出，從而降低艙內(nèi)壓力。當(dāng)壓力差在設(shè)定范圍內(nèi)，控制器停止輸出控制信號，關(guān)閉電磁閥的補氣閥口和排氣閥口，維持艙內(nèi)壓力不變。采用這種方式，能夠?qū)⑴搩?nèi)外壓力差始終維持在設(shè)定范圍內(nèi)，達到艙內(nèi)氣體壓力與艙外液體環(huán)境壓力主動平衡，營造艙內(nèi)的氣體氛圍。艙內(nèi)的剩余空間可供其他設(shè)備使用，艙的大小也可根據(jù)實際安放的設(shè)備靈活選用。
具體實施方式
二:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的平衡艙還包括電機6，電機6設(shè)置在艙體I內(nèi)，所述電機6的輸出軸與艙體I的側(cè)壁之間動密封連接。如此設(shè)置，當(dāng)裝有電機的內(nèi)外壓力主動平衡艙在水下應(yīng)用時，由于艙內(nèi)壓力通過如具體實施方式
一所述的控制方法，實現(xiàn)艙內(nèi)壓力與外界水環(huán)境主動平衡，電機輸出軸與艙體側(cè)壁進行動密封能夠滿足擋水要求；而傳統(tǒng)的水下電機，其密閉外殼內(nèi)與外界環(huán)境壓力并不實時平衡，對動密封性能要求很高。故采用本發(fā)明的方式能夠降低成本，能夠?qū)⒉煌浪芰Φ脑O(shè)備在多種水深處應(yīng)用。其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的傳感器5為壓力傳感器、液位傳感器或位移傳感器。如此設(shè)置，便于根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境選擇不同的傳感器。其它組成和連接關(guān)系與具體實施 方式二相同。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)外壓力主動平衡艙，其特征在于:所述平衡艙包括艙體(I)、控制器(2)、電磁閥(3)、高壓氣瓶⑷和傳感器(5)，控制器(2)、電磁閥(3)和傳感器(5)設(shè)置在艙體(I)內(nèi)，電磁閥⑶和傳感器(5)分別與控制器⑵連接，高壓氣瓶⑷設(shè)置在艙體⑴外，并通過氣路與艙體(I)內(nèi)腔連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種內(nèi)外壓力主動平衡艙，其特征在于:所述平衡艙還包括電機(6),電機(6)設(shè)置在艙體⑴內(nèi)，所述電機(6)的輸出軸與艙體⑴的側(cè)壁之間動密封連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種內(nèi)外壓力主動平衡艙，其特征在于:所述傳感器(5)為壓力傳感器、 液位傳感器或位移傳感器。
全文摘要
一種內(nèi)外壓力主動平衡艙，它涉及一種在液體壓力環(huán)境中營造氣體氛圍的壓力主動平衡艙。本發(fā)明為了解決現(xiàn)有水下電氣設(shè)備的防水性能無法達到深水作業(yè)的要求，需要重新設(shè)計防水結(jié)構(gòu)，成本高的問題。本發(fā)明的控制器(2)、電磁閥(3)和傳感器(5)設(shè)置在艙體(1)內(nèi)，電磁閥(3)和傳感器(5)分別與控制器(2)連接，高壓氣瓶(4)設(shè)置在艙體(1)外，并通過氣路與艙體(1)內(nèi)腔連通，電機(6)設(shè)置在艙體(1)內(nèi)，所述電機(6)的輸出軸與艙體(1)的側(cè)壁之間動密封連接。本發(fā)明的成本降，能夠?qū)⒉煌浪芰Φ脑O(shè)備在多種水深處進行應(yīng)用。本發(fā)明適用于水下作業(yè)。
文檔編號B63G8/26GK103231791SQ201310182000
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月16日
發(fā)明者高洪明, 李海超, 李凱 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)