水下启闭舱口盖悬浮泥沙模拟环境试验系统及试验方法
阅读说明：本技术 水下启闭舱口盖悬浮泥沙模拟环境试验系统及试验方法 (Simulation environment test system and test method for suspended sediment of underwater opening and closing hatch cover ) 是由 赵飞虎 许可 宋强 于 2021-10-08 设计创作，主要内容包括：水下启闭舱口盖悬浮泥沙模拟环境试验系统及试验方法,包括水箱,水箱的顶面安装有搅拌器,搅拌器的螺旋桨伸入至水箱内部,水箱内部充满水,并配置有泥沙,启动搅拌器在螺旋桨的作用下泥沙颗粒悬浮分布于水箱内部；水箱的内部还安装有筒体,筒体的底部配合安装有盖板,盖板通过摆臂与启闭摆动缸连接,启闭摆动缸的基座安装在筒体上,通过控制启闭摆动缸的转动实现盖板的开启或关闭动作；筒体的顶部中心位置开有孔,孔处安装有过渡接头,过渡接头依次通过管路串联有截止阀和空气压缩机；筒体内部还安装有锁紧机构；在试验室平台条件下运行,开展水下启闭舱口盖的悬浮泥沙环境适应性试验,并以密封圈的气密压力值作为试验考核指标。(The underwater opening and closing hatch cover suspended sediment simulation environment test system comprises a water tank, wherein a stirrer is installed on the top surface of the water tank, a propeller of the stirrer extends into the water tank, the water tank is filled with water and is provided with sediment, and sediment particles are suspended and distributed in the water tank by starting the stirrer under the action of the propeller; the water tank is internally provided with a cylinder body, the bottom of the cylinder body is provided with a cover plate in a matching way, the cover plate is connected with the opening and closing oscillating cylinder through a swing arm, a base of the opening and closing oscillating cylinder is arranged on the cylinder body, and the opening or closing action of the cover plate is realized by controlling the rotation of the opening and closing oscillating cylinder; a hole is formed in the center of the top of the cylinder body, a transition joint is mounted at the hole, and the transition joint is connected with a stop valve and an air compressor in series through a pipeline in sequence; a locking mechanism is also arranged in the cylinder body; the device runs under the condition of a platform of a test room, carries out the suspended sediment environment adaptability test of the underwater opening and closing hatch cover, and takes the airtight pressure value of the sealing ring as a test check index.)
技术领域
本发明涉及水下启闭舱口盖技术领域，尤其是一种水下启闭舱口盖悬浮泥沙模拟环境试验系统及试验方法。
背景技术
随着海洋工程技术不断地发展，水下平台对于干湿转换技术的需要也在日益提高，水下启闭舱口盖作为干湿转换舱的关键部件，其功能是否可靠直接决定了干湿转换作业任务能否顺利完成。
与理想状态不同，在实际工程应用中海水中(特别是在近海底面)存在着悬浮泥沙，舱口盖在开启、关闭的过程中悬浮泥沙不可避免地进入舱口盖的密封面，若密封结构不能适应泥沙颗粒的存在，则可能导致密封失效进而无法完成干湿转换作业流程，因此测试水下启闭舱口盖密封结构对于悬浮泥沙的适应效果是工程应用前必须解决的技术问题。在海洋环境中直接进行水下启闭舱口盖的悬浮泥沙环境适应性试验是最为直观的，但是采用海试的方法不仅会对试验系统的搭建带来诸多技术困难，而且需要大量的人力、物力以及费用支出。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的水下启闭舱口盖悬浮泥沙模拟环境试验系统及试验方法，从而在试验室平台条件下运行，开展水下启闭舱口盖的悬浮泥沙环境适应性试验，并以密封圈的气密压力值作为试验考核指标。
本发明所采用的技术方案如下：
一种水下启闭舱口盖悬浮泥沙模拟环境试验系统，包括水箱，所述水箱的顶面安装有搅拌器，所述搅拌器的螺旋桨伸入至水箱内部，水箱内部充满水，并配置有泥沙，启动搅拌器在螺旋桨的作用下泥沙颗粒悬浮分布于水箱内部；
水箱的内部还安装有筒体，筒体的底部配合安装有盖板，所述盖板通过摆臂与启闭摆动缸连接，启闭摆动缸的基座安装在筒体上，通过控制启闭摆动缸的转动实现盖板的开启或关闭动作；
筒体的顶部中心位置开有孔，孔处安装有过渡接头，所述过渡接头依次通过管路串联有截止阀和空气压缩机；
筒体内部还安装有锁紧机构；
所述锁紧机构的结构为：
包括固定在盖板内侧的两个滑动支座，还包括位于两个滑动支座的轴板，所述轴板呈“十”字型结构，所述轴板的底部连接锁紧摆动缸，同时锁紧摆动缸安装在盖板内侧中心轴线处，所述轴板的两端分别通过销轴连接有连杆，所述连杆的外侧通过同样的销轴连接锁紧销，锁紧销安装在滑动支座的内孔中，且锁紧销沿着滑动支座进行直线移动。
所述盖板上开有凹槽，所述凹槽内安装有密封圈。
所述过渡接头与截止阀之间的管路上安装压力表，压力表检测盖板内侧的压力。
所述滑动支座与盖板的内侧面焊接。
所述滑动支座的截面呈“T”字型结构。
所述筒体的内壁面设置有与锁紧销配合的凹坑。
一种水下启闭舱口盖悬浮泥沙模拟环境试验系统的试验方法，包括如下操作方法：
第一步：在水箱内部加入水，并配置泥沙；
第二步：启动搅拌器，让泥沙颗粒悬浮分布于水箱中；
第三步：启动锁紧摆动缸工作；
第四步：操控锁紧摆动缸转动，驱动锁紧销与筒体内部的凹坑脱离，解锁盖板；
第五步：操控启闭摆动缸转动，开启盖板，并保持开盖状态；
第六步：开盖状态下的时间以模拟实际作业状态，关闭并锁紧盖板状态下的时间，用于模拟干湿转换作业任务中舱口盖的完整工作过程；
第七步：驱动搅拌器停止工作；
第八步：待水箱中水静止后，开启截止阀，并启动空气压缩机，当压力表读数达到预定值后，关闭截止阀并使空气压缩机停止；
第九步：保压30-60分钟后，观察压力表压力值是否下降以及水箱中是否有气泡冒出，以此判断盖板的密封圈密性是否完好；
第十步：按照上述试验操作流程，开展多次重复的盖板启闭锁紧功能与密性考核试验，以验证水下启闭舱口盖在悬浮泥沙环境中的适应性和可靠性。
本发明的有益效果如下：
本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过可模拟干湿转换舱所处海洋环境的悬浮泥沙状态，在该环境中模拟舱口盖的启闭、锁紧与解锁动作，并在此基础上进行舱口盖的密封性能考核试验，以测试水下启闭舱口盖在悬浮泥沙环境中的适应性和可靠性。本系统可在试验室平台条件下运行，可模拟不同海洋区域悬浮泥沙的比例并开展悬浮泥沙环境适应性试验以及长期的可靠性考核试验，相对于直接海试不仅降低了额外的技术难度，同时大大降低了试验成本。
本发明主要用于模拟水下悬浮泥沙环境并测试在该环境中舱口盖启闭后的密封性能，从而支撑水下启闭舱口盖的工程应用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明锁紧机构的结构示意图。
其中：1、水箱；2、搅拌器；3、筒体；4、盖板；5、锁紧机构；6、密封圈；7、摆臂；8、启闭摆动缸；9、过渡接头；10、压力表；11、截止阀；12、空气压缩机；
501、轴板；502、锁紧摆动缸；503、滑动支座；504、锁紧销；505、连杆；506、销轴。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1和图2所示，本实施例的水下启闭舱口盖悬浮泥沙模拟环境试验系统，包括水箱1，水箱1的顶面安装有搅拌器2，搅拌器2的螺旋桨伸入至水箱1内部，水箱1内部充满水，并配置有泥沙，启动搅拌器2在螺旋桨的作用下泥沙颗粒悬浮分布于水箱1内部；
水箱1的内部还安装有筒体3，筒体3的底部配合安装有盖板4，盖板4通过摆臂7与启闭摆动缸8连接，启闭摆动缸8的基座安装在筒体3上，通过控制启闭摆动缸8的转动实现盖板4的开启或关闭动作；
筒体3的顶部中心位置开有孔，孔处安装有过渡接头9，过渡接头9依次通过管路串联有截止阀11和空气压缩机12；
筒体3内部还安装有锁紧机构5；
锁紧机构5的结构为：
包括固定在盖板4内侧的两个滑动支座503，还包括位于两个滑动支座503的轴板501，轴板501呈“十”字型结构，轴板501的底部连接锁紧摆动缸502，同时锁紧摆动缸502安装在盖板4内侧中心轴线处，轴板501的两端分别通过销轴506连接有连杆505，连杆505的外侧通过同样的销轴506连接锁紧销504，锁紧销504安装在滑动支座503的内孔中，且锁紧销504沿着滑动支座503进行直线移动。
盖板4上开有凹槽，凹槽内安装有密封圈6。
过渡接头9与截止阀11之间的管路上安装压力表10，压力表10检测盖板4内侧的压力。
滑动支座503与盖板4的内侧面焊接。
滑动支座503的截面呈“T”字型结构。
筒体3的内壁面设置有与锁紧销504配合的凹坑。
本实施例的水下启闭舱口盖悬浮泥沙模拟环境试验系统的试验方法，包括如下操作方法：
第一步：在水箱1内部加入水，并配置泥沙；
第二步：启动搅拌器2，让泥沙颗粒悬浮分布于水箱1中；
第三步：启动锁紧摆动缸502工作；
第四步：操控锁紧摆动缸502转动，驱动锁紧销504与筒体3内部的凹坑脱离，解锁盖板4；
第五步：操控启闭摆动缸8转动，开启盖板4，并保持开盖状态；
第六步：开盖状态下的时间以模拟实际作业状态，关闭并锁紧盖板4状态下的时间，用于模拟干湿转换作业任务中舱口盖的完整工作过程；
第七步：驱动搅拌器2停止工作；
第八步：待水箱1中水静止后，开启截止阀11，并启动空气压缩机12，当压力表10读数达到预定值后，关闭截止阀11并使空气压缩机12停止；
第九步：保压30-60分钟后，观察压力表10压力值是否下降以及水箱1中是否有气泡冒出，以此判断盖板4的密封圈6密性是否完好；
第十步：按照上述试验操作流程，开展多次重复的盖板4启闭锁紧功能与密性考核试验，以验证水下启闭舱口盖在悬浮泥沙环境中的适应性和可靠性。
本发明的主要结构和功能如下：
主要包括水箱1、搅拌器2、筒体3、盖板4、锁紧机构5、密封圈6、摆臂7、启闭摆动缸8、过渡接头9、压力表10、截止阀11和空气压缩机12，
其中锁紧机构5包括轴板501、锁紧摆动缸502、滑动支座503、锁紧销504、连杆505和销轴506。
搅拌器2安装在水箱1顶部，在水箱1内部充满水并且按照比例要求配置了一定量的泥沙，启动搅拌器2在螺旋桨的作用下泥沙颗粒悬浮分布于水箱1内部；
筒体3安装在水箱1的内部，盖板4通过摆臂7与启闭摆动缸8连接，密封圈6安装于盖板4的凹槽内，启闭摆动缸8的基座安装在筒体3上，通过控制启闭摆动缸8的转动可实现舱口盖的开启或关闭动作；过渡接头9安装在筒体3顶部的开孔处，依次通过管路与截止阀11和空气压缩机12连接，并在过渡接头9与截止阀11之间的管路上安装压力表10，用于检测盖板4内侧的压力。
滑动支座503焊接与盖板4内侧，锁紧摆动缸502安装在盖板4内部轴线处，并且锁紧摆动缸502的出轴端与锁紧轴板501固连；锁紧销504安装在滑动支座503的内孔中，且锁紧销504可沿着滑动支座503进行直线移动，当锁紧销504伸出至筒体3的凹坑中时即实现了盖板4的锁紧动作，当锁紧销504回缩后即实现了解锁动作；连杆505一端通过销轴506与锁紧轴板501铰接，另一端通过销轴506与锁紧销504铰接；控制锁紧摆动缸502正反转可实现锁紧销504往复指向移动，从而完成盖板4的锁紧与解锁动作。
实际工作过程中：
启动搅拌器2、待泥沙颗粒悬浮分布于水箱1中后，操控锁紧摆动缸502转动、解锁盖板4，操控启闭摆动缸8转动、开启盖板4，并保持开盖状态一定时间以模拟实际作业状态，关闭并锁紧盖板4，该过程用于模拟干湿转换作业任务中舱口盖的完整工作过程。
使搅拌器2停止、待水箱1中水静止后，开启截止阀11并启动空气压缩机12，当压力表10读数达到预定值后，关闭截止阀11并使空气压缩机12停止。保压一定时间后，观察压力表10压力值是否下降以及水箱1中是否有气泡冒出，以此判断盖板4的密封圈6密性是否完好。
按照上述试验操作流程，开展多次重复的盖板4启闭锁紧功能与密性考核试验，以验证水下启闭舱口盖在悬浮泥沙环境中的适应性和可靠性。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种海上单点系泊更换维修方法