一种深海气密采水器的高压仓密封性能检测试验研究

深海海水中的气体研究是当前海洋科学研究的前沿课题,浙江大学流体传动及控制国家重点实验室研制开发出一套新型深海气密采水器,经过海上试验验证其密封性能优于非气密性采水器。但是对于其密封性能,并未给出严格的证明。论文通过理论分析设计出严格模拟海上试验环境的高压仓密封性检测试验,证明了该气密采水器回收过程中气密性能良好,有力验证了该气密采水器的可行性和可靠性并为其进一步改进提供依据和参考。     

基于LabVIEW的深海气密采水器测控系统

现有常规CTD采水器测控系统自动化程度低、操作复杂.为此,基于LabVIEW软件开发了深海气密采水器测控系统,研究温度、盐度和深度测量原理,进行测控系统的硬、软件设计.2009年该测控系统在我国"海洋四号"科考船"HY4-2009-2"航次中成功应用,在中国海南试验中实现对深海气密采水器的快速、精确控制,并实时进行温度、盐度和深度等参数的采集、处理、显示和存储.海上试验表明,该测控系统具有测量与控制精度高、运行稳定可靠、自动化程度高、操作简便等特点,获得科研人员较好评价.该方法可推广到其他海洋仪器、设备的测控系统中应用.     

一种深海原位激光修复用气体流量控制阀设计与分析

深海原位激光修复可以实现重大深海设施的原位增材修复，具有重要的战略意义与广阔的应用前景。在分析深海原位激光修复用送粉系统工作原理的基础上，设计了一种水深自适应气体流量控制阀。通过海水压力的反馈与弹簧压缩量的调整，实现节流模块阀口压差的稳定控制，保证气体流量稳定；通过可变开度的节流模块，实现气体流量的连续调节。首先，对水深自适应气体流量控制阀的结构及工作原理进行详细设计；接着，对流量控制阀的减压模块阀芯进行静力平衡建模，揭示气体压力调节机制。对节流模块的阀口流量进行建模，说明流量调控原理；最后，开展仿真分析，研究水深自适应气体流量控制阀在激光熔覆过程中气体流量控制的稳定性以及气体流量的调控效果。开展流量控制阀在海水环境压力小范围变化与大范围变化时，气体流量变化的仿真分析。研究结果表明，设计的流量控制阀可以实现流量的连续稳定控制，在深海原位激光修复用送粉系统中具有明显的应用前景。     

进样泵在海水气体水下气相色谱原位测试系统中应用

海水中的标志性气体是追索海洋物理、化学和生物过程变化的有效示踪剂。水下气相色谱原位气体测试系统有望成为一种有效的深海气体原位检测技术,能在水下对深海中的多种溶解性气体进行准确的原位检测。进样泵是水下气相色谱原位气体测试系统的一个重要部件,阐述了进样泵耐压壳体的计算模型,仿真分析了压力储备对不同布放深度下壁厚的影响。     

直浸式直流无刷电机在深海液压系统中的应用

通过对深海环境下直流电机一些特殊要求的分析,阐述了直浸式直流无刷电机的基本构成;利用电机内部充油平衡海水压力的自动补偿技术解决了其在深水中工作所遇到的高压、密封和工作水深等困难,增强了电机在深海环境下的适用性;提出一种简单可靠的深海电机密封结构,并经过试验验证了理论设计的合理性.     

气密采水器测控系统设计

为了获取指定海水垂直剖面的水样及对应的温盐深参数,以便于分析海水成分来探索天然气水合物,利用LABVIEW图形化编程软件开发出气密采水器的测控系统,能够实现精确采样,并通过滤波等方法有效过滤掉CTD采集的错误数据,经过湖试来验证了该测控系统的可行性和有效性。     

一种自动上浮式定深采水装置的设计

设计了一种可以用于湖泊、河流、海洋等水域的带自动上浮功能的定深采水装置。该采水装置通过压力传感器来测量装置所处的水下深度，装置的外壳设置有气体存储罐及负压采水袋，通过内置的以单片机为核心的控制单元来实现预设深度的水样采集、气体释放和自动上浮。     

深海原位保压取样装置设计及性能研究

针对深海浮游生物的取样需求,设计了一种高通量的深海压力补偿取样装置,装置包括深海泵总成、自适应压力平衡过滤取样装置、压力补偿装置以及检测控制系统等。仿真分析了硬度90 HA的O形密封圈,在安装压缩率22%、60 MPa的密封环境下的密封压力69.2 MPa,满足密封需求;通过磁力扭矩实验发现,扭矩0.2 N·m时密封舱壁厚7 mm,满足传动及耐压性能的要求;60 MPa高压舱试验中深海泵总成的耐压、密封性能良好;建立了取样装置的压力补偿物理模型。仿真研究表明,公称体积1 L、壁厚25 mm、预充压力25 MPa的囊式蓄能器,在6000 m深海取样的计算中,温度的变化使取样系统有8.75%的压力增加,材料变形引起的压力损失约为0.4%,温度变化对保压效果的影响较大,为确保样品的原位特性,在保压回路中增设溢流阀,并配备样品储运冰箱。     

深海活塞压力平衡器组合密封结构设计与分析

活塞往复动密封是活塞压力平衡器核心部件,传统活塞往复密封在深海大压力下容易出现爬行、泄漏等现象。基于传统油压往复密封理论,提出一种新型串联式组合往复动密封结构,该结构以矩形直通式迷宫密封为前置密封,以星形密封圈为主密封。通过有限元分析验证迷宫密封对流体压力耗散作用,并确定出星形圈初始压缩率。研究表明:迷宫密封对流体压力具有明显耗散作用,可为主密封创造有利的密封条件;主密封接触应力大于静水压力,结合密封判定条件,可判定新型组合密封整体性能满足设计要求。     

新型气体离心密封的试验研究

针对密封气体时普通离心密封出现的问题,提出了一种带有连续注排密封液结构的离心密封装置,介绍了该密封的工作原理及其特点。设计并研制了离心密封试验样机,测量并采集了密封介质压力、密封液流量、温度等密封性能参数,研究了性能参数随主轴转速以及密封液注入压力的变化规律。研究表明,新型离心密封适用于高转速下密封气体的场合,而且转速越高,可以密封的介质的压力越高,但搅拌热也越大;而增加密封液注入压力,有利于增大密封液流量,带走更多的搅拌热量。