[实用新型]剖面浮标自动保压泵站

说明书

技术领域

本实用新型涉及试验设备，特别是涉及能够模拟海下实际压力环境的试验设备。

背景技术

国际ARGO全球海洋观测网是一个世界沿海国家支持和参与的大型海洋观测计划，在全球大洋中每隔3个经、纬度布放一台ARGO卫星跟踪浮标，组成一个由3300个浮标组成的庞大的ARGO全球观测网，进行全球海洋环境同步观测。ARGO全球海洋观测网的目的是快速、准确、大范围收集全球海洋次表层的海水温度盐度剖面资料，以提高气候预报的精度，有效防御全球日益严重的气候灾害给人类造成的威胁。

ARGO卫星跟踪浮标为中性剖面探测漂流浮标，采用通过自身体积的改变实现在大海中下潜和上浮，在上升过程中完成海洋剖面测量，实现快速、准确测量海水温度和盐度的剖面数据。

中性剖面探测漂流浮标为圆柱状结构(见图1)，圆柱形耐压壳体上端外部设置通讯天线1、CTD测量传感器2和压力传感器3，耐压壳体8下端外部设置盛油皮囊10。盛油皮囊10连通耐压壳体内的液压柱塞泵7，柱塞泵7将液压油向皮囊10内注入或从皮囊内抽出，使盛油皮囊膨胀或收缩。

中性剖面探测漂流浮标布放海上后，自动潜入水下，随海流保持中性自由漂浮，压力传感器3连续测量海水压力，在到达预定深度后，柱塞7向盛油皮囊10内注油，使盛油皮囊膨胀，浮标的整体体积和浮力增大并上浮，在浮标的上浮过程中CTD测量传感器2不断测量海水的温度、盐度和深度数据，到达海面后由卫星发射机通过天线1将采集的测量数据传送给用户。当完成测量数据传送后，剖面探测浮标又自动下沉并开始下一个自动循环探测过程：下潜达到预定深度，然后上浮并进行测量，到达海面后发送采集的测量数据。剖面探测浮标要在海中反复进行下沉、上浮的自动循环探测过程，可连续工作二年以上。

剖面探测浮标是靠浮标体底部一个可改变体积的盛油皮囊10，使其获得不同的净浮力来实现下潜、上升和深度控制。盛油皮囊的膨胀和收缩又是通过液压注塞泵向盛油皮囊内注入或抽出液压油来实现的，以液压注塞泵7为主的浮标注油系统的运转状况关系到整个剖面探测浮标的性能。因此，为了提高剖面浮标的工作可靠性，在剖面浮标的制作及其检测过程中，需要逐一检验浮标注油系统的长期工作性能，观察液压注塞泵控制电路的电流变化情况，及其相应的盛油皮囊体积变化状况。剖面探测浮标工作在海水中，观察浮标盛油皮囊体积变化状况，需要在水压条件下试验浮标皮囊膨胀和收缩的体积变化。

由于海洋的巨大，水下周围环境的压力是不变的，因此，剖面浮标的试验和检测需要在盛油皮囊体积变化时外界水压力始终保持不变的环境条件下进行。现有技术的用于水下仪器压力试验的实验室压力罐体积较小，进行剖面浮标试验时，盛油皮囊的体积膨胀使周围压力急剧升高，无法准确测试，还会给浮标体的安全带来危害。

发明内容

本实用新型推出一种能够模拟水下压力环境的试验装置，通过与自动稳压系统连通的试验压力罐，建立盛油皮囊体积变化而皮囊外界水压始终保持不变、同时又能够观察浮标内部工作状况的剖面浮标自动保压泵站测试装置。

本实用新型涉及的剖面浮标自动保压泵站由试验压力罐和自动稳压系统构成。

试验压力罐为密封盛水的可控压力试验罐，试验时浮标盛油皮囊密封在压力试验罐内。试验压力罐与自动稳压系统由管路连通。

自动稳压系统包括蓄能器、溢流阀、油水分离动平衡室、高压泵，高压泵通过溢流阀连接蓄能器，蓄能器通过油管连通油水分离动平衡室，油水分离动平衡室通过水管连通试验压力罐。自动稳压系统通过高压泵提供高压油、油水分离动平衡室的压力传递以及蓄能器和溢流阀的压力控制，为试验压力罐内部提供保持稳定的水压。在试验压力罐内浮标盛油皮囊体积变化的状况下，皮囊外的水压始终保持不变。

高压泵与油箱连接，负责将油箱内的油通过溢流阀和蓄能器压入油水分离动平衡室的油腔。

油水分离动平衡室包括两个密封腔室，分别盛有水和油，两个密封腔室中间由密封活塞相隔。油水分离动平衡室的水腔与试验压力罐内部连通，油水分离动平衡室的油腔与蓄能器相通。

蓄能器为钢制耐压罐体，内部有一皮囊，皮囊内充有一定量的氮气。自动稳压系统内没有压力时，氮气皮囊充满蓄能器，一旦系统内形成压力，氮气皮囊被压缩，油充进蓄能器，外界压力消失后，氮气皮囊膨胀，油被排出蓄能器。蓄能器的作用是增加保压系统内高压油量。

溢流阀的作用是将高压泵压入的部分过量油溢流出，防止系统由于泵启动压力过冲。