本發(fā)明涉及模擬深海環(huán)境的試驗(yàn)設(shè)備，具體涉及溫度、壓力可調(diào)的深海環(huán)境模擬裝置，用于模擬深海高溫高壓環(huán)境，為發(fā)熱型深海作業(yè)設(shè)備及作業(yè)于高溫環(huán)境的深海設(shè)備研發(fā)提供檢測平臺與技術(shù)支撐。

背景技術(shù)：

深海設(shè)備是人類進(jìn)行深海環(huán)境和深海資源勘探研究、開發(fā)利用及保護(hù)的主要工具。在大力加強(qiáng)深海設(shè)備的研制的同時(shí)，我國也十分注重深海設(shè)備試驗(yàn)檢測裝置的研發(fā)，深海環(huán)境模擬試驗(yàn)檢測裝置的研制，為深海設(shè)備研制提供深海環(huán)境模擬試驗(yàn)平臺和可靠的技術(shù)支撐，降低了海上試驗(yàn)失敗的風(fēng)險(xiǎn)，提高了設(shè)備研制和應(yīng)用的成功率，促進(jìn)了深海設(shè)備研制的發(fā)展。

模擬深海環(huán)境的試驗(yàn)中，壓力筒是其中關(guān)鍵設(shè)備，用于模擬深海海水壓力環(huán)境，壓力筒通常具有超大超重的特點(diǎn)，壓力筒通常包括筒體、筒帽，筒體和筒帽之間采用法蘭連接，且二者通常采用鍛鋼——卡箍結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封，使用加壓系統(tǒng)對壓力筒內(nèi)部加壓，目前的壓力筒能夠?qū)崿F(xiàn)對深海高壓甚至超高壓的環(huán)境模擬。隨著深海資源越來越廣的開發(fā)利用，如深海發(fā)電設(shè)備的研發(fā)、海底熱液礦床的發(fā)現(xiàn)等，促使了新的深海環(huán)境模擬試驗(yàn)新要求的出現(xiàn)，深海高溫高壓環(huán)境模擬成為新的研發(fā)方向，現(xiàn)有技術(shù)中，高溫高壓模擬通常在壓力筒外周使用電控加熱裝置直接對壓力筒進(jìn)行加熱，也有的在壓力筒之外設(shè)置獨(dú)立的儲液槽，儲液槽中的海水設(shè)有溫度控制單元，溫度控制單元主要是換熱盤管等換熱器，通過對儲液槽中的液體溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)后再通過加壓管道輸送至壓力筒內(nèi)，這是一種間接溫度調(diào)節(jié)方式，前一種電控加熱直接加熱方式可以快速加熱，但是無法快速降溫，第二種間接加熱方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請人針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，提供一種深海高溫高壓環(huán)境模擬裝置，其能夠有效模擬深海高溫高壓環(huán)境，壓力、溫度均可調(diào)節(jié)，且結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

深海高溫高壓環(huán)境模擬裝置，包括上端開口的筒體，筒體的上端開口處通過塞蓋蓋合，塞蓋與筒體密封形成密閉腔體，筒體上設(shè)有加壓口，筒體的外側(cè)設(shè)置有夾套，夾套包覆在所述密閉腔體的外周，夾套上設(shè)有調(diào)溫介質(zhì)的進(jìn)口、出口，夾套的外壁面、筒體上未被夾套包覆住的外壁面均貼合有保溫棉；所述密閉腔體外壁面上固接有隔板，多個(gè)隔板沿所述密閉腔體的高度方向上間隔布置，隔板上設(shè)有導(dǎo)流孔。

其進(jìn)一步技術(shù)方案為：

所述隔板為環(huán)板，所述環(huán)板的內(nèi)周面與所述密閉腔體的外周面固接，所述環(huán)板的外周面與夾套內(nèi)壁面之間具有徑向間隙。

在所述密閉腔體高度方向上，相鄰兩個(gè)隔板上的導(dǎo)流孔，分別開設(shè)在所述密閉腔體軸心線的兩側(cè)。

所述進(jìn)口、出口分別位于夾套的下端、上端，多個(gè)隔板設(shè)在進(jìn)口與出口之間，且位于進(jìn)口上方的第一個(gè)隔板上的導(dǎo)流孔與進(jìn)口分別位于筒體軸心線的兩側(cè)，位于出口下方的第一個(gè)隔板上的導(dǎo)流孔與出口分別位于筒體軸心線的兩側(cè)。

所述筒體為變徑筒體，筒體的上端為大徑段，所述大徑段通過倒錐形過渡段與筒體的小徑段銜接，塞蓋塞裝在所述大徑段底部并延伸到所述倒錐形過渡段，夾套的上端與所述倒錐形過渡段焊接固定，夾套的底部焊接在筒體的底部外周。

所述塞蓋安裝在筒體內(nèi)周面上的托架上，塞蓋外周面與筒體內(nèi)周面之間設(shè)有密封圈，塞蓋上端的筒體的內(nèi)周面上設(shè)有內(nèi)凹槽，所述內(nèi)凹槽內(nèi)卡接有抗剪環(huán)。

本發(fā)明的技術(shù)效果：

1、本發(fā)明在筒體外周逐層設(shè)置夾套及保溫棉，并在夾套外壁與筒體內(nèi)壁之間設(shè)置多個(gè)帶有導(dǎo)流孔的隔板，作為筒體的加熱保溫方式，一方面適應(yīng)了筒體具有大開口、高壓力和頻繁拆卸的特點(diǎn)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了加熱保溫效果，能夠有效模擬深海高溫高壓環(huán)境，且結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，在模擬高溫高壓的過程中，可以根據(jù)需要對調(diào)溫介質(zhì)的輸入溫度及循環(huán)時(shí)間進(jìn)行控制、通過加壓泵控制壓力，可以實(shí)現(xiàn)所述密閉腔體內(nèi)溫度、壓力的調(diào)節(jié)；

2、通過抗剪環(huán)和塞蓋的結(jié)構(gòu)方案，有效解決了再超高壓、大開口環(huán)境下的密封問題；

3、在筒體高度方向上，相鄰隔板上導(dǎo)流孔分設(shè)在筒體軸心線的兩側(cè)，且夾套上的介質(zhì)進(jìn)出口設(shè)在相鄰隔板的未開設(shè)導(dǎo)流孔一側(cè)，有利于調(diào)溫介質(zhì)分散均勻，導(dǎo)流孔對調(diào)溫介質(zhì)導(dǎo)流，促使換熱充分，確保所述密閉腔體內(nèi)不同區(qū)域的溫度均衡性；

4、通過將夾套上、下兩端與筒體焊接、隔板與夾套內(nèi)壁之阿具有徑向間隙的結(jié)構(gòu)設(shè)置，能夠有效減緩?fù)搀w與夾套兩者因承壓能力差異較大導(dǎo)致的變形協(xié)調(diào)上的差異。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中A部放大圖。

其中：1、筒體；101、加壓口；2、塞蓋；3、夾套；301、進(jìn)口；302、出口；4、保溫棉；5、隔板；501、導(dǎo)流孔；6、托架；7、密封圈；8、抗剪環(huán)；9、固定環(huán)板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

見圖1、圖2，本發(fā)明包括上端開口的筒體1，筒體1的上端開口處通過塞蓋2蓋合，塞蓋2與筒體1密封形成密閉腔體，具體地，塞蓋2安裝在筒體1內(nèi)周面上的托架6上，塞蓋2外周面與筒體1內(nèi)周面之間設(shè)有密封圈7，塞蓋2上端的筒體1的內(nèi)周面上設(shè)有內(nèi)凹槽，所述內(nèi)凹槽內(nèi)卡接有抗剪環(huán)8；筒體1上設(shè)有加壓口101，筒體1的外側(cè)設(shè)置有夾套3，夾套3包覆在所述密閉腔體的外周，夾套3上設(shè)有調(diào)溫介質(zhì)的進(jìn)口301、出口302，調(diào)溫介質(zhì)可以是液體或氣體，夾套3的外壁面、筒體1上未被夾套3包覆住的外壁面均貼合有保溫棉4，保溫棉4可以通過粘接的形式固定，也可以通過在筒體1上端的外周設(shè)有有固定環(huán)板9，保溫棉4上端一圈粘接在固定環(huán)板9上；所述密閉腔體外壁面上固接有隔板5，多個(gè)隔板5沿所述密閉腔體的高度方向上間隔布置，隔板5上設(shè)有導(dǎo)流孔501。

具體地，見圖2，所述隔板5為環(huán)板，所述環(huán)板的內(nèi)周面與所述密閉腔體的外周面固接，所述環(huán)板的外周面與夾套3內(nèi)壁面之間具有徑向間隙。由于筒體1為承壓部件，通常純較大較重甚至是超大超重，筒體1的壁厚遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于夾套3的壁厚，由于筒體1和夾套3的壁厚、承壓狀態(tài)差異較大，二者的變形協(xié)調(diào)能力存在差別，隔板5與夾套3內(nèi)壁面之間具有徑向間隙，能夠減緩二者變形協(xié)調(diào)上的差異。

為了使導(dǎo)流、換熱均勻充分，在所述密閉腔體高度方向上，相鄰兩個(gè)隔板5上的導(dǎo)流孔501，分別開設(shè)在所述密閉腔體軸心線的兩側(cè)。

所述進(jìn)口301、出口302分別位于夾套3的下端、上端，多個(gè)隔板5設(shè)在進(jìn)口301與出口302之間，且位于進(jìn)口301上方的第一個(gè)隔板5上的導(dǎo)流孔501與進(jìn)口301分別位于筒體1軸心線的兩側(cè)，位于出口302下方的第一個(gè)隔板5上的導(dǎo)流孔501與出口302分別位于筒體1軸心線的兩側(cè)。夾套3上的進(jìn)口301、出口302均遠(yuǎn)離導(dǎo)流孔501設(shè)置，便于調(diào)溫介質(zhì)在筒體1的周向擴(kuò)散，確保溫度調(diào)節(jié)效果。

所述筒體1為變徑筒體結(jié)構(gòu)，筒體1的上端為大徑段，所述大徑段通過倒錐形過渡段與筒體1的小徑段銜接，塞蓋2塞裝在所述大徑段底部并延伸到所述倒錐形過渡段，夾套3的上端與所述倒錐形過渡段焊接固定，夾套3的底部焊接在筒體1的底部外周。夾套3的上、下兩端與筒體焊接，進(jìn)一步減小夾套3與筒體1二者之間的承壓性能及變形協(xié)調(diào)之間的差異。

本發(fā)明在實(shí)際使用過程中，加壓口101設(shè)置在筒體1的底部，將被測試件放入并固定在筒體1內(nèi)，通過塞蓋2及密封圈7將筒體1開口密封，使用外部的試驗(yàn)用介質(zhì)儲槽及液體管路通過加壓口101向所述密閉腔體注入試驗(yàn)用介質(zhì)，直至滿溢并關(guān)閉加壓口101，通過進(jìn)口301向夾套3內(nèi)壁面與筒體1外壁面之間的空間內(nèi)輸送高溫的加熱介質(zhì)，并打開出口302，從出口302流出的換熱后的介質(zhì)可以經(jīng)過加熱處理后重新輸送到進(jìn)口301，由此實(shí)現(xiàn)加熱介質(zhì)的循環(huán)，筒體1內(nèi)溫度達(dá)到試驗(yàn)要求后停止高溫加熱介質(zhì)的輸送，并開使用外部的設(shè)置的加壓泵通過加壓口101對所述密閉腔體開始加壓，當(dāng)所述密閉腔體被的壓力升到試驗(yàn)壓力后，關(guān)閉加壓口101，進(jìn)行高溫高壓的檢測試驗(yàn)，試驗(yàn)完成后，通過進(jìn)口301向夾套3內(nèi)壁面與筒體1外壁面之間的空間內(nèi)輸送低溫的調(diào)溫介質(zhì)，并打開出口302，從出口302流出的換熱后的介質(zhì)可以經(jīng)過制冷處理后重新輸送到進(jìn)口301，由此實(shí)現(xiàn)調(diào)溫介質(zhì)的循環(huán)，從而降低所述密閉腔體內(nèi)溫度，達(dá)到溫度要求后，排出所述密閉腔體內(nèi)試驗(yàn)用介質(zhì)和夾套3內(nèi)調(diào)溫介質(zhì)，降溫及卸壓后，關(guān)閉所有介質(zhì)出入口，打開塞蓋2，取出被測試件，由此實(shí)現(xiàn)深海高溫高壓環(huán)境的模擬，并為深海設(shè)備研發(fā)提供檢測平臺與技術(shù)支撐。模擬高溫高壓的過程中，可以根據(jù)需要對調(diào)溫介質(zhì)的輸入溫度及循環(huán)時(shí)間進(jìn)行控制、通過加壓泵控制壓力，可以實(shí)現(xiàn)所述密閉腔體內(nèi)溫度、壓力的調(diào)節(jié)。

以上描述是對本發(fā)明的解釋，不是對發(fā)明的限定，本發(fā)明所限定的范圍參見權(quán)利要求，在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，可以作任何形式的修改。