一种模拟水下均压的实验方法技术

本发明专利技术涉及一种模拟水下均压的实验方法，实验方法的步骤为：S1、构建模拟水下均压实验系统；S2、模拟外部水压过程；S3、模拟水下均压过程；S4、实验结束，关闭仪器。本发明专利技术模拟出前盖实际的受力情况，结构简单，所用高压气瓶和电磁阀为成熟产品，成本低，易于实现；本发明专利技术用于前盖设计的验证手段，减少前盖设计验证周期与验证成本。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟水下均压的实验方法
本专利技术涉及水下发射器前盖受力测试
，尤其涉及一种模拟水下均压的实验方法。
技术介绍
水下自推进设备水下发射实验中要将水下发射平台下降至指定深度，在此过程中发射筒前盖承受外部水压的作用，为避免前盖承受过大的压力，在发射筒内充气压以均衡外部水压。此充气压过程也称作均压过程，由于均压过程前盖内部气压与外部水压大小不能完全同步，前盖受到的内部气压与外部水压的压力差在某一范围内波动。传统前盖设计时，预估一个内部气压与外部气压的最大压力差值，并取较大的安全系数，作为前盖设计的力学边界，进行前盖结构强度计算，并通过水下发射实验来验证前盖设计。传统的前盖设计方法不能真实地模拟受力情况，设计出的前盖厚度增大，增加了成本，同时增大了水下自推进设备顶破前盖的顶破力，前盖的验证方法周期长、成本高，同时也增加了水下发射实验系统的风险。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种模拟水下均压的实验方法，用以解决现有前盖设计与验证方法成本高、水下自推进设备顶破力大、验证周期长、实验风险高的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种模拟水下均压的实验方法，该实验方法的步骤为：S1、构建模拟水下均压实验系统；S2、模拟外部水压过程；S3、模拟水下均压过程；S4、实验结束，关闭仪器。步骤S1中，模拟水下均压实验系统包括：压力容器、前盖、水压模拟系统、均压系统、可编程序控制器；前盖设置在压力容器内，并将压力容器分割为模拟水压室和气压室；水压模拟系统与模拟水压室连接，均压系统与气压室连接；可编程序控制器控制水压模拟系统、均压系统的运转；模拟水压室设有第一压力传感器，二者通过螺纹连接；气压室设有第二压力传感器，二者通过螺纹连接；第一压力传感器、第二压力传感器均与可编程序控制器实现信号连接。水压模拟系统包括：第一高压气瓶、第一过滤器、第一减压阀、第一开关电磁阀、第一电磁比例阀；第一高压气瓶、第一过滤器、第一减压阀、第一开关电磁阀、第一电磁比例阀、模拟水压室，依次通过气体管路连接；第一开关电磁阀、第一电磁比例阀均与可编程序控制器实现信号连接；模拟水压室设有节流阀，节流阀与可编程序控制器实现信号连接。均压系统包括：第二高压气瓶、第二过滤器、第二减压阀、第二开关电磁阀、第二电磁比例阀、排气电磁阀；第二高压气瓶、第二过滤器、第二减压阀、第二开关电磁阀、第二电磁比例阀、排气电磁阀、气压室，依次通过气体管道连接；第二开关电磁阀、第二电磁比例阀、排气电磁阀均与可编程序控制器实现信号连接。步骤S2具体为：打开第一高压气瓶的阀门，气体从第一高压气瓶通过第一过滤器、第一减压阀到达第一开关电磁阀，同时，可编程序控制器控制打开第一开关电磁阀和第一电磁比例阀，气体通过第一开关电磁阀和第一电磁比例阀到达模拟水压室，完成模拟水压室的充压，可编程序控制器控制第一电磁比例阀调节通气量，完成前盖外部水压过程的模拟。步骤S3具体为：打开第二高压气瓶的阀门，气体从第二高压气瓶通过第二过滤器、第二减压阀到达第二开关电磁阀，可编程序控制器根据第一压力传感器和第二压力传感器反馈的压力信息，控制第二开关电磁阀、第二电磁比例阀、排气电磁阀对气压室进行均压过程。步骤S3中，调压过程具体如下：当气压室压力小于模拟水压室时，可编程序控制器控制打开第二开关电磁阀、第二电磁比例阀，气体从第二开关电磁阀通过第二电磁比例阀和排气电磁阀进入气压室，可编程序控制器控制第二电磁比例阀调节通气量，完成模拟水下均压的充压过程；当气压室压力大于模拟水压室时，可编程序控制器控制关闭第二开关电磁阀，并打开排气电磁阀的排气口，气体从气压室通过排气电磁阀的排气口排出，完成模拟水下均压的泄压过程；充压过程与泄压过程反复进行，完成水下均压过程的模拟，可编程序控制器通过第一压力传感器和第二压力传感器实时获取并记录模拟水压室和气压室的压力信息，即前盖在均压过程中受到的外部压力和内部压力信息。步骤S4具体为：实验结束后，将节流阀打开，模拟水压室气体排出压力降低，气压室气体随着模拟水压室压力降低而排出，直至模拟水压室和气压室压力等于外界大气压力，取出前盖。一种该实验方法使用的模拟水下均压实验系统，该模拟水下均压实验系统包括：压力容器、前盖、水压模拟系统、均压系统、可编程序控制器；前盖设置在压力容器内，并将压力容器分割为模拟水压室和气压室；水压模拟系统与模拟水压室连接，均压系统与气压室连接；可编程序控制器控制水压模拟系统、均压系统的运转；模拟水压室设有第一压力传感器，二者通过螺纹连接；气压室设有第二压力传感器，二者通过螺纹连接；第一压力传感器、第二压力传感器均与可编程序控制器实现信号连接。水压模拟系统包括：第一高压气瓶、第一过滤器、第一减压阀、第一开关电磁阀、第一电磁比例阀；第一高压气瓶、第一过滤器、第一减压阀、第一开关电磁阀、第一电磁比例阀、模拟水压室，依次通过气体管路连接；第一开关电磁阀、第一电磁比例阀均与可编程序控制器实现信号连接；模拟水压室设有节流阀，节流阀与可编程序控制器实现信号连接；均压系统包括：第二高压气瓶、第二过滤器、第二减压阀、第二开关电磁阀、第二电磁比例阀、排气电磁阀；第二高压气瓶、第二过滤器、第二减压阀、第二开关电磁阀、第二电磁比例阀、排气电磁阀、气压室，依次通过气体管道连接；第二开关电磁阀、第二电磁比例阀、排气电磁阀均与可编程序控制器实现信号连接。本专利技术有益效果如下：1、本专利技术的一种模拟水下均压的实验方法，结构简单，所用高压气瓶和电磁阀等器材成本低，易于实现；2、本专利技术的一种模拟水下均压的实验方法，用于前盖设计的验证手段，减少前盖设计验证周期与验证成本。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为一种模拟水下均压的实验方法的模拟水下均压实验系统的结构示意图。图中：1-可编程序控制器、2-第一高压气瓶、3-第一过滤器、4-第一减压阀、5-第一开关电磁阀、6-第一电磁比例阀、7-第二高压气瓶、8-第二过滤器、9-第二减压阀、10-第二开关电磁阀、11-第二电磁比例阀、12-排气电磁阀、13-模拟水压室、14-气压室、15-前盖、16-第一压力传感器、17-第二压力传感器、18-节流阀。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理。一种模拟水下均压的实验方法，该实验方法的步骤为：S1、构建模拟水下均压实验系统；S2、模拟外部水压过程；S3、模拟水下均压过程；S4、实验结束，关闭仪器。步骤S1中，模拟水下均压实验系统包括：压力容器、前盖15、水压模拟系统、均压系统、可编程序控制器1；前盖15设置在压力容器内，并将压力容器分割为模拟水压室13和气压室14；水压模拟系统与模拟水压室13连接，均压系统与气压室14连接；可编程序控制器1控制水压模拟系统、均压系统的运转；模拟水压室13设有第一压力传感器16，二者通过螺纹连接；气压室本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟水下均压的实验方法，其特征在于，该实验方法的步骤为：S1、构建模拟水下均压实验系统；S2、模拟外部水压过程；S3、模拟水下均压过程；S4、实验结束，关闭仪器。

【技术特征摘要】
1.一种模拟水下均压的实验方法，其特征在于，该实验方法的步骤为：S1、构建模拟水下均压实验系统；S2、模拟外部水压过程；S3、模拟水下均压过程；S4、实验结束，关闭仪器。2.根据权利要求1所述的实验方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述模拟水下均压实验系统包括：压力容器、前盖(15)、水压模拟系统、均压系统、可编程序控制器(1)；所述前盖(15)设置在所述压力容器内，并将所述压力容器分割为模拟水压室(13)和气压室(14)；所述水压模拟系统与所述模拟水压室(13)连接，所述均压系统与所述气压室(14)连接；所述可编程序控制器(1)控制所述水压模拟系统、均压系统的运转；所述模拟水压室(13)设有第一压力传感器(16)，二者通过螺纹连接；所述气压室(14)设有第二压力传感器(17)，二者通过螺纹连接；所述第一压力传感器(16)、第二压力传感器(17)均与所述可编程序控制器(1)实现信号连接。3.根据权利要求2所述的实验方法，其特征在于，所述水压模拟系统包括：第一高压气瓶(2)、第一过滤器(3)、第一减压阀(4)、第一开关电磁阀(5)、第一电磁比例阀(6)；所述第一高压气瓶(2)、第一过滤器(3)、第一减压阀(4)、第一开关电磁阀(5)、第一电磁比例阀(6)、模拟水压室(13)，依次通过气体管路连接；所述第一开关电磁阀(5)、第一电磁比例阀(6)均与所述可编程序控制器(1)实现信号连接；所述模拟水压室(13)设有节流阀(18)，所述节流阀(18)与所述可编程序控制器(1)实现信号连接。4.根据权利要求3所述的实验方法，其特征在于，所述均压系统包括：第二高压气瓶(7)、第二过滤器(8)、第二减压阀(9)、第二开关电磁阀(10)、第二电磁比例阀(11)、排气电磁阀(12)；所述第二高压气瓶(7)、第二过滤器(8)、第二减压阀(9)、第二开关电磁阀(10)、第二电磁比例阀(11)、排气电磁阀(12)、气压室(14)，依次通过气体管道连接；所述第二开关电磁阀(10)、第二电磁比例阀(11)、排气电磁阀(12)均与所述可编程序控制器(1)实现信号连接。5.根据权利要求4所述的实验方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：打开所述第一高压气瓶(2)的阀门，气体从所述第一高压气瓶(2)通过所述第一过滤器(3)、第一减压阀(4)到达第一开关电磁阀(5)，同时，所述可编程序控制器(1)控制打开所述第一开关电磁阀(5)和第一电磁比例阀(6)，气体通过所述第一开关电磁阀(5)和第一电磁比例阀(6)到达所述模拟水压室(13)，完成所述模拟水压室(13)的充压，所述可编程序控制器(1)控制所述第一电磁比例阀(6)调节通气量，完成所述前盖(15)外部水压过程的模拟。6.根据权利要求4所述的实验方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：打开所述第二高压气瓶(7)的阀门，气体从所述第二高压气瓶(7)通过所述第二过滤器(8)、第二减压阀(9)到达所述第二开关电磁阀(10)，所述可编程序控制器(1)根据所述第一压力传感器(16)和第二压力传感器(17)反馈的压力信息，控制所述第二开关电磁阀(10)、第二电磁比例阀(11)、排气电磁阀(12)对所述气压室(14)进行均压过程。7.根据权利要求6所述的实验方法，其特征在于，所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵金鑫，何春涛，金溪，何小英，
申请(专利权)人：北京机械设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11