【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海底结构物局部冲刷、受力以及在位稳定性分析，涉及一种滑动气液组合动密封装置。
技术介绍
1、布设于海底的结构物，如海底油气输运管道、海底通讯电缆、水下生产系统、海上风机基础等，在波浪作用下，这些海底结构物周围海床会发生严重的局部冲刷。一旦水下结构物发生局部冲刷，会使其受力不平衡，进而发生移位风险，即在位失稳破坏，从而造成巨大的经济损失甚至是难以修复的海洋环境灾难。
2、实验室的水槽物理实验是研究海底结构物局部冲刷、受力以及在位稳定性的有效途径之一。影响水下结构物局部冲刷、受力以及在位稳定性的核心物理量为近底处的边界层流速、厚度等。对于常规的波浪水槽，由于水质点运动速度沿水深的快速衰减，导致边界层内的流速较低，可开展动床冲刷(水质点运动引起的海床切应力大于海床土体的临界剪切应力)实验的参数范围非常有限；此外，由于常规波浪水槽的近底处的水质点运动速度较小，导致研究结构物受力时对应的re数(＝uwd/ν，u为近底处波浪水质点运动速度幅值；d为水下结构的特征直径；ν为水体的粘性系数)以及kc数(＝uwt/d，t为波浪周期)的范围均较小，而现实条件为现场结构物对应的re数以及kc数较大并且变化范围十分宽泛，导致物理实验结果存在严重的模型比尺效应问题，相关的物理实验结果无法推广到工程现场原型结构。
3、为解决常规波浪水槽近底处水质点运动速度较低的固有缺陷，其现实可行的途径为在振荡流水槽中开展水下结构物的在位稳定性物理实验。振荡流水槽通过大功率的电机驱动大流量轴流泵推动水体做u＝umsin(ωt)形式的高
4、对于振荡流水槽，其往往忽略波浪自由表面效应，这主要是由于海底结构物的局部冲刷、受力和在位稳定性主要受控于近底处边界层的流动特性，波浪自由表面对上述物理量的影响作用可以忽略不计。但是，开展振荡流物理实验时，实验水槽需要注满水，即需要在满水深条件下才能开展物理实验。这主要是由于如果不是满水深条件，物理实验过程中会产生非物理的自由表面，进而严重影响物理试验结果的精度。因此，在开展振荡流物理实验时，振荡流水槽是全封闭的，尤其是水槽的顶部，必须采用必要的顶盖结构进行止水，实现整个水槽系统的全封闭。对于水下结构在局部冲刷作用下的在位失稳物理实验而言，往往需要由水槽顶部的振动台进行控制驱动，振动台连接横梁，横梁连接拉杆，拉杆穿过水槽顶盖连接到水下的结构物，进而实现对水下结构物运动的模拟。因此，端部支撑结构势必会贯穿水槽的顶盖；此外，端部支撑结构需要不断运动，其贯穿顶盖的位置也会随时间发生变化，因此需要有一套滑动的密封装置，实现整个振荡流水槽的动密封。振荡流水槽的动水压力较大，如果水槽顶盖密封不良，会在漏水处形成高速射流，危及工作人员的人身安全；此外，流失的水量过大，会导致水槽内的水量不足，进而会产生非物理的自由表面甚至是掺气水流，严重影响实验精度。
技术实现思路
1、为解决现有技术存在的上述问题以及满足海底结构在位稳定性设计的现实需求，本专利技术的目标为提供一种滑动气液组合动密封装置，实现对振荡流水槽的动密封，保障振荡流造流系统的安全稳定工作，进而服务海底结构物局部冲刷、受力及在位稳定性方面的科研和工程设计工作。
2、本专利技术的技术方案：
3、一种滑动气液组合动密封装置，其整体示意图如图1所示，滑动气液组合动密封装置9放置于水槽活动顶盖5上，其包括密封板24、密封压板17、d型密封条26、水封滑板14、导向带25、滑道18、积水槽边带、弯头19、软胶管20、液位计22、水泵支架13和水泵11；
4、密封板24的截面为l型，两密封板24相对固定在水槽活动顶盖5上，密封板24上部安装有密封压板17，密封板24和密封压板17之的间缝隙中布置水封滑板14和d型密封条26，水封滑板14的两端分别位于两水封滑板14与密封压板17形成的缝隙中，密封压板17将水封滑板14压在密封板24和d型密封条26上；水封滑板14上部通过螺栓连接导向带25，拉杆8由水封滑板14和导向带25的预留孔中伸出；导向带25和拉杆8中设置o型密封圈30，防止试验过程中水体从缝隙中流出；滑道18通过螺栓安装在水槽活动顶盖5上，拉杆8在运动时带动水封滑板14和导向带25沿滑道18移动，密封板24限制水封滑板14左右和上下移动，防止试验过程中由于试验人员操作失误，使试验结构与水槽边壁1发生碰撞；密封压板17上预留快插接头23用于加装传感器；
5、滑动气液组合动密封装置9外侧主要是由积水槽长边带15和积水槽短边带16组成的小型积水水槽，用于收集试验过程中由密封压板17、水封滑板14、密封板24和d型密封条26间流出的振荡流水槽内的水，并通过放置在水泵支架13的水泵11将水抽回振荡流水槽；试验过程中，当液位计22检测到小型积水水槽存在一定量水时，自动触发水泵11的开关，水泵11开始运行，将水抽回振荡流水槽中，管路由抽水弯头19、软胶管20、弯头21组成。
6、振荡流水槽主要由水槽边壁1、水槽底壁2、水槽固定顶盖3、u型密封条4和水槽活动顶盖5组成，水槽固定顶盖3和水槽活动顶盖5之间通过u型密封条4密封；试验前，水槽活动顶盖5被抬起，方便布置水槽内设备，设备布设完毕后，水槽活动顶盖5放下，并通过螺栓与水槽边壁2连接；水槽活动顶盖5为滑动气液组合动密封装置9提供放置载体，水槽活动顶盖5上布置检修盖板10，方便试验过程中检修设备。
7、拉杆8的下部通过滑动气液组合动密封装置9穿过水槽活动顶盖5，与试验结构连接，滑动气液组合动密封装置9防止试验过程中水体从拉杆8通过的孔隙中溢出；拉杆8的上部通过拉杆固定夹座7与横梁6连接，横梁6通过振动台连接板12与振动台连接；试验过程中，横梁6随振动台运动，进而带动拉杆8运动，使试验结构在振荡流水槽内运动。
8、本专利技术的工作原理：
9、试验过程中，拉杆8运动时，滑动气液组合动密封装置9可保证振荡流水槽的良好密封，从而有效防止水体从缝隙中流出。另外，为确保振荡流水槽内有足量的水，设置主要由液位计22、水泵11组成的抽水系统，将小型积水水槽中流出的水重新抽回振荡流水槽。该种结构设计的技术优势为：
10、(1)拉杆8在振动台带动下运动时，拉杆8带动水封滑板14和导向带25沿滑道移动，密封板24有效限制水封滑板14左右和上下移动，从而有效防止试验过程中试验结构与振荡流水槽边壁发生碰撞。
11、(2)密封压板17将水封滑板14压在密封板24和d型密封条26上，水封滑板14连接导向带25，并设置o型密封圈30，各结构间紧密接触，有效防止试验过程中水体从缝隙中流出。
12、(3)试验过程中，液位计22测量小型积水水槽内水位变化，在水位达到一定高度后，自动触发相应水泵11的开关，使水重新抽回小型本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种滑动气液组合动密封装置，其放置于水槽活动顶盖(5)上，其特征在于，该滑动气液组合动密封装置包括密封板(24)、密封压板(17)、D型密封条(26)、水封滑板(14)、导向带(25)、滑道(18)、积水槽边带、弯头(19)、软胶管(20)、液位计(22)、水泵支架(13)和水泵(11)；
2.根据权利要求1所述的滑动气液组合动密封装置，其特征在于，所述的振荡流水槽主要由水槽边壁(1)、水槽底壁(2)、水槽固定顶盖(3)、U型密封条(4)和水槽活动顶盖(5)组成，水槽固定顶盖(3)和水槽活动顶盖(5)之间通过U型密封条(4)密封；试验前，水槽活动顶盖(5)被抬起，方便布置水槽内设备，设备布设完毕后，水槽活动顶盖(5)放下，并通过螺栓与水槽边壁2连接；水槽活动顶盖(5)为滑动气液组合动密封装置(9)提供放置载体，水槽活动顶盖(5)上布置检修盖板(10)，方便试验过程中检修设备。
3.根据权利要求1所述的滑动气液组合动密封装置，其特征在于，所述的拉杆(8)的下部通过滑动气液组合动密封装置(9)穿过水槽活动顶盖(5)，与试验结构连接，滑动气液组合动密封装置(
...【技术特征摘要】
1.一种滑动气液组合动密封装置，其放置于水槽活动顶盖(5)上，其特征在于，该滑动气液组合动密封装置包括密封板(24)、密封压板(17)、d型密封条(26)、水封滑板(14)、导向带(25)、滑道(18)、积水槽边带、弯头(19)、软胶管(20)、液位计(22)、水泵支架(13)和水泵(11)；
2.根据权利要求1所述的滑动气液组合动密封装置，其特征在于，所述的振荡流水槽主要由水槽边壁(1)、水槽底壁(2)、水槽固定顶盖(3)、u型密封条(4)和水槽活动顶盖(5)组成，水槽固定顶盖(3)和水槽活动顶盖(5)之间通过u型密封条(4)密封；试验前，水槽活动顶盖(5)被抬起，方便布置水槽内设备，设备布设完毕后...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔东生，吕林，唐国强，尹力，闫晓惠，宋志伟，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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