脐带缆液压传输特性模拟装置技术领域
本发明涉及传输特性模拟装置，尤其涉及一种用于水下控制系统的脐带缆液压传
输特性模拟装置。属于海洋工程领域。
背景技术
目前，现有的水下电液复合控制系统是主要由水上和水下两大部分组成，水上设
施主要包括：主控站、电力及通讯单元、液压动力单元、上部脐带缆终端等，水下设施主要包
括：脐带缆、水下脐带缆终端、水下分配单元、电液飞线、水下控制模块等，水下控制系统各
组成设备及部件对于整个水下生产系统的安全可靠及稳定运行意义重大。因此，需要对研
制的水下控制系统进行严格的测试，以便及早发现可能的设计、制造和组装中出现的问题，
进而及时改进。但是，由于水下生产系统的脐带缆长达十几或几十公里，如果将对浅水联合
测试，运用到长达十几或几十公里的脐带缆上进行测试，不仅测试成本非常昂贵，而且，由
于脐带缆长度、管径等参数是固定的，因此，导致测试范围较窄，不能测试不同长度、不同直
径脐带缆对水下产品的性能影响。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种脐带缆液压传
输特性模拟装置，其在水下产品浅水联合测试时，不仅能够替代，并模拟真实的不同长度和
不同管径脐带缆的液压传输特性，解决了水下产品浅水联合测试问题；而且，调节方便，占
地面积小，大大降低了测试成本。
本发明的目的是由以下技术方案实现的：
一种脐带缆液压传输特性模拟装置，其特征在于：包括：入口三通管接头、与入口
三通管接头相连的高压进油等效模块、低压进油等效模块、回油等效模块三部分等效模块，
其中，每一个模块分为等效模拟部分和非等效部分；三部分等效模块上分别设置有一截止
阀，截止阀的输出端与节流阀相连，节流阀的输出端经由变径三通管接头与可调能量储存
装置中的球阀相连，可调能量储存装置与出气两位两通电磁阀和进气两位两通电磁阀相
连；其中，出气两位两通电磁阀经由三通管接头与零压力气瓶组相连接；且进气两位两通电
磁阀的输入端与高压气瓶组相连接；出气两位两通电磁阀和进气两位两通电磁阀均与单片
计算机连接，单片计算机与PLC可编程序控制柜的控制开关相连；变径三通管接头与循环移
动集中质量块装置的入口端直通管接头相连接；而安装在等效模拟部分、非等效模块上的
截止阀的输出端与另一截止阀相连；等效模拟部分和非等效模拟部分的另一截止阀与下一
个子模块相连。
所述循环移动集中质量块装置是由多组滚轮、质量块、铰链连杆相互串联而成。
所述截止阀与出口端直通管接头相连接，直通管接头与循环移动集中质量块装置
出口相连。
所述零压力气瓶组是由压力表、压力表接头、气瓶出气阀、气瓶进气阀、气瓶连接
组成。
所述高压进油等效模块、低压进油等效模块、回油等效模块分别是由数个相同的
高压进油等效子模块、低压进油等效子模块、回油等效子模块子串联而成；每个等效子模块
均能独立模拟一定长度脐带缆的传输特性，并且，液阻、液容与液感可以调节。
所述等效子模块的等效模拟部分和非等效部分的两端均设有一个开关阀，用来切
换等效模拟部分和非等效部分。
本发明的有益效果：本发明由于采用上述技术方案，其在水下产品浅水联合测试
时，不仅能够替代，并模拟真实的不同长度和不同管径脐带缆的液压传输特性；而且，调节
方便，占地面积小，大大降低了测试成本。
附图说明
图1为本发明脐带缆液压传输特性示意图。
图2为本发明结构示意图。
图中主要标号说明：
1.入口三通管接头、2.截止阀、3.节流阀、4.球阀、5.可调能量储存装置、6.循环移
动集中质量块装置、6.1.滚轮、6.2.质量块、6.3铰链连杆、7.变径三通管接头、8.入口端直
通管接头、9.出口端直通管接头、10.非等效直管、11.出气两位两通电磁阀、12.进气两位两
通电磁阀、13.三通管接头、14.零压力气瓶组、14.1.压力表、14.2.压力表接头、14.3.气瓶
出气阀、14.4.气瓶进气阀、14.5.气瓶、15.PLC可编程序控制柜、16.单片计算机、17高压气
瓶组。
具体实施方式
本发明以模拟25km脐带缆液压传输特性为例，采用6个子模块，分别模拟1km、2km、
2km、5km、5km、10km脐带缆液压传输特性，通过这6个子模块的组合，便可模拟1-25km范围内
各个长度的脐带缆液压传输特性。这三种液压管线只是长度、管径大小有区别，而其液压传
输原理一样，故用图2高压进油模块说明。
如图2所示，本发明主要包括：作为输入端接口的入口三通管接头1、与入口三通管
接头1相连的高压进油等效模块、低压进油等效模块、回油等效模块三部分等效模块，其中，
每一个模块分为等效模拟部分和非等效部分；三部分等效模块上分别设置有一截止阀2，截
止阀2的输出端通过管路与节流阀3相连，节流阀3的输出端经由变径三通管接头7与可调能
量储存装置5中的球阀4相连，可调能量储存装置5与出气两位两通电磁阀11和进气两位两
通电磁阀12相连；其中，出气两位两通电磁阀11经由三通管接头13与零压力气瓶组14相连
接；且进气两位两通电磁阀12的输入端与高压气瓶组17相连接；出气两位两通电磁阀11和
进气两位两通电磁阀12均与单片计算机16连接，单片计算机16与PLC可编程序控制柜15的
控制开关相连；变径三通管接头7出来与循环移动集中质量块装置6的入口端直通管接头8
相连接；而安装在等效模拟部分、非等效模块上的截止阀的输出端由非等效直管10与另一
截止阀相连；等效模拟部分和非等效模拟部分的另一截止阀通过三通接头连入下一个子模
块。
上述循环移动集中质量块装置6是由多组滚轮6.1、质量块6.2、铰链连杆6.3相互
串联而成。
上述截止阀2经管路与出口端直通管接头9相连接，直通管接头9与循环移动集中
质量块装置6出口相连。
上述零压力气瓶组14是由压力表14.1、压力表接头14.2、气瓶出气阀14.3、气瓶进
气阀14.4、气瓶14.5连接组成。
如图1所示，每个高压进油等效模块、低压进油等效模块、回油等效模块分别是由
数个相同的高压进油等效子模块、低压进油等效子模块、回油等效子模块子串联而成；每个
等效子模块均能独立模拟一定长度脐带缆的传输特性，并且，液阻、液容与液感可以调节。
使用时，与可调能量储存装置5连接的出气两位两通电磁阀11和进气两位两通电
磁阀12，通过PLC可编程序控制柜15控制进气两位两通电磁阀12开启，使得高压气瓶组17里
面的高压氮气进入可调能量储存装置5，使氮气端压力增加；通过PLC可编程序控制柜15控
制出气两位两通电磁阀11开启，使得可调能量储存装置5的氮气端氮气进入零压力气瓶中，
使氮气端压力减小。然后，利用循环移动集中质量块装置6模拟长脐带缆液感，油液通过与
成一定角度的入口端直通管接头8推动质量块6.2，质量块6.2在滚轮6.1协助下通过铰链连
杆6.3推动其他质量块循环运动，当油液加速运动时候，质量块“拉”住油液，阻碍其运动；当
油液减速运动时，由于惯性作用，质量块还在循环移动，继续“推”着油液运动，油液通过出
口端直通管接头9流向下一个子模块，同时，质量块6.2大小可更换，这样便可模拟不同大小
的液感。
上述每个等效子模块的等效模拟部分和非等效部分的两端均设有一个开关阀，用
来切换等效模拟部分和非等效部分，通过不同数量的等效子模块来模拟不同长度的脐带缆
液压传输特性，同时，由于本发明液阻、液容、液感可调，故可以模拟不同管径的脐带缆液压
传输特性，这使得装置有更广的适用性。
由于高压进油模块、低压进油模块、回油模块的原理相同，机构相似，只是各子模
块相关参数不同。因此，通过高、低压进油模块的油液最终通过回油模块。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡
是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于
本发明技术方案的范围内。