一种用于水下作业工具的水压动力源.pdf

本发明提供了一种用于水下作业工具的水压动力源，包括依次相接的补水系统、反冲洗过滤器、泵站和增压系统，补水系统将水初步过滤加压后输入反冲洗过滤器，反冲洗过滤器对水做第二轮过滤，过滤后输入给泵站，泵站将水加压到预定值，并对系统压力和输出到工具的流量进行调节，满足旋转型工具的需求；增压系统对泵站输出的水进一步增压，满足往复型工具的需要。本发明能输出不同的压力和流量，同时满足旋转型工具和往复型工具的需求，结构简单，重量轻，操作方便。

1、  一种用于水下作业工具的水压动力源，包括依次相接的补水系统、反冲洗过滤器、泵站和增压系统；
所述泵站包括截止阀(8)，截止阀(8)依次连接海水或淡水泵(10)、第一过滤器(11)、流量控制阀(12)和第一快换接头(21)，第一过滤器(11)还分别通过溢流阀(14)和第一卸荷阀(15)接入水环境，海水或淡水泵(10)连接原动机(9)，在第一过滤器(11)和流量控制阀(12)之间设有第一压力表(13)；
所述增压系统包括开关阀(16)、增压器(17)、第二卸荷阀(18)、第二压力表(19)和第二快换接头(20)，开关阀(16)一端与流量控制阀(12)相接，另一端连接增压器(17)的输入端，增压器(17)的泄漏端接入水环境，增压器(17)的输出端连接第二快换接头(20)，增压器(17)的输出端与第二快换接头(20)间设有第二压力表(19)；增压器(17)的第二输入端通过第二卸荷阀(18)的入口端连接增压器17的输出端，第二卸荷阀(18)的出口端接入水环境。

2、  根据权利要求1所述的水压动力源，其特征在于，所述反冲洗过滤器包括第一两位三通阀(4)、第一滤芯(6)、第二滤芯(7)、第二两位三通阀(5)、第一两位三通阀(4)依次相接构成的回路；第一，二两位三通阀(4，5)的相接端连接流量控制阀12，第一，二滤芯(6，7)的相接端连接截止阀(8)。

3、  根据权利要求1或2所述的水压动力源，其特征在于，所述补水系统包括潜水泵(2)以及分别与其相接的第二过滤器(1)和潜水电机(3)。

一种用于水下作业工具的水压动力源
技术领域
本发明涉及一种用于水下作业工具的水压动力系统，该系统直接以海水或淡水作为工作介质，能输出两种压力和流量，驱动不同的水压工具进行水下作业。
背景技术
水下作业工具包括两种类型：①往复型作业工具：该类型工具由海水或淡水液压缸驱动，动作型式为直线型，用以完成对水下钢缆、软缆等的切断作业及螺母的松紧等。这类工具需要的流量不大，但需要的工作压力很高(一般大于30MPa)。②旋转型作业工具：该类型工具由海水或淡水液压马达驱动，动作型式为旋转型，用以完成水下清刷、打磨、切割、钻孔及连接件的装卸等。该类型工具需要的压力一般为中高压(10MPa左右)，但需要的流量比往复型工具大得多，从而实现工具的较快转速。
国内现有的液压工具系统均以矿物型液压油作为工作介质。油压动力系统用于水下作业时存在作业深度受限，效率较低，可靠性不高及环境污染等问题。为解决这些问题，1988年美国海军舰船研究中心(NSRDC)及土木工程实验室(NCEL)联合研制成功海水液压工具系统以便解决油压系统的问题，但该系统输出的压力和流量单一，只能满足旋转型工具的需求。然而，水下作业需要的工具类型多种多样，除了旋转型工具外，还需要往复型工具。现实情况要求一个动力系统能输出两种压力和流量，分别满足两种类型工具的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于水下作业工具的水压动力源，能输出不同的压力和流量，同时满足旋转型工具和往复型工具的需求。
一种海水液压水下作业工具动力源，包括依次相接的补水系统、反冲洗过滤器、泵站和增压系统；
所述泵站包括截止阀8，截止阀8依次连接海水或淡水泵10、第一过滤器11、流量控制阀12和第一快换接头21，第一过滤器11还分别通过溢流阀14和第一卸荷阀15接入水环境，海水泵10连接原动机9，在第一过滤器11和流量控制阀12之间设有第一压力表13；
所述增压系统包括开关阀16、增压器17、第二卸荷阀18、第二压力表19和第二快换接头20，开关阀16一端与流量控制阀12相接，另一端连接增压器17的输入端，增压器17的泄漏端接入水环境，增压器17的输出端连接第二快换接头20，增压器17的输出端与第二快换接头20间设有第二压力表19；增压器17的第二输入端通过第二卸荷阀18的入口端连接增压器17的输出端，第二卸荷阀18的出口端接入水环境。
本发明的技术效果体现在：本发明的泵站将补水系统输出的水进一步加压到预定值，并对系统压力和输出到工具的流量进行调节，该流量满足旋转工具的需求。而增压系统对泵站输出的压力进一步增压，满足往复型工具的需要。本发明为开式系统，直接从水环境中吸水，加压做功后，再直接排回水环境中，因而无需携带水箱，不用冷却器，不但简化了系统，减少了体积，降低了重量。在海水或淡水泵的进口增加补水泵，因此系统可以应用在离水面较高的岸边或船舶甲板上，提高了动力源的适用性。本发明在海洋中采用海水泵，淡水环境中采用淡水泵，广泛应用于海洋、水库大坝，湖泊、河道工程的的检测与维护等场合。
附图说明
图1为本发明实施例的动力系统液压原理图。
具体实施方式
如图1所示，实施例中动力源包括依次连接的补水系统、反冲洗过滤器、泵站和增压系统。
补水系统用于为泵站补水，包括第二过滤器1、潜水泵2和潜水电机3。在潜水电机3的驱动下，潜水泵2经由第二过滤器1从海洋中吸水，第二过滤器1可滤除海水中较大颗粒的杂质；潜水泵2输出的水经过反冲洗过滤器进入泵站的海水泵10，保证海水泵10吸入充分，从而减少由于吸入真空度过高产生的气蚀对海水泵10的影响，提高海水泵的可靠性和寿命。
反冲洗过滤器用于对进入海水泵10的海水进行再次过滤。反冲洗过滤器包括第一，第二滤芯6，7，第一，第二两位三通阀4，5。正常工作时，泵站入口处的截止阀8开通，第一三通阀4处于左位，第二三通阀5处于右位，潜水泵2输出的海水通过两条支路进入泵站，其中一条支路依次通过第一三通阀4、第一滤芯6进入泵站，另一条支路依次通过第二三通阀5、第二滤芯7进入泵站；当第一滤芯6出现堵塞，则泵站停止工作，关闭泵站入口处的截止阀8，第一三通阀4处于右位，第二三通阀5处于右位，潜水泵2输出的海水依次经过第二三通阀5、第二滤芯7、第一滤芯6和第一三通阀4，排回大海，实现对第一滤芯6的反冲洗；同样，当第二滤芯7出现堵塞，则将第一三通阀4处于左位，第二三通阀5处于左位，潜水泵2输出的海水依次经过第一三通阀4、第一滤芯6、第二滤芯7和第二三通阀5，排回大海，实现对第二滤芯7的反冲洗。反冲洗有助于提高反冲洗过滤器的使用寿命。
泵站用于将反冲洗过滤器输出的海水进一步加压到预定值，包括截止阀8、原动机9、海水泵10、第一过滤器11、流量控制阀12、第一压力表13、溢流阀14、第一卸荷阀15和第一快换接头21。具体实施方式如下：潜水泵2初步加压的海水经过截止阀8进入海水泵10，海水泵10在原动机9的驱动下对海水进一步加压到预定值，加压后的海水通过第一过滤器11得到进一步的杂质滤除；第一过滤器11输出的海水经过流量控制阀12、第一快换接头21驱动旋转型工具工作。流量控制阀12用于流量的调节，从而调节工具的速度。第一过滤器11的输出端还分别与溢流阀14和第一卸荷阀15相接。第一压力表13测量第一过滤器11输出的海水压力，根据该压力大小调节溢流阀14，确保泵站的压力不超过压力安全值，从而起安全保护作用。第一卸荷阀15保证系统空载启动，只有该阀接通即泵站处于卸荷状态才能够启动原动机9，另外，当需要泵站待机时，将第一卸荷阀15接通，第一过滤器11输出的海水只经过第一卸荷阀15排回大海，原动机9处于空载状态，减小系统的发热和能源消耗。海水泵10由原动机驱动，原动机可以是船用电机、内燃机，也可以是潜水电机；
增压系统用于将海水泵输出的海水压力再一步增压，满足往复型工具的需要，包括开关阀16、增压器17、第二卸荷阀18、第二压力表19和第二快换接头20。具体工作过程为：打开开关阀16，将第二卸荷阀18关闭，从流量控制阀12输出的海水经过开关阀16进入到增压器17，海水被再次增压，再次增压后的海水通过第二快换接头20驱动往复型工具工作。增压压力可以通过选择不同增压比的增压器来实现。当增压器17工作完成时，先将第二卸荷阀18置于连通状态，再关闭开关阀16，增压器17停止工作。
本发明设置了三级过滤，补水系统中精度较低的第二过滤器1、反冲洗过滤器、泵站中精度较高的第一过滤器11，由于采用了多级过滤提高了系统抗污染的能力，从而提高系统的可靠性。
当本发明多功能海水液压水下作业工具动力源的原动机9为船用电机或内燃机驱动时，动力源可以置于母船、码头，潜水泵置于海中，直接从海洋中吸水，输出的海水通过软胶管连接到置于母船或码头泵站，经过泵站及增压器加压后的海水通过高压软管与水下作业的工具相连，可以驱动工具工作。当本发明动力系统的原动机9为潜水电机驱动时，则可以置于海底或通过中继站的形式置于任何海深位置，该工况下，无需补水系统。