压力补偿装置及用于检测被补偿装置是否漏油的方法与流程

本发明涉及水下施工装置的结构设计及检测是否漏油的技术领域，尤指一种压力补偿装置及用于检测被补偿装置是否漏油的方法。

背景技术：

对于在压力增大的环境中(如在水中或泥浆中)工作的传动装置，传动装置的内外压力差会导致密封损坏，为了降低密封损坏的风险，需要对传动装置内部进行压力补偿，以保证传动装置内部压力与外界压力平衡或内部压力稍高于外界压力。

目前的压力补偿装置工作时大都是随着传动装置一起沉入水下，依靠压力补偿装置的柔性皮囊、膜片或活塞装置在水压作用下的变形或移动来达到平衡传动装置内外压力的目的。但是，在恶劣的环境中，如夹杂着各种石子的酸性或碱性泥浆中，这种皮囊、膜片或活塞直接与外界泥浆接触时，很容易被割破或腐蚀。

现有技术中还提到一种主动控制压力补偿技术，该技术通过主动的设定传动装置内部的压力，来使传动装置内部压力高于、等于或小于外界压力，尤其在补偿压力高于外界时，传动装置中的齿轮油只可能向外界渗漏，而不会出现外界物质渗漏到传动装置中，这种技术虽然可以更好的保护传动装置，但是现有结构过于复杂，对压力数据采集元件以及主动控制的执行元件要求高。

因此，本申请人致力于提供一种压力补偿装置及用于检测被补偿装置是否漏油的方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种压力补偿装置及用于检测被补偿装置是否漏油的方法，其结构简单，操作方便，可以有效平衡传动装置的内外压力大小，且压力补偿装置工作环境稳定，不易腐蚀受损，检测方法则可以准确快速地判断出被补偿装置是否漏油，从而及时做出相应的补救措施。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种压力补偿装置，与在水中或泥浆中工作的传动装置连接，用于对所述传动装置进行压力补偿，包括：支架；储液箱，固定在所述支架上，位于所述传动装置所处的工作液面以上；管道，所述管道的起始端与所述储液箱连通，所述管道的末端于与所述传动装置连通；流量计，设置在所述管道上，用于监测所述管道内液体的流量。

优选地，所述管道为软管，所述压力补偿装置还包括一绞盘，所述绞盘用于展开或卷起所述软管。

优选地，所述压力补偿装置还包括：两液分离箱，包括一箱体和可动分割件，所述可动分割件设置在所述箱体内，且将所述箱体分割为第一腔体和第二腔体，所述第一腔体用于储存第一流体，所述第二腔体用于储存齿轮油，，所述第一腔体的容积增大时，所述第二腔体的容积减小，所述第一腔体的容积减小时，所述第二腔体的容积增大，且所述第一腔体和第二腔体的容积总和保持一定；所述第一腔体通过第一管道与所述储液箱连通，所述第二腔体通过第二管道与所述传动装置连通。

优选地，所述可分割件为一柔性胶囊，所述柔性胶囊的内部腔体为所述第一腔体，其外部腔体为所述第二腔体；或；所述可分割件为一柔性胶囊，所述柔性胶囊位于所述箱体中，所述柔性胶囊的外部腔体为所述第一腔体，其内部腔体为所述第二腔体。

优选地，所述流量计位于所述第一管道上，用于监测所述第一管道内第一流体的流量；或；所述流量计位于所述第二管道上，用于监测所述第二管道内齿轮油的流量。

优选地，所述管道包括一总管道及与所述总管道连通的多个支路管道，多个所述支路管道并联，且每个支路管道上均设置有一个所述流量计，每个所述支路管道均与一个所述传动装置连通。

优选地，每个所述支路管道上均设有一个第一单向阀，所述第一单向阀的出口朝向所述传动装置。

优选地，每个所述支路管道上均设有一个第一单向阀及一个第二单向阀，所述第二单向阀和所述第一单向阀并联，且所述第一单向阀的出口朝向所述传动装置，所述第二单向阀的出口背离所述传动装置。

优选地，所述压力补偿装置还包括：压力传感器，设置在所述传动装置上，用于监测所述传动装置的内部压力和外部压力；和/或；液位传感器，设置在所述储液箱中，用于监测所述储液箱中液体的体积；和/或；报警装置，与所述流量计连接，用于在所述流量计监测到所述管道内液体的流量超过预设流量时发出报警信息。

本发明还公开了一种用于检测被补偿装置是否漏油的方法，所述被补偿装置为所述压力补偿装置连接的传动装置，包括步骤：

S10：所述储液箱通过所述管道向所述传动装置中输送液体；

S20：通过所述流量计监测所述管道内液体的流量；

S30：判断所述流量计监测到的流量是否超过预设流量；

S40：若是，则所述被补偿装置漏油，则发出第一报警信息，若否，则所述被补偿装置不漏油。

优选地，所述步骤S30具体为：判断所述流量计在预设时间段内监测到的流量是否均超过预设流量。

优选地，所述用于检测被补偿装置是否漏油的方法还包括步骤：

S50：通过所述压力传感器监测所述被补偿装置的内外压差；

S60：判断所述压力传感器监测到的压差是否超过第一预设压差；

S70：若是，则发出第二报警信息，并重新测定所述被补偿装置的施工环境泥浆的密度，并调整所述储液箱中液体的密度，使所述储液箱中液体的密度与所述被补偿装置的施工环境泥浆的密度相当。

优选地，所述储液箱中储存的液体体积不低于一预设体积，当发出所述第一报警信息时，所述的预设体积可以保证在被补偿装置提出施工液面的过程中，所述储液箱对所述被补偿装置始终有压力和油液补偿。

本发明的压力补偿装置及用于检测被补偿装置是否漏油的方法可以实现以下任意一种有益效果。

1、本发明的压力补偿装置将储液箱设置在工作液面以上，储液箱与传动装置的工作液面具有预设高度差，在使用时，管道将储液箱与传动装置连通，在储液箱及管道中均储存一定的液体，这样，储液箱就可以实现对传动装置的压力补偿，且预设高度差可以实现传动装置内部的压力高于外部，通过调整储液箱的安装高度就可以调节传动装置内部压力与外部压力的差值。本发明的压力补偿装置中支架、储液箱均位于工作液面以上，不易在水下腐蚀损坏，且结构简单，容易操作，可以方便快捷地对传动装置进行压力补偿。

2、本发明的压力补偿装置中还设有流量计，通过流量计来监控管道中液体的流量，可以快速且准确地判断出传动装置是否漏油，从而可以在传动装置漏油时及时做出补救措施。

3、当传动装置的工作深度加深时，传动装置受到的外部压力增大，这时就需要增大其内部压力，才能使传动装置的内外压力可以保持平衡，本发明的压力补偿装置中设有两液分离箱，两液分离箱的第一腔体与储液箱连通，用于储存第一流体，通过调节第一流体的密度可以改变传动装置的内部压力，第一流体密度越大，那么其在传动装置内部产生的压强越大，而两液分离箱的第二腔体则用于储存润滑传动装置的齿轮油，设置了两液分离箱的压力补偿装置的应用范围更加广泛。

4、本发明的压力补偿装置可以将管道设为一个总管道及多个支路管道的形式，这样就可以通过一个储液箱同时对多个传动装置进行补偿，这样设置可以提高压力补偿装置的利用率，另外，在每个支路管道上分别设置出口朝向传动装置的第一单向阀可以有效避免各个支路管道之间的液路产生干扰，并且，每个支路管道上还设有一个与第一单向阀并联的出口背离传动装置的第二单向阀，当向上提升传动装置的时候，第二单向阀可以释放传动装置中的压力，使传动装置在泥浆中上升时可以保持内外压力相当。

5、本发明的压力补偿装置通过设置压力传感器可以实时监测传动装置内外的压力大小，当两者的压力差超过一限定值(通常为2～4ar)时，则报警提示，此时，需要重新测定泥浆密度，并对储液箱中的液体密度进行相应的调整。

6、本发明的压力补偿装置中的管道为一软管，且可以通过绞盘收起和展开，当传动装置的工作深度增加或者减少时，通过转动绞盘，就可以展开或者收起软管，使软管跟着传动装置升降，从而便于压力补偿装置对传动装置进行压力补偿。

7、本发明的压力补偿装置通过设置液位传感器可以实时监测储液箱中的液体体积，当监测到的体积小于一预设值时，则发出报警提示，并对储液箱进行人工补偿第一流体或对两液分离箱第二腔体补充齿轮油，其中，预设值与传动装置的施工深度及流量设定值成一定的函数关系，以保证漏油报警时，在传动装置提出施工液面的过程中，压力供给装置对传动装置始终有压力和油液补偿，从而避免泥浆渗入。

8、本发明的用于检测被补偿装置是否漏油的方法通过流量计监测管道中液体的流量，当传动装置发生漏油现象时，管道中液体的流量会加快，因此，通过判断管道中液体的流量是否超过预设流量，就可以简单快速地判断出传动装置是否漏油，从而及时做出相应的补救措施。

9、当被补偿装置受到瞬时冲击时，压力补偿装置内液体的流量会波动，可能导致产生误报警现象，因此，可以判断管道在一个连续的时间段内，其流量是否均超过预设流量，若是的话，则可以说明被补偿装置确实发生了漏油现象，从而避免流量计产生误报警的现象。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1是本发明的压力补偿装置的一种具体实施例的结构示意图；

图2是图1中所示的压力补偿装置的局部放大结构示意图；

图3是本发明的压力补偿装置的另一种具体实施例的结构示意图；

图4是图3中所示的压力补偿装置的局部放大结构示意图。

附图标号说明：

支架10，储液箱20，管道30，流量计40、40’，两液分离箱50，箱体51，可动分割件52，第一腔体53，第二腔体54，第一单向阀61、61’，第二单向阀62、62’，绞盘70，卷扬80，钢丝绳81，铣槽机90，传动装置91、91’，框架92，铣削轮93。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

实施例一

本具体实施例公开了一种压力补偿装置，与在水中或泥浆中工作的传动装置连接，用于对传动装置进行压力补偿。如图1和图2所示，本实施例中的压力补偿装置与一种基础施工用铣槽机90连接，铣槽机90包括传动装置91、91’、框架92及铣削轮93，整个铣槽机90在卷扬80及钢丝绳81的牵引下沉入到泥浆环境中作业，因此，需要对铣槽机90的传动装置91进行压力补偿。

如图1和图2所示，本具体实施例中公开的压力补偿装置包括：支架10；储液箱20，固定在支架10上，位于传动装置91所处的工作液面以上；管道30，管道30的起始端与储液箱20连通，管道30的末端用于与传动装置91连通；流量计40，设置在管道30上，用于监测管道30内液体的流量。在本实施例中，储液箱中储存的为齿轮油，管道向传动装置中输送齿轮油。

由于储液箱20与施工液面之间具有预设高度差，因此，当储液箱20中储存有一定齿轮油时，管道30中可以储存一段油柱，这段油柱形成的压强可以增大传动装置91的内部压力，从而使传动装置91的内外压力相当或内部压力高于外部压力。

另外，压力补偿装置中设有监测管道30内的液体的流量的流量计40，通过判断流量计40监测到的液体流量是否超过预设流量，可以快速准确地判断出传动装置91是否漏油。如果发生漏油，在短期内，储液箱20中的齿轮油会通过流量计40流入到传动装置91内部，从而避免泥浆渗入，当流量计40检测到的液体流量大于预设流量时，说明漏油现象比较严重，需要将铣槽机90提出泥浆进行检修。

具体的，管道30为软管，压力补偿装置还包括一绞盘70，绞盘70用于展开或卷起软管。当铣槽机90的工作深度加深或者减小时，绞盘70带动软管展开或卷起，从而使压力补偿装置灵活适应传动装置深度变化。

具体的，管道30包括一总管道30及与总管道30连通的多个支路管道，多个支路管道并联，且每个支路管道上均设置有一个流量计40，每个支路管道均与一个传动装置91连通，例如图2中的传动装置91、91’。这样设置时，压力补偿装置可以同时补偿多个传动装置91，且在每个支路管道上均设有一个流量计，如图2中所示的流量计40、40’，任何一个支路管道流量超标都会被流量计监测到，并进行报警。

具体的，每个支路管道上均设有一个第一单向阀61及一个第二单向阀62，如图2中所示的第一单向阀61、61’、第二单向阀62、62’，第二单向阀和相应的第一单向阀并联，且第一单向阀的出口朝向传动装置，第二单向阀的出口背离传动装置。第一单向阀的设置可以避免各个支路管道之间的油液相互干扰。另外，在铣槽机90从较深的泥浆中上升时，传动装置通过第二单向阀就可以释放内部压力，从而避免传动装置内部压力过大受损。

在本实施例中，压力补偿装置还包括压力传感器(图中未示出)，压力传感器设置在传动装置上，用于监测传动装置的内部压力和外部压力，当两者的压力差超过一限定值(通常为2～4ar)时，则报警提示。

在本实施例中，压力补偿装置还包括液位传感器(图中未示出)，液位传感器设置在储液箱中，用于监测储液箱中液体的体积。当储液箱中的液体体积小于一预设值V₀时，则发出报警提示，并对压力补偿装置进行人工补偿齿轮油。该预设值V₀与施工深度和流量计40的流量设定值L₀成一定的函数关系，以保证漏油报警时，在铣槽机90提出施工液面的过程中，压力补偿装置对传动装置91始终有压力和油液补偿，从而避免泥浆渗入传动装置91中。

在本实施例中，压力补偿装置还包括报警装置(图中未示出)，报警装置与流量计连接，用于在流量计监测到管道内液体的流量超过预设流量时发出报警信息。

具体的，储液箱的顶部安装有可与外界换气的通气塞(图中未示出)，可以保证储液箱中的液体通过管道顺利地流出或流入。另外，支架包括基座以及臂架，将基座固定在地面上，臂架安装在基座上，再将储液箱安装在臂架上，臂架可以增加储液箱的高度，使储液箱高于传动装置的工作液面。

实施例二

由于齿轮油密度小于泥浆密度，随着深度的增加，由储液箱与施工液面之间的高度差产生的增压值会逐渐减少，最后会出现小于外界压力的情况，因此，实施例一仅适用于铣槽机90施工深度较浅下的情况。

实施例二中公开的压力补偿装置与实施例一基本相同，不同之处在于，实施例二中的压力补偿装置还包括两液分离箱50，通过设置两液分离箱50，可以使本压力补偿装置适用于铣槽机90的施工深度较深的情况。

如图3和图4所示，两液分离箱50包括一箱体51和可动分割件52，可动分割件52设置在箱体51内，且将箱体51分割为第一腔体53和第二腔体54，第一腔体53用于储存第一流体，第二腔体54用于储存齿轮油，第一腔体53的容积增大时，第二腔体54的容积减小，第一腔体53的容积减小时，第二腔体54的容积增大。第一腔体53通过第一管道与储液箱20连通，第二腔体54通过第二管道与传动装置91连通。

在本实施例中，通过调节第一流体的密度可以调节传动装置的内部压力。本实施例中的压力补偿装置也包括压力传感器，如果压力传感器监测到传动装置的内部压力和外部压力的压力差超过一限定值(通常为2～4ar)时，则报警提示，此时需要重新测定泥浆密度，并对第一流体密度进行相应的调整，使第一流体的密度与泥浆密度保持基本相同，就可以使传动装置91的内部压力高于外部压力的差值保持恒定。

具体的，可动分割件51为一柔性胶囊，柔性胶囊设置在箱体51内部，且柔性胶囊的内部腔体为第一腔体53，第一腔体53与储液箱20连通，其外部腔体为第二腔体54，第二腔体54与传动装置91连通。

在使用时，储液箱20、软管以及柔性胶囊的内腔(也就是第一腔体)中充注有第一流体，柔性胶囊外腔(也就是第二腔体)充注有齿轮油，通过调节第一流体的密度，使其与外界泥浆的密度相当，这样就可以保证传动装置内部无论在多深的泥浆中工作，内部压力高于外部压力的差值基本恒定。

具体的，流量计40位于第二管道上，也就是说，当齿轮油从两液分离箱50的第二腔体54中流向传动装置91的过程中，会经过流量计40，所以流量计40可以监测第二管道内齿轮油的流量，通过对比监测到的流量与流量设定值L₀，可以判断出传动装置91是否漏油。

具体的，本实施例中储液箱20和两液分离箱50的容积都较大，可以储存充足量的液体，从而降低补油次数，节省补油时间，进一步提高补偿装置的工作效率；另外，容积较大的储液箱20和两液分离箱50中可预留一定容积的液体，当传动装置91漏油严重时，该预留容积的液体可以持续为传动装置91补油，避免传动装置91在提出施工液面的过程中进泥水，从而减小了传动装置91的损伤，且维修更容易，即节省维修时间又节省维修费用。

当然，在其它实施例中，本发明的压力补偿装置中支路管道的具体数目可以根据需要设置；可以只设置一个总的管道，不设置支路管道；管道也可以设为刚性管道，然后通过调节管道的位置或长短来适应传动装置的工作深度变化；两液分离箱可以选择性设置；两液分离箱中柔性胶囊的外部腔体也可以为第一腔体，其内部腔体为第二腔体；第一单向阀和第二单向阀均可以选择性设置；流量计还可以设置在第一管道上，用于监测所述第一管道内第一流体的流量，从第一流体的流量可以判断出齿轮油的流量；另外，本发明的压力补偿装置中储液箱和两液分离箱的容积大小、软管的长度等尺寸均根据实际需要进行设置，此处不再赘述。

实施例三

本发明还公开了一种用于检测被补偿装置是否漏油的方法，所述被补偿装置为压力补偿装置连接的传动装置，包括步骤：

S10：储液箱通过管道向传动装置中输送液体；

S20：通过流量计监测管道内液体的流量；

S30：判断流量计监测到的流量是否超过预设流量；

S40：若是，则所述被补偿装置漏油，则发出第一报警信息，若否，则所述被补偿装置不漏油或漏油不严重；

S50：通过所述压力传感器监测所述被补偿装置的内外压差；

S60：判断所述压力传感器监测到的压差是否超过第一预设压差(通常为2～4ar)；

S70：若是，则发出第二报警信息，并重新测定所述被补偿装置的施工环境泥浆的密度，并调整所述储液箱中液体的密度，使所述储液箱中液体的密度与所述被补偿装置的施工环境泥浆的密度相当。

当被补偿装置发生漏油现象时，其内部压力会减小，压力补偿装置为了补偿被补偿装置的内部压力，会通过储液箱向被补偿装置中添加齿轮油，这会使管道内液体的流量增大，当流量大于预设流量值L₀时报警提示。

当受到瞬时冲击时，被补偿装置的内部压力可能会波动，压力补偿装置为了补偿被补偿装置的内部压力，其管道内液体的流量会也会波动，这会导致产生误报警现象，因此，步骤S30具体为：判断流量计在预设时间段内监测到的流量是否均超过预设流量。这样设置可以有效避免误报警的情况，从而使检测结果更为准确。

在本实施例中，所述储液箱中储存的液体体积不低于一预设体积；当发出所述第一报警信息时，所述的预设体积可以保证在被补偿装置提出施工液面的过程中，所述储液箱对所述被补偿装置始终有压力和油液补偿。

具体的，所述储液箱中储存的液体体积不低于一预设体积，所述储液箱中液体的预设体积V₀、流量计的预设流量L₀及被补偿装置的施工深度H满足一预设函数关系；比如满足以下关系：

$V_0=L_0\×\frac{H}{v}$

其中：v表示被补偿装置提升的速度；

当发出所述第一报警信息时，需要将所述被补偿装置提出施工液面进行检修，在此过程中，所述预设函数关系可以保证所述储液箱对所述被补偿装置始终有压力和油液补偿。该方案的可以最大程度的延长被补偿装置在漏油情况下的工作时间。

本发明的一种压力补偿装置，其结构简单，操作方便，可以有效平衡传动装置的内外压力大小或保证传动装置内部压力始终高于外界压力的差值基本恒定，且压力补偿装置工作环境稳定，其没有活动组件暴露在泥浆中，不易腐蚀受损，安全可靠性高，检测方法步骤少，操作简单，可以准确快速地判断出被补偿装置是否漏油，从而及时做出相应的补救措施。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。