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随着各国对海洋领域的开发越来越重视,各种各样的潜器被研发并投入到深海使用。排污系统对于潜器来说是至关重要的,潜器排污多采用高压吹除的方式,过高的吹除压力会造成剧烈的压力脉动产生极高的噪声,对潜器的隐蔽性不利。 本文在总结分析了潜器发展和排污系统的发展现状之后,设计了用于深海潜器舱室排污的液压驱动排污泵。该排污泵由两个单杆双作用液压缸和一个双杆双作用液压缸组成。较之传统的往复活塞泵具有工作压力、流量较为稳定的特点,十分适合用在深海潜器舱室排污时所需大压力小流量的场合。此排污泵的活塞在驱动泵的驱动下做往复直线运动,在整个工作周期内均进行一腔吸污一腔排污的模式,提高了效率。 本论文主要进行了如下的工作: 分析设计需求,对液压驱动排污泵的功能结构进行初步设计。确定了总体方案,包括液压驱动泵的型式确定、活塞和活塞杆的结构的确定以及各部分密封结构设计。通过UG软件完成了液压驱动排污泵三维模型的建立直观地显示了排污泵的装配关系和运动关系。 对液压驱动排污泵泵体结构的尺寸进行了计算确定和校核;对活塞杆的尺寸进行确定并以此对活塞杆稳定性进行校核,对活塞杆受到密封副的摩擦阻力进行初步计算,推导出推动整个排污泵进行工作时泵站所需要提供的压力;对泵体和端盖的连接螺栓进行强度校核。 对该液压驱动排污泵进行排污性能分析。分析工作中排污泵活塞的运动规律,分析缓冲机构的缓冲效果并得出其满足使用要求。根据活塞的运动特性利用伯努利方程推算出排污泵在整个工作周期中吸入、排出压力随时间的变化特性以及排出流量特性,为后续的压力、流量脉动改进提供理论依据。 借助Fluent软件对所设计的液压驱动排污泵进行仿真,建立泵模型并在划分网格时将活塞设置为动网格。仿真完毕后查看泵体在各个时间段内压力变化情况并对比压力曲线验证了第4章所推算出的压力变化特性。同时对泵内污水速度进行分析,吸入腔存在射流和涡流现象;排出腔则速度平稳,湍能较小,十分适合将污水稳定排出。