一种深海原位激光修复用气体流量控制阀设计与分析

简介

深海原位激光修复可以实现重大深海设施的原位增材修复,具有重要的战略意义与广阔的应用前景。在分析深海原位激光修复用送粉系统工作原理的基础上,设计了一种水深自适应气体流量控制阀。通过海水压力的反馈与弹簧压缩量的调整,实现节流模块阀口压差的稳定控制,保证气体流量稳定;通过可变开度的节流模块,实现气体流量的连续调节。首先,对水深自适应气体流量控制阀的结构及工作原理进行详细设计;接着,对流量控制阀的减压模块阀芯进行静力平衡建模,揭示气体压力调节机制。对节流模块的阀口流量进行建模,说明流量调控原理;最后,开展仿真分析,研究水深自适应气体流量控制阀在激光熔覆过程中气体流量控制的稳定性以及气体流量的调控效果。开展流量控制阀在海水环境压力小范围变化与大范围变化时,气体流量变化的仿真分析。研究结果表明,设计的流量控制阀可以实现流量的连续稳定控制,在深海原位激光修复用送粉系统中具有明显的应用前景。