水下液壓系統(tǒng)動壓平衡壓力補償裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種水下液壓系統(tǒng)動壓平衡壓力補償裝置，包括相連接的上腔外殼和下腔外殼，上腔外殼頂部開設有水入口，下腔外殼內(nèi)設置有恒力彈簧，上腔外殼內(nèi)設置有與上腔外殼內(nèi)壁接觸的活塞，活塞與恒力彈簧連接，活塞能夠在上腔外殼內(nèi)上下運動，下腔外殼下部開設有油液入口，并置于油箱內(nèi)，油箱連接有定量泵，定量泵通過控制元件控制，通過活塞感應海水壓力并且將壓力傳遞到液壓系統(tǒng)，通過恒力彈簧的預加壓作用，使得系統(tǒng)壓力略高于海水壓力，當外部海洋環(huán)境壓力發(fā)生變化時，活塞沿軸線移動，將壓力傳遞給系統(tǒng)，由于恒力彈簧恒拉力的特性，系統(tǒng)內(nèi)外壓差始終保持恒定，防止海水浸入液壓系統(tǒng)。
【專利說明】
水下液壓系統(tǒng)動壓平衡壓力補償裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于流體壓力執(zhí)行機構(gòu)領(lǐng)域，具體涉及一種水下液壓系統(tǒng)動壓平衡壓力補償裝置。
【【背景技術(shù)】】
[0002]我國已進入大規(guī)模、多方位開發(fā)利用海洋資源的時期，而深水設備的研制是實現(xiàn)海洋勘探開發(fā)的必經(jīng)之路。對于這些水下設備的液壓控制系統(tǒng)，在海水壓力變化大、強腐蝕以及溫度變化大這種環(huán)境中，液壓系統(tǒng)的性能會受到影響，因此解決變水深下液壓系統(tǒng)的壓力補償問題成為水下液壓系統(tǒng)需解決的關(guān)鍵問題之一。
[0003]早期，液壓設備通常被放置在密閉的壓力容器中，通過剛性容器本身的特性抵抗深海壓力，但這種方法不僅增加了容器的體積，還使容器變的比較笨重，元件的安裝與維護也非常困難。現(xiàn)在常用的壓力補償器主要由外殼、薄膜、補償彈簧等幾部分組成，通過薄膜的變形把海水的壓力傳遞到液壓系統(tǒng)中。但這些傳統(tǒng)的壓力補償器仍存在許多缺陷:
[0004]I)若系統(tǒng)的執(zhí)行器是非對稱執(zhí)行器，那么由于執(zhí)行器兩腔的容積不同，在進行壓力補償時，會造成補償器的彈簧變形量不同，使得補償壓力前后不一致，對系統(tǒng)的精度造成較大影響。即系統(tǒng)的補償壓力與海水壓力的壓差不恒定，補償精度不高。
[0005]2)傳統(tǒng)的壓力補償器存在漏油問題。若設備只是在水下短期工作，可在下水之前對補償器進行補油。若設備需在水下進行長期的工作，則無法在設備工作時進行補油。因此補償器的密封問題至關(guān)重要。
【【實用新型內(nèi)容】】
[0006]本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種水下液壓系統(tǒng)動壓平衡壓力補償裝置，能夠解決目前系統(tǒng)補償壓力與海水壓力的壓差不恒定以及補償器漏油問題。
[0007]為了達到上述目的，本實用新型包括相連接的上腔外殼和下腔外殼，上腔外殼頂部開設有水入口，下腔外殼內(nèi)設置有恒力彈簧，上腔外殼內(nèi)設置有與上腔外殼內(nèi)壁接觸的活塞，活塞與恒力彈簧連接，活塞能夠在上腔外殼內(nèi)上下運動，下腔外殼下部開設有油液入口，并置于油箱內(nèi)，油箱連接有定量栗，定量栗通過控制元件控制。
[0008]所述恒力彈簧為兩個渦卷彈簧，兩個渦卷彈簧的首端均與活塞連接。
[0009]所述水入口上覆蓋有濾網(wǎng)。
[0010]所述濾網(wǎng)通過第二螺釘固定在上腔外殼上部。
[0011]所述活塞的中心設置有一個凹孔，活塞的側(cè)面上開設有凹槽，凹槽處均勻分布有八個與凹孔相連接的通孔。
[0012]所述活塞側(cè)面的凹槽上設置有密封圈。
[0013]所述密封圈材料采用氟橡膠。
[0014]所述活塞底部設置有T型連接塊，T型連接塊與恒力彈簧相連接。
[0015]所述T型連接塊通過第二螺栓與恒力彈簧相連接。
[0016]所述上腔外殼和下腔外殼通過第一螺栓連接，且上腔外殼和下腔外殼接觸面上設置墊片。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型應用于液壓系統(tǒng)全部位于深海的液壓系統(tǒng)壓力補償，來解除海水壓力對液壓系統(tǒng)的影響，通過活塞感應海水壓力并且將壓力傳遞到液壓系統(tǒng)，通過恒力彈簧的預加壓作用，使得系統(tǒng)壓力略高于海水壓力，當外部海洋環(huán)境壓力發(fā)生變化時，活塞沿軸線移動，將壓力傳遞給系統(tǒng)，由于恒力彈簧恒拉力的特性，系統(tǒng)內(nèi)外壓差始終保持恒定，防止海水浸入液壓系統(tǒng)，系統(tǒng)補償精度高。
[0018]進一步的，本實用新型的恒力彈簧為兩個渦卷彈簧，當金屬片延伸(扭轉(zhuǎn))時，內(nèi)應力抵抗負載力，這與普通的延伸彈簧完全一樣，但是系數(shù)接近于恒定(零)，即恒力彈簧在一定的工作范圍內(nèi)，彈簧拉力不隨彈簧的變形量的變化而變化，其輸出保持為恒力輸出。
[0019]進一步的，本實用新型設置有密封圈，使系統(tǒng)壓力通過通孔作用于密封圈上，使密封圈牢牢貼緊外殼內(nèi)壁，保持非常高的密封度，長時間使用后，密封圈外圈有微量磨損，但系統(tǒng)壓力作用于密封圈內(nèi)圈，給予其徑向擴張力，密封圈向外擴張，仍能貼緊外殼內(nèi)壁保持很好的密封，從而提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與壽命。
[0020]進一步的，本實用新型的密封圈材料采用氟橡膠，氟橡膠與其他傳統(tǒng)的橡膠相比，具有更寬的工作范圍，優(yōu)異的耐油、耐化學穩(wěn)定性、高強度及長久的壽命。
【【附圖說明】】
[0021]圖1為本實用新型初始狀態(tài)的結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖2為本實用新型極限工作位置的結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖3為本實用新型活塞的半剖視圖；
[0024]圖4是為本實用新型的應用實例圖。
【【具體實施方式】】
[0025]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明。
[0026]參見圖1、圖2、圖3和圖4，本實用新型包括相連接的上腔外殼I和下腔外殼6，上腔外殼I和下腔外殼6通過第一螺栓4連接，且上腔外殼I和下腔外殼6接觸面上設置墊片5，上腔外殼I頂部開設有水入口，水入口上覆蓋有濾網(wǎng)12，濾網(wǎng)12通過第二螺釘11固定在上腔外殼I上部，下腔外殼6內(nèi)設置有恒力彈簧7，上腔外殼I內(nèi)設置有與上腔外殼I內(nèi)壁接觸的活塞2，活塞2與恒力彈簧7連接，活塞2能夠在上腔外殼I內(nèi)上下運動，下腔外殼6下部開設有油液入口，并置于油箱13內(nèi)，油箱連接有定量栗14，定量栗14通過控制元件控制，恒力彈簧7為兩個渦卷彈簧，兩個渦卷彈簧的首端均與活塞2連接。
[0027]活塞2的中心設置有一個凹孔，活塞2的側(cè)面上開設有凹槽，凹槽處均勻分布有八個與凹孔相連接的通孔，活塞2側(cè)面的凹槽上設置有密封圈3，密封圈材料采用氟橡膠，活塞2底部設置有T型連接塊9，T型連接塊9與恒力彈簧相連接，T型連接塊9通過第二螺栓8與恒力彈簧相連接。
[0028]恒力彈簧是一種特殊的延伸彈簧，它們由螺旋形的金屬片組成，金屬片的內(nèi)側(cè)彎曲，這樣每圈金屬片都緊緊地繞在它里面的一圈金屬片上
[0029]本實用新型采用鎳合金，其擁有較高的穩(wěn)定性與壽命。
[0030]在實際應用時，海水經(jīng)濾網(wǎng)12過濾后，由上腔外殼I的軸向通孔進入補償器內(nèi)部，將壓力傳遞到活塞2上，活塞2隨著海水壓力的變化而上下浮動，間接將壓力傳到下腔外殼6內(nèi)部，補償器內(nèi)部介質(zhì)經(jīng)過T形連接塊9上的通孔進入活塞內(nèi)部通孔作用到密封圈3上，下腔外殼6內(nèi)的壓強對密封圈3有徑向擴張力，下腔外殼6的壓力傳遞到油箱13內(nèi)時，油箱11與液壓回路的壓力會隨之上升或下降，之后控制元件控制定量栗14使它的出油口壓力相應于回路壓力上升或下降。
【主權(quán)項】
1.水下液壓系統(tǒng)動壓平衡壓力補償裝置，其特征在于:包括相連接的上腔外殼(I)和下腔外殼(6)，上腔外殼(I)頂部開設有水入口，下腔外殼(6)內(nèi)設置有恒力彈簧(7)，上腔外殼(1)內(nèi)設置有與上腔外殼(I)內(nèi)壁接觸的活塞⑵，活塞⑵與恒力彈簧(7)連接，活塞⑵能夠在上腔外殼(I)內(nèi)上下運動，下腔外殼(6)下部開設有油液入口，并置于油箱(13)內(nèi)，油箱連接有定量栗(14)，定量栗(14)通過控制元件控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下液壓系統(tǒng)動壓平衡壓力補償裝置，其特征在于:所述恒力彈簧(7)為兩個渦卷彈簧，兩個渦卷彈簧的首端均與活塞(2)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下液壓系統(tǒng)動壓平衡壓力補償裝置，其特征在于:所述水入口上覆蓋有濾網(wǎng)(12)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水下液壓系統(tǒng)動壓平衡壓力補償裝置，其特征在于:所述濾網(wǎng)(12)通過第二螺釘(11)固定在上腔外殼(I)上部。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下液壓系統(tǒng)動壓平衡壓力補償裝置，其特征在于:所述活塞(2)的中心設置有一個凹孔，活塞(2)的側(cè)面上開設有凹槽，凹槽處均勻分布有八個與凹孔相連接的通孔。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水下液壓系統(tǒng)動壓平衡壓力補償裝置，其特征在于:所述活塞(2)側(cè)面的凹槽上設置有密封圈(3)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水下液壓系統(tǒng)動壓平衡壓力補償裝置，其特征在于:所述密封圈(3)材料采用氟橡膠。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下液壓系統(tǒng)動壓平衡壓力補償裝置，其特征在于:所述活塞(2)底部設置有T型連接塊(9)，T型連接塊(9)與恒力彈簧相連接。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水下液壓系統(tǒng)動壓平衡壓力補償裝置，其特征在于:所述T型連接塊(9)通過第二螺栓(8)與恒力彈簧相連接。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下液壓系統(tǒng)動壓平衡壓力補償裝置，其特征在于:所述上腔外殼(I)和下腔外殼(6)通過第一螺栓(4)連接，且上腔外殼(I)和下腔外殼(6)接觸面上設置墊片(5)。
【文檔編號】F15B21/00GK205478675SQ201620156925
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月1日
【發(fā)明人】張翠紅, 周釗強, 王官洪, 曹學鵬
【申請人】長安大學