CN108050346A - 一种外置式升降回转装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种外置式升降回转装置，安装在超高压压力筒外，驱动延伸到超高压压力筒内的升降回转杆(被驱动件)，带动与之相连接的被测件升降或回转，实现被测件在超高压环境下，在高度、角度方面的定位要求。除了升降回转杆(被驱动件)、组合密封件、被测件固定平台外，其他所有零部件，均安装在压力筒外，在常压状态下工作，不承受任何压力。采用外置式结构，不占用压力筒内空间，压力筒内空间使用率高，具有结构简单，安装方便，故障检查直观，维修性好，可靠性高等优点。

Description

一种外置式升降回转装置
技术领域
本发明涉及回转装置技术领域，尤其是一种能够实现在超高压压力环境下定位功能的外置式升降回转装置。
背景技术
在以往，超高压压力筒内的空间定位是将升降装置中的所有零部件包括：水下电机、齿轮、丝杆螺母、丝杆、传感器等均安装在压力筒内。水下电机通过齿轮等的旋转带动丝杠回转；通过联轴器、丝杆螺母等的旋转带动丝杆升降。该装置中水下电机、传感器等需要承受大深度的压力。随着压力要求的提高，水下电机、传感器等的可靠性等方面面临的问题较为突出。同时，该方案维修性、垂直升降距离、可搭载试件重量等方面都存在明显不足。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种外置式升降回转装置，从而采用外置式结构，维修性好，降低故障率，提高使用可靠性。
本发明所采用的技术方案如下：
一种外置式升降回转装置，包括压力筒平盖，所述压力筒平盖的上部与其平行的间隔设置有上安装圆盘和下安装圆盘，所述上安装圆盘与下安装圆盘之间安装油缸，所述油缸缸体的尾部固定在上安装圆盘，油缸缸体的头部固定在下安装圆盘上；所述压力筒平盖上安装有油缸哈夫固定座，对接螺栓头部与油缸的活塞杆连接，尾部通过油缸哈夫固定座固定在压力筒平盖上；位于下安装圆盘的中部安装有升降回转杆，所述升降回转杆穿过压力筒平盖、组合密封件，其底部深入压力筒筒体内部，穿过时升降回转杆与压力筒平盖的中心孔之间有空隙、与组合密封件之间紧密贴合；所述组合密封件安装在法兰上，所述法兰安装在压力筒平盖底部，所述升降回转杆的底部安装有被测件固定平台，所述被测件固定平台上通过紧固件安装被测件；所述升降回转杆通过止推轴承安装在下安装圆盘的安装孔内，轴承端盖与止推轴承贴合，轴承端盖通过紧固件与升降回转杆连接成一体；升降回转杆的顶部通过联轴器与伺服电机连接。
其进一步技术方案在于：
所述压力筒平盖的截面成凸字形结构。
所述油缸共三件，沿圆周方向、间隔120°均匀布置。
所述油缸配置有内置式位移传感器。
所述上安装圆盘的顶面安装有吊环螺栓。
所述上安装圆盘的中部开有孔，所述孔内穿过伺服电机。
油缸缸体上偏向头部方向焊接有支撑板，支撑板上开有圆孔，套入油缸缸体并与之焊接成一体；油缸缸体上的支撑板用于安装伺服电机固定座，所述伺服电机与上安装圆盘和下安装圆盘的中心线同轴。
下安装圆盘上还安装有角度编码器固定座，所述角度编码器固定座上通过螺栓安装角度编码器，角度编码器与升降回转杆同轴。
所述角度编码器沿圆周方向分布有四个紧定螺钉，联轴器的底部延伸有凸起，所述凸起加工有四个平面，四个紧定螺钉与四个平面接触，角度编码器随着联轴器一起转动。
本发明的有益效果如下：
本发明结构紧凑、合理，操作方便，升降和回转的驱动机构安装在超高压压力筒外部，常压状态下进行升降和回转，装置中的主要设备如油缸、伺服电机等均不需要承担任何外部压力，不占用压力筒内空间，压力筒内空间使用率高。该结构简单，安装方便，操作便捷，维修性好，故障率低等显著优点。
本发明通过外置于超高压压力筒外的升降回转装置，驱动延伸到超高压压力筒内的升降回转杆(被驱动件)，实现在深海超高压环境下，调整声学测量设备的高度、角度的要求。可应用于高压环境、有毒介质等密闭容器中部件的升降和回转运动，实现空间定位的要求。
附图说明
图1为本发明的应用图。
图2为本发明的爆炸图。
图3为本发明安装后的结构示意图。
图4为本发明的主视图。
图5为本发明联轴器与角度编码器的安装示意图。
图6为本发明升降运动示意图(下降状态)。
图7为本发明升降运动示意图(上升状态)。
图8为本发明回转运动示意图(第一回转状态)。
图9为本发明回转运动示意图(第二回转状态)。
其中：1、上安装圆盘；2、油缸；3、下安装圆盘；4、对接螺栓；5、油缸哈夫固定座；6、压力筒平盖；7、升降回转杆；8、组合密封件；9、法兰；10、被测件固定平台；11、被测件；12、止推轴承；13、轴承端盖；14、角度编码器固定座；15、角度编码器；1501、紧定螺钉；16、伺服电机固定座；17、联轴器；1701、凸起；18、伺服电机；19、吊环螺栓；20、升降回转装置；21、压力筒卡箍；22、压力筒筒体。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1-图5所示，本实施例的外置式升降回转装置，包括压力筒平盖6，压力筒平盖6的上部与其平行的间隔设置有上安装圆盘1和下安装圆盘3，上安装圆盘1与下安装圆盘3之间安装油缸2，油缸2缸体的尾部固定在上安装圆盘1，油缸2缸体的头部固定在下安装圆盘3上；压力筒平盖6上安装有油缸哈夫固定座5，对接螺栓4头部与油缸2的活塞杆连接，尾部通过油缸哈夫固定座5固定在压力筒平盖6上；位于下安装圆盘3的中部安装有升降回转杆7，升降回转杆7穿过压力筒平盖6、组合密封件8，其底部深入压力筒筒体22内部，穿过时升降回转杆7与压力筒平盖6的中心孔之间有空隙、与组合密封件8之间紧密贴合；组合密封件8安装在法兰9上，法兰9安装在压力筒平盖6底部，升降回转杆7的底部安装有被测件固定平台10，被测件固定平台10上通过紧固件安装被测件11；升降回转杆7通过止推轴承12安装在下安装圆盘3的安装孔内，轴承端盖13与止推轴承12贴合，轴承端盖13通过紧固件与升降回转杆7连接成一体；升降回转杆7的顶部通过联轴器17与伺服电机18连接。
压力筒平盖6的截面成凸字形结构。
油缸2共三件，沿圆周方向、间隔120°均匀布置。
油缸2配置有内置式位移传感器。
上安装圆盘1的顶面安装有吊环螺栓19。
上安装圆盘1的中部开有孔，孔内穿过伺服电机18。
油缸2缸体上偏向头部方向焊接有支撑板，支撑板上开有圆孔，套入油缸2缸体并与之焊接成一体；油缸2缸体上的支撑板用于安装伺服电机固定座16，伺服电机18与上安装圆盘1和下安装圆盘3的中心线同轴。
下安装圆盘3上还安装有角度编码器固定座14，角度编码器固定座14上通过螺栓安装角度编码器15，角度编码器15与升降回转杆7同轴。
角度编码器15沿圆周方向分布有四个紧定螺钉1501，联轴器17的底部延伸有凸起1701，凸起1701加工有四个平面，四个紧定螺钉1501与四个平面接触，角度编码器15随着联轴器17一起转动。
实际使用过程中，本发明所述的升降回转装置20安装在压力筒密封空间外，在压力筒平盖6的底部安装压力筒筒体22，压力筒筒体22和压力筒平盖6的外部安装压力筒卡箍21。升降回转装置20的升降回转杆7以及组合密封件8、法兰9、被测件固定平台10、被测件11在压力筒筒体22内，其余都在外部。
本发明的具体结构如下：
如图2、图3和图4所示，升降回转杆7，作为被驱动件，安装在下安装圆盘上3。下安装圆盘3中心加工有轴承安装孔，止推轴承12共2件，背靠背安装在轴承安装孔内，升降回转杆7下部通过圆形台阶与止推轴承12贴合，上部通过轴承端盖13与止推轴承12贴合。轴承端盖13通过螺栓与升降回转杆7连接成一体。
升降回转杆7上端通过联轴器17与伺服电机18连接，下端穿过压力筒平盖6、组合密封件8(组合密封件8安装在法兰9上,法兰9安装压力筒平盖6底部)进入压力筒内，升降回转杆7底部通过螺栓连接，安装有被测件固定平台10。被测件固定平台10上有多个螺栓孔，可根据试验要求安装被测试件。
伺服电机固定座16通过螺栓固定在油缸2缸体上，伺服电机18通过螺栓固定在其上，与上安装圆盘1、下安装圆盘3同心。
如图5所示，角度编码器15通过螺栓固定在角度编码器固定座14上，角度编码器固定座14固定在下安装圆盘3上，与升降回转杆7同轴。角度编码器15沿圆周均布、径向布置有4个紧顶螺栓。联轴器17外圆表面，沿圆周方向、间隔90°加工有4个平面。旋紧角度编码器15上的4个紧顶螺栓与4个平面接触，角度编码器15可随联轴器17一起转动。
实际使用过程中：
如图6和图7所示，升降运动：当油缸2工作时，油缸2活塞杆静止不动，油缸2缸体运动，从而带动上安装圆盘1、下安装圆盘3、伺服电机18、升降回转杆7等一起上下运动。
控制系统对油缸2发出位移指令，通过位移传感器(安装在油缸2内)实时反馈，来控制油缸2的位移速度、精度以及三个油缸2的同步精度。升降运动选用油缸2来实现，具有运动平稳，刚度高，负载能力大等特点。
如图8和图9所示，回转运动：当伺服电机18旋转时，升降回转杆7可随联轴器17、角度编码器15，并通过止推轴承12，绕下安装圆盘圆心旋转。
控制系统对伺服电机18发出角度指令，通过角度编码器15，检测电机旋转的实际角度，反馈给控制系统。控制系统对伺服电机18的旋转角度进行微调，直至达到要求的角度精度。回转运动通过伺服电机18来实现，传动平稳、准确、可靠。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (9)

1.一种外置式升降回转装置，其特征在于：包括压力筒平盖(6)，所述压力筒平盖(6)的上部与其平行的间隔设置有上安装圆盘(1)和下安装圆盘(3)，所述上安装圆盘(1)与下安装圆盘(3)之间安装油缸(2)，所述油缸(2)缸体的尾部固定在上安装圆盘(1)，油缸(2)缸体的头部固定在下安装圆盘(3)上；所述压力筒平盖(6)上安装有油缸哈夫固定座(5)，对接螺栓(4)头部与油缸(2)的活塞杆连接，尾部通过油缸哈夫固定座(5)固定在压力筒平盖(6)上；位于下安装圆盘(3)的中部安装有升降回转杆(7)，所述升降回转杆(7)穿过压力筒平盖(6)、组合密封件(8)，其底部深入压力筒筒体(22)内部，穿过时升降回转杆(7)与压力筒平盖(6)的中心孔之间有空隙、与组合密封件(8)之间紧密贴合；所述组合密封件(8)安装在法兰(9)上，所述法兰(9)安装在压力筒平盖(6)底部，所述升降回转杆(7)的底部安装有被测件固定平台(10)，所述被测件固定平台(10)上通过紧固件安装被测件(11)；所述升降回转杆(7)通过止推轴承(12)安装在下安装圆盘(3)的安装孔内，轴承端盖(13)与止推轴承(12)贴合，轴承端盖(13)通过紧固件与升降回转杆(7)连接成一体；升降回转杆(7)的顶部通过联轴器(17)与伺服电机(18)连接。
2.如权利要求1所述的一种外置式升降回转装置，其特征在于：所述压力筒平盖(6)的截面成凸字形结构。
3.如权利要求1所述的一种外置式升降回转装置，其特征在于：所述油缸(2)共三件，沿圆周方向、间隔120°均匀布置。
4.如权利要求1所述的一种外置式升降回转装置，其特征在于：所述油缸(2)配置有内置式位移传感器。
5.如权利要求1所述的一种外置式升降回转装置，其特征在于：所述上安装圆盘(1)的顶面安装有吊环螺栓(19)。
6.如权利要求1所述的一种外置式升降回转装置，其特征在于：所述上安装圆盘(1)的中部开有孔，所述孔内穿过伺服电机(18)。
7.如权利要求1所述的一种外置式升降回转装置，其特征在于：油缸(2)缸体上偏向头部方向焊接有支撑板，支撑板上开有圆孔，套入油缸(2)缸体并与之焊接成一体；油缸(2)缸体上的支撑板用于安装伺服电机固定座(16)，所述伺服电机(18)与上安装圆盘(1)和下安装圆盘(3)的中心线同轴。
8.如权利要求1所述的一种外置式升降回转装置，其特征在于：下安装圆盘(3)上还安装有角度编码器固定座(14)，所述角度编码器固定座(14)上通过螺栓安装角度编码器(15)，角度编码器(15)与升降回转杆(7)同轴。
9.如权利要求8所述的一种外置式升降回转装置，其特征在于：所述角度编码器(15)沿圆周方向分布有四个紧定螺钉(1501)，联轴器(17)的底部延伸有凸起(1701)，所述凸起(1701)加工有四个平面，四个紧定螺钉(1501)与四个平面接触，角度编码器(15)随着联轴器(17)一起转动。
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