CN108397430A - 具有全海深工作能力的液压源装置 - Google Patents

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丰子昂
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Abstract

本发明公开了一种具有全海深工作能力的液压源装置。本装置主要包括补偿器腔部分、电机泵部分和液压油路控制部分；补偿器腔部分利用活塞补偿器为内部器件提供较为稳定的压力环境，电机泵部分内置一台电机泵提供稳定的高压油源，液压油路控制部分内置油路阀块进行控制，本装置将大部分元器件浸泡在液压油中，是一套可用于深海高压条件下的液压源装置，可在深海高压环境为液压系统提供高压液压源，提高了深海高压环境下液压源的可靠性与稳定性，为深海条件下海洋工程液压装备的研究提供了支持。

Description

具有全海深工作能力的液压源装置
技术领域
本发明涉及具有全海深工作能力的液压源装置，该装置可以实现在深海高压环境下作为液压装备的液压油源，工作稳定、高效，适用于深海海洋工程液压装备研究。
背景技术
深海液压源是深海载人潜水器各液压执行器的动力源，相当于整体液压系统的心脏，其性能及稳定性直接决定了系统的整体性能和可靠性。深海环境具有高压、低温、强腐蚀性等极端环境特点，特别是全海深载人潜水器垂直工作跨度大，外部水压变化范围宽，会导致油液介质特性、密封材料性能的改变，这些变化都会对深海液压源的输出特性产生影响。目前，国内在深海液压源方面进行的研究较少，无法为深海高压环境下的液压装备提供稳定、压力较高的液压源，导致深海装备无法正常工作或者工作过程中容易出现意想不到的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种具有全海深工作能力的液压源装置，液压源采用活塞补偿器补偿的方式对液压源外部的高压环境进行补偿，减小环境压力波动对液压源内部的压力的影响；同时活塞的补偿效果使得液压源内部的油箱压力与外部海水压力相同，保证液压系统的正常工作；内置液压油路控制阀块，上面可以安装溢流阀等器件，保证系统安全运行；整个液压源腔体分为4个部分组合而成，其间使用法兰连接，安装简洁，便于将来升级改造。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种具有全海深工作能力的液压源装置，包括补偿器腔部分、电机泵部分和液压油路控制部分；
补偿器腔部分包括补偿活塞杆、直线轴承、直线轴承座、补偿器弹簧、补偿器腔端盖、补偿器下腔、皮膜结构、补偿器活塞、补偿器上腔；补偿器上腔与补偿器下腔由法兰结构固定并密封，皮膜结构由法兰螺钉固定在两腔之间用于将液压油与海水隔开，补偿器端盖与补偿器下腔固定并密封，补偿器活塞位于补偿器下腔内顶部紧压皮膜结构，补偿活塞杆与补偿器活塞固定且下端从补偿器腔端盖穿出，穿出端外装有直线轴承使补偿活塞杆可沿轴线自由直线运动，补偿器弹簧安装在补偿活塞杆上，弹簧两端分别与补偿器活塞、补偿器腔端盖压紧；所述的补偿器端盖上有开孔，使得补偿器下腔与外界海水连通；
所述的电机泵部分由电机泵腔、电机、齿轮泵组成，电机与齿轮泵通过螺栓安装在电机泵腔内壁上，电机的输出轴与齿轮泵的输入轴连接在一起，电机泵腔与补偿器上腔、液压油路控制腔通过法兰连接，其间使用密封圈密封，电机泵腔、补偿器上腔、液压油路控制腔三腔体连通，充满液压油；
所述的液压油路控制部分由液压油路控制腔、液压源上端盖、液压油路控制阀块、阀块座组成，液压油路控制腔与液压源上端盖通过法兰连接，其间使用密封圈进行密封；阀块座焊接在液压源上端盖上，液压油路控制阀块安装在阀块座上，齿轮泵的高压输出口通过油管连接液压油路控制阀块，液压油路控制阀块通过油管连接至液压源装置外。
上述技术方案中，液压油路控制阀块通过第一油管向液压源外的液压装备提供高压油，通过第二油管将低压液压油输入到液压源装置内部。
所述的液压油路控制阀块上通常安装有溢流阀。
所述的皮膜结构外围通过法兰压紧，位于补偿器腔部分内的皮膜结构面积大于腔体横截面积，补偿器活塞上下移动时会带动皮膜结构运动，皮膜结构将液压油与海水分隔开来。
本发明的有益效果是：
(1)该装置腔体内部充满液压油，作为液压源油箱，大部分元器件浸泡在液压油中，腔体的压力即为液压源的油箱压力；补偿器两侧的液压油与海水压力相同，使得液压源的油箱压力与外界环境保持一致，保证输出液压油压力的相对稳定。
(2)补偿器一侧安装有弹簧阻尼装置，可以对外部环境的压力波动进行补偿，保证液压源内部压力的变化较为缓慢，实现液压源输出压力的稳定性。
(3)采用皮膜结构，保证液压源内部的液压油与外部环境中的海水的绝对隔离。
(4)齿轮泵输出的高压油输送到液压油路控制阀块中，液压油路控制阀块上可安装有溢流阀，可以保证系统安全工作，液压油路控制阀块通过油管将高压油输出到液压源装置外的液压系统中，也通过油管将外部液压系统的低压油输送进液压源腔体中。
附图说明
图1是本发明的主视图；
图中，补偿腔部分1、补偿活塞杆1.1、直线轴承1.2、直线轴承座1.3、补偿器弹簧1.4、补偿器腔端盖1.5、补偿器下腔1.6、皮膜结构1.7、补偿器活塞1.8、补偿器上腔1.9，电机泵部分2、电机泵腔2.2、电机2.3、齿轮泵2.4、密封圈2.12.5，液压油路控制部分3、液压油路控制腔3.2、液压源上端盖3.5、液压油路控制阀块3.6、阀块座3.7、油管3.1、第一油管3.3第二油管3.8、密封圈3.4。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
本发明是具有全海深工作能力的液压源装置，包括补偿腔部分(1)、电机泵部分(2)、液压油路控制部分(3)，三者通过法兰方式连接，保证密封，使用法兰连接方式可以方便安装，同时也方便未来对液压源的改造升级。通过三个部分的协调工作，可以实现液压源在深海高压条件下的稳定工作。
如图1所示的实例中，所述的补偿器部分1对液压油源内部的压力进行调节，使液压油源内部的油箱压力与外部压力相同，同时可以减小外部环境突变带来的扰动，保证液压源正常稳定运行。补偿器腔部分1包括补偿活塞杆1.1、直线轴承1.2、直线轴承座1.3、补偿器弹簧1.4、补偿器腔端盖1.5、补偿器下腔1.6、皮膜结构1.7、补偿器活塞(1.8)、补偿器上腔1.9；补偿器上腔1.9与补偿器下腔1.6由法兰结构固定并密封，皮膜结构1.7由法兰螺钉固定在两腔之间用于将液压油与海水隔开，补偿器端盖1.5与补偿器下腔1.6固定并密封，补偿器活塞1.8位于补偿器下腔内顶部紧压皮膜结构，补偿活塞杆1.1与补偿器活塞固定且下端从补偿器腔端盖1.5穿出，穿出端外装有直线轴承1.2使补偿活塞杆1.1可沿轴线自由直线运动，补偿器弹簧1.4安装在补偿活塞杆1.1上，弹簧两端分别与补偿器活塞1.8、补偿器腔端盖1.5压紧；所述的皮膜结构1.7外围通过法兰压紧，位于补偿器腔部分内的皮膜结构面积大于腔体横截面积，补偿器活塞1.8上下移动时会带动皮膜结构1.7运动，皮膜结构1.7将液压油与海水分隔开来。当海水环境有压力变化时，活塞会沿补偿器腔体运动，压缩补偿器弹簧1.4，起到减小压力波动的作用。
所述的电机泵部分2由电机泵腔2.2、电机2.3、齿轮泵2.4组成，电机2.3与齿轮泵2.4通过螺栓安装在电机泵腔2.2内壁上，电机2.3的输出轴与齿轮泵2.4的输入轴连接在一起，电机泵腔2.2与补偿器上腔1.9、液压油路控制腔3.2通过法兰连接，其间使用密封圈密封，电机泵腔2.2、补偿器上腔1.9、液压油路控制腔3.2三腔体连通，充满液压油；
所述的液压油路控制部分3由液压油路控制腔3.2、液压源上端盖3.5、液压油路控制阀块3.6、阀块座3.7组成，液压油路控制腔3.2与液压源上端盖3.5通过法兰连接，其间使用密封圈进行密封；阀块座3.7焊接在液压源上端盖3.5上，液压油路控制阀块3.6安装在阀块座3.7上，齿轮泵2.4的高压输出口通过油管连接液压油路控制阀块3.6，液压油路控制阀块3.6通过油管连接至液压源装置外。电信号进入电机后，电机转动，带动齿轮泵转动，将高压油带到油管3.1中，进行下一步处理。液压油路控制阀块上可以根据实际需求安装溢流阀等阀体结构，然后通过油管3.3将高压油输送到液压源外部的液压系统中，外部的液压系统的低压油通过油管3.8输入到液压源中，回到液压源腔体中。

Claims (4)

1.具有全海深工作能力的液压源装置，其特征在于，包括补偿器腔部分(1)、电机泵部分(2)和液压油路控制部分(3)；
补偿器腔部分(1)包括补偿活塞杆(1.1)、直线轴承(1.2)、直线轴承座(1.3)、补偿器弹簧(1.4)、补偿器腔端盖(1.5)、补偿器下腔(1.6)、皮膜结构(1.7)、补偿器活塞(1.8)、补偿器上腔(1.9)；补偿器上腔(1.9)与补偿器下腔(1.6)由法兰结构固定并密封，皮膜结构(1.7)由法兰螺钉固定在两腔之间，补偿器端盖(1.5)与补偿器下腔(1.6)固定并密封，补偿器活塞(1.8)位于补偿器下腔内顶部紧压皮膜结构，补偿活塞杆(1.1)与补偿器活塞固定且下端从补偿器腔端盖(1.5)穿出，穿出端外装有直线轴承(1.2)使补偿活塞杆(1.1)可沿轴线自由直线运动，补偿器弹簧(1.4)安装在补偿活塞杆(1.1)上，弹簧两端分别与补偿器活塞(1.8)、补偿器腔端盖(1.5)压紧；所述的补偿器端盖(1.5)上有开孔，使得补偿器下腔(1.6)与外界海水连通；
所述的电机泵部分(2)由电机泵腔(2.2)、电机(2.3)、齿轮泵(2.4)组成，电机(2.3)与齿轮泵(2.4)通过螺栓安装在电机泵腔(2.2)内壁上，电机(2.3)的输出轴与齿轮泵(2.4)的输入轴连接在一起，电机泵腔(2.2)与补偿器上腔(1.9)、液压油路控制腔(3.2)通过法兰连接，其间使用密封圈密封，电机泵腔(2.2)、补偿器上腔(1.9)、液压油路控制腔(3.2)三腔体连通，充满液压油；
所述的液压油路控制部分(3)由液压油路控制腔(3.2)、液压源上端盖(3.5)、液压油路控制阀块(3.6)、阀块座(3.7)组成，液压油路控制腔(3.2)与液压源上端盖(3.5)通过法兰连接，其间使用密封圈进行密封；阀块座(3.7)焊接在液压源上端盖(3.5)上，液压油路控制阀块(3.6)安装在阀块座(3.7)上，齿轮泵(2.4)的高压输出口通过油管连接液压油路控制阀块(3.6)，液压油路控制阀块(3.6)通过油管连接至液压源装置外。
2.根据权利要求1所述的具有全海深工作能力的液压源装置，其特征在于，液压油路控制阀块(3.6)通过第一油管(3.3)向液压源外的液压装备提供高压油，通过第二油管(3.8)将低压液压油输入到液压源装置内部。
3.根据权利要求1所述的具有全海深工作能力的液压源装置，其特征在于，所述的液压油路控制阀块(3.6)上安装有溢流阀。
4.根据权利要求1所述的具有全海深工作能力的液压源装置，其特征在于，所述的皮膜结构(1.7)外围通过法兰压紧，位于补偿器腔部分内的皮膜结构面积大于腔体横截面积，补偿器活塞(1.8)上下移动时会带动皮膜结构(1.7)运动，皮膜结构(1.7)将液压油与海水分隔开来。
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