CN109236762B - 一体式深海液压动力源 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一体式深海液压动力源，包括深海电机，所述深海电机的输出端通过联轴器与油泵连接，于联轴器与油泵连接处及联轴器的外围布置钟罩，所述钟罩与油箱底板连接形成一体式结构，于一体式结构的内部、在油泵与深海电机之间构成第一容腔；于油泵的外围布置油箱，所述油箱的一端通过油箱安装法兰与油箱底板的表面固接，在所述油箱围合的内部空间形成第二容腔；于所述油箱的另一端连接油箱顶板，在油箱顶板上开设通孔，空气弹簧的一端与油箱顶板连接，空气弹簧的另一端连接补偿器盖板，在空气弹簧的内部形成第三容腔。本发明将液压动力源的各部件集成化设计，各结构布置紧凑，安装维修方便，在大功率、大流量及大补偿量需求的场合优势明显。

Description

一体式深海液压动力源
技术领域
本发明涉及深海液压装置领域，尤其涉及一体式深海液压动力源。
背景技术
我国拥有广阔的海洋面积及丰富的海洋资源，如何有效探测、开采和利用这些海洋资源是我国亟待解决的问题，拥有先进的探测和开采设备是实现这一目标第一要素。为实现上述目标，我国正在大力研制各类海洋探测和作业装备，包括各种ROV、AUV、载人潜器、深海挖沟机、采矿机、铺缆机、深海石油探测和开采设备、深海检修设备等。而液压技术具有功率密度大、易于实现压力补偿等特点，因此上述海洋装备普遍采用液压驱动方式实现作业任务，而液压动力源又是液压系统的动力心脏，是液压系统的核心设备，因此开发适用于深海环境的液压动力源是解决深海液压技术的关键。
目前国内现有的深海液压动力源仍存在功率小、效率低、可靠性低、同等功率下体积重量大等问题。尽管分体式液压源利于安装和维护，但系统过于分散，管路复杂，可靠性较低。
发明内容
本申请人针对上述现有问题，进行了研究改进，提供一种一体式深海液压动力源，其实现了动力源紧凑化设计，有效提高设备的功率密度和可靠性，实现同等尺寸重量下具备更大的功率和有效的补偿量。
本发明所采用的技术方案如下：
一体式深海液压动力源，包括深海电机，所述深海电机的输出端通过联轴器与油泵连接，于所述联轴器与油泵连接处及联轴器的外围布置钟罩，沿所述钟罩的外周均布开孔，所述钟罩与油箱底板连接形成一体式结构，于所述一体式结构的内部、在所述油泵与深海电机之间构成第一容腔；于所述油泵的外围布置油箱，所述油箱的一端通过油箱安装法兰与油箱底板的表面固接，在所述油箱围合的内部空间形成第二容腔；于所述油箱的另一端连接油箱顶板，在所述油箱顶板上开设通孔，空气弹簧的一端通过压环与所述油箱顶板连接，空气弹簧的另一端通过压环连接补偿器盖板，在所述空气弹簧的内部形成第三容腔，所述第三容腔通过开设于油箱顶板的通孔与第二容腔连通，所述第二容腔通过开设于钟罩外周的开孔与第一容腔连通。
其进一步技术方案在于：
所述深海电机为压力补偿型结构电机，具体为无刷直流电机、永磁同步电机或感应电机中的任意一种；
所述油泵的吸油口与第二容腔连通，所述油泵的出油口通过出油管连接油箱底板；
于所述油泵的出油口处设置溢流阀组，所述溢流阀组的一个端口与液压系统连接，所述溢流阀组的另一个端口通过油箱底板上的通孔与第二容腔连通；
于所述油箱底板的表面还安装控制阀组，所述控制阀组的一个油口与油泵的控制油口连接，所述控制阀组的另一个油口与第二容腔连通，于所述控制阀组上还设置用于监测油泵出口压力的压力传感器；
于所述油箱底板的表面还安装用于监测油箱内液压油温度及漏水状态的油温/漏水监测模块及用于油箱内控制和信号线向外引出的水密插头；
沿所述第三容腔的轴线方向、在所述油箱与补偿器盖板之间还安装用于导向的导向杆，于所述导向杆的内部安装用于监测补偿器盖板位置的位移传感器。
所述位移传感器采用磁致伸缩式位移传感器；
沿所述深海电机的轴线方向、在所述补偿器盖板与油箱安装法兰之间布置多个拉伸拉簧；
于所述补偿器盖板上还分别开设注油口及排气口，在所述油箱底板上还开设放油口；于所述油箱的侧面设置吊耳及回油口。
本发明的有益效果如下：
(一)本发明结构简单，使用方便，其将液压动力源的各部件集成化设计，深海电机、油箱及空气弹簧轴向布置，油泵置于油箱内部，使得各结构布置紧凑，安装维修方便。本发明可应用于各种功率、流量和控制方式的液压动力源，在大功率、大流量及大补偿量需求的场合优势明显。
(二)本发明通过布置空气弹簧及外置式拉簧，使得有效补偿量更大，体积更小，预压力更高，寿命更长。
(三)油箱底板上模块化设计，根据不同的油泵及变量控制方式，安装不同的控制阀块和检测元件，通用和互换性更好。
(四)控制阀组设置于油箱内部，避免海水的腐蚀和防水问题。
附图说明
图1为本发明的轴测剖视图。
其中：1、深海电机；2、溢流阀组；3、联轴器；4、油泵；5、出油管；6、油箱底板；7、油温/漏水监测模块；8、控制阀组；9、回油口；10、油箱；11、拉簧；12、空气弹簧；13、导向杆；14、补偿器盖板；15、注油口；16、位移传感器；17、吊耳；18、油箱顶板；19、油箱安装法兰；20、水密插头；21、第一容腔；22、第二容腔；23、第三容腔；24、排气口。
具体实施方式
下面说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，一体式深海液压动力源包括深海电机1，所述深海电机1为压力补偿型结构电机，具体为无刷直流电机、永磁同步电机或感应电机中的任意一种。深海电机1的输出端通过联轴器3与油泵4连接，于联轴器3与油泵4连接处及联轴器3的外围布置钟罩，沿钟罩的外周均布开孔，钟罩与油箱底板6连接形成一体式结构，于一体式结构的内部、在油泵4与深海电机1之间构成第一容腔21；于油泵4的外围布置油箱10，油箱10的一端通过油箱安装法兰19与油箱底板6的表面固接，在油箱10围合的内部空间形成第二容腔22；于油箱10的另一端连接油箱顶板18，在油箱顶板18上开设通孔，空气弹簧12的一端通过压环与油箱顶板18连接，空气弹簧12的另一端通过压环连接补偿器盖板14，在空气弹簧12的内部形成第三容腔23，第三容腔23通过开设于油箱顶板18的通孔与第二容腔22连通，第二容腔22通过开设于钟罩外周的开孔与第一容腔21连通。
油泵4的吸油口与第二容腔22连通，油泵4的出油口通过出油管5连接油箱底板6。于油泵4的出油口处设置溢流阀组2，溢流阀组2的一个端口与液压系统连接，溢流阀组2的另一个端口通过油箱底板6上的通孔与第二容腔22连通。
于油箱底板6的表面还安装控制阀组8，控制阀组8的一个油口与油泵4的控制油口连接，控制阀组8的另一个油口与第二容腔22连通，于控制阀组8上还设置用于监测油泵4出口压力的压力传感器。
于油箱底板6的表面还安装用于监测油箱内液压油温度及漏水状态的油温/漏水监测模块7及用于油箱内控制和信号线向外引出的水密插头20。
沿第三容腔23的轴线方向、在油箱10与补偿器盖板14之间还安装用于导向的导向杆13，于导向杆13的内部安装用于监测补偿器盖板14位置的位移传感器16。位移传感器16采用磁致伸缩式位移传感器，导向杆与导向套之间的配合采用金属与非金属材料的配合，解决了导向磨损的问题。
沿深海电机1的轴线方向、在补偿器盖板14与油箱安装法兰19之间布置多个拉伸拉簧11。于补偿器盖板14上还分别开设注油口15及排气口24，在油箱底板6上还开设放油口；于油箱10的侧面设置吊耳17及回油口9。
本发明的具体工作过程如下：
如图1所示，工作时通过注油口15注入液压油，排出各容腔内部的空气，空气弹簧12在拉簧11拉力的作用下对油箱内腔产生一定的预压力ΔP，该压力保证了油箱内压力始终比外界环境压力略高，有效保证了在深海大潜深环境下各安装面的密封性能。液压源在工作时，油箱内油液时而增加时而减少，空气弹簧12在内部压力、外部压力和拉簧11的弹簧里作用下上下运动，从而实现本发明的油液补偿和压力补偿功能。
本发明结构简单，使用方便，其将液压动力源的各部件集成化设计，深海电机、油箱及空气弹簧轴向布置，油泵置于油箱内部，使得各结构布置紧凑，安装维修方便。
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，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (9)

1.一体式深海液压动力源，其特征在于：包括深海电机(1)，所述深海电机(1)的输出端通过联轴器(3)与油泵(4)连接，于所述联轴器(3)与油泵(4)连接处及联轴器(3)的外围布置钟罩，沿所述钟罩的外周均布开孔，所述钟罩与油箱底板(6)连接形成一体式结构，于所述一体式结构的内部、在所述油泵(4)与深海电机(1)之间构成第一容腔(21)；于所述油泵(4)的外围布置油箱(10)，所述油箱(10)的一端通过油箱安装法兰(19)与油箱底板(6)的表面固接，在所述油箱(10)围合的内部空间形成第二容腔(22)；于所述油箱(10)的另一端连接油箱顶板(18)，在所述油箱顶板(18)上开设通孔，空气弹簧(12)的一端通过压环与所述油箱顶板(18)连接，空气弹簧(12)的另一端通过压环连接补偿器盖板(14)，在所述空气弹簧(12)的内部形成第三容腔(23)，所述第三容腔(23)通过开设于油箱顶板(18)的通孔与第二容腔(22)连通，所述第二容腔(22)通过开设于钟罩外周的开孔与第一容腔(21)连通；于所述油箱底板(6)的表面还安装控制阀组(8)，所述控制阀组(8)的一个油口与油泵(4)的控制油口连接，所述控制阀组(8)的另一个油口与第二容腔(22)连通，于所述控制阀组(8)上还设置用于监测油泵(4)出口压力的压力传感器。
2.如权利要求1所述的一体式深海液压动力源，其特征在于：所述深海电机(1)为压力补偿型结构电机，具体为无刷直流电机、永磁同步电机或感应电机中的任意一种。
3.如权利要求1所述的一体式深海液压动力源，其特征在于：所述油泵(4)的吸油口与第二容腔(22)连通，所述油泵(4)的出油口通过出油管(5)连接油箱底板(6)。
4.如权利要求3所述的一体式深海液压动力源，其特征在于：于所述油泵(4)的出油口处设置溢流阀组(2)，所述溢流阀组(2)的一个端口与液压系统连接，所述溢流阀组(2)的另一个端口通过油箱底板(6)上的通孔与第二容腔(22)连通。
5.如权利要求1所述的一体式深海液压动力源，其特征在于：于所述油箱底板(6)的表面还安装用于监测油箱内液压油温度及漏水状态的油温/漏水监测模块(7)及用于油箱内控制和信号线向外引出的水密插头(20)。
6.如权利要求1所述的一体式深海液压动力源，其特征在于：沿所述第三容腔(23)的轴线方向、在所述油箱(10)与补偿器盖板(14)之间还安装用于导向的导向杆(13)，于所述导向杆(13)的内部安装用于监测补偿器盖板(14)位置的位移传感器(16)。
7.如权利要求6所述的一体式深海液压动力源，其特征在于：所述位移传感器(16)采用磁致伸缩式位移传感器。
8.如权利要求1所述的一体式深海液压动力源，其特征在于：沿所述深海电机(1)的轴线方向、在所述补偿器盖板(14)与油箱安装法兰(19)之间布置多个拉伸拉簧(11)。
9.如权利要求1所述的一体式深海液压动力源，其特征在于：于所述补偿器盖板(14)上还分别开设注油口(15)及排气口(24)，在所述油箱底板(6)上还开设放油口；于所述油箱(10)的侧面设置吊耳(17)及回油口(9)。
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