CN109399406A - 一种水下绞车自反馈动力旋通装置及其使用方法 - Google Patents

一种水下绞车自反馈动力旋通装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水下绞车自反馈动力旋通装置及其使用方法，该装置包括密封舱，在密封舱的两侧分别安装前端盖和后端盖，前端盖、后端盖和密封舱密封轴的一端固定安装在电滑环的内圈上，另一端则透过前端盖穿出密封舱外，密封轴与前端盖之间通过O型圈进行动密封，此外密封轴还与编码器的输入轴通过齿轮传动连接，将电滑环的内圈导线穿过密封轴的内孔与密封舱外的水密接插件电连接后，把密封轴的内孔用环氧树脂灌封胶灌死，电滑环的外圈导线则与安装在后端盖上的水密接插件电连接。本发明所公开的自反馈动力旋通装置，创新性的将电机、减速器、电滑环、抱闸装置、绝对式编码器设计为一体，可用于水下500米水深，两端设计有水密接插件，使得本装置成为可独立于水下绞车的单独模块。

Description

一种水下绞车自反馈动力旋通装置及其使用方法
技术领域
本发明属于水下作业设备领域，特别涉及该领域中的一种水下绞车自反馈动力旋通装置及其使用方法。
背景技术
水下绞车是海洋剖面检测及水下设备收放系统的重要组成部分，虽然近年来各国对探索海洋资源保护海洋权益的意识不断增强，对水下绞车的研究力度也在不断加大，但其依然存在着很多技术难点亟待解决和完善，其中在水下绞车电机和电滑环的密封及其安装结构设计等问题上表现的尤为突出。
目前针对此技术难题一般存在两个方案，第一种方案为：将电机和电滑环分别进行单独密封，再将密封后的电机及电滑环与水下绞车主体装配起来。第二种方案为：将电机及电滑环内置到水下绞车绕线滚筒内并对滚筒整体进行密封。
对于第一种方案，因电机和电滑环都为活动部件，因此其皆需采用静密封与动密封相结合的方式，而将电机和电滑环进行单独密封则必然需要进行大量的密封设计，对于水下设备而言密封设计越多则生产成本越高、设备体积越大、机械结构越复杂、全性也就越低。
对于第二种方案，因将电机和电滑环内置于水下绞车绕线滚筒内部，因此其固定结构较为复杂，安装性及可操作性较差；此外电机和电滑环都内置于水下绞车绕线滚筒内部，要求电机输出轴，绞车滚筒传动轴及电滑环必须具有较高的同轴度，这就给水下绞车的设计精度及加工精度带来了较大考验，也很大程度上增加了其设计生产成本；因电机和电滑环内置于水下绞车绕线滚筒内部，因此其滚筒内部必须预留满足电机、电滑环及其固定结构的安装位置，这会导致水下绞车的滚筒尺寸变大，而变大的滚筒尺寸和筒外部线缆外径尺寸再加上绞车工作时一直跟滚筒转动的电机、电滑环及其固定结构的重量，在很大程度上增加了绞车工作时的转动惯量，这不仅对电机的性能提出了较高的要求，还很大程度上增加了水下绞车的功耗。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种将电机、电滑环、编码器等主要器件整体密封为水下绞车一个单独模块的水下绞车自反馈动力旋通装置及其使用方法。
本发明采用如下技术方案：
一种水下绞车自反馈动力旋通装置，其改进之处在于：所述的装置包括密封舱，在密封舱的两侧分别安装前端盖和后端盖，前端盖、后端盖和密封舱之间分别通过O型圈进行静密封，在密封舱内固定安装电机、减速器、电滑环和编码器，其中电机的动力输出轴连接至减速器的动力输入端，减速器的动力输出轴在穿过电滑环的内圈后与带内孔的密封轴相连接，密封轴的一端固定安装在电滑环的内圈上，另一端则透过前端盖穿出密封舱外，密封轴与前端盖之间通过O型圈进行动密封，此外密封轴还与编码器的输入轴通过齿轮传动连接，将电滑环的内圈导线穿过密封轴的内孔与密封舱外的水密接插件电连接后，把密封轴的内孔用环氧树脂灌封胶灌死，电滑环的外圈导线则与安装在后端盖上的水密接插件电连接。
进一步的，前端盖和后端盖分别通过螺钉固定在密封舱上。
进一步的，在电机的后端安装抱闸装置。
进一步的，电滑环固定安装在与电机、减速器外壳固定在一起的法兰板上。
进一步的，所述的编码器为绝对式编码器。
一种使用方法，用于上述的水下绞车自反馈动力旋通装置，其改进之处在于：将其作为水下绞车的一个独立装置，密封轴即为其动力输出轴，把密封轴与绞车滚筒的传动轴固定连接，电机运行即可通过密封轴带动绞车滚筒旋转，实现电缆的收放；将密封舱外的水密接插件与绞车滚筒缠绕电缆的水密接插件连接、后端盖上的水密接插件与水下绞车的控制舱及电池舱上的水密接插件连接；编码器的输入轴与密封轴通过齿轮传动连接，可以实时反馈电机及水下绞车收放电缆的工作状态。
进一步的，在电机的后端安装抱闸装置，在电机断电时仍保持其动力输出轴所处的转动位置不变。
本发明的有益效果是：
本发明所公开的水下绞车自反馈动力旋通装置，创新性的将电机、减速器、电滑环、抱闸装置、绝对式编码器设计为一体，可用于水下500米水深，两端设计有水密接插件，使得本装置成为可独立于水下绞车的单独模块。
本装置将电机、减速器、电滑环等主要器件整体密封在一起，与将电机、电滑环分别密封的方式相比有如下优点：
（1）减少了密封设计（分别密封至少需要两处静密封，两处动密封，而本装置最多需要两处静密封，一处动密封），减少了密封舱设计（分别密封至少需要设计生产两个密封舱，而本装置只需要设计生产一个密封舱），降低了设计生产成本。
（2）将电机，电滑环分别密封的方式，需将两者分别与水下绞车进行固定装配，而本装置只需将自身与水下绞车进行固定装配即可，降低了设计生产和装配成本。
本装置是水下绞车的一个单独模块，与将电机、电滑环密封于绞车滚筒内的方式相比有如下优点：
（1）将电机和电滑环内置于水下绞车绕线滚筒内部，其固定结构较为复杂，安装性及可操作性较低，本装置为完全独立于水下绞车的模块，且两端设计有水密接插件，其固定简单，安装性及可操作性较高。
（2）将电机和电滑环内置于水下绞车绕线滚筒内部，其电机输出轴，绞车滚筒传动轴及电滑环必须具有较高的同轴度，这就给水下绞车的设计及加工精度带来了较大考验，需要较高的设计生产成本，而本装置只需将前端伸出的密封轴与水下绞车绕线滚筒的传动轴相连接，仅满足二者之间的同轴度设计要求即可，很大程度上降低了设计生产成本。
（3）电机和电滑环内置于水下绞车绕线滚筒内部，因此其滚筒内部必须预留满足电机、电滑环及其固定结构的安装位置，造成水下绞车的滚筒尺寸变大，而变大的滚筒尺寸和筒外部线缆外径尺寸，再加上绞车工作时一直跟滚筒转动的电机、电滑环及其固定结构的重量，会在很大程度上增加绞车工作时的转动惯量，这不仅对电机的性能提出了较高的要求，还很大程度上增加了水下绞车的功耗。而使用本装置的水下绞车绕线滚筒无需给电机、电滑环预留安装位置，且电机主体及减速器都不随水下绞车绕线滚筒转动，不会额外增加绞车工作时的转动惯量，减轻了电机的负担，降低了水下绞车的功耗。
本发明所公开的水下绞车自反馈动力旋通装置，抱闸装置安装在电机后端，与电机设计为一体，在电机断电时仍能保持其动力输出轴所处的转动位置不变，从而节约了电机需保持自身转动位置不变而消耗的能量，相较于在绞车传动系统上增加棘轮棘爪或其他制动装置而言具有结构简单、设计紧凑、低功耗等优点。
本发明所公开的使用方法，将上述的水下绞车自反馈动力旋通装置应用在水下绞车上，为水下绞车的设计、生产、安装和维修带来了较大便利。
附图说明
图1是本发明实施例1所公开水下绞车自反馈动力旋通装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1，如图1所示，本实施例公开了一种水下绞车自反馈动力旋通装置，所述的装置包括密封舱8，在密封舱的两侧分别安装前端盖10和后端盖15，前端盖、后端盖和密封舱之间分别通过O型圈5进行静密封（径向密封），在密封舱内固定安装电机3、减速器2、电滑环1（电滑环的结构类似轴承，能在两个相对转动的部件之间传递电信号，例如在下述密封舱外旋转的水密接插件与密封舱后端盖上静止的水密接插件之间传递电信号）和编码器9，其中电机的动力输出轴连接至减速器的动力输入端，减速器的动力输出轴在穿过电滑环的内圈后与带内孔的密封轴14相连接，密封轴的一端固定安装在电滑环的内圈上，另一端则透过前端盖穿出密封舱外，密封轴与前端盖之间通过O型圈11进行动密封，此外密封轴还与编码器的输入轴通过齿轮传动连接，将电滑环的内圈导线12穿过密封轴的内孔与密封舱外的水密接插件16电连接后，把密封轴的内孔用环氧树脂灌封胶13灌死，电滑环的外圈导线则与安装在后端盖上的水密接插件7电连接。电滑环的内圈导线和外圈导线可以分别通过上述的两个水密接插件与装置以外的部件电连接，使本装置成为水下绞车的一个独立装置。
在本实施例中，前端盖和后端盖分别通过螺钉6固定在密封舱上。在电机的后端安装抱闸装置4。电滑环固定安装在与电机、减速器外壳固定在一起的法兰板上。所述的编码器为绝对式编码器。
本实施例还公开了一种使用方法，用于上述的水下绞车自反馈动力旋通装置，将其作为水下绞车的一个独立装置，密封轴即为其动力输出轴，把密封轴与绞车滚筒的传动轴固定连接，电机运行即可通过密封轴带动绞车滚筒旋转，实现电缆的收放；将密封舱外的水密接插件与绞车滚筒缠绕电缆的水密接插件连接、后端盖上的水密接插件与水下绞车的控制舱及电池舱上的水密接插件连接；编码器的输入轴与密封轴通过齿轮传动连接，可以实时反馈电机及水下绞车收放电缆的工作状态。
在电机的后端安装抱闸装置，在电机断电时仍保持其动力输出轴所处的转动位置不变。

Claims (7)

1.一种水下绞车自反馈动力旋通装置，其特征在于：所述的装置包括密封舱，在密封舱的两侧分别安装前端盖和后端盖，前端盖、后端盖和密封舱之间分别通过O型圈进行静密封，在密封舱内固定安装电机、减速器、电滑环和编码器，其中电机的动力输出轴连接至减速器的动力输入端，减速器的动力输出轴在穿过电滑环的内圈后与带内孔的密封轴相连接，密封轴的一端固定安装在电滑环的内圈上，另一端则透过前端盖穿出密封舱外，密封轴与前端盖之间通过O型圈进行动密封，此外密封轴还与编码器的输入轴通过齿轮传动连接，将电滑环的内圈导线穿过密封轴的内孔与密封舱外的水密接插件电连接后，把密封轴的内孔用环氧树脂灌封胶灌死，电滑环的外圈导线则与安装在后端盖上的水密接插件电连接。
2.根据权利要求1所述的水下绞车自反馈动力旋通装置，其特征在于：前端盖和后端盖分别通过螺钉固定在密封舱上。
3.根据权利要求1所述的水下绞车自反馈动力旋通装置，其特征在于：在电机的后端安装抱闸装置。
4.根据权利要求1所述的水下绞车自反馈动力旋通装置，其特征在于：电滑环固定安装在与电机、减速器外壳固定在一起的法兰板上。
5.根据权利要求1所述的水下绞车自反馈动力旋通装置，其特征在于：所述的编码器为绝对式编码器。
6.一种使用方法，用于权利要求1所述的水下绞车自反馈动力旋通装置，其特征在于：将其作为水下绞车的一个独立装置，密封轴即为其动力输出轴，把密封轴与绞车滚筒的传动轴固定连接，电机运行即可通过密封轴带动绞车滚筒旋转，实现电缆的收放；将密封舱外的水密接插件与绞车滚筒缠绕电缆的水密接插件连接、后端盖上的水密接插件与水下绞车的控制舱及电池舱上的水密接插件连接；编码器的输入轴与密封轴通过齿轮传动连接，可以实时反馈电机及水下绞车收放电缆的工作状态。
7.根据权利要求6所述的使用方法，其特征在于：在电机的后端安装抱闸装置，在电机断电时仍保持其动力输出轴所处的转动位置不变。
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