CN109746356A - 一种小型水下电缆切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小型水下电缆切割装置，包括油缸筒体，其内部安装有活塞杆，其端部通过轴销及紧定螺钉连接有活动切割刀；油缸筒体一端连接有引导架，活动切割刀伸出引导架后与安装在引导架底面上的固定切割刀配合将电缆切断；引导架的上表面、固定切割刀的下表面上各安装一个限位框，上下两个限位框的一端同时与一块竖直安装的垫片连接，活动切割刀及固定切割刀位于两个限位框之间、垫片位于活动切割刀和固定切割刀之间。本发明解决了解决目前水下切割装置的结构复杂、重量大占用空间、操作难度高、自主操作性差等技术问题，极大地节约了空间、提高了水下切割效率。

Description

一种小型水下电缆切割装置

技术领域

本发明涉及水下切割装置技术领域，尤其是一种小型水下电缆切割装置。

背景技术

潜水器是水下作业的重要工具，可以到达人体无法直接接触的水深，用来完成各种高难度任务。潜水器在水中作业时难免发生故障，有无法回收的风险。潜水器发生故障，若其无法正常上浮，会抛弃自带的压载或者设备来获得正浮力。潜水器上的设备往往通过电缆与潜水器上的其他设备连接，连接的电缆会影响设备的抛弃。为了顺利完成设备的抛弃，首先需要把相互连接的电缆切断。

目前水下切割方法主要有水下爆炸切割、热切割和冷切割三大类。水下爆炸切割采用炸药爆炸，可进行金属板的直线和穿孔切割，常用于海底废弃油井输油管道的切割，不适合潜水器电缆切割。热切割方法有火焰切割、电弧-氧切割、熔化极水喷射电弧切割、等离子弧切割和激光切割。热切割需要人工操作，而且操作难度较高，不适合潜水器自主操作。冷切割方法有高压水射流切割和水下机械切割。高压水射流切割需要将水加压到200MPa以上，载人潜水器上一般配备液压源，不具备给水加压设备的条件，加压设备需额外提供，在潜水器上会占用较大的重量和空间，而且该方法容易误伤其它设备、管线等，不适合潜水器上使用。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的小型水下电缆切割装置，从而解决目前水下切割装置的结构复杂、重量大占用空间、操作难度高、自主操作性差等技术问题。

本发明所采用的技术方案如下：

一种小型水下电缆切割装置，包括油缸筒体，其内部安装有活塞杆，其端部通过轴销及紧定螺钉连接有活动切割刀；油缸筒体一端连接有引导架，活动切割刀伸出引导架后与安装在引导架底面上的固定切割刀配合将电缆切断；引导架的上表面、固定切割刀的下表面上各安装一个限位框，上下两个限位框的一端同时与一块竖直安装的垫片连接，活动切割刀及固定切割刀位于两个限位框之间、垫片位于活动切割刀和固定切割刀之间。

所述油缸筒体一端通过间隔设置的凸台连接引导架，凸台沿油缸筒体轴向延伸，凸台的外圆面与油缸筒体外圆面齐平，凸台的端面上开有用于安装引导架的安装孔一。

所述引导架的一端端面中部开有供活塞杆穿过的圆形通孔，其两侧延伸供活动切割刀穿过的刀槽；圆形通孔外圈的引导架端面上均匀开有与安装孔一配合的安装孔二；引导架一端端面两侧垂直延伸有两根支杆，两根支杆均成L形结构，两个L形结构的末端在引导架的另一端中部形成开口，所述开口处通过安装孔三安装挡块。

沿引导架底面上通过螺栓安装所述固定切割刀，其刀刃面弯成U形结构，固定切割刀的刀刃面由第一斜面、第一斜面向下延伸的第二斜面构成。

活动切割刀的刀刃面弯成弧形结构，并与固定切割刀的U形刀刃面之间形成剪切电缆的封闭空间；活动切割刀的刀刃面由第三斜面、第三斜面向下延伸的第四斜面构成，第三斜面与水平面成50度夹角，第四斜面与水平面成60度夹角；活动切割刀中部开有用于穿过轴销的轴销孔，活动切割刀两侧形成与所述刀槽形状匹配的台阶。

第一斜面与水平面成50度夹角，第二斜面与水平面成60度夹角。

油缸筒体的端盖上安装有进油口接头，油缸筒体的侧面通过安装孔四安装有回油口接头，安装孔四底部侧壁上开有一个与油缸筒体内部腔体连通的退刀槽切口。

所述垫片采用塑料材质，垫片的上下两端分别通过扎带绑在两个限位框上。

油缸筒体的端盖内壁与活塞杆的活塞头端面上均开有圆柱形槽，两个圆柱形槽之间形成缓冲腔体。

油缸筒体的端盖通过O型圈与油缸筒体形成静密封，活塞杆分别通过活塞密封圈和活塞杆密封圈与油缸筒体的两端形成动密封；在活塞杆的两端设置导向环。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，体积小巧、操作方便、使用安全，利用液压动力及机械切割法完成水下切割，可一次性切割多根电缆，并且可根据电缆的尺寸、硬度及数量要求进行调整，能够满足不同的切割要求；液压动力可靠，液压压力能够达到几十兆帕强度大，避免了电动切割需要旋转刀片、为电机在水中提供密封环境的问题，通过活动切割刀和固定切割刀的双刀设置，极大的提高了切割效率。同时，本发明还具有如下优点：

1.本发明的活动切割刀和固定切割刀的刀刃形成一个封闭内环，促使电缆向中间聚拢，有利于切割。两个切割刀截面的刀刃切削斜面均为一个折线，倾斜角度较大的斜面能降低刀刃发生崩刃或其它损坏的概率，倾斜角度较小的斜面保证了刀具的锋利程度。

2.本发明引导架作为中枢连接着其他大部分零件，并严格控制活动切割刀与引导架中刀槽的间隙，避免切割过程中夹丝。

3.本发明为了节省空间，减小油缸筒体的重量，没有单独设置一段回油通道，而是在靠近回油口接头安装孔的位置开了一个退刀槽，退刀槽与回油口接头安装孔相交，形成退刀槽切口，使油缸筒体内部在此处与外界连通。工作时油缸筒体内的液压油通过退刀槽切口进入其他管路，最大话利用油缸筒体的内部空间。在保证完成切割功能的前提下能够最大程度减小装置的重量和体积；

4.本发明限位框组和垫片设置在电缆周围对电缆进行限位，保护电缆在非工作期间不被切割刀损伤。

5.本发明挡块与引导架的可拆卸，方便更换电缆时使电缆迅速的通过引导架；由于电缆插头处的直径尺寸往往是电缆直径的几倍，更换电缆时，若电缆插头无法顺利通过切割通道，则只需拆除固定切割刀和挡块即可完成换缆，无需拆卸引导架和活动切割刀。

5.本发明端盖与活塞杆之间形成的缓冲腔体，为进入的液压油提供一个缓冲空间，为活塞杆提供一个具体的受力面。

6.本发明导向环能够引导活塞杆做直线运动，防止两个零件之间因受到的外力不均匀而偏移，避免内部泄漏，并且承受在活塞杆的径向受力，增加密封件的工作寿命。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的剖视图。

图3为本发明油缸筒体的结构示意图。

图4为图3中沿轴线剖开后的部分结构示意图。

图5为本发明引导架的结构示意图。

图6为本发明固定切割刀的结构示意图。

图7为图6的剖视图。

图8为本发明活动切割刀的结构示意图。

图9为图8的剖视图。

其中：1、油缸筒体；2、引导架；3、活塞杆；4、活动切割刀；5、限位框；6、固定切割刀；7、挡块；8、回油口接头；9、进油口接头；10、端盖；11、轴销；12、垫片；13、缓冲腔体；14、O型圈；15、活塞密封圈；16、导向环；17、活塞杆密封圈；18、紧定螺钉；101、安装孔四；102、凸台；103、安装孔一；104、退刀槽切口；21、刀槽；22、圆形通孔；23、安装孔二；24、支杆；25、安装孔三；41、第三斜面；42、第四斜面；43、轴销孔；61、第一斜面；62、第二斜面。

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和图2所示，本实施例的小型水下电缆切割装置，包括油缸筒体1，其内部安装有活塞杆3，其端部通过轴销11及紧定螺钉18连接有活动切割刀4；油缸筒体1一端连接有引导架2，活动切割刀4伸出引导架2后与安装在引导架2底面上的固定切割刀6配合将电缆切断；引导架2的上表面、固定切割刀6的下表面上各安装一个限位框5，上下两个限位框5的一端同时与一块竖直安装的垫片12连接，活动切割刀4及固定切割刀6位于两个限位框5之间、垫片12位于活动切割刀4和固定切割刀6之间。

如图2.图3和图4所示，油缸筒体1一端通过间隔设置的凸台102连接引导架2，凸台102沿油缸筒体1轴向延伸，凸台102的外圆面与油缸筒体1外圆面齐平，凸台102的端面上开有用于安装引导架2的安装孔一103。

如图5所示，引导架2的一端端面中部开有供活塞杆3穿过的圆形通孔22，其两侧延伸供活动切割刀4穿过的刀槽21；圆形通孔22外圈的引导架2端面上均匀开有与安装孔一103配合的安装孔二23；引导架2一端端面两侧垂直延伸有两根支杆24，两根支杆24均成L形结构，两个L形结构的末端在引导架2的另一端中部形成开口，开口处通过安装孔三25安装挡块7。

如图6和图7所示，沿引导架2底面上通过螺栓安装固定切割刀6，其刀刃面弯成U形结构，固定切割刀6的刀刃面由第一斜面61、第一斜面61向下延伸的第二斜面62构成。

如图8和图9所示，活动切割刀4的刀刃面弯成弧形结构，并与固定切割刀6的U形刀刃面之间形成剪切电缆的封闭空间；活动切割刀4的刀刃面由第三斜面41、第三斜面41向下延伸的第四斜面42构成，第三斜面41与水平面成50度夹角，第四斜面42与水平面成60度夹角；活动切割刀4中部开有用于穿过轴销11的轴销孔43，活动切割刀4两侧形成与刀槽21形状匹配的台阶。

第一斜面61与水平面成50度夹角，第二斜面62与水平面成60度夹角。

如图2、图3和图4所示，油缸筒体1的端盖10上安装有进油口接头9，油缸筒体1的侧面通过安装孔四101安装有回油口接头8，安装孔四101底部侧壁上开有一个与油缸筒体1内部腔体连通的退刀槽切口104。

垫片12采用塑料材质，垫片12的上下两端分别通过扎带绑在两个限位框5上。

如图2所示，油缸筒体1的端盖10内壁与活塞杆3的活塞头端面上均开有圆柱形槽，两个圆柱形槽之间形成缓冲腔体13。

油缸筒体1的端盖10通过O型圈14与油缸筒体1形成静密封，活塞杆3分别通过活塞密封圈15和活塞杆密封圈17与油缸筒体1的两端形成动密封；在活塞杆3的两端设置导向环16。

本发明的工作过程及工作原理：电缆放置在活动切割刀4和固定切割刀6之间。油缸筒体1和固定切割刀6的位置固定，进油口接头1提供一个进油压力。应急切割时，液压源在进油口接头1输入一个压力，液压油推动活塞杆3在油缸筒体1中移动，活塞杆3另一侧的液压油从回油口接头5流出；活塞杆3与活动切割刀4通过轴销11连接，活塞杆3带动活动切割刀4向固定切割刀6的方向移动，使活动切割刀4和固定切割刀6之间的空间越来越小，在移动过程中刀刃与电缆相互挤压，电缆被切断。电缆切割结束后，液压源给回油口接头5输入一个压力，液压油推动活塞杆3使其回到初始工作位置。垫片12和限位框5共同对电缆限位，确保不工作时的电缆安全，工作时，垫片12会随电缆一同被切断。

本实施例的活塞杆3将液压动力传递到活动切割刀4，引导架2控制活动切割刀4的位移。油缸筒体1中充满液压油，通过管路与液压源连接，液压油与外界的水压平衡，油缸筒体1只承受液压压力，无需考虑水压对油缸结构的载荷；退刀槽切口104使油缸筒体1内部在此处与外界连通，工作过程中，油缸筒体1内的液压油通过退刀槽切口104进入其他管路，最大话利用油缸筒体的内部空间。

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 (10)

1.一种小型水下电缆切割装置，其特征在于：包括油缸筒体(1)，其内部安装有活塞杆(3)，其端部通过轴销(11)及紧定螺钉(18)连接有活动切割刀(4)；油缸筒体(1)一端连接有引导架(2)，活动切割刀(4)伸出引导架(2)后与安装在引导架(2)底面上的固定切割刀(6)配合将电缆切断；引导架(2)的上表面、固定切割刀(6)的下表面上各安装一个限位框(5)，上下两个限位框(5)的一端同时与一块竖直安装的垫片(12)连接，活动切割刀(4)及固定切割刀(6)位于两个限位框(5)之间、垫片(12)位于活动切割刀(4)和固定切割刀(6)之间。

2.如权利要求1所述的一种小型水下电缆切割装置，其特征在于：所述油缸筒体(1)一端通过间隔设置的凸台(102)连接引导架(2)，凸台(102)沿油缸筒体(1)轴向延伸，凸台(102)的外圆面与油缸筒体(1)外圆面齐平，凸台(102)的端面上开有用于安装引导架(2)的安装孔一(103)。

3.如权利要求2所述的一种小型水下电缆切割装置，其特征在于：所述引导架(2)的一端端面中部开有供活塞杆(3)穿过的圆形通孔(22)，其两侧延伸供活动切割刀(4)穿过的刀槽(21)；圆形通孔(22)外圈的引导架(2)端面上均匀开有与安装孔一(103)配合的安装孔二(23)；引导架(2)一端端面两侧垂直延伸有两根支杆(24)，两根支杆(24)均成L形结构，两个L形结构的末端在引导架(2)的另一端中部形成开口，所述开口处通过安装孔三(25)安装挡块(7)。

4.如权利要求3所述的一种小型水下电缆切割装置，其特征在于：沿引导架(2)底面上通过螺栓安装所述固定切割刀(6)，其刀刃面弯成U形结构，固定切割刀(6)的刀刃面由第一斜面(61)、第一斜面(61)向下延伸的第二斜面(62)构成。

5.如权利要求4所述的一种小型水下电缆切割装置，其特征在于：活动切割刀(4)的刀刃面弯成弧形结构，并与固定切割刀(6)的U形刀刃面之间形成剪切电缆的封闭空间；活动切割刀(4)的刀刃面由第三斜面(41)、第三斜面(41)向下延伸的第四斜面(42)构成，第三斜面(41)与水平面成50度夹角，第四斜面(42)与水平面成60度夹角；活动切割刀(4)中部开有用于穿过轴销(11)的轴销孔(43)，活动切割刀(4)两侧形成与所述刀槽(21)形状匹配的台阶。

6.如权利要求4所述的一种小型水下电缆切割装置，其特征在于：第一斜面(61)与水平面成50度夹角，第二斜面(62)与水平面成60度夹角。

7.如权利要求1所述的一种小型水下电缆切割装置，其特征在于：油缸筒体(1)的端盖(10)上安装有进油口接头(9)，油缸筒体(1)的侧面通过安装孔四(101)安装有回油口接头(8)，安装孔四(101)底部侧壁上开有一个与油缸筒体(1)内部腔体连通的退刀槽切口(104)。

8.如权利要求1所述的一种小型水下电缆切割装置，其特征在于：所述垫片(12)采用塑料材质，垫片(12)的上下两端分别通过扎带绑在两个限位框(5)上。

9.如权利要求1所述的一种小型水下电缆切割装置，其特征在于：油缸筒体(1)的端盖(10)内壁与活塞杆(3)的活塞头端面上均开有圆柱形槽，两个圆柱形槽之间形成缓冲腔体(13)。

10.如权利要求1所述的一种小型水下电缆切割装置，其特征在于：油缸筒体(1)的端盖(10)通过O型圈(14)与油缸筒体(1)形成静密封，活塞杆(3)分别通过活塞密封圈(15)和活塞杆密封圈(17)与油缸筒体(1)的两端形成动密封；在活塞杆(3)的两端设置导向环(16)。