CN110469562A - 一种水下液压补偿装置及液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下液压补偿装置，包括液压马达和用于向液压马达内补充液压油的压力补偿装置，还包括耐压容器，液压马达、压力补偿装置均放置于耐压容器内，耐压容器与压力补偿装置的油腔内部均装有液压油，压力补偿装置的进油口连通耐压容器内部的液压油，压力补偿装置的出油口连通液压马达的壳体内部。本发明所提供的一种水下液压补偿装置能够解决现有技术中因液压补偿装置损坏而造成液压系统崩溃的问题，而且，本发明所提供的装置中液压马达受到耐压容器和压力补偿装置的双重保护，另外，液压马达散热问题可得到改善，最终会提高液压马达的使用寿命。

Description

一种水下液压补偿装置及液压系统

技术领域

本发明涉及液压补偿技术领域，更具体地说，涉及一种水下液压补偿装置。此外，特别还涉及一种包括上述水下液压补偿装置的液压系统。

背景技术

液压系统在水下或是泥浆环境下，会受到水压或泥浆压力的影响，例如随着水位的上升或下降，液压系统的液压执行元件的负载时不断变化的，为了维持压力输出不变，需要对液压系统控制支路进行压力补偿作用。

目前的液压压力补偿技术主要包括以下几种形式，分别为被动式补偿装置、主动式补偿装置。其中，被动式补偿装置主要是利用膜片感知外界环境压力，并将外界环境压力传递至液压系统内部，使液压系统回油侧压力与外界环境压力相适应，从而保证液压元件的正常工作；主动式补偿装置则利用传感器感应外界环境压力，通过比例阀等主动改变系统回油压力，使液压系统回油侧压力与外界环境压力相适应，从而保证液压元件的正常工作；

现有技术中，液压系统中的液压补偿装置一般仅采用被动式补偿装置来进行压力补偿。然而，由于被动式补偿装置中的弹性元件容易损害，一旦发生弹性元件的损害现象，就会造成水流或泥浆等进入液压系统，进而造成液压元件的损害，导致液压系统的崩溃；另外，液压马达内部的液压油散热条件极差，并且，液压马达的外部也无法进行热量交换，最终会影响液压马达的使用效果，导致液压马达容易损害、使用寿命较短。

综上所述，如何提供一种能够解决现有技术中因弹性元件损害而造成液压系统崩溃等问题的装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种水下液压补偿装置，其液压马达的压力补偿更为可靠，即液压马达既有耐压容器的保护，还有压力补偿装置的保护。并且能够改善液压马达的散热问题，从而提高液压马达的使用寿命。

本发明的另一目的是提供一种包括上述水下液压补偿装置的液压系统，其压力补偿效果更好。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种水下液压补偿装置，包括液压马达和用于向液压马达内补充液压油的压力补偿装置，还包括耐压容器，液压马达、压力补偿装置均放置于耐压容器内，耐压容器与压力补偿装置的油腔内部均装有液压油，压力补偿装置的进油口连通耐压容器内部的液压油，压力补偿装置的出油口连通液压马达的壳体内部。

优选的，耐压容器与压力补偿装置的油腔内部均装满液压油。

优选的，压力补偿装置包括外壳体、设置在外壳体中的弹性元件以及设置在弹性元件上的膜片，膜片的外缘与压力补偿装置的外壳体连接，并将外壳体分割为用于储油的油腔和用于设置弹性元件的外部腔，所述外部腔设置有连通外部的开孔。

优选的，弹性元件上设置有一个顶壳，顶壳具有用于接触并推动膜片的推动部，推动部与压力补偿装置的内壁具有间隙。

优选的，压力补偿装置的进油口、出油口分别设有用于检测液压马达的壳体外部油压的第一压力传感器、用于检测液压马达的壳体内部油压的第二压力传感器，第一压力传感器和第二压力传感器均连接至压力补偿装置的控制装置，控制装置用于根据液压马达的壳体外部油压和壳体内部油压来判断压力补偿装置和耐压容器是否损坏。

优选的，第一压力传感器设置于压力补偿装置上、与耐压容器连通的位置，第二压力传感器设置于压力补偿装置的油腔位置上。

优选的，压力补偿装置的零部件与液压马达的壳体均为防水件。

优选的，所述耐压容器设置有向其内部进油的进油口，以及用于出油的出油口。

一种液压系统，包括液压补偿装置，所述液压补偿装置为上述任一项所述的水下液压补偿装置。

本发明提供的一种水下液压补偿装置，将液压马达、压力补偿装置均放置于耐压容器内，可避免液压马达、压力补偿装置直接与外界环境中的水流、泥浆等接触而被损害，即耐压容器对液压马达、压力补偿装置起保护作用。并且，耐压容器内部有液压油，故液压油在循环流动过程中，可形成液压马达外部的液压油的流动，从而对液压马达的外壳进行冷却，有利于改善液压马达的散热问题，最终提高液压马达的使用寿命。

另外，本发明中压力补偿装置的进油口连通耐压容器内部的液压油，压力补偿装置的出油口连通液压马达的壳体内部。所以，压力补偿装置进口压力与耐压容器内部压力相等，也即压力补偿装置进口压力与液压马达的壳体外部压力相等，而压力补偿装置出口压力与液压马达内部压力相等。当进出油口压力不等时，也即当液压马达的壳体内外部的压力不等时，压力补偿装置会对液压马达进行压力补偿工作。因此，即使耐压容器损坏而导致耐压容器内部进水，压力补偿装置也可对液压马达进行保护，避免液压马达因内部进水而造成损坏。

综上，本发明提供的一种水下液压补偿装置中液压马达的压力补偿更为可靠，即液压马达既有耐压容器的保护，还有压力补偿装置的保护。因此，本发明提供的一种水下液压补偿装置能够解决现有技术中因液压补偿装置损坏而造成液压系统崩溃的问题，并且能够改善液压马达的散热问题，从而提高液压马达的使用寿命。而且，包括上述水下液压补偿装置的液压系统的压力补偿效果也会更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种水下液压补偿装置具体实施例一的结构示意图；

图2为图1中A处的局部示意图。

其中，1为耐压容器、2为液压马达、3为压力补偿装置、4为第二压力传感器、5为第一压力传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种水下液压补偿装置，其液压马达2的压力补偿更加可靠。本发明的另一核心是提供一种包括上述水下液压补偿装置的液压系统，其压力补偿效果更好。

请参考图1，图1为本发明所提供的一种水下液压补偿装置具体实施例一的结构示意图；图2为图1中A处的局部示意图。

本发明提供的一种水下液压补偿装置，包括液压马达2和用于向液压马达2内补充液压油的压力补偿装置3，还包括耐压容器1，液压马达2、压力补偿装置3均放置于耐压容器1内，耐压容器1与压力补偿装置3的油腔内部均装有液压油，压力补偿装置3的进油口连通耐压容器1内部的液压油，压力补偿装置3的出油口连通液压马达2的壳体内部。

本发明提供的一种水下液压补偿装置，将液压马达2、压力补偿装置3均放置于耐压容器1内，是为了通过使用耐压容器1对液压马达2、压力补偿装置3进行二次保护，从而避免液压马达2、压力补偿装置3直接与外界环境中的水流、泥浆等接触而造成零部件损坏现象。并且，耐压容器1内部充有液压油，故液压油在循环流动过程中，可形成液压马达2外部的液压油的流动，从而对液压马达2的外壳进行冷却，有利于改善液压马达2的散热问题，从而有效的提高液压马达2的使用寿命。

另外，需要补充说明的是，压力补偿装置3的进油口连通耐压容器1内部的液压油，压力补偿装置3的出油口连通液压马达2的壳体内部。这是因为压力补偿装置3的进油口连通耐压容器1内部的液压油，所以压力补偿装置3进口压力与耐压容器1内部压力相等，也即压力补偿装置3进口压力与液压马达2的壳体外部压力相等；由于压力补偿装置3的出油口连通液压马达2的壳体内部，所以压力补偿装置3出口压力与液压马达2内部压力相等。当压力补偿装置3感知到进出油口压力不等时，也即当液压马达2的壳体内外部的压力不等时，压力补偿装置3会对液压马达2进行压力补偿工作。因此，即使耐压容器1损坏而导致耐压容器1内部进水，压力补偿装置3也可对液压马达2进行保护，避免液压马达2因内部进水而造成损坏。

需要补充说明的是，此处所述的压力补偿装置3的进油口连通耐压容器1内部的液压油，压力补偿装置3的出油口连通液压马达2的壳体内部，是指一种结果，而非手段；也即无论采用何种具体技术手段，压力补偿装置3的进油口连通耐压容器1内部的液压油，压力补偿装置3的出油口连通液压马达2的壳体内部。另外，压力补偿装置3的进油口、出油口的具体位置的设定可在实际运用过程中，根据实际情况进行选择。

因此，本发明提供的一种水下液压补偿装置中液压马达2的压力补偿更为可靠，即液压马达2既有耐压容器1的保护，还有压力补偿装置3的保护。所以，本发明提供的一种水下液压补偿装置能够解决现有技术中因弹性元件损害而造成液压系统崩溃的问题，并且能够改善液压马达2的散热问题，从而提高液压马达2的使用寿命。而且，包括上述水下液压补偿装置的液压系统的压力补偿效果也会更好。

在上述第一种具体实施方式中的一种组合式水下液压补偿装置的基础之上，具体地，耐压容器1与压力补偿装置3的油腔内部均装满液压油。

需要说明的是，耐压容器1内部均装满液压油是为了使耐压容器1内部维持在一定压力下，并且耐压容器1内部装有液压油，该液压油环境有利于补偿装置的散热，最终可提高补偿装置的使用寿命。而压力补偿装置3的油腔内部装满液压油是为了使油腔内部维持在一定压力下，方便检测液压马达2的壳体内侧压力，从而当液压马达2的壳体内侧与壳体外侧压力不等时，压力补偿装置3可快速进行压力补偿和油量补充。

在上述第一种具体实施方式中的一种组合式水下液压补偿装置的基础之上，具体地，压力补偿装置3包括外壳体、设置在外壳体中的弹性元件以及设置在弹性元件上的膜片，膜片的外缘与压力补偿装置3的外壳体连接，并将外壳体分割为用于储油的油腔和用于设置弹性元件的外部腔。外部腔设置有连通外部的开孔。

需要说明的是，本申请中的压力补偿装置可以为现有技术中常见的被动式补偿装置。

需要说明的是，液压马达2的壳体内侧与壳体外侧压力不等时，压力补偿装置3可快速进行压力补偿和油量补充。具体地，压力补偿装置3包括外壳体、设置在外壳体中的弹性元件以及设置在弹性元件上的膜片，膜片的外缘与压力补偿装置3的外壳体连接，并将外壳体分割为用于储油的油腔和用于设置弹性元件的外部腔。因此，压力补偿装置3的油腔内部充满液压油，并与液压马达2的壳体内部压力相同；而外部腔则与耐压容器1的内部压力相同，也即与液压马达2的壳体外部压力相同。

因此，当液压马达2的壳体内外侧压力不等时，压力补偿装置3会进行压力补偿。具体地，膜片上部受到液压马达2的壳体内侧的压力，而膜片下部受到耐压容器1内侧的压力，也即膜片下部受到液压马达2的壳体外侧的压力。当液压马达2的壳体内外侧压力不等时，膜片会因受力不平衡而带动弹性元件进行上下移动，也即通过弹性元件的形变可快速补偿系统压力，并负责了大部分时间的压力补偿工作，最终使液压马达2的壳体内外侧压力重新恢复平衡。

在上述第三种具体实施方式中的一种组合式水下液压补偿装置的基础之上，具体地，弹性元件上设置有一个顶壳，顶壳具有用于接触并推动膜片的推动部，推动部与压力补偿装置3的内壁具有间隙。

需要说明的是，弹性元件上设置有一个顶壳，顶壳具有用于接触并推动膜片的推动部，推动部与压力补偿装置3的内壁具有间隙。顶壳是为了增大弹性元件与膜片的接触面积，所以当膜片受到液压马达2的壳体内外侧压力不等时，有利于膜片快速带动弹性元件进行压力补偿。

顶壳所围成的推动部主要是用于耐压容器1内部压力的变化，也即感知液压马达2的壳体外侧压力的变化。具体地，当液压马达2的壳体外部压力变大时，推动部会向上挤压膜片，导致压力补偿装置3的液压油被部分挤出，油腔空间变小，而弹性元件上升过程会拉伸产生弹性形变，继而施加给膜片一个向下的弹性力，使膜片与弹性元件向下移动，从而使推动部的液压油被部分挤出。同时，压力补偿装置3的油腔空间会变大并重新补进液压油，从而使得液压马达2的壳体内外侧压力重新达到平衡，实现压力补偿和油量补充的目的。

在上述第一种至第四种具体实施方式中任一项的组合式水下液压补偿装置的基础之上，具体地，压力补偿装置3的进油口、出油口分别设有用于检测液压马达2的壳体外部油压的第一压力传感器5、用于检测液压马达2的壳体内部油压的第二压力传感器4，第一压力传感器5和第二压力传感器4均连接至压力补偿装置3的控制装置，控制装置用于根据液压马达2的壳体外部油压和壳体内部油压来判断压力补偿装置3和耐压容器1是否损坏。

需要说明的是，第一压力传感器5和第二压力传感器4均连接至压力补偿装置3的控制装置上，控制装置用于根据液压马达2的壳体外部油压和壳体内部油压来判断压力补偿装置3和耐压容器1是否损坏。所以，控制装置可通过获取压力传感器所感知的进口压力和出口压力，对耐压容器1的密封效果和液压马达2的密封效果进行检测。因此，通过使用本发明提供的一种水下液压补偿装置，可及时掌握各部件的运行效果，在还未发生部件严重损坏的情况下，及时对装置进行抢修，从而提高装置的使用寿命和运行效果。

另外，需要补充说明的是，此处所述的第一压力传感器5与第二压力传感器4均连接至压力补偿装置3的控制装置上，是指一种结果，而非手段；也即无论采用何种具体技术手段，第一压力传感器5与第二压力传感器4均与压力补偿装置3的控制装置相连接。另外，第一压力传感器5与第二压力传感器4具体位置的设定可在满足感知对应压力的情况下，再根据实际情况进行选择。

在上述第五种具体实施方式中的一种组合式水下液压补偿装置的基础之上，具体地，第一压力传感器5设置于压力补偿装置3上、与耐压容器1连通的位置，第二压力传感器4设置于压力补偿装置3的油腔位置上。

需要说明的是，第一压力传感器5主要用于感知耐压容器1的内部压力，也即第一压力传感器5主要用于感知液压马达2的壳体外侧压力，而第二压力传感器4主要用于感知液压马达2的壳体内侧压力。其中，压力补偿装置3与耐压容器1连通的位置的压力与耐压容器1的内部压力相同，压力补偿装置3的油腔处压力与液压马达2的壳体内侧压力相同，因此，将第一压力传感器5设置于压力补偿装置3上、与耐压容器1连通的位置，第二压力传感器4设置于压力补偿装置3的油腔位置上。

在上述第一种至第四种具体实施方式中任一项的组合式水下液压补偿装置的基础之上，具体地，压力补偿装置3的零部件与液压马达2的壳体均为防水件。

需要说明的是，虽然液压马达2和压力补偿装置3均放置于耐压容器1内，但如果耐压容器1发生损坏现象，则耐压容器1外侧的水流或泥浆会进入到耐压容器1内部，会造成液压马达2和压力补偿装置3直接接触水或泥浆而造成的零部件损坏现象。因此，为了保护液压马达2和压力补偿装置3不因浸泡于水中而生锈或被损坏，需将压力补偿装置3的零部件与液压马达2的壳体制作成为防水件，从而提高压力补偿装置3和液压马达2的使用寿命。

在上述任意一个实施例的基础之上，耐压容器1设置有向其内部进油的进油口N，以及用于出油的出油口M。目的为通过进冷油回热油的方式改善马达散热情况。

出油口M可以设置在靠近液压马达2的位置，因为液压马达附近的液压油温度通常较高，当然，也可以设置在其他位置，以便形成与进油口位置的液压油的循环流动。另外，请参考图1，其中，出油口M设置在液压马达2处，即可以通过输出液压马达2内的较热的液压油实现较大程度的液压油降温。

除了上述的一种水下液压补偿装置，本发明还提供一种包括上述任一项实施例公开的水下液压补偿装置的液压系统，该液压系统的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本发明所提供的所有实施例的任意组合方式均在此发明的保护范围内，在此不做赘述。

以上对本发明所提供的一种水下液压补偿装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种水下液压补偿装置，其特征在于，包括液压马达(2)和用于向所述液压马达(2)内补充液压油的压力补偿装置(3)，还包括耐压容器(1)，所述液压马达(2)、所述压力补偿装置(3)均放置于所述耐压容器(1)内，所述耐压容器(1)与所述压力补偿装置(3)的油腔的内部均装有液压油，所述压力补偿装置(3)的进油口连通所述耐压容器(1)内部的液压油，所述压力补偿装置(3)的出油口连通所述液压马达(2)的壳体内部。

2.根据权利要求1所述的水下液压补偿装置，其特征在于，所述耐压容器(1)与所述压力补偿装置(3)的所述油腔的内部均装满液压油。

3.根据权利要求1所述的水下液压补偿装置，其特征在于，所述压力补偿装置(3)包括外壳体、设置在所述外壳体中的弹性元件以及设置在所述弹性元件上的膜片，所述膜片的外缘与所述压力补偿装置(3)的所述外壳体连接，并将所述外壳体分割为用于储油的所述油腔和用于设置弹性元件的外部腔，所述外部腔设置有连通外部的开孔。

4.根据权利要求3所述的水下液压补偿装置，其特征在于，所述弹性元件上设置有一个顶壳，所述顶壳具有用于接触并推动所述膜片的推动部，所述推动部与所述压力补偿装置(3)的内壁具有间隙。

5.根据权利要求1至4任一项所述的水下液压补偿装置，其特征在于，所述压力补偿装置(3)的所述进油口、所述出油口分别设有用于检测所述液压马达(2)的壳体外部油压的第一压力传感器(5)、用于检测所述液压马达(2)的壳体内部油压的第二压力传感器(4)，所述第一压力传感器(5)和所述第二压力传感器(4)均连接至所述压力补偿装置(3)的控制装置，所述控制装置用于根据所述液压马达(2)的所述壳体外部油压和所述壳体内部油压来判断所述压力补偿装置(3)和所述耐压容器(1)是否损坏。

6.根据权利要求5所述的水下液压补偿装置，其特征在于，所述第一压力传感器(5)设置于所述压力补偿装置(3)上、与所述耐压容器(1)连通的位置，所述第二压力传感器(4)设置于所述压力补偿装置(3)的所述油腔的位置上。

7.根据权利要求1至4任一项所述的水下液压补偿装置，其特征在于，所述压力补偿装置(3)的零部件与所述液压马达(2)的壳体均为防水件。

8.根据权利要求1至4任一项所述的水下液压补偿装置，其特征在于，所述耐压容器(1)设置有向其内部进油的进油口(N)，以及用于出油的出油口(M)。

9.一种液压系统，包括液压补偿装置，其特征在于，所述液压补偿装置为权利要求1至8任一项所述的水下液压补偿装置。