CN111473006A - 一种压力补偿器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力补偿器，包括：上盖板、下盖板、波纹管、防护罩、导柱、底座和弹性组件；上盖板封堵在波纹管的上端，下盖板封堵在波纹管的下端，上盖板上设有与波纹管内部连通的接口，压力补偿器通过该接口与液压系统的液压油箱连通；导柱的上端与上盖板固定连接，下端与底座固定连接，下盖板与导柱滑动连接；防护罩罩设在上盖板和底座之间，波纹管位于防护罩内，防护罩的侧壁上密布有细孔；弹性组件位于防护罩内，通过细孔可防止大颗粒泥沙进入到防护罩内造成弹性组件卡阻，因此可适用于泥浆环境中，另外通过弹性组件可保证液压系统内部压力始终略微高于环境压力。

Description

一种压力补偿器

技术领域

本发明涉及补偿器技术领域，特别涉及一种压力补偿器。

背景技术

当液压系统工作在水下时，随着入水深度的增加，环境压力也会随之增大，而液压系统部件所能承受的外部压力是有限的，所以需要压力补偿器来进行调整。现有的压力补偿器主要有皮囊式、活塞式、滚动膜片式和波纹管式。

其中皮囊式压力补偿器是通过皮囊传递海水压力，多为蓄能器改造产品，补偿容积较大，但是仅限于清洁的水环境，无法适应含泥、沙的水环境。

活塞式压力传感器是让海水通过活塞作用在弹性元件上，使弹性元件产生形变，实现压力补偿效果，但是在泥浆水环境中，活塞也存在容易卡滞、活塞杆爬行、外泄漏严重、启动摩擦力较大等问题。

滚动膜片式压力补偿器具有运动过程阻力小，补偿压力线性变化、行程大的特点，但是滚动膜片在工作时需要跟随活塞做往复运动，在泥浆水环境中容易损坏，寿命较低且成本较高。

因此，如何提供一种可适用于深水泥沙环境中的液压系统用压力补偿器，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种压力补偿器，能够应用在深水泥浆等水质较为复杂的环境中。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种压力补偿器，包括：上盖板、下盖板、波纹管、防护罩、导柱、底座和弹性组件；

所述上盖板封堵在所述波纹管的上端，所述下盖板封堵在所述波纹管的下端，所述上盖板上设有与所述波纹管内部连通的接口；

所述导柱的上端与所述上盖板固定连接，下端与所述底座固定连接，所述下盖板与所述导柱滑动连接；

所述防护罩罩设在所述上盖板和所述底座之间，所述波纹管位于所述防护罩内，所述防护罩的侧壁上密布有细孔；

所述弹性组件位于所述防护罩内，用于对所述波纹管施加轴向压力。

优选地，还包括用于检测所述波纹管的轴向形变量的位移传感器。

优选地，所述位移传感器包括磁环和位移传感器导杆，所述位移传感器导杆位于所述波纹管内，所述位移传感器导杆的上端固定在所述上盖板的下端，所述磁环套设在所述磁环导杆上；所述下盖板的下方设置有活动腔，且所述活动腔内部与所述波纹管内部连通，所述磁环固定在所述活动腔上部。

优选地，所述下盖板的上方设有连接环，所述连接环通过连接板与所述下盖板的上端外周固接，所述波纹管的下端位于所述连接环和所述连接板构成的空间内，所述连接环滑动连接在所述导柱上。

优选地，所述弹性组件为压缩弹簧，所述压缩弹簧套设在所述导柱外部，且两端分别抵紧在所述连接环下端面和所述底座的上端面上。

优选地，所述连接环和所述导柱之间设有尼龙套。

优选地，所述导柱和所述尼龙套之间还设有挡泥圈。

优选地，所述防护罩的上端固定在所述上盖板的外周。

优选地，所述上盖板和所述底座之间设有多根相互平行且沿周向方向均匀分布的所述导柱。

优选地，所述底座底部设有支腿，所述支腿上设有条形孔。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本发明所提供的一种压力补偿器，包括：上盖板、下盖板、波纹管、防护罩、导柱、底座和弹性组件；上盖板封堵在波纹管的上端，下盖板封堵在波纹管的下端，上盖板上设有与波纹管内部连通的接口，压力补偿器通过该接口与液压系统的液压油箱连通；导柱的上端与上盖板固定连接，下端与底座固定连接，下盖板与导柱滑动连接；防护罩罩设在上盖板和底座之间，波纹管位于防护罩内，防护罩的侧壁上密布有细孔；弹性组件位于防护罩内，通过细孔可防止大颗粒泥沙进入到防护罩内造成弹性组件卡阻，其中弹性组件用于对波纹管施加轴向压力，使液压系统在初始状态下便形成了相对于外部环境的微正压，并将不同水深环境中的外部压力传递到液压系统内部，从而保证液压系统内部压力始终略微高于环境压力。

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为本发明一种具体实施方式所提供的一种压力补偿器的结构示意图；

图2为本发明一种具体实施方式所提供的一种压力补偿器的外部示意图；

图3为本发明一种具体实施方式所提供的一种压力补偿器的剖视结构示意图；

图4为本发明一种具体实施方式所提供的一种压力补偿器去除防护罩后的结构示意图。

附图标记如下：

1为防护罩，2为位移传感器，3为接口，4为上盖板，5为上端法兰，6为导柱，7为波纹管，8为连接支架，9为尼龙套，10为下端法兰，11为弹性组件，12为支腿，13为底座，14为活动腔，15为下盖板，16为磁环。

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。

请参考图1～图4，图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种压力补偿器的结构示意图；图2为本发明一种具体实施方式所提供的一种压力补偿器的外部示意图；图3为本发明一种具体实施方式所提供的一种压力补偿器的剖视结构示意图；图4为本发明一种具体实施方式所提供的一种压力补偿器去除防护罩后的结构示意图。

本发明实施例所提供的一种压力补偿器，包括：上盖板4、下盖板15、波纹管7、防护罩1、导柱6、底座13和弹性组件11；上盖板4封堵在波纹管7的上端，下盖板15封堵在波纹管7的下端，具体地波纹管7的上端外周设有上端法兰5，上端法兰5通过螺栓与上盖板4连接，波纹管7的下端外周设有下端法兰10，下端法兰10通过螺栓与下盖板15连接，上盖板4上设有与波纹管7内部连通的接口3，压力补偿器通过该接口3与液压系统的液压油箱连通；导柱6的上端与上盖板4固定连接，下端与底座13固定连接，下盖板15与导柱6滑动连接，导柱6中部优选为不锈钢管；防护罩1罩设在上盖板4和底座13之间，波纹管7位于防护罩1内，波纹管7优选橡胶材质制成，防护罩1的侧壁上密布有细孔；弹性组件11位于防护罩1内，通过细孔可防止大颗粒泥沙进入到防护罩1内造成弹性组件11卡阻，因此可适用于泥浆环境中。其中弹性组件11用于对波纹管7施加轴向压力，在安装时，弹性组件11和波纹管7均进行预压缩，波纹管7内部充油后，油液压力与波纹管7的弹力之和等于弹性组件11的弹性力。因此通过弹性组件11提供的预紧力，使液压系统在初始状态下便形成了相对于外部环境的微正压，并将不同水深环境中的外部压力传递到液压系统内部，从而保证液压系统内部压力始终略微高于环境压力。

在具体使用时，波纹管7可以感应不同深度的环境压力变化。当入水深度增加、环境压力增大时，波纹管7被轴向压缩，容积减小，内部压力相应增大，与其连通的液压油箱内部压力也相应增大；当深度减小、环境压力降低时，波纹管7轴向拉伸，容积增大，内部压力相应降低，与其连通的液压油箱内部压力也相应降低。通过上述压力跟随过程，保证压力补偿器内部压力与环境压力的差值始终维持在较小的范围内波动。

当液压系统执行元件，如油缸，其大腔进油，小腔回油，油箱内油液减少，波纹管7内部压力降低，液压系统压力也相应降低，作用在下盖板15的环境压力推动下盖板15压缩波纹管7，波纹管7的油液进入油箱进行容积补偿，直至内部压力与波纹管7弹性力之和与外部压力和弹性组件11的弹力之和达到新的平衡，最终状态如图3所示。当油缸小腔进油、大腔回油时，油箱内油液流入多而流出少，波纹管7内部压力随油箱压力一起增大，并推动下盖板15向下运动，波纹管7容腔增大，接收油箱油液进行容积补偿。

进一步地，还包括用于检测波纹管7的轴向形变量的位移传感器2。通过位移传感器2可准确检测波纹管7的轴向变形量，进而获知容积补偿量，因此控制精度较高。

具体地，位移传感器2包括磁环16和位移传感器导杆，下盖板15的下方设有活动腔14，活动腔14内部与波纹管7内部连通。位移传感器导杆位于波纹管7内，位移传感器导杆的上端固定在上盖板4的下端；磁环16套设在位移传感器导杆上，且固定在活动腔14上部，其中可通过卡簧对磁环16进行固定。波纹管7因内部压力变化而被压缩和拉伸的过程中，磁环16会跟随活动腔14一起沿环16导杆进行轴向运动，从而可测得波纹管7的轴向形变量，进而可以计算出容积补偿量。其中活动腔14优选通过螺钉固定在下盖板15上，且与下盖板15之间通过O型密封圈进行密封。另外活动腔14上开设有径向通油孔，可使油液进入活动腔14以排出活动腔14内的空气。

具体地，下盖板15通过连接支架8与导柱6连接，连接支架8包括连接环和连接板，连接环设置在下盖板15的上方，连接环通过连接板与下盖板15的上端外周固接，波纹管7的下端位于连接环和连接板构成的空间内，连接环滑动连接在导柱6上。当环境压力推动下盖板15压缩波纹管7时，连接环随着下盖板15沿导柱6轴向运动，直至达到上限位时与上盖板4接触。另外导柱6上设有下限位，以防止波纹管7拉伸过长而损坏。

其中，弹性组件11优选为压缩弹簧，压缩弹簧套设在导柱6外部，且两端分别抵紧在连接环下端面和底座13的上端面上。此外弹性组件11也可以为拉簧，拉簧的两端分别与上盖板4和下盖板15连接。

在本发明的一个实施例中，连接环和导柱6之间设有尼龙套9。导柱6和尼龙套9之间还设有挡泥圈，通过挡泥圈可以阻挡泥浆中的固体颗粒。其中尼龙套9可以固定在连接环上，通过尼龙套9可以起到一定的支撑和导向作用，而且相对于导柱6和连接环之间的金属摩擦，尼龙套9与导柱6之间的摩擦力相对较小，因此可以起到良好的防卡作用。

具体地，防护罩1的上端固定在上盖板4的外周，可通过紧固件螺钉进行连接。

为了保证波纹管7伸缩的稳定性，上盖板4和底座13之间设有多根相互平行且沿周向方向均匀分布的导柱6。其中各导柱6上均套设有压缩弹簧，以便于为波纹管7提供均匀的弹簧压力。

另外，为了便于压力补偿器与其它设备进行连接，底座13底部设有支腿12，支腿12上设有条形孔。

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。

以上对本发明所提供的一种压力补偿器进行了详细介绍。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 (10)

1.一种压力补偿器，其特征在于，包括：上盖板、下盖板、波纹管、防护罩、导柱、底座和弹性组件；

所述上盖板封堵在所述波纹管的上端，所述下盖板封堵在所述波纹管的下端，所述上盖板上设有与所述波纹管内部连通的接口；

所述导柱的上端与所述上盖板固定连接，下端与所述底座固定连接，所述下盖板与所述导柱滑动连接；

所述防护罩罩设在所述上盖板和所述底座之间，所述波纹管位于所述防护罩内，所述防护罩的侧壁上密布有细孔；

所述弹性组件位于所述防护罩内，用于对所述波纹管施加轴向压力。

2.根据权利要求1所述的压力补偿器，其特征在于，还包括用于检测所述波纹管的轴向形变量的位移传感器。

3.根据权利要求2所述的压力补偿器，其特征在于，所述位移传感器包括磁环和位移传感器导杆，所述位移传感器导杆位于所述波纹管内，所述位移传感器导杆的上端固定在所述上盖板的下端，所述磁环套设在所述磁环导杆上；所述下盖板的下方设置有活动腔，且所述活动腔内部与所述波纹管内部连通，所述磁环固定在所述活动腔上部。

4.根据权利要求1所述的压力补偿器，其特征在于，所述下盖板的上方设有连接环，所述连接环通过连接板与所述下盖板的上端外周固接，所述波纹管的下端位于所述连接环和所述连接板构成的空间内，所述连接环滑动连接在所述导柱上。

5.根据权利要求4所述的压力补偿器，其特征在于，所述弹性组件为压缩弹簧，所述压缩弹簧套设在所述导柱外部，且两端分别抵紧在所述连接环下端面和所述底座的上端面上。

6.根据权利要求4所述的压力补偿器，其特征在于，所述连接环和所述导柱之间设有尼龙套。

7.根据权利要求6所述的压力补偿器，其特征在于，所述导柱和所述尼龙套之间还设有挡泥圈。

8.根据权利要求1所述的压力补偿器，其特征在于，所述防护罩的上端固定在所述上盖板的外周。

9.根据权利要求1所述的压力补偿器，其特征在于，所述上盖板和所述底座之间设有多根相互平行且沿周向方向均匀分布的所述导柱。

10.根据权利要求1至9任一项所述的压力补偿器，其特征在于，所述底座底部设有支腿，所述支腿上设有条形孔。

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