CN114321101B - 一种一体式水下液压动力源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一体式水下液压动力源，包括：通过连接法兰连接并贯通的泵油部分和补偿油箱部分，且泵油部分位于补偿油箱部分之上；其中，泵油部分用于为外围的水下液压系统供油，补偿油箱部分用于在水压作用下为泵油部分提供压力补偿；该动力源具有装配性好、模块化程度高和可适应设备总体衡重参数等优势。
Description
技术领域
本发明涉及水下液压系统技术领域，具体涉及一种一体式水下液压动力源。
背景技术
液压系统广泛应用于水下环境，如水下工程设备、海底观测网络、水下机器人(ROV、AUV、UUV)等，水下液压系统的研制与发展对我国开发利用海洋资源、布局军事战略具有重要意义。多样的水下任务使得液压系统的原理和组成越来越复杂，如执行机构通常有多级缸、多个缸，往往还需具备同步功能，使得轻量化和集成化要求越来越难以满足。
因此，为了满足水下液压系统轻量化、集成化的要求，有必要提出一种一体式水下液压动力源。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种一体式水下液压动力源，具有装配性好、模块化程度高和可适应设备总体衡重参数等优势。
本发明的技术方案为：一种一体式水下液压动力源，包括：通过连接法兰连接并贯通的泵油部分和补偿油箱部分，且泵油部分位于补偿油箱部分之上；其中，泵油部分用于为外围的水下液压系统供油，补偿油箱部分用于在水压作用下为泵油部分提供压力补偿。
优选地，所述泵油部分包括：出油阀块、齿轮泵和泵外壳；
所述连接法兰的上表面上设有回油口TⅠ、回油口TⅡ、电机接口、注油口R和排气口F，出油阀块位于连接法兰的上表面上；其中，回油口TⅠ用于液压系统回油，回油口TⅡ用于补偿回油；
所述齿轮泵安装在连接法兰的下表面上，泵外壳一端固定在连接法兰的下表面上，另一端与补偿油箱部分的补偿器外壳开口端同轴连通，且齿轮泵位于泵外壳内部；其中，泵外壳和补偿器外壳均为圆筒形结构，且泵外壳两端开口，补偿器外壳一端开口、另一端开孔；
充油电机安装在电机接口中，并在对接处密封；齿轮泵在充油电机的驱动下泵油。
优选地，所述出油阀块上设有测压接口S、溢流阀和高压油口P，测压接口S外接压力表，用于观测该动力源内部的整体压力，溢流阀用于调节油压，出油阀块通过高压油口P将油液泵向液压系统。
优选地，所述回油口TⅠ、回油口TⅡ和注油口R均采用快速插头。
优选地，所述补偿油箱部分还包括：滚动膜片、补偿弹簧和补偿器活塞；
所述滚动膜片为一端开口、另一端封闭的筒体状橡胶件，其开口端具有外翻边，滚动膜片同轴设置于补偿器外壳中，且其开口端的外翻边固定在泵外壳和补偿器外壳之间；
所述补偿器活塞为一端开口、另一端封闭的筒体状结构，其封闭端与滚动膜片的封闭端抵触配合，开口端朝向补偿器外壳开孔端的内底面，补偿弹簧设置于补偿器活塞中，且两端分别抵触在补偿器活塞的内底面和补偿器外壳的内底面之间；连接法兰、泵外壳和滚动膜片所包裹的空间为油腔。
优选地，所述补偿器活塞下部设置有活塞标识线，补偿器外壳的下端加工有一个以上观察窗，用于观察补偿器活塞下部的活塞标识线随补偿器活塞上下移动的情况。
有益效果：
1、本发明的水下液压动力源集成了泵油部分和补偿油箱部分，具有装配性好、模块化程度高和可适应设备总体衡重参数等优势，能够有效满足水下液压系统轻量化、集成化的要求。
2、本发明将泵油部分的的各组件集成在连接法兰上，既能够为水下液压系统提供液压动力，又能够提高模块化程度高，从而进一步满足水下液压系统轻量化、集成化的要求。
3、本发明中的所有油口均采用快速插头，方便连接且有利于保持清洁。
4、本发明中补偿油箱部分的具体设计，能够巧妙的与泵油部分配合形成油腔，且可以利用水压作用调节油腔的压力，从而起到压力补偿的作用。
5、本发明中在补偿器活塞下部设置的活塞标识线，能够通过观察其随补偿器活塞上下移动而了解油腔内的液位和压力变化趋势。
附图说明
图1为本发明一体式液压动力源的三维结构示意图。
图2为本发明一体式液压动力源的剖视图。
其中，1-活塞标识线，2-测压接口S，3-溢流阀，4-高压油口P，5-回油口TⅠ，6-回油口TⅡ，7-电机接口，8-注油口R，9-排气口F，10-连接法兰，11-观察窗，12-出油阀块，13-齿轮泵，14-泵外壳，15-补偿器外壳，16-滚动膜片，17-补偿弹簧，18-补偿器活塞。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本实施例提供了一种一体式水下液压动力源，具有装配性好、模块化程度高和可适应设备总体衡重参数等优势。
如图1和图2所示，该一体式水下液压动力源主要包括：通过连接法兰10连接并贯通的泵油部分和补偿油箱部分，且泵油部分位于补偿油箱部分之上。
本实施例中，泵油部分包括：溢流阀3、出油阀块12、齿轮泵13和泵外壳14；
连接法兰10的上表面上设有回油口TⅠ5、回油口TⅡ6、电机接口7、注油口R8和排气口F9(图1中排气口F9中设有堵头)，出油阀块12位于连接法兰10的上表面上；出油阀块12上设有测压接口S2、溢流阀3和高压油口P4，测压接口S2可外接压力表，用于观测该动力源内部的整体压力，溢流阀3用于调节油压，出油阀块12可通过高压油口P4将高压油泵出到液压系统；
回油口TⅠ5用于液压系统回油，回油口TⅡ6用于补偿回油，如复杂的水下液压控制阀集成于压力容器(外围机构)中，将压力容器与回油口TⅡ6连通，可以补偿水下压力，大大降低了压力容器的耐外压强度要求；
齿轮泵13安装在连接法兰10的下表面上，泵外壳14一端固定在连接法兰10的下表面上，另一端与补偿油箱部分的补偿器外壳15开口端通过法兰同轴连接并贯通，且齿轮泵13位于泵外壳14内部；其中，泵外壳14和补偿器外壳15均为圆筒形结构，且泵外壳14两端开口，补偿器外壳15一端开口、另一端开孔；
充油电机安装在电机接口7中，并在对接处密封(如在电机接口7的周向和端面进行两道密封，其中，电机接口7的周向设置径向密封)；注油口R8用于注油，排气口F9用于排气，齿轮泵13可在充油电机的驱动下泵油。
本实施例中，回油口TⅠ5、回油口TⅡ6和注油口R8均采用快速插头，方便连接且有利于保持清洁。
本实施例中，补偿油箱部分还包括：滚动膜片16、补偿弹簧17和补偿器活塞18；滚动膜片16为一端开口、另一端封闭的筒体状橡胶件，其开口端具有外翻边，滚动膜片16同轴设置于补偿器外壳15中，且其开口端的外翻边固定在泵外壳14和补偿器外壳15之间；
补偿器活塞18为一端开口、另一端封闭的筒体状刚性结构，其封闭端与滚动膜片16的封闭端抵触配合，开口端朝向补偿器外壳15开孔端的内底面，补偿弹簧17设置于补偿器活塞18中，且两端分别抵触在补偿器活塞18的内底面和补偿器外壳15的内底面之间；连接法兰10、泵外壳14和滚动膜片16所包裹的空间即为油腔；
该动力源由泵油部分向油腔注油后，油腔受重力作用使补偿弹簧17处于压缩状态，提供初始压力；在补偿器活塞18向上移动的过程中，滚动膜片16的封闭端会被补偿器活塞18顶起而向滚动膜片16的内部发生形变；补偿器活塞18下部设置有活塞标识线1，补偿器外壳15的下端沿周向加工有三个观察窗11，便于观察补偿器活塞18下部的活塞标识线1随补偿器活塞18上下移动的情况，从而便于了解油腔内的液位和压力变化趋势。
当该液压动力源位于水下时，水压作用于补偿器活塞18的内底面上，推动补偿器活塞18向上移动，压缩油腔内的油液，使得油腔压力升高，起到压力补偿的作用；油腔压力值为外界水压与弹簧压力之和，始终大于等于外界水压。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种一体式水下液压动力源，其特征在于，包括：通过连接法兰（10）连接并贯通的泵油部分和补偿油箱部分，且泵油部分位于补偿油箱部分之上；其中，泵油部分用于为外围的水下液压系统供油，补偿油箱部分用于在水压作用下为泵油部分提供压力补偿；
所述泵油部分包括：出油阀块（12）、齿轮泵（13）和泵外壳（14）；
所述连接法兰（10）的上表面上设有回油口TⅠ（5）、回油口TⅡ（6）、电机接口（7）、注油口R（8）和排气口F（9），出油阀块（12）位于连接法兰（10）的上表面上；其中，回油口TⅠ（5）用于液压系统回油，回油口TⅡ（6）用于补偿回油；所述回油口TⅡ（6）与液压动力源的外围机构连通，还用于对外围机构补偿水下压力，大大降低外围机构的耐外压强度要求；
所述齿轮泵（13）安装在连接法兰（10）的下表面上，泵外壳（14）一端固定在连接法兰（10）的下表面上，另一端与补偿油箱部分的补偿器外壳（15）开口端同轴连通，且齿轮泵（13）位于泵外壳（14）内部；其中，泵外壳（14）和补偿器外壳（15）均为圆筒形结构，且泵外壳（14）两端开口，补偿器外壳（15）一端开口、另一端开孔；
充油电机安装在电机接口（7）中，并在对接处密封；齿轮泵（13）在充油电机的驱动下泵油；
所述补偿油箱部分还包括：滚动膜片（16）、补偿弹簧（17）和补偿器活塞（18）；
所述滚动膜片（16）为一端开口、另一端封闭的筒体状橡胶件，其开口端具有外翻边，滚动膜片（16）同轴设置于补偿器外壳（15）中，且其开口端的外翻边固定在泵外壳（14）和补偿器外壳（15）之间；
所述补偿器活塞（18）为一端开口、另一端封闭的筒体状结构，其封闭端与滚动膜片（16）的封闭端抵触配合，开口端朝向补偿器外壳（15）开孔端的内底面，补偿弹簧（17）设置于补偿器活塞（18）中，且两端分别抵触在补偿器活塞（18）的内底面和补偿器外壳（15）的内底面之间；连接法兰（10）、泵外壳（14）和滚动膜片（16）所包裹的空间为油腔。
2.如权利要求1所述的一体式水下液压动力源，其特征在于，所述出油阀块（12）上设有测压接口S（2）、溢流阀（3）和高压油口P（4），测压接口S（2）外接压力表，用于观测该动力源内部的整体压力，溢流阀（3）用于调节油压，出油阀块（12）通过高压油口P（4）将油液泵向液压系统。
3.如权利要求2所述的一体式水下液压动力源，其特征在于，所述回油口TⅠ（5）、回油口TⅡ（6）和注油口R（8）均采用快速插头。
4.如权利要求3所述的一体式水下液压动力源，其特征在于，所述补偿器活塞（18）下部设置有活塞标识线（1），补偿器外壳（15）的下端加工有一个以上观察窗（11），用于观察补偿器活塞（18）下部的活塞标识线（1）随补偿器活塞（18）上下移动的情况。
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