CN211649159U - 一种机械旋转驱动油路切换机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于海底管道回收领域，尤其涉及一种机械旋转驱动油路切换机构，所述旋转开关插入阀体内，所述旋转开关可沿其中心轴转动，所述压盖压住所述旋转开关末端，限制旋转开关沿轴线移动，所述旋转开关轴线与所述油路切换单向阀轴线相互垂直，所述旋转开关外周设有至少一组由凸轮槽和油槽构成的控制槽组，每组所述控制槽组之间设有密封槽，所述密封槽内安装有旋转密封圈，所述凸轮槽的横截面为凸轮形状，所述油路切换单向阀的阀芯末端抵住所述凸轮槽。本实用新型提供一种旋转开关可以同时驱动一个或者多个油路切换单向阀，实现水下机器人转动切换液压油路的机械旋转驱动油路切换机构。

Description

一种机械旋转驱动油路切换机构

技术领域

本实用新型属于海底管道回收领域，尤其涉及一种机械旋转驱动油路切换机构。

背景技术

现有技术和缺陷：

当海底管道发生屈曲或在外力作用下发生损伤时，首先要使用专用设备在水下切断海底管道，使用管道回收设备将海底管道回收至铺管船作业线，进行焊接修复，完成后再放入海底，或重新铺设海底管道。内胀自锁紧式管道回收工具因其安全、高效、使用便捷，越来越多地在世界范围内得到应用。

海底管道回收工具控制系统分内控和外控模式。外控模式需要船舶提供液压动力；内控模式将机械和液压控制集成在海底管道回收工具上，在水下作业时，通过水下机器人插入或拔出集成在回收工具上热插阀，实现回收工具涨紧。由于热插阀芯与阀芯孔道存在间隙，切换过程存在泄漏的问题，且存在海水进入控制系统的危险。

为解决液压系统油路切换在不能使用外控电源以及保证油路切换前后不产生泄漏的问题。本实用新型提出一种机械旋转驱动的液压油路切换机构，用于集成在海底管道维修应急回收工具内，实现水下机器人转动切换液压油路。

解决上述技术问题的难度和意义：

因此，基于这些问题，提供一种旋转开关可以同时驱动一个或者多个油路切换单向阀，实现水下机器人转动切换液压油路的机械旋转驱动油路切换机构具有重要的现实意义。

实用新型内容

本实用新型目的在于为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种旋转开关可以同时驱动一个或者多个油路切换单向阀，实现水下机器人转动切换液压油路的机械旋转驱动油路切换机构。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种机械旋转驱动油路切换机构，所述机械旋转驱动油路切换机构包括：阀体、油路切换单向阀、旋转开关和压盖，所述旋转开关插入阀体内，所述旋转开关可沿其中心轴转动，所述压盖压住所述旋转开关末端，限制旋转开关沿轴线移动，所述旋转开关轴线与所述油路切换单向阀轴线相互垂直，所述旋转开关外周设有至少一组由凸轮槽和油槽构成的控制槽组，每组所述控制槽组之间设有密封槽，所述密封槽内安装有旋转密封圈，所述凸轮槽的横截面为凸轮形状，所述油路切换单向阀的阀芯末端抵住所述凸轮槽，当所述旋转开关沿其中心轴转动时，所述凸轮槽可带动阀芯末端移动，当阀芯运动时，油路切换单向阀打开或关闭，当油路切换单向阀打开时，阀体内部的流道与油槽相通。

本实用新型的阀体为应急回收工具工作控制装置的本体，油路切换单向阀、旋转开关、压盖集成在阀体上，旋转开关可以同时驱动一个或者多个油路切换单向阀，旋转开关上安装有旋转密封圈，用于隔离不同的流道，通过旋转密封圈隔离单个油路切换单向阀与其他油路切换单向阀及旋转开关与外部的油路。

本实用新型通过阀体内部的流道将油路切换机构各个工作油口根据功能要求进行连通，阀体内部流道连通多个油路切换单向阀与旋转开关，构成驱动控制的油路。本实用新型用于集成在海底管道维修应急回收工具内，实现水下机器人转动切换液压油路。

本实用新型还可以采用以下技术方案：

在上述的机械旋转驱动油路切换机构中，进一步的，所述油路切换单向阀包括壳体、阀芯、弹簧、挡片、卡簧和密封圈，所述阀芯安装在壳体内，所述阀芯与壳体同轴布置，可沿着壳体轴向运动，所述阀芯末端与壳体锥面密封，所述弹簧套在阀芯上，一端抵住所述阀芯，另一端抵住挡片，所述挡片与壳体无相对运动。

在上述的机械旋转驱动油路切换机构中，进一步的，所述阀芯沿轴线方向分为四段结构，由外至内依次为顶杆段、锥面密封段、导向段和弹簧导向段；所述顶杆段的端部为球面，球面与旋转开关的凸轮槽面接触，阀芯顶杆段、导向段以及旋钮开关凸轮槽面共同构成凸轮顶杆结构，所述顶杆段外侧为用于顶杆两端过油的三面槽；所述锥面密封段的锥面与壳体内孔凸台内圆边接触时构成锥面密封；所述导向段为圆柱形，所述导向段外侧与壳体间隙配合，所述导向段外侧延轴线方向加工多个均匀分布的过油槽。

导向段外侧延轴线方向加工多个均匀分布的过油槽，使该圆柱两侧的液压容腔贯通。

在上述的机械旋转驱动油路切换机构中，进一步的，所述挡片为圆板形状，其中心开圆孔，挡片和卡簧依次套在所述阀芯上，所述弹簧导向段为圆柱形，所述阀芯的弹簧导向段穿过挡片的圆孔，所述卡簧卡在所述壳体的安装槽内，所述挡片外侧加工多个圆周均布的过油孔。

所述弹簧导向段为圆柱形，用于安装驱动阀芯的弹簧。阀芯的弹簧导向段穿过挡片的圆孔对挡片起定位作用。挡片内侧安装有内孔卡簧，卡簧固定在壳体内孔加工的安装槽内，卡簧限制挡片向内移动。

在上述的机械旋转驱动油路切换机构中，进一步的，所述阀芯为圆柱杆形，壳体为圆柱形圆筒，其圆筒外侧加工螺纹，所述阀体与油路切换单向阀采用螺纹连接，圆筒一端加工有安装槽，所述安装槽内套有密封圈，圆筒另一端加工内六方形状内孔。

加工内六方形状内孔用于油路切换单向阀安装时的内六角扳手插入拧紧工作孔。

油路切换单向阀作为一个整体插入到阀体内，用于阻断和连通阀体中相应的工作油路。当旋转开关旋转一定角度时，根据凸轮原理驱动顶杆向左移动时，使阀芯第二段锥面脱离壳体内孔凸台，从而使油路切换单向阀两端油路沟通。当旋转开关反向旋转移动角度时，阀芯在弹簧力及油路切换单向阀左侧液压力共同作用下，阀芯的第二段锥面压在壳体的密封图台上，隔绝壳体内外的油路。

在上述的机械旋转驱动油路切换机构中，进一步的，所述旋转开关的旋转操作旋钮外露在阀体外，所述旋转开关末端加工为扁片形状。

旋转开关的旋转操作旋钮外露在阀体外，用于外部的机器人手臂操作控制，旋转开关一端加工为扁片形状，作为旋转开关的手动操作位置，水下机器人的机械手夹紧该扁片，可以将开关绕轴线方向旋转。

在上述的机械旋转驱动油路切换机构中，进一步的，所述油槽位于凸轮槽的相邻位置，所述油槽为环形油槽。

环形油槽使旋转开关在整个环形面上都有压力油，可以减少旋转开关由于液压力作用下的侧向力，从而减少旋转开关操作的驱动力。

见说明书附图1及附图2，本例中当旋转开关扁片处于竖直状态，油路切换单向阀A顶杆段球面与凸轮槽A脱离，油路切换单向阀A阀芯在弹簧力及液压力作用共同作用下密封锥面压在密封台上，使油路切换单向阀A关闭，此时P口与B口不通，同时凸轮槽B顶开油路切换单向阀B的阀芯使油路切换单向阀B打开，A口和T口相通。当旋转开关扁片处于水平状态，凸轮槽A顶开油路切换单向阀A的阀芯使油路切换单向阀A打开，P口与B口通，同时油路切换单向阀B顶杆段球面与凸轮槽B脱离，油路切换单向阀B阀芯在弹簧力及液压力作用共同作用下密封锥面压在密封台上，油路切换单向阀B关闭，A口和T口不通。

油路切换单向阀的阀芯与凸轮槽接触，随着凸轮的轨迹运动，从而推动阀芯运动，实现油路切换单向阀打开和关闭。一个凸轮槽及环形油槽组成一个控制槽组，每个控制槽组两侧设置密封槽用于隔离油路，旋转开关上可以加工多个凸轮槽用于控制多个油路切换单向阀，通过设计旋转开关凸轮槽的不同的起始及终点位置，可以方便的控制多个油路切换单向阀开启及关闭的顺序，实现油路动作的逻辑控制。因此，油路切换过渡机能可以实现，单个油路完全关闭后，另一个油路才能开启，避免由于油路切换中间过程的泄漏。

在上述的机械旋转驱动油路切换机构中，进一步的，所述压盖为环形结构，其圆周方向加工多个固定孔，通过紧固螺栓将其固定在阀体上，所述压盖与旋转开关同轴布置，压盖内侧与旋转开关侧面接触，限制旋转开关沿轴线移动。

旋转旋转开关用于手动操作的扁片穿过压盖内孔，使其能被手动操作，同时压盖对该扁片起到一定的保护作用。

压盖内槽见说明书附图11，压盖槽加工为90°环槽，限定旋转开关旋转90°，即旋转开关只能旋转90°，由压盖内槽限定旋转终点位置。当具有多个油路切换单向阀时，可根据实际需要设计旋转最大角度。

综上所述，本实用新型具有以下优点和积极效果：

1、本实用新型的阀体为应急回收工具工作控制装置的本体，油路切换单向阀、旋转开关、压盖集成在阀体上，旋转开关可以同时驱动一个或者多个油路切换单向阀，旋转开关上安装有旋转密封圈，用于隔离不同的流道，通过旋转密封圈隔离单个油路切换单向阀与其他油路切换单向阀及旋转开关与外部的油路。

2、本实用新型通过阀体内部的流道将油路切换机构各个工作油口根据功能要求进行连通，阀体内部流道连通多个油路切换单向阀与旋转开关，构成驱动控制的油路。本实用新型用于集成在海底管道维修应急回收工具内，实现水下机器人转动切换液压油路。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本实用新型范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1是本实用新型实施例一提供的油路切换机构结构布置图(轴侧剖视图)；

图2是本实用新型实施例一提供的油路切换机构结构布置图(剖视图)；

图3是本实用新型实施例二提供的油路切换机构油路切换单向阀结构组成；

图4是本实用新型实施例二提供的油路切换机构油路切换阀芯结构示意图；

图5是本实用新型实施例三提供的油路切换机构切换开关主视图；

图6是本实用新型实施例三提供的油路切换机构切换开关立体图；

图7是本实用新型实施例三提供的油路切换机构切换开关结构示意图；

图8是说明书附图7中A-A面剖视图；

图9是说明书附图7中B-B面剖视图；

图10是本实用新型实施例四提供的油路切换机构压盖结构示意图；

图11是本实用新型实施例四提供的压盖内槽结构示意图。

图中：

1、阀体，2、油路切换单向阀，21、油路切换单向阀A，22、油路切换单向阀B，3、旋转开关，4、压盖，5、旋转密封圈，6、阀芯，7、密封圈，8、壳体，9、弹簧，10、挡片，11、卡簧，12、顶杆段，13、锥面密封段，14、导向段，15、弹簧导向段，16、凸轮槽A，17、油槽A，18、密封槽A，19、凸轮槽B，20、油槽B，23、密封槽B，24、压盖内槽。

具体实施方式

下面就结合图1至图11具体说明本实用新型。

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

实施例一：

一种机械旋转驱动油路切换机构，所述机械旋转驱动油路切换机构包括：阀体1、油路切换单向阀2、旋转开关3和压盖4，所述旋转开关插入阀体内，所述旋转开关可沿其中心轴转动，所述压盖压住所述旋转开关末端，限制旋转开关沿轴线移动，所述旋转开关轴线与所述油路切换单向阀轴线相互垂直，所述旋转开关外周设有至少一组由凸轮槽和油槽构成的控制槽组，每组所述控制槽组之间设有密封槽，所述密封槽内安装有旋转密封圈5，所述凸轮槽的横截面为凸轮形状，所述油路切换单向阀的阀芯6末端抵住所述凸轮槽，当所述旋转开关沿其中心轴转动时，所述凸轮槽可带动阀芯末端移动，当阀芯运动时，油路切换单向阀打开或关闭，当油路切换单向阀打开时，阀体内部的流道与油槽相通。

本实用新型的阀体为应急回收工具工作控制装置的本体，油路切换单向阀、旋转开关、压盖集成在阀体上，旋转开关可以同时驱动一个或者多个油路切换单向阀，旋转开关上安装有旋转密封圈，用于隔离不同的流道，通过旋转密封圈隔离单个油路切换单向阀与其他油路切换单向阀及旋转开关与外部的油路。

本实用新型通过阀体内部的流道将油路切换机构各个工作油口根据功能要求进行连通，阀体内部流道连通多个油路切换单向阀与旋转开关，构成驱动控制的油路。本实用新型用于集成在海底管道维修应急回收工具内，实现水下机器人转动切换液压油路。

实施例二：

更进一步来讲，还可以在本实用新型中考虑，所述油路切换单向阀包括壳体8、阀芯6、弹簧9、挡片10、卡簧11和密封圈7，所述阀芯安装在壳体内，所述阀芯与壳体同轴布置，可沿着壳体轴向运动，所述阀芯末端与壳体锥面密封，所述弹簧套在阀芯上，一端抵住所述阀芯，另一端抵住挡片，所述挡片与壳体无相对运动。

需要指出的是，所述阀芯沿轴线方向分为四段结构，由外至内依次为顶杆段12、锥面密封段13、导向段14和弹簧导向段15；所述顶杆段的端部为球面，球面与旋转开关的凸轮槽面接触，阀芯顶杆段、导向段以及旋钮开关凸轮槽面共同构成凸轮顶杆结构，所述顶杆段外侧为用于顶杆两端过油的三面槽；所述锥面密封段的锥面与壳体内孔凸台内圆边接触时构成锥面密封；所述导向段为圆柱形，所述导向段外侧与壳体间隙配合，所述导向段外侧延轴线方向加工多个均匀分布的过油槽。

导向段外侧延轴线方向加工多个均匀分布的过油槽，使该圆柱两侧的液压容腔贯通。

需要指出的是，所述挡片为圆板形状，其中心开圆孔，挡片和卡簧依次套在所述阀芯上，所述弹簧导向段为圆柱形，所述阀芯的弹簧导向段穿过挡片的圆孔，所述卡簧卡在所述壳体的安装槽内，所述挡片外侧加工多个圆周均布的过油孔。

所述弹簧导向段为圆柱形，用于安装驱动阀芯的弹簧。阀芯的弹簧导向段穿过挡片的圆孔对挡片起定位作用。挡片内侧安装有内孔卡簧，卡簧固定在壳体内孔加工的安装槽内，卡簧限制挡片向内移动。

需要指出的是，所述阀芯为圆柱杆形，壳体为圆柱形圆筒，其圆筒外侧加工螺纹，所述阀体与油路切换单向阀采用螺纹连接，圆筒一端加工有安装槽，所述安装槽内套有密封圈，圆筒另一端加工内六方形状内孔。

加工内六方形状内孔用于油路切换单向阀安装时的内六角扳手插入拧紧工作孔。

油路切换单向阀作为一个整体插入到阀体内，用于阻断和连通阀体中相应的工作油路。当旋转开关旋转一定角度时，根据凸轮原理驱动顶杆向左移动时，使阀芯第二段锥面脱离壳体内孔凸台，从而使油路切换单向阀两端油路沟通。当旋转开关反向旋转移动角度时，阀芯在弹簧力及油路切换单向阀左侧液压力共同作用下，阀芯的第二段锥面压在壳体的密封图台上，隔绝壳体内外的油路。

实施例三：

所述旋转开关的旋转操作旋钮外露在阀体外，所述旋转开关末端加工为扁片形状。

旋转开关的旋转操作旋钮外露在阀体外，用于外部的机器人手臂操作控制，旋转开关一端加工为扁片形状，作为旋转开关的手动操作位置，水下机器人的机械手夹紧该扁片，可以将开关绕轴线方向旋转。

需要指出的是，所述油槽位于凸轮槽的相邻位置，所述油槽为环形油槽。环形油槽使旋转开关在整个环形面上都有压力油，可以减少旋转开关由于液压力作用下的侧向力，从而减少旋转开关操作的驱动力。

在本实施例中控制槽组为两组，如说明书附图7所示的凸轮槽A16，油槽A17，密封槽A18，凸轮槽B19，油槽B20和密封槽B23。

见说明书附图1及附图2，本例中当旋转开关扁片处于竖直状态，油路切换单向阀A21顶杆段球面与凸轮槽A脱离，油路切换单向阀A阀芯在弹簧力及液压力作用共同作用下密封锥面压在密封台上，使油路切换单向阀A关闭，此时P口与B口不通，同时凸轮槽B顶开油路切换单向阀B22的阀芯使油路切换单向阀B打开，A口和T口相通。当旋转开关扁片处于水平状态，凸轮槽A顶开油路切换单向阀A的阀芯使油路切换单向阀A打开，P口与B口通，同时油路切换单向阀B顶杆段球面与凸轮槽B脱离，油路切换单向阀B阀芯在弹簧力及液压力作用共同作用下密封锥面压在密封台上，油路切换单向阀B关闭，A口和T口不通。

油路切换单向阀的阀芯与凸轮槽接触，随着凸轮的轨迹运动，从而推动阀芯运动，实现油路切换单向阀打开和关闭。一个凸轮槽及环形油槽组成一个控制槽组，每个控制槽组两侧设置密封槽用于隔离油路，旋转开关上可以加工多个凸轮槽用于控制多个油路切换单向阀，通过设计旋转开关凸轮槽的不同的起始及终点位置，可以方便的控制多个油路切换单向阀开启及关闭的顺序，实现油路动作的逻辑控制。因此，油路切换过渡机能可以实现，单个油路完全关闭后，另一个油路才能开启，避免由于油路切换中间过程的泄漏。

实施例四：

所述压盖为环形结构，其圆周方向加工多个固定孔，通过紧固螺栓将其固定在阀体上，所述压盖与旋转开关同轴布置，压盖内侧与旋转开关侧面接触，限制旋转开关沿轴线移动。

旋转旋转开关用于手动操作的扁片穿过压盖内孔，使其能被手动操作，同时压盖对该扁片起到一定的保护作用。

压盖内槽24见说明书附图11，本例压盖槽加工为90°环槽，限定旋转开关旋转90°，即旋转开关只能旋转90°，由压盖内槽限定旋转终点位置。当具有多个油路切换单向阀时，可根据实际需要设计旋转最大角度。

综上所述，本实用新型可提供一种旋转开关可以同时驱动一个或者多个油路切换单向阀，实现水下机器人转动切换液压油路的机械旋转驱动油路切换机构。

以上实施例对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种机械旋转驱动油路切换机构，其特征在于：所述机械旋转驱动油路切换机构包括：阀体、油路切换单向阀、旋转开关和压盖，所述旋转开关插入阀体内，所述旋转开关可沿其中心轴转动，所述压盖压住所述旋转开关末端，限制旋转开关沿轴线移动，所述旋转开关轴线与所述油路切换单向阀轴线相互垂直，所述旋转开关外周设有至少一组由凸轮槽和油槽构成的控制槽组，每组所述控制槽组之间设有密封槽，所述密封槽内安装有旋转密封圈，所述凸轮槽的横截面为凸轮形状，所述油路切换单向阀的阀芯末端抵住所述凸轮槽，当所述旋转开关沿其中心轴转动时，所述凸轮槽可带动阀芯末端移动，当阀芯运动时，油路切换单向阀打开或关闭，当油路切换单向阀打开时，阀体内部的流道与油槽相通。

2.根据权利要求1所述的机械旋转驱动油路切换机构，其特征在于：所述油路切换单向阀包括壳体、阀芯、弹簧、挡片、卡簧和密封圈，所述阀芯安装在壳体内，所述阀芯与壳体同轴布置，可沿着壳体轴向运动，所述阀芯末端与壳体锥面密封，所述弹簧套在阀芯上，一端抵住所述阀芯，另一端抵住挡片，所述挡片与壳体无相对运动。

3.根据权利要求2所述的机械旋转驱动油路切换机构，其特征在于：所述阀芯沿轴线方向分为四段结构，由外至内依次为顶杆段、锥面密封段、导向段和弹簧导向段；所述顶杆段的端部为球面，球面与旋转开关的凸轮槽面接触，阀芯顶杆段、导向段以及旋钮开关凸轮槽面共同构成凸轮顶杆结构，所述顶杆段外侧为用于顶杆两端过油的三面槽；所述锥面密封段的锥面与壳体内孔凸台内圆边接触时构成锥面密封；所述导向段为圆柱形，所述导向段外侧与壳体间隙配合，所述导向段外侧延轴线方向加工多个均匀分布的过油槽。

4.根据权利要求3所述的机械旋转驱动油路切换机构，其特征在于：所述挡片为圆板形状，其中心开圆孔，挡片和卡簧依次套在所述阀芯上，所述弹簧导向段为圆柱形，所述阀芯的弹簧导向段穿过挡片的圆孔，所述卡簧卡在所述壳体的安装槽内，所述挡片外侧加工多个圆周均布的过油孔。

5.根据权利要求1所述的机械旋转驱动油路切换机构，其特征在于：所述阀芯为圆柱杆形，壳体为圆柱形圆筒，其圆筒外侧加工螺纹，所述阀体与油路切换单向阀采用螺纹连接，圆筒一端加工有安装槽，所述安装槽内套有密封圈，圆筒另一端加工内六方形状内孔。

6.根据权利要求1所述的机械旋转驱动油路切换机构，其特征在于：所述旋转开关的旋转操作旋钮外露在阀体外，所述旋转开关末端加工为扁片形状。

7.根据权利要求1所述的机械旋转驱动油路切换机构，其特征在于：所述油槽位于凸轮槽的相邻位置，所述油槽为环形油槽。

8.根据权利要求1所述的机械旋转驱动油路切换机构，其特征在于：所述压盖为环形结构，其圆周方向加工多个固定孔，通过紧固螺栓将其固定在阀体上，所述压盖与旋转开关同轴布置，压盖内侧与旋转开关侧面接触，限制旋转开关沿轴线移动。

Images