JPH0639873B2 - Controller for hydraulic cylinder for deep sea - Google Patents

Controller for hydraulic cylinder for deep sea

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JPH0639873B2
JPH0639873B2 JP727787A JP727787A JPH0639873B2 JP H0639873 B2 JPH0639873 B2 JP H0639873B2 JP 727787 A JP727787 A JP 727787A JP 727787 A JP727787 A JP 727787A JP H0639873 B2 JPH0639873 B2 JP H0639873B2
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pressure
hydraulic cylinder
oil
cylinder
equalizing
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征治 上田
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Kobe Steel Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、深海での鉱物採取等に用いられる掘削装置用
油圧シリンダ(たとえばクラムシェルのバケット開閉用
シリンダ)等の高圧環境下で作動する深海用油圧シリン
ダの制御装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention operates in a high pressure environment such as a hydraulic cylinder for an excavator used for mineral extraction in the deep sea (for example, a cylinder for opening and closing a bucket of a clamshell). The present invention relates to a control device for a deep-sea hydraulic cylinder.

(従来技術) 深海での鉱物を採取する方法として、たとえば熱水鉱床
に関する調査報告書(昭和60年度)[社団法人:深海
鉱物資源開発協会(DOMA)発行]に示される方法が
知られている。その方法は、作業船からワイヤロープに
よりクラムシェルのバケットを深海まで沈め、深海で上
記バケットを油圧シリンダにより開閉して海底の鉱物を
採取するものである。
(Prior Art) As a method of extracting minerals in the deep sea, for example, a method shown in a research report on hydrothermal deposits (1985) [published by the Deep Sea Mineral Resources Development Association (DOMA)] is known. . In the method, a clamshell bucket is sunk into a deep sea from a work boat with a wire rope, and the bucket is opened and closed by a hydraulic cylinder in the deep sea to collect the seabed minerals.

上記の方法において、バケットを開閉する油圧シリンダ
の制御装置は、油圧ポンプとその駆動用モータおよび方
向制御弁等の弁、等の駆動制御系の油圧機器を、上記ク
ラムシェルのバケット支持体に付設した蓋付薄板箱(耐
圧殻)内に油とともに封入して、油漬均圧式に構成され
たたものであり、上記耐圧殻の蓋に設けられたダイヤフ
ラム等により箱内に充填した油の圧力(内圧)が外圧と
等しくなるように均圧することにより、耐圧殻の強度が
小さくても耐圧殻が破損することなく、上記油圧機器を
海水から保護できるようになっている。
In the above method, the control device for the hydraulic cylinder that opens and closes the bucket includes a hydraulic pump, a drive motor for the hydraulic cylinder, a valve such as a directional control valve, and other drive control system hydraulic equipment attached to the bucket support of the clamshell. A thin plate box with a lid (pressure-resistant shell) is sealed together with oil in a pressure-equalized pressure-equalizing system. The pressure of the oil filled in the box by a diaphragm or the like provided on the lid of the pressure-resistant shell ( By equalizing the inner pressure) to the outer pressure, the hydraulic equipment can be protected from seawater without damaging the pressure shell even if the pressure shell has a small strength.

しかしこの装置では、油圧シリンダが耐圧殻の外部にあ
り、かつ、方向制御弁の中立位置で油圧シリンダの両側
油室に接続された管路がブロックされ、耐圧殻による均
圧作用が油圧シリンダにまで及ばない構造となってい
る。このため、方向制御弁の中立状態でこの装置を深海
に沈め、高圧環境下においた場合、方向制御弁と油圧シ
リンダとの間の管路(配管)内の圧力および油圧シリン
ダの両側油室内の圧力と、外圧との圧力差が大きくな
り、その圧力差によって油圧シリンダのロッドパッキ
ン、外部配管、配管継手等が圧潰もしくは破損されるお
それがある。
However, in this device, the hydraulic cylinder is outside the pressure shell, and at the neutral position of the directional control valve, the pipes connected to the oil chambers on both sides of the hydraulic cylinder are blocked, so that the pressure equalizing action of the pressure shell is applied to the hydraulic cylinder. It has a structure that does not reach the end. For this reason, when this device is submerged in the deep sea in a neutral state of the directional control valve and placed in a high-pressure environment, the pressure in the pipeline (pipe) between the directional control valve and the hydraulic cylinder and the oil chambers on both sides of the hydraulic cylinder are The pressure difference between the pressure and the external pressure becomes large, and the rod packing of the hydraulic cylinder, the external pipe, the pipe joint, etc. may be crushed or damaged due to the pressure difference.

なお、一般的に油圧シリンダの作動圧力は210kg/cm
2程度までであるのに対し、深海での外圧は400kg/c
m2(深度4000m)から1000kg/cm2(深度10
000m)にも達する場合があり、上記従来の装置でこ
のような外圧を受けても上記の破損が生じないようにす
るには、油圧シリンダ等を特殊構造(耐圧構造)にする
必要があり、設計上困難であるとともに、大幅なコスト
アップになる。
The working pressure of the hydraulic cylinder is generally 210 kg / cm.
External pressure in the deep sea is 400kg / c, while it is up to 2
m 2 (depth 4000 m) to 1000 kg / cm 2 (depth 10
000 m), the hydraulic cylinder and the like need to have a special structure (pressure resistant structure) in order to prevent the above damage from occurring even when such an external pressure is applied in the above-mentioned conventional device. Not only is it difficult to design, but the cost also increases significantly.

(発明の目的) 本発明は、このような問題を解消するためになされたも
のであり、簡単な構造で、油圧シリンダのロッドパッキ
ン、外部配管、配管継手等が外圧によって破損されるこ
とを確実に防止でき、装置寿命を長くできるとともに、
上記油圧シリンダ等に特殊構造を採用する必要を無く
し、製作が容易で大幅なコストダウンを図ることができ
る深海用油圧シリンダの制御装置を提供するものであ
る。
(Object of the Invention) The present invention has been made to solve such a problem, and ensures that the rod packing of the hydraulic cylinder, the external pipe, the pipe joint, and the like are damaged by external pressure with a simple structure. Can be prevented and the device life can be extended,
(EN) Provided is a control device for a deep-sea hydraulic cylinder that does not require the use of a special structure for the hydraulic cylinder or the like, is easy to manufacture, and can significantly reduce the cost.

(発明の構成) 本発明は、油圧源からの圧油を制御弁を介して深海用油
圧シリンダの両側油室に給排するように構成された深海
用油圧シリンダの制御装置において、上記油圧源と制御
弁等の駆動制御機器が耐圧殻内に油とともに封入され、
耐圧殻はその外圧と内圧とを均圧する均圧部を有し、上
記油圧シリンダは耐圧殻の外部にあってその両側油室が
耐圧殻内の制御弁に配管により接続され、この油圧シリ
ンダの少なくとも一方の油室に、フリーピストンにより
隔成された二室を有するフリーピストン式の均圧用シリ
ンダの一方の室が連通接続され、均圧用シリンダの他方
の室に外圧導入部が設けられていることを特徴とするも
のである。
(Structure of the Invention) The present invention relates to a deep-sea hydraulic cylinder control device configured to supply and discharge pressure oil from a hydraulic source to both oil chambers of the deep-sea hydraulic cylinder via a control valve. And drive control equipment such as control valves are enclosed with oil in a pressure resistant shell,
The pressure-resistant shell has a pressure equalizing portion for equalizing the external pressure and the internal pressure, the hydraulic cylinder is outside the pressure-resistant shell, and oil chambers on both sides of the hydraulic cylinder are connected to a control valve in the pressure-resistant shell by piping. At least one of the oil chambers is connected to one chamber of a free piston type pressure equalizing cylinder having two chambers separated by a free piston, and an external pressure introducing portion is provided in the other chamber of the pressure equalizing cylinder. It is characterized by that.

この構成により、この装置を深海に沈めて高圧環境下に
おいた場合、耐圧殻の内圧と外圧が均圧され、内部の油
圧源と制御弁等の駆動制御機器が外圧から保護され、か
つ、均圧用シリンダにより油圧シリンダ側の内圧と外圧
も均圧されて油圧シリンダが保護されるとともに、この
均圧作用によりシリンダ内部油の圧縮分が補償され、油
圧シリンダが本来の作動圧力だけで作動可能となり、従
って、油圧シリンダおよびそのパッキン、配管等の付属
品に特殊構造を採用する必要がなくなり、従来の通常の
陸上用のものをそのまま使用できることになる。
With this configuration, when the device is submerged in the deep sea and placed in a high-pressure environment, the internal pressure and the external pressure of the pressure-resistant shell are equalized, the internal hydraulic power source and drive control devices such as control valves are protected from the external pressure, and the pressure is equalized. The pressure cylinder equalizes the internal pressure and external pressure on the hydraulic cylinder side to protect the hydraulic cylinder, and this pressure equalization compensates for the compression of the oil inside the cylinder, allowing the hydraulic cylinder to operate at its original operating pressure. Therefore, it is not necessary to use a special structure for the hydraulic cylinder and its accessories such as packing and piping, and the conventional ordinary land-based one can be used as it is.

(実施例) 第4図に本発明が適用される作業機の一例としての深海
用クラムシェルを示している。この図において、バケッ
ト支持体1の下部に一対のバケット2がそれぞれ枢軸3
を介して回動自在に支持され、両バケット2が作業用油
圧シリンダ4により回動ならびに開閉されるようになっ
ている。バケット支持体1の上部には吊り金具5を介し
てワイヤロープ6が連結され、ワイヤロープ6が図示し
ない作業船に装備されたウインチに巻取られる。
(Embodiment) FIG. 4 shows a deep-sea clamshell as an example of a working machine to which the present invention is applied. In this figure, a pair of buckets 2 are provided at the bottom of the bucket support 1 and pivots 3 respectively.
The buckets 2 are rotatably supported via the, and both buckets 2 are rotated and opened / closed by a working hydraulic cylinder 4. A wire rope 6 is connected to an upper portion of the bucket support 1 via a hanging fitting 5, and the wire rope 6 is wound up on a winch equipped on a work boat (not shown).

上記クラムシェルにおいて、バケット支持体1に耐圧殻
7が付設され、この耐圧殻7内に上記油圧シリンダ4を
駆動するために第1図に示すような油圧駆動制御機器が
装備される。
In the clamshell, a pressure-resistant shell 7 is attached to the bucket support 1, and a hydraulic drive control device as shown in FIG. 1 is installed in the pressure-resistant shell 7 to drive the hydraulic cylinder 4.

第1図は本発明の実施例を示す油圧回路図である。第1
図において、耐圧殻7は薄鋼板等により箱状に形成さ
れ、その所定箇所にダイヤフラム等の均圧部8が設けら
れている。この耐圧殻7は第4図に示すバケット支持体
1に上記油圧シリンダ4の伸縮ならびにバケット2の回
動に干渉しないように取付けられる。
FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram showing an embodiment of the present invention. First
In the figure, the pressure-proof shell 7 is formed in a box shape from a thin steel plate or the like, and a pressure equalizing portion 8 such as a diaphragm is provided at a predetermined position thereof. The pressure-resistant shell 7 is attached to the bucket support 1 shown in FIG. 4 so as not to interfere with the expansion and contraction of the hydraulic cylinder 4 and the rotation of the bucket 2.

上記耐圧殻7内には、油圧源としての油圧ポンプ9およ
びその駆動用電動モータ10と、メインリリーフ弁1
1、方向制御弁12、オーバーロードリリーフ弁13,
14等の制御弁とからなる油圧駆動制御機器が油ととも
に封入され、いわゆる油漬均圧式に構成されている。な
お、15はバッテリ等の電源、16はモータ10の駆動
スイッチで、操作信号ライン17からの操作信号によっ
てオン・オフされる。このバッテリ等の電源15と駆動
スイッチ16は耐圧殻7内に収納してクラムシェル側に
設けてもよいし、図示しない作業船側に設けてもよい。
In the pressure-resistant shell 7, a hydraulic pump 9 as a hydraulic source, an electric motor 10 for driving the hydraulic pump 9, and a main relief valve 1 are provided.
1, directional control valve 12, overload relief valve 13,
A hydraulic drive control device consisting of 14 control valves and the like is enclosed together with oil to form a so-called oil-equalized pressure equalizing system. Reference numeral 15 is a power source such as a battery, and 16 is a drive switch of the motor 10, which is turned on / off by an operation signal from an operation signal line 17. The power source 15 such as the battery and the drive switch 16 may be housed in the pressure-resistant shell 7 and provided on the clamshell side, or may be provided on the work boat side (not shown).

方向制御弁12には上記操作信号ライン17からの電気
信号によって切替えられる電磁式切替弁もしくは電磁油
圧式切替弁が用いられ、この方向制御弁12と油圧シリ
ンダ4のヘッド側油室4aおよびロッド側油室4bとが
管路18,19によって接続されている。
As the directional control valve 12, an electromagnetic switching valve or an electromagnetic hydraulic switching valve that is switched by an electric signal from the operation signal line 17 is used, and the directional control valve 12 and the head side oil chamber 4a of the hydraulic cylinder 4 and the rod side are used. The oil chamber 4b is connected by the pipe lines 18 and 19.

20はフリーピストン式の均圧用シリンダであり、内部
に軸方向に摺動自在のフリーピストン21が挿入され、
このフリーピストン21によって隔成されたシリンダ内
の二室22,23のうち、一方の室23が上記油圧シリ
ンダ4のヘッド側油室4aに連通接続され、他方の室2
2に外部に開口する外圧導入部24が設けられている。
25はフリーピストン21の復帰用ばねである。
Reference numeral 20 is a free piston type pressure equalizing cylinder, in which a free piston 21 slidable in the axial direction is inserted,
Of the two chambers 22 and 23 in the cylinder that are separated by the free piston 21, one chamber 23 is connected to the head side oil chamber 4a of the hydraulic cylinder 4 and is connected to the other chamber 2
2 is provided with an external pressure introducing portion 24 that opens to the outside.
Reference numeral 25 is a return spring for the free piston 21.

次に、上記構成の作用について説明する。Next, the operation of the above configuration will be described.

まず、海上において、図示しない作業船から操作信号ラ
イン17を経て駆動スイッチ16にオン信号を送り、同
スイッチ16をオンすることにより、モータ10が駆動
されてポンプ9が駆動され、このポンプ9により耐圧殻
7内に封入されている油が方向制御弁12に導かれる。
この状態で、操作信号ライン17からの信号により方向
制御弁12を下位置に切替えると、上記ポンプ9からの
吐出油が方向制御弁12から管路18を経て油圧シリン
ダ4のロッド側油室4bに導かれ、同シリンダ4が縮め
られるとともに、ヘッド側油室4a内の油が管路19お
よび方向制御弁12を経て耐圧殻7内に戻される。これ
に伴って油圧シリンダ4が縮められ、バケット4(第4
図参照)が開かれる。このとき、上記ヘッド側油室4a
内の油が均圧用シリンダ20の室23内に流入し、フリ
ーピストン21が左側のストロークエンドまで移動され
ている。
First, at sea, an on signal is sent from a work boat (not shown) to the drive switch 16 via the operation signal line 17, and the switch 16 is turned on to drive the motor 10 to drive the pump 9 and the pump 9 The oil enclosed in the pressure-resistant shell 7 is guided to the direction control valve 12.
In this state, when the directional control valve 12 is switched to the lower position by a signal from the operation signal line 17, the oil discharged from the pump 9 passes from the directional control valve 12 through the conduit 18 to the rod side oil chamber 4b of the hydraulic cylinder 4. The cylinder 4 is contracted, and the oil in the head-side oil chamber 4a is returned to the pressure-resistant shell 7 via the conduit 19 and the direction control valve 12. Along with this, the hydraulic cylinder 4 is contracted, and the bucket 4 (fourth
(See figure) is opened. At this time, the head side oil chamber 4a
The oil inside flows into the chamber 23 of the pressure equalizing cylinder 20, and the free piston 21 is moved to the left stroke end.

その後、方向制御弁12を中立位置に戻し、管路18,
19をブロックすることにより、油圧シリンダ4が縮め
られた状態でかつバケット2が開かれた状態で保持され
る。
Then, the directional control valve 12 is returned to the neutral position, and the pipe 18,
Blocking 19 keeps the hydraulic cylinder 4 compressed and the bucket 2 open.

次いで、上記油圧シリンダ4を縮めかつバケット4を開
いた状態で、図示しない作業船に設けられたウインチに
より第4図のワイヤロープ6を巻下げることにより、上
記バケット2を海底に沈める。このときモータ10すな
わちポンプ9を駆動したままでもよいが、スイッチ16
をオフしてモータ10およびポンプ9を停止したままで
バケット2を沈めることにより節電できる。
Next, with the hydraulic cylinder 4 contracted and the bucket 4 open, the wire rope 6 of FIG. 4 is unwound by a winch provided on a work boat (not shown), so that the bucket 2 is sunk to the seabed. At this time, the motor 10 or the pump 9 may remain driven, but the switch 16
The power can be saved by turning off the switch and turning the bucket 2 down while the motor 10 and the pump 9 are stopped.

こうして、バケット2を海底に沈めると、上記油圧シリ
ンダ4とこれに付設された均圧用シリンダ22および耐
圧殻7内に設けられた油圧機器もバケット2と一体的に
沈められ、その深度が大きくなるに伴って耐圧殻7の外
部に次第に大きな水圧(外圧)が作用する。しかしこの
とき、耐圧殻7の所定箇所に設けられた均圧部8にも外
圧が作用し、この均圧部8によって耐圧殻7内に封入さ
れた油が圧縮され、その内部油の圧力(内圧)が外圧と
等しくなるように均圧される。これにより耐圧殻7をバ
ケット2とともに仮に数千mの深海まで沈めたとして
も、耐圧殻7が外圧によって圧潰されることが防止さ
れ、この耐圧殻7によって内部のモータ10、ポンプ
9、各弁11,12,13,14等の油圧機器が海水か
ら保護され、その機器寿命が向上される。
In this way, when the bucket 2 is submerged in the seabed, the hydraulic cylinder 4, the pressure equalizing cylinder 22 attached thereto and the hydraulic equipment provided in the pressure-resistant shell 7 are also submerged integrally with the bucket 2, and the depth thereof increases. Accordingly, a large water pressure (external pressure) acts on the outside of the pressure resistant shell 7. However, at this time, the external pressure also acts on the pressure equalizing portion 8 provided at a predetermined position of the pressure resistant shell 7, and the oil enclosed in the pressure resistant shell 7 is compressed by the pressure equalizing portion 8, and the pressure of the internal oil ( The inner pressure is equalized to the outer pressure. This prevents the pressure-resistant shell 7 from being crushed by the external pressure even if the pressure-resistant shell 7 is sunk together with the bucket 2 to a deep sea of several thousand m, and the pressure-resistant shell 7 prevents the internal motor 10, pump 9, and valves. Hydraulic equipment such as 11, 12, 13, and 14 is protected from seawater, and the life of the equipment is improved.

一方、油圧シリンダ4側において、方向制御弁12が中
立位置にあるために管路18,19がブロックされてお
り、上記耐圧殻7による均圧作用が油圧シリンダ4にま
では及ばなくなっている。しかしこのとき、外圧(水
圧)が均圧用シリンダ20の外圧導入部24から図面左
側の室22にも作用し、その外圧によってフリーピスト
ン21が右方向に押圧される。これに伴って均圧用シリ
ンダ20の右側の室23内の油およびこれに連通された
油圧シリンダ4のヘッド側油室4a内の油ならびに管路
19内の油も圧縮され、それらの圧力(内圧)が上記外
圧と等しくなるように均圧され、さらに、油圧シリンダ
4内のピストン4cを介してロッド側油室4b内の油お
よび管路18内の油も圧縮され、それらの圧力(内圧)
も上記外圧と等しくなるように均圧される。すなわち油
圧シリンダ4の両側油室4a,4bならびに管路18,
19の各内圧も上記外圧と等しくなるように均圧され、
従って、油圧シリンダ4の各部のパッキンや配管ならび
に継手等が外圧と内圧との圧力差によって圧潰もしくは
破損することが防止される。
On the other hand, on the hydraulic cylinder 4 side, since the directional control valve 12 is in the neutral position, the pipelines 18 and 19 are blocked, and the pressure equalizing action of the pressure resistant shell 7 does not reach the hydraulic cylinder 4. However, at this time, external pressure (water pressure) also acts on the chamber 22 on the left side of the drawing from the external pressure introducing portion 24 of the pressure equalizing cylinder 20, and the free piston 21 is pressed to the right by the external pressure. Along with this, the oil in the chamber 23 on the right side of the pressure equalizing cylinder 20, the oil in the head side oil chamber 4a of the hydraulic cylinder 4 communicating with this, and the oil in the pipeline 19 are also compressed, and their pressure (internal pressure) ) Is equalized to be equal to the external pressure, and the oil in the rod side oil chamber 4b and the oil in the pipe line 18 are also compressed via the piston 4c in the hydraulic cylinder 4, and their pressure (internal pressure)
Is also equalized so as to be equal to the external pressure. That is, the oil chambers 4a, 4b on both sides of the hydraulic cylinder 4 and the conduit 18,
Each internal pressure of 19 is also equalized so as to be equal to the external pressure,
Therefore, it is possible to prevent the packing, the piping, the joint and the like of each part of the hydraulic cylinder 4 from being crushed or damaged by the pressure difference between the external pressure and the internal pressure.

次に、深海での掘削時には、上記スイッチ16をオンし
てモータ10を駆動させ、ポンプ9を駆動した状態で、
方向制御弁12を上位置に切替えると、ポンプ9からの
吐出油が方向制御弁12、管路19を経て油圧シリンダ
4のヘッド側油室4aに導かれるとともに、均圧用シリ
ンダ20の室23に流入し、各室4a,23内の圧力
(内圧)が次第に上昇する。そして、その内圧が上記均
圧用シリンダ20の他方の室22に作用している外圧よ
り高くなり、フリーピストン21が左側ストロークエン
ドまで移動した後、その内圧と外圧との差圧によって上
記油圧シリンダ4が伸ばされ、ロッド側油室4b内の油
が管路18、方向制御弁12を経て耐圧殻7内に戻さ
れ、このシリンダ4が伸ばされることによって上記バケ
ット2が閉じられる。また、方向制御弁12を下位置に
切替えると前述した作用と同様のにより油圧シリンダ4
が縮められ、バケット2が開かれる。こうして油圧シリ
ンダ4を伸縮させ、バケット2を開閉することにより、
海底の鉱物の採取その他の掘削作業等が行われる。
Next, at the time of excavation in the deep sea, with the switch 16 turned on to drive the motor 10 and the pump 9,
When the directional control valve 12 is switched to the upper position, the oil discharged from the pump 9 is guided to the head side oil chamber 4a of the hydraulic cylinder 4 through the directional control valve 12 and the pipe 19, and is also introduced into the chamber 23 of the pressure equalizing cylinder 20. The pressure (internal pressure) in each chamber 4a, 23 gradually rises. Then, the internal pressure becomes higher than the external pressure acting on the other chamber 22 of the pressure equalizing cylinder 20, and after the free piston 21 moves to the left stroke end, the hydraulic cylinder 4 is moved by the differential pressure between the internal pressure and the external pressure. Is extended, the oil in the rod side oil chamber 4b is returned to the pressure resistant shell 7 through the pipe line 18 and the direction control valve 12, and the cylinder 2 is extended to close the bucket 2. Further, when the directional control valve 12 is switched to the lower position, the hydraulic cylinder 4 is operated by the same operation as described above.
Is contracted and the bucket 2 is opened. In this way, by expanding and contracting the hydraulic cylinder 4 and opening and closing the bucket 2,
Mining of the seabed and other excavation work will be performed.

この場合、耐圧殻7による均圧作用および均圧用シリン
ダ20による均圧作用により、ポンプ9の吸込み側およ
び方向制御弁12からの戻り油側の圧力すなわちタンク
圧力が外圧と均圧されているので、油圧シリンダ4のヘ
ッド側油室4aまたはロッド側油室4bの内圧を上記外
圧に対して本来の作動圧力に相当する差圧分だけ上昇さ
せるだけで、同シリンダ4を十分に円滑に伸縮作動させ
ることができる。すなわち油圧シリンダ4は外圧に関係
なく、本来の作動圧力によって作動可能であり、従って
油圧シリンダ4に特殊耐圧構造を採用する必要はない。
In this case, the pressure on the suction side of the pump 9 and the pressure on the return oil side from the directional control valve 12, that is, the tank pressure is equalized with the external pressure by the pressure equalizing action by the pressure resistant shell 7 and the pressure equalizing action by the pressure equalizing cylinder 20. The cylinder 4 can be expanded and contracted sufficiently smoothly only by increasing the internal pressure of the head-side oil chamber 4a or the rod-side oil chamber 4b of the hydraulic cylinder 4 by a pressure difference corresponding to the original operating pressure with respect to the external pressure. Can be made. That is, the hydraulic cylinder 4 can be operated by the original working pressure regardless of the external pressure, and therefore, it is not necessary to adopt a special pressure resistant structure for the hydraulic cylinder 4.

次に、深海での作業終了後に、たとえば油圧シリンダ4
を伸ばし、バケット2を閉じ、方向制御弁12を中立位
置に戻した状態で、この装置を浮上させると、方向制御
弁12の中立位置で管路18,19がブロックされてい
るため、深海での外圧と均圧のために圧縮されていた油
圧シリンダ4の両側油室4a,4b内の油および管路1
8,19内の油の内圧とその外圧との圧力差が、外圧の
低下に伴って次第に大きくなるが、その差圧の上昇分は
オーバーロードリリーフ弁13,14を介してタンク側
すなわち耐圧殻7内に逃される。従って、油圧シリンダ
4および管路18,19が膨脹破損するおそれはない。
なお、耐圧殻7側においては、外圧の高低に関係なく、
均圧部8による均圧作用によって常に内圧と外圧が等し
くなるように均圧されるので、耐圧殻7が浮上によって
膨脹破損するというおそれはない。
Next, after the work in the deep sea is completed, for example, the hydraulic cylinder 4
And the bucket 2 is closed and the directional control valve 12 is returned to the neutral position. When this device is levitated, the pipelines 18 and 19 are blocked at the neutral position of the directional control valve 12, so In the oil chambers 4a and 4b on both sides of the hydraulic cylinder 4 that has been compressed for equalizing the external pressure and the pressure of
The pressure difference between the internal pressure of the oil in 8 and 19 and the external pressure thereof gradually increases as the external pressure decreases, but the increase in the differential pressure is increased by the overload relief valves 13 and 14 on the tank side, that is, the pressure shell. Missed in 7. Therefore, there is no possibility that the hydraulic cylinder 4 and the conduits 18 and 19 will be expanded and damaged.
On the pressure-resistant shell 7 side, regardless of the level of external pressure,
The pressure equalizing portion 8 equalizes the internal pressure and the external pressure so that the internal pressure and the external pressure are always equalized, so that there is no fear that the pressure-resistant shell 7 will be expanded and damaged by floating.

ところで、上記実施例では均圧用シリンダ20を作業用
油圧シリンダ4のヘッド側油室4aに連設しているが、
ロッド側油室4bに連設してもよい。
By the way, in the above embodiment, the pressure equalizing cylinder 20 is connected to the head side oil chamber 4a of the working hydraulic cylinder 4,
You may connect with the rod side oil chamber 4b.

また、上記実施例において、その装置を深海に沈めた場
合、シリンダ側の均圧のために、均圧用シリンダ20の
室22に外圧が導入されると、フリーピストン21が右
側に移動され、油圧シリンダ4のヘッド側油室4a内の
油およびロッド側油室4b内の油が圧縮され、この油の
圧縮によりピストン4cが右側に若干移動するが、その
移動が許されない場合は、第2図に示すようにヘッド側
油室4aとロッド側油室4bの双方に均圧用シリンダ2
0を接続すればよい。こうすればヘッド側油室4aとロ
ッド側油室4bの双方が同時に均圧されるので、ピスト
ン4cが均圧時に移動することはない。
Further, in the above embodiment, when the device is submerged in the deep sea, when the external pressure is introduced into the chamber 22 of the pressure equalizing cylinder 20 for the pressure equalization on the cylinder side, the free piston 21 is moved to the right side and the hydraulic pressure is increased. The oil in the head-side oil chamber 4a of the cylinder 4 and the oil in the rod-side oil chamber 4b are compressed, and the piston 4c is slightly moved to the right by the compression of this oil. As shown in FIG. 2, the pressure equalizing cylinder 2 is provided in both the head side oil chamber 4a and the rod side oil chamber 4b.
Connect 0. In this way, both the head-side oil chamber 4a and the rod-side oil chamber 4b are pressure-equalized simultaneously, so that the piston 4c does not move during pressure equalization.

また、第3図に示すように均圧用シリンダ20の一方の
室22に設けた外圧導入用開口部にダイヤフラム等の均
圧部(外圧導入部)26を設け、その内部に油を封入し
てもよい。こうすれば均圧部26により外圧を受け、室
22内の油を介してフリーピストン21を移動させて均
圧作用を発揮することになり、均圧用シリンダ20内に
海水等が侵入することなく、均圧用シリンダ20内の腐
蝕を防止して同シリンダ20の寿命を長くできるととも
に、フリーピストン21の錆つきや、作動不良等を防止
して適正に均圧作用を発揮できる。
Further, as shown in FIG. 3, a pressure equalizing portion (external pressure introducing portion) 26 such as a diaphragm is provided in an external pressure introducing opening provided in one chamber 22 of the pressure equalizing cylinder 20, and oil is sealed in the interior thereof. Good. By doing so, the external pressure is received by the pressure equalizing portion 26, and the free piston 21 is moved through the oil in the chamber 22 to exert a pressure equalizing action, so that seawater or the like does not enter the pressure equalizing cylinder 20. The corrosion of the pressure equalizing cylinder 20 can be prevented and the life of the cylinder 20 can be extended, and at the same time, the free piston 21 can be prevented from rusting, malfunction, etc., and the pressure equalizing action can be properly exerted.

(発明の効果) 以上のように本発明は、深海等の高圧環境下での作業時
において、耐圧殻に設けられた均圧部により耐圧殻内の
内圧と外圧が等しくなるように均圧でき、耐圧殻が外圧
によって破損されることなく、耐圧殻内の油圧機器を海
水等から確実に保護できると同時に、作業用油圧シリン
ダ側においても、フリーピストン式の均圧用シリンダに
よって内圧と外圧が等しくなるように均圧でき、方向制
御弁が中立でブロックの状態であっても、上記の均圧作
用により油圧シリンダのロッドパッキン、外部配管、配
管継手等が外圧によって破損されることを確実に防止で
き、装置寿命を長くできる。しかも、上記作業用油圧シ
リンダに均圧用シリンダを付設するだけで、その均圧作
用によりシリンダ内部油の外圧による圧縮分が補償さ
れ、油圧シリンダが本来の作動圧力だけで作動可能とな
り、従って、油圧シリンダおよびそのパッキン、配管等
の付属品に特殊構造を採用する必要がなく、従来の通常
の陸上用のものをそのまま使用でき、製作が容易で大幅
なコストダウンを図ることができる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, when working in a high-pressure environment such as deep sea, the pressure equalizing portion provided in the pressure-resistant shell can equalize the internal pressure and the external pressure in the pressure-resistant shell. The pressure-resistant shell is not damaged by external pressure, and the hydraulic equipment inside the pressure-resistant shell can be reliably protected from seawater, etc., and at the same time on the working hydraulic cylinder side, the free piston type pressure equalizing cylinder equalizes the internal pressure and the external pressure. Even if the directional control valve is in the neutral state and is in the block state, it is possible to reliably prevent the rod packing of the hydraulic cylinder, the external piping, the pipe joint, etc. from being damaged by the external pressure even if the directional control valve is in the neutral state. The device life can be extended. Moreover, just by equipping the working hydraulic cylinder with a pressure equalizing cylinder, the pressure equalizing action compensates for the amount of compression of the oil inside the cylinder due to the external pressure, and the hydraulic cylinder can operate only with the original working pressure. It is not necessary to use a special structure for the cylinder, its packing, accessories such as piping, etc., and the conventional ordinary land type can be used as it is, and it is easy to manufacture and a large cost reduction can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の実施例を示す油圧回路図、第2図、第
3図はそれぞれは別の実施例を示す要部の油圧回路図、
第4図は本発明装置が適用される深海用クラムシェルの
一例を示す正面図である。 1……バケット支持体、2……バケット、4……作業用
油圧シリンダ、6……ワイヤロープ、7……耐圧殻、8
……均圧部、9……油圧ポンプ、10……ポンプ駆動用
電動モータ、11……メインリリーフ弁、12……方向
制御弁、13,14……オーバーロードリリーフ弁、1
8,19……管路、20……フリーピストン式均圧用シ
リンダ、22,23……室、24……外圧導入部、25
……フリーピストン復帰用ばね、26……均圧部(外圧
導入部)。
FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are hydraulic circuit diagrams of a main part showing another embodiment, respectively.
FIG. 4 is a front view showing an example of a deep-sea clamshell to which the device of the present invention is applied. 1 ... Bucket support, 2 ... Bucket, 4 ... Working hydraulic cylinder, 6 ... Wire rope, 7 ... Pressure-resistant shell, 8
...... Equalizing part, 9 ...... hydraulic pump, 10 ...... electric motor for driving pump, 11 ...... main relief valve, 12 ...... direction control valve, 13, 14 ...... overload relief valve, 1
8, 19 ... Pipe line, 20 ... Free-piston type pressure equalizing cylinder, 22, 23 ... Chamber, 24 ... External pressure introducing section, 25
...... Spring for free piston return, 26 …… Pressure equalizing part (external pressure introducing part).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】油圧源からの圧油を制御弁を介して深海用
油圧シリンダの両側油室に給排するように構成された深
海用油圧シリンダの制御装置において、上記油圧源と制
御弁等の駆動制御機器が耐圧殻内に油とともに封入さ
れ、耐圧殻はその外圧と内圧とを均圧する均圧部を有
し、上記油圧シリンダは耐圧殻の外部にあってその両側
油室が耐圧殻内の制御弁に配管により接続され、この油
圧シリンダの少なくとも一方の油室に、フリーピストン
により隔成された二室を有するフリーピストン式の均圧
用シリンダの一方の室が連通接続され、均圧用シリンダ
の他方の室に外圧導入部が設けられていることを特徴と
する深海用油圧シリンダの制御装置。
1. A controller for a deep-sea hydraulic cylinder configured to supply and discharge pressure oil from a hydraulic source to both oil chambers of the deep-sea hydraulic cylinder via a control valve, wherein the hydraulic source and the control valve, etc. Drive control device is enclosed in a pressure-resistant shell together with oil, and the pressure-resistant shell has a pressure equalizing section for equalizing the external pressure and the internal pressure. The hydraulic cylinder is outside the pressure-resistant shell, and the oil chambers on both sides of the hydraulic cylinder are pressure-resistant shells. Is connected to the control valve inside by a pipe, and at least one oil chamber of this hydraulic cylinder is connected to one chamber of a free-piston type pressure equalizing cylinder having two chambers separated by a free piston, for equalizing pressure. An apparatus for controlling a deep-sea hydraulic cylinder, wherein an external pressure introducing portion is provided in the other chamber of the cylinder.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9701029B2 (en) 2013-11-08 2017-07-11 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Manipulator

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