水下液壓系統動壓平衡壓力補償裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種水下液壓系統動壓平衡壓力補償裝置，包括相連接的上腔外殼和下腔外殼，上腔外殼頂部開設有水入口，下腔外殼內設置有恒力彈簧，上腔外殼內設置有與上腔外殼內壁接觸的活塞，活塞與恒力彈簧連接，活塞能夠在上腔外殼內上下運動，下腔外殼下部開設有油液入口，并置于油箱內，油箱連接有定量泵，定量泵通過控制元件控制，通過活塞感應海水壓力并且將壓力傳遞到液壓系統，通過恒力彈簧的預加壓作用，使得系統壓力略高于海水壓力，當外部海洋環境壓力發生變化時，活塞沿軸線移動，將壓力傳遞給系統，由于恒力彈簧恒拉力的特性，系統內外壓差始終保持恒定，防止海水浸入液壓系統。
【專利說明】
水下液壓系統動壓平衡壓力補償裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于流體壓力執行機構領域，具體涉及一種水下液壓系統動壓平衡壓力補償裝置。
【【背景技術】】
[0002]我國已進入大規模、多方位開發利用海洋資源的時期，而深水設備的研制是實現海洋勘探開發的必經之路。對于這些水下設備的液壓控制系統，在海水壓力變化大、強腐蝕以及溫度變化大這種環境中，液壓系統的性能會受到影響，因此解決變水深下液壓系統的壓力補償問題成為水下液壓系統需解決的關鍵問題之一。
[0003]早期，液壓設備通常被放置在密閉的壓力容器中，通過剛性容器本身的特性抵抗深海壓力，但這種方法不僅增加了容器的體積，還使容器變的比較笨重，元件的安裝與維護也非常困難。現在常用的壓力補償器主要由外殼、薄膜、補償彈簧等幾部分組成，通過薄膜的變形把海水的壓力傳遞到液壓系統中。但這些傳統的壓力補償器仍存在許多缺陷:
[0004]I)若系統的執行器是非對稱執行器，那么由于執行器兩腔的容積不同，在進行壓力補償時，會造成補償器的彈簧變形量不同，使得補償壓力前后不一致，對系統的精度造成較大影響。即系統的補償壓力與海水壓力的壓差不恒定，補償精度不高。
[0005]2)傳統的壓力補償器存在漏油問題。若設備只是在水下短期工作，可在下水之前對補償器進行補油。若設備需在水下進行長期的工作，則無法在設備工作時進行補油。因此補償器的密封問題至關重要。
【【實用新型內容】】
[0006]本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種水下液壓系統動壓平衡壓力補償裝置，能夠解決目前系統補償壓力與海水壓力的壓差不恒定以及補償器漏油問題。
[0007]為了達到上述目的，本實用新型包括相連接的上腔外殼和下腔外殼，上腔外殼頂部開設有水入口，下腔外殼內設置有恒力彈簧，上腔外殼內設置有與上腔外殼內壁接觸的活塞，活塞與恒力彈簧連接，活塞能夠在上腔外殼內上下運動，下腔外殼下部開設有油液入口，并置于油箱內，油箱連接有定量栗，定量栗通過控制元件控制。
[0008]所述恒力彈簧為兩個渦卷彈簧，兩個渦卷彈簧的首端均與活塞連接。
[0009]所述水入口上覆蓋有濾網。
[0010]所述濾網通過第二螺釘固定在上腔外殼上部。
[0011]所述活塞的中心設置有一個凹孔，活塞的側面上開設有凹槽，凹槽處均勻分布有八個與凹孔相連接的通孔。
[0012]所述活塞側面的凹槽上設置有密封圈。
[0013]所述密封圈材料采用氟橡膠。
[0014]所述活塞底部設置有T型連接塊，T型連接塊與恒力彈簧相連接。
[0015]所述T型連接塊通過第二螺栓與恒力彈簧相連接。
[0016]所述上腔外殼和下腔外殼通過第一螺栓連接，且上腔外殼和下腔外殼接觸面上設置墊片。
[0017]與現有技術相比，本實用新型應用于液壓系統全部位于深海的液壓系統壓力補償，來解除海水壓力對液壓系統的影響，通過活塞感應海水壓力并且將壓力傳遞到液壓系統，通過恒力彈簧的預加壓作用，使得系統壓力略高于海水壓力，當外部海洋環境壓力發生變化時，活塞沿軸線移動，將壓力傳遞給系統，由于恒力彈簧恒拉力的特性，系統內外壓差始終保持恒定，防止海水浸入液壓系統，系統補償精度高。
[0018]進一步的，本實用新型的恒力彈簧為兩個渦卷彈簧，當金屬片延伸(扭轉)時，內應力抵抗負載力，這與普通的延伸彈簧完全一樣，但是系數接近于恒定(零)，即恒力彈簧在一定的工作范圍內，彈簧拉力不隨彈簧的變形量的變化而變化，其輸出保持為恒力輸出。
[0019]進一步的，本實用新型設置有密封圈，使系統壓力通過通孔作用于密封圈上，使密封圈牢牢貼緊外殼內壁，保持非常高的密封度，長時間使用后，密封圈外圈有微量磨損，但系統壓力作用于密封圈內圈，給予其徑向擴張力，密封圈向外擴張，仍能貼緊外殼內壁保持很好的密封，從而提高了系統的穩定性與壽命。
[0020]進一步的，本實用新型的密封圈材料采用氟橡膠，氟橡膠與其他傳統的橡膠相比，具有更寬的工作范圍，優異的耐油、耐化學穩定性、高強度及長久的壽命。
【【附圖說明】】
[0021]圖1為本實用新型初始狀態的結構圖；
[0022]圖2為本實用新型極限工作位置的結構圖；
[0023]圖3為本實用新型活塞的半剖視圖；
[0024]圖4是為本實用新型的應用實例圖。
【【具體實施方式】】
[0025]下面結合附圖對本實用新型做進一步說明。
[0026]參見圖1、圖2、圖3和圖4，本實用新型包括相連接的上腔外殼I和下腔外殼6，上腔外殼I和下腔外殼6通過第一螺栓4連接，且上腔外殼I和下腔外殼6接觸面上設置墊片5，上腔外殼I頂部開設有水入口，水入口上覆蓋有濾網12，濾網12通過第二螺釘11固定在上腔外殼I上部，下腔外殼6內設置有恒力彈簧7，上腔外殼I內設置有與上腔外殼I內壁接觸的活塞2，活塞2與恒力彈簧7連接，活塞2能夠在上腔外殼I內上下運動，下腔外殼6下部開設有油液入口，并置于油箱13內，油箱連接有定量栗14，定量栗14通過控制元件控制，恒力彈簧7為兩個渦卷彈簧，兩個渦卷彈簧的首端均與活塞2連接。
[0027]活塞2的中心設置有一個凹孔，活塞2的側面上開設有凹槽，凹槽處均勻分布有八個與凹孔相連接的通孔，活塞2側面的凹槽上設置有密封圈3，密封圈材料采用氟橡膠，活塞2底部設置有T型連接塊9，T型連接塊9與恒力彈簧相連接，T型連接塊9通過第二螺栓8與恒力彈簧相連接。
[0028]恒力彈簧是一種特殊的延伸彈簧，它們由螺旋形的金屬片組成，金屬片的內側彎曲，這樣每圈金屬片都緊緊地繞在它里面的一圈金屬片上
[0029]本實用新型采用鎳合金，其擁有較高的穩定性與壽命。
[0030]在實際應用時，海水經濾網12過濾后，由上腔外殼I的軸向通孔進入補償器內部，將壓力傳遞到活塞2上，活塞2隨著海水壓力的變化而上下浮動，間接將壓力傳到下腔外殼6內部，補償器內部介質經過T形連接塊9上的通孔進入活塞內部通孔作用到密封圈3上，下腔外殼6內的壓強對密封圈3有徑向擴張力，下腔外殼6的壓力傳遞到油箱13內時，油箱11與液壓回路的壓力會隨之上升或下降，之后控制元件控制定量栗14使它的出油口壓力相應于回路壓力上升或下降。
【主權項】
1.水下液壓系統動壓平衡壓力補償裝置，其特征在于:包括相連接的上腔外殼(I)和下腔外殼(6)，上腔外殼(I)頂部開設有水入口，下腔外殼(6)內設置有恒力彈簧(7)，上腔外殼(1)內設置有與上腔外殼(I)內壁接觸的活塞⑵，活塞⑵與恒力彈簧(7)連接，活塞⑵能夠在上腔外殼(I)內上下運動，下腔外殼(6)下部開設有油液入口，并置于油箱(13)內，油箱連接有定量栗(14)，定量栗(14)通過控制元件控制。2.根據權利要求1所述的水下液壓系統動壓平衡壓力補償裝置，其特征在于:所述恒力彈簧(7)為兩個渦卷彈簧，兩個渦卷彈簧的首端均與活塞(2)連接。3.根據權利要求1所述的水下液壓系統動壓平衡壓力補償裝置，其特征在于:所述水入口上覆蓋有濾網(12)。4.根據權利要求3所述的水下液壓系統動壓平衡壓力補償裝置，其特征在于:所述濾網(12)通過第二螺釘(11)固定在上腔外殼(I)上部。5.根據權利要求1所述的水下液壓系統動壓平衡壓力補償裝置，其特征在于:所述活塞(2)的中心設置有一個凹孔，活塞(2)的側面上開設有凹槽，凹槽處均勻分布有八個與凹孔相連接的通孔。6.根據權利要求5所述的水下液壓系統動壓平衡壓力補償裝置，其特征在于:所述活塞(2)側面的凹槽上設置有密封圈(3)。7.根據權利要求6所述的水下液壓系統動壓平衡壓力補償裝置，其特征在于:所述密封圈(3)材料采用氟橡膠。8.根據權利要求1所述的水下液壓系統動壓平衡壓力補償裝置，其特征在于:所述活塞(2)底部設置有T型連接塊(9)，T型連接塊(9)與恒力彈簧相連接。9.根據權利要求8所述的水下液壓系統動壓平衡壓力補償裝置，其特征在于:所述T型連接塊(9)通過第二螺栓(8)與恒力彈簧相連接。10.根據權利要求1所述的水下液壓系統動壓平衡壓力補償裝置，其特征在于:所述上腔外殼(I)和下腔外殼(6)通過第一螺栓(4)連接，且上腔外殼(I)和下腔外殼(6)接觸面上設置墊片(5)。
【文檔編號】F15B21/00GK205478675SQ201620156925
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月1日
【發明人】張翠紅, 周釗強, 王官洪, 曹學鵬
【申請人】長安大學