专利名称：一种闭式排气的转叶式舵机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种转叶式舵机，尤其涉及一种闭式排气的转叶式舵机，具体适用于 转叶式舵机上液压腔中气体、液压油的内置式排放。
背景技术：
操舵装置是保证船舶安全航行的重要设备，其被用来保持或改变船舶的航向。转 叶式舵机是一种新型的操舵装置，其工作原理类似于叶片式液压马达，它将液压能转化为 机械能，最后的输出是转子的转动，而转子与舵杆通过键或其他方式连接，转子的转动带动 舵杆的转动，从而实现了操舵过程。转叶式舵机以其体积小、重量轻、占地空间小、安装简 洁、维护方便、机械效率高、能量消耗少等优点深受用户青睐。转叶式舵机主要由转舵机构、液压泵组和管系组成。如果舵机液压系统中混入的 空气不能及时排出，将会使舵机液压系统产生振动、噪声、油温升高以及操舵不稳等危害， 因此，对舵机液压系统进行排气是非常必要的。由于结构的特殊性，目前国内外绝大部分的转叶式舵机均采用了开式的排气方 式，即在端盖3的顶部安装排气阀16。参见图1 -图2，图1为前述现有技术的剖视图，由图 可见，开式排气的转叶式舵机包括舵机箱体1及其内部设置的转子2，转子2的一端通过密 封条4与舵机箱体1相接触，另一端与舵机箱体1之间形成有液压腔5，转子2的顶部设置 有端盖3，端盖3通过端盖螺栓31与舵机箱体1的上端固定连接，舵机箱体1的下端与转子 2的底部之间设置有下密封圈6，转子2的顶部与端盖3之间设置有上密封圈7，转子2的顶 部上近上密封圈7的部位套装有上衬套8，转子2的底部上近下密封圈6的部位套装有下衬 套9，转子2的侧部上近液压腔5的部位设置有泄油管道10，泄油管道10的一端与设置于 转子2、端盖3之间的环形槽11相通，另一端与设置于转子2、舵机箱体1之间的摩擦片12 相接触，端盖3内设置有现有排气管道17，现有排气管道17的一端与液压腔5相通，另一端 与设置在端盖3上的排气阀16相通。图2为前述现有技术的俯视图，由图可见，排气阀16 的数量为六个，每个液压腔5上均对应设置有一个排气阀16。使用时，通过打开排气阀16 将液压腔5中的气体、液压油排出，但在排气时，随空气一起排出的液压油不是直接回液压 系统，而是直接流到系统外，这样既污染周围环境，又造成液压油的浪费，并且极不安全。目前，也有极少数的转叶式舵机设计成闭式排气系统，但其方式是在端盖顶部安 装排气阀，排气阀另一端通过油管与油箱相连，由于该方式中每个排气阀均需要配备一根 油管，不仅安装与维护较困难、增加了船内安装的工作量，而且体积较大、不美观。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的安装与维护较困难、体积较大、浪费液压 油、污染环境、安全性较低的缺陷与问题，提供一种安装与维护较简单、体积较小、不浪费液 压油、不污染环境、安全性较高的闭式排气的转叶式舵机。为实现以上目的，本发明的技术解决方案是一种闭式排气的转叶式舵机，包括
3舵机箱体及其内部设置的转子，所述转子的一端通过密封条与舵机箱体相接触，另一端与 舵机箱体之间形成有液压腔，转子的顶部设置有端盖，端盖通过端盖螺栓与舵机箱体的上 端固定连接，舵机箱体的下端与转子的底部之间设置有下密封圈，转子的顶部与端盖之间 设置有上密封圈，转子的顶部上近上密封圈的部位套装有上衬套，转子的底部上近下密封 圈的部位套装有下衬套，转子的侧部上近液压腔的部位设置有泄油管道，泄油管道的一端 与设置于转子、端盖之间的环形槽相通，另一端与设置于转子、舵机箱体之间的摩擦片相接 触；
所述端盖的内部设置有进气管道，进气管道的一端与液压腔相通，另一端与设置在端 盖上的闭式排气模块的进气口相通，闭式排气模块的出气口与设置在端盖内部的出气管道 相通，出气管道的另一端通过环形槽与泄油管道相通。所述进气管道包括相互垂直连接的竖直进气管道与水平进气管道，竖直进气管道 的一端与液压腔相通，另一端与水平进气管道相通，水平进气管道的另一端与闭式排气模 块的进气口相通；所述出气管道包括相互垂直连接的水平出气管道与竖直出气管道，水平 出气管道的一端与闭式排气模块的出气口相通，另一端与竖直出气管道相通，竖直出气管 道的另一端通过环形槽与泄油管道相通。所述闭式排气模块与端盖的连接方式为板式连接；所述闭式排气模块包括阀体及 其内部设置的阀芯，阀芯与阀体的内部之间设置有模块衬套，阀体的内部位于模块衬套下 端的部位设置有出气口，出气口通过通气槽与进气口相通，通气槽的内部与阀芯的尖端相 接触，阀芯的尾端上延伸出阀体的部位设置有手轮。所述阀体通过阀体螺钉与端盖固定连接。与现有技术相比，本发明的有益效果为
1、由于本发明一种闭式排气的转叶式舵机中在端盖的内部设置有进气管道，进气管道 的一端与液压腔相通，另一端与设置在端盖上的闭式排气模块的进气口相通，闭式排气模 块的出气口与设置在端盖内部的出气管道相通，出气管道的另一端通过环形槽与泄油管道 相通，因此在进行排气时，气体与液压油依次通过进气管道、闭式排气模块、出气管道、环形 槽与泄油管道直接回到油箱，从而回收液压油，而不是将其排放到外部环境中造成污染。因 此本发明不仅不会浪费液压油，而且不会污染环境。2、由于本发明一种闭式排气的转叶式舵机中的进气管道与出气管道均设置在端 盖的内部，实现了油气管道的内部化，而不需要像现有技术那样在舵机箱体的外部设置有 泄油用的油管，不仅降低了安装与维护的难度，而且减小了整体结构的体积，便于安装，此 外，由于进气管道、出气管道之间设置的为闭式排气模块，该闭式排气模块与端盖之间为板 式连接，因此在安装时不需要额外的安装措施，只需通过阀体螺钉连接即可，安装与维护十 分方便。因此本发明不仅体积较小，而且安装与维护较简单。3、由于本发明一种闭式排气的转叶式舵机中的闭式排气模块在排气时起的是一 个桥梁作用，其通过手轮旋转而提升阀芯，从而空出通气槽，再由通气槽连通进气口与出气 口，进而导通进气管道与出气管道，然后液压腔内的气体与液压油依次通过进气管道、进气 口、出气口、出气管道与环形槽以进入泄油管道，由此可见，整个过程的实现全在舵机的内 部，而不需要像现有技术那样打开排气阀将气体、液压油排出舵机的外部，不仅容易污染环 境，而且当液压腔内的压力较高时，还易对周围的人员造成伤害，存在一定的安全隐患，而本发明由于整个过程全在舵机的内部进行，则很好地避免了这种可能，在进行排气时，操作 非常安全。因此本发明的安全性较高。4、由于本发明一种闭式排气的转叶式舵机中液压腔内气体、液压油的流经顺序依 次为进气管道、闭式排气模块、出气管道、环形槽、泄油管道与油箱，而泄油管道的底部又与 设置于转子、舵机箱体之间的摩擦片、下衬套相接触，因此当液压油流到此位置时，可以对 摩擦片、下衬套进行润滑，减少转子与下衬套、摩擦片之间的摩擦力，提高转叶式舵机的机 械效率。因此本发明能够在排气的同时润滑摩擦片与下衬套，从而提高转叶式舵机的机械 效率。
图1是现有技术的剖视图。图2是现有技术的俯视图。图3是本发明中闭式排气模块的结构示意图。图4是图3中阀体的结构示意图。图5是本发明的俯视图。图中舵机箱体1，转子2，端盖3，端盖螺栓31，密封条4，液压腔5，下密封圈6，上 密封圈7，上衬套8，下衬套9，泄油管道10，环形槽11，摩擦片12，进气管道13，竖直进气管 道131，水平进气管道132，闭式排气模块14，阀体螺钉140，进气口 141，出气口 142，阀体 143，阀芯144，模块衬套145，通气槽146，手轮147，尖端148，尾端149，出气管道15，水平出 气管道151，竖直出气管道152，排气阀16，现有排气管道17，定子18。
具体实施例方式以下结合
和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明
参见图3 -图5，一种闭式排气的转叶式舵机，包括舵机箱体1及其内部设置的转子2， 所述转子2的一端通过密封条4与舵机箱体1相接触，另一端与舵机箱体1之间形成有液压 腔5，转子2的顶部设置有端盖3，端盖3通过端盖螺栓31与舵机箱体1的上端固定连接， 舵机箱体1的下端与转子2的底部之间设置有下密封圈6，转子2的顶部与端盖3之间设置 有上密封圈7，转子2的顶部上近上密封圈7的部位套装有上衬套8，转子2的底部上近下 密封圈6的部位套装有下衬套9，转子2的侧部上近液压腔5的部位设置有泄油管道10，泄 油管道10的一端与设置于转子2、端盖3之间的环形槽11相通，另一端与设置于转子2、舵 机箱体1之间的摩擦片12相接触；
所述端盖3的内部设置有进气管道13，进气管道13的一端与液压腔5相通，另一端与 设置在端盖3上的闭式排气模块14的进气口 141相通，闭式排气模块14的出气口 142与 设置在端盖3内部的出气管道15相通，出气管道15的另一端通过环形槽11与泄油管道10 相通。所述进气管道13包括相互垂直连接的竖直进气管道131与水平进气管道132，竖 直进气管道131的一端与液压腔5相通，另一端与水平进气管道132相通，水平进气管道 132的另一端与闭式排气模块14的进气口 141相通；所述出气管道15包括相互垂直连接 的水平出气管道151与竖直出气管道152，水平出气管道151的一端与闭式排气模块14的
5出气口 142相通，另一端与竖直出气管道152相通，竖直出气管道152的另一端通过环形槽 11与泄油管道10相通。所述闭式排气模块14与端盖3的连接方式为板式连接；所述闭式排气模块14包 括阀体143及其内部设置的阀芯144，阀芯144与阀体143的内部之间设置有模块衬套145， 阀体143的内部位于模块衬套145下端的部位设置有出气口 142，出气口 142通过通气槽 146与进气口 141相通，通气槽146的内部与阀芯144的尖端148相接触，阀芯144的尾端 149上延伸出阀体143的部位设置有手轮147。所述阀体143通过阀体螺钉140与端盖3固定连接。参见图5，图5为本发明的俯视图(该俯视图为去掉端盖3后的俯视图)，由图可见， 转叶式舵机主要由舵机箱体1、转子2和定子18、端盖3、密封件及其它附件组成；转子2上 有三片转叶，与转子2成整体结构，转子叶片成120°均勻分布，三个定子18固定安装在舵 机箱体1内，同样也是成120°均勻分布，这样，舵机箱体1的内腔由三个定子18和转子2的 三片转叶分成六个小的液压腔5，该六个液压腔5分为两组，且相互之间间隔设置，使用中， 一组为高压腔，另一组就回油，轮流使用以实现转子2的顺、逆时针转向的切换。由于液压 系统中的气体在系统的最顶部，因此需要对每个液压腔5分别排气，由于转叶式舵机结构 的特殊性，目前大多采用的是开式排气方式，如图2所示，该方式是直接在转叶式舵机的端 盖3上安装排气阀16，该排气阀16为螺纹安装式，主要由放气塞、本体和空心螺栓组成，拧 开放气塞即可实现转叶式舵机的排气，但在对外排气时，液压油不可避免地一同流向外部， 污染环境，而且，当液压腔5内的压力较大时，这种排气方式很不安全。本发明在设计时，充分考虑到转叶式舵机的工作特点，充分利用环形槽11的作 用，并对转叶式舵机的端盖3加以适当地改进设计，不仅在其内部设置有进气管道13与出 气管道15，而且在其上设计有板式安装的闭式排气模块14，使整个闭式排气系统集成在转 叶式舵机上，参见图5，每个液压腔5的顶部均装配一对应的闭式排气模块14。参见图4，闭 式排气模块14主要由阀体143、阀芯144、模块衬套145、手轮147以及密封件组成。使用中，当对转叶式舵机中的液压腔5进行排气时，先旋转尾端149上设置的手轮 147以提升阀芯144及其尖端148，从而空出通气槽146，再由空出的通气槽146连通进气口 141与出气口 142，进而导通进气管道13与出气管道15，随后，液压腔5内的气体与液压油 依次通过进气管道13、进气口 141、出气口 142、出气管道15、环形槽11与泄油管道10以进 入液压泵组油箱，整个过程全在舵机箱体1与端盖3的内部进行，不需要设置外置设备，如 油管等，整体体积较小，便于安装与维护，同时，不会浪费液压油，也不会污染环境，安全性 也较高，此外，由于泄油管道10的底部又与设置于转子2、舵机箱体1之间的摩擦片12相接 触，摩擦片12的下侧又设置有与其相通的下衬套9，因此当液压油流到此位置时，可以对摩 擦片12、下衬套9进行润滑，从而减少转子2与下衬套9、摩擦片12之间的摩擦力，提高转 叶式舵机的机械效率。由上可见，本发明不仅不会浪费液压油与污染环境、体积较小、安装与维护较简 单，而且安全性较高、能够在排气的同时润滑摩擦片与下衬套、能够提高转叶式舵机的机械 效率。
权利要求
1.一种闭式排气的转叶式舵机，包括舵机箱体(1)及其内部设置的转子(2)，所述转子 (2)的一端通过密封条(4)与舵机箱体(1)相接触，另一端与舵机箱体(1)之间形成有液压 腔(5)，转子(2)的顶部设置有端盖(3)，端盖(3)通过端盖螺栓(31)与舵机箱体(1)的上端 固定连接，舵机箱体(1)的下端与转子(2)的底部之间设置有下密封圈(6)，转子(2)的顶部 与端盖(3)之间设置有上密封圈(7)，转子(2)的顶部上近上密封圈(7)的部位套装有上衬 套(8 )，转子(2 )的底部上近下密封圈(6 )的部位套装有下衬套(9 )，转子(2 )的侧部上近液 压腔(5)的部位设置有泄油管道(10)，泄油管道(10)的一端与设置于转子(2)、端盖(3)之 间的环形槽(11)相通，另一端与设置于转子(2)、舵机箱体(1)之间的摩擦片(12)相接触， 其特征在于所述端盖(3)的内部设置有进气管道(13)，进气管道(13)的一端与液压腔(5)相通， 另一端与设置在端盖(3)上的闭式排气模块(14)的进气口(141)相通，闭式排气模块(14) 的出气口(142)与设置在端盖(3)内部的出气管道(15)相通，出气管道(15)的另一端通过 环形槽(11)与泄油管道(10)相通。
2.根据权利要求1所述的一种闭式排气的转叶式舵机，其特征在于所述进气管道 (13)包括相互垂直连接的竖直进气管道(131)与水平进气管道(132)，竖直进气管道(131) 的一端与液压腔(5)相通，另一端与水平进气管道(132)相通，水平进气管道(132)的另一 端与闭式排气模块(14)的进气口(141)相通；所述出气管道(15)包括相互垂直连接的水 平出气管道(151)与竖直出气管道(152)，水平出气管道(151)的一端与闭式排气模块(14) 的出气口( 142)相通，另一端与竖直出气管道(152)相通，竖直出气管道(152)的另一端通 过环形槽(11)与泄油管道(10)相通。
3.根据权利要求1或2所述的一种闭式排气的转叶式舵机，其特征在于所述闭式排 气模块(14)与端盖(3)的连接方式为板式连接；所述闭式排气模块(14)包括阀体(143)及 其内部设置的阀芯(144)，阀芯(144)与阀体(143)的内部之间设置有模块衬套(145)，阀体 (143)的内部位于模块衬套(145)下端的部位设置有出气口(142)，出气口(142)通过通气 槽(146)与进气口( 141)相通，通气槽(146)的内部与阀芯(144)的尖端(148)相接触，阀 芯(144)的尾端(149)上延伸出阀体(143)的部位设置有手轮(147)。
4.根据权利要求3所述的一种闭式排气的转叶式舵机，其特征在于所述阀体(143)通 过阀体螺钉(140)与端盖(3)固定连接。
全文摘要
一种闭式排气的转叶式舵机，包括舵机箱体及其内部设置的转子，转子的两端分别通过密封条、液压腔与舵机箱体相接触，转子的顶部设置有上密封圈、上衬套与端盖，转子的底部设置有下密封圈与下衬套，转子的侧部上近液压腔的部位设置有泄油管道，泄油管道的一端与设置于转子、端盖之间的环形槽相通，另一端与设置于转子、舵机箱体之间的摩擦片相接触，环形槽依次通过出气管道、闭式排气模块、进气管道与液压腔相通，闭式排气模块与端盖的连接方式为板式连接。本设计不仅不会浪费液压油与污染环境、体积较小、安装与维护较简单，而且安全性较高、能够在排气的同时润滑摩擦片与下衬套、能够提高转叶式舵机的机械效率。
文档编号B63H25/30GK102001436SQ201010552048
公开日2011年4月6日 申请日期2010年11月22日 优先权日2010年11月22日
发明者盛文, 程立兵, 胡红斌 申请人:武汉船用机械有限责任公司