水下液压系统动压平衡压力补偿装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种水下液压系统动压平衡压力补偿装置，包括相连接的上腔外壳和下腔外壳，上腔外壳顶部开设有水入口，下腔外壳内设置有恒力弹簧，上腔外壳内设置有与上腔外壳内壁接触的活塞，活塞与恒力弹簧连接，活塞能够在上腔外壳内上下运动，下腔外壳下部开设有油液入口，并置于油箱内，油箱连接有定量泵，定量泵通过控制元件控制，通过活塞感应海水压力并且将压力传递到液压系统，通过恒力弹簧的预加压作用，使得系统压力略高于海水压力，当外部海洋环境压力发生变化时，活塞沿轴线移动，将压力传递给系统，由于恒力弹簧恒拉力的特性，系统内外压差始终保持恒定，防止海水浸入液压系统。
【专利说明】
水下液压系统动压平衡压力补偿装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于流体压力执行机构领域，具体涉及一种水下液压系统动压平衡压力补偿装置。
【【背景技术】】
[0002]我国已进入大规模、多方位开发利用海洋资源的时期，而深水设备的研制是实现海洋勘探开发的必经之路。对于这些水下设备的液压控制系统，在海水压力变化大、强腐蚀以及温度变化大这种环境中，液压系统的性能会受到影响，因此解决变水深下液压系统的压力补偿问题成为水下液压系统需解决的关键问题之一。
[0003]早期，液压设备通常被放置在密闭的压力容器中，通过刚性容器本身的特性抵抗深海压力，但这种方法不仅增加了容器的体积，还使容器变的比较笨重，元件的安装与维护也非常困难。现在常用的压力补偿器主要由外壳、薄膜、补偿弹簧等几部分组成，通过薄膜的变形把海水的压力传递到液压系统中。但这些传统的压力补偿器仍存在许多缺陷:
[0004]I)若系统的执行器是非对称执行器，那么由于执行器两腔的容积不同，在进行压力补偿时，会造成补偿器的弹簧变形量不同，使得补偿压力前后不一致，对系统的精度造成较大影响。即系统的补偿压力与海水压力的压差不恒定，补偿精度不高。
[0005]2)传统的压力补偿器存在漏油问题。若设备只是在水下短期工作，可在下水之前对补偿器进行补油。若设备需在水下进行长期的工作，则无法在设备工作时进行补油。因此补偿器的密封问题至关重要。
【【实用新型内容】】
[0006]本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种水下液压系统动压平衡压力补偿装置，能够解决目前系统补偿压力与海水压力的压差不恒定以及补偿器漏油问题。
[0007]为了达到上述目的，本实用新型包括相连接的上腔外壳和下腔外壳，上腔外壳顶部开设有水入口，下腔外壳内设置有恒力弹簧，上腔外壳内设置有与上腔外壳内壁接触的活塞，活塞与恒力弹簧连接，活塞能够在上腔外壳内上下运动，下腔外壳下部开设有油液入口，并置于油箱内，油箱连接有定量栗，定量栗通过控制元件控制。
[0008]所述恒力弹簧为两个涡卷弹簧，两个涡卷弹簧的首端均与活塞连接。
[0009]所述水入口上覆盖有滤网。
[0010]所述滤网通过第二螺钉固定在上腔外壳上部。
[0011]所述活塞的中心设置有一个凹孔，活塞的侧面上开设有凹槽，凹槽处均匀分布有八个与凹孔相连接的通孔。
[0012]所述活塞侧面的凹槽上设置有密封圈。
[0013]所述密封圈材料采用氟橡胶。
[0014]所述活塞底部设置有T型连接块，T型连接块与恒力弹簧相连接。
[0015]所述T型连接块通过第二螺栓与恒力弹簧相连接。
[0016]所述上腔外壳和下腔外壳通过第一螺栓连接，且上腔外壳和下腔外壳接触面上设置垫片。
[0017]与现有技术相比，本实用新型应用于液压系统全部位于深海的液压系统压力补偿，来解除海水压力对液压系统的影响，通过活塞感应海水压力并且将压力传递到液压系统，通过恒力弹簧的预加压作用，使得系统压力略高于海水压力，当外部海洋环境压力发生变化时，活塞沿轴线移动，将压力传递给系统，由于恒力弹簧恒拉力的特性，系统内外压差始终保持恒定，防止海水浸入液压系统，系统补偿精度高。
[0018]进一步的，本实用新型的恒力弹簧为两个涡卷弹簧，当金属片延伸(扭转)时，内应力抵抗负载力，这与普通的延伸弹簧完全一样，但是系数接近于恒定(零)，即恒力弹簧在一定的工作范围内，弹簧拉力不随弹簧的变形量的变化而变化，其输出保持为恒力输出。
[0019]进一步的，本实用新型设置有密封圈，使系统压力通过通孔作用于密封圈上，使密封圈牢牢贴紧外壳内壁，保持非常高的密封度，长时间使用后，密封圈外圈有微量磨损，但系统压力作用于密封圈内圈，给予其径向扩张力，密封圈向外扩张，仍能贴紧外壳内壁保持很好的密封，从而提高了系统的稳定性与寿命。
[0020]进一步的，本实用新型的密封圈材料采用氟橡胶，氟橡胶与其他传统的橡胶相比，具有更宽的工作范围，优异的耐油、耐化学稳定性、高强度及长久的寿命。
【【附图说明】】
[0021]图1为本实用新型初始状态的结构图；
[0022]图2为本实用新型极限工作位置的结构图；
[0023]图3为本实用新型活塞的半剖视图；
[0024]图4是为本实用新型的应用实例图。
【【具体实施方式】】
[0025]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0026]参见图1、图2、图3和图4，本实用新型包括相连接的上腔外壳I和下腔外壳6，上腔外壳I和下腔外壳6通过第一螺栓4连接，且上腔外壳I和下腔外壳6接触面上设置垫片5，上腔外壳I顶部开设有水入口，水入口上覆盖有滤网12，滤网12通过第二螺钉11固定在上腔外壳I上部，下腔外壳6内设置有恒力弹簧7，上腔外壳I内设置有与上腔外壳I内壁接触的活塞2，活塞2与恒力弹簧7连接，活塞2能够在上腔外壳I内上下运动，下腔外壳6下部开设有油液入口，并置于油箱13内，油箱连接有定量栗14，定量栗14通过控制元件控制，恒力弹簧7为两个涡卷弹簧，两个涡卷弹簧的首端均与活塞2连接。
[0027]活塞2的中心设置有一个凹孔，活塞2的侧面上开设有凹槽，凹槽处均匀分布有八个与凹孔相连接的通孔，活塞2侧面的凹槽上设置有密封圈3，密封圈材料采用氟橡胶，活塞2底部设置有T型连接块9，T型连接块9与恒力弹簧相连接，T型连接块9通过第二螺栓8与恒力弹簧相连接。
[0028]恒力弹簧是一种特殊的延伸弹簧，它们由螺旋形的金属片组成，金属片的内侧弯曲，这样每圈金属片都紧紧地绕在它里面的一圈金属片上
[0029]本实用新型采用镍合金，其拥有较高的稳定性与寿命。
[0030]在实际应用时，海水经滤网12过滤后，由上腔外壳I的轴向通孔进入补偿器内部，将压力传递到活塞2上，活塞2随着海水压力的变化而上下浮动，间接将压力传到下腔外壳6内部，补偿器内部介质经过T形连接块9上的通孔进入活塞内部通孔作用到密封圈3上，下腔外壳6内的压强对密封圈3有径向扩张力，下腔外壳6的压力传递到油箱13内时，油箱11与液压回路的压力会随之上升或下降，之后控制元件控制定量栗14使它的出油口压力相应于回路压力上升或下降。
【主权项】
1.水下液压系统动压平衡压力补偿装置，其特征在于:包括相连接的上腔外壳(I)和下腔外壳(6)，上腔外壳(I)顶部开设有水入口，下腔外壳(6)内设置有恒力弹簧(7)，上腔外壳(1)内设置有与上腔外壳(I)内壁接触的活塞⑵，活塞⑵与恒力弹簧(7)连接，活塞⑵能够在上腔外壳(I)内上下运动，下腔外壳(6)下部开设有油液入口，并置于油箱(13)内，油箱连接有定量栗(14)，定量栗(14)通过控制元件控制。2.根据权利要求1所述的水下液压系统动压平衡压力补偿装置，其特征在于:所述恒力弹簧(7)为两个涡卷弹簧，两个涡卷弹簧的首端均与活塞(2)连接。3.根据权利要求1所述的水下液压系统动压平衡压力补偿装置，其特征在于:所述水入口上覆盖有滤网(12)。4.根据权利要求3所述的水下液压系统动压平衡压力补偿装置，其特征在于:所述滤网(12)通过第二螺钉(11)固定在上腔外壳(I)上部。5.根据权利要求1所述的水下液压系统动压平衡压力补偿装置，其特征在于:所述活塞(2)的中心设置有一个凹孔，活塞(2)的侧面上开设有凹槽，凹槽处均匀分布有八个与凹孔相连接的通孔。6.根据权利要求5所述的水下液压系统动压平衡压力补偿装置，其特征在于:所述活塞(2)侧面的凹槽上设置有密封圈(3)。7.根据权利要求6所述的水下液压系统动压平衡压力补偿装置，其特征在于:所述密封圈(3)材料采用氟橡胶。8.根据权利要求1所述的水下液压系统动压平衡压力补偿装置，其特征在于:所述活塞(2)底部设置有T型连接块(9)，T型连接块(9)与恒力弹簧相连接。9.根据权利要求8所述的水下液压系统动压平衡压力补偿装置，其特征在于:所述T型连接块(9)通过第二螺栓(8)与恒力弹簧相连接。10.根据权利要求1所述的水下液压系统动压平衡压力补偿装置，其特征在于:所述上腔外壳(I)和下腔外壳(6)通过第一螺栓(4)连接，且上腔外壳(I)和下腔外壳(6)接触面上设置垫片(5)。
【文档编号】F15B21/00GK205478675SQ201620156925
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月1日
【发明人】张翠红, 周钊强, 王官洪, 曹学鹏
【申请人】长安大学