专利名称：一种作业型水下机器人用高压海水喷枪的制作方法
技术领域：
本发明涉及海水冲洗工具，具体是一种作业型水下机器人用高压海水 喷枪。
背景技术：
目前，随着作业水深的增加、作业难度的增大，作业型水下机器人在 海洋工程中起到越来越重要的作用。作业型水下机器人是通过其携带的水 下工具来完成各种水下作业任务。高压海水喷枪是一种水下作业工具，它 以作业型水下机器人的液压油源为动力，通过液压马达驱动高压海水泵， 利用高压海水泵将海水加压，然后把加压的海水经喷嘴喷出，用于水下设 施表面附着的海洋生物及泥沙污物的清除工作。在现有技术中，釆用双作 用液压油缸和海水加压缸一体结构的海水冲洗枪，其喷嘴出口处最大压力只有lMpa并且流量也较低，在需要高压、大流量冲洗的场合，无法满足使 用要求。如果将高压海水泵与驱动其旋转的液压马达连接后直接应用于水 下环境，则高压海水泵及液压马达的转轴在海水直接浸泡下会很快锈蚀。 由于高压海水泵与液压马达的转速很高，而且液压马达工作压力较大，所 以转轴的锈蚀会导致与其配合的密封圈间隙变大，使二者无法正常工作。 发明内容为了克服上述不足，本发明的目的是提供一种可在作业型水下机器人 使用、寿命长、高压力、高效率、可在深海使用的高压海水喷枪。为了实现上述目的，本发明的技术方案包括装有喷嘴的枪管，其特 征在于还包括液压马达，通过联轴器与高压海水泵连接；密封套，套装在液压马达的输出轴、联轴器、高压海水泵的输入轴外 部，在侧壁上开有油嘴，与作业型水下机器人油源的压力补偿器相连； 高压海水泵，设有出口接头和过滤网；高压胶管， 一端与出口接头相连，另一端与通过安装座与枪管相连； 所述密封套为截锥形外形、中空柱形结构，与液压马达及高压海水泵 的连接轴的支口处设有O型密封圈，其下部安装在底板上；所述高压海水 泵安装在底板上；安装座可装在机械手腕上；密封套、底板、安装座釆用 经强阳极化处理的铝合金材料；高压海水泵壳体和液压马达壳体表面有耐 海水腐蚀的防锈漆层；所述安装座为二通体结构；所述高压海水泵选用不 锈钢柱塞高压隔膜泵，外壳、输出轴为碳钢件。 本发明优点1. 本发明高压海水喷枪用于深海作业，釆用密封套结抅，与作业型水 下机器人油源的压力补偿器相连，使其内部油压始终略高于周围海水环境 的压力，水下作业不受海水深度的影响。2. 本发明将液压马达输出轴与高压海水泵输入轴及联轴器布置在密封 套的空腔内，与外界的海水分隔开，所以使用寿命长。3. 为减轻重量和耐海水腐蚀，本发明密封套、底板、安装座采用经强 阳极化处理的铝合金材料，高压海水泵4壳体和液压马达1壳体表面有耐 海水腐蚀的防锈漆，所以表现为重量轻、耐海水腐蚀能力强。4. 由于高压海水泵选用不锈钢柱塞高压隔膜泵，外壳、输出轴为碳钢 件，具有高压力、高效率特点(柱塞高压隔膜泵最高压力可达20Mpa,效 率高达85%)。
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
如图l所示，高压海水喷枪结构由液压马达1、密封套2、联轴器3、 高压海水泵4、底板5、出口接头6、过滤网7、高压胶管8、安装座9、 枪管10、喷嘴11组成，其中液压马达1通过联轴器3与高压海水泵4连 接；密封套2套装在液压马达1的输出轴、联轴器3、高压海水泵4的输入 轴外部，在侧壁上开有油嘴，与作业型水下机器人油源的压力补偿器相连; 高压海水泵4设有出口接头6和过滤网7;高压胶管8 —端与出口接头6相 连，另一端与通过安装座9与装有喷嘴11的枪管IO相连。液压马达l作为动力执行元件，可选用扭矩大、转速较高的柱塞马达。 高压海水泵4可选用不锈钢柱塞高压隔膜泵，不锈钢仅指水泵内部流经海 水部份为不锈钢材料制成，但外壳、输出轴仍为碳钢件。柱塞高压隔膜泵 最高压力可达20Mpa,效率高达85%,并且当海水中含杂质、含颗粒时也 可正常输送。密封套2为一中空截锥形体，其作用是将液压马达1输出轴与高压海 水泵4输入轴布置在空腔内，与外界的海水分隔开。在液压马达l输出轴 与高压海水泵4输入轴之间装有联轴器3，联轴器3采用曲面齿联轴器，可补偿轴向、径向、角向误差。通过轴向插入装配，非常方便安装。为减轻 重量和耐海水腐蚀，密封套2选用铝合金材料制成。密封套2小端的圆柱面与液压马达1输出轴端支口相连，圆柱面与支口间装有O型密封圈。密
封套2大端的圆柱面与高压海水泵4输入轴端支口相连，圆柱面与支口间 也装有O型密封圈。在密封套2中间开有油嘴与作业型水下机器人油源的 压力补偿器相连，使其内部油压始终略高于周围海水环境的压力，而不受 作业深度的影响。在密封套2的下部焊接一矩形座，在座的底面开有螺紋 孔，用于将密封套2螺接在底板5上。在底板5右侧，高压海水泵4的基 座通过螺栓安装在底板5上。为防止冲洗过程中产生的较大颗粒的污物在水泵吸入海水时堵塞进水 口，在水泵进水口处安装有过滤网7。在高压海水泵4上部出水螺紋孔处旋 入出口接头6。高压胶管8 —端与出口接头6相连，另 一端与安装座9相连。 安装座9为一个二通体，枪管10通过螺紋连接在安装座9上。喷嘴11通 过螺紋连接在枪管10上，喷嘴11釆用的是收缩圆锥形喷嘴，这是由于液 体经收缩圆锥形喷嘴11流出后，流股逐渐地收缩，因而流股的流速和动能 都能增加。安装座9可装在机械手腕上，通过机械手的伸缩和旋转，改变 喷嘴11与被冲洗物体间的距离和夹角以获得最佳冲洗效果。为减轻重量和耐海水腐蚀，密封套2、底板5、安装座9选用的是铝合 金材料。经强阳极化处理，铝合金抗腐蚀能力较强可满足使用要求。高压 海水泵4壳体和液压马达1壳体下水前要刷涂耐海水腐蚀的防锈漆层，以 防锈蚀。高压海水喷枪在使用完毕后，要用淡水进行彻底清洗。本发明高压海水喷枪所釆用的水下密封技术、制造材料及材料的防腐 技术都经过实验并已证明是切实可行的。高压海水喷枪重量轻，在海水环 境下使用寿命长，海水喷嘴11出口处压力高，可在有泥沙混浊的海水中使 用，不受作业水深的限制。
权利要求
1. 一种作业型水下机器人用高压海水喷枪，包括装有喷嘴(11)的枪管(10)，其特征在于还包括液压马达(1)，通过联轴器(3)与高压海水泵(4)连接；密封套(2)，套装在液压马达(1)的输出轴、联轴器(3)、高压海水泵(4)的输入轴外部，在侧壁上开有油嘴，与作业型水下机器人油源的压力补偿器相连；高压海水泵(4)，设有出口接头(6)和过滤网(7)；高压胶管(8)，一端与出口接头(6)相连，另一端与通过安装座(9)与枪管(10)相连。
2. 按权利要求1所述作业型水下机器人用高压海水喷枪，其特征在于 所述密封套(2)为截锥形外形、中空柱形结构，与液压马达(l)及高压 海水泵(4)的连接轴的支口处设有O型密封圈，其下部安装在底板(5) 上。
3. 按权利要求1所述作业型水下机器人用高压海水喷枪，其特征在于: 所述高压海水泵(4)安装在底板(5)上。
4. 按权利要求1所述作业型水下机器人用高压海水喷枪，其特征在于 安装座(9)可装在机械手腕上。
5. 按权利要求1所述作业型水下机器人用高压海水喷枪，其特征在于 密封套(2)、底板(5)、安装座(9)采用经强阳极化处理的铝合金材料。
6. 按权利要求1所述作业型水下机器人用高压海水喷枪，其特征在于: 高压海水泵(4)壳体和液压马达(1)壳体表面有耐海水腐蚀的防锈漆层。
7. 按权利要求1所述作业型水下机器人用高压海水喷枪，其特征在于: 所述安装座(9)为二通体结构。
8. 按权利要求1所述作业型水下机器人用高压海水喷枪，其特征在于: 所述高压海水泵(4)选用不锈钢柱塞高压隔膜泵，外壳、输出轴为碳钢件。
全文摘要
本发明涉及海水冲洗工具，具体是一种作业型水下机器人用高压海水喷枪。包括装有喷嘴的枪管，还包括液压马达，通过联轴器与高压海水泵连接；密封套，套装在液压马达的输出轴、联轴器、高压海水泵的输入轴外部，在侧壁上开有油嘴，与作业型水下机器人油源的压力补偿器相连；高压海水泵，设有出口接头和过滤网；高压胶管，一端与出口接头相连，另一端与通过安装座与枪管相连。本发明可在作业型水下机器人使用，寿命长、高压力、高效率、特别适用于深海作业。
文档编号B05B9/04GK101209436SQ20061015582
公开日2008年7月2日 申请日期2006年12月29日 优先权日2006年12月29日
发明者斌 孙, 将 张, 张竺英, 张艾群, 彬 李 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所