水下用具泄压检测且能自动补油保压的压力补偿装置的制作方法

本发明涉及水下工程机械压力补偿的技术领域，尤其涉及一种压力增大环境(如水下或泥浆中)液压系统传动装置的水下用具泄压检测且能自动补油保压的压力补偿装置。

背景技术：

对于在压力增大的环境中(如在水中或泥浆中)工作的传动装置，传动装置的内外压力差会导致密封损坏，为了降低密封损坏的风险，需要对传动装置内部进行压力补偿，以保证传动装置内部压力与外界压力平衡或内部压力稍高于外界压力。

目前的压力补偿装置有皮囊式﹑金属箔模式和波纹管式，虽然可以进行一定量的压力补偿，但经过实践证明效果不理想，无法检测传动装置是否漏油且在油液渗漏后无法自动补充。

现有技术中还有一种主动控制压力补偿技术，该技术通过主动设定传动装置内部的压力，来使传动装置内部压力高于或等于外界压力，尤其在补偿压力高于外界时，传动装置中的油只可能向外界渗漏，而不会出现外界物质渗漏到传动装置中，这种技术虽然可以更好的保护传动装置，但是其结构过于复杂，对压力数据采集元件以及主动控制的执行元件要求高。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种结构简单、控制简便的水下用具泄压检测且能自动补油保压的压力补偿装置，以克服上述缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种水下用具泄压检测且能自动补油保压的压力补偿装置，其结构简单，控制简便，且工作稳定，可以有效平衡传动装置的内外压力，在检测到被补偿装置渗油或漏油后能及时进行自动补偿，避免外部液体渗入传动装置对传动装置的损坏。

为解决上述问题，本发明公开了一种水下用具泄压检测且能自动补油保压的压力补偿装置，包括缸体、活塞、密封皮囊、活塞杆、接近单元套筒、接近开关、接近开关支架、拉伸弹簧和储油腔，其特征在于：

所述缸体上端可拆卸的紧固于接近开关支架的下端，所述接近开关支架为中空且中部设有连通至接近开关支架内的接近开关，活塞可滑动的设置于缸体内，所述活塞杆为上下贯通的中空杆，其下端密封连接于活塞，上端密封贯穿缸体后伸入所述接近开关支架内，且所述活塞杆伸入接近开关支架内的外缘设有接近开关套筒，所述拉伸弹簧内置在活塞杆的中空腔内，其一端与活塞连接，另一端与接近开关支架的末端连接，所述缸体的上部设有进出油孔，所述密封皮囊上端的开口端紧密连接于缸体，下端紧密连接于活塞，从而密封皮囊、活塞、缸体和活塞杆形成储油腔，所述储油腔为连通于进出油孔的密封腔。

其中：所述缸体由紧密结合的三个圆筒组成，三个圆筒通过周缘的多个螺杆紧固于一体，三个圆筒包含依次连接的上部圆筒、中部圆筒和下部圆筒。

其中：所述密封皮囊包含第一密封皮囊和第二密封皮囊，所述第一密封皮囊的开口端压紧在缸体的上部圆筒和中部圆筒之间，下端压紧连接于所述活塞的上端，所述第二密封皮囊的开口端压紧在缸体的中部圆筒和下部圆筒之间，下端压紧连接于所述活塞的下端。

其中：所述缸体和活塞杆之间设有导向架，所述活塞杆通过导向环导向于导向架内，所述活塞杆穿过导向架后进入接近开关支架的空腔中。

其中：所述活塞杆和导向架之间设有至少一个密封圈。

其中：还包含排气孔，所述排气孔设置于接近开关支架上并穿过导向架以连通至储油腔中。

通过上述结构可知，本发明的水下用具泄压检测且能自动补油保压的压力补偿装置具有如下效果：

一、安装有两个密封皮囊，分别位于活塞两端，一端与缸体形成密闭的储油箱，防止油液泄露，另一端密封整个活塞结构，防止外部物质渗透到油液中，污染油液，具有更好的密封效果。

二、设置有导向架，保证活塞杆在外部压力变化时，引导活塞沿轴线直线往复运动，避免活塞偏心运动对密封皮囊的磨损，同时保证接近开关接近单元与感应部分的相对位移，确保传感器能够正常工作。

三、活塞杆为中空圆管结构，内置拉伸弹簧，活塞杆对弹簧具有导向功能，弹簧能够保证补偿系统内油压始终大于外部环境的压力；活塞杆在储油侧，保证油压作用在活塞的面积小于水压作用在活塞上的面积，使油压始终大于外部水压。从而保证传动装置中的油只可能向外界渗漏，而不会出现外界物质渗漏到传动装置中，避免外部液体渗入传动装置对传动装置的损坏。

四、传感器接近开关单独安装在一个密闭腔内，避免其它因素干扰传感器的工作。通过接近开关传感器控制，实现压力补偿装置发生渗漏时，自动补油的功能。通过监控接近开关的开闭状态，能够检测装置是否漏油。

五、缸体由三个圆筒用螺杆压紧而成，便于维护清洗和更换密封。

六、在传动装置机械油封损坏后，接近开关常闭，由泵站直接对传动装置处定压保护，避免传动装置损坏。

因此，本装置能够以一种简单的结构形式，实现被补偿装置内部压力始终高于外部压力，保障传动装置在压力变化环境下的正常运行，同时能够检测传动装置是否发生渗漏，并在其发生渗漏时进行油液的自动补偿，保证压力补偿装置能够正常运行，避免传动装置的损坏。

本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。

附图说明

图1显示了本发明的水下用具泄压检测且能自动补油保压的压力补偿装置的结构示意图。

图2显示了图1的俯视图；

图3显示了图2中A-A向的剖视图；

图4显示了本发明补油(接近开关闭合)时的内部结构剖视图。

附图标记：

1为缸体，2为活塞，3为密封皮囊，4为活塞杆，5为导向架，6为导向环，7为密封圈，8为螺杆，9为接近单元套筒，10为接近开关，11为接近开关支架，12为拉伸弹簧，13为进出油孔，14为储油腔，15为排气孔。

具体实施方式

参见图1至图4，显示了本发明的水下用具泄压检测且能自动补油保压的压力补偿装置。

所述水下用具泄压检测且能自动补油保压的压力补偿装置包括缸体1、活塞2、密封皮囊3、活塞杆4、接近单元套筒9、接近开关10、接近开关支架11、拉伸弹簧12和储油腔14，其中，所述缸体1的内部形成中空，上端可拆卸的紧固于接近开关支架11的下端，所述接近开关支架11为中空且中部设有连通至接近开关支架11内的接近开关10，活塞2可滑动的设置于缸体1内，所述活塞杆4为上下贯通的中空杆，其下端密封连接于活塞2，上端密封贯穿缸体1后伸入所述接近开关支架11内，且所述活塞杆4伸入接近开关支架11内的外缘设有接近开关套筒9，所述拉伸弹簧12内置在活塞杆4的中空腔内，其一端与活塞2连接，另一端与接近开关支架11的末端连接，所述缸体1的上部外缘设有进出油孔13，所述密封皮囊3上端的开口端紧密连接于缸体1，下端紧密连接于活塞2，其中，所述密封皮囊3的上端位置位于进出油孔13的下方，从而密封皮囊3、活塞2、缸体1和活塞杆4形成储油腔14，所述储油腔14为连通于进出油孔13的密封腔。

所述缸体1可由紧密结合的三个圆筒组成，三个圆筒通过周缘的多个螺杆8紧固于一体，三个圆筒包含依次连接的上部圆筒、中部圆筒和下部圆筒，且所述接近开关支架11的下端设有连接法兰，所述连接法兰也通过所述多个螺杆8紧固于缸体1，优选的是，所述密封皮囊3包含第一密封皮囊和第二密封皮囊，所述第一密封皮囊的开口端压紧在缸体1的上部圆筒和中部圆筒之间，下端压紧连接于所述活塞2的上端，所述第二密封皮囊的开口端压紧在缸体1的中部圆筒和下部圆筒之间，下端压紧连接于所述活塞2的下端，从而形成紧密的密封。

其中，所述缸体1的上部设有供活塞杆4贯穿的通孔，且所述缸体1和活塞杆4之间设有导向架5，所述活塞杆4通过导向环6导向于导向架5内，所述活塞杆4穿过导向架5后进入接近开关支架11的空腔中，其中，所述活塞杆4和导向架5之间设有至少一个密封圈7进行密封，所述密封圈7可为位于导向架5内壁凹槽内的Y型密封圈。

其中，所述进出油口13与外部设备的油箱相连，所述进出油口13可包含进油口和出油口，所述进油口的开闭由接近开关10的信号进行控制，出油口与被补偿传动装置相连。

其中，还包含排气孔15，所述排气孔15设置于接近开关支架11法兰面上并穿过导向架5以连通至储油腔14中。

由此，所述接近开关安装在接近开关支架中段，与所述接近单元套筒组成完整的传感器单元，所述缸体1的下端开放与外部连通。

本发明的装置的工作过程如下：

在设备调试阶段，通过进油孔往储油腔14中注入补偿油，通过排气孔15排出储油腔内的空气，在活塞2到达缸体底部与缸体端面接触机械限位后，关闭进油口，补偿装置进入正常工作状态，如图1所示。

在图1所示状态下，接近开关10处于常开状态，进油口处于常闭状态，补偿装置与被补偿传动设备组成一个充满补偿油的密闭空间。设备进入水下作业时，随着下沉深度的变大，外部水压逐渐变大，压力经缸体1下部的开放端直接作用于活塞2上，活塞2向上移动，压缩补偿油，补偿油压力增大，达到压力平衡后，活塞停止运动，外部压力经补偿油传递到被补偿传动装置中，实现内外压力的平衡；当设备上升时，外部压力减小，内部压力大于外部压力，补偿油推动活塞向下移动，补偿油体积变大，压力减小，达到压力平衡后，活塞停止运动，实现内外压力的平衡。

当补偿装置或传动装置发生渗漏或泄露时，补偿油油液体积变小，活塞2向上移动，带动活塞杆4和接近单元套筒9向上移动，当渗漏过多时，接近开关套筒9向上移动覆盖接近开关10的感应部分，接近开关10由常开状态变为闭合状态，进油口打开，油箱为补偿装置补油，推动活塞2向下移动，带动活塞杆4及接近单元套筒9向下移动，接近单元套筒9远离接近开关10，当接近单元套筒9完全脱离接近开关10的感应部分时，接近开关10由闭合状态转换为断开状态，进油口关闭，实现补偿装置的自动补油。在设备的施工过程中，操作人员可以通过接近开关10的开合状态判断设备传动装置是否发生漏油现象，在接近开关一直处于闭合状态时，即可发现设备发生漏油事故。

压力补偿装置正常工作时，接近开关处于断开状态，进油口处于闭合状态，保证补偿系统为闭环状态，所述活塞在外部压力变化时，带动活塞杆及接近单元套筒沿活塞杆轴向直线往复运动实现传动装置的压力补偿。

当补偿装置或传动装置发生渗油或漏油时，活塞带动活塞杆上的接近单元套筒遮挡接近开关感应部分后，接近开关闭合，进油口打开，油箱为补偿装置补油，随着补偿装置储油箱油液的补充，推动活塞带动接近开关套筒远离接近开关感应部分，当套筒不在遮挡感应部分时，接近开关断开，进油口关闭，实现压力补偿装置的自动补油功能。

操作人员可通过监控接近开关的开合状态判断补偿装置及传动装置是否漏油，当接近开关由常开状态变为常闭状态时，即可推断补偿装置或传动装置由于某种原因发生了油液泄露，此泄露无法通过自动补油功能实现系统的油压平衡，需要立即对装置进行检查，避免事故发生。

由此可见，本发明的优点在于：

一、安装有两个密封皮囊，分别位于活塞两端，一端与缸体形成密闭的储油箱，防止油液泄露，另一端密封整个活塞结构，防止外部物质渗透到油液中，污染油液，具有更好的密封效果。

二、设置有导向架，保证活塞杆在外部压力变化时，引导活塞沿轴线直线往复运动，避免活塞偏心运动对密封皮囊的磨损，同时保证接近开关接近单元与感应部分的相对位移，确保传感器能够正常工作。

三、活塞杆为中空圆管结构，内置拉伸弹簧，活塞杆对弹簧具有导向功能，弹簧能够保证补偿系统内油压始终大于外部环境的压力，保证传动装置中的油只可能向外界渗漏，而不会出现外界物质渗漏到传动装置中，避免外部液体渗入传动装置对传动装置的损坏。

四、传感器接近开关单独安装在一个密闭腔内，避免其它因素干扰传感器的工作。通过接近开关传感器控制，实现压力补偿装置发生渗漏时，自动补油的功能。通过监控接近开关的开闭状态，能够检测装置是否漏油。

五、缸体由三个圆筒用螺杆压紧而成，便于维护清洗和更换密封皮囊。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。