自适应波形弹簧柱塞式深海电液作动器压力补偿器的制作方法

专利2026-07-08  4


本发明涉及一种深海液压,特别是一种用于深海电液作动器的压力补偿器。


背景技术:

1、随着深海资源开发的不断深入,对能够在极端深海环境下稳定工作的电液作动器需求日益增长。这些作动器需要精确控制以执行复杂的水下操作,而其配套的压力补偿器是保证其可靠性和性能的关键组件。

2、压力补偿器是液压系统中的关键组件,主要用于维持系统压力稳定,确保执行元件如液压缸和液压马达的平稳运行。在深海液压系统中,压力补偿器的作用尤为关键,因为它们需要消除海水压力对液压系统的影响,提高系统效率并节省能源。

3、压力补偿器的设计和应用需要解决多个技术和工程问题。首先,补偿器需要快速响应负载变化,同时减小系统压力波动,以保证系统的稳定性和可靠性。其次,密封可靠性也是一个重要问题,特别是在高压和恶劣环境下,如深海作业,防止海水渗入系统内部是至关重要的。

4、此外,压力补偿器在设计时还需考虑能量损耗问题,以提高系统效率。结构和材料选择也对其性能有重要影响,需要考虑其在极端环境下的耐久性和适应性。负载适应性也是设计时需要考虑的因素,补偿器需要能够适应不同的负载需求,保证在多变工况下提供稳定的流量输出。

5、在多负载系统中,补偿器还需要协调各个负载的流量需求,避免因负载变化导致的系统不稳定。长期稳定性也是设计时需要考虑的问题,尤其是在需要长期稳定运行的深海液压系统中。

6、环境适应性也是一个关键点,补偿器必须能够适应深海高压、低温等恶劣环境条件。技术集成和创新是推动补偿器发展的重要因素,随着技术的发展,补偿器的设计需要集成新材料、智能控制等先进技术,以提高其性能和适应性。

7、压力补偿器常用结构形式有皮囊式、波纹管式、橡胶膜片式、活塞式和空气弹簧式。它们的工作原理是相同的,通过弹性元件将海水与压力补偿器隔开,弹性元件在海水压力作用下发生变形,改变压力补偿器的容积大小,实现与环境压力相等。皮囊和橡胶膜片式柔性好,响应快,结构紧凑,密封效果好,在深海压力补偿器中得到广泛的应用。但是补偿容积较小,不适合大型水下液压系统。活塞式结构体积大、响应较慢、且有动密封结构,密封可靠性差,但可实现较大容积的补偿。空气弹簧式结构体积大,响应速度适中,无动密封问题、可实现大容积补偿。

8、鉴于上述压力补偿器结构方面的各项复杂因素,本发明旨在设计一种结构简洁而功能可靠的用于深海电液作动器使用的压力补偿器。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种结构新颖、紧凑,能够在深海高压、低温环境下稳定工作的自适应波形弹簧柱塞式深海电液作动器压力补偿器,特别是用于深水环境的电液作动器(eha)。

2、为实现上述目的,本发明的技术方案是:一种自适应波形弹簧柱塞式深海电液作动器压力补偿器,包括油箱、柱塞端盖、波形弹簧、油箱端盖、柱塞、深水组合密封组件、双向泵,油箱:作为液压系统的储油单元;油箱内充满适用于低温环境的液压油;柱塞端盖:固定于油箱的端部,为波形弹簧、柱塞提供支撑;波形弹簧:设置在油箱端盖与柱塞端盖之间,提供高的弹性力,用于压力的自我调节;油箱端盖:封闭油箱的另一端,保护柱塞端盖、波形弹簧、柱塞、双向泵;柱塞:通过油箱端盖安装在油箱上,一端位于油箱内,另一端暴露在海水环境中,并与波形弹簧配合工作,实现压力自动补偿功能;深水组合密封组件:设置在柱塞与油箱端盖端之间,与波形弹簧配合,实现液压油与海水的有效隔离。

3、进一步,深水组合密封组件包括刮泥环、组合防水封、组合油封、导向环,刮泥环、组合防水封、组合油封、导向环依次从外向内依次设置在在柱塞与油箱端盖之间。

4、进一步,刮泥环:用于清除柱塞表面的附着物,维持其清洁;组合防水封:用于防止海水渗透;组合油封:用于确保油箱内液压油不泄漏;导向环:用于引导柱塞进行平稳的直线运动。

5、进一步,油箱端盖外端设置防尘罩,用于保护柱塞不受外界污染物的影响。

6、进一步,柱塞端盖与油箱端盖之间设置限位衬套,用于限制柱塞的行程,保证其运动精度。

7、进一步,双向泵内置于油箱中,给电液作动器负责提供液压动力。

8、进一步,柱塞端盖通过紧固螺钉与柱塞固定连接。

9、进一步,该压力补偿器用于深海环境用电液作动器。

10、进一步,该压力补偿器为柱塞式结构。

11、本发明的有益效果:

12、本发明的压力补偿器为深海电液作动器提供了一种高性能、高可靠性的压力补偿解决方案,对于推动深海技术的发展和深海资源的有效开发具有重要意义。其有益效果主要体现在以下几点:

13、1.创新结构设计:该压力补偿器采用波形弹簧柱塞式结构,具有高度集成化的设计,有效减少体积和重量。

14、2.自适应海水压力:通过波形弹簧和柱塞的协同工作,实现对外部海水压力的自适应,保证液压系统内部压力平衡。

15、3.高效密封性能:柱塞端装有高性能密封件,与波形弹簧配合,实现液压油与海水的有效隔离。

16、4.低温环境适应性:油箱内充满适用于低温环境的液压油,确保在深海低温条件下液压系统正常工作。

17、5.深海环境可靠性:经过特殊设计和材料选择,该压力补偿器成功应用于600米水下电液作动器,展现了良好的深海环境适应性和可靠性。



技术特征:

1.一种自适应波形弹簧柱塞式深海电液作动器压力补偿器,其特征在于:包括油箱、柱塞端盖、波形弹簧、油箱端盖、柱塞、深水组合密封组件、双向泵,油箱:作为液压系统的储油单元;油箱内充满适用于低温环境的液压油;柱塞端盖:固定于油箱的端部,为波形弹簧、柱塞提供支撑;波形弹簧:设置在油箱端盖与柱塞端盖之间,提供高的弹性力,用于压力的自我调节;油箱端盖:封闭油箱的另一端,保护柱塞端盖、波形弹簧、柱塞、双向泵;柱塞:通过油箱端盖安装在油箱上,一端位于油箱内,另一端暴露在海水环境中,并与波形弹簧配合工作,实现压力自动补偿功能;深水组合密封组件:设置在柱塞与油箱端盖端之间,与波形弹簧配合,实现液压油与海水的有效隔离。

2.根据权利要求1所述的自适应波形弹簧柱塞式深海电液作动器压力补偿器,其特征在于:深水组合密封组件包括刮泥环、组合防水封、组合油封、导向环,刮泥环、组合防水封、组合油封、导向环依次从外向内依次设置在在柱塞与油箱端盖之间。

3.根据权利要求2所述的自适应波形弹簧柱塞式深海电液作动器压力补偿器,其特征在于:刮泥环:用于清除柱塞表面的附着物,维持其清洁;组合防水封:用于防止海水渗透;组合油封:用于确保油箱内液压油不泄漏;导向环:用于引导柱塞进行平稳的直线运动。

4.根据权利要求1所述的自适应波形弹簧柱塞式深海电液作动器压力补偿器,其特征在于:油箱端盖外端设置防尘罩,用于保护柱塞不受外界污染物的影响。

5.根据权利要求1所述的自适应波形弹簧柱塞式深海电液作动器压力补偿器,其特征在于:柱塞端盖与油箱端盖之间设置限位衬套,用于限制柱塞的行程,保证其运动精度。

6.根据权利要求1所述的自适应波形弹簧柱塞式深海电液作动器压力补偿器,其特征在于:双向泵内置于油箱中,给电液作动器负责提供液压动力。

7.根据权利要求1所述的自适应波形弹簧柱塞式深海电液作动器压力补偿器,其特征在于:柱塞端盖通过紧固螺钉与柱塞固定连接。

8.根据权利要求1所述的自适应波形弹簧柱塞式深海电液作动器压力补偿器,其特征在于:该压力补偿器用于深海环境用电液作动器。

9.根据权利要求1所述的自适应波形弹簧柱塞式深海电液作动器压力补偿器,其特征在于:该压力补偿器为柱塞式结构。


技术总结
本发明涉及一种自适应波形弹簧柱塞式深海电液作动器压力补偿器,包括油箱、柱塞端盖、波形弹簧、油箱端盖、柱塞、深水组合密封组件、双向泵,油箱:作为液压系统的储油单元;油箱内充满适用于低温环境的液压油;柱塞端盖:固定于油箱的端部,为波形弹簧、柱塞提供支撑;波形弹簧:设置在油箱端盖与柱塞端盖之间,提供高的弹性力,用于压力的自我调节;油箱端盖:封闭油箱的另一端,保护柱塞端盖、波形弹簧、柱塞、双向泵;柱塞:通过油箱端盖安装在油箱上,一端位于油箱内,另一端暴露在海水环境中,并与波形弹簧配合工作,实现压力自动补偿功能;深水组合密封组件:设置在柱塞与油箱端盖端之间,与波形弹簧配合,实现液压油与海水的有效隔离。

技术研发人员:葛于国,王小强,季建刚,孙灿兴,高伟,胡伟民
受保护的技术使用者:上海海岳液压机电工程有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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