專利名稱：深海海水靜壓利用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水下工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及深海海水靜壓利用裝置。
背景技術(shù)：
在水下工程技術(shù)領(lǐng)域，通過探測船水面甲板投放的各種有纜調(diào)查設(shè)備，是深海勘 查和探測作業(yè)中被廣泛采用的技術(shù)裝備。這類裝備的吊放以及水下調(diào)查和取樣作業(yè)，一 般都需要調(diào)查纜來承受其水下重量，同時，還需要調(diào)查纜提供電力供給和通訊、數(shù)據(jù)傳輸通 道，以便于操作者在水面甲板上對水下調(diào)查設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測與操縱。在調(diào)查裝備的動力供給 上，主要有纜供動力和自帶電池動力兩種，但對于功能較為單一的設(shè)備，如果采取這兩種動 力供給方式，一般還需要配備能量轉(zhuǎn)換裝置，如液壓系統(tǒng)等。顯然，這不利于設(shè)備的水下重 量控制。調(diào)查裝備在水下的重量直接影響到調(diào)查纜的使用可靠性和壽命、以及設(shè)備自身的 靈活性。通常情況下，在調(diào)查設(shè)備功能設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，常采用加配水下高強(qiáng)度浮力的方式來 有效降低其水下重量，然而，其經(jīng)濟(jì)成本勢必增加，設(shè)備的外形尺寸也不易于控制。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于較高靜壓
海洋環(huán)境下各種勘查、取樣作業(yè)裝備的動力供給，結(jié)構(gòu)簡單、制作成本低、重力密度低、能量
消耗低、工作效率高的深海海水靜壓利用裝置。 為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案 —種深海海水靜壓利用裝置，包括皮囊蓄能器、活塞蓄能器、液壓伸縮油缸和可通 過控制液壓油流向驅(qū)動液壓伸縮油缸伸縮的換向閥組，所述皮囊蓄能器與換向閥組所設(shè)的 輸入端口連通，所述液壓伸縮油缸與換向閥組所設(shè)的工作端口連通，所述活塞蓄能器與換 向閥組所設(shè)的回流端口連通。 所述換向閥組包括四通換向閥、第一兩通閥和第二兩通閥，所述第一兩通閥的入 口為換向閥組的輸入端口，所述第二兩通閥的出口為換向閥組的回流端口，所述四通換向 閥的A工作口和B工作口為換向閥組的工作端口 ，所述皮囊蓄能器經(jīng)第一兩通閥與四通投 向閥的P輸入口連接，所述液壓伸縮油缸的無桿腔與四通換向閥的A工作口連通，液壓伸縮 油缸的有桿腔與四通換向閥的B工作口連通，所述活塞蓄能器經(jīng)第二兩通閥與四通投向閥 的T回流口連接。 所述皮囊蓄能器依次經(jīng)第一截止閥和允許液壓油從皮囊蓄能器流向第一兩通閥 的第一單向閥與第一兩通閥連通，所述活塞蓄能器經(jīng)允許液壓油從活塞蓄能器流向第二兩 通閥的第二單向閥與第二兩通閥連通。 所述皮囊蓄能器與活塞蓄能器之間連有回油支路，所述回油支路一端連接于第一
截止閥與第一單向閥之間，另一端連接于活塞蓄能器與第二單向閥之間。 所述回油支路上設(shè)有第二截止閥和允許液壓油從活塞蓄能器流向皮囊蓄能器的
第三單向閥。
3[0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于可以利用深海海水靜壓對皮囊蓄能器 的擠壓作用以及活塞蓄能器內(nèi)空氣的可壓縮性，使皮囊蓄能器與活塞蓄能器之間形成壓力 差，從而使皮囊蓄能器中存放的工作介質(zhì)(液壓油)流向活塞蓄能器，使皮囊蓄能器與活塞 蓄能器中的壓力逐漸平衡，并在此過程中，通過換向閥組控制液壓油的流經(jīng)路徑，將壓力油 交替通向液壓伸縮油缸的有桿腔和無桿腔，從而使液壓伸縮油缸實(shí)現(xiàn)伸縮運(yùn)動，為深海作 業(yè)裝備提供動力；在皮囊蓄能器與活塞蓄能器的壓力逐漸平衡的過程中，可通過換向閥組 中的截止閥、單向閥、兩通閥和四通換向閥等閥類元件控制工作介質(zhì)的流經(jīng)通道和流量大 小，實(shí)現(xiàn)對單一功能執(zhí)行元件的驅(qū)動，從而完成深海作業(yè)裝備對應(yīng)的功能；在深海作業(yè)裝備 執(zhí)行完相應(yīng)功能后，將本實(shí)用新型的深海海水靜壓利用裝置提升出水面，開通回油支路，將 在工作過程中流至活塞蓄能器內(nèi)的工作介質(zhì)擠壓至皮囊蓄能器，完成工作介質(zhì)的回收；再 次將本實(shí)用新型的深海海水靜壓利用裝置放入深海，即可進(jìn)行重復(fù)作業(yè)。

圖1是本實(shí)用新型的原理圖； 圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中各標(biāo)號表示 1、皮囊蓄能器；2、活塞蓄能器；3、換向閥組；4、液壓伸縮油缸；5、第一截止閥；6、 第一單向閥；7、第二單向閥；8、回油支路；9、第二截止閥；10、第三單向閥；31、四通換向閥； 32、第一兩通閥；33、第二兩通閥；41、無桿腔；42、有桿腔。
具體實(shí)施方式如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的深海海水靜壓利用裝置，包括皮囊蓄能器1、活塞 蓄能器2、液壓伸縮油缸4和可通過控制液壓油流向驅(qū)動液壓伸縮油缸4伸縮的換向閥組 3，皮囊蓄能器1與換向閥組3所設(shè)的輸入端口連通，液壓伸縮油缸4與換向閥組3所設(shè)的 工作端口連通，活塞蓄能器2與換向閥組3所設(shè)的回流端口連通。皮囊蓄能器1外壁設(shè)有 開孔，可將海水引入進(jìn)而依靠海水壓力去擠壓皮囊蓄能器1的內(nèi)囊，活塞蓄能器2的外囊有 加壓工藝孔，用于將執(zhí)行工作時進(jìn)入到活塞蓄能器2的液壓油排空。本實(shí)施例中，換向閥組 3包括四通換向閥31、第一兩通閥32和第二兩通閥33，第一兩通閥32的入口為換向閥組3 的輸入端口 ，第二兩通閥33的出口為換向閥組3的回流端口 ，四通換向閥31的A工作口和 B工作口為換向閥組3的工作端口 ，皮囊蓄能器1經(jīng)第一兩通閥32與四通換向閥31的P輸 入口連接，液壓伸縮油缸4的無桿腔41與四通換向閥31的A工作口連通，液壓伸縮油缸4 的有桿腔42與四通換向閥31的B工作口連通，活塞蓄能器2經(jīng)第二兩通閥33與四通換向 閥31的T回流口連接。第一兩通閥32和第二兩通閥33主要起到支路管路通斷控制作用， 使功能執(zhí)行完畢時油缸鎖定，四通換向閥31則是實(shí)現(xiàn)液壓油線路切換，實(shí)現(xiàn)對油缸的伸縮 控制。皮囊蓄能器1依次經(jīng)第一截止閥5和第一單向閥6與第一兩通閥32連通，第一單向 閥6允許液壓油從皮囊蓄能器1流向第一兩通閥32，反向截止，第一單向閥6用于保證在系 統(tǒng)未開啟時，防止液壓油與后續(xù)管路導(dǎo)通?；钊钅芷?經(jīng)第二單向閥7與第二兩通閥33 連通，第二單向閥7允許液壓油從塞式蓄能器2流向第二兩通閥33，反向截止。皮囊蓄能器 1與活塞蓄能器2之間連有回油支路8，回油支路8 —端連接于第一截止閥5與第一單向閥6之間，另一端連接于活塞蓄能器2與第二單向閥7之間，在回油支路8上從活塞蓄能器2 至皮囊蓄能器1依次設(shè)有第三單向閥10和第二截止閥9，第三單向閥10允許液壓油從活塞 蓄能器2流向皮囊蓄能器1，反向截止，待系統(tǒng)功能執(zhí)行完畢后，回油支路8為進(jìn)入到活塞蓄 能器2內(nèi)的液壓油壓回到皮囊蓄能器1提供通路。 工作原理本實(shí)用新型的深海海水靜壓利用裝置進(jìn)入深海后，在深海海水靜壓作 用下，皮囊蓄能器1的內(nèi)囊受擠壓，使皮囊蓄能器1與活塞蓄能器2之間存在壓差，利用深 海海水靜壓對皮囊蓄能器1的擠壓作用，以及活塞蓄能器2內(nèi)空氣的可壓縮性，使皮囊蓄能 器1與活塞蓄能器2之間形成壓力差，從而使皮囊蓄能器1中存放的工作介質(zhì)(液壓油) 流向活塞蓄能器2，使皮囊蓄能器1與活塞蓄能器2中的壓力逐漸平衡，并在此過程中，通過 換向閥組3控制液壓油的流經(jīng)路徑，將壓力油交替通向液壓伸縮油缸4的有桿腔42和無桿 腔41，從而使液壓伸縮油缸4實(shí)現(xiàn)伸縮運(yùn)動，為深海作業(yè)裝備提供動力。 本實(shí)用新型的深海海水靜壓利用裝置下水前，皮囊蓄能器1內(nèi)裝滿壓力為一個標(biāo) 準(zhǔn)大氣壓的液壓油，活塞蓄能器2內(nèi)沒有液壓油，其內(nèi)充滿壓力為一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的自然 空氣，同時將第一截止閥5開啟，第二截止閥9關(guān)閉，且第一兩通閥32、第二兩通閥33及四 通換向閥31處于中位。進(jìn)入深海環(huán)境后，先控制第一兩通閥32和第二兩通閥33開啟，使 之處于通路狀態(tài)，然后控制四通換向閥31右位導(dǎo)通，使液壓油進(jìn)入液壓伸縮油缸4的無桿 腔41，即可實(shí)現(xiàn)液壓伸縮油缸4的伸出，在液壓伸縮油缸4伸出過程中，控制四通換向閥31 至中位，油缸停止伸縮，即可使油缸驅(qū)動的深海作業(yè)裝備處于狀態(tài)保持階段，控制四通換向 閥31至左位時，即可實(shí)現(xiàn)液壓伸縮油缸4收縮，在收縮過程中，原本進(jìn)入到無桿腔41的液 壓油經(jīng)四通換向閥31的T回流口流至活塞蓄能器2，液壓伸縮油缸4再次伸出時，有桿腔42 中的液壓油也經(jīng)四通換向閥31的T回流口流至活塞蓄能器2。深海作業(yè)裝備相應(yīng)功能執(zhí)行 完畢后，控制四通換向閥31處于中位，第一兩通閥32和第二兩通閥33處于斷路狀態(tài)，保持 液壓伸縮油缸4的狀態(tài)。設(shè)備提升至船甲板后，在皮囊蓄能器1與四通換向閥31之間接入 一定壓力的船供液壓源，通過相應(yīng)控制即可使液壓伸縮油缸4的活塞桿產(chǎn)生反向運(yùn)動，從 而使液壓伸縮油缸4回到初始狀態(tài)。再打開活塞蓄能器2底部，接通高壓氣泵，打開第二截 止閥9，即可使在工作過程中進(jìn)入到活塞蓄能器2中的液壓油通過回油支路8回流至皮囊蓄 能器1，從而使本深海海水靜壓壓力利用裝置回到可循環(huán)工作狀態(tài)。本實(shí)用新型的深海海水 靜壓利用裝置在皮囊蓄能器1與活塞蓄能器2的壓力逐漸平衡的過程中，可通過換向閥組 3中的截止閥、單向閥、兩通閥和四通換向閥等閥類元件控制工作介質(zhì)的流經(jīng)通道和流量大 小，實(shí)現(xiàn)對單一功能執(zhí)行元件的驅(qū)動，從而完成深海作業(yè)裝備對應(yīng)的功能；在深海作業(yè)裝備 執(zhí)行完相應(yīng)功能后，將本實(shí)用新型的深海海水靜壓利用裝置提升出水面，開通回油支路8， 將在工作過程中流至活塞蓄能器2內(nèi)的工作介質(zhì)擠壓至皮囊蓄能器l，完成工作介質(zhì)的回 收，再次將本實(shí)用新型的深海海水靜壓利用裝置放入深海，即可進(jìn)行重復(fù)作業(yè)。 上述實(shí)施例僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本實(shí)用新型的原理的前提下，還可以作出若干等同變換，這些等同變換 均應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種深海海水靜壓利用裝置，其特征在于包括皮囊蓄能器(1)、活塞蓄能器(2)、液壓伸縮油缸(4)和可通過控制液壓油流向驅(qū)動液壓伸縮油缸(4)伸縮的換向閥組(3)，所述皮囊蓄能器(1)與換向閥組(3)所設(shè)的輸入端口連通，所述液壓伸縮油缸(4)與換向閥組(3)所設(shè)的工作端口連通，所述活塞蓄能器(2)與換向閥組(3)所設(shè)的回流端口連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海海水靜壓利用裝置，其特征在于所述換向閥組(3)包 括四通換向閥(31)、第一兩通閥(32)和第二兩通閥(33)，所述第一兩通閥(32)的入口為 換向閥組(3)的輸入端口，所述第二兩通閥(33)的出口為換向閥組(3)的回流端口，所述 四通換向閥(31)的A工作口和B工作口為換向閥組(3)的工作端口，所述皮囊蓄能器(1) 經(jīng)第一兩通閥(32)與四通投向閥(31)的P輸入口連接，所述液壓伸縮油缸(4)的無桿腔 (41)與四通換向閥(31)的A工作口連通，液壓伸縮油缸(4)的有桿腔(42)與四通換向閥 (31)的B工作口連通，所述活塞蓄能器(2)經(jīng)第二兩通閥(33)與四通投向閥(31)的T回 流口連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的深海海水靜壓利用裝置，其特征在于所述皮囊蓄能器(1) 依次經(jīng)第一截止閥(5)和允許液壓油從皮囊蓄能器(1)流向第一兩通閥(32)的第一單向 閥(6)與第一兩通閥(32)連通，所述活塞蓄能器(2)經(jīng)允許液壓油從活塞蓄能器(2)流向 第二兩通閥(33)的第二單向閥(7)與第二兩通閥(33)連通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的深海海水靜壓利用裝置，其特征在于所述皮囊蓄能器(1) 與活塞蓄能器(2)之間連有回油支路(8)，所述回油支路(8) —端連接于第一截止閥(5)與 第一單向閥(6)之間，另一端連接于活塞蓄能器(2)與第二單向閥(7)之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的深海海水靜壓利用裝置，其特征在于所述回油支路(8)上 設(shè)有第二截止閥(9)和允許液壓油從活塞蓄能器(2)流向皮囊蓄能器(1)的第三單向閥 (10)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種深海海水靜壓利用裝置，包括皮囊蓄能器、活塞蓄能器、液壓伸縮油缸和可通過控制液壓油流向驅(qū)動液壓伸縮油缸伸縮的換向閥組，所述皮囊蓄能器與換向閥組所設(shè)的輸入端口連通，所述液壓伸縮油缸與換向閥組所設(shè)的工作端口連通，所述活塞蓄能器與換向閥組所設(shè)的回流端口連通。該深海海水靜壓利用裝置適用于較高靜壓海洋環(huán)境下各種勘查、取樣作業(yè)裝備的動力供給，并具有結(jié)構(gòu)簡單、制作成本低、重力密度低、能量消耗低、工作效率高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F15B1/02GK201502573SQ20092031074
公開日2010年6月9日 申請日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者吳冬華, 李鋒, 金星 申請人:長沙礦冶研究院