專(zhuān)利名稱(chēng)：用于水下充油系統(tǒng)的壓力均衡保持器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水下聲納電子設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于水下充油系統(tǒng)的壓力均衡保持器，尤其適用于大深度水下聲納電子設(shè)備充油系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與海水壓力保持均衡。
背景技術(shù)：
大深度水下聲納電子設(shè)備裝載在水下拖曳平臺(tái)中，水下設(shè)備由拖曳母船通過(guò)充油拖曳纜拖動(dòng)航行。為了提高聲納設(shè)備的耐壓能力，水下拖曳平臺(tái)中的聲納基陣是充油的，拖曳纜及互聯(lián)電纜均是充油的，使整個(gè)水下聲納電子系統(tǒng)保持與海水壓力均衡，這種實(shí)現(xiàn)壓力均衡的設(shè)備稱(chēng)為壓力平衡保持器，壓力均衡保持器的作用是保證充油設(shè)備的內(nèi)部油壓略高于環(huán)境海水壓力，并在充油設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)泄漏時(shí)能夠迅速進(jìn)行壓力補(bǔ)償。目前，已經(jīng)有了若干用于水下設(shè)備的壓力平衡保持器，這類(lèi)補(bǔ)償器由外殼、隔膜、 彈簧等組成，它的基本原理是通過(guò)膜片感應(yīng)海水環(huán)境壓力，通過(guò)活塞將海水環(huán)境壓力傳遞到整個(gè)充油系統(tǒng)中。但這種壓力保持器存在一些問(wèn)題，比如有的壓力補(bǔ)償器是為水下液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)壓力補(bǔ)償設(shè)計(jì)的，必須保證高精度的壓力補(bǔ)償，壓力感應(yīng)及補(bǔ)償裝置過(guò)于復(fù)雜；而通常用于水下潛器的壓力保持器，當(dāng)因泄漏缺油時(shí)，由于不能在工作過(guò)程中進(jìn)行補(bǔ)油，需要上浮至水面進(jìn)行補(bǔ)油。而對(duì)于大深度水下拖曳設(shè)備，拖曳平臺(tái)由水下上浮到海面需要的時(shí)間較長(zhǎng)，環(huán)境中的海水會(huì)進(jìn)入水下聲納電子設(shè)備中，由于隔膜是橡膠添加纖維織物復(fù)合加工而成，會(huì)出現(xiàn)老化，出現(xiàn)泄漏，一旦出現(xiàn)泄漏，海水侵入充油系統(tǒng)，會(huì)造成水下聲納電子設(shè)備的損壞。因此，需要設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)易的壓力保持設(shè)備，可以對(duì)大深度水下拖曳設(shè)備的充油系統(tǒng)自動(dòng)補(bǔ)償，同時(shí)保證設(shè)備的可靠性。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，為了提高聲納設(shè)備耐壓性能，使得整個(gè)水下充油系統(tǒng)與海水壓力的均衡，從而提供用于水下充油系統(tǒng)的壓力均衡保持器，這是一種充油系統(tǒng)的海水環(huán)境壓力均衡保持裝置。尤其對(duì)于水下充油設(shè)備，油壓要保持略微高于海水環(huán)境壓力，又能夠快速自動(dòng)補(bǔ)償由于泄漏產(chǎn)生的壓力下降，對(duì)于靜壓充油設(shè)備，通常是不容許油體的泄漏，發(fā)生泄漏需要將設(shè)備上浮進(jìn)行檢查，但對(duì)于大深度拖曳的聲納系統(tǒng)，從水下上浮到水面需要幾十分鐘的時(shí)間，要求在這段時(shí)間內(nèi)，油壓能夠自動(dòng)補(bǔ)償。同時(shí)，為了提高壓力保持設(shè)備的可靠性，需要進(jìn)行可靠性水密設(shè)計(jì)。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案提出一種用于水下充油系統(tǒng)的壓力均衡保持器，其特征在于，它包括海水壓力感知傳遞單元和油壓快速自動(dòng)補(bǔ)償單元；所述的海水壓力感知傳遞單元包括同軸設(shè)置的上殼體12、下殼體15、彈簧14、滾動(dòng)膜片13、活塞10、活塞連桿9和油壓控制桿5 ；[0010]所述的上殼體12和和下殼體15之間固定連接，所述的下殼體15開(kāi)設(shè)有通孔，所述的滾動(dòng)膜片13通過(guò)彈簧14和固定板安裝在上殼體12和下殼體15之間，所述的活塞10 設(shè)置在滾動(dòng)膜13的上方，所述的活塞桿9與油壓控制桿5鎖緊連接；所述的下殼體15的上端密封固定于油壓快速自動(dòng)補(bǔ)償單元上；所述的油壓快速自動(dòng)補(bǔ)償單元包括充油閥，該充油閥用于通過(guò)油壓控制桿5的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)充油油路的開(kāi)啟和關(guān)閉。作為上述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述的充油閥包括充油閥閥芯2和復(fù)位彈簧3， 所述的充油閥閥芯2通過(guò)復(fù)位彈簧3壓接在油壓控制桿5的凸輪曲面上。作為上述技術(shù)方案的又一種改進(jìn)，所述的上殼體12和下殼體15通過(guò)法蘭18固定連接。作為上述技術(shù)方案的再一種改進(jìn)，所述的滾動(dòng)膜13采用纖維織物復(fù)合加工而成， 呈圓筒形，該滾動(dòng)膜13開(kāi)口端的環(huán)形密封墊壓裝在上殼體12和下殼體15之間的法蘭18 中。作為優(yōu)選，所述的纖維織物為橡膠。作為上述技術(shù)方案的還一種改進(jìn)，所述的活塞10和上殼體12之間設(shè)有密封圈11。作為上述技術(shù)方案的另一種改進(jìn)，所述的下殼體15的上端通過(guò)緊固螺栓7固定于油壓快速自動(dòng)補(bǔ)償單元上，且設(shè)置有油密環(huán)6。作為上述技術(shù)方案的另一種改進(jìn)，所述的彈簧14通過(guò)穿設(shè)固定于下殼體15的通孔內(nèi)的彈簧導(dǎo)桿19垂直設(shè)置，該彈簧導(dǎo)桿19上設(shè)有進(jìn)水孔20，用于下殼體容腔和海水的連
ο本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的內(nèi)外壓均衡保持器的組成包括海水壓力感知和傳遞單元、油壓快速自動(dòng)補(bǔ)償單元。兩個(gè)單元的組成包括海水壓力感知傳遞單元由殼體、滾動(dòng)膜片、固定板、彈簧、活塞、控制桿組成。殼體分為上殼體和下殼體，上下殼體通過(guò)法蘭連接，下殼體上設(shè)有與環(huán)境海水相連的通孔，使下殼體內(nèi)充滿海水，在下殼體內(nèi)，安裝滾動(dòng)膜，滾動(dòng)膜為圓筒形，安裝在上下殼體之間，滾動(dòng)膜開(kāi)口端的環(huán)形密封墊壓裝在法蘭上，滾動(dòng)膜將前套筒與后套筒構(gòu)成的內(nèi)部空間分隔為上腔及下腔，用固定板、彈簧固定；活塞裝在上殼體上，活塞設(shè)置在上腔中與滾動(dòng)膜保持一定距離，活塞桿與油壓控制桿滑動(dòng)連接。壓簧設(shè)置在外腔中并抵在滾動(dòng)膜與下腔體底部之間，滾動(dòng)膜與活塞之間形成空腔，提高水密性能。油壓快速自動(dòng)補(bǔ)償單元包括充油閥閥芯、復(fù)位彈簧組成的充油閥，充油閥閥芯通過(guò)復(fù)位彈簧向右壓在控制桿左側(cè)面的凸輪曲面上。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，針對(duì)水下聲納設(shè)備內(nèi)外壓均衡的要求，采用了一種簡(jiǎn)易的海水壓力感知裝置，既能保證內(nèi)壓略高于環(huán)境海水壓力，防止泄露發(fā)生時(shí)海水侵入，又不會(huì)使水下壓力保持器結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，導(dǎo)致可靠性的降低。通過(guò)油壓快速補(bǔ)償單元，完成了對(duì)充油系統(tǒng)泄露導(dǎo)致的油壓下降補(bǔ)償。本實(shí)用新型主要用于大深度水下拖曳聲納系統(tǒng)的充油設(shè)備的內(nèi)外壓力均衡，并能補(bǔ)償由于泄漏產(chǎn)生的油壓下降，對(duì)聲納設(shè)備進(jìn)行有效保護(hù)。該液壓補(bǔ)償器，可安裝在充滿液壓油的水下設(shè)備內(nèi)部，滿足水下設(shè)備重量輕、體積小、小型化、集成化要求，同時(shí)降低水下設(shè)備的制造成本。

[0022] 圖1是本實(shí)用新型用于水下充油系統(tǒng)的壓力均衡保持器的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)識(shí)[0024]1、進(jìn)油口2、充油閥閥芯3、復(fù)位彈簧[0025]4、油封5、油壓控制桿6、油封環(huán)[0026]7、緊固螺栓8、閥門(mén)滑動(dòng)腔9、活塞連桿[0027]10、活塞11、密封圈12、上殼體[0028]13、滾動(dòng)膜片14、彈簧15、下殼體[0029]16、螺栓17、充油空腔18、法蘭[0030]19、彈簧導(dǎo)桿20、進(jìn)水孔
具體實(shí)施方式
為了更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施步驟做進(jìn)一步的描述。如圖1所示，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的內(nèi)外壓均衡保持器的組成包括海水壓力感知和傳遞單元、油壓快速自動(dòng)補(bǔ)償單元。兩個(gè)單元的組成包括1)海水壓力感知傳遞單元由下殼體15、滾動(dòng)膜片13、固定板、彈簧14、活塞10、 活塞連桿9、控制桿5組成。在下殼體內(nèi)，滾動(dòng)膜片13的外圈固定在下殼體法蘭18的凹槽中，用固定板、彈簧14固定，活塞10裝在上殼體12上，活塞桿9與油壓控制桿5鎖緊連接。2)油壓快速自動(dòng)補(bǔ)償單元包括充油閥閥芯2、復(fù)位彈簧3、油封4組成的充油閥， 充油閥閥芯2通過(guò)復(fù)位彈簧3向右壓在油壓控制桿5左側(cè)面的凸輪曲面上。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的內(nèi)外壓均衡保持器的工作原理如下1)海水壓力感知傳遞單元滾動(dòng)膜片13是橡膠等纖維織物復(fù)合加工而成，既是密封元件又是液體壓力傳遞的感知彈性元件。滾動(dòng)膜片具有線性特性，即沿軸向變形時(shí)，驅(qū)動(dòng)膜片的軸向移動(dòng)的力是常數(shù)，這一特性可以保證對(duì)海水環(huán)境壓力的正確感知。同時(shí)滾動(dòng)膜片在工作過(guò)程中處于滾動(dòng)狀態(tài)，摩擦阻力小，膜片移動(dòng)只需很小的力，行程大，密封可靠。彈簧14的作用是預(yù)加一個(gè)微小壓力到內(nèi)部油體中，保證聲納充油體的壓力略高于海水環(huán)境的壓力，以防止海水侵入聲納電子系統(tǒng)。彈簧導(dǎo)桿19為彈簧14提供軸向移動(dòng)導(dǎo)向，防止彈簧的橫向搖擺，而彈簧導(dǎo)桿19內(nèi)的進(jìn)水孔20，可以保證海水通過(guò)該進(jìn)水孔順暢進(jìn)入下殼體容腔內(nèi)。對(duì)海水環(huán)境壓力感知單元進(jìn)行了三層密封設(shè)計(jì)。第一道密封式滾動(dòng)膜片13。滾動(dòng)膜片13把海水與充油體隔離開(kāi)。第二道密封式密閉容腔。上殼體12和下殼體15通過(guò)法蘭18用螺栓16固定在一起，在密封活塞10與滾動(dòng)膜片13之間自然形成了一個(gè)密閉容腔17，它具有特殊的用途，該容腔中的液壓油幾乎處于靜止的狀態(tài)，內(nèi)部壓力與與滾動(dòng)膜片上部的壓力是相同的，一旦出現(xiàn)滾動(dòng)膜片13失效，海水進(jìn)入該密閉容腔，由于油比海水輕而總是浮于海水之上，海水在此密閉的容腔中不可能超出油隔離層而接觸活塞，除非此密閉容腔中的油液全部泄漏完畢，而從理論上講，密閉容腔中的油是不會(huì)完全泄漏出去的。同時(shí)，該密閉容腔又具有靜壓傳遞的作用，把海水的環(huán)境壓力與彈簧14的預(yù)加壓力傳遞給活塞組件。[0042]第三道密封式活塞密封。活塞10與上殼體12之間用耐油橡膠密封“0”型圈進(jìn)行油液密封結(jié)構(gòu)，可以分隔上下容腔中的油體，不會(huì)使海水壓力感知組件失效后海水侵入到上容腔?；钊麠U9和油壓控制桿5為鎖緊連接。充油閥向左移動(dòng)時(shí)形成一個(gè)閥門(mén)滑動(dòng)腔8。 當(dāng)充油的聲納電子系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏時(shí)，活塞桿9向上移動(dòng)推動(dòng)油壓控制桿5，通過(guò)控制桿上的凸輪曲面控制充油閥閥芯2向左移動(dòng)，打開(kāi)閥口，通過(guò)進(jìn)油口 1進(jìn)行充油。充油后，活塞桿 9會(huì)帶動(dòng)油壓控制桿5 —起向下運(yùn)動(dòng)，充油閥芯在復(fù)位彈簧3的作用下，充油閥閥芯2向右移動(dòng)，直到充油閥閥芯2運(yùn)動(dòng)到進(jìn)油口 1處的閥門(mén)滑動(dòng)空腔8左端時(shí)，閥口關(guān)閉，完成補(bǔ)油任務(wù)。通過(guò)三層水密設(shè)計(jì)，保持器泄漏的情況幾乎可以避免，一旦發(fā)生泄漏，使得上油艙的油壓降低，導(dǎo)致活塞10帶動(dòng)活塞桿9及油壓控制桿5向上運(yùn)動(dòng)，打開(kāi)閥口進(jìn)行充油，由于上容腔出現(xiàn)泄漏，打開(kāi)閥口向上容腔充油后，活塞10不會(huì)立刻向下運(yùn)動(dòng)而關(guān)閉閥口，不會(huì)導(dǎo)致閥口的快速開(kāi)關(guān)等振動(dòng)現(xiàn)象。2)油壓快速自動(dòng)補(bǔ)償單元由于水下聲納電子系統(tǒng)在水下工作時(shí)，不可避免出現(xiàn)泄漏，導(dǎo)致油壓下降，甚至?xí)?dǎo)致聲納電子系統(tǒng)的實(shí)效。內(nèi)外壓均衡壓力保持裝置是不可或缺的單元。該單元的基本工作原理是，充油單元的進(jìn)油口 1從系統(tǒng)供油管引出，由于有加壓彈簧14的作用，使得供油系統(tǒng)中的油壓略高于環(huán)境海水壓力，保證正常充油。充油閥的開(kāi)閉與活塞桿9相連的油壓控制桿5控制，當(dāng)海水感知傳遞單元的上腔的油體泄漏到一定程度時(shí)，油壓控制桿5上升，由油壓控制桿5上的凸輪曲面向左頂開(kāi)充油閥芯2，充油閥打開(kāi)， 向海水壓力感知傳遞單元的上腔充油。充油過(guò)程中，油壓控制桿5隨活塞組件一起向下移動(dòng)，直至關(guān)閉充油閥。油壓控制桿5是一個(gè)位置控制機(jī)構(gòu)，由于它的作用，使海水的感知單元的活塞組件位置一直處在一定的范圍內(nèi)，保證水下充油系統(tǒng)的壓力始終高于海水環(huán)境壓力。最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種用于水下充油系統(tǒng)的壓力均衡保持器，其特征在于，它包括海水壓力感知傳遞單元和油壓快速自動(dòng)補(bǔ)償單元；所述的海水壓力感知傳遞單元包括同軸設(shè)置的上殼體(12)、下殼體(15)、彈簧(14)、 滾動(dòng)膜片(13)、活塞(10)、活塞連桿(9)和油壓控制桿(5)；所述的上殼體(1 和和下殼體(1 之間固定連接，所述的下殼體(1 開(kāi)設(shè)有通孔， 所述的滾動(dòng)膜片(1 通過(guò)彈簧(14)和固定板安裝在上殼體(1 和下殼體(1 之間，所述的活塞(10)設(shè)置在滾動(dòng)膜(1 的上方，所述的活塞桿(9)與油壓控制桿( 鎖緊連接； 所述的下殼體(1 的上端密封固定于油壓快速自動(dòng)補(bǔ)償單元上；所述的油壓快速自動(dòng)補(bǔ)償單元包括充油閥，該充油閥用于通過(guò)油壓控制桿(5)的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)充油油路的開(kāi)啟和關(guān)閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水下充油系統(tǒng)的壓力均衡保持器，其特征在于，所述的充油閥包括充油閥閥芯(2)和復(fù)位彈簧(3)，所述的充油閥閥芯(2)通過(guò)復(fù)位彈簧(3)壓接在油壓控制桿(5)的凸輪曲面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水下充油系統(tǒng)的壓力均衡保持器，其特征在于，所述的上殼體(1 和下殼體(1 通過(guò)法蘭(18)固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于水下充油系統(tǒng)的壓力均衡保持器，其特征在于，所述的滾動(dòng)膜(1 采用纖維織物復(fù)合加工而成，呈圓筒形，該滾動(dòng)膜(1 開(kāi)口端的環(huán)形密封墊壓裝在上殼體(12)和下殼體(15)之間的法蘭(18)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于水下充油系統(tǒng)的壓力均衡保持器，其特征在于，所述的纖維織物為橡膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水下充油系統(tǒng)的壓力均衡保持器，其特征在于，所述的活塞(10)和上殼體(12)之間設(shè)有密封圈(11)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水下充油系統(tǒng)的壓力均衡保持器，其特征在于，所述的下殼體(1 的上端通過(guò)緊固螺栓(7)固定于油壓快速自動(dòng)補(bǔ)償單元上，且設(shè)置有油密環(huán) (6)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水下充油系統(tǒng)的壓力均衡保持器，其特征在于，所述的彈簧(14)通過(guò)穿設(shè)固定于下殼體(1 的通孔內(nèi)的彈簧導(dǎo)桿(19)設(shè)置，該彈簧導(dǎo)桿(19) 上設(shè)有進(jìn)水孔(20)，用于下殼體容腔和海水的連通。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于水下充油系統(tǒng)的壓力均衡保持器，包括海水壓力感知傳遞單元和油壓快速自動(dòng)補(bǔ)償單元；所述的海水壓力感知傳遞單元包括同軸設(shè)置的上殼體、下殼體、彈簧、滾動(dòng)膜片、活塞、活塞連桿和油壓控制桿；所述的上殼體和和下殼體之間固定連接，所述的下殼體開(kāi)設(shè)有通孔，所述的滾動(dòng)膜片通過(guò)彈簧和固定板安裝在上殼體和下殼體之間，所述的活塞設(shè)置在滾動(dòng)膜的上方，所述的活塞桿與油壓控制桿鎖緊連接；所述的下殼體的上端密封固定于油壓快速自動(dòng)補(bǔ)償單元上；所述的油壓快速自動(dòng)補(bǔ)償單元包括充油閥，該充油閥用于通過(guò)油壓控制桿的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)充油油路的開(kāi)啟和關(guān)閉。它對(duì)充油系統(tǒng)自動(dòng)補(bǔ)償，并通過(guò)多層水密結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)保證設(shè)備的可靠性。
文檔編號(hào)G01S7/52GK202071982SQ201120234109
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者葉青, 戴戈, 文佳, 李宇, 黃勇, 黃海寧 申請(qǐng)人:蘇州桑泰海洋儀器研發(fā)有限責(zé)任公司