[实用新型]一种水压扩张器

说明书

技术领域

本实用新型涉及水下作业工具，具体涉及一种水压扩张器，用于海洋或淡水湖泊。

背景技术

液压扩张器是由液压驱动的大型破拆救助器具，能提供较大的扩张力，用于扩开钢筋混凝土、石板等重物，主要适用于海洋、内河、湖泊的水下作业，也可用于消防、抢险救灾等行业。

目前市场上的液压扩张器产品均为油压类产品，用于水下作业时，是通过将陆用油压类扩张器进行一定的改装，虽然油压工具具有工作压力高，功率密度大等优点，但由于油介质本身的特点，决定了油压扩张器用于水下时会存在如下问题：

1)液压油和水不相容，当液压油泄漏到水中，会造成环境污染，当水渗入到油压系统，会引起元件的腐蚀和功能失效，从而降低工具的可靠性；

2)液压油的粘度大，且其粘温、粘压系数大，随着作业深度和范围的扩大，系统进油和回油管的沿程压力损失显著增大，工具效率明显降低；

3)油压扩张器和动力源之间必须设计成闭式系统，用于大深度作业时，必须增加压力补偿装置，从而增加了设备的体积、重量及复杂程度，降低了系统的可靠性与可维修性；

4)油压扩张器和动力源之间须采用进油和回油两根软管相连，因而水下作业时受风浪及海流的作用力大，对潜水员操作的干扰大；

5)不能够在水下直接更换作业工具，或者进行简单的维修，工具的适应性较差。

以上的缺点并不局限于油压扩张器，其它油压工具用于水下作业时也同样会存在这些缺点，为此，上世纪60年代，美国率先进行了海水液压水下作业工具的研究，随后，英国、日本，芬兰等国也相继展开这方面的研究，在我国，二十世纪90年代，以华中科技大学液压气动技术中心为代表的科研院所才相继开展了水液压技术的研究。研究中发现，液压技术虽与油压技术有很多相似之处，但由于水介质与液压油在理化特性方面存在较大区别，使得如果将油压扩张器直接改用海水介质存在如下技术问题：

1)泄漏问题，由于水的粘度只有油的1/30～1/40左右，因此，在同等压力下，通过相同密封缝隙的泄漏流量比油要大得多，约为20倍左右。

2)腐蚀问题，水特别是海水的腐蚀性强，由于海水中包含了大量的有机物、微生物、金属和非金属离子，而且海水中含盐率3.2～3.75，氯离子量大，海水是天然的电解质，因而它具有极强的腐蚀作用。

3)气蚀问题，由于水的汽化压力高(20℃时约为0.0023MPa，50℃时约为0.012MPa)，这比普通液压油高数千万倍，特别容易产生气蚀。气蚀造成元件表面金属剥落、粗糙，元件的工作寿命下降。

4)磨损问题，由于水介质的润滑性能很差，磨擦副对偶面难以形成液体润滑膜，也不能形成良好强度的边界膜，因此很容易造成干磨擦，加剧液压元件的磨损速度，引发失效。

由此可见，水压扩张器不是简单地将油压扩张器的油介质潜换成水介质，实现工作介质的改变，需要克服很多技术难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种水压扩张器，直接以海水或淡水作为工作介质进行作业，可靠性高，效率高，作业深度大，操作方便，环境相容性好。

水压扩张器，包括依次相接的换向阀、海水或淡水液压缸和扩张机构，换向阀控制海水或淡水液压缸伸缩，海水或淡水液压缸通过伸缩带动扩张臂张合实现扩张与牵引，所述换向阀包括阀座2.10、阀芯2.4、阀体2.7、换向套2.5和换向手柄2.1；阀体2.7内安放有阀芯2.4，阀芯2.4上端伸出阀体2.7并套有换向套2.5，换向套2.5上安装有换向手柄2.1；阀体2.7远离换向套2.5的一端连接阀座2.10；阀座2.10内设有四个流道，第一和第二流道分别与海水或淡水液压缸的无杆腔和有杆腔相连通，第三和第四流道分别为进水流道和出水流道；阀芯2.4内设有三个通道，通过转动阀芯2.4使得阀座的流道与阀芯的通道能够选择组合连通；在阀座的四个流道内分别设有浮动密封组件，浮动密封组件由弹簧2.9和中间开有通孔的密封块2.11组成，密封块2.11位于弹簧2.9的上端，密封块2.11在弹簧2.9的压力作用上保持与阀芯2.4的紧密接触。

本实用新型的技术效果体现在：

1)以海水或者淡水为工作介质，一方面绿色、环保，对环境完全没有污染，另一方面因为水的粘度比油小，压力损失小，工作效率高，作业深度显著增加；

2)本实用新型只需要一个高压水接口与动力源相连，回水直接排入大海中，无需回水管，水下作业时受潮流干扰小，操作方便；