[发明专利]一种可应用于深海环境的自动换向海水增压器

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种水下机器人，具体地说是水下机器人浮力调节液压系统。

背景技术

伴随着海洋工程的发展，水下机器人得到了广泛的应用。由于人们对水下机器人低能耗的要求，浮力调节装置受到了广泛关注。海水泵式浮力调节系统更适合大潜深作业。液压动力源需要满足低能耗、高压力、高精度的调节要求。市场上的高压海水柱塞泵很普遍，但鉴于其在高压条件下的最低流量要求，在高压环境下不能实现小流量范围调节，且均为陆用产品，因此需要驱动元件提供较大功率。拥有一款低流量、高排压的液压动力源是实现水下机器人浮力精确调节的关键。研制高精度、高排压的海水增压器，对水下机器人浮力调节技术的发展具有重要意义和价值。

“液压与启动”期刊刊登的“自动连续液压增压器研究与设计”文章中研制了一种可连续增压的液压增压器，文献中缸肩直径大于两侧活塞截面积，其自动换向通过链拉动切换阀，文献中增压器以油为介质，意在连续增压，无法应用于深海；丹麦Scanwill公司所生产的增压器，为单柱塞往复型增压器，存在流量空程，流量脉动和压力脉动均较大。

发明内容

本发明的目的在于提供为水下机器人浮力调节系统提供精确浮力调节能力的一种可应用于深海环境的自动换向海水增压器。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种可应用于深海环境的自动换向海水增压器，其特征是：包括切换阀、液动换向阀，切换阀安装在液动换向阀上；切换阀包括切换阀壳体以及安装在切换阀壳体里的切换阀阀芯，切换阀壳体上设置第一出水口、第二出水口以及切换阀低压出口，第一出水口和第二出水口均连通回水口，切换阀低压出口连通切换阀低压口，切换阀阀芯设置第一切换阀出口和第二切换阀出口；液动换向阀包括左缸体、右缸体、左缸体端盖、右缸体端盖、缸肩、柱塞杆、左活塞、右活塞、左液动换向阀芯、右液动换向阀芯，缸肩设置在左缸体和右缸体之间，左缸体缸盖安装在左缸体的端部，右缸体缸盖安装在右缸体的端部，左活塞设置在左缸体里，右活塞设置在右缸体里，柱塞杆穿过缸肩并安装在左活塞和右活塞之间，左缸体缸盖和左活塞之间形成第一低压腔，左活塞和缸肩之间形成第一高压腔，右缸体缸盖和右活塞之间形成第二低压腔，右活塞和缸肩之间形成第二高压腔，左缸体端盖端部安装液动换向阀芯左端盖，左缸体端盖里设置液动换向阀芯左腔，左液动换向阀芯安装在液动换向阀芯左腔里，左缸体端盖上设置左供压口、左腔出口，左供压口连通切换阀低压口，左腔出口通过管路连通第二切换阀出口，液动换向阀芯左端盖上设置左端盖开口，左端盖开口连通回水口，右缸体端盖端部安装液动换向阀芯右端盖，右缸体端盖里设置液动换向阀芯右腔，右液动换向阀芯安装在液动换向阀芯右腔里，右缸体端盖上设置右供压口、右腔出口，右供压口连通切换阀低压口，右腔出口通过管路连通第一切换阀出口，液动换向阀芯右端盖上设置右端盖开口，右端盖开口连通回水口。

本发明还可以包括：

1、左液动换向阀芯一端为圆柱型与左缸体端盖进行径向密封，左液动换向阀芯另一端为具有导向作用的三棱柱，与左端盖开口配合，右液动换向阀芯与左液动换向阀芯结构相同。

2、第一切换阀出口和第二切换阀出口的截面积直径小于切换阀阀芯截面积直径。

本发明的优势在于：

1、耐高外压：本发明专利采用耐外压设计，连接管路采用耐外压硬管，适用于深海高外压环境。

2、耐腐蚀：本发明专利采用不锈钢316L材料，耐海水腐蚀性强。

3、工作效率高：本发明专利能够在低压时通过旁路直接对系统进行流量供给，在高压时则通过增压器的二次增压对系统进行流量供给，实现了液压系统流量的双路供给，提高了工作效率。

4、流量脉动小：本发明专利采用双向作用柱塞自动换向结构，消除柱塞的流量空程，较已有的单向作用柱塞往复运动型增压器具有供给流量连续、脉动小的优点。

5、换向机构可靠：本发明专利的换向机构，在柱塞未走到极限位置时，绝对无法换向，直至柱塞顶到液动换向阀芯，切换阀液动换向后，柱塞反向运动。切换阀换向由液压控制，减少了机械连接造成的冲击，提高使用寿命。

6、无能耗：采用纯机械结构换向，不需要电信号，水下工作更可靠，且无能耗。

附图说明

图1为本发明的液压原理图；

图2为本发明柱塞右行液压示意图；

图3为本发明柱塞左行液压示意图；

图4为本发明结构示意图；

图5为液动换向阀芯三维图。

具体实施方式