[发明专利]一种深海液压执行器

说明书

本发明公开一种为深海应用液压执行器,包括缸体，齿条，齿轮轴，活塞，弹性组件，挡板。当执行器带压时，液压推动活塞，通过传动机构进而推动齿条做直线运动，弹性组件被压缩，齿条带动齿轮轴旋转，齿轮轴将扭矩传递至下端的阀，从而控制阀的流向。当执行器泄压时，弹性组件复位，推动齿条回到中间平衡位置。本发明可在高外压的深海环境给深海阀门提供稳定可靠的驱动，具有输出功率大、耐腐蚀性强、密封性能好等优点。

技术领域

本发明涉及液压执行器领域，更具体地涉及一种为深海应用的球阀提供液压驱动的执行器。

背景技术

随着科学技术的发展，人类的生产活动逐渐走向广阔的海洋，而深海石油开采、深海潜水等都离不开深海阀门，目前海底阀门的操作方式主要有人工操作、ROV(RemoteOperated Vehicle)操作和执行器驱动。受水压限制，人工操作只适合浅水应用环境；ROV即遥控无人潜水器，用于水下观察、检查和施工的水下机器人。ROV分为观察级和作业级。作业级ROV用于水下打捞、水下施工等应用，尺寸较大，带有水下机械手、液压切割器等作业工具。造价高，且需专人操控，现阶段无法被广泛的应用。

目前执行器的驱动方式主要为气动、电动、液压，气动执行器的气压较低，一般不超过1MPa，这样同样的输出功率时气动执行器需要更大的活塞面积、更大的体积和重量，意味着增加成本。由于气体的可压缩性在管道输送过程中能量损耗大，不适合长距离输送，而在深海应用的管路往往会有几千米甚至上万米长，因此气压执行器只适合在浅水区域使用，气压执行器在海下使用时会排放出大量的气泡，对海下工作会产生影响。

电动执行器虽然不受水深影响，能耗低，但是对绝缘性有很高的要求，在深海环境使用时，高压环境下电动执行器对海水的密封性提出了非常高的要求，需要复杂的绝缘系统。这样电动执行器的体积重量相比液压执行器会大几倍甚至更多，这样成本会成倍的增加。

液压驱动具有功率重量比大、体积小和安全可靠等优点,可为深海阀门提供最有效的驱动。目前市面上的深海液压执行器的应用深度有限，无法在深海环境下正常工作。由于海水的粘度小、润滑性差，且腐蚀性较强，气化压力高等特点，深海执行器会出现不同程度的腐蚀、磨损、泄漏等问题。且海水深度越深，执行器外壳承受的水压越大，对执行器的性能要求也就越高，一旦在深海环境发生故障，维修困难，维修成本较高。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明提供一种深海液压执行器，所述执行器包括缸体，所述缸体有沿其轴线伸展的外壳，并限定了一个通道，以及置于所述通道内的齿条、齿轮轴、活塞、支撑板、弹性组件及挡板，其特征在于，所述齿条及齿轮轴垂直啮合，所述齿轮轴的下端连接阀，所述齿条两端设置有支撑板，其中至少一个支撑板与所述活塞连接，所述活塞在所述缸体内做往返运动，所述弹性组件通过所述挡板被限定在所述缸体端部，所述挡板可在初始位置及弹性组件压缩位置之间运动，所述挡板与所述支撑板之间设置有可调式的连接件。当执行器带压时，液压推动所述活塞，通过传动机构推动所述齿条做直线运动，所述齿轮轴在所述齿条的作用下旋转，所述弹性组件被压缩；当执行器泄压时，所述弹性组件复位，推动齿条复位。所述齿轮轴通过自身的旋转，现实对下端阀的控制。

优选地，所述弹性组件包括定位轴套、定位杆及弹簧，所述弹簧位于所述定位轴套和定位杆之间，所述定位轴套及定位杆限定所述弹簧的压缩行程。

优选地，还包括设置于所述缸体两端的端盖，所述端盖至少与一个液压接头相连。

优选地，所述活塞与所述液压接头滑动连接，并在所述液压接头内做往复运动。

优选地，所述活塞的端部设置有环形外凹槽，所述凹槽内设置有柔性密封件。

优选地，所述齿条与所述缸体内壁之间设置有滑块，所述滑块通过圆柱销与所述齿条连接。

优选地，所述可调式连接件包括连接杆及调节螺母。