專利名稱：一種用于水下作業(yè)工具的水壓動(dòng)力源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于水下作業(yè)工具的水壓動(dòng)力系統(tǒng)，該系統(tǒng)直接以海 水或淡水作為工作介質(zhì)，能輸出兩種壓力和流量，驅(qū)動(dòng)不同的水壓工具進(jìn) 行水下作業(yè)。
背景技術(shù)：
水下作業(yè)工具包括兩種類型①往復(fù)型作業(yè)工具該類型工具由海水 或淡水液壓缸驅(qū)動(dòng)，動(dòng)作型式為直線型，用以完成對水下鋼纜、軟纜等的 切斷作業(yè)及螺母的松緊等。這類工具需要的流量不大，但需要的工作壓力 很高(一般大于30MPa)。②旋轉(zhuǎn)型作業(yè)工具該類型工具由海水或淡水液 壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，動(dòng)作型式為旋轉(zhuǎn)型，用以完成水下清刷、打磨、切割、鉆孔
及連接件的裝卸等。該類型工具需要的壓力一般為中高壓(lOMPa左右)， 但需要的流量比往復(fù)型工具大得多，從而實(shí)現(xiàn)工具的較快轉(zhuǎn)速。
國內(nèi)現(xiàn)有的液壓工具系統(tǒng)均以礦物型液壓油作為工作介質(zhì)。油壓動(dòng)力 系統(tǒng)用于水下作業(yè)時(shí)存在作業(yè)深度受限，效率較低，可靠性不高及環(huán)境污 染等問題。為解決這些問題，1988年美國海軍艦船研究中心(NSRDC)及土 木工程實(shí)驗(yàn)室(NCEL)聯(lián)合研制成功海水液壓工具系統(tǒng)以便解決油壓系統(tǒng) 的問題，但該系統(tǒng)輸出的壓力和流量單一，只能滿足旋轉(zhuǎn)型工具的需求。 然而，水下作業(yè)需要的工具類型多種多樣，除了旋轉(zhuǎn)型工具外，還需要往 復(fù)型工具。現(xiàn)實(shí)情況要求一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)能輸出兩種壓力和流量，分別滿足 兩種類型工具的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于水下作業(yè)工具的水壓動(dòng)力源，能輸出
3不同的壓力和流量，同時(shí)滿足旋轉(zhuǎn)型工具和往復(fù)型工具的需求。
一種海水液壓水下作業(yè)工具動(dòng)力源，包括依次相接的補(bǔ)水系統(tǒng)、反沖
洗過濾器、泵站和增壓系統(tǒng)；
所述泵站包括截止閥8，截止閥8依次連接海水或淡水泵10、第一過 濾器11、流量控制閥12和第一快換接頭21，第一過濾器11還分別通過溢 流閥14和第一卸荷閥15接入水環(huán)境，海水泵10連接原動(dòng)機(jī)9，在第一過 濾器11和流量控制閥12之間設(shè)有第一壓力表13;
所述增壓系統(tǒng)包括開關(guān)閥16、增壓器17、第二卸荷閥18、第二壓力表 19和第二快換接頭20，開關(guān)閥16—端與流量控制閥12相接，另一端連接 增壓器17的輸入端，增壓器17的泄漏端接入水環(huán)境，增壓器17的輸出端 連接第二快換接頭20，增壓器17的輸出端與第二快換接頭20間設(shè)有第二 壓力表19;增壓器17的第二輸入端通過第二卸荷閥18的入口端連接增壓 器17的輸出端，第二卸荷閥18的出口端接入水環(huán)境。
本發(fā)明的技術(shù)效果體現(xiàn)在本發(fā)明的泵站將補(bǔ)水系統(tǒng)輸出的水進(jìn)一步 加壓到預(yù)定值，并對系統(tǒng)壓力和輸出到工具的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，該流量滿足 旋轉(zhuǎn)工具的需求。而增壓系統(tǒng)對泵站輸出的壓力進(jìn)一步增壓，滿足往復(fù)型 工具的需要。本發(fā)明為開式系統(tǒng)，直接從水環(huán)境中吸水，加壓做功后，再 直接排回水環(huán)境中，因而無需攜帶水箱，不用冷卻器，不但簡化了系統(tǒng)， 減少了體積，降低了重量。在海水或淡水泵的進(jìn)口增加補(bǔ)水泵，因此系統(tǒng) 可以應(yīng)用在離水面較高的岸邊或船舶甲板上，提高了動(dòng)力源的適用性。本 發(fā)明在海洋中采用海水泵，淡水環(huán)境中采用淡水泵，廣泛應(yīng)用于海洋、水 庫大壩，湖泊、河道工程的的檢測與維護(hù)等場合。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的動(dòng)力系統(tǒng)液壓原理圖。如圖1所示，實(shí)施例中動(dòng)力源包括依次連接的補(bǔ)水系統(tǒng)、反沖洗過濾 器、泵站和增壓系統(tǒng)。
補(bǔ)水系統(tǒng)用于為泵站補(bǔ)水，包括第二過濾器1、潛水泵2和潛水電機(jī)3。 在潛水電機(jī)3的驅(qū)動(dòng)下，潛水泵2經(jīng)由第二過濾器1從海洋中吸水，第二 過濾器1可濾除海水中較大顆粒的雜質(zhì)；潛水泵2輸出的水經(jīng)過反沖洗過 濾器進(jìn)入泵站的海水泵10，保證海水泵10吸入充分，從而減少由于吸入真 空度過高產(chǎn)生的氣蝕對海水泵10的影響，提高海水泵的可靠性和壽命。
反沖洗過濾器用于對進(jìn)入海水泵10的海水進(jìn)行再次過濾。反沖洗過濾 器包括第一，第二濾芯6， 7，第一，第二兩位三通閥4， 5。正常工作時(shí)， 泵站入口處的截止閥8開通，第一三通閥4處于左位，第二三通閥5處于 右位，潛水泵2輸出的海水通過兩條支路進(jìn)入泵站，其中一條支路依次通 過第一三通閥4、第一濾芯6進(jìn)入泵站，另一條支路依次通過第二三通閥5、 第二濾芯7進(jìn)入泵站；當(dāng)?shù)谝粸V芯6出現(xiàn)堵塞，則泵站停止工作，關(guān)閉泵 站入口處的截止閥8，第一三通閥4處于右位，第二三通閥5處于右位，潛 水泵2輸出的海水依次經(jīng)過第二三通閥5、第二濾芯7、第一濾芯6和第一 三通閥4，排回大海，實(shí)現(xiàn)對第一濾芯6的反沖洗；同樣，當(dāng)?shù)诙V芯7出 現(xiàn)堵塞，則將第一三通閥4處于左位，第二三通閥5處于左位，潛水泵2 輸出的海水依次經(jīng)過第一三通閥4、第一濾芯6、第二濾芯7和第二三通閥 5，排回大海，實(shí)現(xiàn)對第二濾芯7的反沖洗。反沖洗有助于提高反沖洗過濾 器的使用壽命。
泵站用于將反沖洗過濾器輸出的海水進(jìn)一步加壓到預(yù)定值，包括截止 閥8、原動(dòng)機(jī)9、海水泵IO、第一過濾器ll、流量控制閥12、第一壓力表 13、溢流閥14、第一卸荷閥15和第一快換接頭21。
具體實(shí)施方式
如下 潛水泵2初步加壓的海水經(jīng)過截止閥8進(jìn)入海水泵10,海水泵10在原動(dòng)機(jī) 9的驅(qū)動(dòng)下對海水進(jìn)一步加壓到預(yù)定值，加壓后的海水通過第一過濾器11 得到進(jìn)一步的雜質(zhì)濾除；第一過濾器11輸出的海水經(jīng)過流量控制閥12、第 一快換接頭21驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)型工具工作。流量控制閥12用于流量的調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)工具的速度。第一過濾器11的輸出端還分別與溢流閥14和第一卸 荷閥15相接。第一壓力表13測量第一過濾器11輸出的海水壓力，根據(jù)該 壓力大小調(diào)節(jié)溢流閥14，確保泵站的壓力不超過壓力安全值，從而起安全 保護(hù)作用。第一卸荷閥15保證系統(tǒng)空載啟動(dòng)，只有該閥接通即泵站處于卸 荷狀態(tài)才能夠啟動(dòng)原動(dòng)機(jī)9,另外，當(dāng)需要泵站待機(jī)時(shí)，將第一卸荷閥15 接通，第一過濾器11輸出的海水只經(jīng)過第一卸荷閥15排回大海，原動(dòng)機(jī)9 處于空載狀態(tài)，減小系統(tǒng)的發(fā)熱和能源消耗。海水泵10由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),.原 動(dòng)機(jī)可以是船用電機(jī)、內(nèi)燃機(jī)，也可以是潛水電機(jī)；
增壓系統(tǒng)用于將海水泵輸出的海水壓力再一步增壓，滿足往復(fù)型工具 的需要，包括開關(guān)閥16、增壓器17、第二卸荷閥18、第二壓力表19和第 二快換接頭20。具體工作過程為打開開關(guān)閥16，將第二卸荷閥18關(guān)閉， 從流量控制閥12輸出的海水經(jīng)過開關(guān)閥16進(jìn)入到增壓器17，海水被再次 增壓，再次增壓后的海水通過第二快換接頭20驅(qū)動(dòng)往復(fù)型工具工作。增壓 壓力可以通過選擇不同增壓比的增壓器來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)增壓器17工作完成時(shí)， 先將第二卸荷閥18置于連通狀態(tài)，再關(guān)閉開關(guān)閥16，增壓器17停止工作。
本發(fā)明設(shè)置了三級過濾，補(bǔ)水系統(tǒng)中精度較低的第二過濾器l、反沖洗 過濾器、泵站中精度較高的第一過濾器11,由于采用了多級過濾提高了系 統(tǒng)抗污染的能力，從而提高系統(tǒng)的可靠性。
當(dāng)本發(fā)明多功能海水液壓水下作業(yè)工具動(dòng)力源的原動(dòng)機(jī)9為船用電機(jī) 或內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，動(dòng)力源可以置于母船、碼頭，潛水泵置于海中，直接從 海洋中吸水，輸出的海水通過軟膠管連接到置于母船或碼頭泵站，經(jīng)過泵
站及增壓器加壓后的海水通過高壓軟管與水下作業(yè)的工具相連，可以驅(qū)動(dòng) 工具工作。當(dāng)本發(fā)明動(dòng)力系統(tǒng)的原動(dòng)機(jī)9為潛水電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，則可以置于 海底或通過中繼站的形式置于任何海深位置，該工況下，無需補(bǔ)水系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1、一種用于水下作業(yè)工具的水壓動(dòng)力源，包括依次相接的補(bǔ)水系統(tǒng)、反沖洗過濾器、泵站和增壓系統(tǒng)；所述泵站包括截止閥(8)，截止閥(8)依次連接海水或淡水泵(10)、第一過濾器(11)、流量控制閥(12)和第一快換接頭(21)，第一過濾器(11)還分別通過溢流閥(14)和第一卸荷閥(15)接入水環(huán)境，海水或淡水泵(10)連接原動(dòng)機(jī)(9)，在第一過濾器(11)和流量控制閥(12)之間設(shè)有第一壓力表(13)；所述增壓系統(tǒng)包括開關(guān)閥(16)、增壓器(17)、第二卸荷閥(18)、第二壓力表(19)和第二快換接頭(20)，開關(guān)閥(16)一端與流量控制閥(12)相接，另一端連接增壓器(17)的輸入端，增壓器(17)的泄漏端接入水環(huán)境，增壓器(17)的輸出端連接第二快換接頭(20)，增壓器(17)的輸出端與第二快換接頭(20)間設(shè)有第二壓力表(19)；增壓器(17)的第二輸入端通過第二卸荷閥(18)的入口端連接增壓器17的輸出端，第二卸荷閥(18)的出口端接入水環(huán)境。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水壓動(dòng)力源，其特征在于，所述反沖洗過 濾器包括第一兩位三通閥(4)、第一濾芯(6)、第二濾芯(7)、第二兩位 三通閥(5)、第一兩位三通閥(4)依次相接構(gòu)成的回路；第一，二兩位三 通閥(4, 5)的相接端連接流量控制閥12，第一，二濾芯(6, 7)的相接 端連接截止閥(8)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水壓動(dòng)力源，其特征在于，所述補(bǔ)水 系統(tǒng)包括潛水泵(2)以及分別與其相接的第二過濾器(1)和潛水電機(jī)(3)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于水下作業(yè)工具的水壓動(dòng)力源，包括依次相接的補(bǔ)水系統(tǒng)、反沖洗過濾器、泵站和增壓系統(tǒng)，補(bǔ)水系統(tǒng)將水初步過濾加壓后輸入反沖洗過濾器，反沖洗過濾器對水做第二輪過濾，過濾后輸入給泵站，泵站將水加壓到預(yù)定值，并對系統(tǒng)壓力和輸出到工具的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，滿足旋轉(zhuǎn)型工具的需求；增壓系統(tǒng)對泵站輸出的水進(jìn)一步增壓，滿足往復(fù)型工具的需要。本發(fā)明能輸出不同的壓力和流量，同時(shí)滿足旋轉(zhuǎn)型工具和往復(fù)型工具的需求，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，操作方便。
文檔編號(hào)F04B23/00GK101672261SQ20091027223
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月27日
發(fā)明者劉銀水, 吳德發(fā), 朱碧海, 卓 蔣, 賀小峰, 趙立志, 郭志恒, 雷 龍 申請人:華中科技大學(xué)