專利名稱：一種全深度浮力調(diào)節(jié)海水泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于容積式液壓泵，具體涉及一種柱塞式水壓泵，更具體地涉及一種全深度海水液壓浮力調(diào)節(jié)海水泵。
背景技術(shù)：
隨著陸地資源日漸枯竭，全世界的目光都在占有地球絕大面積的海洋的轉(zhuǎn)移，以尋求人類生存所需的能源，礦產(chǎn)以及食物等資源。海洋的開發(fā)，需以高科技的海洋裝備為物質(zhì)基礎(chǔ)，其中各種潛器是海洋開發(fā)的主要裝備，是進(jìn)行高效海洋勘探、科學(xué)考察、開發(fā)作業(yè)、軍事偵測及作戰(zhàn)平臺的重要裝備。潛水器取樣后由于重量的增加或施放其它裝備后重量的減小，或是由于不同水 域，不同深度，不同溫度而引起海水密度的變化；并隨著下潛深度的增加，潛水器耐壓結(jié)構(gòu)發(fā)生彈性變形而引起排水體積的變化，這些因素均導(dǎo)致重力和浮力的平衡經(jīng)常被打破的。因此，為確保潛水器在一定深度具有相對穩(wěn)定的作業(yè)姿態(tài)，需要對其進(jìn)行浮力微調(diào)。海水液壓浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)相比傳統(tǒng)油壓浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有浮力調(diào)節(jié)范圍廣，工作深度大，環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，是國內(nèi)外潛器浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，其工作原理圖如圖I所示，海水泵通過多種控制閥與浮力調(diào)節(jié)壓載艙及海洋環(huán)境相連通，當(dāng)需要增加潛器重量，則通過海水泵將環(huán)境中海水注入壓載艙；當(dāng)需要減小潛器重量，則通過海水泵將壓載艙中的排入海洋環(huán)境中。海水液壓浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)區(qū)別一般常用的液壓動力系統(tǒng)，作為一般液壓系統(tǒng)動力源的海水泵的柱塞腔的壓力始終大于環(huán)境壓力，而作為海水液壓浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)關(guān)鍵部件的海水液壓泵，其柱塞腔的壓力會大于環(huán)境壓力，有時也會小于環(huán)境壓力，由具體工況決定。當(dāng)增加潛器重量時，壓行程柱塞腔的壓力大于環(huán)境壓力，吸行程柱塞腔壓力基本等于環(huán)境壓力，則些柱塞主要受壓力；當(dāng)減小潛器重量時，壓行程柱塞腔壓力約等于環(huán)境壓力，吸行程柱塞腔壓力小于環(huán)境壓力，柱塞柱要受拉力，使柱塞遠(yuǎn)離斜盤。因此常規(guī)海水泵的柱塞的彈簧復(fù)位結(jié)構(gòu)不足以克服液壓力使柱塞回程，從而致柱塞不能順利完成吸水動作，海水泵失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)的目的在于提供一種全深度浮力調(diào)節(jié)海水泵，實(shí)現(xiàn)在任何深度的海域內(nèi)對潛水器的浮力調(diào)節(jié)。一種全深度浮力調(diào)節(jié)海水泵，包括前端蓋I. 11、殼體I. 7、缸體I. 5、后端蓋I. 2、傳力及復(fù)位機(jī)構(gòu)、柱塞滑靴組件I. 21、柱塞套I. 22、配流閥組件I. 26和壓力補(bǔ)償器I. 8 ；前端蓋I. 11、殼體I. 7、缸體I. 5和后端蓋I. 2依次相接；后端蓋I. 2為圓柱形，其圓形端面開有入口 I. 30和出口 1.31，環(huán)側(cè)面加工有環(huán)行槽I. 4，后端蓋I. 2內(nèi)加工有將環(huán)行槽I. 4與出口 I. 31連通的徑向流道；配流閥組件I. 26設(shè)與后端蓋I. 2內(nèi)，配流閥組件的吸入閥入口與后端蓋I. 2的入口 I. 30相連通，配流閥組件的壓出閥出口通過后端蓋的環(huán)行槽I. 4、徑向流道與出口 1.31相連通；柱塞套I. 22設(shè)于缸體I. 5內(nèi)，柱塞套I. 22內(nèi)開有階梯孔，階梯孔內(nèi)放置有柱塞滑靴組件I. 21，階梯孔的小孔端2. I與配流閥組件中的吸入閥出口 I. 28及壓出閥入口 1.27相連通；柱塞滑靴組件I. 21設(shè)于柱塞套I. 22的階梯孔內(nèi)，柱塞滑靴組件I. 21包括小柱塞
3.I、左球窩3. 2、右球窩3. 3、大柱塞3. 4及滑靴3.6 ;大柱塞3. 4的尾端開有凹槽，右球窩
3.3安放于凹槽內(nèi)，小柱塞3. I的球頭放入凹槽緊貼右球窩3. 3，再將左球窩3. 2放入凹槽與右球窩3. 3配合實(shí)現(xiàn)小柱塞3. I與大柱塞3. 4之間的球鉸連接；大柱塞3. 4的球頭連接滑靴3. 6 ；傳力及復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)于殼體I. 7內(nèi)，傳力及復(fù)位機(jī)構(gòu)包括主軸I. 9，主軸I. 9通過角 接觸軸承或圓錐滾子軸承I. 10與殼體I. 7相連，主軸I. 9上加工有斜坡型的主軸盤，主軸盤通過徑向軸承I. 15連接推力軸承I. 13，推力軸承I. 13再連接斜盤I. 14，斜盤I. 14與回程盤I. 17的一側(cè)相連，回程盤的另一側(cè)通過圓錐滾子軸承I. 18與主軸I. 9相連，柱塞滑靴組件I. 21的滑靴位于斜盤I. 14與回程盤I. 17之間的間隙；環(huán)境壓力補(bǔ)償器I. 8連接殼體I. 7，用于平衡殼體內(nèi)壓力與環(huán)境壓力。進(jìn)一步地，所述柱塞套I. 22的內(nèi)襯采用陶瓷材料，內(nèi)襯表面包覆不銹鋼外套，內(nèi)襯內(nèi)開有階梯孔。進(jìn)一步地，所述柱塞套1.22內(nèi)的階梯孔的臺肩處加工有泄漏孔2. 4，階梯孔的大孔端2. 7加工有冷卻孔2. 6，大孔的內(nèi)表面加工有兩端分別連通泄漏孔2. 4與冷卻孔2. 6的冷卻槽溝2. 5進(jìn)一步地，還包括冷卻潤滑罩I. 24，冷卻潤滑罩I. 24為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，左右兩端分別與后端蓋I. 2和缸體I. 5密封連接，冷卻潤滑罩I. 24的空腔放置柱塞套I. 23，柱塞套的泄漏孔2. 4及冷卻孔2. 6與冷卻潤滑罩I. 24的空腔向連通。本發(fā)明的技術(shù)效果體現(xiàn)在I.柱塞的固定間隙強(qiáng)制復(fù)位結(jié)構(gòu)取代常用的彈簧球鉸復(fù)位結(jié)構(gòu)，使柱塞的復(fù)位更加可靠，加之主軸可雙向受力的設(shè)計，使海水泵滿足海水液壓浮力調(diào)節(jié)的特殊工況，即柱塞腔壓力有時高于環(huán)境壓力，有時小于環(huán)境壓力，帶來的柱塞復(fù)位問題和主軸需承受雙向作用力的問題。2、潤滑腔設(shè)有壓力補(bǔ)償器，使?jié)櫥粔毫εc環(huán)境壓力相等，以解決傳動同伸出海水泵潤滑腔與原動機(jī)相連而導(dǎo)致的潤滑腔與環(huán)境的動密封問題，同時解決了殼體的耐壓問題，有利于浮力調(diào)節(jié)海水泵的全深度設(shè)計，以及海洋裝備對重量的要求。3、為解決該浮力調(diào)節(jié)海水泵柱塞副高速重載的問題，采用階梯柱塞形式，大小柱塞為兩體結(jié)構(gòu)，小柱塞密封，大柱塞承受側(cè)向力，兩者間通過球鉸連接，因而從理論上消除了小柱塞與階梯柱塞套之間的側(cè)向力，解決了超高壓海水泵這一關(guān)鍵摩擦副的強(qiáng)度設(shè)計、密封與摩擦磨損問題。4、為進(jìn)一步提高柱塞副的抗磨粒磨損的性能，柱塞與柱塞套均采用新型的陶瓷或硬質(zhì)合金材料，階梯形復(fù)合式柱塞套，內(nèi)襯為陶瓷，外襯為金屬，充分利用陶瓷優(yōu)異的摩擦學(xué)特性，同時利用金屬的韌性解決陶瓷的脆性問題；球鉸型階梯柱塞也采用復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，基體為不銹鋼，柱塞表面材料為噴涂或熔覆于基體表面的陶瓷或硬質(zhì)合金，使柱塞可承受一定沖擊，同時又耐磨，與柱塞套共同作用，實(shí)現(xiàn)超高壓海水泵的高可靠性及長壽命設(shè)計。5.為提高該海水泵在超高壓條件下的可靠性，小柱塞與階梯柱塞套之間采用間隙密封，取消了超高壓水泵普遍采用而又易失效的密封件。6.為防止大柱塞承受額外的作用力而降低海水泵的效率，階梯柱塞套設(shè)有泄漏孔，避免大柱塞腔的壓力大于環(huán)境壓力而使大柱塞承受額外的作用力。7.為防止大柱塞和柱塞套之間摩擦熱積累而導(dǎo)致兩者的卡死問題，階梯柱塞套大階梯孔內(nèi)壁設(shè)有冷卻槽溝，使泄漏孔與冷卻孔相通，實(shí)現(xiàn)柱塞運(yùn)動時，冷卻水在大柱塞與柱塞套之間流動，從而帶走柱塞和柱塞套之間的摩擦熱。8.為提高海水泵配流閥連接的可靠性，配流閥的徑向布置，以及配流閥組件高壓出口與高壓通流環(huán)相通，使超高壓條件下，配流閥組件在超高壓液壓力作用下可靠地與后端蓋連接，并利高壓通流環(huán)的材料抗壓特性承受超高壓液壓力代替螺紋連接有利于可靠性 的提高及重量的優(yōu)化。9.為滿足全深度浮力調(diào)節(jié)海水泵作為海洋裝備時對重量的嚴(yán)格要求，同時也可作為一般動力源在陸地使用，海水泵設(shè)有冷卻潤滑罩，陸地使用時外接冷卻水，從使該泵在重量最優(yōu)條件下陸地使用時散熱的問題得到解決，使得該泵可以在水下及陸地環(huán)境使用。


圖I所示為全深度海水液壓浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理圖；圖2所示為本發(fā)明全深度浮力調(diào)節(jié)海水泵結(jié)構(gòu)圖；圖3所示為本發(fā)明復(fù)合式階梯柱塞套結(jié)構(gòu)圖；圖4所示為球鉸式階梯柱塞滑靴組件結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。全深度浮力調(diào)節(jié)海水泵結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，后端蓋I. 2徑向安裝有若干組配流閥組件I. 26，后端蓋的徑向有高壓通流環(huán)I. I。如圖2所示后端蓋的右端與柱塞套I. 22的一端相連，柱塞套的數(shù)量與配流閥組件的數(shù)量相同，柱塞套的另一端與缸體I. 5相連，后端蓋與缸體之間設(shè)有冷卻潤滑罩I. 24,柱塞套位于冷卻潤滑罩內(nèi)。缸體與殼體I. 7的一端相連，殼體另一端與前端蓋I. 11相連。殼體內(nèi)腔稱為潤滑腔，與環(huán)境壓力補(bǔ)償器I. 8相連，潤滑腔內(nèi)安裝有主軸I. 9，主軸I. 9 一端通過一對圓錐滾子軸承或角接觸軸承I. 10與殼體相連接，主軸I. 9另一端與柱塞滑靴組件I. 21的一端相連，柱塞滑靴組件的數(shù)量與配流閥組件數(shù)量相同，柱塞組件均布分布于以主軸為軸線的圓周上，柱塞滑靴組件的另一端與柱塞套
I.22相連。下面詳細(xì)描述具體結(jié)構(gòu)和工作過程。如圖I所示，后端蓋I. 2左端面加工有海水泵的入口 I. 30和出口 I. 31 ;后端蓋的外圓柱面加工有環(huán)行槽I. 4，并加工有徑向流道使環(huán)行槽I. 4與海水泵出口相通，環(huán)行槽的徑向及兩側(cè)分別由高壓通流環(huán)I. I和密封件I. 3密封，從而使環(huán)行槽只通過后端蓋上的徑向流道與海水泵的出口相連；后端蓋的徑向均勻分布有若干階梯孔，階梯孔指向圓心方向，并與海水泵的入口相通，階梯孔指向圓周方向?yàn)榇罂祝罂着c環(huán)行槽相連，并通過環(huán)行槽與海水泵的出口相通。配流閥組件I. 26安裝在后端蓋階梯孔內(nèi)，配流閥組件的吸入閥入口
1.29與后端蓋徑向階梯孔的小孔相通，通過階梯孔的小孔與海水泵的入口相通；壓出閥的出口 I. 25與后端蓋的環(huán)行槽相通，經(jīng)后端蓋上的徑向流道與海水泵的出口相通。配流閥組件的徑向布置，以及配流閥組件高壓出口與高壓通流環(huán)相通，使超高壓條件下，配流閥組件在超高壓液壓力作用下可靠的與后端蓋連接，并利高壓通流環(huán)的材料抗壓特性承受超高壓液壓力代替螺紋連接有利于海水泵可靠性的提高及重量的優(yōu)化。如圖2和3所示，階梯柱塞套，采用陶瓷與金屬結(jié)合的方式，充分利用陶瓷優(yōu)異的摩擦學(xué)特性，同時利用金屬的韌性解決陶瓷的脆性問題。復(fù)合式柱塞套的內(nèi)襯2. 2采用陶瓷材料，內(nèi)襯2. 2外表面包覆有不銹鋼外套2. 3，內(nèi)襯2. 2內(nèi)加工有階梯孔。階梯孔的小孔端2. I與后端蓋相連，小孔端2. I與配流閥組件中的吸入閥出口 I. 28及壓出閥入口 1.27相通。在復(fù)合式柱塞套階梯孔的臺肩處加工有泄漏孔2. 4，階梯孔的大孔2. 7的右端加工有冷卻孔2. 6，大孔的內(nèi)表面加工有兩端分別連通泄漏孔2. 4與冷卻孔2. 6的冷卻槽溝2. 5。泄漏孔的存在避免大柱塞腔的壓力大于環(huán)境壓力，使大柱塞承受額外的作用力；冷卻槽溝
2.5與冷卻孔2. 6的設(shè)計是使柱塞運(yùn)動時，冷卻水可以在大柱塞與柱塞套之間流動從而帶走柱塞和柱塞套之間的摩擦熱，防止兩者發(fā)熱嚴(yán)重而造成大柱塞與柱塞套的卡死。如圖2與4所示，柱塞滑靴組件I. 21由小柱塞3. 1，左球窩3. 2，右球窩3. 3，大柱塞3. 4，柱塞球頭3. 5及滑靴3. 6組成。小柱塞3. I與大柱塞3. 4之間通過球鉸相連接，球鉸的球窩采用分體式結(jié)構(gòu)，由左球窩3. 2和右球窩3. 3組成。將小柱塞與大柱塞通過左右球窩連接后，將左球窩與大柱塞通過激光焊接固定形成球鉸式階梯形柱塞。階梯形柱塞的大柱塞端依次與柱塞球頭3. 5及滑靴3. 6相連構(gòu)成柱塞滑靴組件。小柱塞與大柱塞分別與階梯型柱塞套I. 23的小孔和大孔相配合，小柱塞與柱塞套小孔間采用間隙密封。間隙密封相比常規(guī)超高壓海水泵采用的軟密封結(jié)構(gòu)，更有利于提高超高壓海水泵的可靠性和可維護(hù)性，因?yàn)檐浢芊庠诟咚僦剌d條件下壽命經(jīng)常較短。在超高壓條件，單級柱塞難以承受柱塞與柱塞套之間的巨大的側(cè)向力，尤其間隙密封無法承受巨大側(cè)向力所造成的柱塞與柱塞套的磨損。球鉸式階梯柱塞結(jié)構(gòu)綜合解決了上述問題，使巨大的側(cè)向力由大柱塞承受，小柱塞輸出高壓水。相對整體式階梯柱塞，當(dāng)大柱塞受較大側(cè)向力時，由于兩者為剛性連接，從而使小柱塞無法避免承受一部分側(cè)向力，然而本實(shí)施例的階梯柱塞的大小柱塞間通球鉸相連。故當(dāng)大柱塞承受較大側(cè)向力時，由于大柱塞與小柱塞之間為具有3自由度的球鉸副，使小柱塞與柱塞間側(cè)向力從理論上完全削除，從而有效的保護(hù)了超高壓海水泵這最為重要的摩擦副，從而實(shí)現(xiàn)超高壓海水泵的長壽命設(shè)計。小柱塞3. I和大柱塞3. 4均采用復(fù)合結(jié)構(gòu)，柱塞基體為不銹鋼，采用超音速噴或等離子噴涂等熱噴涂工藝在基體表面熔敷或噴涂一層耐磨材料，如陶瓷或硬質(zhì)合金。復(fù)合結(jié)構(gòu)柱塞解決了陶瓷等耐磨材料的脆性斷裂所造成的突然失效，同時又解決金屬材料在水潤滑條件下的摩擦特性較差的問題。如圖2所示，冷卻潤滑罩I. 24為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，左右兩端分別與后端蓋I. 2和缸體I. 5密封連接，腔內(nèi)是柱塞套I. 23，腔內(nèi)空間與柱塞套的泄漏孔2. 4及冷卻孔2. 6相通。冷卻潤滑罩設(shè)有進(jìn)水口 I. 23和出水口 I. 6，進(jìn)出口設(shè)有濾網(wǎng)，在海水泵海洋環(huán)境中使用時，進(jìn)出水口敞開，其內(nèi)腔與海洋環(huán)境相通，腔內(nèi)注滿海水；當(dāng)海水泵在陸地環(huán)境使用時，進(jìn)出口分別與低壓冷卻水的進(jìn)水和回水通道相連，冷卻水在腔內(nèi)不斷循環(huán)。
如圖2所示,主軸I. 9通過一對角接觸軸承或圓錐滾子軸承I. 10與殼體I. 7相連，并經(jīng)過機(jī)械密封I. 12和前端蓋I. 11從殼體I. 7中伸出實(shí)現(xiàn)與原動機(jī)的連接，該軸系區(qū)別于常規(guī)海水泵軸系，其可以承受柱塞兩個方向的受力。主軸上加工有與主軸成一定傾角的主軸盤，主軸盤的左側(cè)通過徑向軸承I. 15連接推力軸承I. 13，推力軸承再與斜盤I. 14連接，斜盤I. 14與回程盤I. 17的一側(cè)相連，回程盤的另一側(cè)通過圓錐滾子軸承I. 18與主軸相連，圓錐滾子軸承由螺母I. 19與軸用擋圈I. 20進(jìn)行定位?；?. 6的復(fù)位形式為固定間隙強(qiáng)制復(fù)位，滑靴位于斜盤I. 14與回程盤I. 17之間的間隙由間隙環(huán)確定，間隙環(huán)的厚度與滑靴厚度相一致的。通過組合使用徑向軸承8和推力軸承7，使滑靴39與斜盤9沿圓周方向的相對運(yùn)動速度理論上為零，兩者之間運(yùn)動只有滑靴39相對斜盤9擺動而產(chǎn)生較小的相對運(yùn)動速度，減小了滑靴39與斜盤9之間的磨損。該浮力調(diào)節(jié)海水泵的工作過程是這樣實(shí)現(xiàn)的主軸I在原動機(jī)的帶動下順時或逆時針轉(zhuǎn)動，帶動安裝于主軸盤上的推力軸承7動環(huán)轉(zhuǎn)動，從而推動與之連接的斜盤9擺動。斜盤的擺動驅(qū)動柱塞滑靴組件往左運(yùn)動(如圖2所示)，此時小柱塞腔容積變小，為柱塞的壓行程；在回程盤驅(qū)動下柱塞滑靴組件向右回復(fù)運(yùn)動，此時小柱塞腔容積變大，為柱塞的吸行程。柱塞的往復(fù)運(yùn)動，使柱塞與柱塞套之間形成的小柱塞腔的容積在不斷變化，當(dāng)容積變大 時，配流閥吸水，當(dāng)容腔變小，配流閥壓水，如此循環(huán)往復(fù)實(shí)現(xiàn)海水泵對外界供水。當(dāng)海水泵應(yīng)用于海水液壓浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在海下使用時，使用前將殼體及與殼體相連的環(huán)境壓力補(bǔ)償器內(nèi)注滿液壓油，隨著海深的增加，環(huán)境壓力補(bǔ)償器被壓縮，殼體內(nèi)的壓力與環(huán)境壓力相等，使殼體無需耐壓，有利于減小海水泵的重量。如圖I和2所示，當(dāng)潛器需增加浮力，需將壓載艙內(nèi)的海水排向海洋環(huán)境，則壓行程小柱塞腔的液壓力約等于環(huán)境壓力，而吸行程的小柱塞腔的液壓力等于壓載艙壓力。而滑靴所在的殼體內(nèi)壓力在環(huán)境壓力補(bǔ)償器作用下等于環(huán)境壓力，大柱塞腔與冷卻潤滑腔相通，其壓力等于環(huán)境壓力。吸行程柱塞兩端的壓力差等于環(huán)境壓力與壓載艙壓力差，當(dāng)潛器處在大深度海域，壓載艙內(nèi)壓力又很小時，此時吸行程柱塞兩端的壓力差較大；而壓行程柱塞兩端壓力相等，均為環(huán)境壓力，壓力差可忽略。該工況下柱塞受力區(qū)別于常規(guī)液壓泵所受工況，吸行程柱塞所受液壓作用力非常大，因此常規(guī)彈簧球鉸復(fù)位機(jī)構(gòu)根本無法滿足要求，實(shí)施例中海水泵結(jié)構(gòu)為強(qiáng)制復(fù)位機(jī)構(gòu)，可以滿足該工況的需要。同時，該工況，海水泵主軸承受向左的拉力，區(qū)別常于海水泵主軸一直承受壓力的運(yùn)行工況，因而實(shí)施例中主軸與殼體連接的為一對圓錐滾子或角接觸軸承區(qū)別常規(guī)液壓泵的單向承力的推力軸承結(jié)構(gòu)，使其可以承受拉力。如圖I和2所示，當(dāng)潛器需減小浮力，需將環(huán)境中的海水排入壓載艙，此時吸行程小柱塞壓力等于環(huán)境壓力，而壓行程小柱塞腔壓力等于壓載艙壓力，滑靴所在的殼體與大柱塞腔壓力均為環(huán)境壓力。當(dāng)潛器處于較潛深度，壓載艙不斷被注入海水，艙內(nèi)壓力較大時。此時，吸行程柱塞兩端壓力差可忽略，而壓行程柱塞兩端壓力差較大，柱塞與主軸均受向右(如圖2所示)的壓力，該工況與常規(guī)液壓泵工況相似。本實(shí)施例中斜盤與主軸之間有推力軸承，可承受柱塞的壓力，同時主軸可雙向受力的軸系及固定間隙回程結(jié)構(gòu)可滿足此時的工況。總之，本實(shí)施例中海水泵結(jié)構(gòu)可以滿足海水液壓浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特殊工況需求，同時也適用于常規(guī)海水泵所應(yīng)用的場合，在陸地使用時冷卻潤滑罩接冷卻水，海下使用冷卻潤滑罩內(nèi)腔與環(huán)境相通。同時，階梯形復(fù)合式柱塞套及球鉸型階梯柱塞的特殊結(jié)構(gòu)可有效解決海水泵的超高壓條件下的摩擦磨損以其密封問題，從而使該泵可適用全球最深的海域海水液壓浮力調(diào)節(jié)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以 限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種全深度浮力調(diào)節(jié)海水泵，包括前端蓋(I. 11)、殼體(I. 7)、缸體(I. 5)、后端蓋(I. 2)、傳力及復(fù)位機(jī)構(gòu)、柱塞滑靴組件(I. 21)、柱塞套(I. 22)、配流閥組件(I. 26)和壓力補(bǔ)償器(I. 8); 前端蓋(I. 11)、殼體(I. 7)、缸體(I. 5)和后端蓋(I. 2)依次相接； 后端蓋(I. 2)為圓柱形，其圓形端面開有入口(I. 30)和出口(I. 31)，環(huán)側(cè)面加工有環(huán)行槽(I. 4)，后端蓋(I. 2)內(nèi)加工有將環(huán)行槽(I. 4)與出口(I. 31)連通的徑向流道； 配流閥組件(I. 26)設(shè)與后端蓋(I. 2)內(nèi)，配流閥組件的吸入閥入口與后端蓋(I. 2)的入口(I. 30)相連通，配流閥組件的壓出閥出口通 過后端蓋的環(huán)行槽(I. 4)、徑向流道與出口(I. 31)相連通； 柱塞套(I. 22)設(shè)于缸體(I. 5)內(nèi)，柱塞套(I. 22)內(nèi)開有階梯孔，階梯孔內(nèi)放置有柱塞滑靴組件(I. 21)，階梯孔的小孔端(2. I)與配流閥組件中的吸入閥出口(I. 28)及壓出閥入口(I. 27)相連通； 柱塞滑靴組件(1.21)設(shè)于柱塞套(I. 22)的階梯孔內(nèi)，柱塞滑靴組件(1.21)包括小柱塞(3. I)、左球窩(3. 2)、右球窩(3. 3)、大柱塞(3. 4)及滑靴(3. 6);大柱塞(3. 4)的尾端開有凹槽，右球窩(3. 3)安放于凹槽內(nèi)，小柱塞(3. I)的球頭放入凹槽緊貼右球窩(3. 3)，再將左球窩(3. 2)放入凹槽與右球窩(3. 3)配合實(shí)現(xiàn)小柱塞(3. I)與大柱塞(3. 4)之間的球鉸連接；大柱塞(3. 4)的球頭連接滑靴(3. 6)； 傳力及復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)于殼體(I. 7)內(nèi)，傳力及復(fù)位機(jī)構(gòu)包括主軸(I. 9)，主軸(I. 9)通過角接觸軸承或圓錐滾子軸承(I. 10)與殼體(I. 7)相連，主軸(I. 9)上加工有斜坡型的主軸盤，主軸盤通過徑向軸承(L 15)連接推力軸承(L 13)，推力軸承(I. 13)再連接斜盤(I. 14),斜盤(I. 14)與回程盤(I. 17)的一側(cè)相連，回程盤的另一側(cè)通過圓錐滾子軸承(I. 18)與主軸(I. 9)相連，柱塞滑靴組件(I. 21)的滑靴位于斜盤(I. 14)與回程盤(I. 17)之間的間隙； 環(huán)境壓力補(bǔ)償器(I. 8)連接殼體(I. 7)，用于平衡殼體內(nèi)壓力與環(huán)境壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全深度浮力調(diào)節(jié)海水泵，其特征在于，所述柱塞套(I.22)的內(nèi)襯采用陶瓷材料，內(nèi)襯表面包覆不銹鋼外套，內(nèi)襯內(nèi)開有階梯孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全深度浮力調(diào)節(jié)海水泵，其特征在于，所述柱塞套(I.22)內(nèi)的階梯孔的臺肩處加工有泄漏孔(2. 4)，階梯孔的大孔端(2. 7)加工有冷卻孔(2. 6)，大孔的內(nèi)表面加工有兩端分別連通泄漏孔(2. 4)與冷卻孔(2. 6)的冷卻槽溝(2. 5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全深度浮力調(diào)節(jié)海水泵，其特征在于，還包括冷卻潤滑罩(I. 24),冷卻潤滑罩(I. 24)為環(huán)狀結(jié)構(gòu),左右兩端分別與后端蓋(I. 2)和缸體(I. 5)密封連接，冷卻潤滑罩(I. 24)的空腔放置柱塞套(I. 23)，柱塞套的泄漏孔(2. 4)及冷卻孔(2. 6)與冷卻潤滑罩(1. 24 )的空腔向連通。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種全深度浮力調(diào)節(jié)海水泵，主要包括配流閥組件、柱塞滑靴組件、柱塞套、傳力及復(fù)位機(jī)構(gòu)和壓力補(bǔ)償器；壓力補(bǔ)償器用于平衡潤滑腔與環(huán)境壓力，傳力及復(fù)位機(jī)構(gòu)驅(qū)動柱塞滑靴組件交替循環(huán)進(jìn)行壓行程和吸行程，從而使得配流閥組件交替循環(huán)吸水和壓水；其中，柱塞滑靴組件采用固定間隙強(qiáng)制復(fù)位結(jié)構(gòu)使柱塞的復(fù)位更加可靠；傳力及復(fù)位機(jī)構(gòu)采用雙向受力的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使海水泵滿足海水液壓浮力調(diào)節(jié)的特殊工況；采用階梯柱塞形式，大小柱塞通過球鉸連接，解決了超高壓海水泵這一關(guān)鍵摩擦副的強(qiáng)度設(shè)計、密封與摩擦磨損問題。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)在任何深度的海域內(nèi)對潛水器的浮力調(diào)節(jié)，具有結(jié)構(gòu)簡單，適用性強(qiáng)，工作可靠性的特點(diǎn)。
文檔編號F04B1/16GK102720648SQ20121016999
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者劉銀水, 吳德發(fā), 唐輝, 方無迪, 李東林, 楊珍, 江濤 申請人:華中科技大學(xué)