專利名稱：一種海水壓力執(zhí)行器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于深海作業(yè)領域，具體涉及一種直線往復運動式海水壓力執(zhí)行器。
背景技術：
深海海底蘊藏著豐富的礦產(chǎn)資源和生物資源，世界各國競相在深海進行物理、化學、生物等條件的探測活動，為將來礦產(chǎn)資源的開發(fā)提供科學數(shù)據(jù)。現(xiàn)有的深海作業(yè)工具中使用的執(zhí)行器常采用深水電機或者水壓馬達進行驅動，如公開號為CN101540535的發(fā)明專利公開的一種三相直流無刷深水電機，公開號為 CN2864188的實用新型專利公開的一種耐海水液壓馬達。在使用深水電機或者水壓馬達作為執(zhí)行器的驅動裝置時，深水電機或者水壓馬達需要外界為其提供能量，一般是從海面上的船舶或者水下機器人處獲得能量，能量在傳輸?shù)倪^程中會有部分損失。在深海作業(yè)工具需要做直線往復運動的場合，需要把深水電機或者水壓馬達的旋轉運動通過機械結構轉化為直線運動，才能驅動執(zhí)行器完成所需的直線運動。而且深水電機和水壓馬達的制造復雜，價格昂貴，提高了深海作業(yè)工具的成本。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種海水壓力執(zhí)行器，可以通過海水的壓力直接驅動該執(zhí)行器做直線往復式運動，無需外界為其提供能量。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下的技術方案一種海水壓力執(zhí)行器，包括由左端蓋、右端蓋和筒體組成的外殼，和由先導閥桿、 閥體、閥芯、第一擋板、第二擋板和閥芯彈簧組成的先導閥，以及由缸體、活塞、活塞桿和復位彈簧組成的執(zhí)行缸。所述左端蓋和右端蓋固定在筒體的兩端，活塞桿穿過右端蓋中心的通孔伸出執(zhí)行器，左端蓋、右端蓋、筒體和活塞桿共同在筒體內形成了一個密閉的空腔。所述的先導閥和執(zhí)行缸位于該空腔內并與筒體的內壁相固定。進一步的，所述先導閥桿依次穿過第二擋板、閥芯、第一擋板和閥芯彈簧伸入空腔中，閥芯彈簧一端固定在先導閥桿伸入空腔的一端上，一端固定在閥芯上。第一擋板、閥體和第二擋板緊密排列，閥體沿軸向設有一通孔，閥芯可以在該通孔中滑行。在第一擋板上距圓心一定距離處設有若干第一進水孔，相對應地，在第二擋板上對應進水孔的位置處設有若干第一出水孔，同時，在閥體內部對應第一進水孔處和對應第一出水孔處沿軸向分別設有若干第二進水孔和若干第二出水孔。在閥體內壁靠近第一擋板一側設有兩條平行的環(huán)形槽，即第一環(huán)形槽和第二環(huán)形槽。閥芯沿軸向剖面呈工字形，閥芯的外壁設有一凹形槽。在先導閥內部，第一進水孔、第二進水孔、第一環(huán)形槽、凹形槽、第二環(huán)形槽、第一出水孔和第二出水孔依次相通。所述先導閥桿伸出第二擋板的一端與活塞、活塞桿分別固定連接，活塞可以在缸體中滑行。復位彈簧一端與右端蓋相連，另一端與活塞桿伸出右端蓋的一端相連。進一步的，所述先導閥桿內部沿軸向設有中心孔，先導閥桿外壁上設有第一徑向孔和第二徑向孔，第一徑向孔和第二徑向孔分別與中心孔相通。進一步的，所述筒體上設有第一排水孔、第二排水孔和第三排水孔，閥體上設有與第二排水孔相對應的閥體排水孔，缸體上設有與第三排水孔相對應的缸體排水孔。進一步的，所述第二擋板沿軸向剖面呈T字形，包括套筒部分和擋板部分，套筒部分的內壁面徑向半徑大于先導閥桿的徑向半徑。進一步的，所述筒體分別與閥體、缸體、左端蓋、右端蓋通過密封圈進行密封，所述先導閥桿分別與閥芯、第二擋板、活塞通過密封圈進行密封，活塞與缸體之間通過密封圈進行密封，活塞桿與右端蓋之間通過密封圈進行密封。進一步的，所述第一排水孔、第二排水孔和第三排水孔分別通過一接頭與外部空腔相連接。進一步的，在第一擋板上距圓心一定距離處沿圓周方向均勻地設有若干第一進水孔，相對應地，在第二擋板上對應進水孔的位置處設有若干第一出水孔，同時，在閥體內部對應第一進水孔處和對應第一出水孔處沿軸向分別設有若干第二進水孔和若干第二出水孔。采用本發(fā)明具有如下的有益效果該海水壓力執(zhí)行器可以直接由海水的壓力來驅動，不需要外接能量源，故不存在能量沿程損失；該海水壓力執(zhí)行器不需要額外的機械裝置就可以直接做直線往復式運動， 適用于要求直線往復運動的深海作業(yè)工具；該海水壓力執(zhí)行器性價比高，攜帶和操作方便。


下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細的說明。圖1為本發(fā)明一種海水壓力執(zhí)行器實施例的總體剖面結構圖；圖2為本發(fā)明一種海水壓力執(zhí)行器實施例的局部結構放大圖。
具體實施例方式參照附圖1和2，一種海水壓力執(zhí)行器，包括外殼、先導閥和執(zhí)行缸，先導閥位于由外殼所包圍的空腔內，先導閥和執(zhí)行缸緊密的靠在一起。所述外殼包括左端蓋11、右端蓋12和筒體13，所述先導閥包括先導閥桿21、閥體 22、閥芯23、第一擋板M、第二擋板25和閥芯彈簧沈，所述執(zhí)行缸包括缸體31、活塞32、活塞桿33和復位彈簧34。所述左端蓋11和右端蓋12固定在筒體13的兩端，左端蓋11采用螺絲與筒體13 連接并固定在支架上，右端蓋12為凹形結構，采用螺紋連接直接固定在筒體13上。活塞桿 33穿過右端蓋12中心的通孔伸出執(zhí)行器，左端蓋11、右端蓋12、筒體13和活塞桿33共同在筒體13內形成了一個密閉的空腔。所述的先導閥和執(zhí)行缸位于該空腔內并與筒體13的內壁相固定。所述筒體13上設有第一排水孔131、第二排水孔132和第三排水孔133，所述第一排水孔131、第二排水孔132和第三排水孔133分別通過一接頭與外部空腔相連接。所述先導閥桿21依次穿過第二擋板25、閥芯23、第一擋板M和閥芯彈簧沈伸入左腔14中，閥芯彈簧沈一端固定在先導閥桿21伸入空腔14的一端上，一端固定在閥芯23 上。先導閥桿21伸出第二擋板25的一端與活塞32、活塞桿33分別固定連接，先導閥桿21與活塞32之間采用過盈連接，先導閥桿21和活塞桿33之間采用螺紋連接，活塞32可以在缸體31中滑行。復位彈簧34 —端與右端蓋12相連，另一端與活塞桿33伸出右端蓋12的
一端相連。在先導閥內，所述第一擋板24、閥體22和第二擋板25緊密排列，閥體22沿軸向設有一通孔，閥芯23可以在該通孔中滑行。在第一擋板M上距圓心一定距離處沿圓周方向均勻設有若干第一進水孔Ml，相對應地，在第二擋板25上對應進水孔241的位置處設有若干第一出水孔251，同時，在閥體22內部對應第一進水孔241處和對應第一出水孔251處沿軸向分別設有若干第二進水孔221和若干第二出水孔222。在閥體22內壁靠近第一擋板 24 一側設有兩條平行的環(huán)形槽，即第一環(huán)形槽223和第二環(huán)形槽224。閥芯23沿軸向剖面呈工字形，閥芯23的外壁設有一凹形槽231。在先導閥內部，第一進水孔241、第二進水孔 221、第一環(huán)形槽223、凹形槽231、第二環(huán)形槽224、第一出水孔251和第二出水孔222依次相通。所述先導閥桿21內部沿軸向設有中心孔211，先導閥桿21外壁上設有第一徑向孔 212和第二徑向孔213，第一徑向孔212和第二徑向孔213分別與中心孔211相通。所述第二擋板25沿軸向剖面呈T字形，包括套筒部分251和擋板部分252，套筒部分251的內壁面徑向半徑大于先導閥桿21的徑向半徑。所述筒體13分別與閥體22、缸體31、左端蓋11、右端蓋12通過密封圈進行密封， 所述先導閥桿21分別與閥芯23、第二擋板25、活塞32通過密封圈進行密封，活塞32與缸體31之間通過密封圈進行密封，活塞桿33與右端蓋12之間通過密封圈進行密封。閥體22 上設有與第二排水孔132相對應的閥體排水孔225，缸體31上設有與第三排水孔133相對應的缸體排水孔。所述的海水壓力執(zhí)行器的工作過程是外界高壓海水通過第一接頭41進入筒體13的左腔14中，海水流經(jīng)第一進水孔 Ml、第二進水孔221、第一環(huán)形槽223、凹形槽231、第二環(huán)形槽224、第一出水孔251和第二出水孔222進入執(zhí)行缸的左腔35，海水壓力克服作用在活塞桿33上的負載力，推動活塞32 向右端蓋12方向滑動筒體13右腔16中的海水通過第三接頭43排入外部空腔中。當活塞 32移動到一定距離，先導閥桿21上的第一徑向孔212與套筒部分251所包圍的空腔15連通，并且第二徑向孔213與執(zhí)行缸的左腔35連通時，由于筒體13左腔14內的海水壓力比執(zhí)行缸左腔35內海水壓力高，閥芯23在兩端海水壓力差的作用下被推向第二擋板25，直至閥芯23與第二擋板25的套筒部分251相接觸。此時，閥芯23封閉了第一環(huán)形槽223，筒體13左腔內的海水無法進入執(zhí)行缸，活塞桿33在復位彈簧34的作用下向左端蓋11 一側返回，在此過程中，執(zhí)行缸左腔35內的海水流經(jīng)第二出水孔222、第一出水孔251、第二環(huán)形槽224、凹形槽231、第二排水孔132和第二接頭42被排入外部空腔中。當活塞32向左端蓋11方向移動一定距離，先導閥桿21上的第一徑向孔212與筒體13的左腔14連通，并且第二徑向孔213與套筒部分251所包圍的空腔15連通時，閥芯 23兩端的海水壓力平衡，閥芯23在閥芯彈簧沈的作用下朝左端蓋11方向被拉回至與第一擋板M接觸，此時，第一環(huán)形槽223開啟，筒體13的左腔14內的海水重新進入執(zhí)行缸中， 至此一個循環(huán)結束，執(zhí)行器繼續(xù)以上循環(huán)，進行往復直線運動，直至外部空腔被注滿海水。
權利要求
1.一種海水壓力執(zhí)行器，其特征在于所述海水壓力執(zhí)行器包括由左端蓋(11)、右端蓋(12)和筒體(13)組成的外殼，和由先導閥桿(21)、閥體(2 、閥芯(23)、第一擋板(24), 第二擋板05)和閥芯彈簧06)組成的先導閥，以及由缸體(31)、活塞(32)、活塞桿(33) 和復位彈簧(34)組成的執(zhí)行缸；所述左端蓋(11)和右端蓋(1 固定在筒體(1 的兩端，活塞桿(3 穿過右端蓋(12) 中心的通孔伸出執(zhí)行器，左端蓋(11)、右端蓋(12)、筒體(1 和活塞桿(3 共同在筒體 (13)內形成了一個密閉的空腔；所述的先導閥和執(zhí)行缸位于該空腔內并與筒體(13)的內壁相固定。
2.按照權利要求1所述的海水壓力執(zhí)行器，其特征在于所述先導閥桿依次穿過第二擋板(25)、閥芯(23)、第一擋板04)和閥芯彈簧06)伸入空腔(14)中，閥芯彈簧 (26) 一端固定在先導閥桿伸入空腔(14)的一端上，一端固定在閥芯03)上；第一擋板(M)、閥體(22)和第二擋板(25)緊密排列，閥體(22)沿軸向設有一通孔，閥芯(23)可以在該通孔中滑行；在第一擋板04)上距圓心一定距離處設有若干第一進水孔041)，相對應地，在第二擋板0 上對應進水孔041)的位置處設有若干第一出水孔051)，同時， 在閥體0 內部對應第一進水孔041)處和對應第一出水孔051)處沿軸向分別設有若干第二進水孔021)和若干第二出水孔022)；在閥體0 內壁靠近第一擋板04) —側設有兩條平行的環(huán)形槽，即第一環(huán)形槽(22 和第二環(huán)形槽；閥芯沿軸向剖面呈工字形，閥芯的外壁設有一凹形槽031)；在先導閥內部，第一進水孔041)、第二進水孔021)、第一環(huán)形槽023)、凹形槽031)、第二環(huán)形槽位對)、第一出水孔(251)和第二出水孔(22 依次相通；所述先導閥桿伸出第二擋板0 的一端與活塞(32)、活塞桿(3 分別固定連接，活塞(3 可以在缸體(31)中滑行；復位彈簧(34) —端與右端蓋(1 相連，另一端與活塞桿(33)伸出右端蓋(12)的一端相連。
3.按照權利要求2所述的海水壓力執(zhí)行器，其特征在于所述先導閥桿內部沿軸向設有中心孔011)，先導閥桿外壁上設有第一徑向孔(21 和第二徑向孔013)，第一徑向孔012)和第二徑向孔013)分別與中心孔011)相通。
4.按照權利要求3所述的海水壓力執(zhí)行器，其特征在于所述筒體13)上設有第一排水孔(131)、第二排水孔(132)和第三排水孔(133)，閥體(22)上設有與第二排水孔(132) 相對應的閥體排水孔025)，缸體(31)上設有與第三排水孔(13 相對應的缸體排水孔。
5.按照權利要求4所述的海水壓力執(zhí)行器，其特征在于所述第二擋板05)沿軸向剖面呈T字形，包括套筒部分051)和擋板部分052)，套筒部分051)的內壁面徑向半徑大于先導閥桿的徑向半徑。
6.按照權利要求4或5所述的海水壓力執(zhí)行器，其特征在于所述筒體(13)分別與閥體(22)、缸體(31)、左端蓋(11)、右端蓋(1 通過密封圈進行密封，所述先導閥桿分別與閥芯(23)、第二擋板(25)、活塞(3 通過密封圈進行密封，活塞(3 與缸體(31)之間通過密封圈進行密封，活塞桿(3 與右端蓋(12)之間通過密封圈進行密封。
7.按照權利要求6所述的海水壓力執(zhí)行器，其特征在于所述第一排水孔(131)、第二排水孔(13 和第三排水孔(13 分別通過一接頭與外部空腔相連接。
8.按照權利要求3或4或5所述的海水壓力執(zhí)行器，其特征在于在第一擋板(24)上距圓心一定距離處沿圓周方向均勻地設有若干第一進水孔041)，相對應地，在第二擋板 (25)上對應進水孔041)的位置處設有若干第一出水孔051)，同時，在閥體0 內部對應第一進水孔041)處和對應第一出水孔051)處沿軸向分別設有若干第二進水孔(221) 和若干第二出水孔(222)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種海水壓力執(zhí)行器，該海水壓力執(zhí)行器包括由左端蓋、右端蓋和筒體組成的外殼，和由先導閥桿、閥體、閥芯、第一擋板、第二擋板和閥芯彈簧組成的先導閥，以及由缸體、活塞、活塞桿和復位彈簧組成的執(zhí)行缸。所述左端蓋和右端蓋固定在筒體的兩端，活塞桿穿過右端蓋中心的通孔伸出執(zhí)行器，左端蓋、右端蓋、筒體和活塞桿共同在筒體內形成了一個密閉的空腔；所述的先導閥和執(zhí)行缸位于該空腔內并與筒體的內壁相固定。該海水壓力執(zhí)行器可以直接由海水的壓力來驅動，不需要外接能量源，同時不需要額外的機械裝置就可以直接做直線往復式運動，適用于要求直線往復運動的深海作業(yè)工具，性價比高，攜帶和操作方便。
文檔編號F15B13/04GK102155454SQ20111008376
公開日2011年8月17日 申請日期2011年4月2日 優(yōu)先權日2011年4月2日
發(fā)明者王建軍, 秦華偉, 陳鷹, 魏雙豐 申請人:浙江大學