[發(fā)明專利]深海水壓儲能式液壓動力源

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810031081.6
• 申請日: 2008-04-16
• 公開（公告）號: CN101260872A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 萬步炎;黃筱軍
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙礦山研究院
• 主分類號: F03G7/04
• 分類號: F03G7/04
• 代理公司: 長沙星耀專利事務(wù)所
• 代理人: 寧星耀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于各種水下取樣設(shè)備、水下拖體設(shè)備、水下工作站、水下工程設(shè)備的液壓動力源，尤其是涉及一種應(yīng)用于深海機電設(shè)備的液壓動力源。

背景技術(shù)

許多深海機電設(shè)備上都采用液壓傳動，其液壓系統(tǒng)驅(qū)動電機大多需從海面支持母船通過臍帶纜供電，但一般情況下，母船通過臍帶纜向水下設(shè)備供電的能力有限，特別當水下設(shè)備工作水位較深(數(shù)千米)時，通過臍帶纜供電的能力更弱，一般只有數(shù)百瓦，最大不超過幾千瓦。如果該深海機電設(shè)備的液壓系統(tǒng)采用普通液壓動力源設(shè)計方案，則其最大液壓輸出功率也不會超過臍帶纜所能提供的最大供電功率。

以現(xiàn)有深海底沉積物取樣裝備——深海電視抓斗的工作狀況為例，工作時，先通過數(shù)千米長的鎧裝通訊電纜和絞車設(shè)備將其從海洋科學考察船上下放至海底，再通過其攜帶的深海攝像頭對海底攝像，船上操作人員通過上傳的實時海底圖像尋找到需要抓取的海底沉積物目標，然后啟動其液壓系統(tǒng)，通過機電設(shè)備上的液壓油缸驅(qū)動的開合式抓斗抓取海底沉積物。一般深海電視抓斗正常工作所需要的液壓功率為3~5千瓦，而大多數(shù)情況下，海洋科學考察船配備的鎧裝通訊電纜一般只能作通訊用，其所能傳輸?shù)碾娏χ挥袔装偻咧?千瓦。

如上所述，在深海電視抓斗在抓取海底樣品的瞬間、深海生物或沉積物取樣器在取得樣品的瞬間，其液壓執(zhí)行機構(gòu)必須快速有力地動作，往往要求在短時間內(nèi)有能力輸出較大的液壓功率，而該功率有可能超過臍帶纜所能提供的最大電功率。在目前的技術(shù)條件下，遇到這種情況只能轉(zhuǎn)而采用水下電池供電技術(shù)，如深海電視抓斗一般只能采用機載水下電池供電，利用鎧裝通訊電纜進行視頻通訊，而目前可在深海使用的水下電池可靠性并不高，且充電和維修等有諸多不便。若降低系統(tǒng)性能指標要求，必然使得深海機電設(shè)備無法達到理想的工作狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種深海機電設(shè)備用水壓儲能式液壓動力源，在深海環(huán)境無法得到大功率供電電源的情況下，利用深海海水的壓力儲能，以使深海機電設(shè)備上的液壓系統(tǒng)可以短時間獲得較大功率的液壓動力。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：其包括承壓油缸和非承壓油倉，承壓油缸底部有與驅(qū)動對象的液壓系統(tǒng)回油口聯(lián)接的液壓管道，非承壓油倉底部有與驅(qū)動對象的液壓系統(tǒng)壓力油口聯(lián)接的液壓管道；承壓油缸端的液壓管道上通過一條依次串接有油泵和單向閥的分支油路跨接在非承壓油倉端的液壓管道上；承壓油缸容有低壓的液壓油，非承壓油倉內(nèi)有與外界水壓力保持一致的液壓油。

本發(fā)明裝置的工作原理是：

當本發(fā)明及其驅(qū)動的深海機電設(shè)備到達海下一定深度時，由于外部海水的壓力傳遞作用，非承壓油倉內(nèi)部的液壓油將具有與外部海水基本相等的壓力；而承壓油缸內(nèi)部由于與外部海水不連通，其中的液壓油將具有與其空腔內(nèi)真空或氣體壓力相等的低壓，非承壓油倉內(nèi)部的液壓油與承壓油缸內(nèi)部的液壓油之間將存在壓力差，且水深越深，這種壓力差越大，水深達到一定深度后，這種壓力差將可驅(qū)動液壓系統(tǒng)正常工作。如果液壓管道和液壓系統(tǒng)按大功率標準設(shè)計，則當非承壓油倉內(nèi)的液壓油流向承壓油缸內(nèi)時，液壓系統(tǒng)可在一定時間內(nèi)輸出大的液壓功率，這段時間的長短取決于非承壓油倉和承壓油缸的儲油容量以及輸出的功率值，而可輸出的最大液壓功率僅取決于系統(tǒng)和管路的設(shè)計功率標準。

當電機帶動油泵工作時，如果液壓系統(tǒng)不工作或其工作時的功率消耗小于油泵的輸出功率時，承壓油缸中的液壓油將被全部或部分送入非承壓油倉中，進入非承壓油倉的液壓油由于具有與外部海水基本相等的高壓力，因而具有液壓能量。從承壓油缸(低壓)向非承壓油倉(高壓)泵送液壓油的過程相當于儲備能量，以供液壓系統(tǒng)需要短時大功率輸出時使用。當液壓系統(tǒng)僅需以較小的功率工作時，又可以由電機和油泵直接帶動液壓系統(tǒng)工作。

本發(fā)明液壓動力源解決了在深海環(huán)境下無大功率供電電源時，使深海機電設(shè)備上的液壓系統(tǒng)短時間獲得較大功率的液壓動力，在很大程度上提高了設(shè)備的使用效率和可靠性這一技術(shù)難題。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，容易實現(xiàn)。可應(yīng)用于各種水下取樣設(shè)備、水下拖體設(shè)備、水下工作站、水下工程設(shè)備等，特別適用于在深海作業(yè)、只有較小功率供電電源但需短時輸出較大液壓功率、間歇性工作的深海機電設(shè)備液壓系統(tǒng)。

附圖說明

圖1、本發(fā)明實施例1(采用非承壓油缸)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2、本發(fā)明實施例2(采用軟橡膠油囊)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3、采用本發(fā)明的深海電視抓斗示意圖。

具體實施方式

下面接合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

實施例1：