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CN113027838B - 水下油水分离油缸 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水下油水分离油缸，包括油缸筒体、固定安装于油缸筒体两端的前端盖、后端盖，油缸筒体内设有活塞塞体，活塞塞体将油缸筒体内腔分为无杆腔和有杆腔，活塞塞体上同轴设置贯穿前端盖的活塞杆，所述有杆腔内设有两端敞口的皮囊，皮囊的两端分别固定密封安装于活塞塞体和前端盖内壁上，活塞杆穿过皮囊设置，皮囊将有杆腔分为油腔和水腔，所述后端盖、前端盖上分别设有后油口接头、前油口接头，前端盖上还设有通水口，前油口接头与油腔接通，通水口与水腔接通。本发明水下油水分离油缸，可以实现压力补偿功能，适用于水下液压系统，皮囊和活塞、前端盖可以实现良好静密封，无动密封，实现油水分离，降低系统泄漏风险。

Description

水下油水分离油缸
技术领域
本发明涉及水下液压系统液压元件技术领域，尤其是一种水下油水分离油缸。
背景技术
液压系统拥有承载能力强、功率密度大、调速方便等优点，在深海资源开发得到广泛应用。但是水下环境液压元件被水覆盖，泄漏会造成油液进水，油液乳化，对系统造成失效，特别是深海环境压力大，对密封要求更高。
液压系统元件中，油缸存在动密封，一直是系统泄漏的重要来源。在深海环境压力下，油缸动密封泄漏更严重，虽然后来对动密封密封形式进行改进优化，但是无法根本解决问题。在大部分实际工况，油缸只需要承担单向重载，另一方向只需要让油缸回缩，为下一次工作准备。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的水下油水分离油缸，将常规的动密封改为静密封，降低油缸渗漏的可能性。
本发明所采用的技术方案如下：
一种水下油水分离油缸，包括油缸筒体、固定安装于油缸筒体两端的前端盖、后端盖，油缸筒体内设有活塞塞体，活塞塞体将油缸筒体内腔分为无杆腔和有杆腔，活塞塞体上同轴设置贯穿前端盖的活塞杆，
所述有杆腔内设有两端敞口的皮囊，皮囊的两端分别固定密封安装于活塞塞体和前端盖内壁上，活塞杆穿过皮囊设置，皮囊将有杆腔分为油腔和水腔，
所述后端盖、前端盖上分别设有后油口接头、前油口接头，前端盖上还设有通水口，前油口接头与油腔接通，通水口与水腔接通。
作为上述技术方案的进一步改进：
活塞塞体、前端盖上均对应安装有压紧环，压紧环用于将皮囊口部压在活塞塞体和前端盖上，压紧环上对应设有螺钉。
所述皮囊口部被压紧环压住的圆周膨胀设置。
所述皮囊上轴向阵列设置限位圈，限位圈位于皮囊内。
所述前端盖内嵌有支撑环，活塞杆穿过支撑环。
所述前端盖包括盖体，盖体面向有杆腔一面设有加固圈，所述加固圈外径与油缸筒体内径相等，前油口接头贯穿加固圈。
带有加固圈的前端盖轴向长度大于后端盖轴向长度。
所述前端盖、后端盖与油缸筒体之间通过螺栓螺母固定安装，油缸筒体两端内壁嵌设密封圈，密封圈与前端盖、后端盖伸入油缸筒体内壁的外圆表面相接触。
所述活塞塞体外圆表面嵌设有密封圈，活塞塞体密封圈宽度大于油缸筒体内密封圈宽度。
本发明的有益效果如下：
本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过将有杆腔分为油腔、水腔两个相互独立的部分，实现油水分离，保证油液不含水分，解决了油缸活塞杆处动密封不可靠造成油液混入水分的问题。
本发明中油腔和水腔由皮囊隔离，皮囊和活塞塞体、前端盖之间通过压紧环静密封连接，且油缸活塞杆、活塞塞体和前端盖均采用防腐蚀处理。
本发明的水腔和外界海水环境之间经过通水口连通，是一种专为水下工况设计的油缸。本发明前端盖凸起设置，保护皮囊最小高度，防止皮囊发生压溃现象。
附图说明
图1为本发明的整体结构剖视图。
图2为图1的A部放大图用于体现压紧环和皮囊口部之间的相对位置关系。
图3为本发明的皮囊安装示意图。
其中：1、螺栓；2、前油口接头；3、后端盖；4、油缸筒体；5、活塞塞体；6、活塞杆；7、密封圈；8、后油口接头；9、支撑环；10、前端盖；11、螺母；12、螺钉；13、皮囊；14、限位圈；15、压紧环；16、通水口。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1-图3所示，本实施例的水下油水分离油缸，包括油缸筒体4、固定安装于油缸筒体4两端的前端盖10、后端盖3，油缸筒体4内设有活塞塞体5，活塞塞体5将油缸筒体4内腔分为无杆腔和有杆腔，活塞塞体5上同轴设置贯穿前端盖10的活塞杆6，
有杆腔内设有两端敞口的皮囊13，皮囊13的两端分别固定密封安装于活塞塞体5和前端盖10内壁上，活塞杆6穿过皮囊13设置，皮囊13将有杆腔分为油腔和水腔，
后端盖3、前端盖10上分别设有后油口接头8、前油口接头2，前端盖10上还设有通水口16，前油口接头2与油腔接通，通水口16与水腔接通。
活塞塞体5、前端盖10上均对应安装有压紧环15，压紧环15用于将皮囊13口部压在活塞塞体5和前端盖10上，压紧环15上对应穿设有螺钉12。
皮囊13口部被压紧环15压住的圆周膨胀设置。
皮囊13上轴向阵列设置限位圈14，限位圈14位于皮囊13内。
前端盖10内嵌有支撑环9，活塞杆6穿过支撑环9。
前端盖10包括盖体，盖体面向有杆腔一面设有加固圈，加固圈外径与油缸筒体4内径相等，前油口接头2贯穿加固圈。
带有加固圈的前端盖10轴向长度大于后端盖3轴向长度。
前端盖10、后端盖3与油缸筒体4之间通过螺栓1螺母11固定安装，油缸筒体4两端内壁嵌设密封圈7，密封圈7与前端盖10、后端盖3伸入油缸筒体4内壁的外圆表面相接触。
活塞塞体5外圆表面嵌设有密封圈7，活塞塞体5密封圈7宽度大于油缸筒体4内密封圈7宽度。
本实施例的具体结构及工作原理如下：
如图1所示，水下油水分离油缸由螺栓1和螺母11将后端盖3、油缸筒体4和前端盖10连接安装。后端盖3和前端盖10上分别设置后油口接头8和前油口接头2，后油口接头8、前油口接头2均能够作进油、出油用。
本实施例中的前端盖10对活塞杆6仅仅起到支撑作用，在前端盖10上另设有通水口16和螺孔，螺钉12配合螺孔将皮囊13一端的口部安装在前端盖10上，另一端口部安装到活塞塞体5上。皮囊13在螺钉12和压紧环15的作用下，能够实现静密封，保证油腔和水腔之间油水分离。
具体工作过程为：用高压油管连接后油口接头8，回油管路连接前油管接头，通过后油口接头8向无杆腔内充油，活塞塞体5和活塞杆6在高压油液作用下往外运动，对外做功，在活塞塞体5运动过程中，皮囊13压缩，从前油口接头2向回油管路排油，皮囊13另一侧通过通水口16向外排水。
油缸的回缩过程为：用高压油管连接后油管接头和前油管接头，通过前油口接头2向油缸筒体4内充入压力油液，压力范围在皮囊13承受范围之内；活塞塞体5在皮囊13油压作用下，带动活塞杆6一起向内回缩，油缸筒体4的无杆腔从后油口接头8向外排油，皮囊13伸张，皮囊13另一侧通过通水口16将外界水吸入水腔中。
本发明通过皮囊13实现压力补偿，适用于水下液压系统，且采用静密封结构，降低系统泄漏风险。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (7)

1.一种水下油水分离油缸，包括油缸筒体(4)、固定安装于油缸筒体(4)两端的前端盖(10)、后端盖(3)，油缸筒体(4)内设有活塞塞体(5)，活塞塞体(5)将油缸筒体(4)内腔分为无杆腔和有杆腔，活塞塞体(5)上同轴设置贯穿前端盖(10)的活塞杆(6)，其特征在于：
所述有杆腔内设有两端敞口的皮囊(13)，皮囊(13)的两端分别固定密封安装于活塞塞体(5)和前端盖(10)内壁上，活塞杆(6)穿过皮囊(13)设置，皮囊(13)将有杆腔分为油腔和水腔，
所述后端盖(3)、前端盖(10)上分别设有后油口接头(8)、前油口接头(2)，前端盖(10)上还设有通水口(16)，前油口接头(2)与油腔接通，通水口(16)与水腔接通，
活塞塞体(5)、前端盖(10)上均对应安装有压紧环(15)，压紧环(15)用于将皮囊(13)口部压在活塞塞体(5)和前端盖(10)上，压紧环(15)上对应设有螺钉(12)，
所述皮囊(13)上轴向阵列设置限位圈(14)，限位圈(14)位于皮囊(13)内，
用高压油管连接后油口接头(8)，回油管路连接前油口接头(2)，通过后油口接头(8)向无杆腔内充油，活塞塞体(5)和活塞杆(6)在高压油液作用下往外运动，对外做功，在活塞塞体(5)运动过程中，皮囊(13)压缩，从前油口接头(2)向回油管路排油，皮囊(13)另一侧通过通水口(16)向外排水，
油缸的回缩过程为：用高压油管连接后油口接头(8)和前油口接头(2)，通过前油口接头(2)向油缸筒体(4)内充入压力油液，压力范围在皮囊(13)承受范围之内；活塞塞体(5)在皮囊(13)油压作用下，带动活塞杆(6)一起向内回缩，油缸筒体(4)的无杆腔从后油口接头(8)向外排油，皮囊(13)伸张，皮囊(13)另一侧通过通水口(16)将外界水吸入水腔中。
2.如权利要求1所述的水下油水分离油缸，其特征在于：所述皮囊(13)口部被压紧环(15)压住的圆周膨胀设置。
3.如权利要求1所述的水下油水分离油缸，其特征在于：所述前端盖(10)内嵌有支撑环(9)，活塞杆(6)穿过支撑环(9)。
4.如权利要求1所述的水下油水分离油缸，其特征在于：所述前端盖(10)包括盖体，盖体面向有杆腔一面设有加固圈，所述加固圈外径与油缸筒体(4)内径相等，前油口接头(2)贯穿加固圈。
5.如权利要求1所述的水下油水分离油缸，其特征在于：带有加固圈的前端盖(10)轴向长度大于后端盖(3)轴向长度。
6.如权利要求1所述的水下油水分离油缸，其特征在于：所述前端盖(10)、后端盖(3)与油缸筒体(4)之间通过螺栓(1)螺母(11)固定安装，油缸筒体(4)两端内壁嵌设密封圈(7)，密封圈(7)与前端盖(10)、后端盖(3)伸入油缸筒体(4)内壁的外圆表面相接触。
7.如权利要求1所述的水下油水分离油缸，其特征在于：所述活塞塞体(5)外圆表面嵌设有密封圈(7)，活塞塞体(5)密封圈(7)宽度大于油缸筒体(4)内密封圈(7)宽度。
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