CN221482308U - 一种旋转可控角度液压驱动器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种旋转可控角度液压驱动器，包括：外壳；与外壳密封固定安装的上盖，位于上盖下方的所述外壳内安装有活塞能进行滑动和旋转运动，活塞顶部与上盖之间有上油腔空间用于容纳液压油；所述活塞内部配合有只可上下滑动的输出轴；所述输出轴外部至底座及活塞底部、所述输出轴顶部至活塞顶内部、所述活塞顶外部至外壳及底座顶部一同构成下油腔空间，活塞上有过油孔使下油腔空间各个部分相互连通；所述液压驱动器还包括密封固定安装在外壳底部上的底座，底座内面设有螺旋的凹槽，活塞外部设有螺旋的凸槽与螺旋的凹槽旋合。输出轴带着吸力锚上的排水阀手柄正向任意角度停留进行逐渐旋转，解决旋转轴不能旋转至任意角度对排水阀打开的问题。

Description

一种旋转可控角度液压驱动器

技术领域

本实用新型涉及一种旋转可控角度液压驱动器，属于海上风力发电技术领域。

背景技术

海上风力发电施工时，需通过负压锚固在海底海床中的吸力锚作为拉结锚点对海上风力发电的施工基础进行受力系泊。为了避免海底环境对吸力锚上曲柄摇杆机械结构驱动干涉，需采用液压旋转驱动吸力锚上排水阀手柄进行旋转作业。现有供入液压油实现旋转驱动技术多为液压马达，如中国专利公开号CN219673919U，虽然，从进油孔供入高压液压油后从出油孔排出能实现对旋转轴进行驱动旋转，以此实现旋转轴带着排水阀手柄旋转进行打开，但是，旋转轴的旋转角度只能是液压油从进油孔进入至出油孔排出的行程，存在旋转轴不能旋转至任意角度对排水阀打开的问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种旋转可控角度液压驱动器。

本实用新型通过以下技术方案得以实现。

本实用新型提供的一种旋转可控角度液压驱动器，包括：

外壳；

与外壳密封固定安装的上盖，位于上盖下方的所述外壳内安装有活塞能进行滑动和旋转运动，活塞顶部与上盖之间有上油腔空间用于容纳液压油；

所述活塞内部配合有只可上下滑动的输出轴；所述输出轴外部至底座及活塞底部、所述输出轴顶部至活塞顶内部、所述活塞顶外部至外壳及底座顶部一同构成下油腔空间，活塞上有过油孔使下油腔空间各个部分相互连通；

所述液压驱动器还包括密封固定安装在外壳底部上的底座，底座内面设有螺旋的凹槽，活塞外部设有螺旋的凸槽与螺旋的凹槽旋合。

位于上油腔空间处的所述外壳设有上腔进油孔连通上油腔空间。

上腔进油孔处的所述外壳安装有应急释放阀，对应应急释放阀的所述上盖设有应急释放通孔，应急释放阀释放的油液可从应急释放通孔排出外界进行应急释放。

所述凹槽及凸槽螺旋的升角α为60°。

所述外壳上设有连通下油腔空间的下腔进油孔，下腔进油孔通过连通孔连通应急释放阀及上腔进油孔。

所述输出轴内部通过键配合安装有中心传动轴，所述中心传动轴从活塞、上盖贯穿而出可旋转。

所述输出轴内腔底部有与排水阀手柄配合安装的配合卡槽结构；所述输出轴底部通过推力轴承及定位螺帽安装在底座底部内。

所述底座设有内螺纹，所述定位螺帽设有外螺纹与底座内螺纹旋合安装；所述输出轴设有轴承安装凹槽A，所述定位螺帽设有轴承安装凹槽B，所述推力轴承上下对应卡在输出轴的轴承安装凹槽A及定位螺帽的轴承安装凹槽B上进行限位。

本发明的有益效果在于：上腔进油孔通过进液管输入液压油进入上油腔空间，液压油积累使压力增加，活塞以凸槽为基础在底座的凹槽内做向下旋转运动使上油腔空间逐渐增加，此时输出轴受到推力轴承限位不发生滑动位移只被活塞带动进行旋转，实现输出轴带着吸力锚上的排水阀手柄正向任意角度停留进行逐渐旋转，解决旋转轴不能旋转至任意角度对排水阀打开的问题。

附图说明

图1是本实用新型液压驱动器在吸力锚上应用的分布示意图；

图2是本实用新型液压驱动器的主视剖面示意图；

图3是本实用新型液压驱动器的活塞、底座安装结构示意图；

图4是本实用新型液压驱动器的活塞、底座、输出轴主视剖面示意图；

图5是本实用新型液压驱动器的活塞、底座、输出轴装配时示意图；

图6是本实用新型液压驱动器的活塞、输出轴装配俯视示图；

图7是本实用新型螺旋的凸槽、凹槽配合受力分析示意图；

图8是本实用新型液压驱动器的底座结构示意图；

图9是本实用新型液压驱动器的底座主视剖面示意图；

图10是本实用新型液压驱动器的活塞、输出轴装配仰视示图；

图11是本实用新型液压驱动器的活塞、输出轴主视剖面示意图；

图12是本实用新型液压驱动器的角度传感器安装分布示意图；

图中：1-海底海床；2-吸力锚；3-排水阀；4-海水；5-液压驱动器；6-进液管；7-出液管；8-两位四通电磁换向阀；9-油泵；10-液压油；11-作业船体；12-吸力设备；

51-外壳；52-上盖；53-活塞；531-凸槽；532-过油孔；54-上腔进油孔；55-应急释放阀；56-底座；561-凹槽；57-输出轴；571-配合卡槽结构；58-中心传动轴；59-下油腔空间；60-下腔进油孔；61-推力轴承；62-定位螺帽；63-自锁阀；64-角度传感器；65-安装板；66-从动齿；67-驱动齿；68-限位电气开关；69-保护盖。

具体实施方式

下面进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1至图12所示。

吸力锚上需安装排水阀通过进行排水实现筒内负压插入海底海床，吸力锚见中国专利公开号为CN115817715A，在吸力锚的锚筒通过自重插入海底海床一定深度后，由于筒内水体挤压堆积会阻挡锚筒继续插入海床，此时需通过旋转排水阀进行打开，虽然，现有在采用伸缩杆为动力件驱动曲柄摇杆机械结构能对排水阀进行打开，但是，曲柄摇杆机械结构驱动时的动作行程需有较大的动作空间，存在曲柄摇杆机械结构动作时容易被海底杂物干涉的问题。

本申请的一种液压驱动器在海上风机基础吸力锚的应用结构，包括：

底部为开口可插入海底海床1中的吸力锚2，吸力锚2锚筒顶部连通安装有单向排水用的排水阀3，排水阀3为单向阀，排水阀3入口安装有抽吸吸力锚2锚筒顶部水体的吸力设备12，吸力设备12可为水下抽水泵，吸力锚2底部通过自重初步插入海底海床1后排水阀3打开，吸力设备12抽吸排出吸力锚2锚筒顶部水体从单向的排水阀3排至海水4中。此时，吸力锚2锚筒顶部内面空间出现负压，吸力锚2锚筒顶部外面空间的海水4水压下压，实现吸力锚2锚筒进一步插入海底海床1中进行稳固至设计深度。

所述排水阀3用于打开的手柄上配合安装有旋转可控角度液压驱动器5，液压驱动器5的上腔进油孔54、下腔进油孔60通过进液管6、出液管7对应连通两位四通电磁换向阀8，液压油进出液压驱动器5是通过两位四通电磁换向阀8进行控制，液压油从进液管6、出液管7进行进入、排出，驱动液压驱动器5正反旋转带着排水阀3旋转打开或旋转关闭。所述四通电磁换向阀8通过油泵9及油管泵送液压油箱中的液压油10送至液压驱动器5进行流动。

所述四通电磁换向阀8、油泵9及容纳液压油10的液压油箱处于船体11上，船体11漂浮在海水4。

本申请基于一种液压驱动器在海上风机基础吸力锚的应用结构，进行的一种液压驱动器在海上风机基础吸力锚的应用方法，包括：

吸力锚2通过自重在海水4部分下落插入海底海床1停止后，当未达到插入海底海床1设计深度时，油泵9持续从液压油箱内泵送液压油10至四通电磁换向阀8上，控制四通电磁换向阀8通过进液管6、出液管7对液压驱动器5的上腔进油孔54、下腔进油孔60交互液压油，使液压驱动器5正向旋转带着排水阀3旋转打开，吸力锚2锚筒顶部水体通过吸力设备12和单向排水的排水阀3排到海水4中，吸力锚2锚筒顶部内面空间出现负压，海水4向下水压压着吸力锚2锚筒进一步插入海底海床1中达到设计深度。

由于排水阀3是通过供入液压油的液压驱动器5旋转进行驱动，在液压驱动器5旋转时不需要较大的动作空间，解决了曲柄摇杆机械结构动作需有较大的动作空间容易被海底杂物干涉的问题。

本申请的一种旋转可控角度液压驱动器5，包括：

提供安装基础的外壳51，通过螺钉与外壳51密封固定安装的上盖52，位于上盖52下方的所述外壳51内可滑动及可旋转安装有活塞53，活塞53顶部与上盖52之间有上油腔空间用于容纳液压油10，位于上油腔空间处的所述外壳51设有上腔进油孔54连通上油腔空间，上腔进油孔54处的所述外壳51安装有应急释放阀55，对应应急释放阀55的所述上盖52设有应急释放通孔，应急释放阀55释放的油液可从应急释放通孔排出外界进行应急释放。

所述液压驱动器5还包括通过螺钉密封固定安装在外壳51底部上的底座56，底座56内面设有螺旋的凹槽561，活塞53外部设有螺旋的凸槽531与螺旋的凹槽561旋合，在液压油进入到上油腔空间积累流体压力后，活塞53以凸槽531为基础在底座56的凹槽561内做向下旋转运动增加上油腔空间释放流体压力；所述凹槽561及凸槽531螺旋的升角α为60°，螺旋的导程h为140mm；所述活塞53内部通过凸起与滑槽配合结构配合有只可上下滑动的输出轴57，活塞53上有过油孔532；所述输出轴57外部至底座56及活塞53底部、所述输出轴57顶部至活塞53顶内部、所述活塞53顶外部至外壳51及底座56顶部一同构成下油腔空间59，下油腔空间59各个部分相互连通。

所述外壳51上设有连通下油腔空间59的下腔进油孔60，下腔进油孔60通过连通孔连通应急释放阀55及上腔进油孔54。

所述输出轴57内部通过键配合安装有中心传动轴58，所述中心传动轴58从活塞53、上盖52贯穿而出可旋转。所述输出轴57内腔底部有与排水阀3手柄配合安装的配合卡槽结构571；使得内部带有凹槽561的底座56、外部带有凸槽531的活塞53及有配合卡槽结构571的输出轴57共同构成一种旋转导向体组件。现有能将液压油压力转化为旋转运动驱动的旋转导向组件见中国专利公开号为CN102011530A，采用定位销与旋转套上的螺旋槽进行配合，虽然，在旋转套受到液压油压力时发生直线运动转化为旋转运动驱动，但是，单个定位销与旋转套的整个螺旋槽配合运动时容易出现较大磨损，存在对液压油密封容易失效的问题，而本申请活塞53外部的多个螺旋凸槽531与底座56内部的多个螺旋凹槽561旋合，在活塞53受到液压油压力转化为旋转运动驱动时，多个凸槽531与多个凹槽561的对应配合能降低单个接触的较大磨损，保证了螺旋的多个凸槽531与螺旋的多个凹槽561配合面平稳来起到密封液压油的作用，解决了对液压油密封容易失效的问题。

所述输出轴57底部通过推力轴承61及定位螺帽62安装在底座56底部内；所述底座56设有内螺纹，所述定位螺帽62设有外螺纹与底座56内螺纹旋合安装；所述输出轴57设有轴承安装凹槽A，所述定位螺帽62设有轴承安装凹槽B，所述推力轴承61上下对应卡在输出轴57的轴承安装凹槽A及定位螺帽62的轴承安装凹槽B上进行限位。

上腔进油孔54通过进液管6输入液压油10进入上油腔空间，液压油积累使压力增加，活塞53以凸槽531为基础在底座56的凹槽561内做向下旋转运动使上油腔空间逐渐增加，此时输出轴57受到推力轴承61限位不发生滑动位移只被活塞53带动进行旋转，下油腔空间59内的油液从下腔进油孔60排至出液管7回流到船体11的液压油箱中；控制从上腔进油孔54进入上油腔空间的液压油总量，实现输出轴57带着吸力锚2上的排水阀3手柄正向任意角度停留进行逐渐旋转打开；控制从下腔进油孔60进入下油腔空间59的液压油总量，实现输出轴57带着吸力锚2上的排水阀3手柄反向任意角度停留进行逐渐旋转关闭。解决旋转轴不能旋转至任意角度对排水阀打开的问题。

位于上腔进油孔54、下腔进油孔60的所述外壳51处安装有自锁阀63，进液管6、出液管7通过自锁阀63对应连通上腔进油孔54、下腔进油孔60。

旋转排水阀3打开，需安装角度传感器64来对输出轴57带着排水阀3旋转打开的旋转角度进行监测，现有角度传感器64与输出轴57安装结构见中国专利公开号为CN116221219A，采用技术是：角度传感器直接安装在输出轴的轴向后端，虽然，角度传感器能被输出轴一同带动旋转监测旋转角度，但是，对于输出轴发生轴向位移情况，存在角度传感器被输出轴的轴向位移顶住损坏的问题。

所述液压驱动器5，还包括通过安装板65安装在上盖52上方的角度传感器64，角度传感器64配合旋转端安装有从动齿66，从动齿66啮合有驱动齿67，驱动齿67通过键安装在与输出轴57键配合的中心传动轴58上，使得从动齿66与从动齿66啮合后处于平行轴线状态。

当中心传动轴58被输出轴57带动发生位移，由于角度传感器64配合旋转端的从动齿66与中心传动轴58上的从动齿66啮合处于平行轴线状态，输出轴57带着中心传动轴58发生位移时不会顶住损坏角度传感器64，解决角度传感器直接安装在输出轴的轴向后端容易被输出轴的轴向位移顶住损坏的问题。

所述安装板65上设有输出限位信号的限位电气开关68，所述中心传动轴58贯穿安装板65后可旋转。

所述安装板65为电路布线的PVC电路板，还包括将安装板65及角度传感器64进行盖住保护的保护盖69，保护盖69通过螺钉密封固定安装在外壳51上；所述中心传动轴58贯穿保护盖69后可旋转。

本申请的一种对上述旋转可控角度液压驱动器5的使用方法，包括：基于旋转可控角度液压驱动器5为应用主体，通过上腔进油孔54向上油腔空间输入液压油10，液压油在上油腔空间逐渐增加至任意总量，下油腔空间59内的油液从下腔进油孔60排出，活塞53以凸槽531为基础在底座56的凹槽561内做向下旋转运动增加上油腔空间，此时，活塞53带动输出轴57及中心传动轴58进行正向旋转至任意角度，角度传感器64监测出中心传动轴58任意旋转角度数据进行向外传递。解决旋转轴不能旋转至任意角度对排水阀打开的问题。在液压油输入管路故障时，或活塞53的凸槽531与底座56的凹槽561咬死故障时，通过应急释放阀55释放的油液泄压后，扳手配合贯穿保护盖69后的中心传动轴58上应急手动扳手位手动旋转，带动输出轴57来驱动排水阀3手柄的手动旋转作业。

Claims (8)

1.一种旋转可控角度液压驱动器，其特征在于，包括：

外壳(51)；

与外壳(51)密封固定安装的上盖(52)，位于上盖(52)下方的所述外壳(51)内安装有活塞(53)能进行滑动和旋转运动，活塞(53)顶部与上盖(52)之间有上油腔空间用于容纳液压油(10)；

所述活塞(53)内部配合有只可上下滑动的输出轴(57)；所述输出轴(57)外部至底座(56)及活塞(53)底部、所述输出轴(57)顶部至活塞(53)顶内部、所述活塞(53)顶外部至外壳(51)及底座(56)顶部一同构成下油腔空间(59)，活塞(53)上有过油孔(532)使下油腔空间(59)各个部分相互连通；

所述液压驱动器(5)还包括密封固定安装在外壳(51)底部上的底座(56)，底座(56)内面设有螺旋的凹槽(561)，活塞(53)外部设有螺旋的凸槽(531)与螺旋的凹槽(561)旋合。

2.如权利要求1所述的旋转可控角度液压驱动器，其特征在于：位于上油腔空间处的所述外壳(51)设有上腔进油孔(54)连通上油腔空间。

3.如权利要求1所述的旋转可控角度液压驱动器，其特征在于：上腔进油孔(54)处的所述外壳(51)安装有应急释放阀(55)，对应应急释放阀(55)的所述上盖(52)设有应急释放通孔，应急释放阀(55)释放的油液可从应急释放通孔排出外界进行应急释放。

4.如权利要求1所述的旋转可控角度液压驱动器，其特征在于：所述凹槽(561)及凸槽(531)螺旋的升角α为60°。

5.如权利要求1所述的旋转可控角度液压驱动器，其特征在于：所述外壳(51)上设有连通下油腔空间(59)的下腔进油孔(60)，下腔进油孔(60)通过连通孔连通应急释放阀(55)及上腔进油孔(54)。

6.如权利要求1所述的旋转可控角度液压驱动器，其特征在于：所述输出轴(57)内部通过键配合安装有中心传动轴(58)，所述中心传动轴(58)从活塞(53)、上盖(52)贯穿而出可旋转。

7.如权利要求6所述的旋转可控角度液压驱动器，其特征在于：所述输出轴(57)内腔底部有与排水阀(3)手柄配合安装的配合卡槽结构(571)；所述输出轴(57)底部通过推力轴承(61)及定位螺帽(62)安装在底座(56)底部内。

8.如权利要求7所述的旋转可控角度液压驱动器，其特征在于：所述底座(56)设有内螺纹，所述定位螺帽(62)设有外螺纹与底座(56)内螺纹旋合安装；所述输出轴(57)设有轴承安装凹槽A，所述定位螺帽(62)设有轴承安装凹槽B，所述推力轴承(61)上下对应卡在输出轴(57)的轴承安装凹槽A及定位螺帽(62)的轴承安装凹槽B上进行限位。