專利名稱：氣動(dòng)微型觀光潛艇液壓系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種實(shí)現(xiàn)潛艇姿態(tài)調(diào)整的液壓系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代消費(fèi)觀念的提升，沿海度假已成為一種生活新時(shí)尚。目前，水下觀光是繼水上觀光、空中觀光之后的另一旅游“熱點(diǎn)”，美國、日本、俄羅斯等國均推出了此類游覽項(xiàng)目。我國現(xiàn)有觀光潛艇多為載客20人以上中型和大型全潛式觀光潛艇以及載客2-6人半潛式小型觀光潛艇，全潛式微型觀光潛艇在我國民用觀光潛艇研發(fā)方面還處于空白階段。液壓技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)，如工作平穩(wěn)、控制方便、重量尺寸較小、可靠性高等，因而廣泛應(yīng)用在各類機(jī)械。作為氣動(dòng)微型觀光潛艇的液壓系統(tǒng)，除了要滿足潛艇操舵、潛浮和縱傾調(diào)節(jié)的需求，還要能夠適應(yīng)微型潛艇狹小的空間，同時(shí)在滿足觀光目的的前提下盡可能的降低制造成本。目前，并沒有發(fā)現(xiàn)其它適用于微型觀光潛艇的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，因而，為適應(yīng)市場(chǎng)需要，給出適合民用的微型觀光潛艇液壓系統(tǒng)必然具有廣闊的應(yīng)用前景。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供對(duì)水平舵和方向舵操縱、對(duì)潛浮系統(tǒng)中閥門的集中控制及對(duì)潛艇縱傾調(diào)節(jié)的氣動(dòng)微型觀光潛艇液壓系統(tǒng)。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型氣動(dòng)微型觀光潛艇液壓系統(tǒng)，其特征是包括液壓源和并聯(lián)的操舵液壓回路、閥門傳動(dòng)液壓回路和縱傾調(diào)節(jié)液壓回路，液壓源包括主油泵機(jī)組、備用油泵機(jī)組、 兩個(gè)單向閥、蓄能器、單向節(jié)流閥、緩沖器，并聯(lián)的主油泵機(jī)組和備用油泵機(jī)組通過單向節(jié)流閥連接蓄能器，主油泵機(jī)組和備用油泵機(jī)組的排出管上分別安裝第一單向閥和第二單向閥，緩沖器與并聯(lián)的兩個(gè)單向閥相連；操舵液壓回路包括水平舵液壓缸、方向舵液壓缸、兩個(gè)電磁換向閥、兩個(gè)比例方向閥、兩個(gè)電磁式二位二通換向閥，第一電磁換向閥和第一比例方向閥并聯(lián)后與水平舵液壓缸相連，第一電磁式二位二通換向閥與水平舵液壓缸相連，第二電磁換向閥和第二比例方向閥并聯(lián)后與方向舵液壓缸相連，第二電磁式二位二通換向閥與方向舵液壓缸相連，由第一電磁換向閥、第一比例方向閥、水平舵液壓缸組成的機(jī)構(gòu)和由第二電磁換向閥、第二比例方向閥、方向舵液壓缸組成的機(jī)構(gòu)并聯(lián)在一起，兩個(gè)電磁閥均連接油箱；閥門傳動(dòng)液壓回路包括四個(gè)電磁換向閥、兩個(gè)通海閥液壓缸、兩個(gè)通氣閥液壓缸、 兩個(gè)節(jié)流閥，第一通海閥液壓缸和第二通海閥液壓缸的進(jìn)油路連接在一起，第一電磁換向閥和第一通海閥液壓缸相連，第二電磁換向閥和第二通海閥液壓缸相連，第一通氣閥液壓缸和第二通氣閥液壓缸的進(jìn)油路連接在一起，第三電磁換向閥和第一通氣閥液壓缸相連， 第四電磁換向閥和第二通氣閥液壓缸相連，連接在一起的兩個(gè)通海閥液壓缸的進(jìn)油路與連接在一起的兩個(gè)通氣閥液壓缸的進(jìn)油路相連；縱傾調(diào)節(jié)液壓回路包括電磁換向閥、比例流量閥、液壓鎖、船艏銀罐、船艉銀罐，電磁換向閥一端連接比例流量閥、一端連接液壓鎖，液壓鎖與船艏銀罐、船艉銀罐均相連，船艏銀罐和船艉銀罐相連；液壓源和并聯(lián)的操舵液壓回路、閥門傳動(dòng)液壓回路和縱傾調(diào)節(jié)液壓回路通過操舵液壓回路中的由兩個(gè)電磁換向閥和兩個(gè)比例方向閥并聯(lián)在一起后的管路、液壓源中的緩沖器的管路、閥門傳動(dòng)液壓回路中兩個(gè)通海閥液壓缸的進(jìn)油路與連接在一起的兩個(gè)通氣閥液壓缸的進(jìn)油路相連后的管路、縱傾調(diào)節(jié)液壓回路中比例流量閥的管路連接在一起。本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)在于1.采用液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)微型觀光潛艇的操縱控制，具有工作平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)尺寸緊湊、易于實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速的特點(diǎn)。2.液壓源采用了兩套油泵機(jī)組和一套蓄能器應(yīng)急能源，系統(tǒng)可靠性高。3.采用電磁換向閥和比例方向閥并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了隨動(dòng)操舵和手動(dòng)操舵的任意切換， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便。4.采用電磁換向閥實(shí)現(xiàn)通海閥和通氣閥的集中控制，易于實(shí)現(xiàn)。5.通過采用電磁換向閥和比例流量閥(或伺服閥)在潛艇艇艏和艇艉之間泵送水銀，可節(jié)省潛艇空間，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

圖1為本實(shí)用新型的原理與布置圖；圖2為本實(shí)用新型的液壓源示意圖；圖3為本實(shí)用新型的操舵液壓回路示意圖；圖4為本實(shí)用新型的的閥門傳動(dòng)液壓回路示意圖；圖5為本實(shí)用新型的縱傾調(diào)節(jié)液壓回路示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖舉例對(duì)本實(shí)用新型做更詳細(xì)地描述結(jié)合圖1 5，氣動(dòng)微型觀光潛艇的液壓系統(tǒng)如圖1所示。由液壓源A和三個(gè)并聯(lián)的功能回路B、C、D構(gòu)成，液壓源A為功能回路B、C、D提供壓力油，三個(gè)并聯(lián)的功能回路B、 C、D相對(duì)獨(dú)立。液壓源A，如圖2所示。采用由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的一套主油泵機(jī)組9和一套備用油泵機(jī)組36，主油泵機(jī)組9經(jīng)濾油器8通油箱7，備用油泵機(jī)組36經(jīng)濾油器37通油箱7，主油泵和備用油泵經(jīng)過單向閥接主油路，在主油泵和備用油泵的出口上，還接有卸荷閥，卸荷閥由蓄能器14控制。蓄能器14作為應(yīng)急能源，經(jīng)單向節(jié)流閥12通到主油路，同時(shí)蓄能器14的出口接溢流閥。在液壓源A主油路的最后接緩沖器。操舵液壓回路B，如圖3所示。采用電磁換向閥4和比例方向閥3并聯(lián)控制水平舵液壓缸1，電磁換向閥39和比例方向閥41并聯(lián)操縱方向舵液壓缸43，其中電磁換向閥4、39 也可采用手動(dòng)換向閥，比例方向閥3、41也可采用伺服換向閥。水平舵液壓回路和方向舵液壓回路可分別經(jīng)電磁式二位二通換向閥2、42實(shí)現(xiàn)回路短路。電磁換向閥4經(jīng)節(jié)流閥5通油箱，電磁換向閥39經(jīng)節(jié)流閥38通油箱，比例方向閥3、41進(jìn)油路分別接有精濾油器6、40。閥門傳動(dòng)液壓回路C，如圖4所示。電磁換向閥19、22分別控制通海閥液壓缸17、 20，液壓鎖18、21用于保持通海閥液壓缸的壓力，使通海閥密閉，電磁換向閥四、33控制通氣閥液壓缸觀、30(關(guān)閉時(shí)由彈簧作用力實(shí)現(xiàn)通氣閥密閉)，通海閥液壓回路的進(jìn)油路接節(jié)流閥16，通氣閥液壓回路的進(jìn)油路接節(jié)流閥32?？v傾調(diào)節(jié)液壓回路D，如圖5所示。采用電磁換向閥M和比例流量閥沈，利用比例控制將油在艏艉水銀罐25、44間泵送(也可采用伺服閥代替電磁換向閥M和比例流量閥26)，縱傾調(diào)節(jié)液壓回路D的進(jìn)油路上還接有精濾油器27和液壓鎖23，液壓鎖23用于保持水銀罐的壓力，維持縱傾姿態(tài)。本實(shí)用新型微型觀光潛艇總體液壓系統(tǒng)原理與布置，如圖1所示。主要分成四個(gè)功能區(qū)液壓源A，操舵液壓回路B，閥門傳動(dòng)液壓回路C，縱傾調(diào)節(jié)液壓回路D。液壓源A布置在靠近艇艉部分，和壓縮空氣罐布置在一起；操舵液壓回路B置于艇艉，根據(jù)操舵液壓缸位置就近布置；閥門傳動(dòng)液壓回路C根據(jù)閥門位置布置在水倉和駕駛室間夾層；縱傾調(diào)節(jié)液壓回路中將艏艉水銀罐25、44分別布置在艇艏和艇艉，其它液壓元件置于艇艏；所有閥件控制電路均集中到駕駛室控制臺(tái)中。本實(shí)用新型氣動(dòng)微型觀光潛艇液壓系統(tǒng)液壓源A，如圖2所示。采用了一套主油泵機(jī)組9和一套備用油泵機(jī)組36，兩油泵組均由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并可定期輪換使用。蓄能器 14作為應(yīng)急能源，主要應(yīng)用于舵機(jī)，在油泵停止工作和潛艇處在最大航速下，其容量能多次實(shí)現(xiàn)方向舵和水平舵從一舷最大舵角轉(zhuǎn)至另一舷最大舵角。兩臺(tái)泵排出管上裝有單向閥11 和35，以免工作泵排液倒灌備用泵而影響液壓工作，而且卸荷閥10、34開啟后油泵卸載運(yùn)行時(shí)，蓄能器14保持在特定壓力下。液壓不工作時(shí)，油泵向蓄能器14充液，貯存能量。單向節(jié)流閥12既能使蓄能器14通暢地充液蓄能，又可通過改變節(jié)流閥12的開度調(diào)整放液速度。緩沖器15用于吸收液壓沖擊和齒輪泵的壓力脈動(dòng)。本實(shí)用新型氣動(dòng)微型觀光潛艇液壓系統(tǒng)操舵液壓回路B，如圖3所示。采用電磁換向閥(也可選用手動(dòng)換向閥)4、39和比例方向閥(也可選用伺服換向閥)3、41并聯(lián)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操舵和隨動(dòng)操舵(電磁換向閥4和比例方向閥3并聯(lián)操縱水平舵，電磁換向閥39和比例方向閥41并聯(lián)操縱方向舵)，且兩種操舵方式可任意切換。如對(duì)水平舵而言，將電磁換向閥4置于中位時(shí)比例方向閥3工作，此時(shí)，實(shí)現(xiàn)隨動(dòng)操舵；將比例方向閥3關(guān)閉電磁換向閥 4工作，此時(shí)，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操舵。電磁換向閥4、39通過按鈕實(shí)現(xiàn)閥芯移動(dòng)，從而控制液壓缸推舵方向和時(shí)間；比例方向閥3、41控制隨動(dòng)操舵則是通過手拉動(dòng)拉桿或轉(zhuǎn)動(dòng)舵柄輸入一個(gè)舵角，舵角轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)控制比例方向閥3、41的閥口開度和方向，從而控制液壓缸推舵的速度和方向，同時(shí)舵角信號(hào)通過角位移傳感器反饋給控制器，通過和原信號(hào)比較產(chǎn)生偏差信號(hào)，系統(tǒng)朝消除偏差的方向運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，直到達(dá)到要求舵角為止。電磁式二位二通換向閥2、42處于斷開狀態(tài)時(shí)，操舵液壓回路短路，可由其它機(jī)械操舵裝置實(shí)現(xiàn)操舵。本實(shí)用新型氣動(dòng)微型觀光潛艇液壓系統(tǒng)閥門傳動(dòng)液壓回路C，如圖4所示。采用電磁換向閥19、22、四、33可實(shí)現(xiàn)對(duì)通海閥和通氣閥的集中控制，其中電磁換向閥19、22控制通海閥啟閉(關(guān)閉時(shí)由液壓鎖18、21保持液壓缸壓力，使通海閥密閉)，電磁換向閥29、 33控制通氣閥啟閉(關(guān)閉時(shí)由彈簧作用力實(shí)現(xiàn)通氣閥密閉)，通過通海閥和通氣閥的開啟和關(guān)閉，可實(shí)現(xiàn)潛艇下潛和上浮。通海閥和通氣閥都打開時(shí)，海水涌入壓載水倉，潛艇逐漸下潛，下潛后通氣閥關(guān)閉，通海閥可關(guān)閉也可不關(guān)閉。若潛艇已在水下，打開通海閥和通氣閥，通入壓縮空氣吹除水倉中的海水，則潛艇逐漸上升。對(duì)電磁換向閥19、22、29、33的控制可通過手動(dòng)操作，也可通過伺服控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。[0029]本實(shí)用新型氣動(dòng)微型觀光潛艇液壓系統(tǒng)縱傾調(diào)節(jié)液壓回路D，如圖5所示。采用電磁換向閥M和比例流量閥沈，利用比例控制將油在艏艉水銀罐25、44間泵送，調(diào)節(jié)潛艇艏艉重量分配以達(dá)到縱傾調(diào)節(jié)目的。其中，電磁換向閥M改變液壓油泵送方向，液壓鎖23防止電磁換向閥M處于中位時(shí)油液回流?？v傾自動(dòng)調(diào)節(jié)可通過伺服控制實(shí)現(xiàn)，即給定縱傾角度，以電壓信號(hào)傳給控制器，控制器通過改變電磁換向閥M閥芯位置控制泵送水銀方向和時(shí)間，同時(shí)縱傾角信號(hào)通過縱傾傳感器反饋給控制器，通過和原信號(hào)比較產(chǎn)生偏差信號(hào)，系統(tǒng)朝消除偏差方向運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，直到達(dá)到要求縱傾角為止。本實(shí)用新型特點(diǎn)1、采用比例方向閥和電磁換向閥并聯(lián)控制液壓缸實(shí)現(xiàn)對(duì)方向舵和水平舵的隨動(dòng)操縱和手動(dòng)操縱，且兩種功能可任意切換；2、采用電磁換向閥控制液壓缸實(shí)現(xiàn)對(duì)潛浮系統(tǒng)中通海閥和通氣閥的集中操縱；3、采用液壓油通過管路在潛艇艇艏和艇艉之間泵送水銀的方式實(shí)現(xiàn)潛艇縱傾調(diào)節(jié)，泵送液壓油方向和速度由電磁換向閥和比例流量閥分別控制；4、將三個(gè)功能回路并聯(lián)在一個(gè)液壓系統(tǒng)中，以減少液壓元器件個(gè)數(shù)、縮小液壓系統(tǒng)所占空間。
權(quán)利要求1.氣動(dòng)微型觀光潛艇液壓系統(tǒng)，其特征是包括液壓源和并聯(lián)的操舵液壓回路、閥門傳動(dòng)液壓回路和縱傾調(diào)節(jié)液壓回路，液壓源包括主油泵機(jī)組、備用油泵機(jī)組、兩個(gè)單向閥、 蓄能器、單向節(jié)流閥、緩沖器，并聯(lián)的主油泵機(jī)組和備用油泵機(jī)組通過單向節(jié)流閥連接蓄能器，主油泵機(jī)組和備用油泵機(jī)組的排出管上分別安裝第一單向閥和第二單向閥，緩沖器與并聯(lián)的兩個(gè)單向閥相連；操舵液壓回路包括水平舵液壓缸、方向舵液壓缸、兩個(gè)電磁換向閥、兩個(gè)比例方向閥、兩個(gè)電磁式二位二通換向閥，第一電磁換向閥和第一比例方向閥并聯(lián)后與水平舵液壓缸相連，第一電磁式二位二通換向閥與水平舵液壓缸相連，第二電磁換向閥和第二比例方向閥并聯(lián)后與方向舵液壓缸相連，第二電磁式二位二通換向閥與方向舵液壓缸相連，由第一電磁換向閥、第一比例方向閥、水平舵液壓缸組成的機(jī)構(gòu)和由第二電磁換向閥、第二比例方向閥、方向舵液壓缸組成的機(jī)構(gòu)并聯(lián)在一起，兩個(gè)電磁閥均連接油箱；閥門傳動(dòng)液壓回路包括四個(gè)電磁換向閥、兩個(gè)通海閥液壓缸、兩個(gè)通氣閥液壓缸、兩個(gè)節(jié)流閥，第一通海閥液壓缸和第二通海閥液壓缸的進(jìn)油路連接在一起，第一電磁換向閥和第一通海閥液壓缸相連，第二電磁換向閥和第二通海閥液壓缸相連，第一通氣閥液壓缸和第二通氣閥液壓缸的進(jìn)油路連接在一起，第三電磁換向閥和第一通氣閥液壓缸相連，第四電磁換向閥和第二通氣閥液壓缸相連，連接在一起的兩個(gè)通海閥液壓缸的進(jìn)油路與連接在一起的兩個(gè)通氣閥液壓缸的進(jìn)油路相連；縱傾調(diào)節(jié)液壓回路包括電磁換向閥、比例流量閥、液壓鎖、船艏銀罐、船艉銀罐，電磁換向閥一端連接比例流量閥、一端連接液壓鎖，液壓鎖與船艏銀罐、船艉銀罐均相連，船艏銀罐和船艉銀罐相連；液壓源和并聯(lián)的操舵液壓回路、閥門傳動(dòng)液壓回路和縱傾調(diào)節(jié)液壓回路通過操舵液壓回路中的由兩個(gè)電磁換向閥和兩個(gè)比例方向閥并聯(lián)在一起后的管路、液壓源中的緩沖器的管路、閥門傳動(dòng)液壓回路中兩個(gè)通海閥液壓缸的進(jìn)油路與連接在一起的兩個(gè)通氣閥液壓缸的進(jìn)油路相連后的管路、縱傾調(diào)節(jié)液壓回路中比例流量閥的管路連接在一起。
專利摘要本實(shí)用新型的目的在于提供氣動(dòng)微型觀光潛艇液壓系統(tǒng)，包括液壓源和并聯(lián)的操舵液壓回路、閥門傳動(dòng)液壓回路和縱傾調(diào)節(jié)液壓回路，液壓源包括主油泵機(jī)組、備用油泵機(jī)組、兩個(gè)單向閥、蓄能器、單向節(jié)流閥、緩沖器，操舵液壓回路包括水平舵液壓缸、方向舵液壓缸、兩個(gè)電磁換向閥、兩個(gè)比例方向閥、兩個(gè)電磁式二位二通換向閥，閥門傳動(dòng)液壓回路包括四個(gè)電磁換向閥、兩個(gè)通海閥液壓缸、兩個(gè)通氣閥液壓缸、兩個(gè)節(jié)流閥，縱傾調(diào)節(jié)液壓回路包括電磁換向閥、比例流量閥、液壓鎖、船艏銀罐、船艉銀罐。本實(shí)用新型工作平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，易于實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速，系統(tǒng)可靠性高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便，可節(jié)省潛艇空間，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
文檔編號(hào)F15B11/16GK202163609SQ20112015707
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者崔紀(jì)軍, 崔薇薇, 張旭, 曹陽, 李利維, 段延峰, 董洪川, 趙海蓉, 鄭毅, 陳濤 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)