深海环境使用的电驱动推杆

技术领域

本发明属于水下推杆技术领域，特别涉及深海电推杆技术领域，具体是一种深海环境使用的电驱动推杆。

背景技术

电驱动推杆应用于浅水环境下，具有密闭性及耐压平衡性好、驱动方便、不受水压阻碍等优点，但是在深海环境中其是无法使用的。由于深海环境中，电推杆外管承受巨大的水压，对电推杆的密封构件承压能力有非常高的要求。在深海巨大水压的作用下，密封构件承受向电推杆腔体内的压力作用，海水携带泥沙等极易侵入腔体内部，对腔体内部件造成侵蚀，影响功能部件正常工作。目前，市面上也有专门针对深海环境使用的电动推杆，但是其结构设计复杂、生产及维护成本较高、控制方式繁琐，并且动作反应滞后缓慢，不便于电动推杆的移动精度控制。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，而提供一种深海环境使用的电驱动推杆。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种深海环境使用的电驱动推杆，包括电驱动装置、主缸体和平衡缸体。

驱动装置包括水密电机、减速器和梯形丝杠，水密电机与减速器连接，减速器与梯形丝杠连接。

主缸体包括外缸筒和内活塞筒，外缸筒的左端筒口安装有端盖、右端筒口为敞开设置，减速器安装在端盖上，梯形丝杠通过轴承转动支撑在外缸筒内；内活塞筒的左端筒口处向其轴线方向延设有一圈环形凸缘、右端为封闭设置，内活塞筒从外缸筒的右端筒口插入并滑动安装在外缸筒内，梯形丝杠从内活塞筒的环形凸缘插入并伸至内活塞筒内；环形凸缘与梯形丝杠之间为螺纹连接，环形凸缘上开设有贯穿其左右的通孔，外缸筒的内腔与内活塞筒的内腔通过通孔连通。

平衡缸体包括内缸筒和外活塞筒，内缸筒的左端为封闭设置、右端筒口为敞开设置；外活塞筒的左端筒口为敞开设置、右端为封闭设置；外活塞筒从内缸筒的右端套入并滑动密封安装在内缸筒外，内缸筒的内腔与外活塞筒的内腔连通。

主缸体的外缸筒内腔与平衡缸体的内缸筒内腔连通。

外缸筒的内腔、内活塞筒的内腔、内缸筒的内腔及外活塞筒的内腔中充注有硅油。

本发明所述的深海环境使用的电驱动推杆利用了连通器原理，在主缸体(即电动推杆)上增设了平衡缸体，并且主缸体的内腔与平衡缸体的内腔相互连通，利用深海水压驱动平衡缸体的外活塞筒挤压硅油，硅油通过连通通道进入主缸体的内腔，由此平衡电动推杆内外压力达到一致，确保密封圈8两侧受压一致，其只需保证密封性能，无需像无平衡缸筒的电驱动推杆上的密封结构一样，不仅要保证密封，还要承受深海水压。

进一步的，内缸筒内径的横截面积大于等于连接通道内径的横截面积，连接通道内径的横截面积大于等于通孔的横截面积。

进一步的，内缸筒右端筒口的外壁设有向外延设的防脱外楞圈，外活塞筒左端筒口的内壁设有向内延设的防脱内楞圈，内缸筒上的防脱外楞圈与外活塞筒上的防脱内楞圈相互卡接。

进一步的，端盖的中心开设有连接孔，减速器的输出端穿过连接孔后与梯形丝杠的端部连接。

进一步的，轴承安装在外缸筒内并紧邻端盖右侧设置，内活塞筒左端筒口处的环形凸缘位于轴承的右侧。

进一步的，外缸筒上与内缸筒的连通点位于轴承和环形凸缘之间的位置处，内缸筒上与外缸筒的连通点位于其筒壁的左端位置处。

进一步的，端盖中心连接孔的内壁上、外缸筒右端筒口的内壁上、内缸筒右端筒口的外壁上以及外活塞筒左端筒口的内壁上均设置有密封圈。

本发明所述深海环境使用的电驱动推杆设计科学、密封结构结构简单、操作方便、生产及维护成本低、反应灵敏、移动精度高，该电驱动推杆设计了平衡缸体，平衡缸体水平不受水深的限制，电驱动推杆的腔体内压和相应的水深产生的水压自动平衡，密封结构两侧承压始终保持平衡状态，从而起到通过密封圈可靠密封的作用，密封性能良好，连续工作时间长，并且不需要附加平衡动力装置，值得推广使用。

附图说明

此处的附图用来提供对本发明的进一步说明，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用来解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明深海环境使用的电驱动推杆的整体结构示意图。

图中：1-水密电机、2-减速器、3-梯形丝杠、4-外缸筒、5-内活塞筒、6-端盖、7-轴承、8-密封圈、9-环形凸缘、10-通孔、11-内缸筒、12-外活塞筒、13-连接通道、14-硅油。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好的理解本发明，以下结合参考附图并结合实施例对本发明作进一步清楚、完整的说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施方式及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语3中心4、3左4、3右4、3内4、3外4等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语3安装4、3连接4应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，一种深海环境使用的电驱动推杆，包括电驱动装置、主缸体和平衡缸体。

驱动装置包括水密电机1、减速器2和梯形丝杠3，水密电机1的输出端与减速器2的输入端连接，减速器2的输出端与梯形丝杠3的端部连接。

主缸体包括外缸筒4和内活塞筒5，外缸筒4的左端筒口安装有端盖6、右端筒口为敞开设置；减速器2安装在端盖6上，梯形丝杠3通过轴承7转动支撑在外缸筒4内，轴承7安装在外缸筒4内并紧邻端盖6右侧设置，其中，端盖6的中心处开设有连接孔，减速器2的输出端穿过连接孔后与梯形丝杠3的端部连接，并且在端盖6的连接孔内壁上设置有密封圈8，该密封圈8将端盖6的连接孔内壁与减速器2的输出端外壁之间进行了密封。内活塞筒5的左端筒口处向内延设有一圈环形凸缘9、右端为封闭设置，内活塞筒5从外缸筒4的右端筒口插入并滑动安装在外缸筒4内，梯形丝杠3从内活塞筒5的环形凸缘9插入并伸至内活塞筒5内，内活塞筒5左端筒口处的环形凸缘9位于轴承7的右侧；环形凸缘9的内孔壁上设有螺纹，环形凸缘9与梯形丝杠3之间为螺纹连接，环形凸缘9上开设有贯穿其左右的通孔10，外缸筒4的内腔与内活塞筒5的内腔通过通孔10连通；外缸筒4右端筒口的内壁上设置有密封圈8，该密封圈8将外缸筒4右端筒口内壁与内活塞筒5外壁之间进行了密封。外缸筒4、内活塞筒5、端盖6、轴承7及梯形丝杠3均位于同一轴线上。

平衡缸体包括内缸筒11和外活塞筒12，内缸筒11的左端为封闭设置、右端筒口为敞开设置；外活塞筒12的左端筒口为敞开设置、右端为封闭设置；外活塞筒12从内缸筒11的右端套入并滑动密封安装在内缸筒11外，内缸筒11的内腔与外活塞筒12的内腔连通；内缸筒11右端筒口的外壁设有向外延设的防脱外楞圈，外活塞筒12左端筒口的内壁设有向内延设的防脱内楞圈，当外活塞筒12相对内缸筒11向右伸出至最右端时，内缸筒11上的防脱外楞圈与外活塞筒12上的防脱内楞圈相互卡接，从而防止二者脱离分开；防脱外楞圈的外壁上以及防脱内楞圈的内壁上均设置有密封圈8，防脱外楞圈外壁上的密封圈8将防脱外楞圈外壁与外活塞筒12内壁之间进行了密封，防脱内楞圈内壁上的密封圈8将防脱内楞圈内壁与内缸筒11外壁之间行了密封。

主缸体的外缸筒4内腔与平衡缸体的内缸筒11内腔通过连接通道13进行连通，外缸筒4上与内缸筒11的连通点位于轴承7和环形凸缘9之间的位置处，内缸筒11上与外缸筒4的连通点位于其筒壁的左端位置处。

外缸筒4的内腔、内活塞筒5的内腔、内缸筒11的内腔及外活塞筒12的内腔中充注有硅油14。

本发明深海环境使用的电驱动推杆的原理为：采用连通器原理，在电动推杆主缸体旁设计平衡缸体，利用深海水压驱动平衡缸体的外活塞筒12挤压平衡缸体内腔的硅油14，硅油14通过连接通道进入电动推杆主缸体的内腔内，形成内外压力的平衡，确保主缸体与深海环境之间的密封构件内外侧承受相等的压力，使其只需起到密封作用，而无需承受深海巨大的水压。

本发明深海环境使用的电驱动推杆在深海中使用时，水密电机1带动减速器2转动，减速器2带动梯形丝杠3转动，梯形丝杠3与内活塞筒5之间为螺纹传动，随着梯形丝杠3的转动，内活塞筒5相对于外缸筒4向右移动，即内活塞筒5向外伸出，此时对于没有平衡缸筒的现有技术来说，由于深海中强大的深水压力，内活塞筒5向外伸出时腔体内会形成一定的负压，密封圈8会承受巨大的深海水压，在巨大的水压和腔体内负压作用下，海水携带泥沙等杂物极易侵入内活塞筒5腔体内部，对腔体内造成侵蚀，影响电驱动推杆正常工作。

为解决该问题，本发明电驱动推杆中增设了平衡缸体，平衡缸体中的外活塞筒12在深海水压的作用下，相对内缸筒11向左移动，即外活塞筒12向内收回，外活塞筒12及内缸筒11的内腔被压缩，其内的硅油14会通过连接通道进入到主缸体的外缸筒4内腔中，同时再通过内活塞筒5环形凸缘9上的通孔10而进入到内活塞筒5的内腔中，从而达到平衡内活塞筒5内外压强的目的。由于本发明在使用时处于某一稳定的海水深度环境，平衡缸体以及内活塞筒5可看作一个整体，共同承受外部深海水压作用。密封圈8外侧为深海水压，内侧压力则由于外活塞筒12受深海水压作用，挤压腔体内的硅油14，使得内部硅油形成的压力与外部深海水压平衡，以确保密封圈8两侧所受压力在内活塞筒5运动的同时始终保持一致。如此状态下，密封圈8只需保证密封效果，而无需像现有技术一样即保持密封，还要承受外部深海水压作用。本发明的结构设计，大大简化了深海环境下工作的电驱动推杆的密封结构，其密封保压效果非常出众，可以动态适应不同深度外部环境的水压变化，始终确保腔体内外压一致，保证腔体内密封的工作环境不受海水侵蚀以及杂物侵入，连续工作时间大大延长。

以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。