一种深海相变驱动二位三通换向阀

技术领域

本发明涉及深海装备技术领域，具体而言，尤其涉及一种深海相变驱动二位三通换向阀。

背景技术

由于深海极端高压、低温、高盐和暗黑的环境特点，使得深海液压驱动元件的应面临许多问题与挑战，其研发难度相对陆上较大。尽管各国不断对深海液压元件进行研究升级，但大多数常规阀应用在深海仍存在一些缺点，由于常规阀的电控系统或者流体介质存储以及驱动电机等都需要额外的耐压及密封设计，通常整套设备体积、重量大、系统结构复杂，造价及维修成本极高，限制了其在轻小型深海机器人中的应用，现有深海探索装备采用的都是经过耐压处理的油液压阀或者介质为海水的水液压阀，所以针对以上问题，近年来国内外学者也提出了许多新式驱动方式，研制了一些新型液压阀，使其应用于深海轻小型机器人成为可能。按照驱动方式分类，有压电、静电、低熔点合金、形状记忆聚合物、形状记忆合金、热驱动等，但新式驱动的阀也存在一些问题。压电、静电阀等输出位移小，耐压密封性能差；形状记忆合金阀响应时间长等。

因此需要设计一种深海相变驱动二位三通换向阀。

发明内容

根据上述提出深海用液压阀体积重量大、结构复杂以及不耐压的技术问题，而提供一种深海相变驱动二位三通换向阀。本发明主要通过石蜡驱动器驱动使得连杆在一定范围内往复摆动，带动棘爪驱动棘轮，棘轮带动转盘进行转动，不锈钢钢珠在转盘的推动下以及复位弹簧的压力下，能够周期性地开闭硅胶垫上的三个流道口，这种方式可以较好地克服相变驱动冷却滞后的缺点，提高相变驱动的效率和液压阀换向时的控制精度。

本发明采用的技术手段如下：

一种深海相变驱动二位三通换向阀，其特征在于，包括：换向阀主体、驱动结构和换向结构，所述驱动结构和所述换向结构设置在所述换向阀主体的内部，所述换向阀主体包括阀体和阀座，所述驱动结构固定在所述阀体上，所述换向结构设置在所述阀座和所述驱动结构之间；所述驱动结构包括驱动器、棘轮结构和连杆，所述驱动器通过连杆与所述棘轮结构相连；所述换向结构包括转盘、钢珠和驱动轴，所述转盘通过所述驱动轴与所述棘轮结构相连，所述钢珠设置在所述转盘的底部。

进一步的，所述转盘上设有转盘圆槽，所述钢珠设置在所述转盘圆槽中，所述钢珠与所述转盘之间设有复位弹簧。

进一步的，所述驱动器通过固定装置固定在所述阀体上，所述阀体上设有出线孔；所述驱动器为石蜡驱动器。

进一步的，所述棘轮结构包括棘轮和棘爪，所述棘爪与所述连杆连接，所述棘轮设置在所述驱动轴上。

进一步的，所述阀座上设有流道口，所述转盘圆槽与所述流道口的位置相匹配。

进一步的，所述转盘与所述阀座之间设有硅胶垫；所述出线孔处设有水密接头。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的一种深海相变驱动二位三通换向阀，通过石蜡驱动器驱动使得连杆在一定范围内往复摆动，带动棘爪驱动棘轮，棘轮带动转盘进行转动，不锈钢钢珠在转盘的推动下以及复位弹簧的压力下，能够周期性地开闭硅胶垫上的三个流道口，这种方式可以较好地克服相变驱动冷却滞后的缺点，提高相变驱动的效率和液压阀换向时的控制精度。

基于上述理由本发明可在深海装备技术等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种深海相变驱动二位三通换向阀的示意图。

图2为本发明一种深海相变驱动二位三通换向阀的爆炸图。

图中：1、阀座；2、阀体；3、硅胶垫；4、转盘；5、钢珠；6、复位弹簧；7、连杆；8、棘轮；9、棘爪；10、驱动轴；11、石蜡驱动器；12、水密接头；13、流道口；14、螺母；15、顶杆；16、固定装置；17、转盘圆槽；18、螺栓；19、螺栓孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1-2所示，本发明提供了一种深海相变驱动二位三通换向阀，包括：换向阀主体、驱动结构和换向结构，所述驱动结构和所述换向结构设置在所述换向阀主体的内部，所述换向阀主体包括阀体2和阀座1，所述驱动结构固定在所述阀体2上，所述换向结构设置在所述阀座1和所述驱动结构之间；所述驱动结构包括驱动器、棘轮8结构和连杆7，所述驱动器通过连杆7与所述棘轮8结构相连；所述换向结构包括转盘4、钢珠5和驱动轴10，所述转盘4通过所述驱动轴10与所述棘轮8结构相连，所述钢珠5设置在所述转盘4的底部；所述转盘4上设有转盘圆槽17，所述钢珠5设置在所述转盘圆槽17中，所述钢珠5与所述转盘4之间设有复位弹簧6；所述驱动器通过固定装置16固定在所述阀体2上，所述阀体2上设有出线孔；所述驱动器为石蜡驱动器11；所述棘轮8结构包括棘轮8和棘爪9，所述棘爪9与所述连杆7连接，所述棘轮8设置在所述驱动轴10上；所述阀座1上设有流道口13，所述转盘圆槽17与所述流道口13的位置相匹配；所述转盘4与所述阀座1之间设有硅胶垫3；所述出线孔处设有水密接头12。

实施例1

如图1-2所示，本发明提供了一种深海相变驱动二位三通换向阀，括阀座1、阀体2，阀座1和阀体由316不锈钢材料制成，阀座内部圆环状开槽安装有硅胶垫3，硅胶垫3上开有等距的三个流道口13，与阀座1连通；阀体2顶部设计有固定装置16及出线孔；转盘4底部开有等距的十个转盘圆槽17，中间留有轴孔及键槽；不锈钢钢珠5位于转盘圆槽17内，通过转盘圆槽17中的复位弹簧6，将不锈钢钢珠5压紧在硅胶垫3上；连杆7通过驱动轴10与棘轮8、转盘4连接起来，连杆7另一端设计有线性接触连接装置与棘爪9连接；石蜡驱动器11通过固定装置16固定在阀体2上，一种石蜡驱动器11，其具有驱动器顶杆15以及固定支座16；驱动器顶杆15与连杆7连接，该阀可以直接安装在泵上或固定支架上。

工作原理：

在使用时，石蜡驱动器11通过加热使顶杆15伸出，顶杆15驱动连杆7带动棘爪9作往复摆动，棘爪9驱动棘轮8作不连续圆周转动，每次转动12°，带动转盘4进行转动，位于转盘4中的不锈钢钢珠5，在复位弹簧6的作用下，压紧在硅胶垫3上，随着转盘4的转动，轮流关闭位于硅胶垫3上的流道口13，相变阀可以完成两位的切换。

石蜡驱动器11的出线作单独密封，通过水密接头12与电源连接，在进行拆卸时，直接将螺栓18和螺母14拆卸，分离阀座与阀体；同理，在进行安装时，执行相反动作即可，整个拆装更换过程方便快捷。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。