本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種水壓軟纜割刀，包括依次相接的控制閥、海水或淡水液壓缸和剪刀運動機構(gòu)，控制閥控制液壓缸伸縮，液壓缸通過伸縮帶動剪刀運動機構(gòu)張合實現(xiàn)剪切。剪刀運動機構(gòu)采用連桿滑塊機構(gòu)，滑塊導(dǎo)軌與缸體為一整體，具有結(jié)構(gòu)緊湊，剛度大的特點。換向閥設(shè)計為三位四通結(jié)構(gòu)，其閥芯與閥座接觸形式采用浮動結(jié)構(gòu)，在彈簧壓力的作用下，閥芯與閥座始終接觸可靠，磨損后的間隙可以自動補償，大大提高了密封的可靠性和壽命。本發(fā)明專利技術(shù)以海水或淡水作為工作介質(zhì)，具有效率高，作業(yè)深度大，操作方便，環(huán)境相容性好的特點，可廣泛用于水下及陸地的剪切作業(yè)。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種水下作業(yè)工具，尤其涉及一種水壓軟纜割刀。
技術(shù)介紹
軟纜割刀在水下作業(yè)中有廣泛的應(yīng)用，可實現(xiàn)對麻、棕、棉、尼龍、化纖等軟質(zhì)材料 纜繩或銅/鋁芯電纜的剪切任務(wù)，主要用于水下打撈、資源開采以及海洋建筑等領(lǐng)域的水 下作業(yè)。最早的水下作業(yè)軟纜割刀一般是由陸用油壓驅(qū)動工具改裝而成，油壓工具的工作 壓力高，功率密度大。 雖然油壓工具的工作壓力高，功率密度大，然而，由于液壓油自身理化特性，決定 了由改裝后的油壓軟纜剪刀用于水下作業(yè)時存在如下問題 1)液壓油和水不相容，當(dāng)液壓油泄漏到水環(huán)境，會造成環(huán)境污染，用于國防軍事領(lǐng) 域時，外泄漏還有可能造成軍事活動的暴露，當(dāng)水滲入到油壓系統(tǒng)，會引起元件的腐蝕和功 能失效，從而降低工具的可靠性； 2)油壓軟纜割刀及動力源必須設(shè)計成閉式系統(tǒng)，需要進回油管，用于大深度作業(yè) 時，必須增加壓力補償裝置，增加了設(shè)備的體積、重量以及復(fù)雜程度，降低了系統(tǒng)的可靠性 與可維修性； 3)液壓油的粘度大，且其粘溫、粘壓系數(shù)大，隨著作業(yè)深度和范圍的擴大，系統(tǒng)進 油和回油管的沿程壓力損失顯著增大，工具效率明顯降低；同時進回油管道易受風(fēng)浪及海 流的影響，增加了潛水員操作時的負擔(dān)。 4)不能夠在水下更換作業(yè)工具，或者進行簡單的維修，工具的適應(yīng)性較差。 為此，逐漸有研究人員提出以海/淡水代替液壓油為工作介質(zhì)來驅(qū)動作業(yè)工具的 研究方向。但是目前，還未有成熟的水壓軟纜割刀技術(shù)方案被現(xiàn)有技術(shù)公布。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種水壓軟纜割刀，直接以海水或淡水作為工作介質(zhì)進行 作業(yè)，重量輕、體積小、效率高、環(huán)境相容性好，能可靠地用于對水下軟纜或電纜的剪切作 業(yè)。 —種水壓軟纜割刀，包括依次相接的控制閥、海水或淡水液壓缸和剪刀運動機構(gòu)， 控制閥控制海水或淡水液壓缸伸縮，海水或淡水液壓缸通過伸縮帶動剪刀運動機構(gòu)張合實 現(xiàn)剪切，其特征在于， 所述換向閥包括閥座5、閥芯4、閥體2和換向手輪18 ;閥體2內(nèi)安放有閥芯4，閥 芯4 一端伸出閥體2并套有換向手輪18 ;閥體2遠離換向手輪18的一端連接閥座5 ;閥座 5內(nèi)設(shè)有四個流道，第一和第二流道分別與海水或淡水液壓缸的無桿腔和有桿腔相連通，第 三和第四流道分別為進水流道和出水流道；閥芯4內(nèi)設(shè)有三個通道，通過轉(zhuǎn)動閥芯4使得閥 座5的流道與閥芯4的通道能夠選擇組合連通；在閥座5的四個流道內(nèi)分別設(shè)有浮動密封 組件，浮動密封組件由密封彈簧13和中間開有通孔的密封塊15組成，密封塊15在密封彈3簧13的壓力作用上保持與閥芯4的緊密接觸。 本專利技術(shù)的技術(shù)效果體現(xiàn)在 1)工作介質(zhì)為海水或淡水，具有五個優(yōu)點a、綠色、環(huán)保，對環(huán)境沒有污染，b、不 會因水進入系統(tǒng)而降低工作可靠性；c、水的粘度只有液壓油的四十分之一，因此管路壓力 損失小很多，作業(yè)效率高；d、本專利技術(shù)的動力源設(shè)計成開式系統(tǒng)，直接從水環(huán)境中吸水，加壓 做功后，再直接排回水環(huán)境中，因而無需攜帶水箱，不用冷卻器，不但簡化了系統(tǒng)，減少了體 積，降低了重量，并且系統(tǒng)不需要壓力補償裝置，作業(yè)工具的工作水深不受限制；本專利技術(shù)將 水直接排入水環(huán)境，因此無需回水管，水下作業(yè)時受潮流干擾小，提高水下操作的穩(wěn)定性； f 、因為水的環(huán)保性，可在水下直接更換作業(yè)工具，或者進行簡單的維修，提高了工具的適應(yīng) 性； 2)水壓軟纜割刀的換向閥為三位四通換向轉(zhuǎn)閥，為克服水的粘度低、泄漏量大、 氣蝕嚴重等技術(shù)問題，該閥閥芯與密封塊的密封形式與油壓轉(zhuǎn)閥常采用的間隙密封形式不 同。油壓轉(zhuǎn)閥的密封結(jié)構(gòu)中閥芯和閥套之間總是存在間隙，而且該間隙隨著閥芯和閥套的 磨損而加大，從而引起泄漏量的增加，本專利技術(shù)在閥座內(nèi)設(shè)有浮動密封組件，閥座通過密封組 件與閥芯密封，密封組件與閥芯之間采用了抗氣蝕性強的端面密封形式，在彈簧力作用下 閥芯和密封組件間密封可靠，可實現(xiàn)零泄漏。 3)三位四通換向轉(zhuǎn)閥閥芯與閥座接觸形式采用浮動結(jié)構(gòu)，在彈簧壓力的作用下， 閥芯與閥座始終接觸可靠，磨損后的間隙可以自動補償，從而大大提高了密封的可靠性和 壽命； 4)本專利技術(shù)在海洋中采用海水液壓缸，在淡水環(huán)境中采用淡水液壓缸，廣泛應(yīng)用于 水庫大壩，湖泊、河道工程的水下作業(yè)以及陸地作業(yè)。附圖說明 圖1是本專利技術(shù)實施例的海水液壓軟纜割刀結(jié)構(gòu)原理圖。 圖2是實施例的控制閥組件結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是實施例的控制閥組件的功能符號圖。 圖4是實施例的控制閥閥座端面視圖。 圖5是實施例的控制閥閥芯端面視圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖與實施例對本專利技術(shù)進行進一步的說明。 圖1為海水液壓軟纜割刀的結(jié)構(gòu)原理圖，包括海水液壓缸、控制閥以及剪刀運動 機構(gòu)?？刂崎y組件與海水液壓缸相連接，控制液壓缸伸縮；液壓缸的活塞桿與剪刀運動機構(gòu) 相連。 海水液壓缸包含有一缸體6，缸體6內(nèi)設(shè)有活塞桿12，活塞桿12 —端從缸體6中 伸出后與剪刀運動機構(gòu)相連，另一端與閥座5相連，閥座充當(dāng)安裝缸體端蓋，對活塞桿12進 行軸向限位，參考圖1。缸體6的尾端與活塞桿12的空腔為無桿腔，缸體6的頭端與活塞 桿12的空腔為有桿腔，無桿腔與閥座5的第一流道B相連通，有桿腔與閥座5的第二流道 A相連通。海水液壓缸的缸體6前端加長，作為剪刀運動機構(gòu)的導(dǎo)軌和機架。 剪刀運動機構(gòu)采用連桿滑塊機構(gòu)，滑塊導(dǎo)軌與缸體為整體結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)緊湊，剛 度大，重量輕的優(yōu)點。剪刀運動機構(gòu)包括兩個結(jié)構(gòu)相同的剪刀片9，9'，剪刀片9，9'的外 角點8，8'分別通過銷軸與連桿7，7'相接，兩連桿7，7'均鉸接滑塊ll，滑塊ll連接海水 液壓缸的活塞桿12。海水液壓缸的缸體6前端加長，在其內(nèi)表面加工有導(dǎo)軌，滑塊11安放 在導(dǎo)軌上。剪刀片9，9'的內(nèi)角點10，10'通過銷軸固定于缸體6加長后的前端。在液壓 力的作用下，活塞桿12前后運動，從而帶動滑塊沿缸體6上的導(dǎo)軌前后運動，連桿和剪刀片 分別繞連接銷軸靈活轉(zhuǎn)動。具體的運動過程為，活塞桿12前伸，帶動滑塊11沿著導(dǎo)軌向前 運動，連桿18與剪刀片9之間的夾角變小，兩剪刀片的刀口向著縮攏方向運動，實現(xiàn)剪切動 作；當(dāng)活塞桿12后退時，帶動滑動塊11向后運動，剪刀片張開，為下一次剪切做準(zhǔn)備。各連 桿與銷軸構(gòu)成鉸鏈的內(nèi)孔都鑲有銅套，以改善銷軸與銅套之間的摩擦性能。 圖2為換向閥結(jié)構(gòu)示意圖，換向閥所實現(xiàn)的功能如圖3所示。換向閥包括閥座5、 閥芯4、閥體2和換向手輪18。閥體2內(nèi)安放有閥芯4，閥芯4 一端伸出閥體2并裝有換向 手輪18。閥體2遠離換向手輪18的一端固定在閥座5上。 閥座5內(nèi)設(shè)四個流道，參考圖4，第一，二流道A， B分別與海水液壓缸的無桿腔和 有桿腔相連通，截面呈"L"型的第三，四流道P，T分別作為進水流道和出水流道，工作時，進 水流道的進水口通過圖1中的快換接頭14與動力源相連，出水流道的出水口無回水管，回 水直接排入大海。 閥芯4內(nèi)設(shè)有三個通道，三個通道截面成"^/，形，如圖5所示。Al， A2為第一通 道的兩個端口， Bl， B2為第二通道的兩個端口， Cl， C2為第三通道的兩個端口。 用戶轉(zhuǎn)動換向手輪18，由于換向手輪18與閥芯4之間通過平鍵19進行傳動，因 此閥芯4隨換向手輪18—起轉(zhuǎn)動。為了限定閥芯的最大轉(zhuǎn)動角，增設(shè)了限位銷l，限位銷1 的上端固定于換向輪18內(nèi)，下端位于閥體2的弧形限位槽內(nèi)。最大轉(zhuǎn)動角度由弧形限本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種水壓軟纜割刀，包括依次相接的控制閥、海水或淡水液壓缸和剪刀運動機構(gòu)，控制閥控制海水或淡水液壓缸伸縮，海水或淡水液壓缸通過伸縮帶動剪刀運動機構(gòu)張合實現(xiàn)剪切，其特征在于， 所述換向閥包括閥座（５）、閥芯（４）、閥體（２）和換向手輪（１８）；閥體（２）內(nèi)安放有閥芯（４），閥芯（４）一端伸出閥體（２）并套有換向手輪（１８）；閥體（２）遠離換向手輪（１８）的一端連接閥座（５）；閥座（５）內(nèi)設(shè)有四個流道，第一和第二流道分別與海水或淡水液壓缸的無桿腔和有桿腔相連通，第三和第四流道分別為進水流道和出水流道；閥芯（４）內(nèi)設(shè)有三個通道，通過轉(zhuǎn)動閥芯（４）使得閥座（５）的流道與閥芯（４）的通道能夠選擇組合連通；在閥座（５）的四個流道內(nèi)分別設(shè)有浮動密封組件，浮動密封組件由密封彈簧（１３）和中間開有通孔的密封塊（１５）組成，密封塊（１５）在密封彈簧（１３）的壓力作用上保持與閥芯（４）的緊密接觸。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉銀水，朱碧海，吳德發(fā)，姜維，蔣卓，郭志恒，陳經(jīng)躍，
申請(專利權(quán))人：華中科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：83[中國|武漢]
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