一种能够平衡水下环境压力的带排气功能的单作用式油缸的制作方法

1.本实用新型属于深海装备技术领域，涉及水下作业工具，具体为一种能够平衡水下环境压力的带排气功能的单作用式油缸。


背景技术：

2.传统的油缸设备中，单作用油缸是一种较为常见的油缸：以油缸内的活塞为分界面，活塞一侧为液压油，另一侧为活塞杆以及对应空腔，工作时，液压油推动活塞克服工作负载，实现预定目的。陆上环境下，由于环境压力(一个大气压)远小于油缸的工作压力，因此不存在环境压力会增大油缸负载的问题，同样是由于陆上环境，也无需额外考虑空腔内的气体排出问题，即使考虑，可以在活塞出杆处设置缝隙以排出空气。
3.但在深水环境中，上述两个问题就变得较为关键：首先，当油缸处于水下较深环境时，外界水环境压力较大，其作用在活塞上后势必导致油缸的负载增大；其次，如仍在油缸的活塞出杆端设置缝隙，外界环境中的水将进入油缸内部导致油缸的腐蚀，影响其寿命，如不设置缝隙，则活塞在运动时必将压缩该出气体形成气垫，从而产生较大的额外负载。如不考虑排出油缸内空腔中的气体，则活塞在运动时必将压缩气体形成气垫，从而产生较大的负载。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术问题，本实用新型研发了一种能够平衡水下环境压力的带排气功能的单作用式油缸，能够在水下使用，无需额外提供能源可自适应水下环境压力的，且在使用过程中可以排出油缸内气体，减小运动阻尼。
5.本实用新型采用的技术方案是，一种能够平衡水下环境压力的带排气功能的单作用式油缸，包括油缸体、活塞杆、油缸端盖、螺栓、螺母、管路接头，所述的油缸体与油缸端盖借助螺栓与螺母的螺纹配合固定连接，活塞杆套装在油缸体内并将油缸体内部分成油腔和空腔两个腔体，油缸体的油腔侧壁设置有管路接头，所述的活塞杆为中部设有凸缘的长轴结构，活塞杆一端穿过油缸体的通孔，另一端穿过油缸端盖的通孔。
6.所述的油缸体内从活塞杆凸缘到油缸端盖内壁的位置设置有弹簧。
7.所述的弹簧为压簧。
8.所述的油缸体侧壁上设置有圆锥内螺纹孔。
9.所述的油缸体的油腔侧壁借助圆锥内螺纹孔与管路接头固定连接。
10.所述的油缸体的空腔侧壁借助圆锥内螺纹孔固定连接有单向阀。
11.所述的油缸体油腔前段活塞杆处设置有第一环形槽，所述的第一环形槽内设置有首部o型圈。
12.所述的活塞杆凸缘处的侧壁内置有第二环形槽，所述的第二环形槽内设置有中部o型圈。
13.所述的与活塞杆接触的油缸端盖内壁上设置有第三环形槽，所述的第三环形槽内
设置有尾部o型圈。
14.所述的与油缸体接触的油缸端盖内壁上设置有第四环形槽，所述的第四环形槽内设置有弯部o型圈。
15.本实用新型的有益效果：针对油缸的水下使用需求，提供了一种单作用式油缸，其能够平衡水下环境压力，大大减小额外负载；同时，该油缸能够将空腔内的气体排出，避免了气体受压后产生的气垫阻力；此外，排气的同时外界环境的水无法进入油缸内部，避免油缸内部的元器件接触到水环境产生腐蚀，提高油缸的可靠性。
16.可实现性强，本装置没有需要特殊定制的零部件，所有零部件均可通过常规加工手段实现；
17.可靠性高，外界环境中的水与油缸内部完全隔离，提高了弹簧等易锈部件寿命；能够平衡外界环境的水压，活塞采用了双出杆的形式，两端均伸出油缸外，与外界水环境直接接触，从而使得外界水环境的压力分别作用在活塞的两端，使外界水环境作用力平衡，而单向阀的存在使得外界环境中的水无法进入油缸，提高油缸的寿命；
18.运动阻力小，能够排出活塞杆弹簧一侧的空腔内的气体，减小阻尼，活塞运动时，将迫使空腔内的气体通过单向阀排出，避免该空腔内气体形成气垫影响活塞的运动。
19.下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
附图说明
20.图1为本实用新型结构示意图；
21.图2为图1的k向视图；
22.图3为图2的a
‑
a剖视图；
23.图4为图1的轴测视图；
24.附图中，1是活塞杆，2是首部o型圈，3是油缸体，4是中部o型圈，5是弹簧，6是油缸端盖，7是螺栓，8是管路接头，9是单向阀，10是螺母，11是弯部o型圈，12是尾部o型圈。
具体实施方式
25.如图1
‑
图4所示，一种能够平衡水下环境压力的带排气功能的单作用式油缸，包括油缸体3、活塞杆1、油缸端盖6、螺栓7、螺母10、管路接头8，所述的油缸体3与油缸端盖6借助螺栓7与螺母10的螺纹配合固定连接，活塞杆1套装在油缸体3内并将油缸体3内部分成油腔和空腔两个腔体，油缸体3的油腔侧壁设置有管路接头8，所述的活塞杆1为中部设有凸缘的长轴结构，活塞杆1一端穿过油缸体3的通孔，另一端穿过油缸端盖6的通孔，活塞杆1、油缸体3以及油缸端盖6三者通过限定的形位公差确保其安装后处于一个比较理想的配合状态。
26.所述的油缸体3内从活塞杆1凸缘到油缸端盖6内壁的位置设置有弹簧5，所述的弹簧5的外径略小于油缸体3的内径，以便弹簧5在油缸体3内自由变形。弹簧5的一侧被油缸端盖6限位，以便形成预压力。
27.所述的弹簧5为压簧，可在卸去管路内压力后提供将活塞杆1复位的功能，便于活塞杆的下一次动作。
28.所述的油缸体3侧壁上设置有圆锥内螺纹孔，提高接头处的气密性。
29.所述的油缸体3的油腔侧壁借助圆锥内螺纹孔与管路接头8固定连接，提高了油缸
体3与管路接头8连接的密封性。
30.所述的油缸体3的空腔侧壁借助圆锥内螺纹孔固定连接有单向阀9，所述单向阀9通过圆锥内螺纹孔与油缸体3连接，实现油缸体3空腔内的气体单向排出，且避免了外界环境中的水进入油缸内部。
31.所述的油缸体3油腔前段活塞杆1处设置有第一环形槽，所述的第一环形槽内设置有首部o型圈2，首部o型圈2为油缸内的密封部件之一，实现活塞与油缸体3之间的密封，阻止外界环境中的水流入油缸体3。
32.所述的活塞杆1凸缘处的侧壁内置有第二环形槽，所述的第二环形槽内设置有中部o型圈4，中部o型圈4为油缸内的密封部件之一，实现活塞与油缸体3之间的密封，阻止液压油从油腔流入空腔。
33.所述的与活塞杆1接触的油缸端盖6内壁上设置有第三环形槽，所述的第三环形槽内设置有尾部o型圈12，尾部o型圈12为油缸内的密封部件之一，实现活塞与油缸端盖6之间的密封，阻止外界环境中的水流入油缸体3。
34.所述的与油缸体3接触的油缸端盖6内壁上设置有第四环形槽，所述的第四环形槽内设置有弯部o型圈11，弯部o型圈11为油缸内的密封部件之一，实现油缸端盖6与油缸体3之间的密封，阻止外界环境中的水流入油缸体3。
35.本实用新型在具体使用时，活塞为油缸内的运动部件，通过其运动实现力的传递；油缸体3为油缸内的固定部件之一，实现活塞杆1、弹簧5等部件在其内部的定位或固定；油缸端盖6为油缸内的固定部件之一，实现活塞杆1、弹簧5等部件在其内部的定位或固定；螺栓7、螺母10为油缸内的紧固件，实现油缸端盖6与油缸体3的连接与固定；所述管路接头8通过圆锥内螺纹孔与油缸体3连接，实现液压油进入油缸体3；圆锥内螺纹孔避免了外界环境中的水进入油缸内部。
36.油缸整体进入水环境后，由于活塞杆1的两端均受到外界水环境的压力，压力平衡，活塞杆1保持不动；之后，通过管路接头8给油缸加压，在液压动力驱动下，活塞杆1将逐渐克服弹簧5的预压力向右移动；右移的过程中，弹簧5所处空腔内气体将受压产生压力，当该压力达到一定程度时，将打开单向阀9，使气体从单向阀9排出，避免该空腔内产生气垫影响活塞杆1的右移；当活塞杆1右移至弹簧5的极限压缩量时，整套油缸的动作完成；之后卸去压力，活塞杆1将在弹簧5的作用下复位，等待下一次的动作，而单向阀9的存在，避免了外界环境中的水进入油缸。