叠加式深海液压锁

本发明属于深海装置，特别涉及一种叠加式深海液压锁。

背景技术：

1、液压锁又称保压锁，是液压系统的一种集成化元件，在液压系统中主要起到保压的作用。当系统突然失去压力时，与液压锁相连接的液压缸或马达不会因为泄露或自重下降。传统液压锁通常采用两个液控单向阀的结构设计，适用于陆地上的工况，回油管路的压力近似于大气压，远远小于负载端的压力，液压锁的锁止功能可靠。但在深海作业时，通常采用压力补偿的技术来克服深海环境压力对系统的影响，油箱压力几乎与深海环境压力相同。在深海环境中正常作业时，传统液压锁也可以满足锁止功能。但当负载端油缸突然受到较大的冲击后，油缸内一端的压力会突然降低，另一端突然升高。若降低后的负载压力低于回油口的油箱压力时，单向阀阀芯的两端压力不能保持平衡，在油箱与负载端压力差的作用下，阀芯打开，推杆位置移动，出现液压锁“锁不住”的现象。

2、在深海环境中，随着深度的增加，在一般的工作情况下，系统的回油压力会随之升高，这可能会在液压锁锁紧定压时，造成油缸误动作。为了解决这种问题，根据现有的技术，一般的深海液压锁会采取并联溢流阀的方式，但使用溢流阀会导致系统中阀件的体积更大，结构更复杂；还有一种方案采用平衡阀的方式来进行保压和过载保护，但存在较大功率损耗的问题。因此，需要设计一种叠加式深海液压锁以解决上述不足。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供一种叠加式深海液压锁，以解决现有液压锁体积较大、结构复杂、功率损耗大，且锁止失效的问题。

2、本发明采用的技术方案是一种叠加式深海液压锁，其包括阀体、活动推杆以及安装于所述阀体两端的左阀芯组件和右阀芯组件，所述阀体呈长方体结构状，且所述阀体的中间处设置有控制油腔，所述活动推杆设于所述控制油腔中，并将所述控制油腔分隔为左控制油腔和右控制油腔，所述阀体上设置有多条油路以及与油路相连通的多个油口，且所述控制油腔上方的两端对称设有第一油路和第二油路，所述第一油路的第一端与所述第一油口相连通，且所述第一油路的第二端与所述左控制油腔相连通，所述第二油路的第一端与所述第二油口相连通，且所述第二油路的第二端与所述右控制油腔相连通，所述控制油腔的两端对称设有左阀芯腔体和右阀芯腔体，且所述左阀芯腔体和右阀芯腔体的下方分别设有第三油路和第四油路，所述第三油路的第一端与所述左阀芯腔体相连通，且所述第三油路的第二端与所述第三油口相连通，第五油路中设有左梭阀，且所述左梭阀的第一输入端与所述第三油口相连通，所述左梭阀的第二输入端与第一回油口相连通，所述左梭阀的输出端与所述左阀芯组件中阀盖上的阀盖通孔相连通，所述第四油路的第一端与所述右阀芯腔体相连通，且所述第四油路的第二端与所述第四油口相连通，第六油路中设有右梭阀，且所述右梭阀的第一输入端与所述第四油路相连通，所述右梭阀的第二输入端与第二回油口相连通，所述右梭阀的输出端与所述右阀芯组件中阀盖上的阀盖通孔相连通；所述左阀芯组件和右阀芯组件结构完全相同，且所述左阀芯组件和右阀芯组件均包括阀座、主阀芯、压缩弹簧、阀盖和弹簧支座，所述阀座分别设于所述左阀芯腔体和右阀芯腔体中，且所述阀座第一端和第二端的外侧壁上分别均布设有多个阀座进油孔和多个阀座出油孔，所述主阀芯设于所述阀座中，且所述主阀芯的第一端与所述阀座第一端的主阀芯阀口相贴合，所述阀盖的外侧壁上设有阀盖通孔，所述阀盖分别设于所述左阀芯腔体以及右阀芯腔体中，且所述阀盖的第二端设于所述阀座中，所述阀盖与所述阀座之间通过密封圈密封连接，所述弹簧支座设于所述阀盖内侧，且所述弹簧支座与所述主阀芯的第二端之间设有所述压缩弹簧。

3、优选地，所述活动推杆包括活动活塞以及设置于所述活动活塞两端的左推杆和右推杆，所述活动活塞的外侧壁与所述控制油腔的内侧壁相接触，且当所述活动活塞处于中间位置时，所述左推杆的左端面与所述左阀芯组件中主阀芯的端面相贴合，所述右推杆的右端面与所述右阀芯组件中主阀芯的端面相贴合。

4、进一步地，所述第五油路包括第一分支油路、第二分支油路、第三分支油路、第四分支油路以及第五分支油路，所述第一分支油路的第一端与所述第三油路的中间处相连通，且所述第一分支油路的第二端通过所述第二分支油路与所述第三分支油路的第一端相连通，且所述第三分支油路的中间处设有所述左梭阀，且所述第三分支油路的中间处通过所述第四分支油路与所述左阀芯组件中阀盖上的阀盖通孔相连通，所述第三分支油路的第二端与所述第五分支油路相连通，且所述第五分支油路竖直贯穿所述阀体，所述第五分支油路的下端设有第一回油口。

5、进一步地，所述第六油路包括第六分支油路、第七分支油路、第八分支油路、第九分支油路以及第十分支油路，所述第六分支油路的第一端与所述第四油路的中间处相连通，且所述第六分支油路的第二端通过所述第七分支油路与所述第八分支油路的第一端相连通，且所述第八分支油路的中间处设有所述右梭阀，且所述第八分支油路的中间处通过所述第九分支油路与所述右阀芯组件中阀盖上的阀盖通孔相连通，所述第八分支油路的第二端与所述第十分支油路相连通，且所述第十分支油路竖直贯穿所述阀体，所述第十分支油路的下端设有第二回油口。

6、进一步地，所述阀座、阀盖以及阀体之间形成第一环形油腔，且所述阀座进油孔与所述第一环形油腔相连通；所述主阀芯的外径小于所述阀座的内径，且所述主阀芯与所述阀座之间设有环形油路；所述阀座的外径小于所述阀盖的内径，且所述阀座、阀盖以及密封圈之间形成第二环形油腔，且所述第二环形油腔分别与所述阀座出油孔以及阀盖通孔相连通。

7、进一步地，当液压锁处于工作状态时，液压油从第一油口流过所述第一油路进入所述左控制油腔中，所述左阀芯组件中主阀芯的第一端在液压油的压力作用下逐渐向左运动，此时所述左阀芯组件中的主阀芯阀口打开，所述压缩弹簧被压缩，继而所述第一油口的液压油能自由流通至所述第三油口，同时所述活动推杆中活动活塞的左端面受到液压油的压力作用，所述活动推杆逐渐向右运动，所述活动推杆上的右推杆作用于所述右阀芯组件中的主阀芯，此时所述右阀芯组件中的主阀芯阀口打开，继而所述第四油口与所述第二油口相连通，形成所述第一油口至所述第三油口以及所述第四油口至所述第二油口的液压回路。

8、进一步地，与液压锁相连油缸负载端的液压油从所述第三油口进油，流过所述阀座进油孔进入所述环形油路中，液压油作用于所述左阀芯组件中主阀芯的第二端，并推动所述主阀芯逐渐向右移动，此时主阀芯的主阀芯阀口关闭，液压锁进入锁止状态，继而压力油流入所述阀座出油孔、第二环形油腔以及所述阀盖通孔，经所述第四分支油路作用于所述左梭阀的输出端，同时油缸负载端的液压油经所述第一分支油路作用于所述左梭阀的第一输入端，且所述第一回油口的液压油经所述第五分支油路以及第三分支油路作用于所述左梭阀的第二输入端。当油缸负载端液压油第三油口的压力大于第一回油口的压力时，所述第三油口的液压油经所述左梭阀输出端流入所述阀座中，此时所述阀座内的液压油与所述油缸负载端第三油口相连通，此时主阀芯的位置保持不变，液压锁维持锁止状态。

9、进一步地，当与液压锁相连油缸的负载端受到冲击，油缸负载端所述第三油口的油压下降，当第三油口的油压小于所述第一回油口的时，所述左梭阀的第二输入端与所述第一回油口连通，所述左阀芯组件中主阀芯第一端的油压与所述第一回油口的油压相等，此时主阀芯两端的油压相等，主阀芯的位置保持不变，液压锁维持锁止状态。

10、优选地，所述阀体上还设置有多条竖直贯穿于所述阀体的油路。

11、本发明的特点和有益效果是：

12、1、本发明提供的一种叠加式深海液压锁，活动推杆的两端采用双推杆结构，在阀体一侧的油口进入液压油时，活动推杆能够在控制油腔中移动，打开一侧的主阀芯阀口，同时阀芯组件中采用压缩弹簧，主阀芯可以在液压油、压缩弹簧的作用下沿阀座运动，实现主阀芯阀口的打开或关闭。

13、2、本发明提供的一种叠加式深海液压锁，在与油缸负载端相连的油路和第一油口以及第二油口之间设置梭阀，在液压锁改变工作状态时，梭阀中的阀球动作堵住连接负载油路的油口，此时并不影响液压锁中油液的流动；在液压锁定压过程中，在与油缸负载端受到外部冲击时，梭阀通过比较两侧输入端的油压，确保主阀芯大小端压力平衡，实现液压锁维持锁止功能，同时保护液压元件避免液压冲击。

14、3、本发明提供的一种叠加式深海液压锁，加工工艺成熟，结构简单紧凑，改善了由负载端压力变化引起的液压锁锁止失效的现象，流量平稳，减少了负载端的振荡，相比于传统的液压锁，具有能效损失小，工作可靠性好等优点。