一种环形径向压力平衡装置的制作方法

本发明涉及一种压力平衡装置，尤其是涉及一种环形径向压力平衡装置。

背景技术：

在开发、利用和保护海洋资源的过程中，人类深海探测事业快速发展。如何克服海水压力进行深海探测是目前面临的最大问题之一。压力平衡装置适用于深海环境下机械设备的压力平衡，在深海探测中起到至关重要的作用。市面上现有的压力平衡装置在深海探测中存在损耗过快的问题，无法满足相关性能需求与寿命要求。为解决这一问题，本发明利用磁流变弹性体在外界磁场作用下具有刚度可控、响应迅速的特点，对现有压力平衡装置进行优化创新，并设计了一种环形径向压力平衡装置，具有响应速度快、寿命长、性能可靠的特点。

技术实现要素：

本发明的目的在于设计一种环形径向压力平衡装置，能够解决压力平衡装置损耗过快、无法满足长期使用的要求及性能需求的问题。

为了能有效地解决如上所述技术问题，本发明是按如下方式来实现的：主要是由外壳体(1)、上壳体(2)、压盖(3)、滚动膜片(4)、内壳体(5)、中间壳体(6)、活塞杆(7)、一号隔板(8)、一号弹性体(9)、二号隔板(10)、二号弹性体(11)、三号隔板(12)、三号弹性体(13)、四号隔板(14)、压板(15)、螺钉(16)、螺母(17)、油液(18)、励磁线圈(19)、电流控制器(20)、一号密封圈(21)、二号密封圈(22)组成。

所述的外壳体(1)与压盖(3)之间夹带了一层滚动膜片(4)，外壳体(1)与压盖(3)采用螺纹连接，外壳体(1)与上壳体(2)采用螺纹连接，从而构成装置的外壳；

所述的压力平衡装置内部由内向外依次安装为螺母(17)、压板(15)、内壳体(5)、一号密封圈(21)、四号隔板(14)、三号弹性体(13)、三号隔板(12)、二号弹性体(11)、二号隔板(10)、一号弹性体(9)、一号隔板(8)、电流控制器(20)、活塞杆(7)、滚动膜片(4)、二号密封圈(22)、压盖(3)，活塞杆(7)与螺母(17)采用螺纹连接；

所述的活塞杆(7)由内而外依次有活塞杆(7)、励磁线圈(19)、中间壳体(6)、油液(18)、螺钉(16)、外壳体(1)；

所述的活塞杆(7)的中部安装励磁线圈(19)，励磁线圈(19)与活塞杆(7)和一号隔板(8)之间的电流控制器(20)连接；

所述的内壳体(5)内部油液(18)通过上壳体(2)的充油口充入装置内部；

所述的一号弹性体(9)、二号弹性体(11)、三号弹性体(13)采用预结构化磁流变弹性体；

所述的内壳体(5)与外壳体(1)采用过渡配合；

所述的一号密封圈(21)进行密封，避免海水进入；

所述的二号密封圈(22)进行密封，避免油液进入。

本发明所述的一种环形径向压力平衡装置的积极效果在于：本装置根据自身内部油液和磁流变弹性体来对海水进行压力平衡。外界海水进入装置后，一部分海水挤压滚动膜片向油液方向移动，油液因体积骤减而产生油压抵消部分海水压力；另一部分海水挤压磁流变弹性体，通过改变电流大小，控制励磁线圈产生的磁场强度，进而调节磁流变弹性体的刚度，使之产生相应的弹力来抵消剩余部分海水压力。设计出的基于磁流变弹性体的环形径向压力平衡装置具有反应快、性能可靠的特点。解决了市面上的压力平衡装置在深海探测中损耗过快、无法满足长期使用的问题，提高了压力平衡装置的使用寿命。

附图说明

图1为一种环形径向压力平衡装置的三维结构图。

图2为一种环形径向压力平衡装置的局部剖视图。

图3为一种环形径向压力平衡装置的径向剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明。

在图2和图3中，本发明一种环形径向压力平衡装置，主要是由外壳体(1)、上壳体(2)、压盖(3)、滚动膜片(4)、内壳体(5)、中间壳体(6)、活塞杆(7)、一号隔板(8)、一号弹性体(9)、二号隔板(10)、二号弹性体(11)、三号隔板(12)、三号弹性体(13)、四号隔板(14)、压板(15)、螺钉(16)、螺母(17)、油液(18)、励磁线圈(19)、电流控制器(20)、一号密封圈(21)、二号密封圈(22)组成。所述的外壳体(1)与压盖(3)之间夹带了一层滚动膜片(4)，外壳体(1)与压盖(3)采用螺纹连接，外壳体(1)与上壳体(2)采用螺纹连接，从而构成装置的外壳；所述的压力平衡装置内部由内向外依次安装为螺母(17)、压板(15)、内壳体(5)、一号密封圈(21)、四号隔板(14)、三号弹性体(13)、三号隔板(12)、二号弹性体(11)、二号隔板(10)、一号弹性体(9)、一号隔板(8)、电流控制器(20)、活塞杆(7)、滚动膜片(4)、二号密封圈(22)、压盖(3)，活塞杆(7)与螺母(17)采用螺纹连接；所述的活塞杆(7)由内而外依次有活塞杆(7)、励磁线圈(19)、中间壳体(6)、油液(18)、螺钉(16)、外壳体(1)；所述的活塞杆(7)的中部安装励磁线圈(19)，励磁线圈(19)与活塞杆(7)和一号隔板(8)之间的电流控制器(20)连接；所述的内壳体(5)内部油液(18)通过上壳体(2)的充油口充入装置内部；所述的一号弹性体(9)、二号弹性体(11)、三号弹性体(13)采用预结构化磁流变弹性体；所述的内壳体(5)与外壳体(1)采用过渡配合；所述的一号密封圈(21)进行密封，避免海水进入；所述的二号密封圈(22)进行密封，避免油液进入。

本发明一种环形径向压力平衡装置的具体实施方式的工作原理为：油液(18)通过上壳体(2)上的充油口充入外壳体(1)内部，外壳体(1)内部的油液(18)穿过内壳体(5)上的通孔与滚动膜片(4)接触，油压为poil；海水通过压盖(3)上的孔进入平衡装置，挤压滚动膜片(4)，水压为psea，海水在中间壳体(6)的作用下分流成两部分，一部分海水挤压磁流变弹性体结构，另一部分海水挤压油液(18)；磁流变弹性体结构受到海水挤压，在电流控制器(20)的控制下，通电励磁线圈(19)产生一定强度的磁场，在磁场作用下，一号弹性体(9)、二号弹性体(11)、三号弹性体(13)产生磁流变效应，刚度迅速变强，形成弹力f来平衡海水的部分水压；随着水压psea的不断增大，滚动膜片(4)向平衡器内部不断移动，油液(18)被压缩，体积不断减小，油压poil迅速增大，使滚动膜片内外压强达到平衡。当作用于滚动膜片上的油液压力与磁流变弹性体产生的弹力之和等于作用于滚动膜片上的海水压力时，本装置达到平衡稳定状态。

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