CN116798807B - 一种压力平衡式深海活塞浮动触发开关及其电动工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力平衡式深海活塞浮动触发开关及其电动工具，涉及海洋机械设备控制技术领域，触发开关包括壳体、活塞、活塞杆和弹片开关；壳体顶端可拆卸连接有盖体，盖体开设有预留孔；活塞置于壳体内部，且其外侧壁与壳体内侧壁密封滑动连接，活塞底面与壳体内侧壁和底壁形成的密闭空腔中填充有绝缘介质，活塞轴向开设有贯通的装配孔；活塞杆穿过预留孔和装配孔，且与装配孔密封滑动连接，活塞杆上套设有弹簧，弹簧顶紧在弹簧挡块与盖体之间；弹片开关安装在壳体的内底壁，弹片开关与活塞杆对应。本发明还提供了一种与该结构相适配的电动工具，能够实现电动工具的电动开关闭合，简化了开关的结构，提高工作效率，降低安全风险。

Description

一种压力平衡式深海活塞浮动触发开关及其电动工具

技术领域

本发明涉及海洋机械设备控制技术领域，更具体的说是一种压力平衡式深海活塞浮动触发开关及其电动工具。

背景技术

深海ROV、载人深潜器等海洋探测装备，水下作业时经常会携带大量的工具包，包括获取柱状岩心样品的小型的岩心钻机、获取表层样品的抓斗、完成切割作业的切割工具等等。

工作时需要为这些工具提供动力，通常深海ROV、载人深潜器等深海探测装备本体可以为这些工具提供液压动力或电力，但无论哪种动力都需要工具与本体相连接，这不但使得这类工具本身结构复杂、体积变大，而且深海ROV、载人深潜器在遇到复杂情况时需要快速撤离海底，这类工具与本体相连会大大影响撤离的速度，带来巨大的安全隐患。为了确保安全，还需要配备专门的抛弃装置，以保证紧急情况时的迅速撤离。

不需要本体提供动力的工具，通常为自带电池动力的电动工具，这类工具的使用需要开关进行触发，外置开关需要价格高昂的水密接插件，开关的触发、开关本身的耐压性能都为此类工具的使用带来困难。

因此，如何提供一种电动工具的开关控制结构，以实现上述自带电池动力工具开关的安全、可靠，且适合深海使用，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

因此，本发明提供了一种压力平衡式深海活塞浮动触发开关及其电动工具，能够有效地配合机械手实现电动工具的安全、可靠开关。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种压力平衡式深海活塞浮动触发开关，包括：壳体、活塞、活塞杆和弹片开关；

所述壳体顶端可拆卸连接有盖体，所述盖体开设有预留孔；

所述活塞置于所述壳体内部，且其外侧壁与所述壳体内侧壁密封滑动连接，所述活塞底面与所述壳体内侧壁和底壁形成的密闭空腔中填充有绝缘介质，所述活塞轴向开设有贯通的装配孔；

所述活塞杆穿过所述预留孔和所述装配孔，且与所述装配孔密封滑动连接，所述活塞杆顶部固定有弹簧挡块，所述活塞杆底端具有直径大于所述装配孔的限位挡块，所述活塞杆上套设有弹簧，所述弹簧顶紧在所述弹簧挡块与所述盖体之间；

所述弹片开关安装在所述壳体的内底壁，所述弹片开关与所述活塞杆对应。

通过上述技术方案，本发明提供了一种深海活塞浮动式触发开关，通过活塞杆与弹片开关的相互配合可以实现在深海环境中能够实现对弹片开关的控制，更加简单和可靠，同时进一步简化了现有技术中开关结构，以此能够为海洋探测装备工具包提供更丰富的工具类型，提高安全效率；与此同时，通过活塞与壳体内壁的上下浮动的配合关系，以及密闭空间的绝缘介质可以有效克服壳体内外的压强差，保持内外压强平衡，确保开关可以在不用额外配备耐压仓的情况下在深海正常使用。并且通过在活塞杆上套设弹簧，这样在外力作用下，活塞杆向下运动时弹簧在弹簧挡块和盖体的作用下被压紧，当活塞杆上的外力解除时，弹簧产生的弹力将会带动活塞杆复位。

优选的，在上述一种压力平衡式深海活塞浮动触发开关中，所述限位挡块底面固定有绝缘压环，所述绝缘压环与所述弹片开关对应。活塞杆通过设置绝缘压环与弹片开关相配以达到控制开关的作用，防止与弹片开关配合时造成短路故障。

优选的，在上述一种压力平衡式深海活塞浮动触发开关中，所述活塞外侧壁开设有第一凹槽，所述第一凹槽内嵌设有第一密封组件；所述装配孔的孔壁开设有第二凹槽，所述第二凹槽内嵌设有第二密封组件。利用密封组件实现活塞与外壳之间以及活塞杆与活塞之间的滑动密封，进一步保证弹片开关的密闭性，确保弹片开关能够在深海的高压情况下正常工作。

优选的，在上述一种压力平衡式深海活塞浮动触发开关中，所述绝缘介质为变压器油。以此来营造绝缘环境，确保活塞和外壳形成的密闭空间不存在漏电的情况，进一步保证开关的安全性；同时填充绝缘介质可以有效解决开关在深海作业存在的压强差的问题，而且通过开关工作的深海深度来配备变压器油的容量，可以确保活塞杆在开关关闭状态下能保持悬浮，不触发弹片开关。

优选的，在上述一种压力平衡式深海活塞浮动触发开关中，所述壳体与所述盖体为螺纹连接。通过螺纹连接可以保证活塞能够被顺利的放置进壳体内腔中，同时盖体也能保证活塞在向上浮动时不会脱离外壳。

本发明还提供了一种电动工具，包括工具本体，所述工具本体与上述的压力平衡式深海活塞浮动触发开关连接，所述工具本体的电池、电机和所述弹片开关组成电控回路。

通过上述技术方案，本发明提供的工具本体通过与弹片开关电性连接，使得电动工具能够得到有效控制，实现了电动工具深海的安全有效作业。

优选的，在上述一种电动工具中，所述工具本体的外壳顶端与所述壳体底端固定连接。进一步实现电动工具和压力平衡式深海活塞浮动触发开关的有效配合。

优选的，在上述一种电动工具中，所述电池和所述电机安装在所述外壳内，所述外壳的底端开口可拆卸连接有端盖，所述端盖开设有避让孔，所述电机的动力输出轴穿过所述避让孔。电池，电机以及端盖之间的相互配合能够实现电动工具的具体作业；端盖通过避让孔来实现电机输出轴的正常工作，确保电机输出轴能够为电动工具的工作端提供动力。

优选的，在上述一种电动工具中，所述端盖与所述外壳螺纹连接。通过螺纹连接来实现端盖的可拆卸，以此来确保后续维修、更换等工作更加方便。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种压力平衡式深海活塞浮动触发开关及其电动工具，具有以下有益效果：

1、本发明利用活塞杆的上下运动来连接和断开开关，结构简单，动作可靠，具有经济效益，可以有效地实现电动开关闭合，为深海遥控潜水器和载人深潜器等海洋探测设备工具包提供更丰富的工具类型，提高工作效率，降低安全风险。

2、本发明通过用绝缘介质填充满壳体与活塞形成的密封空间，并使活塞上下浮动来实现壳体内外的压力平衡，使得电动工具的开关不需要耐压仓或水密接插件来辅助完成工作，简化了工具的结构尺寸，减轻了重量，并节省了成本。

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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的压力平衡式深海活塞浮动触发开关的结构剖视图；

图2附图为本发明提供的电动工具的结构剖视图。

其中：

1-弹簧挡块；2-活塞杆；3-弹簧；4-盖体；5-活塞；6-第一密封组件；7-第二密封组件；8-限位挡块；9-绝缘压环；10-壳体；11-弹片开关；12-绝缘介质；13-电池；14-电机；15-端盖；16-外壳。

具体实施方式

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。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。

实施例1：

参见附图1，本发明实施例公开了一种压力平衡式深海活塞浮动触发开关，包括：壳体10、活塞5、活塞杆2和弹片开关11；

壳体10顶端可拆卸连接有盖体4，盖体4开设有预留孔；

活塞5置于壳体10内部，且其外侧壁与壳体10内侧壁密封滑动连接，活塞5底面与壳体10内侧壁和底壁形成的密闭空腔中填充有绝缘介质12，活塞5轴向开设有贯通的装配孔；

活塞杆2穿过预留孔和装配孔，且与装配孔密封滑动连接，活塞杆2顶部固定有弹簧挡块1，活塞杆2底端具有直径大于装配孔的限位挡块8，活塞杆2上套设有弹簧3，弹簧3顶紧在弹簧挡块1与盖体4之间；弹簧3套在活塞杆2上，活塞5向下运动时，在弹簧挡块1和盖体4的作用下被压紧，当活塞杆2上的外力解除时，弹簧3的弹力带动活塞杆2复位；

弹片开关11安装在壳体10的内底壁，弹片开关11与活塞杆2对应。

为了进一步优化上述技术方案，限位挡块8底面固定有绝缘压环9，绝缘压环9与弹片开关11对应。

为了进一步优化上述技术方案，活塞5外侧壁开设有第一凹槽，第一凹槽内嵌设有第一密封组件6；装配孔的孔壁开设有第二凹槽，第二凹槽内嵌设有第二密封组件7。

活塞5安装在壳体10内，通过第一密封组件6与壳体10内壁形成密封，并可沿着壳体10内壁上下浮动，活塞杆2向下运动时活塞5向上浮动，活塞杆2向上运动时活塞5向下浮动，活塞5的浮动可以保证壳体10内外的压力平衡。

在本实施例中，第一密封组件6为格莱圈和耐磨环的组合，第二密封组件7为耐磨环。

为了进一步优化上述技术方案，绝缘介质12为变压器油。

在本实施例中，壳体10与盖体4螺纹连接，弹簧挡块1与活塞杆2的顶端通过螺纹连接。

本实施例提供的压力平衡式深海活塞浮动触发开关的作用原理为：

活塞杆2借助外力向下运动通过绝缘压环9压缩弹片开关11使其吸合，并压缩弹簧3，工作结束后借助弹簧3的弹力向上运动复位，弹片开关11自动弹起，开关断开，活塞5通过第二密封组件7与活塞杆2形成密封，通过第一密封组件6与壳体10内壁形成密封，由于壳体10内充满变压器油不可压缩，活塞杆2向下运动时活塞5向上浮动，活塞杆2向上运动时，活塞5在海水和内部变压器油压力平衡作用下向下浮动并复位，平衡壳体10的内外压力。弹簧3套在活塞杆2上，活塞杆2向下运动时，通过弹簧挡块1与盖体4处于压缩状态，盖体4与壳体10通过螺纹相连，可保证活塞5在向上浮动时不与壳体10分离。

本实施例提供的压力平衡式深海活塞浮动触发开关可直接放在海水中，内外部压力平衡，不需要外加耐压舱体保护，可通过深海ROV、载人深潜器等深海装备的机械手进行操作触发，为ROV、深潜器等深海装备配备的自容式电动工具启动提供有效的解决方案。

实施例2：

参见附图2，本发明实施例公开了一种电动工具，包括工具本体，工具本体与实施例1的压力平衡式深海活塞浮动触发开关连接，工具本体的电池13、电机14和弹片开关11组成电控回路。由此可以看出，实施例1的压力平衡式深海活塞浮动触发开关与电动工具相配合实现电动工具的正常运作。

活塞5与壳体10形成的密闭空间内填充的绝缘介质12需要根据电动工具实际作业的海底深度的压强进行调控，以保证活塞杆2能够在开关关闭的状态下保证悬浮的状态。

为了进一步优化上述技术方案，工具本体的外壳16顶端与壳体10底端固定连接。

为了进一步优化上述技术方案，电池13和电机14安装在外壳16内，外壳16的底端开口可拆卸连接有端盖15，端盖15开设有避让孔，电机14的动力输出轴穿过避让孔。

为了进一步优化上述技术方案，端盖15与外壳16螺纹连接。

本实施例在外壳16的内部安装有电池13和用于驱动工具的电机14，外壳16下部连接有密封的端盖15，用于密封电机14的电控元件。电机14的开关引线与弹片开关11的两极相连。外力操作活塞杆2向下运动，弹片开关11被压缩闭合，使电机14开始转动，外力松开活塞杆2，弹簧3带动活塞杆2复位，弹片开关11弹起，电机14停止转动。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种压力平衡式深海活塞浮动触发开关，其特征在于，包括：

壳体(10)，所述壳体(10)顶端可拆卸连接有盖体(4)，所述盖体(4)开设有预留孔；

活塞(5)，所述活塞(5)置于所述壳体(10)内部，且其外侧壁与所述壳体(10)内侧壁密封滑动连接，所述活塞(5)底面与所述壳体(10)内侧壁和底壁形成的密闭空腔中填充有绝缘介质(12)，所述活塞(5)轴向开设有贯通的装配孔；

活塞杆(2)，所述活塞杆(2)穿过所述预留孔和所述装配孔，且与所述装配孔密封滑动连接，所述活塞杆(2)顶部固定有弹簧挡块(1)，所述活塞杆(2)底端具有直径大于所述装配孔的限位挡块(8)，所述活塞杆(2)上套设有弹簧(3)，所述弹簧(3)顶紧在所述弹簧挡块(1)与所述盖体(4)之间；

弹片开关(11)，所述弹片开关(11)安装在所述壳体(10)的内底壁，所述弹片开关(11)与所述活塞杆(2)对应；

所述活塞(5)外侧壁开设有第一凹槽，所述第一凹槽内嵌设有第一密封组件(6)；所述装配孔的孔壁开设有第二凹槽，所述第二凹槽内嵌设有第二密封组件(7)。

2.根据权利要求1所述的一种压力平衡式深海活塞浮动触发开关，其特征在于，所述限位挡块(8)底面固定有绝缘压环(9)，所述绝缘压环(9)与所述弹片开关(11)对应。

3.根据权利要求1所述的一种压力平衡式深海活塞浮动触发开关，其特征在于，所述第一密封组件(6)和所述第二密封组件(7)为格莱圈和/或耐磨环。

4.根据权利要求1所述的一种压力平衡式深海活塞浮动触发开关，其特征在于，所述绝缘介质(12)为变压器油。

5.根据权利要求1所述的一种压力平衡式深海活塞浮动触发开关，其特征在于，所述壳体(10)与所述盖体(4)螺纹连接。

6.一种电动工具，其特征在于，包括工具本体，所述工具本体与权利要求1-5中任一项所述的压力平衡式深海活塞浮动触发开关连接，所述工具本体的电池(13)、电机(14)和所述弹片开关(11)组成电控回路。

7.根据权利要求6所述的一种电动工具，其特征在于，所述工具本体的外壳(16)顶端与所述壳体(10)底端固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种电动工具，其特征在于，所述电池(13)和所述电机(14)安装在所述外壳(16)内，所述外壳(16)的底端开口可拆卸连接有端盖(15)，所述端盖(15)开设有避让孔，所述电机(14)的动力输出轴穿过所述避让孔。

9.根据权利要求8所述的一种电动工具，其特征在于，所述端盖(15)与所述外壳(16)螺纹连接。