一种深海装备机油滤清器
阅读说明：本技术 一种深海装备机油滤清器 (Deep sea equipment oil cleaner ) 是由 周巍 黄培山 邓欣 刘学涛 孙沁瑶 王树邦 于 2020-12-19 设计创作，主要内容包括：一种深海装备机油滤清器,应用于深海装备,针对深海装备机油进行过滤。主要结构由外壳、底壳、叶轮、相位杆、膜片导流盘、导流压盘、滤清架、归位弹簧、滤芯、相位杆导向座组成。机油由外壳上部入口进入,经叶轮加压流向滤芯进行过滤,过滤后由底壳下方出口流出。当滤芯由于颗粒物积累开始堵塞,相位杆上下两侧压差增加,相位杆轴向移动同时带动膜片导流盘旋转切换滤芯。该装置解决了深海装备电控元件长时间工作不可靠、部件更换成本高的问题。(An oil filter for deep sea equipment is applied to the deep sea equipment and is used for filtering oil of the deep sea equipment. The main structure of the device consists of a shell, a bottom shell, an impeller, a phase rod, a diaphragm guide disc, a guide pressure disc, a filter frame, a homing spring, a filter element and a phase rod guide seat. The engine oil enters from the inlet at the upper part of the shell, is pressurized by the impeller to flow to the filter element for filtering, and flows out from the outlet at the lower part of the bottom shell after being filtered. When the filter element begins to be blocked due to particulate matter accumulation, the pressure difference between the upper side and the lower side of the phase rod is increased, and the phase rod moves axially and drives the membrane diversion disc to rotate to switch the filter element. The device solves the problems that the deep sea equipment electric control element is unreliable in long-time work and high in part replacement cost.)
技术领域
本发明属于深海采油装备领域，具体涉及一种深海装备机油滤清器。
背景技术
目前国内深海采油领域仍然需面对很多困难，在深海采油装备方面，存在采油成本较高的问题。深海采油装备长时间工作离不开润滑系统，润滑油的清洁程度直接影响采油装备的使用寿命与可靠程度，润滑油受污染将导致装备零件磨损加剧甚至装备停工的后果。
另一方面，电子元件在深海环境工作一段时间以后可靠性迅速下降，电控装备不适用长期深海作业。
水下机器人深海作业成本巨大，且当前深海机器人机械手自由度与力量有限，深海装备零件替换工作成本较高，难度较大。
本发明提出一种不需要电控元件，不需要更换部件的可长期可靠工作的深海装备机油滤清器。
发明内容
本发明为解决深海装备长期不能更换机油及机油滤清器的问题。本发明设计了一种不需要人工更换与远程控制的机油滤清器。
本发明为解决上述问题所采取的技术方案是：本发明设计了一种深海装备机油滤清器，滤芯材料使用金属橡胶，该材料强度高，过滤颗粒直径小，可以保证高油压的同时过滤机油机油中微小颗粒物。本发明使用叶轮为过滤提供动力，叶轮通过传动机构与采油装备中的电机或泵轴相连接。当滤清器使用一段时间后滤芯会被机油中微小颗粒物堵塞，此时叶轮的持续工作会造成叶轮下方与出口两侧压差增大，这时压差作用下推动相位杆轴向移动，相位杆前端进入相位杆导向座导向齿开始旋转，同时挤压膜片并带动膜片导流盘旋转，从而实现在滤芯的切换。在切换过程中，膜片导流盘定位弹簧销可以精确定位导流盘的旋转位置，当机油流道切换到下一滤芯时，滤清器进出口两侧压差减小，相位杆在被挤压膜片与归位弹簧作用下归位。
本发明的技术优势是：本发明提供了一种无需更换和控制即可长期保证机油清洁度的过滤装置，相比当前海洋装备具有工作水深较深、装置体积小、无需外加控制、无需更换滤芯的优点。
附图说明
图1为本发明外观图。
图2为本发明内部结构图。
图3为本发明叶轮。
图4为本发明外壳。
图5为本发明相位杆。
图6为本发明膜片导流盘。
图7为本发明导流压盘。
图8为图7下视方向。
图9为本发明膜片导流盘定位弹簧销。
图10为本发明滤清架。
图11为图10下视方向。
图12为本发明滤清架剖面。
图13为本发明相位杆导向座。
图14为本发明滤芯。
图15为本发明底壳。
图16为本发明相位杆、归位弹簧、相位杆导向座装配图。
图17为本发明底壳密封圈。
图18为本发明导流压盘密封圈。
图19为本发明相位杆密封圈。
图中，1，叶轮；101，叶轮轴；102，叶片；2，外壳；201，螺栓座；202，膜片导流盘定位环；3，相位杆；301，接触盘；302，接触盘导向齿；303，传动杆一；304，相位杆归位弹簧定位座；305，传动杆二；306，传动杆导向齿；4，螺栓；5，膜片导流盘；501，膜片导流盘导向齿；502，膜片；503，膜片导流盘定位弹簧销孔；504，膜片导流盘导流孔；6，导流压盘；601，导流压盘导流孔；602，相位杆通孔；603，导流压盘导流孔密封圈槽；604，导流环；7，底壳密封圈；8，膜片导流盘定位弹簧销；801，膜片导流盘定位弹簧销外壳；802，弹簧；803，底座；9，导流压盘密封圈；10，螺母；11，滤清架；1101，滤清架相位杆通孔；1102，固定盘；1103，滤芯架；1104，滤清架定位销孔；1105，相位杆密封圈槽；1106，相位杆套筒；1107，滤清架螺孔；12，相位杆密封圈；13，归位弹簧；14，相位杆导向座；1401，相位杆导向座导向齿；1402，相位杆导向座归位弹簧定位销；1403，相位杆导向座螺孔；15，相位杆导向座螺栓；16，滤芯；17，底壳；1701，膜片导流盘固定台；1702，滤清架固定销；1703，底壳密封圈槽；1704，滤清架固定台；1705，螺母座。
具体实施方式
如图1、图2、图16、图17、图18、图19所示，一种深海装备机油滤清器，包括叶轮1、外壳2、相位杆3、螺栓4、膜片导流盘5、导流压盘6、底壳密封圈7、膜片导流盘定位弹簧销8、导流压盘密封圈9、螺母10、滤清架11、相位杆密封圈12、归位弹簧13、相位杆导向座14、相位杆导向座螺钉15、滤芯16、底壳17。在应用时，叶轮1由采油装置电机或泵提供动力，使得机油由上部入口进入后保有一定的压力，在进入滤芯16前进行加压。机油经膜片导流盘5进入滤芯16过滤后流出。当滤芯16由于长时间过滤产生颗粒物积累造成堵塞时，滤芯16流动阻力增加，叶轮1下方空间与底部出口处压差增大，而相位杆3与叶轮1下方、出口环境相接触，压差导致相位杆3作轴向运动并挤压膜片导流盘5，相位杆3进入相位杆导向座14并旋转，相位杆3带动膜片导流盘5旋转同时压缩归位弹簧13，膜片导流盘5由膜片导流盘定位弹簧销8进行旋转定位，定位后机油切换进入下一个滤芯并进行过滤，叶轮1下方、出口两侧压差减小，相位杆3在膜片导流盘5与归位弹簧13挤压力作用下归位。
图3为本发明叶轮1，其由叶轮轴101与叶片102组成。叶轮轴101由采油装置电机或泵机构提供动力。
图4为本发明外壳2，其包括螺栓座201，膜片导流盘定位环202。其中膜片导流盘定位环202采用波型设计，其最高处为滤清器正常工作时膜片导流盘定位弹簧销8位置，当相位杆3带动膜片导流盘5转动时，膜片导流盘定位弹簧销8沿膜片导流盘定位环202滑动同时受压缩，其滑过定位环202波峰进入波谷时为膜片导流盘5进行精确定位。
图5为本发明相位杆3，其包括接触压盘301、接触盘导向齿302、传动杆一303、归位弹簧定位座304、传动杆二305、传动杆导向齿306。相位杆3在本发明装置正常工作时不参与工作，当滤芯16发生堵塞导致叶轮1下方与出口压差增大时接触压盘301挤压膜片导流盘5，传动杆导向齿306在相位杆导向座14中旋转，同时接触盘导向齿302带动膜片导流盘5旋转。传动杆一303与滤清架11接触位置由相位杆密封圈12进行密封，保证机油只可流过滤芯16无其他泄漏。传动杆二305外设置归位弹簧13，其位置由归位弹簧定位座304确定，保证相位杆3旋转时归位弹簧13正常工作。
图6为本发明膜片导流盘5，其包括膜片导流盘导向齿501、膜片502、膜片导流盘定位弹簧销孔503、膜片导流盘导流孔504。导向齿501与相位杆3的接触盘导向齿302相啮合，膜片导流盘定位弹簧销孔503内设置膜片导流盘定位弹簧销8，膜片导流盘定位弹簧销8定位膜片导流盘5的旋转角度。相位杆3旋转时由接触盘导向齿302带动膜片导流盘导向齿501旋转，膜片导流盘导向齿501和接触盘导向齿302设计为单向导向，在相位杆3受归位弹簧13挤压旋转归位时膜片导流盘5不随其旋转。膜片导流盘导流孔504与导流压盘6进行配合，保证机油通过导流孔进入相应滤芯。
图7、图8为本发明导流压盘6，其包括导流压盘导流孔601、相位杆通孔602、导流压盘导流孔密封圈槽603、导流环604。导流压盘导流孔601与膜片导流盘5的膜片导流盘导流孔504相配合，导流压盘导流孔密封圈槽603配合导流压盘密封圈9，保证机油只向对应的滤芯16流动无其他泄漏，导流环604保证机油顺利进入滤芯16中并充分过滤。
图9为本发明膜片导流盘定位弹簧销8，其包括膜片导流盘定位弹簧销外壳801、弹簧802、底座803。该装置与膜片导流盘5的膜片导流盘定位弹簧销孔503相配合，膜片导流盘定位弹簧销外壳801与外壳2的膜片导流盘定位环202相接触，底座803与底壳17的膜片导流盘固定台1701相接触。在膜片导流盘5旋转时弹簧802由膜片导流盘定位环203波谷滑动至波峰同时压缩，经过波峰滑向波谷时受压缩的弹簧802恢复长度将定位弹簧销8固定在波谷位置实现为膜片导流盘5的精确定位。
图10、图11为本发明滤清架11，其包括配合相位杆3的通孔1101、固定盘1102、滤芯架1103、滤清架定位销孔1104、相位杆套筒1106、滤清架螺孔1107。其中相位杆3由通孔1101中穿过，固定盘1102放置于底壳17的滤清架固定台1704上，滤芯架1103中放置滤芯16，滤清架定位销孔1104与底壳17的滤清架固定位销1702配合确保滤清架11位置固定，相位杆套筒1106内放置相位杆3。相位杆套筒1106底部与相位杆导向座14相配合，导向座螺孔1107配合相位杆导向座螺钉15以固定相位杆导向座14。
图12 为本发明滤清架11剖面图，可见滤清架11包括相位杆密封圈槽1105，相位杆密封圈槽1105设置相位杆密封圈12以保证相机油不在位杆3的传动杆一303与相位杆套筒1106间隙处流动。同时由图可看到滤清架定位销孔1104与滤清架螺孔1107的位置。
图13为本发明相位杆导向座14，其包括相位杆导向座导向齿1401、相位杆导向座归位弹簧定位销1402、相位杆导向座螺孔1403。该装置通过相位杆导向座螺孔1403固定在滤清架11的相位杆套筒1106上。当相位杆3受压差影响轴向移动时其传动杆导向齿306切入相位杆导向座导向齿1401发生旋转。相位杆导向座归位弹簧定位销1402与归位弹簧13相配合，确保相位杆3旋转时归位弹簧13正确变形。同时相位杆导向座14的设计使其在与相位杆套筒1106配合时连接处有间隙，使得相位杆3轴向移动时处于相位杆3和相位杆套筒1106间隙处机油可以在相位杆导向座14与相位杆套筒1106连接处的间隙排出或吸入。
图14为本发明滤芯16，其采用金属橡胶作为材料，该材料强度高，可过滤颗粒物直径小，满足机油滤清要求。滤芯16放置于滤清架11的滤芯架1103中，上部入口与导流压盘6的导流环604相配合，使得机油可顺利由导流压盘6的导流压盘导流孔601进入滤芯16并有效过滤。
图15为本发明底壳17，其包括膜片导流盘固定台1701、滤清架固定销1702、底壳密封圈槽1703、滤清架固定台1704、螺母座1705。其中膜片导流盘固定台1701与膜片导流盘5相配合，膜片导流盘5转动时膜片导流盘定位弹簧销8的底座803在该平面上滑动。滤清架固定销1702与滤清架11的滤清架定位销孔1104相配合。底壳密封圈槽1703设置底壳密封圈7，以保证外壳2与底壳17配合紧密，防止机油或海水泄露。滤清架固定台1704配合滤清架11的固定盘1102。螺母座1705与螺母10和螺栓4相配合。
图17为本发明底壳密封圈7，其安装在底壳密封圈槽1703内，以保证外壳2与底壳17配合紧密，防止机油或海水泄露。
图18为本发明导流压盘密封圈9，其安装在导流压盘导流孔密封圈槽603内，导流压盘导流孔密封圈槽603配合导流压盘密封圈9，保证机油只向对应的滤芯16流动无其他泄漏。
图19为本发明相位杆密封圈12，相位杆密封圈槽1105设置相位杆密封圈12以保证相机油不在位杆3的传动杆一303与相位杆套筒1106间隙处流动。
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