CN101376429B - 调距桨双向锁止装置 - Google Patents

Abstract

一种调距桨双向锁止装置，主要解决降低螺距角摆动频率等技术问题，其采用技术方案是，在连接油缸A、B腔的双油孔管连通油路前侧和配油器油路的后侧，分别设置有A单向阀和B单向阀，A单向阀位于配油短柱内，B单向阀位于端阀体内，A、B单向阀的轴线在同一中心线上，在该中心线上位于A、B单向阀之间设置有控制A、B单向阀开启的控制活塞，适用于置于齿轮箱首端配油器的各种型式调距桨。

Description

调距桨双向锁止装置

技术领域：

本发明涉及一种螺旋桨桨叶螺距改变的推进装置，特别是通过与螺旋桨同轴的控制元件作用的控制元件可往复运动的装置。

背景技术：

螺旋桨是船舶推进装置的重要组成之一，为适应船舶各种航行状态或作业的需求，业者采用转动桨叶以调节桨叶螺距角的技术方案，与此对应，在该技术领域内出现了各式各样转动桨叶的结构方案，其中比较常见的是，在螺旋桨的桨毂内设置液压油缸，该油缸的活塞是转动桨叶的动力，活塞在油缸的正、倒车油腔内运行，其运动方向和桨叶转动方向对应，从而决定桨叶螺距角的正、负或大小，以适应船舶航行或作业对推力方向或大小的不同需求；上述转动桨叶的油缸，其液压控制系统的现有结构是，控制阀的压力油管连接于固定在船体的配油器密封套，该密封套和配油短柱呈滑动配合，配油短柱连接双油孔管并和轴系呈一体旋转，双油孔管分别连接螺旋桨毂内油缸的正、倒车腔，该结构在桨叶螺距角调节时，按下列顺序：

控制阀作正车(或倒车)向控制——压力油自正车(或倒车)向油管进入配油器密封套正车(或倒车)向配油槽——压力油自正车(或倒车)向配油槽进入配油短柱正车(或倒车)向输油孔——压力油自正车(或倒车)向输油孔进入双油孔管的正车(或倒车)油管——压力油自正车(或倒车)油管进入油缸的正车(或倒车腔)——直至桨叶转动到设定螺距角，控制阀关闭，调距结束。

实际船舶在航行或作业过程中，桨叶受到的转叶扭矩主要由水动力、离心力和摩擦力的扭矩组成，其中摩擦扭矩和二前者的合成扭矩方向相反，而且其量也较小，因此，调距结束后的桨叶上始终存在上述合成扭矩；如果上述液压传动系统从控制阀、配油器、双油孔管、油缸二工作腔能形成一封闭系统，再籍液压油的不可压缩特性，所述桨叶的外作用合成扭矩是不可能转动桨叶，桨叶保持在设定螺距角位置是肯定的；但是，现有结构的配油密封套和配油短柱是一相对运动的密封面，该密封面尺寸较大，且旋转的速度也较大，对压力油进行密封技术上难度极大，而在使用过程中密封面的磨损，更是难以控制的泄漏源，因此，调距结束后，桨叶螺距角不能稳定在指令位置上，在外力矩作用下会向螺距角减小或增大方向运动，这时电控系统检测到螺距角的变化，开启控制阀，将桨叶拉回到指令螺距角位置，如此反复，即出现螺距角摆动频率高的问题，当摆动过大时，会引起航行不正常或甚至引起主机超载的危险，同时，也会加剧调距机构的磨损和故障。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种改进的调距桨双向锁止装置，它能使调距桨在螺距角调定后保持螺距角稳定或明显降低螺距角的摆动频率，提高推进装置的性能和可靠性。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：调距桨双向锁止装置包括齿轮箱、双油孔管、配油器、配油短柱、油缸，齿轮箱输出端连接轴系，齿轮箱前端固设有配油器，配油器密封套中伸设有配油短柱，配油短柱连接有双油孔管，穿伸于轴系的双油孔管分别连接有驱动桨叶的动力油缸的A、B腔，其特点是：在连接油缸A、B腔的双油孔管连通油路前侧和配油器油路的后侧，分别设置有A单向阀和B单向阀，A单向阀位于配油短柱内，配油短柱和配油器的密封套呈滑动配合，B单向阀位于端阀体内，A、B单向阀的轴线在同一中心线上，在该中心线上位于A、B单向阀之间，设置有控制A、B单向阀开启的控制活塞，端阀体的后端面接合配油短柱的柱体，控制活塞和端阀体的活塞孔呈滑动配合。调距结束后，A、B单向阀分别自动封闭双油孔管和对应油缸的A、B腔，调距时，以控制活塞开启A或B单向阀，以保持调距油路的畅通。

本发明以单向阀封闭双油孔管和油缸A、B腔(双向锁止)，桨叶在离心力距和水动力矩的合成力矩作用下，如果离开调距结束时的指令位置，必须压缩油缸的A腔，并同时吸空B腔，或反之压缩B腔并吸空A腔，而经A、B单向阀封闭的A腔和B腔，具有双向锁止作用，在液压油不可压缩的条件下，“压缩”和“吸空”的现象是不可能产生的，由试验证明，即使在较大的桨叶合成力矩作下，本发明提供的技术方案能使桨叶螺距角稳定在指令位置上，可以消除现有调距桨产生螺距角摆动频率高的缺陷，保证推进装置运行性能良好，消除主机可能超载的隐患，同时减小调距机构各运动组件的磨损，延长设备的使用寿命，其控制活塞的设置，确保调距功能的顺畅实现，且结构紧凑。

附图说明：

图1是本发明调距桨双向锁止装置和调距机构组合示意图。

图2是图1中部分构件纵剖视示意图。

图3是图2中X向视图。

图4是图3中Y-Y向剖视示意图。

具体实施方式：

参照图1，调距桨双向锁止装置包括有配油短柱1、A单向阀2、控制活塞3、B单向阀4、端阀体5、双油孔管7、齿轮箱8和配油器9。

配油短柱1，其主体结构和现有结构相似，外圆柱面和配油器9密封套92呈滑动配合并保持其旋转状态下的密封性，图2、3、4所示，配油短柱1包括有柱体11、封头12、A阀孔13、A纵向孔14和A横向孔15、B横向孔16、B通孔161、B纵通孔163，其中：

柱体11的中心设有A阀孔13，该阀孔内可容置A单向阀2，阀孔底部通孔形成有A单向阀2的开口，开口边缘的锥面形成为A单向阀2的配合阀座，A阀孔13的顶部设有具良好密封性的封头12，该封头12又是A单向阀2的弹簧座；

柱体11的侧边设有A纵向孔14，该孔一端和A单向阀开口连通，另一端和双油孔管7的A孔71连接；

柱体11的前端贯穿设置有A横向孔15，该孔的孔口是对向配油器9密封套92的A配油槽93；

柱体11的另侧边，如图3、4所示，近后端设有B横向孔16，该孔的孔口是对向配油器9密封套92的B配油槽94；B横向孔16连设有B通孔161，B通孔161和端阀体5的B通孔56连通；

柱体11相对B通孔161的另一侧设有B纵通孔163，B纵通孔163和端阀体5的B纵通孔58连通，B纵通孔163另一端和双油孔管7的B孔72连接；

柱体11的前端和端阀体5连接，其后端呈法兰状和双油孔管7端部连接。

A单向阀2，是锁止油缸A腔的单向阀，为锥形阀，如图3、4，其锥形阀头是配合在A阀孔13的开口锥面上，A单向阀2内孔设置复位弹簧，该弹簧一端顶持于配油短柱1封头12，另一端顶持于A单向阀2，A单向阀2的圆柱状阀身和配油短柱1的A阀孔13呈滑动配合，保持A单向阀2能顺畅地开或关，阀端设有泄油孔。

控制活塞3，是一柱状体，其活塞体32的外圆柱面和端阀体5的活塞 孔55呈滑动配合，其沿轴向设置有一组容置O型圈的密封槽；

在活塞体32的后端设置有一A顶杆31，其前端设置有一B顶杆33，活塞体32和A、B顶杆31、33位于同一中心线上，该中心线和A、B单向阀2、4也在同一中心线上，A顶杆31可顶持于A单向阀2的中心，B顶杆33可顶持于B单向阀4的中心；

在活塞体32的后腔和配油短柱1的A横向孔15连通，其前腔和端阀体5内的B阀后腔57连通。

B单向阀4，是锁止油缸B腔的单向阀，为锥形阀，如图3、4其结构可和A单向阀2相同，其锥形阀头是配合在端阀体5的B阀孔52的开口锥面上，B单向阀4内孔设置有复位弹簧，该弹簧一端顶持于端阀体5的端盖53，另一端顶持于B单向阀4，B单向阀4的圆柱状阀身和端阀体5的阀孔52呈滑动配合，保持B单向阀4能顺畅地开或关，阀端设有泄油孔。B单向阀4的轴线(中心线)和A单向阀2的轴线(中心线)是在同一中心线上。

端阀体5，包括有阀体51、B阀孔52、端盖53、贯穿螺栓54、活塞孔55、B通孔56、B阀后腔57和B纵通孔58，其中：

阀体51，外形结构和现有结构相似，其前端面接合端盖53，后端面接合配油短柱1的柱体11，以贯穿螺栓54将配油短柱1、端阀体5和端盖53贯穿旋接固定在双油孔管7的端部，并随轴系的旋转而转动；

阀体51的中心前端设置有安装B单向阀4的B阀孔52，后端设置有安装控制活塞3的活塞孔55，B阀孔52和活塞孔55之间设置有和B通孔56连接的B阀后腔57；B通孔56和配油短柱1的B通孔161连通；

B阀孔52底部通孔形成有B单向阀4的开口，开口边缘的锥面形成为B单向阀4的配合阀座，B阀孔52近底部开口和B纵通孔58连通，B纵 通孔58和配油短柱1的A纵通孔163连通。

双油孔管7包括有连接油缸A腔的A孔71和连接B腔的B孔72，其结构和现有结构相同，双油孔管7穿伸于齿轮箱8和配油器9，并与配油短柱1连接，相关结构均为已知技术。

调距桨双向锁止装置的功能：

调距时(正车操作)，压力油自配油器9固定于箱体91的密封套92的A配油槽93——A横向孔15——顶开A单向阀2——A纵向孔14——双油孔管7的A孔71——油缸A腔——作正车转桨叶；和上述压力油进A横向孔15同时——顶推控制活塞3——顶开B单向阀——油缸B腔经双油孔管7B孔72、B单向阀4(打开)、B阀后腔57、B通孔56、161、B横向孔16、B配油槽94——回油；

调距时(倒车操作)，压力油自配油9固定于壳体91的密封套92的B配油槽94——B横向孔、B通孔161、56、B阀后腔57——顶开B单向阀4——B纵通孔58、A纵通孔163——双油孔管7的B孔72——油缸B腔——作倒车转桨叶；和上述压力油进B横向孔16同时——在B阀后腔顶推控制活塞3——顶开A单向阀——油缸A腔经双油孔管7A孔71、A单向阀(打开)、A横向孔15、A配油槽93——回油；

调距结束——控制活塞3复回中位——A、B单向阀在弹簧作用下自动关——油缸A、B两腔、双油孔管7A、B两孔、A纵向孔14、A纵通孔163、B纵通孔58封闭，无转动密封问题，实现本发明的双向锁止功能，使桨叶在双向锁止的封闭液压腔作用下，保持螺距角稳定。

Claims (5)

1.一种调距桨双向锁止装置，包括齿轮箱、双油孔管、配油器、配油短柱、油缸，齿轮箱输出端连接轴系，齿轮箱前端固设有配油器，配油器密封套中伸设有配油短柱，配油短柱连接有双油孔管，穿伸于轴系的双油孔管分别连接有驱动桨叶的动力油缸的A、B腔，其特征在于：

a.在连接油缸A、B腔的双油孔管(7)连通油路前侧和配油器(9)油路的后侧，分别设置有A单向阀(2)和B单向阀(4)；

b.A单向阀(2)位于配油短柱(1)内，配油短柱(1)和配油器(9)的密封套(92)呈滑动配合，B单向阀(4)位于端阀体内(5)，A、B单向阀(2、4)的轴线在同一中心线上，在该中心线上位于A、B单向阀(2、4)之间设置有控制A、B单向阀(2、4)开启的控制活塞(3)，端阀体(5)的后端面接合配油短柱(1)的柱体(11)，控制活塞(3)和端阀体(5)的活塞孔(55)呈滑动配合。

2.根据权利要求1所述的调距桨双向锁止装置，其特征是：A、B单向阀(2、4)是锥形阀。

3.根据权利要求1所述的调距桨双向锁止装置，其特征是：配油短柱(1)的A阀孔(13)中容置有A单向阀(2)，端阀体(5)的B阀孔(52)中容置有B单向阀(4)。

4.根据权利要求1所述的调距桨双向锁止装置，其特征是：配油短柱(1)的A横向孔(15)连通有A单向阀(2)的开口，A单向阀(2)的开口连通有连接双油孔管(7)的A孔(71)的A纵向孔(14)。

5.根据权利要求1所述的调距桨双向锁止装置，其特征是：配油短柱(1)的B横向孔(16)经通孔(161、56)、B阀后腔(57)连通有B单向阀(4)的开口，B单向阀(4)的开口连通有连接双油孔管(7)的B孔(72)的纵通孔(58、163)。

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