CN102963823B - 恒张力压力补偿控制系统 - Google Patents

Abstract

发明公开了一种恒张力压力补偿控制系统,包括液压泵、第一溢流阀、单向阀、第一手动换向阀、第二溢流阀、截止阀、电磁换向阀、顺序阀、第二手动换向阀、第一节流阀、第二节流阀、压力继电器、液压马达。有益效果：本发明能够根据负载情况，自动实现恒张力；通过节流阀调节下降速度，比用变量马达来调节速度更节约成本；操作性高、即使出现误操作对系统不会造成损害；增加第二溢流阀保证液压马达吸油压力，不出现吸空现象，提供了马达使用寿命。

Description

恒张力压力补偿控制系统

技术领域

本发明涉及一种液压控制系统，特别涉及一种用于救生艇或海洋平吊机的恒张力压力补偿控制系统。

背景技术

普通船用起重机在海上作业时，是通过卷扬机回转和改变起重臂的跨度，将起重吊钩移至本方货场上方，吊起货物后移至目标船的货场上方，放下货物，实现载荷在岸／船或船／船之间的吊装的。由于作业船舶之间通常会因风浪的影响相对上下运动，从而造成下放中的载荷与上升的船体发生碰撞，或已放落到甲板上的载荷由于船体的下沉出现再次悬空的现象，这都会给海上对驳吊装的效率和安全性带来不利影响。特别是对救生艇吊放艇或舰船进行弹药等危险品补给时，决不允许出现这样的情况。因此，补偿装置是海洋平台吊机的重要装置之一。装有智能化补偿系统的起重机，可以避免由于绳索松驰而产生冲击，,减小海浪对起重机收放过程的影响,保障设备和人员的安全。

中国专利ZL201120135854.2恒张力波浪补偿装置公开了一种重型海洋起重机起升前进行快速波浪补偿以选择最佳起吊时机的恒张力波浪补偿装置；但是该恒张力补偿装置要靠另一台恒张力绞车和一套恒张力逻辑信号处理系统来实现恒张力控制，因此存在设备复杂、可靠性不高、成本高的缺点。

发明内容

发明目的：针对现有技术中的不足之处，提供一种恒张力压力补偿控制系统，该控制系统可靠性高、反应迅速、调试简便、维修容易、经久耐用、操作简单、成本低，效率高。

技术方案：一种恒张力压力补偿控制系统,包括液压泵、第一溢流阀、单向阀、第一手动换向阀、第二溢流阀、截止阀、电磁换向阀、顺序阀、第二手动换向阀、第一节流阀、第二节流阀、压力继电器、液压马达；所述第一手动换向阀为三位四通阀有A、B、C、D四个油口，所述第二手动换向阀为二位四通换向阀A1、B1、C1、D1四个油口，所述电磁换向阀为二位三通电磁阀有A2、B2、C2三个油口，所述动力继电器控制电磁换向阀的切换；所述液压泵和第一溢流阀并联后与单向阀进油口连接，所述第一手动换向阀的油口A和第二手动换向阀的油口A1并联后与单向阀的出油口连接；所述第二节流阀和液压马达并联后与第一手动换向阀的油口D连接，所述所述第二节流阀和液压马达的另一端油口分别与第二手动换向阀的油口D1和油口C1两个油口连接，所述截止阀和电磁换向阀的油口A2并联后与第一手动换向阀的油口B连接；所述顺序阀和电磁换向阀的油口C2并联后与第一手动换向阀的油口C连接；所述第一节流阀与电磁换向阀的油口B2连接；所述截止阀、第一节流阀、顺序阀以及第二手动换向阀的油口B1并联后与第二溢流阀连接，第二溢流阀另一油口通向油箱。

工作原理：下降工况，第一手动换向阀右位工作，第二手动换向阀右位工作，由于第一手动换向阀使液压马达压力油口经电磁换向阀、第一节流阀、第二手动换向阀与液压马达另一油口接通，形成了回路，在重力的作用下，液压马达作为工作泵向系统供油做功，第一节流阀作为液压马达的负载，并可以调节液压马达反转的速度，此时系统有二个油路。一是液压马达出口经第一手动换向阀到电磁换向阀到第一节流阀到第二手动换向阀再回到液压马达，二是液压泵经第一手动换向阀到顺序阀到第二溢流阀回油箱。但这两路油在第二溢流阀处汇合，这样可以对液压马达补油，保证液压马达吸油压力，当液压马达在外负载作用下转动时，液压马达出口压力高，压力继电器不工作；当无外负载作用，液压马达出口压力降低，压力继电器工作，切断第一手动换向阀到第一节流阀的通路，接通液压泵到液压马达通路和液压泵到顺序阀通路形成恒张力回路。外负载大于调定张力时油路流向，液压泵、液压马达经第一手动换向阀到顺序阀到第二手动换向阀回到油箱、液压马达，液压马达反转放绳。外负载小于调定张力时油路流向：液压泵经第一手动换向阀到液压马达，液压马达旋转排油经第二手动换向阀到第二溢流阀回油箱。顺序阀、第二手动换向阀控制液压泵输出压力，液压马达正转收放钢丝绳。

起升工况，第一手动换向阀左位工作，第二手动换向阀右位工作。由于第一手动换向阀将截止阀、电磁换向阀、顺序阀、第一节流阀隔开与系统工作无关，系统成了一简单上升回路，其油路流向为液压泵经第一手动换向阀到液压马达，液压马达转动排油，经第二手动换向阀到第二溢流阀回油箱。最大起升负载为第一溢流阀调定。

空放工况，第一手动换向阀在中位工作，第二手动换向阀左位工作，由于第一手动换向阀改变了液压马达进出油口的油路，液压马达在液压泵的作用下进行下降，第二节流阀回油调速。在控制下降速度，顺序阀限制液压泵的最高供油压力，使系统减少功率消耗。其油路流向为液压泵经第二手动换向阀到液压马达，液压马达旋转排油经第二节流阀到第二手动换向阀再到第二溢流阀回油箱。

停止工况，第一手动换向阀阀芯在中位，第二手动换向阀右位工作，由于液压马达进油口被第一手动换向阀和第二手动换向阀切断，不得进出油液，不能形成回路，液压马达停止运动。液压泵提供的油经第一手动换向阀至顺序阀、第二溢流阀卸荷，当液压马达支承负载时，压力继电器不工作，第一节流阀也能卸荷。当液压马达无支承负载时，压力电器工作，第一节流阀不工作，此时，经顺序阀卸荷，因此电磁换向阀工作状态工况无关。

其它工况，如需快速放艇或其他物品时，将第一手动换向阀右位工作，第一手动换向阀右位工作，接通截止阀，就实现其快速下降。

各元件在系统中的作用：液压泵为液压系统提供动力；第一溢流阀限制系统最高压力，安全保护液压系统；单向阀用来防止油液倒流而影响液压泵；第一手动换向阀控制液压马达正、反转动，中位时使液压马达横紧，液压泵卸荷；第二溢流阀作为液压系统的背压，以提高液压系统运动的平稳性，保证液压马达正常运转；截止阀用来连接油路；电磁换向阀用来转换回路，以便自动实现恒张力液压系统；顺序阀提供恒张力的压力；第二手动换向阀用来控制下放工况；第一节流阀和第二节流阀是控制下放速度的，第二节流阀控制空载下降速度，第一节流阀控制负载下降速度；压力继电器当压力变化时向电磁换向阀发出接通，断开信号；液压马达是执行元件，对外做功。

为防止误操作，所述第二手动换向阀内设有复位弹簧。两个手动换向阀有六种组合进行工作，其中四种组合为正常工作位置，另两种为误操纵位置，如果误操纵会出现以下情况：

第一手动换向阀左位工作，第二手动换向阀左位工作，其油路为液压泵经第一手动换向阀、第二手动换向阀到液压马达两个进出油口，液压马达进出压力相等，在外力作用下液压马达下降，液压泵的最高压力由背压第二溢流阀和第二节流阀决定。

第一手动换向阀右位工作，第二手动换向阀右位工作，其油路流向为液压泵经第二手动换向阀向液压马达进油，顺序阀控制液压泵的最高压力。液压马达经第二节流阀到第二手动换向阀及第一手动换向阀到第一节流阀一起到第二溢流阀回油箱，液压马达工况为下降。

从分析看，误操作带来的结果是回路变成了下降回路，对系统影响不大，但为防止误操作，第二手动换向阀采用弹簧复位，一般情况下，都是处在右位，处于工作状态，只要一只手进行操作就不会出现误动作。

有益效果：本发明能够根据负载情况，自动实现恒张力；通过节流阀调节下降速度，比用变量马达来调节速度更节约成本；操作性高、即使出现误操作对系统不会造成损害；增加第二溢流阀保证液压马达吸油压力，不出现吸空现象，提高了马达使用寿命。

附图说明

图1为本发明的液压原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图所示，一种恒张力压力补偿控制系统,包括液压泵1、第一溢流阀2、单向阀3、第一手动换向阀4、第二溢流阀5、截止阀6、电磁换向阀7、顺序阀8、第二手动换向阀9、第一节流阀10、第二节流阀11、压力继电器12、液压马达13；所述第一手动换向阀4为三位四通阀有A、B、C、D四个油口，所述第二手动换向阀9为二位四通换向阀A1、B1、C1、D1四个油口，所述电磁换向阀7为二位三通电磁阀有A2、B2、C2三个油口，所述动力继电器控制电磁换向阀7的切换；所述液压泵1和第一溢流阀2并联后与单向阀3进油口连接，所述第一手动换向阀4的油口A和第二手动换向阀9的油口A1并联后与单向阀3的出油口连接；所述第二节流阀11和液压马达13并联后与第一手动换向阀4的油口D连接，所述所述第二节流阀11和液压马达13的另一端油口分别与第二手动换向阀9的油口D1和油口C1两个油口连接，所述截止阀6和电磁换向阀7的油口A2并联后与第一手动换向阀4的油口B连接；所述顺序阀8和电磁换向阀7的油口C2并联后与第一手动换向阀4的油口C连接；所述第一节流阀10与电磁换向阀7的油口B2连接；所述截止阀6、第一节流阀10、顺序阀8以及第二手动换向阀9的油口B1并联后与第二溢流阀5连接，第二溢流阀5另一油口通向油箱。为防止误操作，所述第二手动换向阀9内设有复位弹簧。

工作原理：下降工况，第一手动换向阀4右位工作，第二手动换向阀9右位工作，由于第一手动换向阀4使液压马达13压力油口经电磁换向阀7、第一节流阀10、第二手动换向阀9与液压马达13另一油口接通，形成了回路，在重力的作用下，液压马达13作为工作泵向系统供油做功，第一节流阀10作为液压马达13的负载，并可以调节液压马达13反转的速度，此时系统有二个油路。一是液压马达13出口经第一手动换向阀4到电磁换向阀7到第一节流阀10到第二手动换向阀9再回到液压马达13，二是液压泵1经第一手动换向阀4到顺序阀8到第二溢流阀5回油箱。但这两路油在第二溢流阀5处汇合，这样可以对液压马达13补油，保证液压马达13吸油压力，当液压马达13在外负载作用下转动时，液压马达13出口压力高，压力继电器12不工作；当无外负载作用，液压马达13出口压力降低，压力继电器12工作，切断第一手动换向阀4到第一节流阀10的通路，接通液压泵1到液压马达13通路和液压泵1到顺序阀8通路形成恒张力回路。外负载大于调定张力时油路流向，液压泵1、液压马达13经第一手动换向阀4到顺序阀8到第二手动换向阀9回到油箱、液压马达13，液压马达13反转放绳。外负载小于调定张力时油路流向：液压泵1经第一手动换向阀4到液压马达13，液压马达13旋转排油经第二手动换向阀9到第二溢流阀5回油箱。顺序阀8、第二手动换向阀9控制液压泵1输出压力，液压马达13正转收放钢丝绳。

起升工况，第一手动换向阀4左位工作，第二手动换向阀9右位工作。由于第一手动换向阀4将截止阀6、电磁换向阀7、顺序阀8、第一节流阀10隔开与系统工作无关，系统成了一简单上升回路，其油路流向为液压泵经第一手动换向阀4到液压马达13，液压马达13转动排油，经第二手动换向阀9到第二溢流阀5回油箱。最大起升负载为第一溢流阀2调定。

空放工况，第一手动换向阀4在中位工作，第二手动换向阀9左位工作，由于第一手动换向阀4改变了液压马达13进出油口的油路，液压马达13在液压泵1的作用下进行下降，第二节流阀11回油调速。在控制下降速度，顺序阀8限制液压泵1的最高供油压力，使系统减少功率消耗。其油路流向为液压泵1经第二手动换向阀9到液压马达13，液压马达13旋转排油经第二节流阀11到第二手动换向阀9再到第二溢流阀5回油箱。

停止工况，第一手动换向阀4阀芯在中位，第二手动换向阀9右位工作，由于液压马达13进油口被第一手动换向阀4和第二手动换向阀9切断，不得进出油液，不能形成回路，液压马达13停止运动。液压泵1提供的油经第一手动换向阀4至顺序阀8、第二溢流阀5卸荷，当液压马达13支承负载时，压力继电器12不工作，第一节流阀10也能卸荷。当液压马达13无支承负载时，压力电器工作，第一节流阀10不工作，此时，经顺序阀8卸荷，因此电磁换向阀7工作状态工况无关。

其它工况，如需快速放艇或其他物品时，将第一手动换向阀4右位工作，第一手动换向阀4右位工作，接通截止阀6，就实现其快速下降。

各元件在系统中的作用：液压泵1为液压系统提供动力；第一溢流阀2限制系统最高压力，安全保护液压系统；单向阀3用来防止油液倒流而影响液压泵1；第一手动换向阀4控制液压马达13正、反转动，中位时使液压马达13横紧，液压泵1卸荷；第二溢流阀5作为液压系统的背压，以提高液压系统运动的平稳性，保证液压马达13正常运转；截止阀6用来连接油路；电磁换向阀7用来转换回路，以便自动实现恒张力液压系统；顺序阀8提供恒张力的压力；第二手动换向阀9用来控制下放工况；第一节流阀10和第二节流阀11是控制下放速度的，第二节流阀11控制空载下降速度，第一节流阀10控制负载下降速度；压力继电器12当压力变化时向电磁换向阀7发出接通，断开信号；液压马达13是执行元件，对外做功。

为防止误操作，所述第二手动换向阀9内设有复位弹簧。两个手动换向阀有六种组合进行工作，其中四种组合为正常工作位置，另两种为误操纵位置，如果误操纵会出现以下情况：

第一手动换向阀4左位工作，第二手动换向阀9左位工作，其油路为液压泵1经第一手动换向阀4、第二手动换向阀9到液压马达13两个进出油口，液压马达13进出压力相等，在外力作用下液压马达13下降，液压泵1的最高压力由背压第二溢流阀5和第二节流阀11决定。

第一手动换向阀4右位工作，第二手动换向阀9右位工作，其油路流向为液压泵1经第二手动换向阀9向液压马达13进油，顺序阀8控制液压泵1的最高压力。液压马达13经第二节流阀11到第二手动换向阀9及第一手动换向阀4到第一节流阀10一起到第二溢流阀5回油箱，液压马达13工况为下降。

从分析看，误操作带来的结果是回路变成了下降回路，对系统影响不大，但为防止误操作，第二手动换向阀9采用弹簧复位，一般情况下，都是处在右位，处于工作状态，只要一只手进行操作就不会出现误动作。

Claims (2)

1.一种恒张力压力补偿控制系统, 其特征在于：包括液压泵（1）、第一溢流阀（2）、单向阀（3）、第一手动换向阀（4）、第二溢流阀（5）、截止阀（6）、电磁换向阀（7）、顺序阀(8)、第二手动换向阀（9）、第一节流阀(10)、第二节流阀（11）、压力继电器（12）、液压马达（13）；所述第一手动换向阀（4）为三位四通阀有A、B、C、D四个油口，所述第二手动换向阀（9）为二位四通换向阀A1、B1、C1、D1四个油口，所述电磁换向阀（7）为二位三通电磁阀有A2、B2、C2三个油口，所述压力继电器（12）控制电磁换向阀（7）的切换；所述液压泵（1）和第一溢流阀（2）并联后与单向阀（3）进油口连接，所述第一手动换向阀（4）的油口A和第二手动换向阀（9）的油口A1并联后与单向阀（3）的出油口连接；所述第二节流阀（11）和液压马达（13）并联后与第一手动换向阀（4）的油口D连接，所述所述第二节流阀（11）和液压马达（13）的另一端油口分别与第二手动换向阀（9）的油口D1和油口C1两个油口连接，所述截止阀（6）和电磁换向阀（7）的油口A2并联后与第一手动换向阀（4）的油口B连接；所述顺序阀（8）和电磁换向阀（7）的油口C2并联后与第一手动换向阀（4）的油口C连接；所述第一节流阀（10）与电磁换向阀（7）的油口B2连接；所述截止阀（6）、第一节流阀（10）、顺序阀（8）以及第二手动换向阀（9）的油口B1并联后与第二溢流阀（5）连接，第二溢流阀（5）另一油口通向油箱。

2.根据权利要求1所述的恒张力压力补偿控制系统，其特征在于：所述第二手动换向阀（9）内设有复位弹簧。