CN103321981B - 鲨鱼钳油缸压力保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种鲨鱼钳油缸压力保护系统，属于鲨鱼钳技术领域。该系统包括油缸、动力系统、三位四通电液换向阀、第一和第二液控比例换向阀、第一和第二溢流阀。第一液控比例换向阀的第一端口、第一溢流阀的第一端口和第二液控比例换向阀的通道均与三位四通电液换向阀的第三端口连通，第二液控比例换向阀的第一端口、第二溢流阀的第一端口和第一液控比例换向阀的通道均与三位四通电液换向阀的第四端口连通，第一液控比例换向阀的其他端口和第一溢流阀的第二端口均连接油缸的无杆腔，第二液控比例换向阀的其他端口和第二溢流阀的第二端口均连接油缸的有杆腔。本系统能在鲨鱼钳工作载荷为大吨位时，减小油缸的受力，确保鲨鱼钳压力较小、工作可靠。

Description

鲨鱼钳油缸压力保护系统

技术领域

本发明涉及鲨鱼钳技术领域，特别涉及一种鲨鱼钳油缸压力保护系统。

背景技术

鲨鱼钳是一种广泛应用于船舶的设备，其功能是在船舶停靠时将锚链或缆绳抱紧，防止锚链或缆绳滑动。一般地，鲨鱼钳的机械装置与油缸的有杆腔的活塞杆固定连接，无杆腔进油后，油液会推动活塞杆上升，从而推动鲨鱼钳的机械装置向上运动，使得鲨鱼钳上升，以使鲨鱼钳能够进行抱紧锚链或缆绳动作，有杆腔进油后，油液会推动活塞杆下降，从而推动鲨鱼钳的机械装置向下运动，使得鲨鱼钳下降，以使鲨鱼钳脱开锚链或缆绳。当前，在船舶工程及海洋工程中，鲨鱼钳的应用越来越广泛，其工作载荷越来越高。为了使鲨鱼钳适应高负荷的锚链或缆绳，油缸必须保持足够大的压力。

现有对油缸进行保压的方式是通过三位四通电液换向阀、液控单向阀和单向节流阀实现的。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

三位四通电液换向阀、液控单向阀和单向节流阀可以实现油缸保压，但是当鲨鱼钳工作载荷为大吨位时，无法减小油缸的受力，致使鲨鱼钳的压力较大，工作不可靠。

发明内容

本发明的目的是提供一种鲨鱼钳油缸压力保护系统，能在鲨鱼钳工作载荷为大吨位时，减小油缸的受力，确保鲨鱼钳压力较小、工作可靠。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种鲨鱼钳油缸压力保护系统，包括油缸、动力系统、三位四通电液换向阀、第一液控比例换向阀、第一溢流阀，第二液控比例换向阀和第二溢流阀，

该第一液控比例换向阀的滑阀处和该第二液控比例换向阀的滑阀处均设有一第一控制油口，每个该第一控制油口分别与一油箱连通，

该三位四通电液换向阀的第一端口与该动力系统的出油口连通，第二端口与该动力系统的回油口连通，第三端口分别与该第一液控比例换向阀的进油口、该第一溢流阀的第一端口以及该第二液控比例换向阀的第一控制油口连通，第四端口与该第二液控比例换向阀的进油口、该第二溢流阀的第一端口以及该第一液控比例换向阀的第一控制油口连通，

该第一液控比例换向阀的出油口、第二控制油口以及该第一溢流阀的第二端口均与该油缸的无杆腔连通，该第二液控比例换向阀的出油口、第二控制油口以及该第二溢流阀的第二端口均与该油缸的有杆腔连通。

在本发明的一个实施例中，该鲨鱼钳油缸压力保护系统该还包括第一单向阀推杆和第二单向阀推杆，

所述第一单向阀推杆的推杆本体延伸至所述第一液控比例换向阀的第一控制油口内，所述三位四通电液换向阀的第四端口通过第一油路管道与所述第一单向阀推杆的端口连通，

所述第二单向阀推杆的推杆本体延伸至所述第二液控比例换向阀的第一控制油口内，所述三位四通电液换向阀的第三端口通过第二油路管道与所述第二单向阀推杆的端口连通。

在本发明的另一实施例中，该鲨鱼钳油缸压力保护系统该还包括第一单向节流阀和第二单向节流阀，该第一液控比例换向阀的第二控制油口通过该第一单向节流阀的第一端口、第二端口连接该油缸的无杆腔，该第二液控比例换向阀的第二控制油口通过该第二单向节流阀的第一端口、第二端口连接该油缸的有杆腔。

在本发明的再一实施例中，该鲨鱼钳油缸压力保护系统该还包括第一压力开关和第二压力开关，该第一压力开关位于该第一液控比例换向阀的出油口与该油缸的无杆腔连通的油路上，该第二压力开关位于该第二液控比例换向阀的出油口与该油缸的有杆腔连通的油路上。

在本发明的又一实施例中，该鲨鱼钳油缸压力保护系统该还包括第一行程开关和第二行程开关，该第一行程开关位于该油缸的工作行程的始端，该第二行程开关位于该油缸的工作行程的末端，该第一行程开关和该第二行程开关均与该三位四通电液换向阀的电磁铁电连接。

在本发明的再一实施例中，该每个该第一控制油口与该油箱连通的油路上设置有阻尼孔和单向阀。

在本发明的又一实施例中，该第一油路管道和该第二油路管道均设置有至少一个滤口和至少一个节流口。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

不仅可以通过第一液控比例换向阀和第二液控比例换向阀实现油缸保压，而且可以在当鲨鱼钳工作载荷为大吨位时，通过第一溢流阀和第二溢流阀减小油缸的受力，改变缆绳与鲨鱼钳的倾角，使鲨鱼钳的压力降低，确保鲨鱼钳工作可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的鲨鱼钳油缸压力保护系统的的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

参考图1，本发明实施例鲨鱼钳油缸压力保护系统，包括油缸100、动力系统200、三位四通电液换向阀300、第一液控比例换向阀411、第一溢流阀511，第二液控比例换向阀412和第二溢流阀512。

该第一液控比例换向阀411的滑阀处设有第一控制油口411a，该第二液控比例换向阀412的滑阀处设有第一控制油口412a，该第一控制油口411a和该第一控制油口412a均与一油箱连通。具体地，第一控制油口411a的侧壁和第一控制油口412a的侧壁分别设有至少一个开口，第一控制油口411a的开口和出口61与泄油口555连通，第一控制油口412a的开口和出口62与泄油口555连通，泄油口555又与该油箱连通。

该三位四通电液换向阀300的第一端口311与该动力系统200的出油口连通，该三位四通电液换向阀300的第二端口312与该动力系统200的回油口连通，该三位四通电液换向阀300的第三端口313分别与该第一液控比例换向阀411的进油口1a、该第一溢流阀511的第一端口以及该第二液控比例换向阀412的第一控制油口412a连通，该三位四通电液换向阀300的第四端口314与该第二液控比例换向阀412的进油口2a、该第二溢流阀512的第一端口以及该第一液控比例换向阀411的第一控制油口411a连通。

该第一液控比例换向阀411的出油口1b、第二控制油口1c以及该第一溢流阀511的第二端口均与该油缸100的无杆腔102连通，该第二液控比例换向阀412的出油口2b、第二控制油口2c以及该第二溢流阀512的第二端口均与该油缸100的有杆腔101连通。

本实施例鲨鱼钳油缸压力保护系统的工作原理是，

开启动力系统200后，当三位四通电液换向阀300左位得电时，三位四通电液换向阀300的第二端口312与第三端口313导通，第四端口314与第一端口311导通，此时动力系统200的油液通过三位四通电液换向阀300的第二端口312和第三端口313分别进入第二液控比例换向阀412的第一控制油口412a、第一液控比例换向阀411的第一控制油口和第一溢流阀511的第一端口。

进入第二液控比例换向阀412的第一控制油口412a的油液推动第二液控比例换向阀412的滑阀向左运动，同时该油液通过泄油口555流回油箱中。第二液控比例换向阀412的滑阀向左运动之后，第二液控比例换向阀412换向，此时第二液控比例换向阀412由单向导通位置变为节流导通位置，第二液控比例换向阀412处于节流导通位置时，油液可以从第二液控比例换向阀412的出油口2b流进，从进油口2a流出)。

由于第一液控比例换向阀411在常态下处于单向导通位置(此时油液可以从第一液控比例换向阀411的进油口1a流进，从出油口1b流出)，进入第一液控比例换向阀411的进油口1a的油液直接通过自身的出油口1b、第二控制油口1c流入油缸100的无杆腔102。进入无杆腔102的油液推动油缸100的活塞杆上升，由于油缸100的活塞杆与鲨鱼钳的机械装置固定连接，鲨鱼钳机械装置也向上运动，使得鲨鱼钳上升。此时，油缸100的有杆腔101中的油液流入第二液控比例换向阀412的出油口2b，再从第二液控比例换向阀412的进油口2a流出至三位四通电液换向阀300的第四端口314，然后从三位四通电液换向阀300的第一端口311流回至动力系统200中。

开启动力系统200后，三位四通电液换向阀300右位得电的油液流动原理与上类似，在此不再赘述。

开启动力系统200后，当三位四通电液换向阀300不得电时，三位四通电液换向阀300处于中位，此时动力系统200的油液无法通过三位四通电液换向阀300，油缸100的无杆腔102和有杆腔101的油液无法流动，油缸自动锁死。

在鲨鱼钳工作载荷为大吨位的情况下，鲨鱼钳上升或下降时，油缸100的活塞杆伸出或缩回的幅度较大，致使油缸100的无杆腔102和有杆腔101内油液的压力较大。当无杆腔102内油液的压力较大时，第一溢流阀511中油液的压力也较大，当第一溢流阀511中油液的压力超过对应预设安全值时，无杆腔102的油液从第一溢流阀511流出，经由三位四通电液换向阀300进入动力系统200；当有杆腔101内油液的压力较大时，第二溢流阀512中油液的压力也较大，当第二溢流阀512中油液的压力超过对应预设安全值时，有杆腔101的油液从第二溢流阀512流出，经由三位四通电液换向阀300进入动力系统200。

由上述技术方案可知，本实施例鲨鱼钳油缸压力保护系统不仅可以通过第一液控比例换向阀和第二液控比例换向阀实现油缸保压，而且可以在当鲨鱼钳工作载荷为大吨位时，通过第一溢流阀和第二溢流阀减小油缸的受力，改变缆绳与鲨鱼钳的倾角，使鲨鱼钳的压力降低，确保鲨鱼钳工作可靠。

进一步地，该鲨鱼钳油缸压力保护系统还包括第一单向阀推杆611和第二单向阀推杆612。

该第一单向阀推杆611的推杆本体延伸至该第一液控比例换向阀411的第一控制油口411a内，该三位四通电液换向阀300的第四端口314通过第一油路管道10与该第一单向阀推杆611的端口连通，

该第二单向阀推杆612的推杆本体延伸至该第二液控比例换向阀412的第一控制油口412a内，该三位四通电液换向阀300的第三端口313通过第二油路管道20与该第二单向阀推杆612的端口连通。

第一单向阀推杆611的工作原理是：三位四通电液换向阀300的第四端口314流出的油液流入第一油路管道10。第一油路管道10中的一部分油液进入第一单向阀推杆611的端口，推动第一单向阀推杆611前进，使得第一单向阀推杆611的推杆本体推动第一液控比例换向阀411的滑阀向右运动。第一油路管道10中的另一部分油液在第一单向阀推杆611前进之后，通过第一控制油口411a进入泄油口555，最终流回油箱中。

第二单向阀推杆612的工作原理与上述第一单向阀推杆611的工作原理类似，在此不再赘述。

由上述技术方案可知，相比于单纯的通过三位四通电液换向阀的第四端口中的油液、三位四通电液换向阀的第三端口中的油液分别推动第一液控比例换向阀的阀芯、第二液控比例换向阀的阀芯向前运动的方式，本实施例通过第一单向阀推杆的推杆本体、第二单向阀推杆的推杆本体分别推动第一液控比例换向阀的阀芯、第二液控比例换向阀的阀芯向前运动的方式，力的传递作用更加直接和准确。

进一步地，该鲨鱼钳油缸压力保护系统还包括第一单向节流阀711和第二单向节流阀712，该第一液控比例换向阀411的第二控制油口1c通过该第一单向节流阀711的第一端口、第二端口连接该油缸100的无杆腔102，该第二液控比例换向阀412的第二控制油口2c通过该第二单向节流阀712的第一端口、第二端口连接该油缸100的有杆腔101。

第一单向节流阀711的工作原理是：在第一单向阀推杆611前进，推动第一液控比例换向阀411的滑阀向右运动的前提下，油缸100的无杆腔102流出的油液分为两部分，一部分油液进入第一液控比例换向阀411的出油口1b，另一部分油液进入第一单向节流阀711的第二端口。进入第一单向节流阀711的第二端口的油液经由自身的第一端口进入第一液控比例换向阀411的第二控制油口1c(带弹簧的一端)，推动第一液控比例换向阀411向左运动。当该鲨鱼钳油缸压力保护系统处于外界环境不稳定的情况下，例如受到风浪时，油缸100的无杆腔102和有杆腔101内油液的压力也不稳定，当无杆腔102内的油液不稳定时，第一单向节流阀711推动第一液控比例换向阀411向左运动，同时第一单向阀推杆611推动第一液控比例换向阀411的滑阀向右运动，当左右运动达到平衡时，进入第一液控比例换向阀411的出油口1b的油液稳定流出至自身的进油口1a。

第二单向节流阀712的工作原理与第一单向节流阀711的工作原理类似，在此不再赘述。

由上述技术方案可知，当该鲨鱼钳油缸压力保护系统处于外界环境不稳定的情况下，例如受到风浪时，第一单向节流阀711与第一单向阀推杆611分别推动第一液控比例换向阀411向左、向右右运动，使得第一液控比例换向阀411左右运动趋于平衡，第二单向节流阀712与第二单向阀推杆612分别推动第二液控比例换向阀412左右运动，使得第二液控比例换向阀412左右运动趋于平衡，这样可以减少外界不稳定因素对第一液控比例换向阀411、第二液控比例换向阀412的持续压力造成的损害，延长第一液控比例换向阀411、第二液控比例换向阀412的使用寿命。另外，第一单向节流阀711和第一单向阀推杆611的联合使用可以平衡第一液控比例换向阀411的阀芯开度，实现油液流量的控制；第二单向节流阀712和第二单向阀推杆612的联合使用可以平衡第二液控比例换向阀412的阀芯开度，实现油液流量的控制。

进一步地，该鲨鱼钳油缸压力保护系统还包括第一压力开关811和第二压力开关812，该第一压力开关811位于该第一液控比例换向阀411的出油口1b与该油缸100的无杆腔102连通的油路上，该第二压力开关812位于该第二液控比例换向阀412的出油口2b与该油缸100的有杆腔101连通的油路上。

在本实施例中，第一压力开关811和第二压力开关812分别检测油缸100的有杆腔101和无杆腔102的压力，当有杆腔101或无杆腔102的压力超过警戒值时(其值大小依据不同的设计要求而定)，第一压力开关811或第二压力开关812产生报警信号。

进一步地，该鲨鱼钳油缸压力保护系统还包括第一行程开关110和第二行程开关120，该第一行程开关110位于该油缸100的工作行程的始端，该第二行程开关120位于该油缸100的工作行程的末端，该第一行程开关110和该第二行程开关120均与该三位四通电液换向阀300的电磁铁电连接。

在本实施例中，油缸100的工作行程是指油缸上升、下降的路径。当油缸100运行到工作行程的始端或者末端时，触碰相应的第一行程开关110和第二行程开关120，触发三位四通电液换向阀300失电，此时三位四通电液换向阀210处于中位，油缸100自动锁死。

进一步地，每个第一控制油口与油箱连通的油路上设置有阻尼孔和单向阀。具体地，第一液控比例换向阀411的第一控制油口411a与油箱连通的油路上设置有第一阻尼孔911和第一单向阀921，第二液控比例换向阀412的第一控制油口412a与油箱连通的油路上设置有第二阻尼孔912和第二单向阀922。较佳地，该第一控制油口411a与泄油口555连通的油路上设置有该第一阻尼孔911和该第一单向阀921，该第一控制油口412a与泄油口555连通的油路上设置有该第二阻尼孔912和该第二单向阀922。

在本实施例中，第一阻尼孔911和第二阻尼孔912可以对油液进行节流、调压、缓冲和防振，可以降低第一液控比例换向阀411、第二液控比例换向阀412的受力。第一单向阀921和第二单向阀922可以吸收系统在周期性运行时产生的流量脉冲，因此第一单向阀921和第二单向阀922能避免第一液控比例换向阀411、第二液控比例换向阀412频繁启闭，避免油缸100出现点头现象。

进一步地，该第一油路管道10和该第二油路管道20均设置有至少一个滤口和至少一个节流口。具体地，第一油路管道10设置有一个第一滤口931和三个第一节流口941；第二油路管道20设置有一个第二滤口932和三个第二节流口942。

在本实施例中，第一滤口931和第二滤口932可以对油液进行过滤，防止管路堵塞，第一节流口941和第二节流口942可以对油液进行节流。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种鲨鱼钳油缸压力保护系统，包括油缸、动力系统和三位四通电液换向阀，其特征在于，还包括第一液控比例换向阀、第一溢流阀，第二液控比例换向阀和第二溢流阀，

所述第一液控比例换向阀的滑阀处和所述第二液控比例换向阀的滑阀处均设有一第一控制油口，每个所述第一控制油口分别与一油箱连通，

所述三位四通电液换向阀的第一端口与所述动力系统的出油口连通，第二端口与所述动力系统的回油口连通，第三端口分别与所述第一液控比例换向阀的进油口、所述第一溢流阀的第一端口以及所述第二液控比例换向阀的第一控制油口连通，第四端口与所述第二液控比例换向阀的进油口、所述第二溢流阀的第一端口以及所述第一液控比例换向阀的第一控制油口连通，

所述第一液控比例换向阀的出油口、第二控制油口以及所述第一溢流阀的第二端口均与所述油缸的无杆腔连通，所述第二液控比例换向阀的出油口、第二控制油口以及所述第二溢流阀的第二端口均与所述油缸的有杆腔连通；

还包括第一单向阀推杆和第二单向阀推杆，

所述第一单向阀推杆的推杆本体延伸至所述第一液控比例换向阀的第一控制油口内，所述三位四通电液换向阀的第四端口通过第一油路管道与所述第一单向阀推杆的端口连通，

所述第二单向阀推杆的推杆本体延伸至所述第二液控比例换向阀的第一控制油口内，所述三位四通电液换向阀的第三端口通过第二油路管道与所述第二单向阀推杆的端口连通。

2.如权利要求1所述的鲨鱼钳油缸压力保护系统，其特征在于，还包括第一单向节流阀和第二单向节流阀，所述第一液控比例换向阀的第二控制油口通过所述第一单向节流阀的第一端口、第二端口连接所述油缸的无杆腔，所述第二液控比例换向阀的第二控制油口通过所述第二单向节流阀的第一端口、第二端口连接所述油缸的有杆腔。

3.如权利要求2所述的鲨鱼钳油缸压力保护系统，其特征在于，还包括第一压力开关和第二压力开关，所述第一压力开关位于所述第一液控比例换向阀的出油口与所述油缸的无杆腔连通的油路上，所述第二压力开关位于所述第二液控比例换向阀的出油口与所述油缸的有杆腔连通的油路上。

4.如权利要求2所述的鲨鱼钳油缸压力保护系统，其特征在于，还包括第一行程开关和第二行程开关，所述第一行程开关位于所述油缸的工作行程的始端，所述第二行程开关位于所述油缸的工作行程的末端，所述第一行程开关和所述第二行程开关均与所述三位四通电液换向阀的电磁铁电连接。

5.如权利要求2至4中任一权利要求所述的鲨鱼钳油缸压力保护系统，其特征在于，每个所述第一控制油口与所述油箱连通的油路上设置有阻尼孔和单向阀。

6.如权利要求2至4中任一权利要求所述的鲨鱼钳油缸压力保护系统，其特征在于，所述第一油路管道和所述第二油路管道均设置有至少一个滤口和至少一个节流口。