CN104163385B - 一种绞车液压控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绞车液压控制系统，属于液压控制领域。所述绞车液压控制系统，包括电液比例换向阀、梭阀和插装阀，电液比例换向阀的P口、插装阀的A口和控制系统的P口相互连通，电液比例换向阀的A口、梭阀的进油A口和双速马达的R口相互连通，电液比例换向阀的B口、梭阀的进油B口和双速马达的L口相互连通，插装阀的X口与梭阀的出油口连通，所述电液比例换向阀的T口和所述控制系统的T口连通。所述绞车液压控制系统所消耗的功率较低，进而使得控制系统损失的功率也较低，且控制系统也不会产生大量的热量，无需降温处理，使得该控制系统具有良好的节能效果。

Description

一种绞车液压控制系统

技术领域

本发明涉及液压控制领域，特别涉及一种绞车液压控制系统。

背景技术

锚绞设备所用绞车是海工平台上的重要设备，锚绞设备用绞车的节能控制技术是实现海工平台设备节能的关键。

现有的锚绞设备所用绞车的控制系统包括安全阀、三位四通电磁换向阀和定量泵，安全阀设置在定量泵的出油口处，定量泵按照一定的流量将液压油输入至三位四通换向阀的进油口，通过三位四通电磁换向阀控制双速马达的正转或反转的运行，双速马达的输出轴与绞车的滚筒传动连接，再通过双速马达的正转或反转带动绞车转动实现绞车的收缆或放缆动作。同时，该控制系统还可以包括单向平衡阀，用于控制双速马达的运行。

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：

现有的绞车的控制系统中，当双速马达不工作时，定量泵仍然将液压油输入至控制系统，此时，控制系统通过安全阀将液压油输送至油箱，大量的液压油经过安全阀使得安全阀产生的大量的热量，为了保证安全阀的性能需要对安全阀进行降温处理，由此可见，现有的绞车的控制系统在双速马达不工作时，不仅浪费了大量的能量，同时还需要额外的能量对安全阀进行降温处理，这降低了现有的控制系统的能量利用率。

发明内容

为了解决现有技术中三位四通电磁换向阀于中位时控制系统的能量产生浪费的问题，本发明实施例提供了一种绞车液压控制系统。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种绞车液压控制系统，所述控制系统包括：电液比例换向阀、梭阀和插装阀，所述电液比例换向阀的P口、所述插装阀的A口和控制系统的P口相互连通，所述电液比例换向阀的A口、所述梭阀的进油A口和双速马达的R口相互连通，所述电液比例换向阀的B口、所述梭阀的进油B口和所述双速马达的L口相互连通，所述插装阀的X口与所述梭阀的出油口连通，所述插装阀的B口、所述电液比例换向阀的T口和所述控制系统的T口相互连通，所述控制系统还包括：两位四通换向阀，所述两位四通换向阀的A口与所述双速马达的第一工作油口连通，所述两位四通换向阀的B口与所述双速马达的第二工作油口连通，所述两位四通换向阀的P口与所述电液比例换向阀的P口、所述插装阀的A口和所述控制系统的P口相互连通，所述两位四通换向阀的T口与所述控制系统的泄油口连通。

具体地，所述控制系统还包括：溢流阀，所述溢流阀的进油P口与所述插装阀的X口连通，所述溢流阀的出油T口与所述梭阀的出油口连通。

具体地，所述控制系统还包括：两位四通换向阀，所述两位四通换向阀的A口与所述双速马达的第一工作油口连通，所述两位四通换向阀的B口与所述双速马达的第二工作油口连通，所述两位四通换向阀的P口与所述电液比例换向阀的P口、所述插装阀的A口和所述控制系统的P口相互连通，所述两位四通换向阀的T口与所述控制系统的泄油口连通。

具体地，所述控制系统还包括：第一安全阀，所述第一安全阀的进油P口与所述插装阀的X口和所述溢流阀的进油P口相互连通，所述第一安全阀的出油T口与所述控制系统的T口连通。

具体地，所述控制系统还包括：并联在所述梭阀和所述双速马达之间的补油阀，所述补油阀的出油A口与所述梭阀的进油A口连通，所述补油阀的出油B口与所述梭阀的进油B口连通。

具体地，所述控制系统还包括：远程泄油口、放缆电磁比例减压阀和收缆电磁比例减压阀，所述放缆电磁比例减压阀和所述收缆电磁比例减压阀的出油口分别与所述电液比例换向阀两侧的液压先导进油口连通，所述放缆电磁比例减压阀的第一进油口与所述收缆电磁比例减压阀的第一进油口连通，所述放缆电磁比例减压阀的第二进油口与所述收缆电磁比例减压阀的第二进油口连通，所述远程泄油口与所述电液比例换向阀两侧的液压先导出油口和所述控制系统的T口相互连通。

具体地，所述控制系统还包括：单向阀，所述单向阀的进油口与所述远程泄油口和所述电液比例换向阀两侧的液压先导进油口相互连通，所述单向阀的出油口与所述控制系统的T口连通。

进一步地，所述控制系统还包括：单向平衡阀，所述单向平衡阀的A口与所述梭阀的进油A口连通，所述单向平衡阀的B口与所述补油阀的出油A口连通，所述单向平衡阀的控制油口与所述梭阀的进油B口连通。

进一步地，所述控制系统还包括：并联在所述单向平衡阀和所述补油阀之间的第二安全阀，所述第二安全阀的进油A口与所述单向平衡阀的B口连通，所述第二安全阀的出油B口与所述单向平衡阀的控制油口连通。

进一步地，所述电液比例换向阀、所述梭阀、所述插装阀、所述溢流阀、所述两位四通换向阀和所述第一安全阀集成在一个阀组上。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明实施例提供的绞车液压控制系统，通过设置梭阀和插装阀的配合，使得本控制系统在双速马达不工作时，液压油能通过插装阀流入油箱，由于插装阀的开启压力远比安全阀的开启压力小，所以在流量一定的情况下，本发明提供的控制系统所消耗的功率较低，进而使得控制系统损失的功率也较低，且控制系统也不会产生大量的热量，无需降温处理，使得该控制系统具有良好的节能效果。

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绞车液压控制系统的原理图；

图2是本发明实施例提供的图1的局部图；

图3是本发明实施例提供的图1的另一局部图。

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。

实施例

本发明实施例提供了一种绞车液压控制系统，适用于锚绞设备所用绞车的液压控制系统，如图1所示，该控制系统包括：电液比例换向阀1、梭阀2和插装阀3，电液比例换向阀1的P口(P口为控制系统的进油口)、插装阀3的A口和控制系统的P口相互连通，电液比例换向阀1的A口、梭阀2的进油A口和双速马达5的R口相互连通，电液比例换向阀1的B口、梭阀2的进油B口和双速马达5的L口相互连通，插装阀2的X口与梭阀2的出油口连通，插装阀3的B口、电液比例换向阀1的T口和控制系统的T口(T口为控制系统的回油口)相互连通。

其中，双速马达5的泄油口与油箱14连通，双速马达5的输出轴与绞车的滚筒传动连接，通过双速马达5的正转或反转可以带动绞车转动，从而实现绞车的收缆或放缆动作。

具体地，控制系统的P口处可以连接定量泵(图中未示)。

具体地，该控制系统还可以包括溢流阀4，溢流阀4的进油P口与插装阀3的X口连通，溢流阀4的出油T口与梭阀2的出油口连通。通过在插装阀3的X口处加设溢流阀4，这样，当双速马达5正常工作时，从梭阀2的出油口流出的液压油会进入溢流阀4，在溢流阀4的作用下，插装阀3的X口处所受到的压力会增大，即增加了插装阀3左侧所受到的压力，从而增大了插装阀3的开启压力，进而能有效地防止插装阀3因油压过大而被打开；而且，由于当双速马达5正常工作时，溢流阀4能增大插装阀3的开启压力，所以插装阀3在选择型号时，其额定开启压力可以选择的很小，从而能进一步地减小本系统的能量损耗。

具体地，该控制系统还可以包括：两位四通换向阀6，两位四通换向阀6的A口与双速马达5的第一工作油口X连通，两位四通换向阀6的B口与双速马达5的第二工作油口Y连通，两位四通换向阀6的P口与电液比例换向阀1的P口、插装阀3的A口和控制系统的P口相互连通，两位四通换向阀6的T口与控制系统的泄油口L1连通。通过操纵两位四通换向阀6可以实现双速马达5在大排量与小排量之间的切换，具体地，以双速马达5的第一工作油口X为高压油口、双速马达5的第二工作油口Y为低压油口为例，当两位四通换向阀6的阀芯处于左位时，由双速马达5的第一工作油口X流出的液压油可以通过两位四通换向阀6再流回电液比例换向阀1的P口，这样，增大了电液比例换向阀1的P口的进油量，使得双速马达5可以在高速状态下运行，从而提高了控制系统的效率，更大程度的节约控制系统的能量，同时，增大电液比例换向阀1的P口的进油量还可以提高双速马达5的排量，进而实现双速马达5的大扭矩低速运转；当两位四通换向阀6处于右位时，由双速马达5的第二工作油口Y流出的液压油再流至电液比例换向阀1的P口与控制系统的P口之间的油路上，由双速马达5的第一工作油口X流出的液压油流回控制系统的泄油口L1，使得控制系统可以维持在一个较低的压力上，进而减小双速马达5的排量提高双速马达5的运行速度，实现双速马达5的快速收缆、放缆动作。

进一步地，该控制系统还可以包括：第一安全阀7，第一安全阀7的进油P口与插装阀3的X口和溢流阀4的进油P口相互连通，第一安全阀7的出油T口与控制系统的T口连通。其中，第一安全阀7的出油T口可以与控制系统的T口、远程泄油口Dr和电液比例换向阀1两侧的液压先导出油口相互连通，该第一安全阀7设定的额定压力值可以为220bar，用于保证控制系统的压力不会超过额定压力，当油路中的压力高于安全阀的额定压力220bar时，第一安全阀7能够及时将该油路中的输送至控制系统的T口。

具体地，如图3所示，该控制系统还可以包括：并联在梭阀2和双速马达5之间的补油阀8，补油阀8的出油A口与梭阀2的进油A口连通，补油阀8的出油B口与梭阀2的进油B口连通。双速马达5在运行过程中，绞车所携带的负载可能会因为负载过重或其他原因，使得绞车的运行速度突然加快，快速运行的绞车会拉动双速马达5反转，此时，可以通过补油阀8及时向控制系统中供油，用于克服双速马达5反转。

具体地，如图2所示，该控制系统还可以包括：远程泄油口Dr、放缆电磁比例减压阀9和收缆电磁比例减压阀10，放缆电磁比例减压阀9和收缆电磁比例减压阀10的出油口分别与电液比例换向阀1两侧的液压先导进油口连通，放缆电磁比例减压阀9的第一进油口与收缆电磁比例减压阀10的第一进油口连通，放缆电磁比例减压阀9的第二进油口与收缆电磁比例减压阀10的第二进油口连通，远程泄油口Dr与电液比例换向阀1两侧的液压先导出油口和控制系统的T口相互连通，放缆电磁比例减压阀9的第二进油口与收缆电磁比例减压阀10的第一进油口分别与控制系统的控制油口XI和控制系统的控制油口XP连通。放缆电磁比例减压阀9和收缆电磁比例减压阀10能够实现控制系统的远程操作，具体地，通过控制放缆电磁比例减压阀9和收缆电磁比例减压阀10的电磁铁DT1和DT2所受的电压信号，使得放缆电磁比例减压阀9和收缆电磁比例减压阀10的控制油输出压力可以随着电压信号的改变而实现无级变化，进而使得电液比例换向阀1的阀芯开口大小在放缆电磁比例减压阀9的电磁铁DT1或收缆电磁比例减压阀10的电磁铁DT2的作用下可以实现无级变化，即电液比例换向阀1的输出流量可在放缆电磁比例减压阀9的电磁铁DT1或收缆电磁比例减压阀10的电磁铁DT2的控制下实现无级变化。这样，当使用放缆电磁比例减压阀9和收缆电磁比例减压阀10时，可以通过控制放缆电磁比例减压阀9的电磁铁DT1或收缆电磁比例减压阀10的电磁铁DT2的电压信号，实现对电液比例换向阀1的输出流量的远程控制。

具体地，该控制系统还可以包括：单向阀11，单向阀11的进油口与远程泄油口Dr、电液比例换向阀1两侧的液压先导出油口相互连通，单向阀11的出油口与控制系统的T口连通。单向阀11能够保证单向阀11的进油口处的油路中保持一定的液压油，防止在控制系统下次动作时，因油路中没有液压油而不能正常运行。

进一步地，该控制系统还可以包括：单向平衡阀12，单向平衡阀12的A口与梭阀2的进油A口连通，单向平衡阀12的B口与补油阀8的出油A口连通，单向平衡阀12的控制油口与梭阀2的进油B口连通。

进一步地，该控制系统还可以包括：并联在单向平衡阀12和补油阀8之间的第二安全阀13，第二安全阀13的进油A口与单向平衡阀12的B口连通，第二安全阀13的出油B口与单向平衡阀12的控制油口连通，该第二安全阀13用于防止流经第二安全阀13进油A口处的液压油超出该第二安全阀13设定的额定压力值，液压油一旦超出第二安全阀13设定的额定压力值，则通过第二安全阀13将液压油排至控制系统的T口。

进一步地，梭阀2的进油A口与单向平衡阀12的A口之间的油路上可以设置有第一测压口MA，梭阀2的进油B口与单向平衡阀12的控制油口之间的油路上可以设置有第二测压口MB。第一测压口MA用于测量梭阀2的进油A口与单向平衡阀12的A口之间的油路压力，第二测压口MB用于测量梭阀2的进油B口与单向平衡阀12的控制油口之间的油路压力。

此外，在控制系统的P口也可以设置测压口PA。该测压口PA可以测量控制系统的P口处的压力。

进一步地，电液比例换向阀1、梭阀2、插装阀3、溢流阀4、两位四通换向阀6和第一安全阀7可以集成在一个阀组上。此外，本发明中涉及到的所有阀都可以集成在这一个阀组上，上述补油阀8的补油口AC可以设置在该阀组上的合适位置。通过集成可以使油路的布置和连接更简洁，使得该控制系统的结构更紧凑，且同时具有动作灵敏，响应快速，可靠性高的优点。

下面简单介绍一下本发明实施例提供的绞车液压控制系统的工作过程：

当绞车要放缆动作时，可以手动操作电液比例换向阀1的手柄至左位，或者使放缆电磁比例减压阀9的电磁铁DT1得电，使得放缆电磁比例减压阀9的阀芯处于右位，收缆电磁比例减压阀10的电磁铁DT2不得电，使得收缆电磁比例减压阀10的阀芯处于左位，控制油由控制系统的控制油口XI进入放缆电磁比例减压阀9的第二进油口再进入放缆电磁比例减压阀9内，经过放缆电磁比例减压阀9减压后的控制油流入电液比例换向阀1的液压先导进油口(电液比例换向阀1内的一部分控制油由电液比例换向阀1的液压先导出油口流经单向阀11流回控制系统T口)，使得电液比例换向阀1在电磁铁DT1得电的情况下处于左位，且电液比例换向阀1的阀芯能够实现一定的开度，液压油由控制系统的P口流入电液比例换向阀1的P口并流进电液比例换向阀1内，再由电液比例换向阀1的A口流出，流经梭阀2的进油A口、单向平衡阀12的A口、单向平衡阀12的B口、第二安全阀13的进油A口、补油阀8的出油A口流入双速马达5的R口，液压油驱动双速马达5正转，双速马达5带动绞车实现放缆动作，双速马达5的回油腔中的液压油由双速马达5的L口流出，流经补油阀8的出油B口、第二安全阀13的出油B口、单向平衡阀12的控制油口和梭阀2的进油B口，流入电液比例换向阀1的B口，并由电液比例换向阀1的T口流出最终流进控制系统的T口，其中，流经由梭阀2的进油A口的液压油会由梭阀2的进油A口流入梭阀2内，并由梭阀2的出油口流出并流至溢流阀4的出油口，此处的液压油将溢流阀4的出油口锁住，同时可以提高溢流阀4的额定压力值，使得插装阀3的X口至溢流阀4的进油P口处的液压油能够保持一定高压，防止插装阀3被推开。

当绞车要收缆动作时，可以手动操作电液比例换向阀1的手柄至右位，或者使收缆电磁比例减压阀10的电磁铁DT2得电，使得收缆电磁比例减压阀10的阀芯处于右位，放缆电磁比例减压阀9的电磁铁DT1不得电，使得放缆电磁比例减压阀9的阀芯处于左位，控制油由控制系统的控制油口XP进入收缆电磁比例减压阀10的第一进油口再进入收缆电磁比例减压阀10内，经过电磁比例减压阀10减压后的控制油流入电液比例换向阀1的液压先导进油口(电液比例换向阀1内的一部分控制油由电液比例换向阀1的液压先导出油口流经单向阀11流回控制系统T口)，使得电液比例换向阀1在电磁铁DT2得电的情况下处于右位，且电液比例换向阀1的阀芯能够实现一定的开度，液压油由控制系统的P口流入电液比例换向阀1的P口并流进电液比例换向阀1内，再由电液比例换向阀1的B口流出，流经梭阀2的进油B口、单向平衡阀12的控制油口、第二安全阀13的出油B口、补油阀8的出油B口流入双速马达5的L口，液压油流经单向平衡阀12的控制油口后，液压油将单向平衡阀12的阀芯推开，使得单向平衡阀12的A口和单向平衡阀12的B口连通，流入双速马达5的L口的液压油驱动双速马达5反转，双速马达5带动绞车实现收缆动作，双速马达5的回油腔中的液压油由双速马达5的R口流出，流经补油阀8的出油A口、第二安全阀13的进油A口、单向平衡阀12的B口、单向平衡阀12的A口和梭阀2的进油A口，流入电液比例换向阀1的A口，并由电液比例换向阀1的T口流出并流进控制系统的T口。

当绞车不动作时，可以手动操作电液比例换向阀1的手柄至中位，或者使电磁铁DT1和电磁铁DT2均不得电，电液比例换向阀1处于中位截止状态，液压油由控制系统的P口进入，流经插装阀3的A口，并被电液比例换向阀1的P口堵住，此时，随着控制系统的P口不断有液压油流入，液压油的压力不断增大，同时可以降低溢流阀4的额定压力值，直至液压油产生的压力能够推动插装阀3的的阀芯，使得插装阀3的A口与插装阀3的B口连通，即液压油由插装阀3的A口流入，由插装阀3的B口流出，且流出的液压油流回控制系统的T口。

下面简单介绍一下本发明实施例提供的绞车液压控制系统的工作原理：

在本发明实施例中，插装阀3的型号可以为NG32，溢流阀4设定的额定压力值可以为10bar，其中溢流阀4的额定压力值的设置可以根据插装阀3的A口处实际受到的油压进行调节，通过调节溢流阀4的额定压力值，可以使得插装阀3的阀芯在很低的压力下就能够打开，因功率＝压力×流量，在定量泵供给的液压油流量一定的情况下，压力越低，功率越低，使得液压油由控制系统的P口流经插装阀3再进入控制系统的T口所需的功率很小，此时控制系统损失的功率也较低，使得本发明实施例提供的绞车液压控制系统也不会产生大量的热量，进而无需降温处理。

本发明实施例提供的绞车液压控制系统，通过设置梭阀和插装阀的配合，使得本控制系统在双速马达不工作时，液压油能通过插装阀流入油箱，由于插装阀的开启压力远比安全阀的开启压力小，所以在流量一定的情况下，本发明提供的控制系统所消耗的功率较低，进而使得控制系统损失的功率也较低，且控制系统也不会产生大量的热量，无需降温处理，使得该控制系统具有良好的节能效果。

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 (9)

1.一种绞车液压控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：电液比例换向阀(1)、梭阀(2)和插装阀(3)，所述电液比例换向阀(1)的P口、所述插装阀(3)的A口和控制系统的P口相互连通，所述电液比例换向阀(1)的A口、所述梭阀(2)的进油A口和双速马达(5)的R口相互连通，所述电液比例换向阀(1)的B口、所述梭阀(2)的进油B口和所述双速马达(5)的L口相互连通，所述插装阀(3)的X口与所述梭阀(2)的出油口连通，所述插装阀(3)的B口、所述电液比例换向阀(1)的T口和所述控制系统的T口相互连通，所述控制系统还包括：两位四通换向阀(6)，所述两位四通换向阀(6)的A口与所述双速马达(5)的第一工作油口(X)连通，所述两位四通换向阀(6)的B口与所述双速马达(5)的第二工作油口(Y)连通，所述两位四通换向阀(6)的P口与所述电液比例换向阀(1)的P口、所述插装阀(3)的A口和所述控制系统的P口相互连通，所述两位四通换向阀(6)的T口与所述控制系统的泄油口(L1)连通。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制系统还包括：溢流阀(4)，所述溢流阀(4)的进油P口与所述插装阀(3)的X口连通，所述溢流阀(4)的出油T口与所述梭阀(2)的出油口连通。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制系统还包括：第一安全阀(7)，所述第一安全阀(7)的进油P口与所述插装阀(3)的X口和所述溢流阀(4)的进油P口相互连通，所述第一安全阀(7)的出油T口与所述控制系统的T口连通。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制系统还包括：并联在所述梭阀(2)和所述双速马达(5)之间的补油阀(8)，所述补油阀(8)的出油A口与所述梭阀(2)的进油A口连通，所述补油阀(8)的出油B口与所述梭阀(2)的进油B口连通。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制系统还包括：远程泄油口(Dr)、放缆电磁比例减压阀(9)和收缆电磁比例减压阀(10)，所述放缆电磁比例减压阀(9)和所述收缆电磁比例减压阀(10)的出油口分别与所述电液比例换向阀(1)两侧的液压先导进油口连通，所述放缆电磁比例减压阀(9)的第一进油口与所述收缆电磁比例减压阀(10)的第一进油口连通，所述放缆电磁比例减压阀(9)的第二进油口与所述收缆电磁比例减压阀(10)的第二进油口连通，所述远程泄油口(Dr)与所述电液比例换向阀(1)两侧的液压先导出油口和所述控制系统的T口相互连通。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制系统还包括：单向阀(11)，所述单向阀(11)的进油口与所述远程泄油口(Dr)和所述电液比例换向阀(1)两侧的液压先导进油口相互连通，所述单向阀(11)的出油口与所述控制系统的T口连通。

7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制系统还包括：单向平衡阀(12)，所述单向平衡阀(12)的A口与所述梭阀(2)的进油A口连通，所述单向平衡阀(12)的B口与所述补油阀(8)的出油A口连通，所述单向平衡阀(12)的控制油口与所述梭阀(2)的进油B口连通。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述控制系统还包括：并联在所述单向平衡阀(12)和所述补油阀(8)之间的第二安全阀(13)，所述第二安全阀(13)的进油A口与所述单向平衡阀(12)的B口连通，所述第二安全阀(13)的出油B口与所述单向平衡阀(12)的控制油口连通。

9.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电液比例换向阀(1)、所述梭阀(2)、所述插装阀(3)、所述溢流阀(4)、所述两位四通换向阀(6)和所述第一安全阀(7)集成在一个阀组上。