CN104533849B - 一种用于海洋平台升降的节能安全装置的工作方法 - Google Patents

一种用于海洋平台升降的节能安全装置的工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于海洋平台升降的节能安全装置的工作方法，该装置包括升降桩、齿条、增速箱、液压泵、至少两个压力能蓄能装置、监控单元、压力调节阀、油箱；所述液压泵依次与各个压力能蓄能装置、监控单元、压力调节阀、油箱循环连接，其中所述各个压力能蓄能装置并联在液压泵和压力调节阀之间的输油管道上；每一个压力能蓄能装置中均包括比例节流阀、蓄液缸、气体压缩包、压力传感器、电磁阀，其中所述比例节流阀与电磁阀并联并使该两者的两端分别连接蓄液缸和输油管道，所述蓄液缸连接气体压缩包和压力传感器。

Description

一种用于海洋平台升降的节能安全装置的工作方法
技术领域
本发明涉及海洋平台设备技术领域，尤其涉及一种用于海洋平台升降的节能安全装置的工作方法。
背景技术
随着海洋的开发，越来越多的海洋平台及其他海洋构筑物得到了建造和应用。但是从节能和安全作业方面考虑，还存在两个主要问题。其一是平台下降时，需要配置电阻柜能耗装置，才能将大量的下降势能消耗掉，或者通过液压节流形式，使液压油发热损耗掉；其二是平台下降过程中易发生刹车失控，造成断齿，平台结构受损，危及平台安全。平台上升时蓄能器中的压力能转变为势能，前期压力高、后期压力不足，前后速度不均。
发明内容
本发明的目的在于针对以上问题，提供一种能够将海洋平台下降势能转换为压力能并能均匀释放其压力能的用于海洋平台升降的节能安全装置及其工作方法。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种用于海洋平台升降的节能安全装置，包括升降桩、齿条、增速箱、液压泵、至少两个压力能蓄能装置、监控单元、压力调节阀、油箱；其中所述升降桩与齿条连接并由齿条传动，所述增速箱的输入轴上设有传动齿轮并使该传动齿轮与齿条啮合，增速箱的输出轴通过轴联器与液压泵连接，所述液压泵依次与各个压力能蓄能装置、监控单元、压力调节阀、油箱循环连接，其中所述各个压力能蓄能装置并联在液压泵和压力调节阀之间的输油管道上；每一个压力能蓄能装置中均包括比例节流阀、蓄液缸、气体压缩包、压力传感器、电磁阀，其中所述比例节流阀与电磁阀并联并使该两者的两端分别连接蓄液缸和输油管道，所述蓄液缸连接气体压缩包和压力传感器。
一种用于海洋平台升降的节能安全装置的工作方法，当海洋平台下降时，升降桩通过齿条、增速箱的传动使液压泵启动从油箱中抽取液压油输送到各个压力能蓄能装置中，打开各个压力能蓄能装置中的比例节流阀并关闭电磁阀使液压油流入蓄液缸中，蓄液缸中的气体被输入的液压油挤入气体压缩包中，当气体压缩包中的压力达到高压设定值时压力传感器关闭比例节流阀，当输油管道内的压力大于监控单元的设定值时压力调节阀会开启使液压油流入油箱中；当海洋平台上升时，其中一个压力能蓄能装置打开电磁阀并关闭节流阀使液压油从蓄液缸中回流入输油管道中，当气体压缩包中的压力下降至低压设定值后压力传感器关闭电磁阀，随后另一个压力能蓄能装置打开电磁阀并关闭节流阀使液压油从蓄液缸中回流入输油管道中，当气体压缩包中的压力下降至低压设定值后压力传感器关闭电磁阀，依次类推逐个释放各个压力能蓄能装置的压力能，液压油回流时驱动液压泵反向转动并经增速箱、齿条的传动使升降桩腿抬升海洋平台。
本发明的有益效果：本发明利用升降桩、齿条、增速箱、液压泵实现了海洋平台势能与液压油压力能的转换，并将压力能存贮到压力能蓄能装置中；当海洋平台上升时，以蓄液缸释放液压油的方式释放压力能蓄能装置的压力能，并且各压力能蓄能装置以逐个释放压力能的方式使压力能均匀释放匀速抬升海洋平台。此外，增速箱反向工作能起到减速增大扭矩的作用，减少升降平台所需功率配置。
附图说明
图1为本发明中各装置的连接图。
图2为压力能蓄能装置的示意图。
其中，1为升降桩，2齿条，3为增速箱，4为液压泵，5为压力能蓄能装置，51为比例节流阀，52为电磁阀，53为蓄液缸，54为气体压缩包，55为压力传感器，6为监控单元，7为压力调节阀，8为油箱，9为输油管道。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明要求保护的技术方案作进一步详细说明。
如图1所示，本实施例中的节能安全装置包括升降桩1、齿条2、增速箱3、液压泵4、两个压力能蓄能装置5、监控单元6、压力调节阀7、油箱8。其中齿条2与升降桩1连接，由齿条2对升降桩1进行连接。在增速箱3的输入轴上设有传动齿轮，传动齿轮与齿条2啮合使齿条2移动带动输入轴旋转，输入轴在旋转时也能反过来带动齿条2移动。在增速箱3的输出轴与液压泵4通过联轴器连接使输出轴转动时能启动液压泵4抽取液压油，当液压油经液压泵4倒流时液压泵4能反过来带动输出轴旋转。当外力从增速箱3的输入轴上输入时，输出轴会以更小的扭矩和更高的转速输出外力，当外力从增速箱3的输出轴上输入时，输入轴会以更大的扭矩和更低的转速输出外力；相对来说液压泵4在抽取液压油时需要的扭矩较低小，而升降桩1在进行升降时则需要较大的扭矩，利用增速箱3在液压泵4和升降桩1之间传动能减少升降平台所需功率配置。
液压泵4还依次与两个压力能蓄能装置5、监控单元6、压力调节阀7、油箱8进行循环连接，其中两个压力能蓄能装置5并联在从液压泵4到压力调节阀7之间的输油管道9上。压力调节阀7平时处于关闭状态，监控单元6负责监控输油管道9内的压力，当压力大于监控单元6的设定值后监控单元6会打开压力调节阀7使液压油经压力调节阀7流入油箱8降低输油管道9内的压力。
如图2所示，在每个压力能蓄能装置5装置上包括有比例节流阀51、蓄液缸53、气体压缩包54、压力传感器55、电磁阀52。其中比例节流阀51与电磁阀52之间互相并联连接并且比例节流阀51和电磁阀52的两端分别连接输油管道9和蓄液缸53，在蓄液缸53上还连接有气体压缩包54和压力传感器55。为了避免蓄液缸53内部产生负压，蓄液缸53内部除了存贮有液压油还存贮有气体，当液压油输入蓄液缸53内时液压油会将其内部的气体挤到气体压缩包54中由气体压缩包54暂时存贮该部分气体，压力传感器55负责监控气体压缩包54内的压力并控制比例节流阀51和电磁阀52，压力传感器55有两个压力的设定值分别为高压设定值和低压设定值，当气体压缩包54内的压力升至高压设定值后压力传感器55会关闭比例节流阀51，当气体压缩包54内的压力将至低压设定值后压力传感器55会关闭电磁阀52。
本实施例在海洋平台下降时，升降桩1会依次经齿条2、增速箱3的传动驱动液压泵4从油箱8中抽取液压油，此时两个压力能蓄能装置5上的比例节流阀51打开电磁阀52关闭，液压油经比例节流阀51流入蓄液缸53中，蓄液缸53中的气体被挤到气体压缩包54中使气体压缩包54内的压力升高，压力能以高压气体和高压液压油的形式存贮在压力能蓄能装置5中。当压力传感器55监测到气体压缩包54内的压力过高时就会关闭比例节流阀51使液压油停止流入蓄液缸53中，假如此时液压泵4仍未停止输油，输油管道9内的压力会继续升高，当压力升高至监控单元6的设定值后监控单元6会打开压力调节阀7使液压油经压力调节阀7流入油箱8中降低输油管道9内的压力。输油管道9内的压力升高会反过来影响液压泵4抽取液压油的速度，其阻力经传动最终会降低海洋平台的下降速度，当海洋平台在下降刹车失控时节能安全装置能起到一定的减速作用辅助刹车。
本实施例在海洋平台上升时，其中一个压力能蓄能装置5上的节流阀关闭电磁阀52打开，蓄液缸53中的高压液压油经电磁阀52流入输油管道9中，气体压缩包54中的高压气体也会回到蓄液缸53中使气体压缩包54内的压力下降，当压力下降至压力传感器55的低压设定值后压力传感器55会关闭电磁阀52使液压油停止从蓄液缸53中流出；随后，另一个压力能蓄能装置5上的节流阀关闭电磁阀52打开，蓄液缸53中的高压液压油经电磁阀52流入输油管道9中，气体压缩包54中的高压气体也会回到蓄液缸53中使气体压缩包54内的压力下降，当压力下降至压力传感器55的低压设定值后压力传感器55会关闭电磁阀52使液压油停止从蓄液缸53中流出。由于压力调节阀7处于关闭状态，由两个压力能蓄能装置5中释放的液压油会经液压泵4回流到油箱8中，液压油在经过液压泵4时会使其转子逆转，其作用力在依次经增速箱3、齿条2传动后驱动升降桩1抬升海洋平台，由于两个压力能蓄能装置5逐个释放其压力能使压力能均匀释放匀速抬升海洋平台。
以上所述之实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种用于海洋平台升降的节能安全装置的工作方法，其特征在于；当海洋平台下降时，升降桩(1)通过齿条(2)、增速箱(3)的传动使液压泵(4)启动从油箱(8)中抽取液压油输送到各个压力能蓄能装置(5)中，打开各个压力能蓄能装置（5）中的比例节流阀（51）并关闭电磁阀（52）使液压油流入蓄液缸（53）中，蓄液缸（53）中的气体被输入的液压油挤入气体压缩包（54）中，当气体压缩包（54）中的压力达到高压设定值时压力传感器（55）关闭比例节流阀（51），当输油管道（9）内的压力大于监控单元（6）的设定值时压力调节阀（7）会打开使液压油流入油箱（8）中；当海洋平台上升时，其中一个压力能蓄能装置（5）打开电磁阀（52）并关闭节流阀使液压油从蓄液缸（53）中回流入输油管道（9）中，当气体压缩包（54）中的压力下降至低压设定值后压力传感器（55）关闭电磁阀（52），随后另一个压力能蓄能装置（5）打开电磁阀（52）并关闭节流阀使液压油从蓄液缸（53）中回流入输油管道（9）中，当气体压缩包（54）中的压力下降至低压设定值后压力传感器（55）关闭电磁阀（52），依次类推逐个释放各个压力能蓄能装置（5）的压力能，液压油回流时驱动液压泵（4）反向转动并经增速箱（3）、齿条（2）的传动使升降桩（1）腿抬升海洋平台。
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