CN104817027A - 一种气液张力补偿系统 - Google Patents

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Abstract

一种气液张力补偿系统，包括机架（1）和高压气罐组件（2），其特征在于：所述机架（1）上且位于高压气罐组件（2）的一侧安装有气控三联件（3），机架（1）上且位于高压气罐组件（2）的一侧安装有气液蓄能器（4），气液蓄能器（4）的外侧安装有油缸（5），油缸（5）和气液蓄能器（4）之间通过管路相连接，油缸（5）的伸缩端上安装有滑轮组（8），本发明克服了高架索绞车与作动筒补偿工况切换时出现动作响应时间间隙的问题，同时也避免出现由于高架索绞车或者作动筒反应速度不及时而导致的动作响应时间间隙，除此之外，本发明还具有补偿系统的无级自动调速功能，可以通过预设置的电控点，实现补偿系统的多档多层次补偿。

Description

一种气液张力补偿系统
技术领域
本发明涉及一种张力补偿系统，尤其涉及一种气液张力补偿系统，属于海上货物传送设备技术领域。
背景技术
气液张力补偿系统，当用于干货传输装置中时称谓为气液作动筒，相关技术兴起于二战中后期，当时为高效安全的在不同船体之间传输武器弹药，设计者利用气动力，带动导引索，当船体出现倾斜而导致导引索拉紧或松弛时，气动力就带动系统收放导引索，从而避免导引索由于过紧出现的崩断或过松导致的货物坠入海中。战后，气液作动筒作为了补给舰标准补偿配置(STREAM)，相关设计技术，收录于NATO规范NWP相关章节之中。后期随着远洋海运的发展，并逐渐的引用于海洋平台原油输送，海上货物转移等众多领域。
目前国外舰对舰补偿装置较知名生产厂商有：RO-RO，Rexroth，以及ABB等。这些企业在处理作动筒与补给系统之中的高架索绞车(补给船支撑绳绞车)之间的关系时，均采用的是：低于设定距离L，由作动筒进行补偿由于外界干扰产生的绳索位移，高架索绞车不动作；高于设定距离L时，作动筒不动作，而由高架索绞车上的恒张力系统补偿由于外界干扰产生的绳索位移。现有技术存在的问题是：在高架索补偿与气液作动筒补偿的切换中，会出现由于高架索绞车或作动筒作用转换不及时而导致设备补偿盲点，以及单一系统补偿速度达不到使用要求，从而导致钢丝绳崩断的现象。
如专利公开号为：CN 101780923A，公开日：2010年7月21日的发明专利公开了一种超大型浮吊的重载打捞波浪补偿系统，包括机械系统、液压系统、监控系统以及液压油缸和蓄能器的控制等，机械系统由起升卷筒、各套滑轮、钢丝绳、大吨位吊钩组成，液压系统由油缸、蓄能器、液压油泵、液压阀组成，监控系统由浮吊本体位移监测、浮吊船体位移监测、浮吊起吊重物位移监测组成。但是该装置结构复杂，高架索绞车与作动筒补偿工况切换时容易出现动作响应时间间隙，设备运行的安全性能不佳，使用受到了一定的限制。
发明内容
本发明的目的是针对现有船用张力补偿系统结构简单，高架索绞车与作动筒补偿工况切换时容易出现动作响应时间间隙，设备运行的安全性能不佳的缺陷和不足，提供一种结构合理，高架索绞车与作动筒补偿工况切换时不会出现动作响应时间间隙，安全性能和自动化程度得到了提高的一种气液张力补偿系统。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种气液张力补偿系统，包括机架和高压气罐组件，高压气罐组件固定在机架上，所述机架上且位于高压气罐组件的一侧安装有气控三联件，机架上且位于高压气罐组件的一侧安装有气液蓄能器，气液蓄能器通过连接管路与高压气罐组件相连接，机架上且位于气液蓄能器的外侧安装有油缸，油缸和气液蓄能器之间通过管路相连接，油缸的伸缩端上安装有滑轮组，气液蓄能器通过管路与油缸相连接，气液蓄能器的油液入口端通过油管与同步组件相连接。
所述气罐与外界空压机相连接。
所述同步组件安装在绞车机座上。
所述同步组件包括齿轮泵、泵口安全阀、调压阀组件、截止阀以及油箱，齿轮泵的出油口安装有泵口安全阀，泵口安全阀与调压阀组件相连接，齿轮泵通过管道与油箱相连接。
所述调压阀组件采用电磁比例减压阀，电磁比例减压阀与外界负载信号源相连接。
本发明的有益效果是：
1.本发明克服了高架索绞车与作动筒补偿工况切换时出现动作响应时间间隙的问题，同时也避免出现由于高架索绞车或者作动筒反应速度不及时而导致的动作响应时间间隙，提高了设备运行的安全性能。
2.本发明结构合理，能够放大系统的补偿能力，当高架索上出现较大的拉力变化时，可以在作动筒与高架索绞车上平摊系统拉力，提升了系统的使用范围，除此之外，本发明还具有补偿系统的无级自动调速功能，可以通过预设置的电控点，实现补偿系统的多档多层次补偿。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的液压原理图。
图中：机架1，高压气罐组件2，气控三联件3，气液蓄能器4，油缸5，同步组件6，系统补油箱7，滑轮组8。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
参见图1、图2，本发明的一种气液张力补偿系统，包括机架1和高压气罐组件2，高压气罐组件2固定在机架1上，其特征在于：所述机架1上且位于高压气罐组件2的一侧安装有气控三联件4，机架1上且位于高压气罐组件2的一侧安装有气液蓄能器4，气液蓄能器4通过连接管路与高压气罐组件2相连接，机架1上且位于气液蓄能器4的外侧安装有油缸5，油缸5和气液蓄能器4之间通过管路相连接，油缸5的伸缩端上安装有滑轮组8，气液蓄能器4通过管路与油缸5相连接，气液蓄能器5的油液入口端通过油管与同步组件6相连接。
所述气罐2与外界空压机相连接。
所述同步组件6安装在绞车机座上。
所述同步组件6包括齿轮泵、泵口安全阀、调压阀组件、截止阀以及油箱，齿轮泵的出油口安装有泵口安全阀，泵口安全阀与调压阀组件相连接，齿轮泵通过管道与油箱相连接。
所述调压阀组件采用电磁比例减压阀，电磁比例减压阀与外界负载信号源相连接。
如附图1所示，高压气罐组件2固定在机架1上，高压气罐组件2上连接有气罐配套组件，气罐为多个，各气罐与外界空压机相连接。高压气罐组件2用于存储空压机所压缩的高压空气，高压气罐组件2作为系统最直接的动力源。机架1上且位于高压气罐组件2的一侧安装有气液蓄能器4，气液蓄能器4通过连接管路与高压气罐组件2相连接，气控三联件3具备过滤、减压以及干燥进气的作用，气控三联件3能够集成安装在高压气罐组件2的压力气口上。
机架1上且位于气控三联件3的外侧安装有气液蓄能器4，气控三联件3和气液蓄能器4之间通过管路相连接，气液蓄能器4属于本发明的系统动力转化单元，用于将动力系统的气压转化为油缸5可以使用的液压力。气液蓄能器4通过管路与油缸5相连接，油缸5的伸缩端上安装有滑轮组8。同步组件6包括齿轮泵、泵口安全阀、调压阀组件、截止阀以及油箱，齿轮泵的出油口安装有泵口安全阀，泵口安全阀与调压阀组件相连接，齿轮泵通过管道与油箱相连接。
油箱可集成安装在设备机座上，用于齿轮泵的吸排油；齿轮泵的输入轴与高架索绞车的滚筒主轴相连，用于反馈高架索绞车的动作速度，当高架索绞车运行快，气液蓄能器所补充调节的长度就短，反之亦然；调速阀依据每次货物传输的最大重量，舰体补给时的海况，进行压力以及流量的调整，具体设定值需要依托设备完工后的状态进行测量。滑轮组8属于作动筒系统的执行单元，在本发明中依据1：6进行设定，即可以用张力系统中的液压缸1毫米的行程，补偿高架索上6毫米的长度波动。
具体实施例1：依据NATO规范中STREAM系统要求，选定传输的负载G；依据G以及配给船条件，选定钢丝绳移动小车；结合设备运行海况，及各件负载，核算出系统运行负载；依据系统运行负载，选定出合适的高架索绞车及作动筒补偿装置。依据所选取的设备，进行本系统初始化设计选型，拟定出合适的液压缸恒张力设定值，液压系统、气动系统工作压力等重要参数。
当系统准备就绪，准备动作时，来自空压机的高压气体，经过气罐配套组件3排水减压之后，补充进气罐2，当进入气罐2压力稳定后，打开截止阀，高压气体经过滤、干燥后进入气液蓄能器4中；打开同步组件6内的高压截止阀，气液蓄能器4中的液压油与同步组件6以及液压缸5中的液压油保持等压同步。例如：当高架索绞车由于恒张力运转N圈拉紧时，经传递，齿轮泵向气液蓄能器中排出N*ΔQ的流量，气液蓄能器气液体积比发生变化，导致液压缸推出ΔL0的距离；相反，当高架索绞车由于恒张力运转N圈放松时，则会导致液压缸收回ΔL0的距离。
工作状态描述：当开始传输货物时，高架索绞车、作动筒为保压状态，当由于海况变更，高架索受力发生变化时，作动筒及高架索绞车由于恒张力作用开始动作。
当高架索受拉时，作动筒液压油缸向外推L1；高架索绞车放绳L2，带动齿轮泵运转，气液蓄能器气液体积比发生变化，作动筒液压油缸作动距离调整为ΔL，由于高架索受拉，钢丝绳变化距离为：L0＝L1+L2+ΔL，分析该公式可知：高架索受拉之后，钢丝绳作用效果均摊到高架索与作动筒之上，高架索绞车与作动筒的反馈作用效果，进行了部分放大。高架索绞车存在运转误差，即：实际需要补偿L0，而由于系统作用效率，仅补偿了L1+L2，存在的ΔL0误差，如果没有消除手段，会导致高架索在持续运转时，出现冗余(实际绳索与理论绳索的距离)超差的现象，通过反馈补偿，降低了系统冗余，提升了系统传输的安全性。
作为本发明的补充结构，本发明可以增加补偿系统的无级自动调速功能，可以通过预设置的电控点，实现补偿系统的多档多层次补偿。还可以与主动补偿系统实现兼容，当系统增加AHC(Active Heave Compensation)计算输入时，可以利用传感器预检测的波浪信号，结合船体，系统特点，实现设备的主动补偿。调压阀组件采用电磁比例减压阀，电磁比例减压阀与外界负载信号源相连接。外界负载信号源来源于自作动筒顶端检测的高架索钢丝绳张紧力，受海况、风浪等因素影响，电磁比例减压阀流量可实现无级、快速变化。齿轮啮合泵为恒压变流量泵，最大输出排量较实施例1还要大，常规工况下，通过电磁比例减压阀的节流，实现减流输出。同时还可以利用主系统PLC处理程序，对负载信号进行差值计算，转化为电磁比例减压阀的控制电流值，改变电磁比例减压阀的通流能力，改变补偿系统的供油流量，从而改变作动筒的响应速度。
PLC输出控制单元的信号输出端与电比例减压阀的信号输入端相连接，电比例减压阀的信号输出端与调速阀相连接，由PLC输出控制单元进行逻辑判断，然后由PLC输出控制单元输出指令至电比例减压阀，然后电比例减压阀调节控制调速阀输入电流进而改变进入气液蓄能器的液压油流量，从而达到改变系统响应速度的目的。

Claims (5)

1.一种气液张力补偿系统，包括机架（1）和高压气罐组件（2），高压气罐组件（2）固定在机架（1）上，其特征在于：所述机架（1）上且位于高压气罐组件（2）的一侧安装有气控三联件（3），机架（1）上且位于高压气罐组件（2）的一侧安装有气液蓄能器（4），气液蓄能器（4）通过连接管路与高压气罐组件（2）相连接，机架（1）上且位于气液蓄能器（4）的外侧安装有油缸（5），油缸（5）和气液蓄能器（4）之间通过管路相连接，油缸（5）的伸缩端上安装有滑轮组（8），气液蓄能器（4）通过管路与油缸（5）相连接，气液蓄能器（5）的油液入口端通过油管与同步组件（6）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种气液张力补偿系统，其特征在于：所述气罐（2）与外界空压机相连接。
3.根据权利要求1所述的一种气液张力补偿系统，其特征在于：所述同步组件（6）安装在绞车机座上。
4.根据权利要求1所述的一种气液张力补偿系统，其特征在于：所述同步组件（6）包括齿轮泵、泵口安全阀、调压阀组件、截止阀以及油箱，齿轮泵的出油口安装有泵口安全阀，泵口安全阀与调压阀组件相连接，齿轮泵通过管道与油箱相连接。
5.根据权利要求1所述的一种气液张力补偿系统，其特征在于：所述调压阀组件采用电磁比例减压阀，电磁比例减压阀与外界负载信号源相连接。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106429843A (zh) * 2016-09-29 2017-02-22 武汉船用机械有限责任公司 一种波浪补偿装置和控制方法
CN107244632A (zh) * 2017-08-08 2017-10-13 湘潭市恒欣实业有限公司 无极绳连续牵引车单绳卧式水平液压张紧装置
CN107265324A (zh) * 2017-08-08 2017-10-20 湘潭市恒欣实业有限公司 无极绳连续牵引车双绳卧式水平液压张紧装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1505645A (en) * 1974-07-30 1978-03-30 Stothert & Pitt Ltd Apparatus for use in raising or lowering a load in a condition of relative motion
FR2764591B1 (fr) * 1997-06-13 1999-08-27 Framatome Sa Dispositif de compensation de charge d'un engin de manutention
CN102602840A (zh) * 2012-03-27 2012-07-25 中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所 一种海洋勘察设备的升沉补偿控制系统及控制方法
CN202429940U (zh) * 2012-01-17 2012-09-12 中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所 一种海洋勘查装置提取及其波浪补偿系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1505645A (en) * 1974-07-30 1978-03-30 Stothert & Pitt Ltd Apparatus for use in raising or lowering a load in a condition of relative motion
FR2764591B1 (fr) * 1997-06-13 1999-08-27 Framatome Sa Dispositif de compensation de charge d'un engin de manutention
CN202429940U (zh) * 2012-01-17 2012-09-12 中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所 一种海洋勘查装置提取及其波浪补偿系统
CN102602840A (zh) * 2012-03-27 2012-07-25 中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所 一种海洋勘察设备的升沉补偿控制系统及控制方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106429843A (zh) * 2016-09-29 2017-02-22 武汉船用机械有限责任公司 一种波浪补偿装置和控制方法
CN107244632A (zh) * 2017-08-08 2017-10-13 湘潭市恒欣实业有限公司 无极绳连续牵引车单绳卧式水平液压张紧装置
CN107265324A (zh) * 2017-08-08 2017-10-20 湘潭市恒欣实业有限公司 无极绳连续牵引车双绳卧式水平液压张紧装置

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