CN106185671B - 牵引绞车液压控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种牵引绞车液压控制系统，属于液压控制系统技术领域。该系统中，主泵的输入端与油箱连通；电液比例换向阀为C型机能，电液比例换向阀的P口与主泵的输出端连通，电液比例换向阀的T口与油箱连通，电液比例换向阀的A口与液压马达的正向油口连通，电液比例换向阀的B口与液压马达的反向油口连通；液控单向阀的进油口与主泵的输出端连通，液控单向阀的出油口与蓄能器连通，液控单向阀的控制油路与液压马达的正向油口连通，单向阀的进油口与液压马达的反向油口连通，单向阀的出油口与蓄能器连通。本发明能实现液压马达和试验车辆的高速牵引、快速加速、快速减速及可能量回收工况，能以相对较小的泵站功率实现试验车辆的牵引往返运动。

Description

牵引绞车液压控制系统

技术领域

本发明涉及液压控制系统技术领域，特别涉及一种牵引绞车液压控制系统。

背景技术

在陆上、水上以及水下往复运动试验中，通常需要配置绞车牵引设备。

现有的绞车牵引设备所用的液压控制系统通常包括泵站、三位四通电磁换向阀，泵站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液压马达正转或反转，由于液压马达的输出轴与绞车的滚筒传动连接，所以液压马达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，进而带动试验车辆往返运动。

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：

由于往复运动的场合试验要求苛刻，需要在加速性能好、匀速段稳定、减速性能好的环境下进行，这些特性对绞车牵引设备的液压控制系统提出了较高的要求。以往的绞车牵引设备的液压控制系统配置了大功率的泵站去适应该要求，但是由于往复试验对加速度要求高，需要克服的惯性力很大，需要较大的额定功率来满足绞车牵引设备的加速性能，但在绞车牵引设备的匀速段及减速段，则不需要过大的额定功率，这就造成了较大的功率浪费，也使功率波动很大。

发明内容

为了解决现有技术中因适应往复运动的场合试验的特性要求，造成功率浪费及功率波动的问题，本发明实施例提供了一种牵引绞车液压控制系统，所述技术方案如下：

一种牵引绞车液压控制系统，所述控制系统包括：主泵、蓄能器、电液比例换向阀、液控单向阀和单向阀，所述主泵的输入端与油箱连通；所述电液比例换向阀为C型机能，所述电液比例换向阀的P口与所述主泵的输出端连通，所述电液比例换向阀的T口与油箱连通，所述电液比例换向阀的A口与液压马达的正向油口连通，所述电液比例换向阀的B口与液压马达的反向油口连通，液压马达的泄油口与油箱连通；所述液控单向阀的进油口与所述主泵的输出端连通，所述液控单向阀的出油口与所述蓄能器连通，所述液控单向阀的控制油路与液压马达的正向油口连通，所述单向阀的进油口与液压马达的反向油口连通，所述单向阀的出油口与所述蓄能器连通。

进一步地，所述蓄能器内设置有活塞，所述蓄能器的一端分别与所述液控单向阀的进油口和所述单向阀的出油口连通；所述控制系统还包括至少一个气瓶，所述至少一个气瓶与所述蓄能器的轴向另一端连通。

更进一步地，每个所述气瓶与所述蓄能器的轴向另一端连通的管路上均设置有第一截止阀。

更进一步地，每个所述气瓶还对应连通有一个充气管，每个所述充气管上均设置有第二截止阀。

优选地，所述液压马达的正向油口和所述液压马达的反向油口之间设置有缓冲阀，所述缓冲阀的进油口与所述液压马达的反向油口连通，所述缓冲阀的先导油口与所述缓冲阀的进油口连通，所述缓冲阀的出油口与所述液压马达的正向油口连通。

优选地，所述控制系统还包括第一安全阀，所述第一安全阀的进油口与所述主泵的输出端连通，所述第一安全阀的出油口与油箱连通，所述第一安全阀的泄油口与所述第一安全阀的进油口连通。

进一步地，所述控制系统还包括辅泵，所述辅泵的输入端与油箱连通，所述电液比例换向阀的控制油路与所述辅泵的输出端连通。

优选地，所述控制系统还包括第二安全阀，所述第二安全阀的进油口与所述辅泵的输出端连通，所述第二安全阀的出油口与油箱连通，所述第二安全阀的泄油口与所述第二安全阀的进油口连通。

进一步地，所述控制系统还包括两位三通阀，所述两位三通阀的第一油口与所述电液比例换向阀的T口连通，所述两位三通阀的第二油口与所述辅泵2的输出端连通，所述两位三通阀的第三油口与用于控制绞车转动的制动器的油口连通。

优选地，所述控制系统还包括过滤器，所述过滤器的入口分别与所述电液比例换向阀的T口和所述两位三通阀的第一油口电液比例换向阀连通，所述过滤器的出口与油箱连通。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：本发明实施例提供的牵引绞车液压控制系统，通过控制电液比例换向阀，可以实现液压马达的正转或反转，进而可以实现液压马达带动绞车转动及带动试验车辆往返运动；由于液控单向阀设置在蓄能器与主泵的输出口之间，主泵启动时，可以向液压马达的正向油口和蓄能器同时输送液压油，当液压马达的正向油口的压力达到液控单向阀的控制油路开启压力时，液控单向阀反向开启，蓄能器内储存的液压油和主泵输送的液压油经电液比例换向阀输送至液压马达的正向油口，使液压马达加速运转，进而使试验车辆加速运转，此过程是蓄能器释放液压油的过程；当液压马达匀速运转时，主泵和蓄能器经电液比例换向阀稳定的为液压马达提供压力油源，维持试验车辆的匀速运动；当试验车辆减速时，控制电液比例换向阀，使液压马达的反向油口与主泵的输出端相连通，主泵持续为液压马达供油，液压马达的反向油口与油箱断开，因试验车辆的惯性向前运动，带动液压马达持续转动，液压马达的反向油口压力升高，该高压状态下的液压油经单向阀进入蓄能器内储存起来，直至试验车辆运动停止，此过程是蓄能器储存液压油的过程。

因此，本发明实施例的牵引绞车液压控制系统通过主泵和蓄能器的相互配合，能在主泵输出一定的额定功率的情况下，实现液压马达和试验车辆的高速牵引、快速加速及快速减速工况，能以相对较小的泵站功率实现试验车辆的牵引往返运动。

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牵引绞车液压控制系统的液压原理图；

图2是本发明实施例提供的牵引绞车液压控制系统所使用的一种场合的示意图。

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。

本发明实施例提供了一种牵引绞车液压控制系统，适用于绞车牵引设备的液压控制系统。图1是本发明实施例提供的牵引绞车液压控制系统的液压原理图，结合图1，该控制系统包括：主泵1、蓄能器11、电液比例换向阀7、液控单向阀13和单向阀12，其中，主泵1的输入端与油箱28连通；电液比例换向阀7的P口与主泵1的输出端连通，电液比例换向阀7的T口与油箱28连通，电液比例换向阀7的A口与液压马达9的正向油口连通，电液比例换向阀7的B口与液压马达9的反向油口连通，液压马达9的泄油口与油箱28连通；液控单向阀13的进油口与主泵1的输出端连通，液控单向阀13的出油口与蓄能器11连通，液控单向阀13的控制油路与液压马达9的正向油口连通，单向阀12的进油口与液压马达9的反向油口连通，单向阀12的出油口与蓄能器11连通。

进一步地，液压马达9的输出轴用于与绞车的滚筒传动连接，通过液压马达9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，进而通过绞车上的钢丝绳带动试验车辆往返动作。

本发明实施例提供的牵引绞车液压控制系统的工作过程为：本发明实施例通过控制电液比例换向阀7，可以实现液压马达9的正转或反转，进而可以实现液压马达带动绞车转动及带动试验车辆往返运动；由于液控单向阀13设置在蓄能器11与主泵1的输出口之间，主泵1启动时，可以向液压马达9的正向油口和蓄能器11同时输送液压油，当液压马达9的正向油口的压力达到液控单向阀13的控制油路开启压力时，液控单向阀13反向开启，蓄能器11内储存的液压油和主泵1输送的液压油经电液比例换向阀7共同输送至液压马达9的正向油口，使液压马达9加速运转，进而使试验车辆加速运转，此过程是蓄能器11释放液压油的过程；当液压马达9匀速运转时，主泵1和蓄能器11经电液比例换向阀7稳定的为液压马达9提供压力油源，维持试验车辆的匀速运动；当试验车辆减速时，控制电液比例换向阀7，使液压马达9的正向油口与主泵1的输出端相连通，主泵1持续为液压马达9供油，液压马达9的反向油口与油箱28断开，因试验车辆的惯性向前运动，带动液压马达9持续转动，液压马达9的反向油口压力升高，该高压的液压油经单向阀12进入蓄能器11内储存起来，直至试验车辆运动停止，此过程是蓄能器储存液压油的过程。

因此，本发明实施例的牵引绞车液压控制系统通过主泵和蓄能器的相互配合，能在主泵输出一定的额定功率的情况下，实现液压马达和试验车辆的高速牵引、快速加速及快速减速工况，能以相对较小的泵站功率实现试验车辆的牵引往返运动。

本发明实施例中的电液比例换向阀7可以为C型机能，在中位时，电液比例换向阀7的P口与A口相连通，电液比例换向阀7的T口与B口皆封闭；在左位时，电液比例换向阀7的P口与A口相连通，电液比例换向阀7的T口与B口相连通；在右位时，电液比例换向阀7的P口与B口相连通，电液比例换向阀7的T口与A口相连通。

具体地，本发明实施例的蓄能器11可以呈柱状，在蓄能器11内可以沿径向设置有活塞11.1，蓄能器11的轴向一端分别与液控单向阀13的进油口和单向阀12的出油口连通；控制系统还包括至少一个气瓶15，至少一个气瓶15与蓄能器11的轴向另一端连通。本发明实施例的气瓶15可以在蓄能器11储存液压油或释放液压油时，使液压油的压力的变化不大，以利于提供稳定的压力油源。

本发明实施例的蓄能器11内部的活塞11.1将其分为液压腔体和气压腔体，液压腔体用于储存和释放液压油，而气压腔体用于接受或释放来自气瓶15中的高压气体，在液压腔体储存和释放液压油的过程中，气压腔体根据液压腔体对活塞11.1的作用力，相应的释放或接受气瓶15中的高压气体，以维持液压腔体内的液压油的压力处于一个稳定的状态。

本发明实施例的每个气瓶15的容积远大于蓄能器11的容积，其内部可以存储例如氮气等高压气体。

本发明实施例的每个气瓶15与蓄能器11的轴向另一端连通的管路上可以设置有第一截止阀14，当需要对气瓶15更换时，可关闭第一截止阀14。

本发明实施例的每个气瓶15还对应连通有一个充气管，充气管上可以设置有第二截止阀16。第二截止阀16为常闭形式，在需要补充高压气体时，可打开第二截止阀16，通过充气装置向气瓶15内充气。

本发明实施例的蓄能器11的液压腔体连接有液控单向阀13和单向阀12，当主泵1的输出端压力高于蓄能器11时，主泵1可向蓄能器11补充液压油，当液控单向阀13的控制油路压力达到开启压力时，蓄能器11可向液压马达9的正向油口提供压力油源。当液压马达9的反向油口处压力高于蓄能器11的压力时，液压马达9的反向油口处的液压油可补充至蓄能器11中，用于能量收集。

本发明实施例在液压马达9的正向油口和液压马达9的反向油口之间并联设置有缓冲阀8，缓冲阀8的进油口与液压马达9的反向油口连通，缓冲阀8的先导油口与缓冲阀8的进油口连通，缓冲阀8的出油口与液压马达9的正向油口连通。当液压马达9的反向油口处的液压油油压过高时，可以经缓冲阀8流向液压马达9的正向油口，以使液压马达9的反向油口处和液压马达9的正向油口处的液压油的油压平衡。

本发明实施例在主泵1的输出端可以设置有第二单向阀3，以保证液压油的流向。

本发明实施例的控制系统还可以包括第一安全阀6，第一安全阀6的进油口与主泵1的输出端连通，第一安全阀6的出油口与油箱28连通，第一安全阀6的泄油口与第二安全阀5的进油口连通。第一安全阀6的作用在于控制主泵1的输出端所输出的液压油的压力不超过预先设定值，对人身安全和设备运行起保护作用。

本发明实施例的电液比例换向阀7的控制油路可以由另一个输出泵-辅泵2控制，辅泵2可以为定量泵，并与主泵1串联，并由同一电机驱动，其中，辅泵2的输入端与油箱28连通，电液比例换向阀7的控制油路与辅泵2的输出端连通，可以为电液比例换向阀7提供控制油源，电液比例换向阀7左位得电，处于左位的先导阀口打开，辅泵2的液压油进入经左位的先导阀口到电液换向阀7的左侧，推动主阀芯动作，从而实现正转；反之，电液比例换向阀7右位得电，处于右位的先导阀口打开，辅泵2的液压油进入经右位的先导阀口到电液换向阀7的右侧，推动主阀芯动作，从而实现反转，以此推动电液比例换向阀7处于不同的位置，实现换向及节流的作用。同时，也可以为开启制动器10提供控制油源。

上述制动器10用于控制绞车转动，它是和液压马达9相互配合作用的，该制动器10可以通过一个两位三通阀18实现与辅泵2的输出端的连通，两位三通阀18的第一油口A与油箱28连通，两位三通阀18的第二油口B与辅泵2的输出端连通，两位三通阀18的第二油口C与制动器10的油口连通。该两位三通阀18处于失电时，制动器10处于关闭状态，当两位三通阀18处于得电时，辅泵2的输出端所输送的液压油经两位三通阀18的第二油口B流入至制动器10的进油口，制动器10输出制动力，使绞车停止转动。

本发明实施例的电液比例换向阀7的T口可以与两位三通阀18的第一油口电液比例换向阀相互连通，共用一个油路将液压油会流入油箱28中。

进一步地，上述流入油箱28的共有油路上可以设置一个过滤器17，该过滤器17的入口分别与电液比例换向阀7的T口和两位三通阀18的第一油口电液比例换向阀连通，过滤器17的出口与油箱28连通，以对流入油箱28的液压油过滤。

本发明实施例中，在辅泵2的输出端可以设置有第三单向阀4，以保证液压油的流向。

本发明实施例的控制系统还可以包括第二安全阀5，第二安全阀5的进油口与辅泵2的输出端连通，第二安全阀5的出油口与油箱28连通，第二安全阀5的泄油口与第二安全阀5的进油口连通。第二安全阀5的作用在于控制辅泵2的输出端所输出的液压油的压力不超过预先设定值，对人身安全和设备运行起保护作用。

图2是本发明实施例提供的牵引绞车液压控制系统所使用的一种场合的示意图。结合图2，该场合中包括牵引绞车19、第一上滑轮20、第一支撑架21、第一下滑轮22、钢丝绳23、试验车辆24、第二上滑轮25、第二支撑架26及第二下滑轮27等主要部件，该场合中的牵引系统为一个封闭的环，在封闭环的最右端安装有牵引绞车19，本专利的控制系统即是应用于该牵引绞车19上，该牵引绞车19上储存了足够的钢丝绳23，并分出两个接头，钢丝绳23的上接头为上出绳，经过第一支撑架21上端的第一上滑轮20，并连接至试验车辆24朝向牵引绞车19的端部，钢丝绳23的下接头为下出绳，经过第一支撑架21下端的下滑轮22引至第二支撑架26下端的第二下滑轮27，换向引至第二支撑架26上端的第二上滑轮25，换向至水平状态，并引至试验车辆24背向牵引绞车19的端部。

上述牵引系统的具体运动方式为：试验车辆24在最左端的初始位置时，经牵引绞车19短距离加速达到很高速度后，维持一定时间的匀速后，在右端减速并停止，因此，要实现该过程的核心部件为牵引绞车，牵引绞车的动力部分为液压系统，本专利的液压系统可极高的适应该场合，具体的工作原理如下：

车辆加速段：

主泵1启动，电液比例换向阀7左电磁阀得电，液压马达9正向油口建立压力，两位三通阀18得电，制动器10打开，液压油经电液比例换向阀7流向液压马达9的正向油口，推动液压马达9转动，液压马达9的泄油口的液压油流向油箱28；当液压马达9进油口压力达到液控单向阀13控制油路的开启压力，液控单向阀13开启，蓄能器11内的液压油流向液压马达9，牵引绞车19的速度得到很大的提升，车辆加速过程是蓄能器11释放高压油源的过程；

车辆匀速段：

主泵1和蓄能器11经电液比例换向阀7稳定的为液压马达9提供压力油源，维持试验车辆24的匀速运动；

车辆减速段：

电液比例换向阀7的电磁阀失电，液压马达9的正向油口与主泵1相连通，主泵1可以持续为液压马达9供油，液压马达9的泄油口断开，因试验车辆24的惯性向前运动，带动液压马达9持续转动，液压马达9的反向油口压力很高，该部分高压状态下的液压油进入蓄能器11内储存起来，直至试验车辆24运动停止，因此，车辆减速过程，是蓄能器11储存高压油源的过程。

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 (10)

1.一种牵引绞车液压控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：主泵(1)、蓄能器(11)、电液比例换向阀(7)、液控单向阀(13)和单向阀(12)，所述主泵(1)的输入端与油箱(28)连通；所述电液比例换向阀(7)为C型机能，所述电液比例换向阀(7)的P口与所述主泵(1)的输出端连通，所述电液比例换向阀(7)的T口与油箱(28)连通，所述电液比例换向阀(7)的A口与液压马达(9)的正向油口连通，所述电液比例换向阀(7)的B口与液压马达(9)的反向油口连通，液压马达(9)的泄油口与油箱(28)连通；所述液控单向阀(13)的进油口与所述主泵(1)的输出端连通，所述液控单向阀(13)的出油口与所述蓄能器(11)连通，所述液控单向阀(13)的控制油路与液压马达(9)的正向油口连通，所述单向阀(12)的进油口与液压马达(9)的反向油口连通，所述单向阀(12)的出油口与所述蓄能器(11)连通。

2.根据权利要求1所述的牵引绞车液压控制系统，其特征在于，所述蓄能器(11)内设置有活塞(11.1)，所述蓄能器(11)的一端分别与所述液控单向阀(13)的进油口和所述单向阀(12)的出油口连通；所述控制系统还包括至少一个气瓶(15)，所述至少一个气瓶(15)与所述蓄能器(11)的另一端连通。

3.根据权利要求2所述的牵引绞车液压控制系统，其特征在于，每个所述气瓶(15)与所述蓄能器(11)的轴向另一端连通的管路上均设置有第一截止阀(14)。

4.根据权利要求2所述的牵引绞车液压控制系统，其特征在于，每个所述气瓶(15)还对应连通有一个充气管(29)，每个所述充气管(29)上均设置有第二截止阀(16)。

5.根据权利要求1所述的牵引绞车液压控制系统，其特征在于，所述液压马达(9)的正向油口和所述液压马达(9)的反向油口之间设置有缓冲阀(8)，所述缓冲阀(8)的进油口与所述液压马达(9)的反向油口连通，所述缓冲阀(8)的先导油口与所述缓冲阀(8)的进油口连通，所述缓冲阀(8)的出油口与所述液压马达(9)的正向油口连通。

6.根据权利要求1-5任一项所述的牵引绞车液压控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括第一安全阀(6)，所述第一安全阀(6)的进油口与所述主泵(1)的输出端连通，所述第一安全阀(6)的出油口与油箱(28)连通，所述第一安全阀(6)的泄油口与所述第一安全阀(6)的进油口连通。

7.根据权利要求1所述的牵引绞车液压控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括辅泵(2)，所述辅泵(2)的输入端与油箱(28)连通，所述电液比例换向阀(7)的控制油路与所述辅泵(2)的输出端连通。

8.根据权利要求7所述的牵引绞车液压控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括第二安全阀(5)，所述第二安全阀(5)的进油口与所述辅泵(2)的输出端连通，所述第二安全阀(5)的出油口与油箱(28)连通，所述第二安全阀(5)的泄油口与所述第二安全阀(5)的进油口连通。

9.根据权利要求7所述的牵引绞车液压控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括两位三通阀(18)，所述两位三通阀(18)的第一油口(A)与油箱(28)连通，所述两位三通阀(18)的第二油口(B)与所述辅泵(2)的输出端连通，所述两位三通阀(18)的第三油口(C)与用于控制绞车转动的制动器(10)的油口连通。

10.根据权利要求9所述的牵引绞车液压控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括过滤器(17)，所述过滤器(17)的入口分别与所述电液比例换向阀(7)的T口和所述两位三通阀(18)的第一油口(A)连通，所述过滤器(17)的出口与油箱(28)连通。