CN106241611B - 一种适用于低温工况的液压系统启动保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用于低温工况的海工折臂式起重机液压系统的启动保护装置及方法，启动保护装置设分为软管保护装置、钢管保护装置、油缸保护装置和PLC监控系统。软管保护装置采用新型加热保温软管并接有传感器进行反馈和控温；钢管保护装置采用小型自控温电热带缠绕以并用耐低温钢制扎带进行固定，并外设传感器进行温度控制；油缸保护装置采用大型自控温电热带缠绕并用焊环进行固定，外设传感器进行温度控制；PLC监控系统的作用是收集传感器传输的数据并控制各部分加热装置的开关，当温度达到设定范围内时，控制液压系统启动保护装置停止加热。

Description

一种适用于低温工况的液压系统启动保护装置

技术领域

本发明涉及一种液压系统启动保护装置及其方法，更准确的说是一种能够对低温工况下的海工折臂式起重机液压系统进行启动保护的装置和方法。

背景技术

海工折臂式起重机是海洋工程机械中一种非常重要的起重机械。其运动主要动力来自于液压系统的供给，因此保证液压系统的正常平稳运行是至关重要的。在恶劣环境下，尤其是低温工况下，为防止液压油冷冻导致起重机不能正常启动，需对液压系统进行启动保护，从而保证海工折臂式起重机正常运行。海工折臂式起重机的液压系统由一系列模块组成。

目前市场上的海工起重机械并不具有液压系统启动保护装置，在低温工况下难以避免出现液压油冷冻的状况，导致海工起重机械无法正常运行。

发明内容

为解决上述技术问题，针对低温工况下的启动保护，可将启动保护装置设计为三部分，针对各部分采用不同的启动保护措施，从而达到最优化的液压系统的启动保护。一方面，本发明提供了一种适用于低温工况的海工折臂式起重机液压系统的启动保护装置。根据海工折臂式起重机液压系统的结构以及低温工况下的保护措施，将启动保护装置设计为：

一种海工折臂式起重机液压系统的启动保护装置，其特征在于，包括：

软管保护装置，包括软管，所述软管由内至外依次为通油管和软管加热装置，所述软管加热装置由加热层和绝缘层构成，所述加热层由加热电阻丝组成，作为软管的加热装置置于所述软管加热装置内层，所述绝缘层置于所述软管加热装置外层，所述软管保护装置还包括三通接头和液压油管接头，所述软管通过液压油管接头与钢管和油缸连接，所述三通接头上安装液压油温度传感器；

钢管保护装置，包括钢管，所述钢管上缠绕有小型自控温电热带作为加热装置，所述小型自控温电热带通过耐低温钢制扎带固定在所述钢管上，所述钢管保护装置还包括三通接头和液压油管接头，所述三通接头上安装液压油温度传感器；

油缸保护装置，包括油缸，所述油缸上缠绕有大型自控温电热带作为加热装置，所述大型自控温电热带通过焊环固定在所述油缸上，所述油缸与所述软管或钢管通过法兰连接，所述法兰上安装有油压压力传感器和液压油温度传感器；

PLC监控系统，包括PLC编程控制器，所述PLC编程控制器位于塔身内部，所述PLC编程控制器与前述各部分中各传感器通过通信电缆连接，并收集各传感器所传输的数据并控制前述各部分的加热装置的开关。

所述油缸包括主油缸和副油缸，所述主油缸位于主臂油缸部分，所述副油缸位于副臂油缸部分。

液压油通过所述软管保护装置从所述塔身流入所述钢管保护装置，然后经所述软管保护装置流入副臂油缸部分，所述副油缸输入输出液压油经过所述钢管。

液压油通过所述软管保护装置从塔身直接流入所述主臂油缸部分，所述主油缸输入输出液压油不经过所述钢管。

当所述液压系统任一部位的液压油温度低于下限阈值，则通过所述PLC编程控制器开启液压启动保护装置进行加热，当所述液压系统所有部位的油温均达到设定值时，海工折臂式起重机可以开始启动。

所述PLC监控系统的将监控的油温信号传输至输出设备。

所述输出设备为警报灯、警报器或其组合。

另一方面，本发明提供了一种液压系统的启动保护方法。根据液压系统的启动保护装置，其启动方法流程如下：

1)液压系统启动前，通过所述液压油温度传感器测量液压油温度，若所述液压油冷冻且温度低于下限阈值，则通过所述PLC编程控制器控制开启所述启动保护装置进行加热；

2)当所述液压油导通且温度达到设定值时，所述海工折臂式起重机开始正常工作；

3)所述温度传感器将采集到的数据实时反馈给PLC编程控制器，当所述液压油温度达到上限阈值时，PLC编程控制器控制所述液压系统启动所述保护装置停止加热。

本发明优点在于：

1.实用性强。针对海工折臂式起重机暴露在外的三种液压油管道分别采用了不同的保护措施，保护范围广。

2.节约能源，保护性强。本发明通过液压油温度传感器和PLC编程控制器对液压油温度进行控制，在低温工况下对液压油温度提前进行检测，有效防止液压冲击带来的损坏；同时通过实时检测液压油温度将油温控制在一定阈值，当超过上限时停止加热，让液压油处在最优工作温度，同时节约能源。

附图说明

结合附图来描述适用于低温工况的海工折臂式起重机液压系统的启动保护装置，由于主绞车可布置于塔身顶部保温罩内，因此未在示意图中表达，在附图中：

图1是海工折臂式起重机液压系统的结构位置示意图；

图2是软管保护装置结构示意图；

图3是钢管保护装置结构示意图；

图4是油缸保护装置结构示意图；

图5是海工折臂式起重机液压系统启动保护装置控制原理图；

附图标记说明：1—软管部分；2—钢管部分；3—副臂油缸部分；4—主臂油缸部分；5—液压油温度传感器；7—软管加热装置；8—三通接头；9—钢管；10—小型自控温电热带；11—耐低温钢制扎带；12—卡环；13—大型自控温电热带；14—油缸；15—加热层；16—绝缘层。

具体实施方式

接下来参照附图对本发明作进一步描述。

本发明首先提供了适用于低温工况的海工折臂式起重机液压系统的启动保护装置。

参见图1可清楚了解到适用于低温工况的海工折臂式起重机液压系统的启动保护装置的结构。其中，液压油通过软管部分1从塔身流入钢管部分2，然后经软管部分流入副臂油缸部分3；同时，液压油也通过软管部分1流入主臂油缸部分4。起重机通过各部分的液压油进行驱动。PLC编程控制器部分处于塔身内部，传感器通过电线与塔身连接。

参见图2可清楚了解到软管保护装置结构及原理。其中，软管由通油管和与其同轴设置的软管加热装置7组成：最内部是通油管，负责液压油的传输，通油管可分为内层、增强层和外层；通油管的外部是软管加热装置7，软管加热装置7内层是加热层15，负责软管的加热，主要由加热电阻丝组成；软管加热装置7外层是绝缘层16，负责软管的保温、绝缘、避免腐蚀和磨损并为软管提供支持力和耐压力。软管通过液压油管接头与钢管和油缸连接，在三通接头8上安装液压油温度传感器5，液压油温度传感器5通过通信电缆与塔身内PLC编程控制器连接实现实时数据传输。

参见图3可清楚了解到钢管保护装置结构及原理。其中，钢管部分2的加热主要依靠小型自控温电热带10，小型自控温电热带缠绕在钢管9上，并通过耐低温钢制扎带11进行固定。钢管上主要有三通接头8及液压油管接头,可以通过在其上安装传感器实现对液压油状态的监测。通过在三通接头上安装液压油温度传感器5实现对钢管的数据采集，并将数据传输给PLC编程控制器进行下一步的控制。

参见图4可清楚了解到油缸保护装置结构及原理。其中，主油缸通过软管输入输出液压油，副油缸通过钢管9输入输出液压油。油缸14上缠绕有大型自控温电热带13，并通过焊接的卡环12进行固定。油压压力传感器(未示出)及液压油温度传感器(未示出)安装在油缸和软管或钢管的连接处的法兰(未示出)上，并通过通信电缆将数据实时传输给PLC编程控制器进行分析和控制。

另一方面，本发明提供了一种液压系统的启动保护方法。

参见图5可清楚了解到液压系统启动保护装置控制原理。PLC编程控制器直接与各保护装置的加热装置相连进行控制。为使得启动保护装置具有更好的实时性和节能性，采用并联的方式进行控制，并在三个保护装置上分别安装液压油温度传感器进行数据反馈。

海工折臂式起重机启动前，先通过液压油温度传感器进行数据采集，若处于可运行温度下，则直接启动设备；若存在不适合数据，则启动保护装置进行加热，当数据达到设定下限阈值时启动设备。传感器将一直处于数据采集状态，将采集到数据通过A/D转换传输给PLC编程控制器进行分析及处理，之后通过D/A转换对加热装置进行控制。

进一步地，当海工折臂式起重机处于工作状态中，若某一部分温度达到下限阈值或上限阈值时，PLC编程控制器会做出相应处理，将加热保护装置开启或关闭。从而，起重机的液压油将保持处于最佳工作温度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。在不脱离本发明的基本原理的基础下，这些改进和优化也应处于本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种海工折臂式起重机液压系统的启动保护装置，其特征在于，包括：

软管保护装置，包括软管，所述软管由内至外依次为通油管和软管加热装置，所述软管加热装置由加热层和绝缘层构成，所述加热层由加热电阻丝组成，作为软管的加热装置置于所述软管加热装置内层，所述绝缘层置于所述软管加热装置外层，所述软管保护装置还包括三通接头和液压油管接头，所述软管通过液压油管接头与钢管和油缸连接，所述三通接头上安装液压油温度传感器；

钢管保护装置，包括钢管，所述钢管上缠绕有小型自控温电热带作为加热装置，所述小型自控温电热带通过耐低温钢制扎带固定在所述钢管上，所述钢管保护装置还包括三通接头和液压油管接头，所述三通接头上安装液压油温度传感器；

油缸保护装置，包括油缸，所述油缸上缠绕有大型自控温电热带作为加热装置，所述大型自控温电热带通过焊环固定在所述油缸上，所述油缸与所述软管或钢管通过法兰连接，所述法兰上安装有油压压力传感器和液压油温度传感器，所述油缸包括主油缸和副油缸，所述主油缸位于主臂油缸部分，所述副油缸位于副臂油缸部分；

PLC监控系统，包括PLC编程控制器，所述PLC编程控制器位于塔身内部，所述PLC编程控制器与前述各部分中各传感器通过通信电缆连接，并收集各传感器所传输的数据并控制前述各部分的加热装置的开关；

液压油通过所述软管保护装置从所述塔身流入所述钢管保护装置，然后经所述钢管保护装置流入副臂油缸部分，所述副油缸输入输出液压油经过所述钢管；

液压油通过所述软管保护装置从塔身直接流入所述主臂油缸部分，所述主油缸输入输出液压油不经过所述钢管。

2.如权利要求1中所述的海工折臂式起重机液压系统的启动保护装置，其特征在于，当所述液压系统任一保护装置的液压油温度低于下限阈值，则通过所述PLC编程控制器开启所述液压系统的启动保护装置进行加热，当所述液压系统所有部位的油温均达到设定值时，海工折臂式起重机可以开始启动。

3.如权利要求1所述的海工折臂式起重机液压系统的启动保护装置，其特征在于，所述PLC监控系统将监控的油温信号传输至输出设备。

4.如权利要求3所述的海工折臂式起重机液压系统的启动保护装置，其特征在于，所述输出设备为警报灯、警报器或其组合。

5.一种液压系统的启动保护方法，其特征在于，采用权利要求1-4中任一所述的海工折臂式起重机液压系统的启动保护装置，所述方法包括以下步骤：

1)液压系统启动前，通过所述液压油温度传感器测量液压油温度，若所述液压油冷冻且温度低于下限阈值，则通过所述PLC编程控制器控制开启所述启动保护装置进行加热；

2)当所述液压油导通且温度达到设定值时，所述海工折臂式起重机开始正常工作；

3)所述温度传感器将采集到的数据实时反馈给PLC编程控制器，当所述液压油温度达到上限阈值时，PLC编程控制器控制所述液压系统启动所述保护装置停止加热。