CN106837906B - 一种起锚绞盘液压控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种起锚绞盘液压控制系统，属于液压控制领域。液压控制系统包括：压力补偿器、换向阀、液压泵和油箱，液压泵的进油口与油箱连通，液压泵的出油口与换向阀的进油口连通，换向阀的第一工作油口与液压马达的第一油口连通，换向阀的第二工作油口与液压马达的第二油口连通，压力补偿器的进油口分别与换向阀的进油口和液压泵的出油口连通，压力补偿器的出油口分别与换向阀的回油口和油箱连通，压力补偿器的第一控制油口分别与换向阀的进油口液压泵的出油口连通，压力补偿器的第二控制油口与换向阀的第三工作油口连通。本发明提高了液压泵的使用寿命。

Description

一种起锚绞盘液压控制系统

技术领域

本发明属于液压控制领域，特别涉及一种起锚绞盘液压控制系统。

背景技术

起锚绞盘是一种常见的船舶甲板机械，用于下放或收起锚链，通常由起锚绞盘液压控制系统控制其工作。

常见的起锚绞盘液压控制系统通常包括液压泵和三位四通换向阀，三位四通换向阀的进油口与液压泵的出油口连通，三位四通换向阀的回油口与油箱连通，三位四通换向阀的第一工作油口与起锚绞盘的液压泵的第一油口连通，三位四通换向阀的第二工作油口与液压泵的第二油口连通，当三位四通换向阀位于左位时，三位四通换向阀的进油口和液压泵的第一油口连通，三位四通换向阀的回油口与液压泵的第二油口连通，此时液压泵正转，当三位四通换向阀位于右位时，三位四通换向阀的进油口与液压泵的第二油口连通，三位四通换向阀的回油口与液压泵的第一油口连通，此时液压泵反转，从而实现了起锚绞盘的正转和反转。

然而，当三位四通换向阀位于中位时，由于三位四通换向阀的进油口与第一工作油口和第二工作油口均断开，此时液压泵的出油口和三位四通换向阀的进油口之间的压力不断升高，直至达到液压泵的恒压阀的阈值，液压油从恒压阀泄压。由于，为了保证液压泵能够正常驱动起锚绞盘的液压马达，恒压阀的阈值需要不小于起锚绞盘的最大工作载荷，而起锚绞盘的最大工作载荷需要液压马达以很大的输出功率工作，也就是说，当三位四通换向阀位于中位时，液压泵始终以很大的输出功率工作，降低了液压泵的使用寿命。

发明内容

为了解决液压泵长时间以最大输出功率工作导致其使用寿命降低的问题，本发明实施例提供了一种起锚绞盘液压控制系统。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种起锚绞盘液压控制系统，适用于控制起锚绞盘的液压马达，所述液压马达为双向液压马达，所述液压控制系统包括：压力补偿器、换向阀、液压泵和油箱，所述液压泵的进油口与所述油箱连通，所述液压泵的出油口与所述换向阀的进油口连通，所述换向阀的第一工作油口与所述液压马达的第一油口连通，所述换向阀的第二工作油口与所述液压马达的第二油口连通，所述压力补偿器的进油口分别与所述换向阀的进油口和所述液压泵的出油口连通，所述压力补偿器的出油口分别与所述换向阀的回油口和所述油箱连通，所述压力补偿器的第一控制油口与所述压力补偿器的进油口连通，所述压力补偿器的第二控制油口与所述换向阀的第三工作油口连通；

当所述压力补偿器的第一控制油口的压力和所述压力补偿器的第二控制油口的压力的差值大于所述压力补偿器的开启阈值时，所述压力补偿器的进油口与出油口连通；

当所述压力补偿器的第一控制油口的压力和所述压力补偿器的第二控制油口的压力的差值不大于所述压力补偿器的开启阈值时，所述压力补偿器的进油口与出油口断开；

当所述换向阀的阀芯位于中位时，所述换向阀的进油口与第一工作油口、第二工作油口、第三工作油口断开；

当所述换向阀的阀芯位于左位时，所述换向阀的进油口分别与第一工作油口和第三工作油口连通，所述换向阀的回油口与所述第二工作油口连通；

当所述换向阀的阀芯位于右位时，所述换向阀的进油口分别与第二工作油口和第三工作油口连通，所述换向阀的回油口与所述第一工作油口连通；

所述液压控制系统还包括电磁插装阀组，所述电磁插装阀组包括电磁换向阀和插装阀，所述插装阀的进油口与所述液压泵的出油口连通，所述插装阀的出油口分别与所述换向阀的进油口、所述压力补偿器的进油口和所述压力补偿器的第一控制油口连通，所述电磁换向阀的第一工作油口分别与所述插装阀的进油口和所述液压泵的出油口连通，所述电磁换向阀的第二工作油口与所述插装阀的控制油口连通，所述电磁换向阀的卸油口与所述油箱连通。

在本发明的另一种实现方式中，所述液压控制系统还包括安全阀，所述安全阀的进油口与所述换向阀的第三工作油口连通，所述安全阀的控制油口与所述安全阀的进油口连通，所述安全阀的出油口与所述油箱连通。

在本发明的又一种实现方式中，所述安全阀的阈值不小于所述起锚绞盘的1.5倍的负载压力，所述安全阀的阈值不大于所述液压马达的额定工作压力。

在本发明的又一种实现方式中，所述液压控制系统还包括第一平衡阀组，所述第一平衡阀组包括第一单向阀和第一平衡阀，所述第一单向阀的进油口与所述换向阀的第一工作油口连通，所述第一单向阀的出油口与所述液压马达的第一油口连通，所述第一平衡阀的出油口与所述换向阀的第一工作油口连通，所述第一平衡阀的第一控制油口与所述液压泵的第二油口连通，所述第一平衡阀的第二控制油口与所述第一平衡阀的进油口连通，所述第一平衡阀的进油口与所述液压泵的第一油口连通。

在本发明的又一种实现方式中，所述液压控制系统还包括第二平衡阀组，所述第二平衡阀组包括第二单向阀和第二平衡阀，所述第二单向阀的进油口与所述换向阀的第二工作油口连通，所述第二单向阀的出油口与所述液压马达的第二油口连通，所述第二平衡阀的出油口与所述换向阀的第二工作油口连通，所述第二平衡阀的第一控制油口与所述液压泵的第一油口连通，所述第二平衡阀的第二控制油口与所述第二平衡阀的进油口连通，所述第二平衡阀的进油口与所述液压泵的第二油口连通。

在本发明的又一种实现方式中，所述液压控制系统还包括第一卸荷阀，所述第一卸荷阀的进油口与所述液压泵的第一油口连通，所述第一卸荷阀的控制油口与所述第一卸荷阀的进油口连通，所述第一卸荷阀的出油口与所述液压泵的第二油口连通。

在本发明的又一种实现方式中，所述液压控制系统还包括第二卸荷阀，所述第二卸荷阀的进油口与所述液压泵的第二油口连通，所述第二卸荷阀的控制油口与所述第二卸荷阀的进油口连通，所述第二卸荷阀的出油口与所述液压泵的第一油口连通。

在本发明的又一种实现方式中，所述液压泵为恒压变量泵。

在本发明的又一种实现方式中，所述换向阀的阀芯通过电机驱动。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

在本发明实施例所提供的液压控制系统工作时，当换向阀的阀芯位于左位时，换向阀的进油口分别与第一工作油口和第三工作油口连通，换向阀的回油口与第二工作油口连通，从而使得液压油从第三工作油口导向压力补偿器的第二控制油口，进而使得压力补偿器的进油口与出油口断开，液压泵正常向液压马达供油。当换向阀的阀芯位于右位时，换向阀的进油口分别与第二工作油口和第三工作油口连通，换向阀的回油口与第一工作油口连通，从而使得液压油从第三工作油口导向压力补偿器的第二控制油口，进而使得压力补偿器的进油口与出油口断开，液压泵正常向液压马达供油。当换向阀的阀芯位于中位时，换向阀的进油口与第一工作油口、第二工作油口、第三工作油口断开，从而使得压力补偿器的第二控制油口得不到供油，压力补偿器的第一控制油口得到供油，进而使得压力补偿器的进油口与出油口连通，此时，液压油从压力补偿器溢流回油箱，从而避免了液压泵在中位时也处于高输出功率的工作状态，提高了液压泵的使用寿命。

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液压控制系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的液压控制系统的结构示意图。

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。

实施例

本发明实施例提供了一种起锚绞盘液压控制系统，如图1所示，适用于控制起锚绞盘的液压马达1，液压马达1为双向液压马达，液压控制系统包括：压力补偿器21、换向阀22、液压泵8和油箱，液压泵8的进油口与油箱连通，液压泵8的出油口与换向阀22的进油口P1连通，换向阀22的第一工作油口A1与液压马达1的第一油口连通，换向阀22的第二工作油口B1与液压马达1的第二油口连通，压力补偿器21的进油口分别与换向阀22的进油口P1和液压泵8的出油口连通，压力补偿器21的出油口分别与换向阀22的回油口T1和油箱连通，压力补偿器21的第一控制油口X1与压力补偿器21的进油口连通，压力补偿器21的第二控制油口Y1与换向阀22的第三工作油口C1连通。

当压力补偿器21的第一控制油口X1的压力和压力补偿器21的第二控制油口Y1的压力的差值大于压力补偿器21的开启阈值时，压力补偿器21的进油口与出油口连通。当压力补偿器21的第一控制油口X1的压力和压力补偿器21的第二控制油口Y1的压力的差值不大于压力补偿器21的开启阈值时，压力补偿器21的进油口与出油口断开。

当换向阀22的阀芯位于中位时，换向阀22的进油口P1与第一工作油口A1、第二工作油口B1、第三工作油口C1断开。当换向阀22的阀芯位于左位时，换向阀22的进油口P1分别与第一工作油口A1和第三工作油口C1连通，换向阀22的回油口T1与第二工作油口B1连通。当换向阀22的阀芯位于右位时，换向阀22的进油口P1分别与第二工作油口B1和第三工作油口C1连通，换向阀22的回油口T1与第一工作油口A1连通。

在本发明实施例所提供的液压控制系统工作时，当换向阀22的阀芯位于左位时，换向阀22的进油口P1分别与第一工作油口A1和第三工作油口C1连通，换向阀22的回油口T1与第二工作油口连通，从而使得液压油从第三工作油口C1导向压力补偿器21的第二控制油口Y1，进而使得压力补偿器21的进油口与出油口断开，液压泵8正常向液压马达供油。当换向阀22的阀芯位于右位时，换向阀22的进油口P1分别与第二工作油口B1和第三工作油口C1连通，换向阀22的回油口T1与第一工作油口A1连通，从而使得液压油从第三工作油口C1导向压力补偿器21的第二控制油口Y1，进而使得压力补偿器21的进油口与出油口断开，液压泵8正常向液压马达供油。当换向阀22的阀芯位于中位时，换向阀22的进油口P1与第一工作油口A1、第二工作油口B1、第三工作油口C1断开，从而使得压力补偿器21的第二控制油口Y1得不到供油，压力补偿器21的第一控制油口X1得到供油，进而使得压力补偿器21的进油口与出油口连通，此时，液压油从压力补偿器21溢流回油箱，从而避免了液压泵8在中位时也处于高输出功率的工作状态，提高了液压泵8的使用寿命。

在上述实现方式中，可以将压力补偿器21的开启阈值设置的较小，如1MPa，从而使得当压力补偿器21的第一控制油口X1得到较小的油压时，压力补偿器21的进油口和出油口即可连通，进而更好的保护液压马达1。

在上述实现方式中，由于在液压控制系统中设置了压力补偿器21，所以使得当换向阀22的进油口P1与第一工作油口A1连通时，换向阀22的进油口P1与第一工作油口A1之间的压力差为恒定值，当换向阀22的进油口P1与第二工作油口B1连通时，换向阀22的进油口P1与第二工作油口B1之间的压力差为恒定值，从而能够通过控制换向阀22的阀芯行程实现对液压马达1的无级变速控制。

在本实施例中，液压泵8为恒压变量泵，从而能够实现液压控制系统的零流量保压。

在本实施例中，换向阀22的阀芯可以通过手柄控制，优选地，换向阀22的手柄可以通过电机100驱动，从而不需工人手动操作，实现了液压控制系统的自动化控制，更优选地，电机100可以为直流电机。

在本实施例中，液压控制系统还包括电磁插装阀组3，电磁插装阀组3包括电磁换向阀31和插装阀32，插装阀32的进油口P2与液压泵8的出油口连通，插装阀32的出油口T2分别与换向阀22的进油口T1、压力补偿器21的进油口和压力补偿器21的第一控制油口X1连通，电磁换向阀31的第一工作油口A2分别与插装阀32的进油口P2和液压泵8的出油口连通，电磁换向阀31的第二工作油口B2与插装阀32的控制油口X2连通，电磁换向阀31的卸油口Z1与油箱连通。

下面简单介绍一下电磁插装阀组3的工作原理：

当电磁换向阀31的阀芯位于上位时，电磁换向阀31的第一工作油口A2与第二工作油口B2连通，液压油从液压泵8导入插装阀32的控制油口X2，使得插装阀32的进油口P2和出油口T2断开，从而阻断液压泵8向液压马达1的供油。

当电磁换向阀31的阀芯位于下位时，电磁换向阀31的第二工作油口B2与卸油口Z1连通，插装阀32的控制油口X2内残存的液压油从电磁换向阀31的卸油口Z1流回油箱，同时插装阀32的进油口P2和出油口T2连通，液压泵8正常向液压马达1的供油。

在上述实现方式中，通过电磁插装阀组3实现了液压泵8与换向阀22之间的供油通断控制，也就是说，当需要起锚绞盘正、反转或待机时，电磁插装阀组3导通，液压泵8可以向换向阀22供油，此时可以通过换向阀22控制液压马达1的正、反转动和待机，当需要长时间停止起锚绞盘时，电磁插装阀组3断开，液压泵8停止向换向阀22供油，换向阀22无法对液压马达1进行控制，从而避免了因换向阀22的误操作而产生作业危险。

在本实施例中，液压控制系统还包括安全阀23，安全阀23的进油口分别与压力补偿器21的第二控制油口Y1和换向阀22的第三工作油口C1连通，安全阀23的控制油口分别与压力补偿器21的第二控制油口Y1和换向阀22的第三工作油口C1连通，安全阀23的出油口与油箱连通。

在本实施例中，安全阀23的阈值不小于起锚绞盘的1.5倍的负载压力，安全阀23的阈值不大于液压马达1的额定工作压力。

在上述实现方式中，将安全阀23的阈值设置为不小于锚绞盘的1.5倍的负载压力，可以保证安全阀23不影响起锚绞盘以最大负载工作，而将安全阀的阈值设置为不大于液压马达1的额定工作压力，可以保证液压马达1不会因超过额定工作压力而损坏。

在本实施例中，液压控制系统还包括第一平衡阀组4，第一平衡阀组4包括第一单向阀41和第一平衡阀42，第一单向阀41的进油口与换向阀22的第一工作油口A1连通，第一单向阀41的出油口与液压马达1的第一油口连通，第一平衡阀42的出油口分别与第一单向阀41的进油口和换向阀22的第一工作油口A1连通，第一平衡阀42的第一控制油口X3分别与换向阀22的第二工作油口B1和液压泵8的第二油口连通，第一平衡阀42的第二控制油口Y3分别与第一平衡阀42的进油口和液压泵8的第一油口连通，第一平衡阀42的进油口与液压泵8的第一油口连通。

在起锚绞盘做下放船锚作业时，在船锚的重力作用下，液压马达1可能产生失速，使得液压马达1的背压过小，从而对液压马达1产生气蚀损伤，在上述实现方式中，只有在第一平衡阀42的第一控制油口X3和第二控制油口Y3的压力达到一定的阈值时，第一平衡阀42的进油口和出油口才会导通，从而避免了液压马达1的背压过小。

在本实施例中，液压控制系统还包括第二平衡阀组5，第二平衡阀组5包括第二单向阀51和第二平衡阀52，第二单向阀51的进油口与换向阀22的第二工作油口B1连通，第二单向阀51的出油口与液压马达1的第二油口连通，第二平衡阀52的出油口分别与第二单向阀51的进油口和换向阀22的第二工作油口连通B1，第二平衡阀52的第一控制油口X4分别与第一平衡阀42的进油口和液压泵8的第一油口连通，第二平衡阀52的第二控制油口Y4分别与第二平衡阀52的进油口和液压泵8的第二油口连通，第二平衡阀52的进油口与液压泵8的第二油口连通。

由于起锚绞盘一般为竖直放置，所以起锚绞盘的两侧均可以下放船锚，即液压马达1的正转或反正均有可能为下放船锚作业，所以在液压控制系统内同时设置第一平衡阀组4和第二平衡阀组5，可以避免上述两种情况下的放船锚作业时出现失速的可能。

在本实施例中，液压控制系统还包括第一卸荷阀6，第一卸荷阀6的进油口与液压泵8的第一油口连通，第一卸荷阀6的控制油口分别与液压泵8的第一油口与第一卸荷阀6的进油口连通，第一卸荷阀6的出油口与液压泵8的第二油口连通。

在本实施例中，液压控制系统还包括第二卸荷阀7，第二卸荷阀7的进油口与液压泵8的第二油口连通，第二卸荷阀7的控制油口与第二卸荷阀7的进油口连通，第二卸荷阀7的出油口与液压泵8的第一油口连通。

相应的，由于起锚绞盘一般为竖直放置，所以起锚绞盘的两侧均可以上拉船锚，即液压马达1的正转或反正均有可能为上拉船锚作业，所以在液压控制系统内同时设置第一卸荷阀6和第二卸荷阀7，可以避免上述两种情况下的上拉船锚作业时出现液压泵过载的可能。

图2为液压控制系统的结构示意图，在本实施例中，起锚绞盘可以包括两个液压马达1，相应的，每个液压马达1均包括一套上述液压控制系统，两套液压控制系统可以共用同一个液压泵8，两套液压控制系统可以通过各自的电磁插装阀组3切断或导通液压泵8与各自的液压马达1之间的供油，实现两套液压控制系统之间的互不干扰。

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)

1.一种起锚绞盘液压控制系统，适用于控制起锚绞盘的液压马达，所述液压马达为双向液压马达，其特征在于，所述液压控制系统包括：压力补偿器、换向阀、液压泵和油箱，所述液压泵的进油口与所述油箱连通，所述液压泵的出油口与所述换向阀的进油口连通，所述换向阀的第一工作油口与所述液压马达的第一油口连通，所述换向阀的第二工作油口与所述液压马达的第二油口连通，所述压力补偿器的进油口分别与所述换向阀的进油口和所述液压泵的出油口连通，所述压力补偿器的出油口分别与所述换向阀的回油口和所述油箱连通，所述压力补偿器的第一控制油口与所述压力补偿器的进油口连通，所述压力补偿器的第二控制油口与所述换向阀的第三工作油口连通；

当所述压力补偿器的第一控制油口的压力和所述压力补偿器的第二控制油口的压力的差值大于所述压力补偿器的开启阈值时，所述压力补偿器的进油口与出油口连通；

当所述压力补偿器的第一控制油口的压力和所述压力补偿器的第二控制油口的压力的差值不大于所述压力补偿器的开启阈值时，所述压力补偿器的进油口与出油口断开；

当所述换向阀的阀芯位于中位时，所述换向阀的进油口与第一工作油口、第二工作油口、第三工作油口断开；

当所述换向阀的阀芯位于左位时，所述换向阀的进油口分别与第一工作油口和第三工作油口连通，所述换向阀的回油口与所述第二工作油口连通；

当所述换向阀的阀芯位于右位时，所述换向阀的进油口分别与第二工作油口和第三工作油口连通，所述换向阀的回油口与所述第一工作油口连通；

所述液压控制系统还包括电磁插装阀组，所述电磁插装阀组包括电磁换向阀和插装阀，所述插装阀的进油口与所述液压泵的出油口连通，所述插装阀的出油口分别与所述换向阀的进油口、所述压力补偿器的进油口和所述压力补偿器的第一控制油口连通，所述电磁换向阀的第一工作油口分别与所述插装阀的进油口和所述液压泵的出油口连通，所述电磁换向阀的第二工作油口与所述插装阀的控制油口连通，所述电磁换向阀的卸油口与所述油箱连通。

2.根据权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于，所述液压控制系统还包括安全阀，所述安全阀的进油口与所述换向阀的第三工作油口连通，所述安全阀的控制油口与所述安全阀的进油口连通，所述安全阀的出油口与所述油箱连通。

3.根据权利要求2所述的液压控制系统，其特征在于，所述安全阀的阈值不小于所述起锚绞盘的1.5倍的负载压力，所述安全阀的阈值不大于所述液压马达的额定工作压力。

4.根据权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于，所述液压控制系统还包括第一平衡阀组，所述第一平衡阀组包括第一单向阀和第一平衡阀，所述第一单向阀的进油口与所述换向阀的第一工作油口连通，所述第一单向阀的出油口与所述液压马达的第一油口连通，所述第一平衡阀的出油口与所述换向阀的第一工作油口连通，所述第一平衡阀的第一控制油口与所述液压泵的第二油口连通，所述第一平衡阀的第二控制油口与所述第一平衡阀的进油口连通，所述第一平衡阀的进油口与所述液压泵的第一油口连通。

5.根据权利要求4所述的液压控制系统，其特征在于，所述液压控制系统还包括第二平衡阀组，所述第二平衡阀组包括第二单向阀和第二平衡阀，所述第二单向阀的进油口与所述换向阀的第二工作油口连通，所述第二单向阀的出油口与所述液压马达的第二油口连通，所述第二平衡阀的出油口与所述换向阀的第二工作油口连通，所述第二平衡阀的第一控制油口与所述液压泵的第一油口连通，所述第二平衡阀的第二控制油口与所述第二平衡阀的进油口连通，所述第二平衡阀的进油口与所述液压泵的第二油口连通。

6.根据权利要求5所述的液压控制系统，其特征在于，所述液压控制系统还包括第一卸荷阀，所述第一卸荷阀的进油口与所述液压泵的第一油口连通，所述第一卸荷阀的控制油口与所述第一卸荷阀的进油口连通，所述第一卸荷阀的出油口与所述液压泵的第二油口连通。

7.根据权利要求5所述的液压控制系统，其特征在于，所述液压控制系统还包括第二卸荷阀，所述第二卸荷阀的进油口与所述液压泵的第二油口连通，所述第二卸荷阀的控制油口与所述第二卸荷阀的进油口连通，所述第二卸荷阀的出油口与所述液压泵的第一油口连通。

8.根据权利要求1-7任一项所述的液压控制系统，其特征在于，所述液压泵为恒压变量泵。

9.根据权利要求1-7任一项所述的液压控制系统，其特征在于，所述换向阀的阀芯通过电机驱动。