CN110642166A - 起重机回转的液压控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种起重机回转的液压控制装置，属于起重机技术领域。装置：油箱、第一主泵模块、第二主泵模块、故障分离模块、液压检测附件、第一马达、第二马达、以及控制模块，所述油箱内设有隔板，所述隔板用于将所述油箱分隔为第一区域和第二区域，所述第一主泵模块包括第一电动机和第一变量泵，所述第二主泵模块包括第二电动机和第二变量泵，第一电动机驱动第一变量泵从第一区域吸油，第二电动机驱动第二变量泵从第二区域吸油，第一变量泵和第二变量泵均通过故障分离模块分别向第一马达和第二马达供油，液压检测附件包括位于第一区域的第一液位继电器、和位于第二区域的第二液位继电器，第一马达和第二马达均与起重机的回转支承连接。

Description

起重机回转的液压控制装置

技术领域

本发明涉及起重机技术领域，特别涉及一种起重机回转的液压控制装置。

背景技术

起重机是海洋平台或船舶的重要吊装设备，包括回转、变幅、起升三个动作功能。回转动作一般通过液压控制系统驱动其进行。液压控制系统包括低速大扭矩液压马达、液压阀组、以及控制模块。液压控制系统控制起重机回转时，控制模块控制液压阀组驱动液压马达动作，液压马达带动驱动齿轮转动，驱动齿轮带动啮合的回转支承内圈齿轮旋转，最终使起重机在水平面内实现360°方向回转。

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：起重机在发生泄漏等事故而无法即时消除时，液压阀组将失效，液压控制系统将无法控制起重机回转，从而无法满足海洋平台或船舶的吊装功能。

发明内容

本发明实施例提供了一种起重机回转的液压控制装置，能够保证泄漏事故界限以外区域系统任然有效运行。所述技术方案如下：

本发明提供了一种起重机回转的液压控制装置，所述液压控制装置包括：油箱、第一主泵模块、第二主泵模块、故障分离模块、液压检测附件、第一马达、第二马达、以及控制模块，所述油箱内设有隔板，所述隔板的高度小于所述油箱的高度以将所述油箱的底部区域分隔为第一区域和第二区域，所述第一主泵模块包括第一电动机和第一变量泵，所述第二主泵模块包括第二电动机和第二变量泵，所述第一电动机驱动所述第一变量泵从所述第一区域吸油，所述第二电动机驱动所述第二变量泵从所述第二区域吸油，所述第一变量泵和所述第二变量泵均通过所述故障分离模块分别向所述第一马达和所述第二马达供油，所述液压检测附件包括位于所述第一区域的第一液位继电器、和位于所述第二区域的第二液位继电器，所述第一马达和所述第二马达均与起重机的回转支承连接，所述控制模块用于，当所述第一液位继电器检测到的液位低于目标液位、且所述第二液位继电器检测到的液位高于所述目标液位时，确保所述第二变量泵为运行状态，通过所述故障分离模块控制所述第一变量泵单独向所述第一马达供油和所述第二变量泵单独向所述第二马达供油、以及所述第一马达处于自由轮工况，并关闭所述第一变量泵，当所述第一液位继电器检测到的液位高于所述目标液位、且所述第二液位继电器检测到的液位低于所述目标液位时，确保所述第一变量泵为运行状态，通过所述故障分离模块控制所述第一变量泵单独向所述第一马达供油和所述第二变量泵单独向所述第二马达供油、以及所述第二马达处于所述自由轮工况，并关闭所述第二变量泵。

可选地，所述故障分离模块包括第一顺序阀、第二顺序阀、故障分离阀、第一自由轮阀、以及第二自由轮阀，所述第一顺序阀分别与所述第一变量泵和所述第一马达连通，所述第二顺序阀分别与所述第二变量泵和所述第二马达连通，所述故障分离阀分别与第一油路和第二油路连通，所述第一油路为所述第一马达和所述第一顺序阀之间的油路，所述第二油路为所述第二马达与所述第二顺序阀之间的油路，所述第一自由轮阀分别与所述第一区域和所述第一马达的进出油口连通，所述第二自由轮阀分别与所述第一区域和所述第二马达的进出油口连通，

所述控制模块用于，当所述第一液位继电器检测到的液位低于目标液位、且所述第二液位继电器检测到的液位高于所述目标液位时，确保所述第二变量泵为运行状态，闭合所述故障分离阀以分离所述第一油路和所述第二油路，启动所述第一自由轮阀以使所述第一马达的进出油口分别与所述第一区域连通，关闭所述第一变量泵，当所述第一液位继电器检测到的液位高于所述目标液位、且所述第二液位继电器检测到的液位低于所述目标液位时，确保所述第一变量泵为运行状态，闭合所述故障分离阀，启动所述第二自由轮阀以使所述第二马达的进出油口分别与所述第一区域连通，关闭所述第二变量泵。

可选地，所述第一变量泵内置第一辅助泵，所述第二变量泵内置第二辅助泵，所述第一辅助泵从所述第一区域吸油，所述第二辅助泵从所述第二区域吸油，所述第一辅助泵用于向所述第一变量泵的吸油侧补油，所述第二辅助泵用于向所述第二变量泵的吸油侧补油。

可选地，所述液压控制装置还包括：补油分配器，所述补油分配器包括第一补油单元和第二补油单元，所述第一补油单元分别与所述第一马达的进出油口、所述第二马达的进出油口和所述第一辅助泵连通，所述第二补油单元分别与所述第一马达的进出油口、所述第二马达的进出油口和所述第二辅助泵连通。

可选地，所述液压控制装置还包括：减震模块，所述减震模块包括第一减震单元和第二减震单元，所述第一减震单元包括第一双向安全阀、第一补油单向阀和第二补油单向阀，所述第二减震单元包括第二双向安全阀、第三补油单向阀和第四补油单向阀，所述第一补油单元和所述第二补油单元分别通过所述第一补油单向阀和所述第二补油单向阀、与所述第一马达的进出油口连通，所述第一补油单元和所述第二补油单元分别通过所述第三补油单向阀和所述第四补油单向阀、与所述第二马达的进出油口连通，所述第一双向安全阀分别连通所述第一补油单向阀、所述第二补油单向阀、以及所述第一马达的进出油口，所述第二双向安全阀分别连通所述第三补油单向阀、所述第四补油单向阀、以及所述第二马达的进出油口。

可选地，所述第一主泵模块还包括第一压力开关，所述第二主泵模块还包括第二压力开关，所述第一压力开关用于检测所述第一辅助泵泵出油液的压力，所述第二压力开关用于检测所述第二辅助泵泵出油液的压力，

所述控制模块用于，

当所述第一压力开关和所述第二压力开关检测的压力均高于第一目标压力时，确定所述第一液位继电器和所述第二液位继电器检测到的液位，

当所述第一液位继电器检测到的液位低于目标液位、且所述第二液位继电器检测到的液位高于所述目标液位时，确保所述第二变量泵为运行状态，闭合所述故障分离阀以分离所述第一油路和所述第二油路，启动所述第一自由轮阀以使所述第一马达的进出油口分别与所述第一区域连通，关闭所述第一变量泵，当所述第一液位继电器检测到的液位高于所述目标液位、且所述第二液位继电器检测到的液位低于所述目标液位时，确保所述第一变量泵为运行状态，闭合所述故障分离阀，启动所述第二自由轮阀以使所述第二马达的进出油口分别与所述第一区域连通，关闭所述第二变量泵。

可选地，所述控制模块还用于，当所述第一压力开关检测的压力低于所述第一目标压力、且所述第二压力开关检测的压力高于所述第一目标压力时，确保所述第二变量泵为运行状态，闭合所述故障分离阀以分离所述第一油路和所述第二油路，启动所述第一自由轮阀以使所述第一马达的进出油口分别与所述第一区域连通，关闭所述第一变量泵，

当所述第一压力开关检测的压力高于所述第一目标压力、且所述第二压力开关检测的压力低于第一目标压力时，确保所述第一变量泵为运行状态，闭合所述故障分离阀，启动所述第二自由轮阀以使所述第二马达的进出油口分别与所述第一区域连通，关闭所述第二变量泵。

可选地，所述液压控制装置还包括：冲洗泵组，所述冲洗泵组包括第三电动机和冲洗泵，所述第三电动机驱动所述冲洗泵从所述第二区域吸油，所述冲洗泵分别与所述第一马达和所述第二马达的冲洗油口连通，所述第一马达和所述第二马达的冲洗油口分别与所述第一区域和所述第二区域连通。

可选地，所述故障分离模块还包括第一电磁换向阀和第二电磁换向阀，所述冲洗泵分别与所述第一电磁换向阀和所述第二电磁换向阀连通，所述第一电磁换向阀设置在所述第一油路上，所述第二电磁换向阀设置在所述第二油路上。

可选地，所述，液压检测附件还包括：第三压力开关，所述第三压力开关用于检测所述冲洗泵泵出的油液压力，所述控制模块还用于，当所述第三压力开关检测的油液压力低于第二目标压力时，关闭所述第三电动机以停止所述冲洗泵。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过将故障分离模块设置在第一主泵模块、第二主泵模块、第一马达和第二马达构成的闭环系统液压源回路中，所述第一变量泵和所述第二变量泵均通过所述故障分离模块分别向所述第一马达和所述第二马达供油，即所有变量泵和所有马达都与故障分离模块相连，根据第一液位继电器检测到的液位、以及所述第二液位继电器检测到的液位，能够确定第一主泵模块或第二主泵模块发生故障，故障分离模块能够在故障情况下分离两个主泵模块，使系统分隔成两个独立闭环系统(第一主泵模块与第一马达构成的系统、以及第二主泵模块与第二马达构成的系统)，这样，故障分离模块跨接在两个独立闭环系统进出主油路上，通过控制故障分离模块可实现第一变量泵与第二变量泵的并联运行或独立运行，同时，在确定第一主泵模块或第二主泵模块发生故障后，控制故障侧的马达为自由轮工况且关闭故障侧的变量泵，而非故障侧由于与故障侧已经分离，非故障侧能够正常运行，从而保证事故界限以外区域系统任然有效，极大地提高了起重机工作的稳定性与可靠性。

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一种起重机回转的液压控制装置的结构示意图。

附图中，

1.1第一电动机、1.2第一变量泵、1.3第一辅助泵、1.4第一辅助泵过滤器、1.5第一补油回路单向阀、1.6第二补油回路单向阀、1.7第一压力开关、1.8第一双向高压溢流阀、1.9第一辅助泵溢流阀、

2.1第二电动机、2.2第二变量泵、2.3第二辅助泵、2.4第二辅助泵过滤器、2.5第三补油回路单向阀、2.6第四补油回路单向阀、2.7第二压力开关、2.8第二双向高压溢流阀、2.9第二辅助泵溢流阀、

3.1第三电动机、3.2冲洗泵、3.3冲洗溢流阀、3.4第四压力开关、3.5节流阀、3.6压力表、3.7第三压力开关、3.8冲洗过滤器、3.9第五单向阀、

4液压检测附件、4.5油箱、4.11第一液位继电器、4.21第二液位继电器、4.12第一温度传感器、4.13第一背压单向阀、4.14第二背压单向阀、4.15第一冷却器、4.16第一回油过滤器、4.22第二温度传感器、4.23第三背压单向阀、4.24第四背压单向阀、4.25第二冷却器、4.26第二回油过滤器、4.3第三液位继电器、4.4空气滤清器、4.6放油球阀、

5故障分离模块、5.3故障分离阀、5.11第一自由轮阀、5.21第二自由轮阀、5.13第一顺序阀、5.23第二顺序阀、5.12第一电磁换向阀、5.22第二电磁换向阀、5.14第一冲洗单向阀、5.15第二冲洗单向阀、5.24第三冲洗单向阀、5.25第四冲洗单向阀、

6减震模块、6.11第一双向安全阀、6.12第一补油单向阀、6.13第二补油单向阀、6.21第二双向安全阀、6.22第三补油单向阀、6.23第四补油单向阀、

7第一马达、

8第二马达、

9补油分配器、9.1第一单向阀、9.2第二单向阀、9.3第三单向阀、9.4第四单向阀、

10第一常开截止阀、

11第二常开截止阀、

13回转支承。

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。

图1是本发明实施例提供的一种起重机回转的液压控制装置的结构示意图。该起重机回转的液压控制装置可应用于深、远海船舶或海洋平台上的起重机。参见图1，该起重机回转的液压控制装置包括：油箱4.5、第一主泵模块、第二主泵模块、故障分离模块5、液压检测附件4、第一马达7、第二马达8、以及控制模块。

油箱4.5内设有隔板，隔板的高度小于油箱的高度以将油箱4.5的底部区域分隔为第一区域和第二区域。

第一主泵模块包括第一电动机1.1和第一变量泵1.2。第二主泵模块包括第二电动机2.1和第二变量泵2.2。第一电动机1.1驱动第一变量泵1.2从第一区域吸油，第二电动机2.1驱动第二变量泵2.2从第二区域吸油，第一变量泵1.2和第二变量泵2.2均通过故障分离模块5分别向第一马达7和第二马达8供油。

液压检测附件4包括第一液位继电器4.11、和第二液位继电器4.21，第一液位继电器4.11位于第一区域，第二液位继电器4.21位于第二区域。

第一马达7和第二马达8的输出轴均通过小齿轮与起重机的回转支承连接。

控制模块用于，当第一液位继电器4.11检测到的液位低于目标液位、且第二液位继电器4.21检测到的液位高于目标液位时，确保第二变量泵2.2为运行状态，通过故障分离模块5控制第一变量泵1.2单独向第一马达7供油和第二变量泵2.2单独向第二马达8供油、以及第一马达7处于自由轮工况，并关闭第一变量泵1.2；当第一液位继电器4.11检测到的液位高于目标液位、且第二液位继电器4.21检测到的液位低于目标液位时，确保第一变量泵1.2为运行状态，通过故障分离模块5控制第一变量泵1.2单独向第一马达7供油和第二变量泵2.2单独向第二马达8供油、以及第二马达8处于自由轮工况，并关闭第二变量泵2.2。

本发明实施例中，通过将故障分离模块设置在第一主泵模块、第二主泵模块、第一马达和第二马达构成的闭环系统液压源回路中，第一变量泵和第二变量泵均通过故障分离模块分别向第一马达和第二马达供油，即所有变量泵和所有马达都与故障分离模块相连，根据第一液位继电器检测到的液位、以及第二液位继电器检测到的液位，能够确定第一主泵模块或第二主泵模块发生故障，故障分离模块能够在故障情况下分离两个主泵模块，使系统分隔成两个独立闭环系统(第一主泵模块与第一马达构成的系统、以及第二主泵模块与第二马达构成的系统)，这样，故障分离模块跨接在两个独立闭环系统进出主油路上，通过控制故障分离模块可实现第一变量泵与第二变量泵的并联运行或独立运行，同时，在确定第一主泵模块或第二主泵模块发生故障后，控制故障侧的马达为自由轮工况且关闭故障侧的变量泵，而非故障侧由于与故障侧已经分离，非故障侧能够正常运行，从而保证事故界限以外区域系统任然有效，极大地提高了起重机工作的稳定性与可靠性。

其中，第一液位继电器4.11和第二液位继电器4.21检测到的故障可以是泄漏量较小的系统泄漏。

示例性地，隔板的高度为最高油位的3/4，油箱4.5的底部区域被隔板等分为两部分，隔板上部空间包含两台变量泵(主泵)共用的油液体积，当该部分油液使用完毕后，隔板将剩余的油液分为两个独立油源分别供给与之对应的两个主泵构成的系统。这样，当系统正常运行时产生油液泄漏后，总有一个主泵的油量剩余可供系统继续运行。

示例性地，故障分离模块5包括第一顺序阀5.13、第二顺序阀5.23、故障分离阀5.3、第一自由轮阀5.11、以及第二自由轮阀5.21。

第一顺序阀5.13分别与第一变量泵1.2和第一马达7连通，第二顺序阀5.23分别与第二变量泵2.2和第二马达8连通。故障分离阀5.3分别与第一油路和第二油路连通，第一油路为第一马达7和第一顺序阀5.13之间的油路，第二油路为第二马达8与第二顺序阀5.23之间的油路。第一自由轮阀5.11分别与第一区域和第一马达7的进出油口连通，第二自由轮阀5.21分别与第一区域和第二马达8的进出油口连通。

相应地，控制模块用于，当第一液位继电器检测到的液位低于目标液位、且第二液位继电器检测到的液位高于目标液位时，确保第二变量泵2.2为运行状态，闭合故障分离阀5.3以分离第一油路和第二油路，启动第一自由轮阀5.11以使第一马达7的进出油口分别与第一区域连通，关闭第一变量泵1.2；当第一液位继电器检测到的液位高于目标液位、且第二液位继电器检测到的液位低于目标液位时，确保第一变量泵1.2为运行状态，闭合故障分离阀5.3，启动第二自由轮阀5.21以使第二马达8的进出油口分别与第一区域连通，关闭第二变量泵2.2。

其中，当马达为自由轮工况时，马达将随回转支承转动而转动。参见图1，第一自由轮阀5.11和第二自由轮阀5.21起到使故障马达进入自由轮工况的作用，当第二马达8故障时，第二自由轮阀5.21工作在右位，使第二马达8自由轮；当第一马达7故障时，第一自由轮阀5.11工作在左位，使第一马达7自由轮。当第二自由轮阀5.21工作在左位，第一自由轮阀5.11工作在右位时，两边马达同时工作，通过故障分离阀5.3保持两边压力相等。

本发明实施例中，故障分离阀5.3跨接在两个独立闭环系统进出主油路上，通过控制故障分离阀5.3的状态可实现第一变量泵1.2与第二变量泵2.2的并联运行或独立运行。故障分离阀5.3处于关闭状态时，可将系统划分为两个独立的闭环系统液压源回路。第一自由轮阀5.11和第二自由轮阀5.21可起到分别控制第一马达7和第二马达8进出油口通断的功能，当第一马达7或第二马达8发生故障时，可使其处于自由轮工况随着回转支承自由地滑转，当液压系统故障侧主泵停止时，第一顺序阀5.13或者第二顺序阀5.23将关闭运行泵和停止泵之间的油路，从而保证事故界限以外区域系统任然有效，极大地提高了起重机工作的稳定性与可靠性。

示例性地，第一变量泵1.2和第二变量泵2.2均可以是斜盘式轴向柱塞变量泵。

示例性地，第一变量泵1.2内置第一辅助泵1.3，第二变量泵2.2内置第二辅助泵2.3。第一辅助泵1.3从第一区域吸油，第二辅助泵2.3从第二区域吸油。第一辅助泵1.3用于向第一变量泵1.2的吸油侧补油，第二辅助泵2.3用于向第二变量泵2.2的吸油侧补油。

示例性地，第一顺序阀5.13与第一辅助泵1.3连通，第二顺序阀5.23与第二辅助泵2.3连通。其好处是通过第一顺序阀5.13和第二顺序阀5.23能够对吸油侧进行补油。

示例性地，第一主泵模块还包括第一压力开关1.7，第二主泵模块还包括第二压力开关2.7。第一压力开关1.7用于检测第一辅助泵1.3泵出油液的压力，第二压力开关2.7用于检测第二辅助泵2.3泵出油液的压力，

相应地，控制模块用于，当第一压力开关1.7和第二压力开关2.7检测到的压力均高于第一目标压力时，确定第一液位继电器4.11和第二液位继电器4.21检测到的液位。当第一液位继电器4.11检测到的液位低于目标液位、且第二液位继电器4.21检测到的液位高于目标液位时，确保第二变量泵2.2为运行状态，闭合故障分离阀5.3以分离第一油路和第二油路，启动第一自由轮阀以使第一马达7的进出油口分别与第一区域连通，关闭第一变量泵1.2。当第一液位继电器4.11检测到的液位高于目标液位、且第二液位继电器4.21检测到第二区域的液位低于目标液位时，确保第一变量泵1.2为运行状态，闭合故障分离阀5.3，启动第二自由轮阀以使第二马达的进出油口分别与第一区域连通，关闭第二变量泵2.2。

通过设置第一压力开关1.7和第二压力开关2.7，并相应设置控制策略，能够基于压力开关、以及第一、第二液位继电器的测量值，判断系统是否发生较小泄漏。在系统发生较小泄漏时，分离故障侧和非故障侧，保证非故障侧的正常运行，确保起重机回转的正常运行。

示例性地，控制模块还用于，当第一压力开关1.7检测的压力低于第一目标压力、且第二压力开关2.7检测的压力高于第一目标压力时，确保第二变量泵2.2为运行状态，闭合故障分离阀5.3以分离第一油路和第二油路，启动第一自由轮阀以使第一马达7的进出油口分别与第一区域连通，关闭第一变量泵1.2；当第一压力开关1.7高于第一目标压力、且第二压力开关2.7检测的压力低于第一目标压力时，确保第一变量泵1.2为运行状态，闭合故障分离阀5.3，启动第二自由轮阀以使第二马达的进出油口分别与第一区域连通，关闭第二变量泵2.2。

通过设置第一压力开关1.7和第二压力开关2.7，并相应设置控制策略，能够基于压力开关、以及第一、第二液位继电器的测量值，判断系统是否发生较大泄漏、或者系统压力较小。在系统发生较大泄漏、或者系统压力较小时，分离故障侧和非故障侧，保证非故障侧的正常运行，确保起重机回转的正常运行。

示例性地，液压控制装置还包括补油分配器9。补油分配器9包括第一补油单元和第二补油单元，第一补油单元分别与第一马达7的进出油口、第二马达8的进出油口和第一辅助泵1.3连通，第二补油单元分别与第一马达7的进出油口、第二马达8的进出油口和第二辅助泵2.3连通。

补油分配器9的作用是任意一个第一辅助泵1.3(或第二辅助泵2.3)工作时可同时向第一马达7、第二马达8补充油液。

示例性地，第一补油单元包含第二单向阀9.2和第四单向阀9.4，第二补油单元包括、第一单向阀9.1和第三单向阀9.3。管线12.3中的油液通过并联的第四单向阀9.4及第二单向阀9.2后分别汇入管线12.5、管线12.6；管线12.4中的油液通过并联的第三单向阀9.3及第一单向阀9.1后分别汇入管线12.5、管线12.6。

示例性地，液压控制装置还包括：减震模块6。减震模块6包括第一减震单元和第二减震单元。第一减震单元包括第一双向安全阀6.11、第一补油单向阀6.12和第二补油单向阀6.13。第二减震单元包括第二双向安全阀6.21、第三补油单向阀6.22和第四补油单向阀6.23。

第一补油单元和第二补油单元分别通过第一补油单向阀6.12和第二补油单向阀6.13、与第一马达7的进出油口连通，第一补油单元和第二补油单元分别通过第三补油单向阀6.22和第四补油单向阀6.23、与第二马达8的进出油口连通。第一双向安全阀6.11分别连通第一补油单向阀6.12、第二补油单向阀6.13、以及第一马达7的进出油口，第二双向安全阀6.21分别连通第三补油单向阀6.22、第四补油单向阀6.23、以及第二马达8的进出油口。

设置减震模块6的好处是过载保护以及时刻保证向系统低压侧补油。

现有技术中，液压控制系统对油液温度和粘度的要求比较苛刻，若液压马达未设置必要的轴承及轴承密封环冲洗措施，则起重机液压系统无法保持长期稳定运行。针对此，本发明实施例在液压控制装置中设置有冲洗泵组。

该冲洗泵组包括第三电动机3.1和冲洗泵3.2。第三电动机3.1驱动冲洗泵3.2从第二区域吸油，冲洗泵3.2分别与第一马达7和第二马达8的冲洗油口连通，第一马达7和第二马达8的冲洗油口分别与第一区域和第二区域连通。这样，冲洗泵3.2泵出的油液分别输送至第一马达7和第二马达8的冲洗油口以对轴承进行冲洗，冲洗油液最终回到油箱。

相应地，故障分离模块5还包括第一电磁换向阀5.12和第二电磁换向阀5.22。冲洗泵3.2分别与第一电磁换向阀5.12和第二电磁换向阀5.22连通，第一电磁换向阀5.12设置在第一油路上，第二电磁换向阀5.22设置在第二油路上。通过设置第一电磁换向阀5.12和第二电磁换向阀5.22，冲洗泵3.2泵出的油液可以对系统低压侧进行冲洗。

示例性地，该液压检测附件4还包括：第三压力开关3.7。第三压力开关3.7用于检测冲洗泵3.2泵出的油液压力。相应地，控制模块还用于，当第三压力开关3.7检测的油液压力低于第二目标压力时，关闭第三电动机3.1以停止冲洗泵3.2。

下面以单侧主泵模块为例，结合图1(图1底部方框框出的部分包括第一主泵模块、第二主泵模块、冲洗泵组、以及液压检测附件4)具体介绍一下上述各个组成单元模块的结构。

示例性地，控制模块通过伺服控制机构控制第一马达7的换向和转速，通过伺服控制机构控制第二马达8的换向和转速。

示例性地，第一主泵模块(或第二主泵模块)还包括第一辅助泵过滤器1.4(或第二辅助泵过滤器2.4)、第一补油回路单向阀1.5(或第三补油回路单向阀2.5)、第二补油回路单向阀1.6(或第四补油回路单向阀2.6)、第一双向高压溢流阀1.8(或第二双向高压溢流阀2.8)、第一辅助泵溢流阀1.9(或第二辅助泵溢流阀2.9)。

第一主泵模块(或第二主泵模块)与第一马达7(或第二马达8)形成了独立的闭环系统液压源回路，每台主泵都一个独立的伺服控制机构调节主泵在正反两个方向泵出油液进而驱动马达的正反向回转。可选地，第一变量泵1.2(或第二变量泵2.2)的油口A1_p(或油口A2_p)与马达油口A1_m(或油口A2_m)相连通，第一变量泵1.2(或第二变量泵2.2)的油口B1_p(或油口B2_p)与马达油口B1_m(或油口B2_m)相连通，构成了典型闭环系统液压源回路。

第一辅助泵1.3(或第二辅助泵2.3)集成在第一变量泵1.2(或第二变量泵2.2)的内部，泵出的油液经过第一辅助泵过滤器1.4(或第二辅助泵过滤器2.4)被分流为四路油液，其中一路通过补油单向阀向闭式回路吸油侧进行升压补油，第二路向伺服控制机构1(或伺服控制机构2)提供先导控制压力油，第三路通过管线12.10(或管线12.11)向第一顺序阀5.13(或第二顺序阀5.23)提供压力油，第四路通过管线12.3(或管线12.4)向补油分配器9供液，补油分配器9输出的油液通过管线12.5(或管线12.6)向第一马达7(或第二马达8)的低压侧进行补充油液，防止马达失速时发生吸空现象。

可选地，第一辅助泵1.3(或第二辅助泵2.3)出口设置了第一辅助泵过滤器1.4(或第二辅助泵过滤器2.4)，对油液清洁度进行控制。

可选地，第一辅助泵1.3(或第二辅助泵2.3)出口油路上设置了第一辅助泵溢流阀1.9(或第二辅助泵溢流阀2.9)，对辅助回路的安全压力进行限定。

可选地，第一压力开关1.7(或第二压力开关2.7)对第一辅助泵1.3(或第二辅助泵2.3)泵出的最低油液的压力进行检测报警。

第一辅助泵溢流阀1.9(或第二辅助泵溢流阀2.9)设定压力为2MPa，保证伺服控制机构1(或伺服控制机构2)、第一顺序阀5.13(或第二顺序阀5.23)的可靠动作。

第一压力开关1.7(或第二压力开关2.7)对第一辅助泵1.3(或第二辅助泵2.3)泵出的最低压力进行检测，当辅助泵压力低于0.8MPa(第一目标压力)时，显示辅助泵压力低报警。

示例性地，冲洗泵组还包括冲洗溢流阀3.3、第四压力开关3.4、节流阀3.5、压力表3.6、冲洗过滤器3.8、第五单向阀3.9，其作用是对系统低压侧油液及马达轴承、轴密封环进行冲洗冷却，确保该液压系统能够长时间稳定可靠运行。

可选地，冲洗泵3.2泵出的油液经过冲洗过滤器3.8、第五单向阀3.9后被分流为两路油液，其中一路油液经过第一常开截止阀10、第二常开截止阀11后同时进入第一马达7、第二马达8的冲洗油口对轴承进行冲洗，冲洗油液流过马达轴承后在各自泄油口C1_m、泄油口C2_m处与壳体泄漏油一起，通过泄油管线12.7、第一冷却器4.15、第一回油过滤器4.16(以及泄油管线12.8、第二冷却器4.25、第二回油过滤器4.26)流回油箱4.5内。另一路油液经过管线12.2的支管线12.21和支管线12.22分流后流经第一电磁换向阀5.12和第二电磁换向阀5.22同时进入两个主回路低压侧进行冷却冲洗。

可选地，冲洗泵3.2出口设置了冲洗过滤器3.8对冲洗油液清洁度进行控制，避免固体颗粒物损坏马达内部摩擦副损坏马达。冲洗泵组中，冲洗泵3.2泵出的油液经过冲洗过滤器3.8、第五单向阀3.9后被分流为两路油液，其中一路油液经过第一常开截止阀10、第二常开截止阀11后同时进入第一马达7、第二马达8的冲洗油口对轴承进行冲洗，冲洗油液流过马达轴承后在各自泄油口C1_m、泄油口C2_m处与壳体泄漏油一起，通过泄油管线12.7、第一冷却器4.15、第一回油过滤器4.16(以及泄油管线12.8、第二冷却器4.16、第二回油过滤器4.26)流回油箱4.9内。另一路油液经过管线12.2的支管线12.21和支管线12.22分流后，流经第一电磁换向阀5.12和第二电磁换向阀5.22同时进入两个主回路低压侧热油进行冷却冲洗。

泄油管线12.7(或泄油管线12.8)上设置第二背压单向阀4.14(或第四背压单向阀4.24)，防止第一辅助泵1.3(或第二辅助泵2.3)泵出油液的倒灌。

冲洗泵3.2出口油路上第一辅助泵溢流阀1.9的设定压力为1MPa。

冲洗泵组中的第四压力开关3.4对冲洗油压力进行检测，当冲洗压力低于第三目标压力(例如0.5MPa)(第三目标压力大于第二目标)时，显示压力低报警提示船舶操作人员。

冲洗泵组中的第三压力开关3.7对冲洗油压力进行检测，当冲洗压力低于0.5MPa(第二目标压力)时超过2秒时，停止运行冲洗泵组。

故障分离模块5还包括第一冲洗单向阀5.14、第三冲洗单向阀5.24、第二冲洗单向阀5.15、以及第四冲洗单向阀5.25。

可选地，故障分离阀5.3、第一自由轮阀5.11(或第二自由轮阀5.21)、第一电磁换向阀5.12(或第二电磁换向阀5.22)均是带电感式阀芯位置监控及手动应急功能的两位四通电磁换向阀，可对其初始位置进行监控。

可选地，故障分离阀5.3可实现第一变量泵1.2与第二变量泵2.2的并联运行或独立运行。故障分离阀5.3由初始开启状态切换至终端闭合状态时，可将系统划分为两个独立的闭环系统液压源回路。

可选地，第一自由轮阀5.11(或第二自由轮阀5.21)可起到控制第一马达7(或第二马达8)进出油口通断的功能。当第一马达7(或第二马达8)发生故障时，第一自由轮阀5.11(或第二自由轮阀5.21)切换至联通位可使故障侧马达处于自由轮工况随着回转支承13自由地滑转。

可选地，当液压系统故障侧主泵停止时，第一顺序阀5.13(或第二顺序阀5.23)将关闭运行主泵和停止主泵之间的油路。

减震模块6的主要功能是过载保护以及时刻保证向系统低压侧补油。当系统不可避免受外部因素变化受到过扭矩时，若高压侧油路超过第一双向安全阀6.11(或第二双向安全阀6.21)最大压力设定值时开启溢流，保证整个系统的安全。

第一马达7(或第二马达8)为径向柱塞马达，马达输出轴与小齿轮相连，而小齿轮与回转支承13相啮合驱动起重机实现回转。

液压检测附件4还可以包括第一温度传感器4.12(或第二温度传感器4.22)、第一背压单向阀4.13(或第三背压单向阀4.23)、第二背压单向阀4.14(或第四背压单向阀4.24)、第一冷却器4.15(或第二冷却器4.25)、第一回油过滤器4.16(或第二回油过滤器4.26)、第三液位继电器4.3、空气滤清器4.4、以及放油球阀4.6。

可选地，第三液位继电器4.3是整个泵站共用一个液位低报警装置，若系统存在较小泄露导致油箱液位(大于目标液位)下降时，其将发出液位低报警信号提醒船舶操纵人员需要检查系统并增加油液。

可选地，第一液位继电器4.11、第二液位继电器4.21是具有低液位(小于第三液位继电器4.3的报警液位、且高于目标液位)报警和低低液位(目标液位)故障的功能的电磁式液位开关，分别位于油箱4.5左右两侧用来监测两台主泵对应的油箱液位。自动故障分离系统能够从第一液位继电器4.11(或第二液位继电器4.21)的低油位报警中识别出来系统的故障侧，并且当液位继续降至低低液位故障水平以下时，自动隔离系统会打开故障侧自由轮工况并停止出现故障的液压转向泵。

可选地，第一温度传感器4.12、第二温度传感器4.22位于油箱4.5左右两侧分别用来监测两台主泵对应的闭环系统液压源回路的油液温度，当油液温度大于等于65℃时进行自动报警提示船舶操作人员对冷却系统进行检查。

本发明实施例中，该液压系统故障可能发生在使用的一侧或备用的另一侧，通过在闭式系统液压源回路中设置故障分离模块，利用故障分离阀将系统划分为两个独立的系统，可以通过自动故障控制系统识别故障、隔离故障和关闭故障区域，保证事故界限以外区域系统任然有效，极大地提高了起重机工作的稳定性与可靠性。

此外，通过设置轴承及轴承密封环冲洗措施有效增加了平均无故障时间，极大地提升了船舶或平台安全返港能力要求。

下面简单介绍一下该起重机回转的液压控制装置的工作过程。

正常情况下，有且只有一台变量泵，第一变量泵1.2或第二变量泵2.2，驱动所有马达。特殊情况下若需要双倍转速时，第二台变量泵，第二变量泵2.2或第一变量泵1.2，将启动运行。

当第一变量泵1.2(或第二变量泵2.2)转动时，第一辅助泵1.3(或第二辅助泵2.3)泵出的压力油克服第一顺序阀5.13(或第二顺序阀5.23)的弹簧力，第一顺序阀5.13(或第二顺序阀5.23)阀芯开启，常开故障分离阀5.3将第一马达7、第二马达8并联起来，形成“一拖二”的闭式系统液压源回路。伺服控制机构1(或伺服控制机构2)调节主变量泵在正反方向泵出油液进而驱动所有马达正反向回转，进而驱动起重机的回转。

正常情况下，计算机自动控制系统已准备就绪，第一变量泵1.2(或第二变量泵2.2)驱动所有的马达工作时，系统中的故障可以通过液位低报警、辅助泵压力低报警或者两者组合中识别出来，计算机自动故障分离系统进入工作状态，待机通过来自PLC的命令启动第二个第二变量泵2.2(或第一变量泵1.2)。随后自动隔离系统闭合故障分离阀5.3，将液压系统划分为两个独立的“一拖一”闭式系统液压源回路，其中第一变量泵1.2将驱动一半第一马达7和第二变量泵2.2将驱动另一半第二马达8。

根据系统泄漏的大小，自动故障分离系统从液压油液位低报警或辅助泵压力低报警或两个报警的组合中识别出系统的哪一侧存在故障，具体情况如下：

当系统存在较大的泄漏时，第一辅助泵1.3(或第二辅助泵2.3)泵出的油液压力将降低，无法继续向闭式系统液压源回路补充油液。若压力持续降低至第一压力开关1.7(或第二压力开关2.7)设定值0.8MPa以下一段时间后，自动故障分离系统将识别出系统的故障侧，并进入故障分离模式。随后自动隔离系统将控制第一自由轮阀5.11(或第二自由轮阀5.21)和第一电磁换向阀5.12(或第二电磁换向阀5.22)电磁铁同时得电实现连锁动作，开启故障侧液压马达自由轮工况并停止故障侧主泵。

当系统存在较小的泄漏时，第一辅助泵1.3(或第二辅助泵2.3)泵出的油液压力不会降至报警水平以下，但油箱中某一侧油液将被缓慢吸空。隔离液压系统后，自动故障分离系统能够跟踪油箱液位，能够从第一液位继电器4.11(或液位继电器4.21)的液位低报警中识别出来系统故障侧，当液位继续降至低低液位故障水平时，进入故障分离模式。自动隔离系统将会打开故障侧自由轮工况并停止故障侧主泵。

该液压系统故障可能发生在使用的一侧或备用的另一侧，通过故障分离阀将液压系统划分为两个独立的闭式系统液压源回路，可以识别故障、隔离和关闭故障侧。当自动故障分离操作时，转向系统完全能够继续转向。转动力矩减少到一半，但转动速度增加了一倍。故障分离后，转向速度恢复正常，但转向力矩仍为一半。

如果自动故障分离操作失败需要立即开启备用措施。根据故障分离面板上显示的手动故障分离指南对液压系统需要进行目视检查并进行手动故障分离，其具体步骤如下：船舶操作人员在起重机舱室目视检查哪一侧液压系统存在泄漏或软管断裂现象，识别确定后手动停止故障侧第一变量泵1.2(或第二变量泵2.2)，启动第二变量泵2.2(或第一变量泵1.2)，然后闭合故障分离阀5.3，最后打开第一自由轮阀5.11(或第二自由轮阀5.21)、关闭第一电磁换向阀5.12(或第二电磁换向阀5.22)，将故障侧液压马达设置为自由轮工况，随后根据故障实际情况启动即时修复措施。

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)

1.一种起重机回转的液压控制装置，其特征在于，所述液压控制装置包括：油箱(4.5)、第一主泵模块、第二主泵模块、故障分离模块(5)、液压检测附件(4)、第一马达(7)、第二马达(8)、以及控制模块，所述油箱(4.5)内设有隔板，所述隔板的高度小于所述油箱(4.5)的高度以将所述油箱(4.5)的底部区域分隔为第一区域和第二区域，所述第一主泵模块包括第一电动机(1.1)和第一变量泵(1.2)，所述第二主泵模块包括第二电动机(2.1)和第二变量泵(2.2)，所述第一电动机(1.1)驱动所述第一变量泵(1.2)从所述第一区域吸油，所述第二电动机(2.1)驱动所述第二变量泵(2.2)从所述第二区域吸油，所述第一变量泵(1.2)和所述第二变量泵(2.2)均通过所述故障分离模块(5)分别向所述第一马达(7)和所述第二马达(8)供油，所述液压检测附件(4)包括位于所述第一区域的第一液位继电器(4.11)、和位于所述第二区域的第二液位继电器(4.21)，所述第一马达(7)和所述第二马达(8)均与起重机的回转支承连接，所述控制模块用于，当所述第一液位继电器(4.11)检测到的液位低于目标液位、且所述第二液位继电器(4.21)检测到的液位高于所述目标液位时，确保所述第二变量泵(2.2)为运行状态，通过所述故障分离模块(5)控制所述第一变量泵(1.2)单独向所述第一马达(7)供油和所述第二变量泵(2.2)单独向所述第二马达(8)供油、以及所述第一马达(7)处于自由轮工况，并关闭所述第一变量泵(1.2)，当所述第一液位继电器(4.11)检测到的液位高于所述目标液位、且所述第二液位继电器(4.21)检测到的液位低于所述目标液位时，确保所述第一变量泵(1.2)为运行状态，通过所述故障分离模块(5)控制所述第一变量泵(1.2)单独向所述第一马达(7)供油和所述第二变量泵(2.2)单独向所述第二马达(8)供油、以及所述第二马达(8)处于所述自由轮工况，并关闭所述第二变量泵(2.2)。

2.根据权利要求1所述的起重机回转的液压控制装置，其特征在于，所述故障分离模块(5)包括第一顺序阀(5.13)、第二顺序阀(5.23)、故障分离阀(5.3)、第一自由轮阀(5.11)、以及第二自由轮阀(5.21)，所述第一顺序阀(5.13)分别与所述第一变量泵(1.2)和所述第一马达(7)连通，所述第二顺序阀(5.23)分别与所述第二变量泵(2.2)和所述第二马达(8)连通，所述故障分离阀(5.3)分别与第一油路和第二油路连通，所述第一油路为所述第一马达(7)和所述第一顺序阀(5.13)之间的油路，所述第二油路为所述第二马达(8)与所述第二顺序阀(5.23)之间的油路，所述第一自由轮阀(5.11)分别与所述第一区域和所述第一马达(7)的进出油口连通，所述第二自由轮阀(5.21)分别与所述第一区域和所述第二马达(8)的进出油口连通，

所述控制模块用于，当所述第一液位继电器(4.11)检测到的液位低于目标液位、且所述第二液位继电器(4.21)检测到的液位高于所述目标液位时，确保所述第二变量泵(2.2)为运行状态，闭合所述故障分离阀(5.3)以分离所述第一油路和所述第二油路，启动所述第一自由轮阀(5.11)以使所述第一马达(7)的进出油口分别与所述第一区域连通，关闭所述第一变量泵(1.2)，当所述第一液位继电器(4.11)检测到的液位高于所述目标液位、且所述第二液位继电器(4.21)检测到的液位低于所述目标液位时，确保所述第一变量泵(1.2)为运行状态，闭合所述故障分离阀(5.3)，启动所述第二自由轮阀(5.21)以使所述第二马达(8)的进出油口分别与所述第一区域连通，关闭所述第二变量泵(2.2)。

3.根据权利要求2所述的起重机回转的液压控制装置，其特征在于，所述第一变量泵(1.2)内置第一辅助泵(1.3)，所述第二变量泵(2.2)内置第二辅助泵(2.3)，所述第一辅助泵(1.3)从所述第一区域吸油，所述第二辅助泵(2.3)从所述第二区域吸油，所述第一辅助泵(1.3)用于向所述第一变量泵(1.2)的吸油侧补油，所述第二辅助泵(2.3)用于向所述第二变量泵(2.2)的吸油侧补油。

4.根据权利要求3所述的起重机回转的液压控制装置，其特征在于，所述液压控制装置还包括：补油分配器(9)，所述补油分配器(9)包括第一补油单元和第二补油单元，所述第一补油单元分别与所述第一马达(7)的进出油口、所述第二马达(8)的进出油口和所述第一辅助泵(1.3)连通，所述第二补油单元分别与所述第一马达(7)的进出油口、所述第二马达(8)的进出油口和所述第二辅助泵(2.3)连通。

5.根据权利要求4所述的起重机回转的液压控制装置，其特征在于，所述液压控制装置还包括：减震模块(6)，所述减震模块(6)包括第一减震单元和第二减震单元，所述第一减震单元包括第一双向安全阀(6.11)、第一补油单向阀(6.12)和第二补油单向阀(6.13)，所述第二减震单元包括第二双向安全阀(6.21)、第三补油单向阀(6.22)和第四补油单向阀(6.23)，所述第一补油单元和所述第二补油单元分别通过所述第一补油单向阀(6.12)和所述第二补油单向阀(6.13)、与所述第一马达(7)的进出油口连通，所述第一补油单元和所述第二补油单元分别通过所述第三补油单向阀(6.22)和所述第四补油单向阀(6.23)、与所述第二马达(8)的进出油口连通，所述第一双向安全阀(6.11)分别连通所述第一补油单向阀(6.12)、所述第二补油单向阀(6.13)、以及所述第一马达(7)的进出油口，所述第二双向安全阀(6.21)分别连通所述第三补油单向阀(6.22)、所述第四补油单向阀(6.23)、以及所述第二马达(8)的进出油口。

6.根据权利要求5所述的起重机回转的液压控制装置，其特征在于，所述第一主泵模块还包括第一压力开关(1.7)，所述第二主泵模块还包括第二压力开关(2.7)，所述第一压力开关(1.7)用于检测所述第一辅助泵(1.3)泵出油液的压力，所述第二压力开关(2.7)用于检测所述第二辅助泵(2.3)泵出油液的压力，

所述控制模块用于，当所述第一压力开关(1.7)和所述第二压力开关(2.7)检测的压力均高于第一目标压力时，确定所述第一液位继电器(4.11)和所述第二液位继电器(4.21)检测到的液位，当所述第一液位继电器(4.11)检测到的液位低于目标液位、且所述第二液位继电器(4.21)检测到的液位高于所述目标液位时，确保所述第二变量泵(2.2)为运行状态，闭合所述故障分离阀(5.3)以分离所述第一油路和所述第二油路，启动所述第一自由轮阀(5.11)以使所述第一马达(7)的进出油口分别与所述第一区域连通，关闭所述第一变量泵(1.2)，当所述第一液位继电器(4.11)检测到的液位高于所述目标液位、且所述第二液位继电器(4.21)检测到的液位低于所述目标液位时，确保所述第一变量泵(1.2)为运行状态，闭合所述故障分离阀(5.3)，启动所述第二自由轮阀(5.21)以使所述第二马达(8)的进出油口分别与所述第一区域连通，关闭所述第二变量泵(2.2)。

7.根据权利要求6所述的起重机回转的液压控制装置，其特征在于，所述控制模块还用于，

当所述第一压力开关(1.7)检测的压力低于所述第一目标压力、且所述第二压力开关(2.7)检测的压力高于所述第一目标压力时，确保所述第二变量泵(2.2)为运行状态，闭合所述故障分离阀(5.3)以分离所述第一油路和所述第二油路，启动所述第一自由轮阀(5.11)以使所述第一马达(7)的进出油口分别与所述第一区域连通，关闭所述第一变量泵(1.2)，

当所述第一压力开关(1.7)检测的压力高于所述第一目标压力、且所述第二压力开关(2.7)检测的压力低于第一目标压力时，确保所述第一变量泵(1.2)为运行状态，闭合所述故障分离阀(5.3)，启动所述第二自由轮阀(5.21)以使所述第二马达(8)的进出油口分别与所述第一区域连通，关闭所述第二变量泵(2.2)。

8.根据权利要求2所述的起重机回转的液压控制装置，其特征在于，所述液压控制装置还包括：冲洗泵组，所述冲洗泵组包括第三电动机(3.1)和冲洗泵(3.2)，所述第三电动机(3.1)驱动所述冲洗泵(3.2)从所述第二区域吸油，所述冲洗泵(3.2)分别与所述第一马达(7)和所述第二马达(8)的冲洗油口连通，所述第一马达(7)和所述第二马达(8)的冲洗油口分别与所述第一区域和所述第二区域连通。

9.根据权利要求8所述的起重机回转的液压控制装置，其特征在于，所述故障分离模块(5)还包括第一电磁换向阀(5.12)和第二电磁换向阀(5.22)，所述冲洗泵(3.2)分别与所述第一电磁换向阀(5.12)和所述第二电磁换向阀(5.22)连通，所述第一电磁换向阀(5.12)设置在所述第一油路上，所述第二电磁换向阀(5.22)设置在所述第二油路上。

10.根据权利要求9所述的起重机回转的液压控制装置，其特征在于，所述，液压检测附件(4)还包括：第三压力开关(3.7)，所述第三压力开关(3.7)用于检测所述冲洗泵(3.2)泵出的油液压力，所述控制模块还用于，当所述第三压力开关(3.7)检测的油液压力低于第二目标压力时，关闭所述第三电动机(3.1)以停止所述冲洗泵(3.2)。

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