CN113624467A - 一种拖船主动力设备陆上联调试验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种拖船主动力设备陆上联调试验系统，包括用于匹配安装主动力设备的设备台位、用于提供联调试验系统的电力的辅机模块、用于辅助主动力设备和辅机模块的正常运行的辅助模块、用于控制主动力设备和辅助模块的运行工况的控制模块、测试模块；联调实验时，将主动力设备和测试模块装配至设备台位上，将辅机模块、辅助模块按照实船条件快速进行组装，然后通过控制模块调节试验系统各组件的工况检验设备的可靠性；本发明能够适用于不同主动力设备的联动试验系统，将系统内的各个必备的装置进行模块化设计，便于在使用时进行快速组装，提升试验效率。
Description
技术领域
本发明属于船用机械领域，尤其是拖船主动力设备陆上联调试验系统领域。
背景技术
拖船的主动力系统一般由柴油机、齿轮箱、轴系、桨、发电机组、轴发及其控制系统等组成；各主要设备本身的性能和功能验收都是在各设备厂家进行验证，而系统的试验只能装船后才能进行；但是首制船由于主动力系统设计方案未经试验验证，各种质量问题频发，而且由于船上空间小，试验条件有限，主动力设备的质量问题的分析处理难度非常大，对船舶的质量、交货期等有非常大的影响，试错成本极高；因此，为了解决上述问题，势必需要设计一套用于陆上联调试验的系统，用来替代主动力设备装船后的试验方案。
发明内容
为了解决上述陆上联调试验的系统问题，本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种拖船主动力设备陆上联调试验系统,包括
设备台位，用于匹配安装主动力设备；
辅机模块，包括主机发电机组和轴带发电机组，用于提供联调试验系统的电力；
辅助模块，包括燃油系统、滑油系统、冷却系统，用于辅助主动力设备和辅机模块的正常运行；
控制模块，用于控制主动力设备和辅助模块的运行工况；
测试模块，包括设于主动力设备两端的水力测功器；
联调实验时，将主动力设备和测试模块装配至设备台位上，将辅机模块、辅助模块按照实船条件快速进行组装，然后通过控制模块调节试验系统各组件的工况检验设备的可靠性。
作为本发明的进一步优化方案，所述主动力设备包括主柴油机、设于主柴油机两端的前端齿轮箱和后端齿轮箱；所述水力测功器包括前端水力测功器和后端水力测功器；所述前端齿轮箱上连接前端水力测功器，所述后端水力测功器上设有艉轴，艉轴与后端齿轮箱连接。
作为本发明的进一步优化方案，所述燃油系统包括油罐，所述油罐和主柴油机之间设有第一油路，第一油路上设有机带燃油泵，通过机带燃油泵将油罐内的燃油泵入主柴油机内；所述机带燃油泵和油罐之间还设有用于减振的软接管。
作为本发明的进一步优化方案，所述油罐和主柴油机之间设有第二油路，所述第二油路上设有备用燃油泵。
作为本发明的进一步优化方案，所述滑油系统包括滑油箱，所述滑油箱与齿轮箱之间设有第一润滑回路，所述滑油箱与主柴油机之间设有第二润滑回路；所述第二润滑回路上设有滑油泵和用于滑油降温的滑油冷却器；联调试验时通过滑油泵做功将滑油箱内的滑油经过滑油冷却器降温后，分别参与主柴油机和齿轮的润滑，润滑后的滑油最后回到滑油箱中。
作为本发明的进一步优化方案，所述滑油冷却器与主柴油机之间还设有调压阀，用于调节进入主柴油机的滑油压力。
作为本发明的进一步优化方案，冷却系统包括冷却模块、辅机冷却模块、水力测功器冷却模块、用于产生冷却源的冷却塔模块；联调试验时，冷却模块、辅机冷却模块和水力测功器冷却模块共用冷却塔模块。
作为本发明的进一步优化方案，冷却模块包括用于热交换的中央冷却器和主机高温冷却器，所述主柴油机与主机高温冷却器之间形成主机冷却循环，所述中央冷却器与主机高温冷却器之间形成辅助冷却循环，所述滑油冷却器连接设于辅助冷却循环上；联调试验时，通过中央冷却器与冷却塔模块进行热交换，降低辅助冷却循环的温度，降温后的冷却水先与滑油冷却器进行热交换形成低温冷却水，然后再与主机高温冷却器进行热交换形成高温冷却水，降低主机冷却循环的温度，最后高温冷却水回流到中央冷却器进行热交换降温。
本发明的有益效果在于：
1)本发明能够适用于不同主动力设备的联动试验系统，将系统内的各个必备的装置进行模块化设计，便于在使用时进行快速组装，提升试验效率。
附图说明
图1是本发明主动力设备的结构示意图；
图2是本发明燃油系统的示意图；
图3是本发明滑油系统的示意图；
图4是本发明冷却系统的辅机模块部分示意图1；
图5是本发明冷却系统的水力测功器部分示意图2；
图6是本发明的冷却模块的示意图；
图中：1、主动力设备；11、主柴油机；12、前端齿轮箱；13、后端齿轮箱；14、艉轴；2、辅机模块；3、燃油系统；31、油罐；32、机带燃油泵；33、软接管；34、备用燃油泵；4、滑油系统；41、滑油箱；42、滑油泵；43、滑油冷却器；44、调压阀；5、冷却系统；51、辅机冷却模块；52、水力测功器冷却模块；53、冷却塔模块；6、水力测功器；61、前端水力测功器；62、后端水力测功器；7、冷却模块；71、中央冷却器；72、主机高温冷却器。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
如图1至图6所示的一种拖船主动力设备陆上联调试验系统，包括
设备台位，用于匹配安装主动力设备1；
辅机模块2，包括主机发电机组和轴带发电机组，用于提供联调试验系统的电力；
辅助模块，包括燃油系统3、滑油系统4、冷却系统5，用于辅助主动力设备1和辅机模块2的正常运行；
控制模块，用于控制主动力设备1和辅助模块的运行工况；
测试模块，包括设于主动力设备两端的水力测功器6；
联调实验时，将主动力设备和测试模块装配至设备台位上，将辅机模块、辅助模块按照实船条件快速进行组装，然后通过控制模块调节试验系统各组件的工况检验设备的可靠性；
具体的，先制定主动力设备布置图，并制定各设备的安装、对中工艺；然后设计主动装备的燃油、滑油、压缩空气、冷却水系统等动力管路系统；在进行具体测试实验时，本试验系统除了可调桨(含尾轴)、消防泵外，将辅机：实船配置的主发电机组、轴带发电机组；主机：主机、齿轮箱，辅助：主(备)燃油、滑油、冷却水泵、冷却器；及其他设备：主动力遥控及监测系统、集控台、前、后台主机遥控板、主配电板、组合起动屏等设备全部都参加试验；
其中，主动力设备1包括主柴油机11、设于主柴油机11两端的前端齿轮箱12和后端齿轮箱13；
水力测功器6包括前端水力测功器61和后端水力测功器62；前端齿轮箱12上连接前端水力测功器61，后端水力测功器62上设有艉轴14，艉轴14与后端齿轮箱13连接；
燃油系统3包括油罐31，油罐31和主柴油机11之间设有第一油路，第一油路上设有机带燃油泵32，通过机带燃油泵32将油罐31内的燃油泵入主柴油机11内；为了降低油管对的主柴油机振动的传递，在机带燃油泵32和油罐31之间还设有用于减振的软接管33；
为了避免第一油路上出现故障，提升燃油系统的可靠性，在油罐31和主柴油机11之间还并列设有第二油路，在第二油路上设有备用燃油泵34；
滑油系统4包括滑油箱41，滑油箱41与前端齿轮箱12和后端齿轮箱13之间分别设有第一润滑回路，滑油箱41与主柴油机11之间设有第二润滑回路；第二润滑回路上设有滑油泵42和用于滑油降温的滑油冷却器43；
滑油箱和主动力设备的三个组件之间整体形成了三个润滑循环，即主推进柴油机-滑油箱、前端齿轮箱-滑油箱、后端齿轮箱-滑油箱；而且这三个循环中的滑油箱是同一个滑油箱，即为公共的滑油箱；
针对前端齿轮箱-滑油箱、后端齿轮箱-滑油箱循环，在齿轮箱和滑油箱之间的管线上均设有滑油泵，用于抽取滑油进入齿轮箱的动力；使用时，前、后端齿轮箱通过各自的电动滑油泵抽取公共滑油箱内的滑油，滑油对齿轮、轴承等运动件润滑后，再次回到滑油箱；
针对主推进柴油机-滑油箱的循环，在箱和滑油箱之间的管线上也设有滑油泵，用于作为抽取滑油进入柴油机的动力，使用时，滑油箱内的滑油由第二油路上的滑油泵升压后进入柴油机内润滑主机曲轴、凸轮轴、活塞、各机带泵等运动件，然后回到干式油底壳里，干式油底壳的滑油通过滑油管回到公共的滑油箱内，便于进行下一个润滑循环；
但是这里的主推进柴油机-滑油箱的循环与其他循环不一样的是，在此循环中还设有用于滑油降温的滑油冷却器43，滑油冷却器设于滑油泵42和主推进柴油机之间，并且滑油冷却器43上还设有温控阀，用于确保滑油温度的恒定；此外，由于主机润滑对滑油的压力、流量要求与其他循环的要求不一样，因此在滑油冷却器和主推进柴油机之间还设有调压阀44，用于调节进入主机的压力，并且在调压阀44的出口设有两条管线，一条管线直接将冷却降温后的滑油输送至主推进柴油机内，另一条管线将冷却降温的滑油回流到滑油箱内，降低滑油箱内滑油的温度，便于参与到齿轮箱的滑油循环中；
冷却系统5包括冷却模块7、辅机冷却模块51、水力测功器冷却模块52、用于产生冷却源的冷却塔模块53；联调试验时，冷却模块7、辅机冷却模块51和水力测功器冷却模块52共用冷却塔模块53；
冷却模块7包括均用于热交换的中央冷却器71和主机高温冷却器72，通过主柴油机11与主机高温冷却器72将冷却模块分隔成三个冷却循环，分别形成了主机冷却循环、辅助设备冷却循环、冷却塔循环；具体的，
主机冷却循环：主柴油机的各部件在冷却水的作用下实现降温，同时使得冷却水的温度升高，形成高温冷却水，高温冷却水会通过主机高温冷却器72进行热交换，从而实现主机一侧的冷却水降温，冷却后的冷却水由机带高温水泵升压后进入柴油机的气缸套水腔，冷却柴油机的各部件后，再次经出口总管进入主机高温冷却器，从而形成了主柴油机的冷却循环；
辅助设备冷却循环：该循环为主机高温冷却器72和中央冷却器71之间的主机低温冷却循环回路，在该循环回路上设有滑油冷却器43和空气冷却器；当主机高温冷却器6与主柴油机一侧的高温冷却水进行换热后，形成高温冷却水，紧接着通过中央冷却器与冷却塔一侧的冷却水进行热交换，冷却后的冷却水经过机带的低温水泵升压后分别进入需要冷却降温的辅助设备，例如滑油冷却器；冷却水通过滑油冷却器对滑油循环内的滑油进行降温，便于滑油系统更好的润滑降温；冷却水通过滑油冷却器进行热交换后，形成低温冷却水，然后流至主机高温冷却器6参与换热，如此循环；相当于依次与空气冷却器51和滑油冷却器52等设备进行换热后再经过主机高温冷却器6处进行换热；从而形成了辅助设备冷却循环；
冷却塔循环：通过中央冷却器的作用后，将高温冷却水热量换热至另一侧的冷却塔模块53形成的冷却循环；该循环将从中央冷却器换热过来的热量输送至冷却塔中进行降温，如此循环；
通过主柴油机11与主机高温冷却器72将三个循环连接在一起，共同形成完整的冷却循环；
联调试验时，通过中央冷却器71与冷却塔模块53进行热交换，降低辅助冷却循环的温度，降温后的冷却水先与滑油冷却器43进行热交换形成低温冷却水，然后再与主机高温冷却器72进行热交换形成高温冷却水，降低主机冷却循环的温度，最后高温冷却水回流到中央冷却器71进行热交换降温；
通过本系统基本涵盖了拖船所有主动力设备及其辅助系统，使得在陆上的试验非常接近实船试验，并且将实船系泊、航行试验时间由原来的10个月，缩短到3个月；并且本系统将试验用的相关设备全部进行模块化设计，在需要进行联调测试时，可以实现快速组装，达到试验条件的目的；提升试验准备的效率。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种拖船主动力设备陆上联调试验系统,其特征在于：包括
设备台位，用于匹配安装主动力设备(1)；
辅机模块(2)，包括主机发电机组和轴带发电机组，用于提供联调试验系统的电力；
辅助模块，包括燃油系统(3)、滑油系统(4)、冷却系统(5)，用于辅助主动力设备(1)和辅机模块(2)的正常运行；
控制模块，用于控制主动力设备(1)和辅助模块的运行工况；
测试模块，包括设于主动力设备两端的水力测功器(6)；
联调实验时，将主动力设备和测试模块装配至设备台位上，将辅机模块、辅助模块按照实船条件快速进行组装，然后通过控制模块调节试验系统各组件的工况检验设备的可靠性。
2.根据权利要求1所述的一种拖船主动力设备陆上联调试验系统,其特征在于：所述主动力设备(1)包括主柴油机(11)、设于主柴油机(11)两端的前端齿轮箱(12)和后端齿轮箱(13)；所述水力测功器(6)包括前端水力测功器(61)和后端水力测功器(62)；所述前端齿轮箱(12)上连接前端水力测功器(61)，所述后端水力测功器(62)上设有艉轴(14)，艉轴(14)与后端齿轮箱(13)连接。
3.根据权利要求2所述的一种拖船主动力设备陆上联调试验系统,其特征在于：所述燃油系统(3)包括油罐(31)，所述油罐(31)和主柴油机(11)之间设有第一油路，第一油路上设有机带燃油泵(32)，通过机带燃油泵(32)将油罐(31)内的燃油泵入主柴油机(11)内；所述机带燃油泵(32)和油罐(31)之间还设有用于减振的软接管(33)。
4.根据权利要求3所述的一种拖船主动力设备陆上联调试验系统,其特征在于：所述油罐(31)和主柴油机(11)之间设有第二油路，所述第二油路上设有备用燃油泵(34)。
5.根据权利要求4所述的一种拖船主动力设备陆上联调试验系统,其特征在于：所述滑油系统(4)包括滑油箱(41)，所述滑油箱(41)与前端齿轮箱(12)和后端齿轮箱(13)之间分别设有第一润滑回路，所述滑油箱(41)与主柴油机(11)之间设有第二润滑回路；所述第二润滑回路上设有滑油泵(42)和用于滑油降温的滑油冷却器(43)；联调试验时通过滑油泵(42)做功将滑油箱内的滑油经过滑油冷却器(43)降温后，分别参与主柴油机(11)和前、后端齿轮箱的润滑，润滑后的滑油最后回到滑油箱(41)中。
6.根据权利要求5所述的一种拖船主动力设备陆上联调试验系统,其特征在于：所述滑油冷却器(43)与主柴油机(11)之间还设有调压阀(44)，用于调节进入主柴油机(11)的滑油压力。
7.根据权利要求6所述的一种拖船主动力设备陆上联调试验系统,其特征在于：所述冷却系统(5)包括冷却模块(7)、辅机冷却模块(51)、水力测功器冷却模块(52)、用于产生冷却源的冷却塔模块(53)；联调试验时，冷却模块(7)、辅机冷却模块(51)和水力测功器冷却模块(52)共用冷却塔模块(53)。
8.根据权利要求7所述的一种拖船主动力设备陆上联调试验系统,其特征在于：所述冷却模块(7)包括均用于热交换的中央冷却器(71)和主机高温冷却器(72)，所述主柴油机(11)与主机高温冷却器(72)之间形成主机冷却循环，所述中央冷却器(71)与主机高温冷却器(72)之间形成辅助冷却循环，所述滑油冷却器(43)连接设于辅助冷却循环上；联调试验时，通过中央冷却器(71)与冷却塔模块(53)进行热交换，降低辅助冷却循环的温度，降温后的冷却水先与滑油冷却器(43)进行热交换形成低温冷却水，然后再与主机高温冷却器(72)进行热交换形成高温冷却水，降低主机冷却循环的温度，最后高温冷却水回流到中央冷却器(71)进行热交换降温。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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