CN115773291B - 一种带有冲洗回路的减摇鳍闭式液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有冲洗回路的减摇鳍闭式液压系统，包括冲洗回路、电机(6)、转鳍柱塞泵(7)、补油泵(8)、补油溢流阀(9)、转鳍溢流阀(10)、单向阀一(11.1)、单向阀二(11.2)、单向阀三(11.3)、单向阀四(11.4)、转鳍油缸(12)、冷却器(15)和油箱(16)，通过液控换向阀(4)的弹簧设定液控换向阀(4)的切换压力，当补油压力高于液控换向阀(4)的切换压力时，液控换向阀(4)切换至开启，实现自动冲洗，当补油压力低于低于液控换向阀(4)的切换压力时，液控换向阀(4)切换至关闭，冲洗回路自动关闭。本发明的系统通过调节冲洗量的大小以及实时启闭冲洗回路，克服了现有冲洗回路往往引起补油压力波动大问题。

Description

一种带有冲洗回路的减摇鳍闭式液压系统

技术领域

本发明属于液压闭式系统技术领域，具体涉及一种带有冲洗回路的减摇鳍闭式液压系统。

背景技术

当船在海上航行或停泊时，由于受风浪的影响，会产生横摇运动。减摇鳍作为减少船舶横摇的主要装置，得到了大量实船应用，在航行遇到大风浪时可有效减少船舶横摇角度。目前减摇鳍装置主要由鳍、执行机构、液压机组、电控设备、鳍座(非收放式)或鳍箱(收放式)等构成。其液压机组为减摇鳍装置的动力和驱动装置。从减摇鳍转鳍回路的电液控制元件类型来看，可分为阀控型和泵控型。阀控型为开式液压系统，泵控型为闭式液压系统。

为了满足大型船舶的减摇需求，减摇鳍装置逐渐朝着大型化发展。闭式液压系统为变量泵直接与执行机构转鳍油缸的连接，驱动执行机构工作。闭式液压系统回路泵的输出流量与负载流量相适应，没有节流损失，回路的效率高，常用于大功率液压系统，能够适用于大型船舶的减摇鳍装置液压机组的单机功率较大的需求。减摇鳍泵控型闭式液压系统的核心元件为闭式柱塞泵与转鳍油缸。闭式液压系统在工作时，需对系统中进行补油，以补充闭式系统中的泄漏和强制对闭式回路进行冷却。但是随着减摇鳍装置大型化的发展，泵控型闭式液压系统的功率也逐渐上升，系统运行时闭式回路内的油温往往较高，影响液压元件、密封件、油液的寿命和可靠性。

现有技术中已有对闭式液压系统回路的低压侧进行冲洗，以降低闭式系统内的油温的机构，但是，对于大型船舶的减摇鳍装置，在工作时需根据船舶的摇摆运动信号，以控制柱塞泵的变量，实现柱塞泵的输出流量与转鳍运动需求的流量匹配。液压系统随船舶摇摆运动信号快速动作，转鳍流量快速连续变化，现有技术中的冲洗回路无法调节冲洗量的大小以及实时启闭冲洗回路，往往引起补油压力剧烈波动，难以满足要求。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种带有冲洗回路的减摇鳍闭式液压系统，能够在系统运行油温较高时，对系统进行冲洗以降低系统温度，通过调节冲洗量的大小以及实时启闭冲洗回路，克服了现有冲洗回路往往引起补油压力波动大问题。

本发明的具体技术方案是一种一种带有冲洗回路的减摇鳍闭式液压系统，包括冲洗回路、电机、转鳍柱塞泵、补油泵、补油溢流阀、转鳍溢流阀、单向阀一、单向阀二、单向阀三、单向阀四、转鳍油缸、冷却器和油箱，其特征在于，

所述的电机驱动转鳍柱塞泵、补油泵运转，所述的转鳍柱塞泵、补油泵的吸油口与油箱连接，所述的转鳍柱塞泵的两个输出端口分别通过二根管路直接与所述的转鳍油缸的两个油缸的进油端口连接，构成转鳍回路，

所述的补油泵的输出端口分别连接单向阀三和单向阀四的进油口，单向阀三和单向阀四的出油口分别连接转鳍油缸的两个油缸的进油端口，转鳍溢流阀的出油口连接补油泵的输出端口，转鳍溢流阀的进油口连接分别连接单向阀一和单向阀二的出油口，单向阀一和单向阀二的进油口分别连接转鳍油缸的两个油缸的进油端口，在补油泵的输出端口与单向阀三和单向阀四连接节点之后，补油泵的输出端口通过管路顺序连接补油溢流阀、冷却器和油箱，

所述的冲洗回路包括梭阀、顺序阀、调速阀、液控换向阀和测压组件，冲洗回路的两个油路端口即所述梭阀的的二个进油口，分别与转鳍回路的二根管路相连接，所述的梭阀为低压侧热油梭阀，所述的梭阀的出油口连接所述的顺序阀的进油口，顺序阀的弹簧腔设有与所述的油箱连接单独的端口，顺序阀的出油口和所述的液控换向阀连接有调速阀，所述的液控换向阀为两位两通型常闭型换向阀，液控换向阀的液控腔端口与补油泵的输出端口连接，液控换向阀的出油口连接到补油溢流阀和冷却器之间的管路上，所述的测压组件用于测量梭阀、顺序阀、调速阀和液控换向阀之间的油压，液控换向阀的弹簧腔与油箱连接，通过液控换向阀的弹簧设定液控换向阀的切换压力，当补油压力高于液控换向阀的切换压力时，液控换向阀切换至开启，实现自动冲洗，当补油压力低于低于液控换向阀的切换压力时，液控换向阀切换至关闭，冲洗回路自动关闭。

更进一步地，所述测压组件包括测压接头一、测压接头二和测压接头三，在所述的冲洗回路的梭阀与顺序阀之间设置了测压点C，其上设置测压接头一，在冲洗回路的顺序阀与调速阀之间设置了测压点D，其上设置测压接头二，在冲洗回路的调速阀与液控换向阀之间设置了测压点E，其上设置测压接头三。

更进一步地，还包括转鳍压力压力表和补油压力压力表，所述的转鳍压力压力表设置在转鳍溢流阀的进油口，所述的补油压力压力表设置在补油溢流阀的进油口。

更进一步地，所述的顺序阀设定压力小于补油溢流阀设定压力0.2～0.3MPa。

本发明的有益效果是1)本发明的带有冲洗回路的减摇鳍闭式液压系统的冲洗回路中具有液控换向阀，其液控腔端口直接与补油压力腔连接，液控换向阀的弹簧腔与油箱连接，通过弹簧设定液控换向阀的切换压力。当补油压力高于液控换向阀的切换压力时，该阀切换至开启，实现自动冲洗。当补油压力低于低于液控换向阀的切换压力时，该阀切换至关闭，冲洗回路自动关闭，以稳定补油压力；2)冲洗回路中采用了顺序阀，其弹簧腔有单独的端口，可将其弹簧腔油液泄放至油箱，其调定压力将不受其后续液压元件产生的背压压力影响。克服了现有冲洗回路中冲洗压力控制阀为溢流阀，其压力设定值受后续液压元件产生的背压压力影响，导致压力设定值的不稳定；3)冲洗回路在顺序阀之后设置了调速阀，可根据实际工况无级调节冲洗回路冲洗量的大小；4)带有补油泵，通过对称设置的单向阀向转鳍回路低压侧补油，克服双向的转鳍油缸在活塞方向突然转向带来的液压油压力剧烈波动的问题。

本发明的带有冲洗回路的减摇鳍闭式液压系统通过冲洗降低系统中油温，提高了液压元件、密封件、油液的寿命和可靠性。同时，其冲洗回路实现了冲洗量可无级调节、自动适应减摇鳍实船恶劣工况自动开启或关闭冲洗回路的功能，避免出现压力波动大的问题，影响闭式系统的正常运转，提高了系统的可靠性。

附图说明

图1为本发明的带有冲洗回路的减摇鳍闭式液压系统原理图；

图2为本发明的带有冲洗回路的减摇鳍闭式液压系统的冲洗回路原理图；

其中，梭阀1，顺序阀2，调速阀3，液控换向阀4，测压接头一5.1，测压接头二5.2，测压接头三5.3，电机6，转鳍柱塞泵7，补油泵8，补油溢流阀9，转鳍溢流阀10，单向阀一11.1，单向阀二11.2，单向阀三11.3，单向阀四11.4，转鳍油缸12，转鳍压力压力表13，补油压力压力表14，冷却器15，油箱16。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步地描述。

如附图1所示，本发明的带有冲洗回路的减摇鳍闭式液压系统，包括冲洗回路、电机6、转鳍柱塞泵7、补油泵8、补油溢流阀9、转鳍溢流阀10、单向阀一11.1、单向阀二11.2、单向阀三11.3、单向阀四11.4、转鳍油缸12、转鳍压力压力表13、补油压力压力表14、冷却器15和油箱16。

所述的电机6驱动转鳍柱塞泵7、补油泵8运转，转鳍柱塞泵7、补油泵8的吸油口与油箱16连接。所述的转鳍柱塞泵7的两个输出端口P1、P2分别通过管路直接与转鳍油缸12的两个油缸的进油端口P3、P4连接，构成转鳍回路。转鳍柱塞泵7根据船舶的摇摆运动信号调节输出流量，实现输出流量与转鳍运动需求流量匹配。

所述补油泵8的输出端口分别连接单向阀三11.3和单向阀四11.4的进油口，单向阀三11.3和单向阀四11.4的出油口分别连接转鳍油缸12的两个油缸的进油端口P3、P4，转鳍溢流阀10的出油口连接补油泵8的输出端口，转鳍溢流阀10的进油口连接分别连接单向阀一11.1和单向阀二11.2的出油口，单向阀一11.1和单向阀二11.2的进油口分别连接转鳍油缸12的两个油缸的进油端口P3、P4。在补油泵8的输出端口与单向阀三11.3和单向阀四11.4连接节点之后，补油泵8的输出端口通过管路顺序连接补油溢流阀9、冷却器15和油箱16。通过单向阀一11.1和单向阀四11.2的切换，使得转鳍回路中高压侧与转鳍溢流阀10进油口互相连接。补油泵8通过单向阀三11.3和单向阀四11.4向转鳍回路低压侧补油。补油压力通过补油溢流阀9调节。

所述的转鳍压力压力表13设置在转鳍溢流阀10的进油口，所述的补油压力压力表14设置在补油溢流阀9的进油口。

如附图2所示，所述的冲洗回路包括梭阀1、顺序阀2、调速阀3、液控换向阀4、测压组件，测压组件包括测压接头一5.1、测压接头二5.2和测压接头三5.3。本发明的带有冲洗回路的减摇鳍闭式液压系统通过冲洗回路实现对闭式液压系统低压侧的冲洗。本冲洗回路具有冲洗量可无级调节、自动启闭的特点，可满足减摇鳍装置复杂恶劣工况的要求。

冲洗回路的两个油路端口A、B即所述梭阀1的的二个进油口，分别与转鳍回路的二根管路上的X1、X2点相连接。冲洗回路中设置的梭阀1为低压侧热油梭阀，在转鳍回路工作时，当油路一侧压力高于另一侧压力时，形成高压侧与低压侧，梭阀1自动切换，将低压侧油路与冲洗回路后续油路连接。

在梭阀1之后设置顺序阀2，用于设定转鳍回路低压侧的冲洗压力。顺序阀2设定压力较补油溢流阀9的设定压力低0.2～0.3MPa。低0.2～0.3MPa时可使补油油液顺利进入主油路和冲洗回路。顺序阀2由于其弹簧腔有单独的端口，将其弹簧腔端口J连接至油箱16，其调定压力不受后续液压元件产生的背压压力的影响。

如果补油量为一定值时，系统快速转鳍时，冲洗量过大时将引起补油压力的剧烈波动，影响系统的正常工作。如果冲洗量过小时，又难以达到冲洗冷却的效果。在顺序阀2之后设置了调速阀3，可根据实际工况无级调节冲洗回路冲洗量的大小。

在调速阀3之后设置了液控换向阀4，为两位两通型常闭型换向阀。液控换向阀4的液控腔端口F与补油压力腔X3连接。液控换向阀4的出油口G连接到补油溢流阀9和冷却器15之间的管路上。液控换向阀4的弹簧腔H与油箱16连接。通过液控换向阀4的弹簧设定液控换向阀4的切换压力。当补油压力高于液控换向阀4的切换压力时，液控换向阀4切换至开启，实现自动冲洗。当补油压力低于低于液控换向阀4的切换压力时，液控换向阀4切换至关闭，冲洗回路自动关闭。当本发明的系统在工作时，出现补油压力低于液控换向阀4的切换压力时，冲洗回路自动关闭，以稳定补油压力。

在冲洗回路的梭阀1与顺序阀2之间设置了测压点C，其上设置测压接头一5.1。在冲洗回路的顺序阀2与调速阀3之间设置了测压点D，其上设置测压接头二5.2。在冲洗回路的调速阀3与液控换向阀4之间设置了测压点E，其上设置测压接头三5.3。设置的测压点C、D、E便于测试与调试冲洗回路。

虽然本发明已经以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (4)

1.一种带有冲洗回路的减摇鳍闭式液压系统，包括冲洗回路、电机（6）、转鳍柱塞泵（7）、补油泵（8）、补油溢流阀（9）、转鳍溢流阀（10）、单向阀一（11.1）、单向阀二（11.2）、单向阀三（11.3）、单向阀四（11.4）、转鳍油缸（12）、冷却器（15）和油箱（16），其特征在于，

所述的电机（6）驱动转鳍柱塞泵（7）、补油泵（8）运转，所述的补油泵（8）的吸油口与油箱（16）连接，所述的转鳍柱塞泵（7）的两个输出端口分别通过二根管路直接与所述的转鳍油缸（12）的两个油缸进油端口连接，构成转鳍回路，

所述的补油泵（8）的输出端口分别连接单向阀三（11.3）和单向阀四（11.4）的进油口，单向阀三（11.3）和单向阀四（11.4）的出油口分别连接转鳍油缸（12）的两个油缸的进油端口，转鳍溢流阀（10）的出油口连接补油泵（8）的输出端口以及单向阀三（11.3）的进油口和单向阀四（11.4）的进油口，转鳍溢流阀（10）的进油口分别连接单向阀一（11.1）和单向阀二（11.2）的出油口，单向阀一（11.1）和单向阀二（11.2）的进油口分别连接转鳍油缸（12）的两个油缸进油端口，在补油泵（8）的输出端口与单向阀三（11.3）和单向阀四（11.4）连接节点之后，补油泵（8）的输出端口通过管路顺序连接补油溢流阀（9）、冷却器（15）和油箱（16），

所述的冲洗回路包括梭阀（1）、顺序阀（2）、调速阀（3）、液控换向阀（4）和测压组件，冲洗回路的两个油路端口即所述梭阀（1）的二个进油口，分别与转鳍回路的二根管路相连接，所述的梭阀（1）为低压侧热油梭阀，所述的梭阀（1）的出油口连接所述的顺序阀（2）的进油口，顺序阀（2）的弹簧腔设有与所述的油箱（16）单独连接的端口，顺序阀（2）的出油口和所述的液控换向阀（4）连接有调速阀（3），所述的液控换向阀（4）为两位两通型常闭型换向阀，液控换向阀（4）的液控腔端口与补油泵（8）的输出端口连接，液控换向阀（4）的出油口连接到补油溢流阀（9）和冷却器（15）之间的管路上，所述的测压组件用于测量梭阀（1）、顺序阀（2）、调速阀（3）和液控换向阀（4）之间的油压，液控换向阀（4）的弹簧腔与油箱（16）连接，通过液控换向阀（4）的弹簧设定液控换向阀（4）的切换压力，当补油压力高于液控换向阀（4）的切换压力时，液控换向阀（4）切换至开启，实现自动冲洗，当补油压力低于液控换向阀（4）的切换压力时，液控换向阀（4）切换至关闭，冲洗回路自动关闭。

2.如权利要求1所述的一种带有冲洗回路的减摇鳍闭式液压系统，其特征在于，所述测压组件包括测压接头一（5.1）、测压接头二（5.2）和测压接头三（5.3），在所述的冲洗回路的梭阀（1）与顺序阀（2）之间设置了测压点C，其上设置测压接头一（5.1），在冲洗回路的顺序阀（2）与调速阀（3）之间设置了测压点D，其上设置测压接头二（5.2），在冲洗回路的调速阀（3）与液控换向阀（4）之间设置了测压点E，其上设置测压接头三（5.3）。

3.如权利要求2所述的一种带有冲洗回路的减摇鳍闭式液压系统，其特征在于，还包括转鳍压力压力表（13）和补油压力压力表（14），所述的转鳍压力压力表（13）设置在转鳍溢流阀（10）的进油口，所述的补油压力压力表（14）设置在补油溢流阀（9）的进油口。

4.如权利要求1-3任一一项所述的一种带有冲洗回路的减摇鳍闭式液压系统，其特征在于，所述的顺序阀（2）设定压力小于补油溢流阀（9）设定压力0.2~0.3MPa。

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