CN115899002A - 一种海上登乘廊桥多功能液压控制阀及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上登乘廊桥多功能液压控制阀及其控制方法，包括：第一单向平衡阀、第二单向平衡阀、第一液压梭阀、第二液压梭阀、第一压力源接口、第二压力源接口、第一负载接口、第二负载接口和控制油接口。采用上述技术方案，使得在廊桥辅助工作中，该多功能液压控制阀可以作为平衡阀来使用；在廊桥进入被动补偿的工况时，多功能液压控制阀可以控制液压设备的执行元件处于浮动状态，使得液压设备随波浪去完成廊桥的海浪补偿，保证船舶与风机之间的通道安全、平稳。

Description

一种海上登乘廊桥多功能液压控制阀及其控制方法

技术领域

本发明涉及海上风电维护设备技术领域，特别是涉及一种海上登乘廊桥多功能液压控制阀及其控制方法。

背景技术

液压对正向负载力无穷大，但对负向负载就相形见绌了，开式回路中原则上只能采取节流的方法，被动的控制，若负载力幅度多变而要求速度不变，在一定范围内可以采用二通流量阀或更复杂一些，例如带反馈的比例节流阀等。但若负载力不仅幅度多变且有时会降到接近零甚至时负时正，则单靠普通地被动节流的方法就不行了，而这种情况在工程液压中很常见，因此平衡阀在工程液压中广泛地被应用，平衡阀(Counterbalance Valve)，又称负载控制阀(Load Control Valve)，也有称运动控制阀(Motion Control Valve)。如在液压升降工作台中，平衡阀被用于软启动、软停止、平稳运动，以保证可靠地停在每个希望的位置，即使管道破裂也不会下沉。在履带式行走机械中使用两个平衡阀，用于避免在行进中出现不希望的前冲或后退。在海上登乘廊桥中，一个平衡阀与一个液控方向阀结合，以保证在希望工作时，可靠地停留在任意位置。目前工程机械、船舶机械中使用的液压平衡阀，从结构上分有锥阀式、滑阀式和组合式三种，从油的流向看分顺流式和倒流式两种。锥阀式虽易堵塞但密封性好，几乎无泄漏，具有“锁”的作用等；滑阀式不易堵塞，低速微动性好，但无“锁”的作用，重物易自动下降等；组合式是前两者的组合，既有“锁”的作用，又能进行微调，只是结构复杂些等。

随着国民经济以及基础建设的飞速发展，运维登乘装备在海上风电运维中获得了极为广泛的应用。而平衡阀是运维登乘装备不可缺少的主要液压原件。例如工程用起重机，国内最大吨位的一般在50吨左右，要想上到50吨甚至100吨以上，困难重重，其中一个关键部件，特别是双缸变幅机构中用的液压部件一液压平衡阀是最大难点之一。因为带负载下降的许多液压机械设备，它必需要有一个能控制其带负载下降时的平衡与安全装置，例如在工程起重机上就把这个控制液压部件称液压平衡阀。而且当所带载荷越大时，其意义就越大，越重要。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种海上登乘廊桥多功能液压控制阀及其控制方法，以实现海上登乘廊桥的液压机械设备同时具有液压控制和浮动状态。

本发明采用的技术方案是：一种海上登乘廊桥多功能液压控制阀，包括：第一单向平衡阀、第二单向平衡阀、第一液压梭阀、第二液压梭阀、第一压力源接口、第二压力源接口、第一负载接口、第二负载接口和控制油接口；

所述第一压力源接口连接所述第一单向平衡阀的正向接口；所述第一单向平衡阀的反向接口连接所述第一负载接口；所述第二压力源接口连接所述第二单向平衡阀的正向接口；所述第二单向平衡阀的反向接口连接所述第二负载接口；

所述第一液压梭阀的第一进油口连接所述第一压力源接口，所述第一液压梭阀的第二进油口连接所述控制油接口，所述第一液压梭阀的出油口连接所述第二单向平衡阀的先导控制口；所述第二液压梭阀的第一进油口连接所述第二压力源接口，所述第二液压梭阀的第二进油口连接所述控制油接口，所述第二液压梭阀的出油口连接所述第一单向平衡阀的先导控制口。

进一步的，所述第一压力源接口和第二压力源接口分别通过一个多路阀连接压力源和油箱；

当所述多路阀为第一位时，所述第一压力源接口连通压力源，所述第二压力源接口连通所述油箱；

当所述多路阀为第二位时，所述第二压力源接口连通压力源，所述第一压力源接口连通所述油箱；

当所述多路阀为第三位时，所述第一压力源接口和所述第一压力源接口均连通所述油箱。

进一步的，所述控制油接口通过电磁阀开关与控制油压力源连接。

进一步的，所述第一负载接口和第二负载接口分别连接所述海上登乘廊桥的执行元件的高压腔和低压腔接口。

进一步的，所述执行元件包括所述海上登乘廊桥的伸缩油缸、俯仰油缸和回转马达。

进一步的，所述第一负载接口和第二负载接口的数量均为复数组，所述第一负载接口和所述第二负载接口的数量相等且每组第一负载接口和第二负载接口对应连接一个执行元件的高压腔和低压腔接口，所述复数组第一负载接口和第二负载接口连接的复数个执行元件执行的任务相同。

进一步的，所述海上登乘廊桥多功能液压控制阀的主阀芯和控制阀芯采用锥阀结构。

进一步的，所述第一单向平衡阀和第二单向平衡阀的反向接口分别连接第一压力传感器和第一压力传感器。

基于上述海上登乘廊桥多功能液压控制阀，本发明还提供一种海上登乘廊桥多功能液压控制阀的控制方法，包括：

当控制所述执行元件执行第一单向动作时，所述第一压力源接口连通压力源，第二压力源接口连通油箱，使所述压力源中的液压油通过所述第一单向平衡阀进入所述执行元件的高压腔，并且使所述液压油通过所述第一液压梭阀的出油口进入所述第二单向平衡阀的先导控制口，打开所述第二单向平衡阀，使所述执行元件低压腔通过所述第二单向平衡阀回油到油箱；

当控制所述执行元件执行与所述第一单向动作相反的第二单向动作时，所述第二压力源接口连通压力源，第一压力源接口连通油箱，使所述压力源中的液压油通过所述第二单向平衡阀进入所述执行元件的低压腔，并且使所述液压油通过所述第二液压梭阀的出油口进入所述第一单向平衡阀的先导控制口，打开所述第一单向平衡阀，使所述执行元件高压腔通过所述第一单向平衡阀回油到油箱；

当控制所述执行元件执行浮动状态时，所述第一压力源接口和所述第二压力源接口均连通所述油箱，所述控制油接口连通控制油压力源，控制油通过所述第一液压梭阀和第二液压梭阀的出油口分别进入所述第二单向平衡阀和第一单向平衡阀的先导控制口，使所述第一单向平衡阀和第二单向平衡阀打开，所述执行元件的高压腔和低压腔均与油箱连通。

进一步的，

当控制所述执行元件执行第一单向动作时，旋转所述多路阀至第一位；

当控制所述执行元件执行第二单向动作时，旋转所述多路阀至第二位；

当控制所述执行元件执行浮动状态时，旋转所述多路阀至第三位。

本发明的有益效果是：

本发明所述的一种海上登乘廊桥多功能液压控制阀及其控制方法，使得在廊桥辅助工作中，该多功能液压控制阀可以作为平衡阀来使用；在廊桥进入被动补偿的工况时，多功能液压控制阀可以控制液压设备的执行元件处于浮动状态，使得液压设备随波浪去完成廊桥的海浪补偿，保证船舶与风机之间的通道安全、平稳。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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它的附图。

图1为本发明海上登乘廊桥多功能液压控制阀的总体结构示意图；

图2为本发明海上登乘廊桥多功能液压控制阀控制执行元件执行第一单向动作时的油路图；

图3为本发明海上登乘廊桥多功能液压控制阀控制执行元件执行第二单向动作时的油路图；

图4为本发明海上登乘廊桥多功能液压控制阀控制执行元件执行浮动状态时的油路图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种海上登乘廊桥多功能液压控制阀，以实现海上登乘廊桥的液压机械设备同时具有液压控制和浮动状态。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图对本申请实施例技术方案的主要实现原理、具体实施方式及其对应能够达到的有益效果进行详细的阐述。

实施例一

请参考附图1，本申请实施例提供一种海上登乘廊桥多功能液压控制阀，包括：第一单向平衡阀1、第二单向平衡阀2、第一液压梭阀3、第二液压梭阀4、第一压力源接口5、第二压力源接口6、第一负载接口9、第二负载接口10和控制油接口13。

所述第一压力源接口5连接所述第一单向平衡阀1的正向接口；所述第一单向平衡阀1的反向接口连接所述第一负载接口9；所述第二压力源接口6连接所述第二单向平衡阀2的正向接口；所述第二单向平衡阀2的反向接口连接所述第二负载接口10；所述第一液压梭阀3的第一进油口连接所述第一压力源接口5，所述第一液压梭阀3的第二进油口连接所述控制油接口13，所述第一液压梭阀3的出油口连接所述第二单向平衡阀2的先导控制口12；所述第二液压梭阀4的第一进油口连接所述第二压力源接口6，所述第二液压梭阀4的第二进油口连接所述控制油接口13，所述第二液压梭阀4的出油口连接所述第一单向平衡阀1的先导控制口11。在实际使用中，控制油接口13上还要安装一个单向锁阀，以改善其闭合特性，同时避免液压油对控制油路的影响。

在具体实施过程中，所述第一压力源接口5和第二压力源接口6分别通过一个多路阀连接压力源和油箱，控制油接口13通过电磁阀开关与控制油压力源连接，第一负载接口9和第二负载接口10分别连接所述海上登乘廊桥的执行元件的高压腔和低压腔接口，上述执行元件包括所述海上登乘廊桥的伸缩油缸、俯仰油缸和回转马达，分别用来控制海上登乘廊桥伸缩、俯仰和旋转，以适应海上登乘廊桥在不同海况下的被动运动。

当所述多路阀为第一位时，所述第一压力源接口5连通压力源，所述第二压力源接口6连通所述油箱；当所述多路阀为第二位时，所述第二压力源接口6连通压力源，所述第一压力源接口5连通所述油箱；当所述多路阀为第三位时，所述第一压力源接口5和所述第一压力源接口6均连通所述油箱。

一般来说，所述第一负载接口9和第二负载接口10的数量均为复数组，所述第一负载接口9和所述第二负载接口10的数量相等且每组第一负载接口9和第二负载接口10对应连接一个执行元件的高压腔和低压腔接口，所述复数组第一负载接口9和第二负载接口10连接的复数个执行元件执行的任务相同。上述复数一般为二或者二的倍数，上述复数组负载接口对应复数组执行元件，进而使得执行元件可以对称的安装在海上登乘廊桥之上，从而保证海上登乘廊桥可以实现作用的平衡，且在一个执行元件失效的情况下，具备一定的余量。

本实施例中，所述海上登乘廊桥多功能液压控制阀的主阀芯和控制阀芯采用锥阀结构，密封性能好，无泄漏。所述第一单向平衡阀1和第二单向平衡阀2的反向接口还分别连接第一压力传感器7和第一压力传感器8，用于实时监测各个执行元件的油压。

实施例二

基于实施例一的海上登乘廊桥多功能液压控制阀，本发明还提供一种海上登乘廊桥多功能液压控制阀的控制方法，包括：

参考附图2，当控制所述执行元件执行第一单向动作时，旋转所述多路阀至第一位，所述第一压力源接口5连通压力源，第二压力源接口6连通油箱，使所述压力源中的液压油通过所述第一单向平衡阀1进入所述执行元件的高压腔，并且使所述液压油通过所述第一液压梭阀3的出油口进入所述第二单向平衡阀2的先导控制口12，打开所述第二单向平衡阀2，使所述执行元件低压腔通过所述第二单向平衡阀2回油到油箱；

参考附图3，当控制所述执行元件执行与所述第一单向动作相反的第二单向动作时，旋转所述多路阀至第二位，所述第二压力源接口6连通压力源，第一压力源接口5连通油箱，使所述压力源中的液压油通过所述第二单向平衡阀2进入所述执行元件的低压腔，并且使所述液压油通过所述第二液压梭阀4的出油口进入所述第一单向平衡阀1的先导控制口11，打开所述第一单向平衡阀1，使所述执行元件高压腔通过所述第一单向平衡阀1回油到油箱；

参考附图4，当控制所述执行元件执行浮动状态时，旋转所述多路阀至第三位，所述第一压力源接口5和所述第二压力源接口6均连通所述油箱，所述控制油接口13连通控制油压力源，控制油通过所述第一液压梭阀3和第二液压梭阀4的出油口分别进入所述第二单向平衡阀2和第一单向平衡阀1的先导控制口12、11，使所述第一单向平衡阀1和第二单向平衡阀2打开，所述执行元件的高压腔和低压腔均与油箱连通。

采用上述技术方案，使得执行元件的竖缸保持一定的背压，防止负载使活塞超速下降造成事故，并使活塞能在任意位置上锁紧。本申请的平衡阀还有防止油缸下腔管路(特别是软管)破裂发生事故的作用。在使用软管时多功能液压控制阀应布置在油缸和软管之间，常安装于油缸上组成缸上阀组。本申请的多功能液压控制阀还能使水平油缸在负载大小和方向突然变动时，仍能按预定的速度平稳运行。本申请的多功能液压控制阀应用于被动廊桥，大大提高了设备性能，既保证设备辅助工作状态安全平稳，又保证设备工作状态丝滑自如，实现了多功能于一体，节省安装空间，节省材料成本，为被动廊桥在海上运维中提供生命的安全通道，做出了极大贡献。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

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)

1.一种海上登乘廊桥多功能液压控制阀，其特征在于包括：第一单向平衡阀、第二单向平衡阀、第一液压梭阀、第二液压梭阀、第一压力源接口、第二压力源接口、第一负载接口、第二负载接口和控制油接口；

所述第一压力源接口连接所述第一单向平衡阀的正向接口；所述第一单向平衡阀的反向接口连接所述第一负载接口；所述第二压力源接口连接所述第二单向平衡阀的正向接口；所述第二单向平衡阀的反向接口连接所述第二负载接口；

所述第一液压梭阀的第一进油口连接所述第一压力源接口，所述第一液压梭阀的第二进油口连接所述控制油接口，所述第一液压梭阀的出油口连接所述第二单向平衡阀的先导控制口；所述第二液压梭阀的第一进油口连接所述第二压力源接口，所述第二液压梭阀的第二进油口连接所述控制油接口，所述第二液压梭阀的出油口连接所述第一单向平衡阀的先导控制口。

2.根据权利要求1所述的一种海上登乘廊桥多功能液压控制阀，其特征在于：

所述第一压力源接口和第二压力源接口分别通过一个多路阀连接压力源和油箱；

当所述多路阀为第一位时，所述第一压力源接口连通压力源，所述第二压力源接口连通所述油箱；

当所述多路阀为第二位时，所述第二压力源接口连通压力源，所述第一压力源接口连通所述油箱；

当所述多路阀为第三位时，所述第一压力源接口和所述第一压力源接口均连通所述油箱。

3.根据权利要求2所述的一种海上登乘廊桥多功能液压控制阀，其特征在于：

所述控制油接口通过电磁阀开关与控制油压力源连接。

4.根据权利要求3所述的一种海上登乘廊桥多功能液压控制阀，其特征在于：

所述第一负载接口和第二负载接口分别连接所述海上登乘廊桥的执行元件的高压腔和低压腔接口。

5.根据权利要求4所述的一种海上登乘廊桥多功能液压控制阀，其特征在于：

所述执行元件包括所述海上登乘廊桥的伸缩油缸、俯仰油缸和回转马达。

6.根据权利要求4所述的一种海上登乘廊桥多功能液压控制阀，其特征在于：

所述第一负载接口和第二负载接口的数量均为复数组，所述第一负载接口和所述第二负载接口的数量相等且每组第一负载接口和第二负载接口对应连接一个执行元件的高压腔和低压腔接口，所述复数组第一负载接口和第二负载接口连接的复数个执行元件执行的任务相同。

7.根据权利要求1所述的一种海上登乘廊桥多功能液压控制阀，其特征在于：

所述海上登乘廊桥多功能液压控制阀的主阀芯和控制阀芯采用锥阀结构。

8.根据权利要求1所述的一种海上登乘廊桥多功能液压控制阀，其特征在于：

所述第一单向平衡阀和第二单向平衡阀的反向接口分别连接第一压力传感器和第一压力传感器。

9.一种海上登乘廊桥多功能液压控制阀的控制方法，其特征在于：

当控制执行元件执行第一单向动作时，第一压力源接口连通压力源，第二压力源接口连通油箱，使所述压力源中的液压油通过第一单向平衡阀进入所述执行元件的高压腔，并且使所述液压油通过第一液压梭阀的出油口进入第二单向平衡阀的先导控制口，打开所述第二单向平衡阀，使所述执行元件低压腔通过所述第二单向平衡阀回油到油箱；

当控制所述执行元件执行与所述第一单向动作相反的第二单向动作时，所述第二压力源接口连通压力源，第一压力源接口连通油箱，使所述压力源中的液压油通过所述第二单向平衡阀进入所述执行元件的低压腔，并且使所述液压油通过第二液压梭阀的出油口进入所述第一单向平衡阀的先导控制口，打开所述第一单向平衡阀，使所述执行元件高压腔通过所述第一单向平衡阀回油到油箱；

当控制所述执行元件执行浮动状态时，所述第一压力源接口和所述第二压力源接口均连通所述油箱，控制油接口连通控制油压力源，控制油通过所述第一液压梭阀和第二液压梭阀的出油口分别进入所述第二单向平衡阀和第一单向平衡阀的先导控制口，使所述第一单向平衡阀和第二单向平衡阀打开，所述执行元件的高压腔和低压腔均与油箱连通。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于：

当控制所述执行元件执行第一单向动作时，旋转多路阀至第一位；

当控制所述执行元件执行第二单向动作时，旋转所述多路阀至第二位；

当控制所述执行元件执行浮动状态时，旋转所述多路阀至第三位。

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