CN203391986U

CN203391986U - 一种液压全回转推进装置及其液压控制系统

Info

Publication number: CN203391986U
Application number: CN201320435224.6U
Authority: CN
Inventors: 王飞飞
Original assignee: BAODING HONGQI SHIP EQUIPMENT MANUFACTURING PLANT
Current assignee: BAODING HONGQI SHIP EQUIPMENT MANUFACTURING PLANT
Priority date: 2013-07-19
Filing date: 2013-07-19
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2023-07-19

Abstract

本实用新型涉及船舶推进设备技术领域，尤其是涉及一种液压全回转推进装置及其液压控制系统。包括下箱体，其特点是还包括所述的下箱体内设置有定量主液压马达，定量主液压马达的输出轴与螺旋桨轴相连，螺旋桨轴伸出下箱体一侧并设置有螺旋桨，下箱体另一侧安装有整流罩，下箱体上部安装有立管，回转筒通过回转筒座安装在立管上，回转蜗轮安装在回转筒上部，中间台架设置在回转筒外围，液压旋转接头安装在中间台架上部的中间台架顶板上，回转蜗杆与回转蜗轮啮合设置在中间台架内，回转蜗杆一端设置有舵角反馈箱，回转蜗杆另一端与定量回转液压马达相连；其具备布置灵活、安装调试工艺简单、工作量小、便于维护、节省仓容等优点。

Description

一种液压全回转推进装置及其液压控制系统

技术领域

本实用新型涉及船舶推进设备技术领域，尤其是涉及一种液压全回转推进装置及其液压控制系统。

背景技术

全回转推进装置广泛应用在港作拖船、工作船、渡轮等诸多领域。全回转推进装置是船舶动力设备中的重要部件，其通过回转机构做360度任意方向旋转，集推进和操舵功能于一体，使船舶在任何方向都能获得最大的推力。现有技术中的全回转推进装置普遍由柴油机或电动机通过齿轮箱或轴系直接驱动螺旋桨旋转。

其中，柴油机直接驱动的全回转推进装置存在以下缺点和不足：首先，除全回转推进装置设备本身外，还需要安装高弹联轴器、离合器、中间轴系、轴承座等，系统设备繁多，安装调试工艺复杂，工作量大，安装后不便于维护，且占据很大仓容。其次，螺旋桨的转速是通过调节柴油机输出转速来控制的，螺旋桨转速只能在柴油机怠速至额定转速间调节，严重影响船舶机动性和操控性。另外，柴油机常工作在非额定转速，处于非额定工况，无法发挥额定功率，导致高耗能，燃油经济性低。再次，当船舶遇到前方有障碍物的紧急情况时，螺旋桨旋向无法倒转，只能通过回转舵角将推力方向旋转180°完成紧急停船或倒退，然而将舵角回转180°通常需要10-15秒，导致船舶由前进减速至停止或开始倒退需要较长时间，对于紧急情况的处理极为不利。

电动机直接驱动的全回转推进装置存在以下缺点和不足：首先，除全回转推进装置设备本身外，还需配备专用发电机组、变频器、滤波器、电源管理系统等电控装置，系统设备繁多，安装调试工艺复杂，工作量大，安装后不便于维护，且占据很大仓容。其次，螺旋桨转速通过调节电动机输出转速来控制，螺旋桨转速虽然能够从静止至额定转速间变化，但电动机在低转速时输出扭矩显著降低，螺旋桨推水效率低，推力小，严重影响船舶机动性和操控性。

另外，采用柴油机和电动机直接驱动方式的全回转推进装置均采用金属材质的轴和齿轮组成的传动系统，将原动机的扭矩和转速刚性的传递至螺旋桨，一旦螺旋桨转动过程中，遇到水下硬物阻碍，将导致全回转推进装置内部的轴系扭断，齿轮断齿等严重后果，最终造成整个传动系统损毁的严重后果。

发明内容

本实用新型的目的在于避免现有技术的结构复杂，推进装置的能耗高，推进效率低等缺陷提供一种液压全回转推进装置及其液压控制系统，能够灵活布置于船舶舱内、易于安装维护，调速的可操控性比较好。从而有效解决现有技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：所述的一种液压全回转推进装置，包括下箱体，其特点是还包括所述的下箱体内设置有定量主液压马达，定量主液压马达的输出轴与螺旋桨轴相连，螺旋桨轴伸出下箱体一侧并设置有螺旋桨，下箱体另一侧安装有整流罩，下箱体上部安装有立管，回转筒通过回转筒座安装在立管上，回转蜗轮安装在回转筒上部，中间台架设置在回转筒外围，液压旋转接头安装在中间台架上部的中间台架顶板上，回转蜗杆与回转蜗轮啮合设置在中间台架内，回转蜗杆一端设置有舵角反馈箱，回转蜗杆另一端与定量回转液压马达相连；所述的定量主液压马达通过下部液压油管与上部液压油管相连，上部液压油管上端通过液压旋转接头引出。

所述的螺旋桨安装在螺旋桨轴伸出下箱体的端部，螺旋桨外侧的螺旋桨轴的端部还设置有桨帽，螺旋桨轴密封装置安装在螺旋桨与下箱体之间，螺旋桨轴密封装置的固定部分固定安装在下箱体上，螺旋桨轴密封装置的转动部分设置在螺旋桨轴上并通过螺栓与螺旋桨端面相连。

所述的回转筒与外围的中间台架之间设置有回转筒密封装置。

所述的一种液压全回转推进装置的液压控制系统，其特点是包括螺旋桨旋转液压驱动机构和舵角回转液压驱动机构，所述的螺旋桨旋转液压驱动机构包括双向变量液压泵，双向变量液压泵与第二动力驱动机相连，双向变量液压泵的工作油口通过工作油管与液压旋转接头的上部液压油管相连，液压旋转接头通过上部液压油管和下部液压油管与定量主液压马达相连，双向变量液压泵与定量主液压马达之间的工作油管上依次设置有冲洗溢流阀、冲洗阀和工作溢流阀，排量控制阀和补油泵与双向变量液压泵相连，补油泵通过液压油管与第二液压油箱相连，第二液压油箱内设置有第二吸油过滤器，第二吸油过滤器通过液压油管与补油泵相连，补油泵工作油口设置有补油溢流阀和补油单向阀，定量主液压马达的回油口通过回油管与第二液压油箱相连，回油管上依次设置有第二冷却器和第二回油过滤器，第二液压油箱上还设置有第二空气滤清器；所述的舵角回转液压驱动机构包括定量回转液压泵，定量回转液压泵与第一动力驱动机相连，定量回转液压泵通过第一吸油过滤器与第一液压油箱相连，第一液压油箱内设置有第一吸油过滤器，第一吸油过滤器通过液压油管与定量回转液压泵相连，定量回转液压泵动力输出端通过液压油管与定量回转液压马达相连，定量回转液压泵与定量回转液压马达之间的液压油管上依次设置有单向阀和回转比例电磁换向阀，定量回转液压泵与单向阀之间的液压油管依次通过溢流阀、第一冷却器和第一回油过滤器与第一液压油箱相连，第一液压油箱上还设置有第一空气滤清器。

所述的第一动力驱动机和第二动力驱动机为柴油机或电动机。

本实用新型的有益效果是：所述的一种液压全回转推进装置及其液压控制系统，其包括螺旋桨旋转驱动机构和舵角回转驱动机构，其用液压油管代替螺旋桨旋转驱动机构原有齿轮、轴及轴承等部件，结构简单，节约成本，易于安装维护，舱内布置灵活，螺旋桨可倒转，调速性极佳，节能稳定，对外界冲击具有较好的保护性能。其可根据船舶设计需要，安装在船舶的任意位置，只需将油管连接至全回转推进装置上的液压马达油口即可，具备布置灵活、安装调试工艺简单、工作量小、便于维护、节省仓容等优点。其通过液压系统控制螺旋桨转速，提高推进效率和可操控性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型结构原理示意图；

图2是本实用新型图1的俯视结构原理示意图；

图3是本实用新型的舵角回转驱动机构液压控制系统原理示意图；

图4是本实用新型的螺旋桨旋转驱动机构液压控制系统原理示意图。

图中：1、液压旋转接头；2、中间台架顶板；3、中间台架；4、上部液压油管；5、下部液压油管；6、定量主液压马达；7、整流罩；8、下箱体；9、螺旋桨轴；10、螺旋桨轴密封装置；11、螺旋桨；12、桨帽；13、立管；14、回转筒座；15、回转筒密封装置；16、回转筒；17.回转蜗轮；18.回转蜗杆；19.定量回转液压马达；20.舵角反馈箱；21.第一吸油过滤器；22.第一动力驱动机；23.定量回转液压泵；24.液压油管；25.单向阀；26.回转比例电磁换向阀；27.溢流阀；28.第一冷却器；29.第一回油过滤器；30.第一空气滤清器；31.第一液压油箱；32.第二吸油过滤器；33.补油泵；34.排量控制阀；35.双向变量液压泵；36.补油溢流阀；37.补油单向阀；38.回油管；39.工作油管；40.冲洗溢流阀；41.冲洗阀；42.工作溢流阀；43.第二空气滤清器；44.第二冷却器；45.第二回油过滤器；46.第二液压油箱，47.第二动力驱动机。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1和2所示，所述的一种液压全回转推进装置，包括下箱体8，其特点是还包括所述的下箱体8内设置有定量主液压马达6，定量主液压马达6的输出轴与螺旋桨轴9相连，螺旋桨轴9伸出下箱体8一侧并设置有螺旋桨11，下箱体8另一侧安装有整流罩7，下箱体8上部安装有立管13，回转筒16通过回转筒座14安装在立管13上，回转蜗轮17安装在回转筒16上部，中间台架3设置在回转筒16外围，液压旋转接头1安装在中间台架3上部的中间台架顶板2上，回转蜗杆18与回转蜗轮17啮合设置在中间台架3内，回转蜗杆18一端设置有舵角反馈箱20，回转蜗杆18另一端与定量回转液压马达19相连；所述的定量主液压马达6通过下部液压油管5与上部液压油管4相连，上部液压油管4上端通过液压旋转接头1引出。

进一步，所述的螺旋桨11安装在螺旋桨轴9伸出下箱体8的端部，螺旋桨11外侧的螺旋桨轴9的端部还设置有桨帽12，螺旋桨轴密封装置10安装在螺旋桨11与下箱体8之间，螺旋桨轴密封装置10的固定部分固定安装在下箱体8上，螺旋桨轴密封装置10的转动部分设置在螺旋桨轴9上并通过螺栓与螺旋桨11端面相连。

进一步，所述的回转筒16与外围的中间台架3之间设置有回转筒密封装置15。

如图3和4所示，所述的一种液压全回转推进装置的液压控制系统，其特点是包括螺旋桨旋转液压驱动机构和舵角回转液压驱动机构，所述的螺旋桨旋转液压驱动机构包括双向变量液压泵35，双向变量液压泵35与第二动力驱动机47相连，双向变量液压泵35的工作油口通过工作油管39与液压旋转接头1的上部液压油管4相连，液压旋转接头1通过上部液压油管4和下部液压油管5与定量主液压马达6相连，双向变量液压泵35与定量主液压马达6之间的工作油管39上依次设置有冲洗溢流阀40、冲洗阀41和工作溢流阀42，排量控制阀34和补油泵33与双向变量液压泵35相连，补油泵33通过液压油管24与第二液压油箱46相连，第二液压油箱46内设置有第二吸油过滤器32，第二吸油过滤器32通过液压油管24与补油泵33相连，补油泵33工作油口设置有补油溢流阀36和补油单向阀37，定量主液压马达6的回油口通过回油管38与第二液压油箱46相连，回油管38上依次设置有第二冷却器44和第二回油过滤器4，第二液压油箱上还设置有第二空气滤清器；所述的舵角回转液压驱动机构包括定量回转液压泵23，定量回转液压泵23与第一动力驱动机22相连，定量回转液压泵23通过液压油管24与第一液压油箱31相连，第一液压油箱31内设置有第一吸油过滤器21，第一吸油过滤器21通过液压油管24与定量回转液压泵23相连，定量回转液压泵23动力输出端通过液压油管24与定量回转液压马达19相连，定量回转液压泵23与定量回转液压马达19之间的液压油管24上依次设置有单向阀25和回转比例电磁换向阀26，定量回转液压泵23与单向阀25之间的液压油管24依次通过溢流阀27、第一冷却器28和第一回油过滤器29与第一液压油箱31相连，第一液压油箱31上还设置有第一空气滤清器30。

进一步，所述的第一动力驱动机22和第二动力驱动机47为柴油机或电动机。

本实用新型舵角回转驱动机构的液压控制系统优选实施例的工作过程为：柴油机或电动机驱动定量回转液压泵，液压油经第一液压油箱中的吸油过滤器经吸油管路进入定量回转液压泵的吸油口；后由定量回转液压泵出油口经管路首先进入溢流阀；若溢流阀开启，液压油经溢流管路流经第一冷却器和第一回油过滤器回到第一液压油箱；若溢流阀未开启则液压油经管路流经单向阀后；进入回转比例电磁换向阀进油口；若回转比例电磁换向阀换向机能未开启，则液压油经回油管路流经冷却器和第一回油过滤器回到第一液压油箱；若回转比例电磁换向阀换向机能开启，则液压油从回转比例电磁换向阀两个工作油口其中之一流出；经管路流入回转定量液压马达两个工作油口之一，并由另一工作油口流出，经管路进入回转电磁换向阀另一工作油口，最终经回油管路流经第一冷却器和回油过滤器回到第一液压油箱。

本实用新型螺旋桨旋转驱动机构的液压控制系统优选实施例的工作过程为：柴油机或电动机驱动双向变量液压泵，液压油经液压油箱内的吸油过滤器进入双向变量液压泵吸油口后，从工作油口流出，经液压油管连接至液压旋转接头的进油口，经液压旋转接头内部通道后从其对应出口流出，经液压油管流入定量主液压马达工作油口，驱动定量主液压马达的输出轴按照顺时针(或逆时针)方向转动，液压油继续从定量主液压马达另一工作油口流出，经液压油管流入液压旋转接头的另一进油口，经液压旋转接头内部通道后从其对应出口流出，经液压油管流入双向变量液压泵另一工作油口，形成闭式液压系统回路；定量主液压马达的回油通过其回油口经液压油管流入液压旋转接头的第三进油口，经液压旋转接头内部通道后从其对应出口流出，经液压油管流入第二冷却器，经第二回油过滤器，回到第二液压油箱。双向变量液压泵的回油口经液压油管流入第二冷却器。按顺时针(或逆时针)转动的定量主液压马达的输出轴带动螺旋桨轴；螺旋桨轴最终带动螺旋桨顺时针(或逆时针)旋转。通过驱动双向变量液压泵内部集成的排量控制机构，能够控制闭式液压系统回路中液压油的流动方向及流量从而控制定量主液压马达输出轴的旋转方向和旋转速度，最终控制螺旋桨的旋转方向和旋转速度。

可见，本实用新型提供的液压全回转推进装置省去了柴油机直接驱动全回转推进器所需安装的高弹联轴器、离合器、中间轴系、轴承座等，省去了电动机直接驱动全回转推进器所需配备的专用发电机组、变频器、滤波器、电源管理系统等电控装置等，通过液压油管代替螺旋桨旋转驱动机构原有齿轮、轴及轴承等部件，具备系统设备精简的优点。

在本实用新型提供的液压控制系统中，通过调节双向变量液压泵的输出方向可实现螺旋桨旋向迅速切换，克服了柴油机驱动全回转推进器螺旋桨无法倒转的缺点，为需要紧急制动或倒车争取了宝贵的反应时间，为处理紧急情况提供了极大的便利。

通过螺旋桨旋转液压控制系统实现了对流经主液压马达的液压油流量的精确控制，从而实现了螺旋桨转速可由静止至额定转速间随意调节，克服了柴油机驱动全回转推进器螺旋桨调速范围小的缺点；克服了电动机驱动全回转推进器的低转速时电动机输出扭矩降低，螺旋桨推力小的缺点，由于液压系统恒定扭矩工作特性，能够保持螺旋桨轴在低转速时输出额定扭矩，从而保证螺旋桨低转速时的推力输出，确保了螺旋桨低速旋转时船舶的机动性和操控性。

液压驱动全回转推进器其液压控制系统设有溢流阀，一旦螺旋桨转动过程中，遇到水下硬物阻碍，液压系统溢流阀超出设计压力将开启溢流，从而保证全回转推进器内部的轴系、齿轮承受的负载不会超出设计值，从而保护了设备的安全，减少了由于外界因素对设备造成的损坏，并将损失降至最低。

以上对本实用新型所提供的一种液压全回转推进装置及其液压控制系统，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims

1.一种液压全回转推进装置，包括下箱体，其特征是所述的下箱体内设置有定量主液压马达，定量主液压马达的输出轴与螺旋桨轴相连，螺旋桨轴伸出下箱体一侧并设置有螺旋桨，下箱体另一侧安装有整流罩，下箱体上部安装有立管，回转筒通过回转筒座安装在立管上，回转蜗轮安装在回转筒上部，中间台架设置在回转筒外围，液压旋转接头安装在中间台架上部的中间台架顶板上，回转蜗杆与回转蜗轮啮合设置在中间台架内，回转蜗杆一端设置有舵角反馈箱，回转蜗杆另一端与定量回转液压马达相连；所述的定量主液压马达通过下部液压油管与上部液压油管相连，上部液压油管上端通过液压旋转接头引出。

2.如权利要求1所述的一种液压全回转推进装置，其特征在于：所述的螺旋桨安装在螺旋桨轴伸出下箱体的端部，螺旋桨外侧的螺旋桨轴的端部还设置有桨帽，螺旋桨轴密封装置安装在螺旋桨与下箱体之间，螺旋桨轴密封装置的固定部分固定安装在下箱体上，螺旋桨轴密封装置的转动部分设置在螺旋桨轴上并通过螺栓与螺旋桨端面相连。

3.如权利要求1所述的一种液压全回转推进装置，其特征在于：所述的回转筒与外围的中间台架之间设置有回转筒密封装置。

4.一种权利要求1所述的一种液压全回转推进装置的液压控制系统，其特征是包括螺旋桨旋转液压驱动机构和舵角回转液压驱动机构，所述的螺旋桨旋转液压驱动机构包括双向变量液压泵，双向变量液压泵与第二动力驱动机相连，双向变量液压泵的工作油口通过工作油管与液压旋转接头的上部液压油管相连，液压旋转接头通过上部液压油管和下部液压油管与定量主液压马达相连，双向变量液压泵与定量主液压马达之间的工作油管上依次设置有冲洗溢流阀、冲洗阀和工作溢流阀，排量控制阀和补油泵与双向变量液压泵相连，补油泵通过液压油管与第二液压油箱相连，第二液压油箱内设置有第二吸油过滤器，第二吸油过滤器通过液压油管与补油泵相连，补油泵工作油口设置有补油溢流阀和补油单向阀，定量主液压马达的回油口通过回油管与第二液压油箱相连，回油管上依次设置有第二冷却器和第二回油过滤器，第二液压油箱上还设置有第二空气滤清器；所述的舵角回转液压驱动机构包括定量回转液压泵，定量回转液压泵与第一动力驱动机相连，定量回转液压泵通过第一吸油过滤器与第一液压油箱相连，第一液压油箱内设置有第一吸油过滤器，第一吸油过滤器通过液压油管与定量回转液压泵相连，定量回转液压泵动力输出端通过液压油管与定量回转液压马达相连，定量回转液压泵与定量回转液压马达之间的液压油管上依次设置有单向阀和回转比例电磁换向阀，定量回转液压泵与单向阀之间的液压油管依次通过溢流阀、第一冷却器和第一回油过滤器与第一液压油箱相连，第一液压油箱上还设置有第一空气滤清器。