CN204588590U - 一种盘式刹车液压冗余控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种盘式刹车液压冗余控制装置。其中，盘式刹车液压冗余控制装置包括基冗余装置、第二液压泵、梭阀和第二水-油冷却器；基冗余装置的第一液压泵的第二端和第二液压泵的第二端通过梭阀与基冗余装置的供油主管路相连接；第二液压泵的第一端与基冗余装置的液压油进油滤器相连接；第二水-油冷却器的第一端与基冗余装置的冷却水进水管线相连接、第二端与基冗余装置的冷却水出水管线相连接、第三端与基冗余装置的油箱相连接、第四端与基冗余装置的回油主管路相连接。实用新型提供的盘式刹车液压冗余控制装置，能够解决传统盘式刹车液压站因液压泵故障而停机的问题，避免造成井上井下的复杂情况。

Description

一种盘式刹车液压冗余控制装置

技术领域

本实用新型涉及石油开采设备技术，尤指一种液压泵冗余装置、一种液压泵冗余装置的控制系统和一种盘式刹车液压站。

背景技术

目前钻井平台配套使用1320、1625系列钻井绞车和盘式刹车液压站的情况比较广泛。但该种盘式刹车液压站(如图1所示)只安装了一个第一液压泵4’和一个第一水-油冷却器31’，在第一液压泵4’工作时，第一水-油冷却器31’因其自身冷却能力的限制并不能大幅度地降低系统内液压油的温度，系统内的液压油的温度容易达到60℃以上，该种情况下就很容易使第一液压泵4’的电机温度达到85℃以上，而85℃以上的电机温度范围正是第一液压泵4’的故障高发区温度范围，在该故障高发区温度范围内随时都有发生第一液压泵4’故障停机的可能，这也是造成盘式刹车液压站无法快速处理液压泵故障而造成井上井下的复杂情况。

其中，图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为：31’第一水-油冷却器，4’第一液压泵，5’供油主管路，6’液压油进油滤器，9’油箱，13’蓄能器，14’溢流阀，15’减压阀，16’二位四通电磁阀，17’二位三通电磁阀。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种盘式刹车液压冗余控制装置，能够解决传统盘式刹车液压站因液压泵故障而停机的问题，可更好地避免井上井下的复杂情况。

为了达到本实用新型目的，本实用新型提供了一种盘式刹车液压冗余控制装置，包括基冗余装置、第二液压泵、梭阀和第二水-油冷却器；其中，所述基冗余装置的第一液压泵的第二端和所述第二液压泵的第二端通过所述梭阀与所述基冗余装置的供油主管路相连接；所述第二液压泵的第一端与所述基冗余装置的液压油进油滤器相连接；所述第二水-油冷却器的第一端与所述基冗余装置的冷却水进水管线相连接、第二端与所述基冗余装置的冷却水出水管线相连接、第三端与所述基冗余装置的油箱相连接、第四端与所述基冗余装置的回油主管路相连接。(冷却水为经过海水冷却以后的淡水)

可选地，所述盘式刹车液压冗余控制装置还包括压力开关；所述压力开关的第一端与所述供油主管路相连接。

可选地，所述盘式刹车液压冗余控制装置还包括：由第二水-油冷却器第二端至第一端导通的单向阀；所述单向阀的第一端与所述第二水-油冷却器的第三端相连接、第二端与所述第二水-油冷却器的第四端相连接。

可选地，所述第二水-油冷却器的第一端与所述冷却水进水管线之间、和/或所述第二水-油冷却器的第二端与所述冷却水出水管线之间安装有可调节冷却水进、排水量的阀门。

本实用新型还提供了一种盘式刹车液压冗余控制装置的控制系统，包括第一接触器、第二接触器、变压器、三位开关、第一热继电器、第二热继电器、压力开关、时间继电器；其中，第一液压泵通过所述第一热继电器、所述第一接触器的常开触端连接三相电；第二液压泵通过所述第二热继电器、所述第二接触器的常开触端连接三相电；所述变压器的高压连接端与三相电相连接；所述三位开关的定端与所述变压器低压连接端的第一端相连接，所述三位开关的第一端、所述第二接触器的常闭触端、所述第一热继电器的常闭触端、时间继电器的常闭触端、所述第一接触器和所述变压器低压连接端的第二端相连接；所述第一接触器的常闭触端连接于所述三位开关的第一端和所述三位开关的第二端之间；所述压力开关和所述时间继电器连接于所述三位开关的第一端和所述变压器低压连接端的第二端之间；所述第二热继电器的常闭触端和所述第二接触器连接于所述三位开关的第二端和所述变压器低压连接端的第二端之间。

可选地，所述控制系统还包括：熔断器，安装在三相电与所述变压器高压端相连接的线路上。

可选地，所述控制系统还包括：与所述第一接触器相并联的第一指示灯；和与所述第二接触器相并联的第二指示灯。

本实用新型还提供了一种盘式刹车液压站，包括：上述任一实施例所述的液压泵冗余装置；和上述任一实施例所述的液压泵冗余装置的控制系统；其中，所述液压泵冗余装置与所述控制系统电连接。

本实用新型提供的盘式刹车液压冗余控制装置与现有技术相比，具有如下有益效果：

本实用新型提供的盘式刹车液压冗余控制装置额外设置了一个第二液压泵和一个第二水-油冷却器，第一液压泵工作时，第二水-油冷却器与第一水-油冷却器同时对液压油进行冷却，以此来降低该装置内液压油的温度，提升该装置内液压油的冷却效果，也就降低了第一液压泵工作状态下的温度，使第一液压泵脱离故障高发温度区，这样就实现了第一液压泵的故障率下降的目的；而且，在第一液压泵故障后，第二液压泵可自动替代第一液压泵工作，第二水-油冷却器可继续工作使系统回油经冷却后回到油箱，使液压泵冗余装置继续可靠运行，避免造成井上井下的复杂情况。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。

图1为相关技术所述的盘式刹车液压站的结构示意图；

图2为本实用新型一个实施例所述的盘式刹车液压冗余控制装置的液压结构示意图；

图3为本实用新型一个实施例所述的盘式刹车液压冗余控制装置的控制系统的电路结构示意图。

其中，图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

31’第一水-油冷却器，4’第一液压泵，5’供油主管路，6’液压油进油滤器，9’油箱，13’蓄能器，14’溢流阀，15’减压阀，16’二位四通电磁阀，17’二位三通电磁阀。

图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1第二液压泵，2梭阀，3第二水-油冷却器，4第一液压泵，5供油主管路，6液压油进油滤器，7进水管线，8出水管线，9油箱，10回油主管路，11压力开关，12单向阀。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合附图描述本实用新型一些实施例的盘式刹车液压冗余控制装置、液压泵冗余装置的控制系统和盘式刹车液压站。

本实用新型提供的盘式刹车液压冗余控制装置，如图2所示，包括基冗余装置、第二液压泵1、梭阀2和第二水-油冷却器3；基冗余装置的第一液压泵4的第二端和第二液压泵1的第二端通过梭阀2与基冗余装置的供油主管路5相连接，第二液压泵1的第一端与基冗余装置的液压油进油滤器6相连接，第二水-油冷却器3的第一端与基冗余装置的进水管线7相连接、第二端与基冗余装置的出水管线8相连接、第三端与基冗余装置的油箱9相连接、第四端与基冗余装置的回油主管路10相连接。

本实用新型提供的盘式刹车液压冗余控制装置额外设置了一个第二液压泵1和一个第二水-油冷却器3，第一液压泵4工作时，第二水-油冷却器3与第一水-油冷却器同时对液压油进行冷却，以此来降低该装置内液压油的温度，提升该装置内液压油的冷却效果，也就降低了第一液压泵4工作状态下的温度，使第一液压泵4脱离故障高发温度区，这样就实现了第一液压泵4的故障率下降的目的；而且，在第一液压泵4故障后，第二液压泵1可自动替代第一液压泵4工作，第二水-油冷却器3可继续工作使系统回油经冷却后回到油箱，使液压泵冗余装置继续可靠运行，避免造成井上井下的复杂情况。

其中，梭阀2在一边进油时，里面的梭子会被高压油推到另一边，从而封闭另一边的油路，这样就可以实现两个液压泵的主/备自动切换，同时保证只有一个液压泵工作。

优选地，如图2所示，盘式刹车液压冗余控制装置还包括：压力开关11，压力开关11的第一端与供油主管路5相连接，压力开关11用于检测供油主管路5上的压力，在供油主管路5上的压力超过安全压力时报警或停止设备，这样就避免了该装置出现压力安全事故。同时压力低时，延时3秒种后，会自动停止第一液压泵4，起动第二液压泵1，为系统继续提供液压油，避免造成井上井下的复杂情况。

进一步地，如图2所示，盘式刹车液压冗余控制装置还包括：由第二端至第一端导通的单向阀12，单向阀12的第一端与第二水-油冷却器3的第三端相连接、第二端与第二水-油冷却器3的第四端相连接，在回油主管路10的回油流量过大或第二水-油冷却器3因脏堵而造成冷却器两端压差较大超过单流阀12的设定压力时，多余的压力油自单向阀12流回油箱9中，以降低回油主管路10内的压力，避免第二水-油冷却器12因脏堵而使得设备内部温度上升，同时也避免发生因阻塞回油而使得设备损坏的问题。

再者，第二水-油冷却器3的第一端与冷却水进水管线7之间、和/或第二水-油冷却器3的第二端与冷却水出水管线8之间安装有阀门，可以调节冷却水的进水量(夏天开大、冬天关小)，以确保液压油温控制在最佳的温度范围内。

优选地，如图2所示，第二水-油冷却器3的第一端与冷却水进水管线7之间、以及第二水-油冷却器3的第二端与出水管线8之间均安装阀门，同时也可以在进水管线上安装过滤装置来对冷却水进行过滤，通过定期清洗过滤器，防止冷却器脏堵。

本实用新型提供的盘式刹车液压冗余控制装置的控制系统，如图3所示，包括第一液压泵电机M1、第一接触器KM1、第二液压泵电机M2、第二接触器KM2、变压器B、电源开关QF、三位开关Q1、第一热继电器FR1、第二热继电器FR2、压力开关PS、时间继电器T；第一液压泵电机M1通过第一热继电器FR1、第一接触器KM1的常开触端连接交流三相电源；第二液压泵电机M2通过第二热继电器FR2、第二接触器KM2的常开触端连接交流三相电源；变压器B的高压连接端通过熔断器FU与三相电相连接；三位开关Q1的定端f与变压器B低压连接端的第一端相连接，三位开关Q1的第一端a、第二接触器KM2的常闭触端、第一热继电器FR1的常闭触端、时间继电器T的常闭触端、第一接触器KM1和变压器B低压连接端的第二端相连接；第一接触器KM1的常闭触端连接于三位开关Q1的第一端a和三位开关Q1的第二端b之间；压力开关PS常闭触端和时间继电器T连接于三位开关Q1的第一端a和变压器B低压连接端的第二端之间；第二热继电器FR2的常闭触端和第二接触器KM2连接于三位开关Q1的第二端b和变压器B低压连接端的第二端之间。

如图3所示，本实用新型提供的盘式刹车液压冗余控制装置的控制系统的工作原理如下：

系统自动工作模式：利用一个三位开关Q1实现手动和自动的转换，当三位开关Q1打到第一端a位置时，系统处于自动工作模式，系统没有压力，压力开关PS常闭触点给时间继电器T供电，时间继电器T吸合(延时3秒后，时间继电器T常闭触点才断开)，第一接触器KM1的常开触端KM1-d得电吸合，第一液压泵M1工作；3秒内系统压力已上升到正常工作压力，压力开关PS常闭触点断开，时间继电器T失电，延时停止，时间继电器T常闭触点T-c继续保持闭合，KM1有电保持吸合，第一液压泵M1连续工作。

当第一液压泵M1故障或停机时，系统压力下降，压力开关PS动作，压力开关PS常闭触点闭合给时间继电器T供电，时间继电器T吸合，延时3秒后，时间继电器T常闭触点T-c断开，第一接触器KM1失电，其闭合的常开触端KM1-d断开，第一液压泵M1停止工作；此时，第一接触器KM1常闭触端KM1-c闭合，给第二接触器KM2供电，第二接触器常开触端KM2-d闭合，第二液压泵M2自动起动给系统供油，系统压力上升，压力开关PS复位，PS常闭触点断开，时间继电器T断电，时间继电器T常闭触点T-c闭合，但此时第二接触器KM2常闭触端KM2-c已断开，第一接触器KM1还是处于失电状态，第一液压泵M1不会误起动。

第二液压泵M2手动工作模式：如果要对第一液压泵M1进行维修保养，或者在压力开关PS发生故障时需要使用第二液压泵M2，可以将三位开关Q1打到第二端b位置，第二接触器KM2获电吸合，第二液压泵M2正常工作，第一接触器KM1被第二接触器KM2常闭触端KM2-c切断，以防止第一液压泵M1误起动。

而当第一液压泵M1恢复时，只要将三位开关Q1打到空端e位置(三位开关Q1的定端为f)，再打到第一端位置a时，第二接触器KM2失电，第二接触器KM2常闭触端KM2-c闭合，第一接触器KM1获电，KM1的常开触端KM1-d获电闭合，第一液压泵M1投入工作，第一接触器KM1常闭触端KM1-c断开，切断第二接触器KM2的电源，以防止第二液压泵M2误起动，最终达到以第一液压泵M1为主，第二液压泵M2为辅的互锁设计目标。

系统停机：只要将三位开关Q1打到空端的停止位置，第一接触器KM1、第二接触器KM2失电，第一液压泵M1和第二液压泵M2均停止运行。

进一步地，如图3所示，控制系统还包括：熔断器FU，安装在三相电与变压器B相连接的线路上，用于对在线路过载或短路时对液压泵冗余装置进行断电保护。

优选地，熔断器为保险丝。

再者，如图3所示，控制系统还包括：第一指示灯L1，第一指示灯L1与第一接触器KM1相并联；和第二指示灯L2，第二指示灯L2与第二接触器KM2相并联)。

其中，第一热继电器为FR1，第一热继电器的常闭触端为FR1-c，第二热继电器为FR2，第二热继电器的常闭触端为FR2-c，当液压泵电机过载、运行电流过大时，热继电器FR1或FR2动作，切断KM1或KM2的供电，对应的液压泵M1或M2停止工作，同时压力开关PS会动作，系统会发出声光报警。故障排除后，需人工复位热继电器FR1或FR2，系统方能重新起动。

本实用新型提供的盘式刹车液压站，包括：上述任一实施例的液压泵冗余装置(如图2所示)；和上述任一实施例的盘式刹车液压冗余控制装置的控制系统(如图3所示)；其中，液压泵冗余装置与控制系统电连接。

本实用新型提供的盘式刹车液压站具有上述任一实施例的盘式刹车液压冗余控制装置和上述任一实施例的盘式刹车液压冗余控制装置的控制系统的全部优点，在此不再赘述。

综上所述，本实用新型提供的盘式刹车液压冗余控制装置与现有技术相比，本实用新型提供的盘式刹车液压冗余控制装置额外设置了一个第二液压泵和一个第二水-油冷却器，第一液压泵工作时，第二水-油冷却器与第一水-油冷却器同时对液压油进行冷却，以此来降低该装置内液压油的温度，提升该装置内液压油的冷却效果，也就降低了第一液压泵工作状态下的温度，使第一液压泵脱离故障高发温度区，这样就实现了第一液压泵的故障率下降的目的；而且，在第一液压泵故障后，第二液压泵可自动替代第一液压泵工作，第二水-油冷却器可继续工作使系统回油经冷却后回到油箱，使液压泵冗余装置继续可靠运行，避免造成井上井下的复杂情况。

在本实用新型的描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种盘式刹车液压冗余控制装置，包括基冗余装置，其特征在于，还包括第二液压泵、梭阀和第二水-油冷却器；其中，

基冗余装置的第一液压泵的第二端和第二液压泵的第二端通过梭阀与基冗余装置的供油主管路相连接；

第二液压泵的第一端与基冗余装置的液压油进油滤器相连接；

第二水-油冷却器的第一端与基冗余装置的冷却水进水管线相连接、第二端与基冗余装置的冷却水出水管线相连接、第三端与基冗余装置的油箱相连接、第四端与基冗余装置的回油主管路相连接。

2.根据权利要求1所述的盘式刹车液压冗余控制装置，其特征在于，还包括压力开关；压力开关的第一端与所述供油主管路相连接。

3.根据权利要求1或2所述的盘式刹车液压冗余控制装置，其特征在于，还包括：由第二端至第一端导通的单向阀；

单向阀的第一端与所述第二水-油冷却器的第三端相连接、第二端与所述第二水-油冷却器的第四端相连接。

4.根据权利要求3所述的盘式刹车液压冗余控制装置，其特征在于，所述第二水-油冷却器的第一端与所述冷却水进水管线之间、和/或所述第二水-油冷却器的第二端与所述冷却水出水管线之间安装有可调节冷却水进、排水量的阀门。

5.一种盘式刹车液压冗余控制装置的控制系统，其特征在于，包括第一接触器、第二接触器、变压器、三位开关、第一热继电器、第二热继电器、压力开关、时间继电器；其中，

第一液压泵通过第一热继电器、第一接触器的常开触端连接三相电；

第二液压泵通过第二热继电器、第二接触器的常开触端连接三相电；

变压器的高压连接端与三相电相连接；

三位开关的定端与变压器低压连接端的第一端相连接，三位开关的第一端、第二接触器的常闭触端、第一热继电器的常闭触端、时间继电器的常闭触端、第一接触器和变压器低压连接端的第二端相连接；

第一接触器的常闭触端连接于三位开关的第一端和三位开关的第二端之间；

压力开关和时间继电器连接于三位开关的第一端和变压器低压连接端的第二端之间；

第二热继电器的常闭触端和第二接触器连接于三位开关的第二端和变压器低压连接端的第二端之间。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，还包括：熔断器，安装在三相电与所述变压器高压端相连接的线路上。

7.根据权利要求5或6所述的控制系统，其特征在于，还包括：与所述第一接触器相并联的第一指示灯；和

与所述第二接触器相并联的第二指示灯。

8.一种盘式刹车液压站，其特征在于，包括：

如权利要求1至4中任一项所述的盘式刹车液压冗余控制装置；和

如权利要求5至7中任一项所述的盘式刹车液压冗余控制装置的控制系统；其中，所述液压泵冗余装置与所述控制系统电连接。