CN205687477U - 一种船用液压升降系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种船用液压升降系统，易于抬升过程的监测，系统运行安全可靠，可操作性强，且有效降低成本。其技术方案为：整船依靠四个桩腿支撑，船体固定在四个桩腿上，桩腿上的环梁由多根主升降油缸进行同步上升下降的动作，从而带动整船升降，油缸动作由船艏和船艉的两套液压泵站提供动力。

Description

一种船用液压升降系统

技术领域

本实用新型涉及一种船用液压升降系统，尤其涉及风电安装船大吨位液压升降系统。

背景技术

风能是一种可持续再生的清洁能源,利用风力进行发电的应用在全球范围内分布广泛，目前已经有不少国家进行海上风力发电的建设和应用，我国近年来也建设了一批风电项目，未来可预见的风电投入更是规模庞大，海上风电设备的运输和安装有较高的技术要求，要求吊装风电部件的船舶处于稳定可靠的环境中，因此该类船舶在作业时不受波浪的影响具有自动升降的功能。

目前国内在海上风电设备施工安装方面采用的各种类型设备较多，但具有完整的多功能船舶设备很少，且相关船舶采用的液压抬升装置都被国外供应商垄断，该类船舶设备基本都是来自国外的技术。

实用新型内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

本实用新型的目的在于解决上述问题，提供了一种船用液压升降系统，易于抬升过程的监测，系统运行安全可靠，可操作性强，且有效降低成本。

本实用新型的技术方案为：本实用新型揭示了一种船用液压升降系统，整船依靠四个桩腿支撑，船体固定在四个桩腿上，桩腿上的环梁由多根主升降油缸进行同步上升下降的动作，从而带动整船升降，油缸动作由船艏和船艉的两套液压泵站提供动力。

根据本实用新型的船用液压升降系统的一实施例，所述两套液压泵站分为船艏泵舱液压泵站和船艉泵舱液压泵站，其中船艏泵舱液压泵站为位于船艏的桩腿升降提供动力，船艉泵舱液压泵站为位于船艉的桩腿升降提供动力。

根据本实用新型的船用液压升降系统的一实施例，液压泵站包括两个泵舱主单元、四个执行机构单元以及管路单元，其中泵舱主单元由电机泵组、油箱组件、冷却泵组、冷却组件构成，执行机构单元由主升降油缸、辅升降油缸、主升降控制阀组和辅升降控制阀组构成，管路单元由泵舱管路和Jackhouse内管路构成。

根据本实用新型的船用液压升降系统的一实施例，主升降控制阀组中进一步包括主油缸方向阀组、主油缸无杆腔溢流阀组、主油缸有杆腔溢流阀组；辅升降控制阀组中进一步包括辅油缸方向阀组、辅油缸无杆腔溢流阀组、辅油缸有杆腔溢流阀组。

根据本实用新型的船用液压升降系统的一实施例，液压泵站的四个执行机构中还包括主插销油缸和辅插销油缸。

根据本实用新型的船用液压升降系统的一实施例，主升降油缸和辅升降油缸中包括多个液压锁阀组。

根据本实用新型的船用液压升降系统的一实施例，电机泵组供油至主升降控制阀组和辅升降控制阀组，经过主油缸方向阀组和辅油缸方向阀组的方向切换，油路通至主升降油缸和辅升降油缸的液压锁阀组，从而进入主升降油缸和辅升降油缸的有杆腔和无杆腔，形成完整回路，实现主升降油缸和辅升降油缸的升降动作，从而带动整船升降。

本实用新型对比现有技术有如下的有益效果：本实用新型液压原理清晰，采用模块化设计，容易维护。采用大流量逻辑插装阀进行方向控制，多级压力控制，国产流道阻尼的匹配，先导溢流阀的匹配。本实用新型实现了多开关电磁阀的配合顺序控制方式，利用溢流速度控制，根据行程速度控制，根据负载进行自动载荷受力控制，系统可控性强，程序控制简单。此外，本实用新型提供了多级压力及控制保护、多种应急控制的功能。本实用新型采用国产低泄漏大型油缸结构设计，高效密封采用，能有效控制泄漏量，而且电镀陶瓷油缸活塞杆的采用可以极大提高油缸寿命。

附图说明

图1示出了本实用新型的船用液压升降系统的较佳实施例的原理示意图。

图2A至2C示出了本实用新型的船用液压升降系统的结构位置简要示意图。

具体实施方式

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本实用新型的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1示出了本实用新型的船用液压升降系统的较佳实施例的原理，图2A至2C示出了本实用新型的船用液压升降系统的结构位置。请同时参见图1、图2A至2C，整船是依靠四个桩腿支撑，船体通过上环梁插销和下环梁插销固定在桩腿上。桩腿上的高位环梁和低位环梁由6根主升降油缸进行同步上升下降动作从而带动整船升降。油缸动作由船艏和船艉两套液压泵站提供动力。重压桩和重拔桩是由6根主升降油缸和6根辅升降油缸共同驱动，从而提供双倍的压桩力和拔桩力。

一套液压泵站为两条桩腿提供液压油源，即船艏泵舱液压泵站为位于船艏的1号与4号桩腿升降提供动力，船艉泵舱液压泵站为位于船艉的2号与3号桩腿升降提供动力。

本实用新型对各组件进行模块化、单元化的设计分配，如图1所示，液压泵站包括2个泵舱主单元、4个执行机构单元以及管路单元。泵舱主单元由电机泵组、油箱组件、冷却泵组、冷却组件构成。执行机构单元由主升降油缸、辅升降油缸、主升降控制阀组和辅升降控制阀组构成。管路单元由泵舱管路和Jackhouse内管路构成。根据各单元块的合并和分解，简化了整个系统设计流程，降低了设计难度，有效提高了设计人员的合理分配。而且维护人员容易上手，能够及时快速的查找问题。

主升降控制阀组中进一步包括主油缸方向阀组、主油缸无杆腔溢流阀组、主油缸有杆腔溢流阀组。辅升降控制阀组中进一步包括辅油缸方向阀组、辅油缸无杆腔溢流阀组、辅油缸有杆腔溢流阀组。

在通常设计的液压系统中，溢流阀的作用是为了保护系统、管路不要超过这个设定值，目的是起压力限定保护作用，而该系统为了降低成本以及进行有效的速度控制，打破常规大胆尝试溢流型速度控制，同时根据负载受力的变化开启不同压力值溢流阀进行速度控制。该系统由于流量非常大，因此系统中大量采用了大流量逻辑插装阀进行方向和压力控制，但系统中采用大量的插装阀，阀块的复杂性和流道设计要求相当高，否则系统运行将极不稳定，根据流体仿真模拟以及大量的试验，使我们在国产大型液压阀块的流道设计、阻尼的合理匹配方面取得可喜的成绩，不仅有效减少了阀块的重量降低成本，而且对液压系统的平稳运行都有决定性作用。从长远角度看，不仅系统的稳定性增强对设备运行的寿命有明显的提高，而且使我们打破垄断具有了大流量多流道阀块的设计能力。

液压泵站的四个执行机构中还包括主插销油缸和辅插销油缸。

主升降油缸和辅升降油缸中包括多个液压锁阀组。

电机泵组供油至主升降控制阀组和辅升降控制阀组，经过主油缸方向阀组和辅油缸方向阀组的方向切换，油路通至主升降油缸和辅升降油缸的液压锁阀组，从而进入主升降油缸和辅升降油缸的有杆腔和无杆腔，形成完整回路，实现主升降油缸和辅升降油缸的升降动作，从而带动整船升降。

在本实用新型中，在通常设计的液压系统中，溢流阀的作用是为了保护系统、管路不要超过这个设定值，目的是起压力限定保护作用，而该系统为了降低成本以及进行有效的速度控制，打破常规大胆尝试溢流型速度控制，同时根据负载受力的变化开启不同压力值溢流阀进行速度控制。该系统由于流量非常大，因此系统中大量采用了大流量逻辑插装阀进行方向和压力控制，但系统中采用大量的插装阀，阀块的复杂性和流道设计要求相当高，否则系统运行将极不稳定，根据流体仿真模拟以及大量的试验，使我们在国产大型液压阀块的流道设计、阻尼的合理匹配方面取得可喜的成绩，不仅有效减少了阀块的重量降低成本，而且对液压系统的平稳运行都有决定性作用。从长远角度看，不仅系统的稳定性增强对设备运行的寿命有明显的提高，而且使我们打破垄断具有了大流量多流道阀块的设计能力。

本实用新型的系统采用了多级防护，并设置了多种应急控制。由于该系统应用于多功能风电设备安装船舶，而整船的升降系统对该船的有效使用起着至关重要的作用，因此该系统的可靠性、稳定性要求非常高。为防止各种意外的发生，采取了多级防护措施，即分别为：在升降油缸上安装防护阀块，关键油路不设外部管路，液压油路锁控制，高压机械溢流阀防超压，防高压传感器检测，多油缸受力均衡沟通管路防爆阀控制，低泄漏换向阀阀芯设计，holding状态主、辅升降油缸多油缸受力控制，有了以上这些措施能够保证系统的可靠、平稳运行。根据有可能发生的故障，系统设置了应急补油系统，以及部分泵组不能运行的情况下也能具备整船升降功能。有了以上的各种防护和应急控制，极大降低系统出现故障不能保持位置和不能运行的风险。

由于整船升船后，需要长时间的安装作业，而此时整船的受力一直由48根油缸承担，因此对油缸的泄漏量要求非常严格，完全异于常规。为确保达到要求，采取微量合理的间隙计算方法进行设计，精密的零件加工，后续进行严格的不间断72小时受力密封测试，泄漏量的测试结果已经达到世界前列，为我国在高油压密封结构设计方面取得突破，积累了大量宝贵经验。油缸的活塞杆采用陶瓷镀层，有效防止海上的盐雾侵蚀。这两方面的设计与应用，极大提高了升降油缸安全系数，增长了油缸的寿命，从而增强了整船使用的高可靠性。

采用本实施例的船用液压升降系统，额定抬升力14000吨，4桩腿支撑船体，每桩腿通过12根大型油缸连接可达到最大压桩力7000吨、最大拔桩力4800吨，抬升高度根据桩腿长度而定(可无限)，动力控制来自船艏和船艉的液压泵舱，抬升过程监测容易，可操作性强。

方案中的硬件主要有：大型升降液压油缸48只，规格：600*280-2150；插销油缸24只；升降用大型阀块8只；大型泵站两台，其中主要部件有：升降主电机泵组8组，250kw/组；循环电机泵组4组，55kw/组；待命补油电机泵组2组，37kw/组；大型油箱2只，15m3/只；电磁阀、单向阀、比例流量阀、截止阀等辅助元件若干。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (5)

1.一种船用液压升降系统，其特征在于，整船依靠四个桩腿支撑，船体固定在四个桩腿上，桩腿上的环梁由多根主升降油缸进行同步上升下降的动作，从而带动整船升降，油缸动作由船艏和船艉的两套液压泵站提供动力，所述两套液压泵站分为船艏泵舱液压泵站和船艉泵舱液压泵站，其中船艏泵舱液压泵站为位于船艏的桩腿升降提供动力，船艉泵舱液压泵站为位于船艉的桩腿升降提供动力，液压泵站包括两个泵舱主单元、四个执行机构单元以及管路单元，其中泵舱主单元由电机泵组、油箱组件、冷却泵组、冷却组件构成，执行机构单元由主升降油缸、辅升降油缸、主升降控制阀组和辅升降控制阀组构成，管路单元由泵舱管路和Jackhouse内管路构成。

2.根据权利要求1所述的船用液压升降系统，其特征在于，主升降控制阀组中进一步包括主油缸方向阀组、主油缸无杆腔溢流阀组、主油缸有杆腔溢流阀组；辅升降控制阀组中进一步包括辅油缸方向阀组、辅油缸无杆腔溢流阀组、辅油缸有杆腔溢流阀组。

3.根据权利要求2所述的船用液压升降系统，其特征在于，液压泵站的四个执行机构中还包括主插销油缸和辅插销油缸。

4.根据权利要求3所述的船用液压升降系统，其特征在于，主升降油缸和辅升降油缸中包括多个液压锁阀组。

5.根据权利要求4所述的船用液压升降系统，其特征在于，电机泵组供油至主升降控制阀组和辅升降控制阀组，经过主油缸方向阀组和辅油缸方向阀组的方向切换，油路通至主升降油缸和辅升降油缸的液压锁阀组，从而进入主升降油缸和辅升降油缸的有杆腔和无杆腔，形成完整回路，实现主升降油缸和辅升降油缸的升降动作，从而带动整船升降。