CN207762036U - 具有多种工作模式的拖缆绞车液压系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及海缆埋设配套设备技术领域，具体地说是一种具有多种工作模式的拖缆绞车液压系统。包括一、二号卷筒及减速机组件、插装式轴向柱塞变量马达、主供油系统、冲洗及补油系统、辅助供油系统及油箱，其中，一、二号卷筒及减速机组件的两端均与一插装式轴向柱塞变量马达连接；主供油系统、冲洗及补油系统和辅助供油系统并联连接在油箱与四个插装式轴向柱塞变量马达之间；主供油系统用于提供压力油；冲洗及补油系统用于提供冲洗油液及对主供油系统提供补偿油；辅助供油系统用于开闸回路、先导油路提供压力油。本实用新型实现拖缆绞车不同工况下，多种工作模式之间切换的高效性，使系统埋缆作业效率大幅提升。

Description

具有多种工作模式的拖缆绞车液压系统

技术领域

本实用新型涉及海缆埋设配套设备技术领域，具体地说是一种具有多种工作模式的拖缆绞车液压系统。

背景技术

海缆埋设机布放装置是海缆埋设系统的重要组成部分，其功能是在规定的海况条件和水深条件下，完成海缆埋设机的吊放入水、回收作业以及埋设机落底后的拖曳作业。

传统海缆埋设机布放装置的拖缆绞车为多层钢丝绳缠绕的单卷筒形式，拖缆绞车同时起到储存缆绳及提供牵引力作用，但是拖缆绞车工作模式单一，与A形架配合作业时需要较多的人工参与，不仅易造成钢丝绳张力松弛，影响缠绕，而且也降低了作业效率。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种具有多种工作模式的拖缆绞车液压系统，能够实现拖缆绞车低速、高速、对接、低张力、拖曳多种工作模式，充分满足设备工况需要。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种具有多种工作模式的拖缆绞车液压系统，包括一号卷筒及减速机组件、二号卷筒及减速机组件、插装式轴向柱塞变量马达、主供油系统、冲洗及补油系统、辅助供油系统及油箱，其中，

所述一号卷筒及减速机组件和二号卷筒及减速机组件的两端均与一插装式轴向柱塞变量马达连接；

所述主供油系统、冲洗及补油系统和辅助供油系统并联连接在所述油箱与四个所述插装式轴向柱塞变量马达之间；

所述主供油系统用于四个所述插装式轴向柱塞变量马达同步作业提供压力油；

所述冲洗及补油系统用于为四个所述插装式轴向柱塞变量马达提供冲洗油液及对所述主供油系统提供补偿油；

所述辅助供油系统用于四个所述插装式轴向柱塞变量马达的开闸回路、先导油路提供压力油。

所述主供油系统包括一号主泵、三号电磁溢流阀、二号主泵、二位四通电磁换向阀、负载反馈梭阀、比例方向阀、主供油管路、主回油管路及压力控制阀组，其中一号主泵和二号主泵的吸油口与所述油箱连通，出油口并联后与所述主供油管路连通，所述比例方向阀和压力控制阀组依次设置于所述主供油管路上，所述比例方向阀与所述一号主泵和二号主泵之间的所述主供油管路上设有第一旁支管路和第二旁支管路，所述第一旁支管路与所述油箱连通，所述三号电磁溢流阀设置于所述第一旁支管路上，所述第二旁支管路与所述一号主泵和二号主泵的负载反馈油口连通，所述二位四通电磁换向阀设置于所述第二旁支管路上，所述负载反馈梭阀设置于所述比例方向阀与所述二位四通电磁换向阀之间的连通管路上，所述主回油管路的一端与四个所述插装式轴向柱塞变量马达的低压油口连通，另一端依次经过所述压力控制阀组和比例方向阀与所述油箱连通。

所述一号主泵由三号电机进行驱动，所述一号主泵的吸油口通过三号手动蝶阀串联三号吸油过滤器与所述油箱连通；所述一号主泵的出油口通过串联三号高压过滤器与三号板式单向阀的进油口连通；

所述二号主泵由四号电机进行驱动，所述二号主泵的吸油口通过四号手动蝶阀串联四号吸油过滤器与所述油箱连通；所述二号主泵的出油口通过串联四号高压过滤器和四号板式单向阀的进油口连通；

所述三号板式单向阀的出油口及四号板式单向阀的出油口合成同一路与三号电磁溢流阀的P口、比例方向阀的P口、二位四通电磁换向阀的A口连通；所述一号主泵和二号主泵的负载反馈油口X和二位四通电磁换向阀的P 口连通。

所述比例方向阀的A口、B口分别和压力控制阀组连通；所述比例方向阀的先导控制油口X和管式高压过滤器的出油口连通；所述比例方向阀的C1口、 C2口分别与负载反馈梭阀的1口、2口连通，所述负载反馈梭阀的3口和二位四通电磁换向阀的B口连通。

所述压力控制阀组包括集成在一个液压块体上的一号插装式梭阀、一号插装式平衡阀、二号插装式平衡阀、一号阻尼、插装式溢流阀主阀芯、插装式溢流阀控制盖板、插装式单向阀及先导级比例溢流阀；

所述压力控制阀组通过A2.1油口和B2.1油口分别与所述比例方向阀的 A、B油口连通；所述压力控制阀组通过A2.2油口和B2.2油口与四个所述插装式轴向柱塞变量马达的油口连通；所述压力控制阀组通过ST2.2油口与所述冲洗及补油系统连通；所述压力控制阀组通过C2.1油口与所述辅助供油系统连通。

所述压力控制阀组的A2.1油口和一号插装式梭阀的1口、一号插装式平衡阀的油口2及二号插装式平衡阀的油口2连通；所述压力控制阀组的B2.1 油口和一号插装式梭阀的2口、插装式溢流阀主阀芯的B口、插装式单向阀的出油口、压力控制阀组的B2.2油口连通；所述压力控制阀组的C2.1油口和一号插装式梭阀的3口、开闸阀组的C2口连通；所述压力控制阀组的A2.2 油口和插装式溢流阀主阀芯的A口、一号插装式平衡阀的油口1、二号插装式平衡阀的油口1连通；所述压力控制阀组的ST2.2油口和插装式单向阀的进油口和所述冲洗及补油系统连通。

所述插装式溢流阀控制盖板和先导级比例溢流阀为叠加式结构，二者叠加安装于插装式溢流阀主阀芯的上方，所述插装式溢流阀控制盖板的X油口和插装式溢流阀主阀芯的A口连通；所述插装式溢流阀控制盖板的F油口和插装式溢流阀主阀芯的弹簧腔连通；所述插装式溢流阀控制盖板的P口和先导级比例溢流阀的P口连通；所述先导级比例溢流阀的T口、插装式溢流阀控制盖板中的Y口连通汇成一路和所述压力控制阀组的T2.2油口连通。

所述辅助供油系统包括辅泵及设置于辅助供油管路上的减压阀组及开闸阀组，所述辅泵由一号电机同轴驱动，辅泵的吸油口经过一号手动蝶阀及一号吸油过滤器和油箱连通，辅泵的出油口串联一号高压过滤器和一号板式单向阀的进油口连通，一号板式单向阀的出油口分别和一号电磁溢流阀的P口、液控二位四通电磁换向阀的先导油口、管式高压过滤器的进油口及减压阀组连通；所述减压阀组与所述压力控制阀组连通，所述开闸阀组用于开启所述一号卷筒及减速机组件和二号卷筒及减速机组件的机械闸口，所述开闸阀组的工作压力油由辅泵和压力控制阀组提供。

所述减压阀组包括安装于同一个油路块上的板式减压阀、二位二通电磁换向阀、五号板式单向阀，减压阀组的P2.1油口和板式减压阀的进油口连通，板式减压阀的出油口和二位二通电磁换向阀的进油口、五号板式单向阀的进油口、减压阀组的P2.2油口及开闸阀组的P2.3油口连通；减压阀组的G油口和五号板式单向阀的出油口及四个所述插装式轴向柱塞变量马达G口连通；减压阀组的X2.1油口和二位二通电磁换向阀的出油口、压力控制阀组的X2.2 油口、一号插装式平衡阀的先导油口、二号插装式平衡阀的先导油口及一号阻尼的一端连通。

所述开闸阀组包括安装于一个液压油路块体上的一号插装式减压阀、插装式电磁换向阀、二号插装式梭阀、插装式制动顺序阀、插装式节流阀及二号插装式减压阀，开闸阀组的P2.3油口和一号插装式减压阀的进油口连通，一号插装式减压阀的出油口和插装式电磁换向阀的P口连通，插装式电磁换向阀的B口和二号插装式梭阀的1口连通；插装式电磁换向阀的T口、一号插装式减压阀的泄露油口、插装式制动顺序阀的T口、二号插装式减压阀的泄露油口汇成一路和开闸阀组的T2.3油口连通，开闸阀组的C2油口和二号插装式减压阀的进油口连通，二号插装式减压阀的出油口和二号插装式梭阀的2口连通；二号插装式梭阀的3口和插装式制动顺序阀的P口连通，插装式制动顺序阀的A口串联插装式节流阀和开闸阀组的Z2口连通。

所述冲洗及补油系统包括补油泵、补油管路及设置于所述补油管路上的冲洗及补油阀块，所述补油泵由二号电机驱动，补油泵的吸油口经过二号手动蝶阀及二号吸油过滤器和油箱连通，补油泵的出油口串联二号高压过滤器和二号板式单向阀的进油口连通，二号板式单向阀的出油口分别和二号电磁溢流阀的P口、液控二位四通电磁换向阀的P口连通，液控二位四通电磁换向阀的B口通过补油管路和冲洗及补油阀块的ST2.1油口连通，冲洗及补油阀块的ST2.1.2、ST2.1.3油口分别和四个所述插装式轴向柱塞变量马达的U 口连通。

本实用新型具有的有益效果：

1.本实用新型实现拖缆绞车不同工况下，多种工作模式之间切换的高效性，使系统埋缆作业效率大幅提升，自动化水平也显著提高。

2.本实用新型实现拖缆绞车对接模式，使埋设机和A形架机械对接时，作用力可控，保证埋设机及A形架机械结构安全性。

3.本实用新型实现拖缆绞车完全自动的低张力工作模式，无需人为参与，极大降低人员协同操作A形架和拖缆绞车的难度，提高系统作业的安全性和稳定性。

4.本实用新型对于长时间的埋缆作业，可以关闭主泵电机，将拖缆绞车切换为拖曳模式，拖拽力由减速机制动扭矩产生，很大程度减少系统功率消耗。

5.本实用新型实现拖缆绞车拖曳模式下的自动快速放缆功能，当埋缆作业过程拖曳力超过设定值时可自动放出钢丝绳，保护设备及人员安全。

6.本实用新型系统设有补油回路、冲洗回路，有效解决溢流或内泄高温油液对系统密封元件性能的影响，从而提高了元件工作可靠性及使用寿命。

7.本实用新型极大提高拖缆绞车的操作灵活性、安全性及可靠性。

8.本实用新型系统集成度高，控制阀组为模块化设计、集成化安装，便于形成标准化产品。

附图说明

图1为本实用新型液压系统的原理图；

图2为本实用新型中插装式轴向柱塞变量马达与卷筒及减速机组件的连接原理示意图；

图3为本实用新型中开闸阀组的原理示意图；

图4为本实用新型中减压阀组的原理示意图；

图5为本实用新型中压力控制阀组的原理示意图；

图6为本实用新型中负载反馈梭阀与比例方向阀的连接原理示意图。

其中，1为油箱，2为一号电机，3为辅泵，4为一号高压过滤器，5为一号板式单向阀，6为一号电磁溢流阀，7为二号电机，8为补油泵，9为二号高压过滤器，10为二号板式单向阀，11为二号电磁溢流阀，12为液控二位四通电磁换向阀，13为三号电机，14为一号主泵，15为三号高压过滤器，16 为三号板式单向阀，17为三号电磁溢流阀，18为四号电机，19为二号主泵， 20为四号高压过滤器，21为四号板式单向阀，22为二位四通电磁换向阀，23 为负载反馈梭阀，24为比例方向阀，25为管式高压过滤器，26为压力控制阀组，27为泄漏油集流块，28为减压阀组，29为开闸阀组，30为冲洗及补油阀块，31为一号插装式轴向柱塞变量马达，32为二号插装式轴向柱塞变量马达，33为三号插装式轴向柱塞变量马达，34为四号插装式轴向柱塞变量马达， 35为一号卷筒及减速机组件，36为二号卷筒及减速机组件；

1.1为一号吸油过滤器，1.2为一号手动蝶阀，1.3为二号吸油过滤器， 1.4为二号手动蝶阀，1.5为三号吸油过滤器，1.6为三号手动蝶阀，1.7为四号吸油过滤器，1.8为四号手动蝶阀，1.9为空气滤清器，1.10为油温传感器，1.11为液位计，1.12为加热器，1.13为回油过滤器，1.14为回油冷却器；

26.1为一号插装式梭阀，26.2为一号插装式平衡阀，26.3为二号插装式平衡阀，26.4为一号阻尼，26.5为插装式溢流阀主阀芯，26.6为插装式溢流阀控制盖板，26.7为插装式单向阀，26.8为先导级比例溢流阀。

28.1为板式减压阀，28.2为二位二通电磁换向阀，28.3为五号板式单向阀；

29.1为一号插装式减压阀，29.2为插装式电磁换向阀，29.3为二号插装式梭阀，29.4为插装式制动顺序阀，29.5为插装式节流阀，29.6为二号插装式减压阀。

具体实施方式

海缆埋设机布放装置由A形架及绞车系统组成，其中绞车系统为储缆绞车、拖缆绞车的双绞车配置形式。储缆绞车主要用于储存牵引缆绳，拖缆绞车主要用于产生海缆埋设作业所需牵引力，而且根据海缆埋设的作业需求，拖缆绞车需要具有普通、对接、低张力、拖曳多种工作模式。

普通模式需要人为进行操作，应用于拖缆绞车将埋设机释放到海底以及将埋设机从海底回收到海面，考虑到海底泥层以及其他障碍物的不利影响，此工况需要拖缆绞车提供超过埋设机自重的牵引力。

对接模式需要人为进行操作，应用于埋设机和伸缩架对接以及释放过程，限止拖缆绞车施加在钢缆上的张力，对A形架的机械结构起到一定的保护作用，此工况需要拖缆绞车提供的最大牵引力为埋设机的重量加上额外2t的重量。

低张力模式无需人为进行操作，应用于埋设机随A形架的内外摆动的过程、埋设机落底后，埋缆船前移调整钢缆最佳角度的过程；埋缆结束后，埋缆船后移到埋缆机上方的过程，此工况需要拖缆绞车提供的低张力在一定范围内可调。

拖曳模式也无需人为进行操作，应用于埋设机正常拖曳埋缆过程，此工况拖缆绞车需要提供较大制动力。拖曳模式具有快速放缆的工况，当埋设机遇到较硬的泥层、水下障碍物时，为了防止钢缆上的张力瞬间增大以对机械结构产生破坏，要求限制钢缆上的张力，并在一定范围内可调，达到设定点缆绳可以快速放出。

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。

如图1所示，本实用新型提供的一种具有多种工作模式的拖缆绞车液压系统，包括一号卷筒及减速机组件35、二号卷筒及减速机组件36、插装式轴向柱塞变量马达、主供油系统、冲洗及补油系统、辅助供油系统及油箱1，其中一号卷筒及减速机组件35和二号卷筒及减速机组件36的两端均与一插装式轴向柱塞变量马达连接；主供油系统、冲洗及补油系统和辅助供油系统并联连接在所述油箱1与四个所述插装式轴向柱塞变量马达之间；主供油系统用于四个插装式轴向柱塞变量马达同步作业提供压力油；冲洗及补油系统用于为四个所述插装式轴向柱塞变量马达提供冲洗油液及对主供油系统提供补偿油；辅助供油系统用于四个插装式轴向柱塞变量马达的开闸回路、先导油路提供压力油。

插装式轴向柱塞变量马达分别为：设置于二号卷筒及减速机组件36两端的一号插装式轴向柱塞变量马达31和二号插装式轴向柱塞变量马达32及设置于一号卷筒及减速机组件35两端的三号插装式轴向柱塞变量马达33和四号插装式轴向柱塞变量马达34。

油箱1附带安装一号吸油过滤器1.1、一号手动蝶阀1.2、二号吸油过滤器1.3、二号手动蝶阀1.4、三号吸油过滤器1.5、三号手动蝶阀1.6、四号吸油过滤器1.7、四号手动蝶阀1.8、空气滤清器1.9、油温传感器1.10、液位计1.11、加热器1.12、回油过滤器1.13及回油冷却器1.14，上述辅件可以保证液压油处于合理的清洁和温度范围，从而达到提高液压泵组、阀件、马达的工作可靠性及延长各元件使用寿命的功能。

主供油系统包括一号主泵14、三号电磁溢流阀17、二号主泵19、二位四通电磁换向阀22、负载反馈梭阀23、比例方向阀24、主供油管路、主回油管路及压力控制阀组26，其中一号主泵14和二号主泵19是负载反馈变量泵, 一号主泵14和二号主泵19的吸油口与油箱1连通，出油口并联后与主供油管路连通，比例方向阀24和压力控制阀组26依次设置于主供油管路上，比例方向阀24与一号主泵14和二号主泵19之间的主供油管路上设有第一旁支管路和第二旁支管路，第一旁支管路与油箱1连通，三号电磁溢流阀17设置于第一旁支管路上，第二旁支管路与一号主泵14和二号主泵19的负载反馈油口连通，二位四通电磁换向阀22设置于第二旁支管路上，负载反馈梭阀23 设置于比例方向阀24与二位四通电磁换向阀22之间的连通管路上，主回油管路的一端与四个插装式轴向柱塞变量马达的低压油口连通，另一端依次经过压力控制阀组26和比例方向阀24与油箱1连通。

一号主泵14由三号电机13进行驱动，一号主泵14的吸油口通过三号手动蝶阀1.6串联三号吸油过滤器1.5和油箱1连通，一号主泵14的出油口通过串联三号高压过滤器15和三号板式单向阀16的进油口连通。

二号主泵19由四号电机18进行驱动，二号主泵19的吸油口通过四号手动蝶阀1.8串联四号吸油过滤器1.7和油箱1连通。二号主泵19的出油口通过串联四号高压过滤器20和四号板式单向阀21的进油口连通。三号板式单向阀16的出油口及四号板式单向阀21的出油口合成同一路和三号电磁溢流阀17的P口、比例方向阀24的P口、二位四通电磁换向阀22的A口连通。一号主泵14和二号主泵19的负载反馈油口X和二位四通电磁换向阀22的P 口连通。

如图1、图6所示，比例方向阀24主要用于控制拖缆绞车的运动方向。比例方向阀24的A口、B口分别和压力控制阀组26的A2.1口、B2.1口连通；比例方向阀24的先导控制油口X和管式高压过滤器25的出油口连通；比例方向阀24的C1口、C2口分别和负载反馈梭阀23的1口、2口连通，而负载反馈梭阀23的3口和二位四通电磁换向阀22的B口连通。

如图5所示，压力控制阀组26为集成阀组，主要用于控制拖缆绞车四个插装式轴向柱塞变量马达的A口和B口的工作压力差。压力控制阀组26的一号插装式梭阀26.1、一号插装式平衡阀26.2、二号插装式平衡阀26.3、一号阻尼26.4、插装式溢流阀主阀芯26.5、插装式溢流阀控制盖板26.6、插装式单向阀26.7及先导级比例溢流阀26.8都集成于一个液压块体上，极大的节省了安装空间和简化安装管路。

压力控制阀组26的A2.1油口和一号插装式梭阀26.1的1口、一号插装式平衡阀26.2的油口2、二号插装式平衡阀26.3的油口2连通；压力控制阀组26的B2.1油口和一号插装式梭阀26.1的2口、插装式溢流阀主阀芯26.5 的B口、插装式单向阀26.7的出油口、压力控制阀组26的B2.2油口连通；压力控制阀组26的C2.1油口和一号插装式梭阀26.1的3口、开闸阀组的C2 口连通；压力控制阀组26的A2.2油口和插装式溢流阀主阀芯26.5的A口、一号插装式平衡阀26.2的油口1、二号插装式平衡阀26.3的油口1连通；压力控制阀组26的ST2.2油口和插装式单向阀26.7的进油口、冲洗及补油阀块30的ST.2.1.1口连通。

插装式溢流阀控制盖板26.6和先导级比例溢流阀26.8为叠加式结构，二者叠加安装于插装式溢流阀主阀芯26.5的上方。插装式溢流阀控制盖板 26.6的X油口和插装式溢流阀主阀芯26.5的A口连通；插装式溢流阀控制盖板26.6的F油口和插装式溢流阀主阀芯26.5的弹簧腔连通；插装式溢流阀控制盖板26.6的P口和先导级比例溢流阀26.8的P口连通。先导级比例溢流阀26.8的T口、插装式溢流阀控制盖板26.6中的Y口连通汇成一路和压力控制阀组26的T2.2油口连通。

压力控制阀组26的A2.2油口和一号插装式轴向柱塞变量马达31的B油口、二号插装式轴向柱塞变量马达32的A油口连通、三号插装式轴向柱塞变量马达33的A油口、四号插装式轴向柱塞变量马达34的B油口连通，而压力控制阀组的B2.2油口和一号插装式轴向柱塞变量马达31的A油口、二号插装式轴向柱塞变量马达32的B油口、三号插装式轴向柱塞变量马达33的B 油口、四号插装式轴向柱塞变量马达34的A油口连通。

辅助供油系统包括辅泵3及设置于辅助供油管路上的减压阀组28及开闸阀组29，辅泵3主要为开闸回路提供压力油，同时为需要先导控制的元件提供先导控制油。辅泵3由一号电机2同轴驱动，辅泵3的吸油口经过一号手动蝶阀1.2及一号吸油过滤器1.1和油箱1连通，辅泵3的出油口串联一号高压过滤器4和一号板式单向阀5的进油口连通，而一号板式单向阀5的出油口分别和一号电磁溢流阀6的P口、液控二位四通电磁换向阀12的先导油口、管式高压过滤器25的进油口、减压阀组的P2.1口连通。

如图4所示，减压阀组28由板式减压阀28.1、二位二通电磁换向阀28.2、五号板式单向阀28.3安装于同一个油路块上，可以给开闸阀组29提供可靠连续的开闸压力油，同时保证拖缆绞车低压力工况下，启停的连续性。减压阀组28的P2.1油口和板式减压阀28.1的进油口连通，板式减压阀28.1的出油口和二位二通电磁换向阀28.2的进油口、五号板式单向阀28.3进油口、减压阀组28的P2.2油口、开闸阀组的P2.3油口连通。减压阀组28的G油口和五号板式单向阀28.3的出油口、一号插装式轴向柱塞变量马达31的G 油口、二号插装式轴向柱塞变量马达32的G油口、三号插装式轴向柱塞变量马达33的G油口、四号插装式轴向柱塞变量马达34的G油口连通。减压阀组28的X2.1油口和二位二通电磁换向阀28.2的出油口、压力控制阀组26 的X2.2油口、一号插装式平衡阀26.2的先导油口，二号插装式平衡阀26.3 的先导油口，一号阻尼26.4的一端连通。

如图3所示，开闸阀组29主要是保证两个卷筒配套减速机的机械闸口可以稳定快速的开启，供给开闸阀组工作的压力油液来自辅泵3和压力控制阀组26。开闸阀组29同样为集成阀组，其上的一号插装式减压阀29.1、插装式电磁换向阀29.2、二号插装式梭阀29.3、插装式制动顺序阀29.4、插装式节流阀29.5及二号插装式减压阀29.6都集成安装于一个液压油路块体上。

开闸阀组29的P2.3油口和一号插装式减压阀29.1的进油口连通，而一号插装式减压阀29.1的出油口和插装式电磁换向阀29.2的P口连通。插装式电磁换向阀29.2的B口和二号插装式梭阀29.3的1口连通；插装式电磁换向阀29.2的T口和一号插装式减压阀29.1的泄露油口、插装式制动顺序阀29.4的T口、二号插装式减压阀29.6的泄露油口汇成一路和开闸阀组29 的T2.3油口连通。开闸阀组29的C2油口和二号插装式减压阀29.6的进油口连通，而二号插装式减压阀29.6的出油口和二号插装式梭阀29.3的2口连通。二号插装式梭阀29.3的3口和插装式制动顺序阀29.4的P口连通，而插装式制动顺序阀29.4的A口串联插装式节流阀29.5和开闸阀组的Z2口连通。

开闸阀组29的C2油口和压力控制阀组的C2.1油口连通，开闸阀组的Z2 油口和减速机一、二、三、四闸口直接连通。通过插装式电磁换向阀阀位的切换，以及一号插装式减压阀和二号插装式减压阀的减压作用，可以保证分别来自减压阀组和压力控制阀组26的2路开闸油路能可靠的作用于拖缆绞车的四个减速机闸口。

冲洗及补油系统包括补油泵8、补油管路及设置于补油管路上的冲洗及补油阀块30，补油泵8主要为拖缆绞车四个插装式轴向柱塞变量马达壳体提供冲洗油液，同时为压力控制阀组26提供补偿油。补油泵8由二号电机7驱动，补油泵8的吸油口经过二号手动蝶阀1.4及二号吸油过滤器1.3和油箱1连通。补油泵8的出油口串联二号高压过滤器9和二号板式单向阀10的进油口连通，而二号板式单向阀10的出油口分别和二号电磁溢流阀11的P口、液控二位四通电磁换向阀12的P口连通。液控二位四通电磁换向阀12的B口通过补油管路和冲洗及补油阀块30的ST2.1油口连通。冲洗及补油阀块30 的ST2.1.2、ST2.1.3油口分别和四个插装式轴向柱塞变量马达的U口连通，防止高温油液对四个插装式轴向柱塞变量马达密封元件造成损伤。

一号电磁溢流阀6的T口，二号电磁溢流阀11的T口，三号电磁溢流阀 17的T口、液控二位四通电磁换向阀12的T口、二位四通电磁换向阀22的 T口、比例方向阀24的T口汇成一路经过回油冷却器1.14、回油过滤器1.13 和油箱1连通。压力控制阀组26的泄漏油、减压阀组28的泄漏油、开闸阀组29的泄漏油、四个插装式轴向柱塞变量马达的泄漏油、通过泄漏油集流块 27汇成一路直接回油箱1。

本实用新型的工作原理及过程如下：

1)根据埋缆作业不同工况需求，对拖缆绞车的多种工作模式进行切换和选择，而系统启动后，拖缆绞车默认初始工作模式为普通低速模式。

2)拖缆绞车采用四台规格相同的插装式轴向柱塞变量马达进行驱动，马达排量可以通过其自带的比例电磁铁实现排量V_gmin～V_gmax的无级调节；同时通过压力控制阀组26调节四台装式轴向柱塞变量马达A口和B口之间的压力差，从而满足多种工作模式下拖缆绞车转速及扭矩的不同需求。

3)启动一号电机2、二号电机7、三号电机13、四号电机18，同时系统中的电磁铁D1～D6、D8、D9都处于掉电状态，而比例电磁铁D7、D10～D13处于相应比例供电状态。辅泵3、补油泵8、一号主泵14、二号主泵19出油口输出的油液分别通过对应的一号电磁溢流阀6、二号电磁溢流阀11、三号电磁溢流阀17直接回油箱，以此实现液压泵组的卸荷启动。一号电机2、二号电机7、三号电机13、四号电机18启动30s后，电磁铁D1、D2、D3同时上电，使对应的一号电磁溢流阀6、二号电磁溢流阀11、三号电磁溢流阀17起到安全阀的作用。同时补油泵8处于低压溢流状态、辅泵3处于恒压待机状态、一号主泵14和二号主泵19都处于负载敏感待机状态。

4)拖缆绞车普通低速模式时，通过人为操作单杆给比例方向阀24相应的控制信号，以实现拖缆绞车收放缆的双向动作。其中收缆动作过程：一号主泵14和二号主泵19输出的压力油分别通过三号高压过滤器15和三号板式单向阀16以及四号高压过滤器20和四号板式单向阀21合流输送到比例方向阀24的P口，继而由比例方向阀24的A口串联压力控制阀组26的A2.1、A2.2 油路输送到一号插装式轴向柱塞变量马达31的B油口、二号插装式轴向柱塞变量马达32的A油口连通、三号插装式轴向柱塞变量马达33的A油口、四号插装式轴向柱塞变量马达34的B油口连通；回油则通过一号插装式轴向柱塞变量马达31的A油口、二号插装式轴向柱塞变量马达32的B油口、三号插装式轴向柱塞变量马达33的B油口、四号插装式轴向柱塞变量马达34的A 油口串联压力控制阀组26的B2.2、B2.1油路和比例方向阀24的B口连通，继而由比例方向阀24的T口流回油箱1，放缆动作过程反之亦然。拖缆绞车收放缆过程中，比例方向阀24同时通过自身的C1、C2油口将四个插装式轴向柱塞变量马达的压力和流量需求经过负载反馈梭阀23、二位四通电磁换向阀22引到一号主泵14和二号主泵19的反馈油口X上，由于一号主泵14和二号主泵19是负载反馈变量泵，其会自动适应变量马达负载的压力和流量需求。比例方向阀24阀芯动作的同时，一号插装式梭阀26.1将压力控制阀组 26的A2.1口或B2.1口的高压油液经过开闸阀组29的减压作用输送到四个减速机的开闸油口，以消除减速机内部的机械制动力。

5)拖缆绞车普通高速模式时，操作同于上述普通低速模式，只是通过提高四个插装式轴向柱塞变量马达配套比例电磁铁D10～D13的输入电流，以达到降低上述四个变量马达的排量设定值，从而在一号主泵14和二号主泵19 输出压力及流量不变的情况下，实现拖缆绞车由低速大扭矩到高速低扭矩的切换。

6)拖缆绞车对接模式时，同样通过人为操作单杆给比例方向阀24相应的控制信号，以实现拖缆绞车主动收缆动作，当拖缆绞车将埋设机吊离甲板并达到和A形架机械对接限位位置后，需要限制此时拖缆绞车牵引力以保护机械结构。此工况通过限定压力控制阀组26中的先导级比例溢流阀26.8的相应电压输入值，以此设定插装式溢流阀主阀芯26.5的溢流压力值；当压力控制阀组26的A2.1油口输入油液压力超过插装式溢流阀主阀芯26.5溢流设定值时，压力油液从插装式溢流阀主阀芯26.5的A口溢流到B口，并流回油箱，从而限定变量马达A、B油口之间的压力差，以达到限制此时拖缆绞车牵引力的功效。

7)拖缆绞车低张力模式时，无需人为操作拖缆绞车动作，拖缆绞车自主进行收放缆动作，并保证牵引力小范围自动动态调整。此工况通过在线检测钢缆的张力和设定张力的变化值，作为比例方向阀24的控制输入，实现速度的闭环控制。而对于低张力模式下的闭环控制，为了控制的响应速度，需要一号插装式平衡阀26.2和二号插装式平衡阀26.3不起作用及四个减速机闸口平稳开启。由此电磁铁D8、D9同时上电，并分别通过二位二通电磁换向阀 28.2和插装式电磁换向阀29.2将辅助油路引入一号插装式平衡阀26.2和二号插装式平衡阀26.3的先导油口及四个减速机闸口。

8)拖缆绞车拖曳模式时，同样无需人为操作拖缆绞车动作，埋缆作业的拖曳力完全由拖缆绞车四个减速机的制动力提供，此时不需要泵源提供流量，处于节能的考虑，此时关闭三号电机13和四号电机18，同时电磁铁D5、D6、 D8～D13处于掉电状态。

9)拖曳模式时，为了保护机械结构，当拖曳力达到张力设定值的70％时，做好快速放缆的准备工作，即保证四个减速机的制动器已处于开启状态，此时需要电磁铁D9上电，将辅泵的压力油经过开闸阀组29相应油路输送到四个减速机的闸口上，以使制动器快速打开，而此时拖曳力由压力控制阀组26 中的两个插装式平衡阀和四个变量马达相互作用产生，缆绳仍处于未放出状态。

10)拖曳模式时，由于电磁铁D6处于掉电状态，比例方向阀主阀芯处于中位，由此和压力控制阀组26及四个变量马达构成闭式回路。当拖曳力达到张力设定值，四个变量马达处于泵工况，钢缆是被动放出的，马达油口的高压油液通过压力控制阀组26中的插装式溢流阀主阀芯26.5溢流到马达的低压油口。

11)拖曳模式时，虽然拖缆绞车内部可以形成闭式回路，但马达有内泄，所以为了维持闭式回路的流量，需要补油泵8通过相应油路及压力控制阀组 26的ST2.2油口向四个变量马达的低压油口提供补偿油，而且补油泵8还提供一部分油液对四个变量马达壳体进行冲洗，防止闭式回路工况产生的溢流高温油液损坏液压元件。

12)由于低张力模式和拖曳模式下，四个变量马达油口的工作压力会出现小于3MPa的情况，为了保证变量马达低油压下控制稳定性，需要将辅泵3供给的压力油经过减压阀组28上的板式减压阀减压(>3MPa)和五号单向阀连通到四个变量马达的油口G上。

13)拖缆绞车的对接模式、低张力模式、拖曳模式下的牵引力需要在一定范围可调，针对上述工况需求，系统前期需要通过标定试验建立上述三种模式下马达工作压力和不同牵引力之间的函数修正关系，然后通过相应换算，得到不同牵引力和先导级比例溢流阀26.8的控制输入电压之间的换算关系。最终将上述关系输入控制系统，当设定上述三种工作模式下的牵引力时，控制系统会自动换算出先导级比例溢流阀26.8的对应的输入控制电压，从而实现牵引力一定范围任意可调。

二位四通电磁换向阀可以实现一号、二号主泵工作模式的切换，使其由负载反馈的工作模式切换到恒压变量的工作模式。变量马达一、二、三、四为同规格的插装式轴向柱塞变量马达，其排量可于最大排量和最小排量之间无极调节，通过自身安装的比例电磁铁实现排量的变化控制，其控制起点为马达的最大排量。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有多种工作模式的拖缆绞车液压系统，其特征在于，包括一号卷筒及减速机组件(35)、二号卷筒及减速机组件(36)、插装式轴向柱塞变量马达、主供油系统、冲洗及补油系统、辅助供油系统及油箱(1)，其中，

所述一号卷筒及减速机组件(35)和二号卷筒及减速机组件(36)的两端均与一插装式轴向柱塞变量马达连接；

所述主供油系统、冲洗及补油系统和辅助供油系统并联连接在所述油箱(1)与四个所述插装式轴向柱塞变量马达之间；

所述主供油系统用于四个所述插装式轴向柱塞变量马达同步作业提供压力油；

所述冲洗及补油系统用于为四个所述插装式轴向柱塞变量马达提供冲洗油液及对所述主供油系统提供补偿油；

所述辅助供油系统用于四个所述插装式轴向柱塞变量马达的开闸回路、先导油路提供压力油。

2.根据权利要求1所述的具有多种工作模式的拖缆绞车液压系统，其特征在于，所述主供油系统包括一号主泵(14)、三号电磁溢流阀(17)、二号主泵(19)、二位四通电磁换向阀(22)、负载反馈梭阀(23)、比例方向阀(24)、主供油管路、主回油管路及压力控制阀组(26)，其中一号主泵(14)和二号主泵(19)的吸油口与所述油箱(1)连通，出油口并联后与所述主供油管路连通，所述比例方向阀(24)和压力控制阀组(26)依次设置于所述主供油管路上，所述比例方向阀(24)与所述一号主泵(14)和二号主泵(19)之间的所述主供油管路上设有第一旁支管路和第二旁支管路，所述第一旁支管路与所述油箱(1)连通，所述三号电磁溢流阀(17)设置于所述第一旁支管路上，所述第二旁支管路与所述一号主泵(14)和二号主泵(19)的负载反馈油口连通，所述二位四通电磁换向阀(22)设置于所述第二旁支管路上，所述负载反馈梭阀(23)设置于所述比例方向阀(24)与所述二位四通电磁换向阀(22)之间的连通管路上，所述主回油管路的一端与四个所述插装式轴向柱塞变量马达的低压油口连通，另一端依次经过所述压力控制阀组(26)和比例方向阀(24)与所述油箱(1)连通。

3.根据权利要求2所述的具有多种工作模式的拖缆绞车液压系统，其特征在于，所述一号主泵(14)由三号电机(13)进行驱动，所述一号主泵(14) 的吸油口通过三号手动蝶阀(1.6)串联三号吸油过滤器(1.5)与所述油箱(1)连通；所述一号主泵(14)的出油口通过串联三号高压过滤器(15)与三号板式单向阀(16)的进油口连通；

所述二号主泵(19)由四号电机(18)进行驱动，所述二号主泵(19)的吸油口通过四号手动蝶阀(1.8)串联四号吸油过滤器(1.7)与所述油箱(1)连通；所述二号主泵(19)的出油口通过串联四号高压过滤器(20)和四号板式单向阀(21)的进油口连通；

所述三号板式单向阀(16)的出油口及四号板式单向阀(21)的出油口合成同一路与三号电磁溢流阀(17)的P口、比例方向阀(24)的P口、二位四通电磁换向阀(22)的A口连通；所述一号主泵(14)和二号主泵(19)的负载反馈油口X和二位四通电磁换向阀(22)的P口连通。

4.根据权利要求2所述的具有多种工作模式的拖缆绞车液压系统，其特征在于，所述比例方向阀(24)的A口、B口分别和压力控制阀组(26)连通；所述比例方向阀(24)的先导控制油口X和管式高压过滤器(25)的出油口连通；所述比例方向阀(24)的C1口、C2口分别与负载反馈梭阀(23)的1口、2口连通，所述负载反馈梭阀(23)的3口和二位四通电磁换向阀(22)的B口连通。

5.根据权利要求2所述的具有多种工作模式的拖缆绞车液压系统，其特征在于，所述压力控制阀组(26)包括集成在一个液压块体上的一号插装式梭阀(26.1)、一号插装式平衡阀(26.2)、二号插装式平衡阀(26.3)、一号阻尼(26.4)、插装式溢流阀主阀芯(26.5)、插装式溢流阀控制盖板(26.6)、插装式单向阀(26.7)及先导级比例溢流阀(26.8)；

所述压力控制阀组(26)通过A2.1油口和B2.1油口分别与所述比例方向阀(24)的A、B油口连通；所述压力控制阀组(26)通过A2.2油口和B2.2油口与四个所述插装式轴向柱塞变量马达的油口连通；所述压力控制阀组(26)通过ST2.2油口与所述冲洗及补油系统连通；所述压力控制阀组(26)通过C2.1油口与所述辅助供油系统连通；

所述压力控制阀组(26)的A2.1油口和一号插装式梭阀(26.1)的1口、一号插装式平衡阀(26.2)的油口2及二号插装式平衡阀(26.3)的油口2连通；所述压力控制阀组(26)的B2.1油口和一号插装式梭阀(26.1)的2 口、插装式溢流阀主阀芯(26.5)的B口、插装式单向阀(26.7)的出油口、压力控制阀组(26)的B2.2油口连通；所述压力控制阀组(26)的C2.1油口和一号插装式梭阀(26.1)的3口、开闸阀组的C2口连通；所述压力控制阀组(26)的A2.2油口和插装式溢流阀主阀芯(26.5)的A口、一号插装式平衡阀(26.2)的油口1、二号插装式平衡阀(26.3)的油口1连通；所述压力控制阀组(26)的ST2.2油口和插装式单向阀(26.7)的进油口和所述冲洗及补油系统连通。

6.根据权利要求5所述的具有多种工作模式的拖缆绞车液压系统，其特征在于，所述插装式溢流阀控制盖板(26.6)和先导级比例溢流阀(26.8)为叠加式结构，二者叠加安装于插装式溢流阀主阀芯(26.5)的上方，所述插装式溢流阀控制盖板(26.6)的X油口和插装式溢流阀主阀芯(26.5)的A口连通；所述插装式溢流阀控制盖板(26.6)的F油口和插装式溢流阀主阀芯(26.5)的弹簧腔连通；所述插装式溢流阀控制盖板(26.6)的P口和先导级比例溢流阀(26.8)的P口连通；所述先导级比例溢流阀(26.8)的T口、插装式溢流阀控制盖板(26.6)中的Y口连通汇成一路和所述压力控制阀组(26)的T2.2油口连通。

7.根据权利要求2所述的具有多种工作模式的拖缆绞车液压系统，其特征在于，所述辅助供油系统包括辅泵(3)及设置于辅助供油管路上的减压阀组(28)及开闸阀组(29)，所述辅泵(3)由一号电机(2)同轴驱动，辅泵(3)的吸油口经过一号手动蝶阀(1.2)及一号吸油过滤器(1.1)和油箱(1)连通，辅泵(3)的出油口串联一号高压过滤器(4)和一号板式单向阀(5)的进油口连通，一号板式单向阀(5)的出油口分别和一号电磁溢流阀(6)的P口、液控二位四通电磁换向阀(12)的先导油口、管式高压过滤器(25)的进油口及减压阀组(28)连通；所述减压阀组(28)与所述压力控制阀组(26)连通，所述开闸阀组(29)用于开启所述一号卷筒及减速机组件(35)和二号卷筒及减速机组件(36)的机械闸口，所述开闸阀组(29)的工作压力油由辅泵(3)和压力控制阀组(26)提供。

8.根据权利要求7所述的具有多种工作模式的拖缆绞车液压系统，其特征在于，所述减压阀组(28)包括安装于同一个油路块上的板式减压阀(28.1)、二位二通电磁换向阀(28.2)、五号板式单向阀(28.3)，减压阀组(28)的P2.1油口和板式减压阀(28.1)的进油口连通，板式减压阀(28.1)的出油口和二位二通电磁换向阀(28.2)的进油口、五号板式单向阀(28.3)的进油口、减压阀组(28)的P2.2油口及开闸阀组(28)的P2.3油口连通；减压阀组(28)的G油口和五号板式单向阀(28.3)的出油口及四个所述插装式轴向柱塞变量马达G口连通；减压阀组(28)的X2.1油口和二位二通电磁换向阀(28.2)的出油口、压力控制阀组(26)的X2.2油口、一号插装式平衡阀(26.2)的先导油口、二号插装式平衡阀(26.3)的先导油口及一号阻尼(26.4)的一端连通。

9.根据权利要求8所述的具有多种工作模式的拖缆绞车液压系统，其特征在于，所述开闸阀组(29)包括安装于一个液压油路块体上的一号插装式减压阀(29.1)、插装式电磁换向阀(29.2)、二号插装式梭阀(29.3)、插装式制动顺序阀(29.4)、插装式节流阀(29.5)及二号插装式减压阀(29.6)，开闸阀组(29)的P2.3油口和一号插装式减压阀(29.1)的进油口连通，一号插装式减压阀(29.1)的出油口和插装式电磁换向阀(29.2)的P口连通，插装式电磁换向阀(29.2)的B口和二号插装式梭阀(29.3)的1口连通；插装式电磁换向阀(29.2)的T口、一号插装式减压阀(29.1)的泄露油口、插装式制动顺序阀(29.4)的T口、二号插装式减压阀(29.6)的泄露油口汇成一路和开闸阀组(29)的T2.3油口连通，开闸阀组(29)的C2油口和二号插装式减压阀(29.6)的进油口连通，二号插装式减压阀(29.6)的出油口和二号插装式梭阀(29.3)的2口连通；二号插装式梭阀(29.3)的3口和插装式制动顺序阀(29.4)的P口连通，插装式制动顺序阀(29.4)的A口串联插装式节流阀(29.5)和开闸阀组(29)的Z2口连通。

10.根据权利要求2所述的具有多种工作模式的拖缆绞车液压系统，其特征在于，所述冲洗及补油系统包括补油泵(8)、补油管路及设置于所述补油管路上的冲洗及补油阀块(30)，所述补油泵(8)由二号电机(7)驱动，补油泵(8)的吸油口经过二号手动蝶阀(1.4)及二号吸油过滤器(1.3)和油箱(1)连通，补油泵(8)的出油口串联二号高压过滤器(9)和二号板式单向阀(10)的进油口连通，二号板式单向阀(10)的出油口分别和二号电磁溢流阀(11)的P口、液控二位四通电磁换向阀(12)的P口连通，液控二位四通电磁换向阀(12)的B口通过补油管路和冲洗及补油阀块(30)的ST2.1 油口连通，冲洗及补油阀块(30)的ST2.1.2、ST2.1.3油口分别和四个所述插装式轴向柱塞变量马达的U口连通。