CN209908880U - 一种基于集中液压泵站的插销式海上平台液压升降系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于海上平台技术领域，公开了一种基于集中液压泵站的插销式海上平台液压升降系统，包括一套集中泵站动力单元和N套桩边执行单元，桩边执行单元与桩腿一一对应；其中集中泵站动力单元由若干主油泵、控制油泵、插销油泵以及回油冷却器、回油滤器以及液压油箱、阀门及管线构成，为桩边执行单元提供相应的液压动力源；每个桩边执行单元由若干主提升液压缸、插销液压缸、主油路比例阀、插销油缸换向电磁阀、同步马达、压力补偿器以及提升液压缸平衡阀等液压保护元件构成，另外该系统还包括必要的检测传感器。本实用新型采用集中泵站提供液压动力源，提升了液压泵站的利用率，改善了液压系统的同步性，增强了液压升降系统的稳定性。

Description

一种基于集中液压泵站的插销式海上平台液压升降系统

技术领域

本实用新型属于海上平台技术领域，具体的说，是涉及一种插销式海上平台升降系统。

背景技术

插销液压升降系统作为一种自升式平台的升降装置，其可靠性关乎平台安全生产作业。而主提升液压缸的同步性能则体现着液压升降系统的特性，在平台升降速度、系统操作优化、设备本质安全方面起着重要作用。

目前海上平台升降系统一般采用单独液压泵站为单桩腿提供液压动力的形式，即单桩液压系统由单独的液压泵站提供液压动力，这样虽然可保证各桩升降系统有稳定的液压动力源，然而一旦某桩液压站发生故障，将会影响平台整体升降性能，导致平台无法正常升降，存在系统安全风险，另外该类型液压泵站仅能供升降系统使用，液压系统整体利用率低。

实用新型内容

本实用新型要解决是插销液压升降系统由于集中泵站供油而使各桩腿液压油压力、流量不能达到平衡，从而导致升降过程中出现磨擦桩腿等安全风险的技术问题，而提供一种基于集中液压泵站的插销式海上平台液压升降系统，将各桩室的液压泵站集中配置，可实现资源共享，由此可以增强系统液压泵站的冗余性，降低系统安全风险。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过以下的技术方案予以实现：

一种基于集中液压泵站的插销式海上平台液压升降系统，包括一套集中泵站动力单元和N套桩边执行单元，所述桩边执行单元与桩腿一一对应；所述集中泵站动力单元为N套所述桩边执行单元、绞车液压系统和软管驱动模块提供液压动力源；

所述集中泵站动力单元包括主油泵、控制油泵、插销油泵、液压油箱、回油冷却器、回油滤器；每个所述主油泵的输入端通过液压管线与所述液压油箱的出口管线连接，输出端通过单向阀与主油泵总液压管线连接，所述主油泵总液压管线引向各所述桩边执行单元的主油泵总液压管线接口；每个所述控制油泵的输入端通过液压管线与所述液压油箱的出口管线连接，输出端通过单向阀与控制油泵总液压管线连接，所述控制油泵总液压管线引向各所述桩边执行单元的控制油泵总液压管线接口；每个所述插销油泵的输入端通过液压管线与所述液压油箱的出口管线连接，输出端通过单向阀与插销油泵总液压管线，所述插销油泵总液压管线引向各所述桩边执行单元的插销油泵总液压管线接口；

所述桩边执行单元包括所述主油泵总液压管线接口、所述控制油泵总液压管线接口、所述插销油泵总液压管线接口、回油总管线接口，所述主油泵总液压管线接口通过球阀连接桩边主油泵总液压管线，所述控制油泵总液压管线接口通过球阀连接桩边控制油泵总液压管线，所述插销油泵总液压管线接口通过球阀连接桩边插销油泵总液压管线；所述桩边主油泵总液压管线通过液压管线连接主油路比例换向阀的进口，所述主油路比例换向阀集成安装有压力补偿器，所述压力补偿器的出口通过液压管线连接于同步马达的进口，所述同步马达的N个输出口分别通过液压管线与安装在提升液压缸上的平衡阀的一端进口连接，所述平衡阀的一端出口通过液压管线与所述提升液压缸的有杆腔连接，所述平衡阀的另一端进口通过回油管线与所述提升液压缸的无杆腔连接，所述平衡阀的另一端出口由管线汇总后通过回油管线连接到所述压力补偿器的入口，而后经过所述主油路比例换向阀的出口通过回油管线连接至所述桩边回油总管线；所述桩边控制油泵总液压管线通过控制管路连接至所述主油路比例换向阀，用于所述主油路比例换向阀的液压换向控制驱动；所述桩边插销油泵总液压管线通过插销液压管线分别连接到上销换向电磁阀和下销换向电磁阀的一端进口，所述上销换向电磁阀和所述下销换向电磁阀的一端出口分流连接到各插销液压缸的无杆腔接口，各插销液压缸的有杆腔接口通过回油管线汇总后连接至所述上销换向电磁阀和所述下销换向电磁阀的另一端进口，所述上销换向电磁阀和所述下销换向电磁阀的另一端出口通过回油管线汇总后连接至桩边回油总管线；

所述桩边回油总管线与所述回油总管线接口连接，所述回油总管线接口与回油总管线连接，所述回油总管线在所述集中泵站动力单元内通过所述回油滤器连接至所述回油冷却器的进口管线，所述回油冷却器的出口管线连接所述液压油箱的进口管线。

进一步地，所述主油泵的数量为N+1个，单桩对应1台所述主油泵，多台所述主油泵共用1台备用所述主油泵；备用的所述主油泵连接有备用使能开关。

进一步地，所述插销油泵的数量为2个，即2台所述插销油泵为N个所述桩边控制单元提供插销油泵动力。

进一步地，所述控制油泵采用一用一备，备用的所述控制油泵连接有备用使能开关。

进一步地，所述回油冷却器还连接有冷却海水管线和海水排出管线。

进一步地，每个所述提升液压缸均安装有液压缸位移传感器、液压缸有杆腔传感器和液压缸无杆腔传感器；所述液压缸位移传感器安装在液压缸无杆腔底部，用于测量液压缸伸缩位移；所述液压缸有杆腔传感器和所述液压缸无杆腔传感器分别安装在液压缸有杆腔顶部和无杆腔底部，用于检测液压缸活塞是否运动超限位工作。

进一步地，每个所述插销液压缸均安装插销拔出传感器和插销插入传感器；所述插销拔出传感器安装在液压缸无杆腔底部，用于检测插销是否拔出；所述插销插入传感器安装在液压缸有杆腔顶部，用于检测液压缸是否插入。

本实用新型的有益效果是：

(一)本实用新型的插销式海上平台液压升降系统，采用集中泵站提供液压动力源，与采用单桩单泵站的液压系统在液压动力源设计方式上有明显不同：

(1)集中泵站在配置上包含多台主油泵、多台控制油泵、多台插销油泵，各类型液压泵分别集中为液压系统提供各压力级别的动力源；整体配置上采用冗余设计思路，即：在使用中发生一台液压泵故障时，其他液压泵依然可以为液压系统提供一定动力，从而确保人员可以继续平台升降和其他液压设备操作，有效避免了单桩单泵站在故障时不能升降平台的安全风险，进而提升了平台本质安全性能；

(2)采用集中泵站设计，节省了桩边液压设备的布局空间，在一定程度降低液压升降系统的设计成本；

(3)采用集中泵站设计，回油冷却器、液压油箱、回油滤器等所需维保设备数量相比单桩单泵站减少75％，可降低人员维保劳动强度，也便于日常维护管理。

(二)本实用新型的插销式海上平台液压升降系统，通过设立集中液压泵站，提升了液压泵站的利用率，可在液压升降系统待机时为其他非升降液压系统提供液压动力源，使得泵站资源得到重复利用。

(二)本实用新型的插销式海上平台液压升降系统，通过引入同步马达、压力补偿器，在未增加机械结构的条件下，改善了液压系统的同步性，增强了液压升降系统的稳定性。

附图说明

图1是本实用新型所提供的插销式海上平台液压升降系统的结构示意图；

图2是插销式海上平台液压升降系统中集中泵站动力单元的结构示意图；

图3是插销式海上平台液压升降系统中桩边执行单元的结构示意图。

图中：1：集中泵站动力单元；2：桩边执行单元；3：绞车液压系统；4：软管驱动模块；

101：主油泵；102：插销油泵；103：控制油泵；104：液压油箱；105：出口蝶阀；106：油箱供油总管线；107：主油泵总液压管线；108：第一备用使能开关；109：插销油泵总液压管线；110：控制油泵总液压管线；111：第二备用使能开关；112：回油总管线；113：主回油管线；114：回油滤器；115：回油冷却器；116：冷却海水管线；117：海水排出管线；

201：主油泵总液压管线接口；202：回油总管线接口；203：控制油泵总液压管线接口；204：插销油泵总液压管线接口；205：桩边主油泵总液压管线；206：桩边回油总管线；207：桩边控制油泵总液压管线；208：桩边插销油泵总液压管线；209：主油路比例换向阀；210：压力补偿器；211：同步马达；212：提升液压缸；213：平衡阀；214：上销换向电磁阀；215：上销换向电磁阀；216：插销液压缸。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1所示，本实施例提供了一种基于集中液压泵站的插销式海上平台液压升降系统，该系统应用为一套集中泵站动力单元1和四套桩边执行单元2，各套桩边执行单元2均由4个提升液压缸212和8个插销液压缸216实现桩腿的升降作业。集中泵站动力单元1除了为液压升降系统自身提供动力外，也为2台绞车液压系统3及软管驱动模块4提供液压动力源。

如图2所示，集中泵站动力单元1包括若干主油泵101、插销油泵102及控制油泵103，分别为各桩边执行单元提供液压动力。主油泵101的数量采用N+1的模式(N为桩边执行单元的数量，本实施例中N＝4)，即单桩对应1台主油泵101，多台主油泵101共用1台备用主油泵101。插销油泵102采用2:N模式，即2台插销油泵102为N个桩边控制单元提供插销油泵动力。控制油泵103采用一用一备模式，最大优化了集中泵站单元内部布置。

液压油箱104通过液压管线(标号①)与出口蝶阀105相连，出口蝶阀105通过液压管线(标号①)与油箱供油总管线106相连。各主油泵101、插销油泵102、控制油泵103分别通过各自的液压管线(标号①)与油箱供油总管线106相连。

各主油泵101分别通过各自单向阀(标号③)与主油泵总液压管线107连接，主油泵总液压管线引向各桩边执行单元2的提升液压缸油路及其他液压设备液压管路。其中备用的主油泵101与第一备用使能开关108通过电气控制线路(标记④)连接，在电气控制使能的情况下，备用的主油泵101才能正常工作。

各插销油泵102分别通过各自单向阀(标号③)与插销油泵总液压管线109连接，插销油泵总液压管线109引向各桩边执行单元2的插销液压缸油路及其他液压设备液压管路。

各控制油泵103分别通过各自单向阀(标号③)与控制油泵总液压管线110连接，控制油泵总液压管线110引向各桩边执行单元2的插销液压缸油路的主比例换向阀控制油路及其他液压设备液压管路。其中备用的控制油泵103与第二备用使能开关111通过电气控制线路(标记④)连接，在电气控制使能的情况下，备用的控制油泵103才能正常工作。

来自桩边执行单元2的液压回油管路及其他液压设备的液压回流管路与回油总管线112相连，回油总管线112通过单向阀(标记③)连接到主回油管线113，主回油管线113通过液压管线(标号①)与回油滤器114连接，回油滤器114通过液压管线(标号①)与回油冷却器115连接，冷却海水管线116通过海水管线(标号②)与回油冷却器115连接，海水排出管线117通过海水管线(标号②)与回油冷却器115连接，用于回油冷却器115海水冷却使用，回油冷却器115通过液压管线(标号①)与液压油箱104连接。

如图2所示，每个桩边执行单元2包含了来自集中泵站动力单元1的主油泵总液压管线接口201、回油总管线接口202、控制油泵总液压管线接口203、插销油泵总液压管线接口204。主油泵总液压管线接口201通过球阀(标记⑤)连接桩边主油泵总液压管线205，回油总管线接口202通过球阀(标记⑤)连接桩边回油总管线206，控制油泵总液压管线接口203通过球阀(标记⑤)连接桩边控制油泵总液压管线207，插销油泵总液压管线接口204通过球阀(标记⑤)连接桩边插销油泵总液压管线208。桩边主油泵总液压管线205通过液压管线(标记①)与主油路比例换向阀209左端进口连接，主油路比例换向阀209与压力补偿器210集成安装，通过压力补偿器210左端输出后再经过液压管线(标记①)连接到同步马达211进口上，同步马达211设置有4个输出口，4个输出口通过液压管线(标记①)分别与安装在提升液压缸212上的平衡阀213左端进口连接，平衡阀213左端出口与提升液压缸212有杆腔通过液压管线(标记①)连接，平衡阀213右端进口与提升液压缸212无杆腔通过回油管线(标记④)连接，平衡阀213右端出口通过管线及三通连接汇总到一起，最后通过回油管线(标记④)连接到压力补偿器210的输出右端，而后通过主油路比例换向阀209右端出口通过回油管线(标记④)连接到桩边回油总管线206。

桩边控制油泵总液压管线207通过控制管路(标记③)连接到主油路比例换向阀209，用于主油路比例换向阀209的液压换向控制驱动。

桩边插销油泵总液压管线208通过插销液压管线(标记②)分别连接到上销换向电磁阀214及下销换向电磁阀215的左端进口，而后分别通过上销换向电磁阀214及下销换向电磁阀215的左端出口，利用管线三通依次分流连接到各插销液压缸216的无杆腔接口，各插销液压缸216的有杆腔接口依次通过回油管线(标记④)及三通汇总连接在一起分别连接在上销换向电磁阀214及下销换向电磁阀215的右端进口，而后上销换向电磁阀214及下销换向电磁阀215的右端出口，通过回油管线(标记④)汇总并最终连接到桩边回油总管线206。

另外，在各提升液压缸212上安装有3个传感器，分别标记为S1,S2,S3，其中S1传感器为液压缸位移传感器，安装在液压缸无杆腔底部，用于测量液压缸伸缩位移，便于系统控制；S2,S3分别为液压缸有杆腔传感器和液压缸无杆腔传感器，其中主油缸有杆腔液压传感器安装在主油缸有杆腔顶部，无杆腔液压传感器安装在主油缸无杆腔底部，分别用来检测液压缸的工作，用于检测液压缸活塞是否运动超限位工作。

另外，在各插销液压缸216上也安装有2个插拔销检测传感器，分别标记为S4,S5，其中S4为插销拔出传感器，安装在液压缸无杆腔底部，用于检测插销是否拔出，S5为插销插入传感器，安装在液压缸有杆腔顶部，用于检测液压缸是否插入。

另外，通过在主管线、控制管线、插销管线上安装三通，可以实现液压动力系统接入其他液压设备系统中，实现液压动力资源共享。

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于集中液压泵站的插销式海上平台液压升降系统，其特征在于，包括一套集中泵站动力单元和N套桩边执行单元，所述桩边执行单元与桩腿一一对应；所述集中泵站动力单元为N套所述桩边执行单元、绞车液压系统和软管驱动模块提供液压动力源；

所述集中泵站动力单元包括主油泵、控制油泵、插销油泵、液压油箱、回油冷却器、回油滤器；每个所述主油泵的输入端通过液压管线与所述液压油箱的出口管线连接，输出端通过单向阀与主油泵总液压管线连接，所述主油泵总液压管线引向各所述桩边执行单元的主油泵总液压管线接口；每个所述控制油泵的输入端通过液压管线与所述液压油箱的出口管线连接，输出端通过单向阀与控制油泵总液压管线连接，所述控制油泵总液压管线引向各所述桩边执行单元的控制油泵总液压管线接口；每个所述插销油泵的输入端通过液压管线与所述液压油箱的出口管线连接，输出端通过单向阀与插销油泵总液压管线，所述插销油泵总液压管线引向各所述桩边执行单元的插销油泵总液压管线接口；

所述桩边执行单元包括所述主油泵总液压管线接口、所述控制油泵总液压管线接口、所述插销油泵总液压管线接口、回油总管线接口，所述主油泵总液压管线接口通过球阀连接桩边主油泵总液压管线，所述控制油泵总液压管线接口通过球阀连接桩边控制油泵总液压管线，所述插销油泵总液压管线接口通过球阀连接桩边插销油泵总液压管线；所述桩边主油泵总液压管线通过液压管线连接主油路比例换向阀的进口，所述主油路比例换向阀集成安装有压力补偿器，所述压力补偿器的出口通过液压管线连接于同步马达的进口，所述同步马达的N个输出口分别通过液压管线与安装在提升液压缸上的平衡阀的一端进口连接，所述平衡阀的一端出口通过液压管线与所述提升液压缸的有杆腔连接，所述平衡阀的另一端进口通过回油管线与所述提升液压缸的无杆腔连接，所述平衡阀的另一端出口由管线汇总后通过回油管线连接到所述压力补偿器的入口，而后经过所述主油路比例换向阀的出口通过回油管线连接至桩边回油总管线；所述桩边控制油泵总液压管线通过控制管路连接至所述主油路比例换向阀，用于所述主油路比例换向阀的液压换向控制驱动；所述桩边插销油泵总液压管线通过插销液压管线分别连接到上销换向电磁阀和下销换向电磁阀的一端进口，所述上销换向电磁阀和所述下销换向电磁阀的一端出口分流连接到各插销液压缸的无杆腔接口，各插销液压缸的有杆腔接口通过回油管线汇总后连接至所述上销换向电磁阀和所述下销换向电磁阀的另一端进口，所述上销换向电磁阀和所述下销换向电磁阀的另一端出口通过回油管线汇总后连接至桩边回油总管线；

所述桩边回油总管线与所述回油总管线接口连接，所述回油总管线接口与回油总管线连接，所述回油总管线在所述集中泵站动力单元内通过所述回油滤器连接至所述回油冷却器的进口管线，所述回油冷却器的出口管线连接所述液压油箱的进口管线。

2.根据权利要求1所述的一种基于集中液压泵站的插销式海上平台液压升降系统，其特征在于，所述主油泵的数量为N+1个，单桩对应1台所述主油泵，多台所述主油泵共用1台备用所述主油泵；备用的所述主油泵连接有备用使能开关。

3.根据权利要求1所述的一种基于集中液压泵站的插销式海上平台液压升降系统，其特征在于，所述插销油泵的数量为2个，即2台所述插销油泵为N个所述桩边控制单元提供插销油泵动力。

4.根据权利要求1所述的一种基于集中液压泵站的插销式海上平台液压升降系统，其特征在于，所述控制油泵采用一用一备，备用的所述控制油泵连接有备用使能开关。

5.根据权利要求1所述的一种基于集中液压泵站的插销式海上平台液压升降系统，其特征在于，所述回油冷却器还连接有冷却海水管线和海水排出管线。

6.根据权利要求1所述的一种基于集中液压泵站的插销式海上平台液压升降系统，其特征在于，每个所述提升液压缸均安装有液压缸位移传感器、液压缸有杆腔传感器和液压缸无杆腔传感器；所述液压缸位移传感器安装在液压缸无杆腔底部，用于测量液压缸伸缩位移；所述液压缸有杆腔传感器和所述液压缸无杆腔传感器分别安装在液压缸有杆腔顶部和无杆腔底部，用于检测液压缸活塞是否运动超限位工作。

7.根据权利要求1所述的一种基于集中液压泵站的插销式海上平台液压升降系统，其特征在于，每个所述插销液压缸均安装插销拔出传感器和插销插入传感器；所述插销拔出传感器安装在液压缸无杆腔底部，用于检测插销是否拔出；所述插销插入传感器安装在液压缸有杆腔顶部，用于检测液压缸是否插入。

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