RO129551B1

RO129551B1 - Hydraulic winch

Info

Publication number: RO129551B1
Application number: ROA201200840A
Authority: RO
Inventors: Niculae Ioniţă; Corneliu Cristescu; Teodor Costinel Popescu; Cătălin Dumitrescu
Original assignee: Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Pentru Optoelectronică - Inoe 2000
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2017-04-28
Also published as: RO129551A2

Abstract

The invention relates to a winch with hydraulic actuation, which may wind a cable for lifting a load while reusing a part of the potential energy accumulated upon lowering the same, meant especially for lifting installations such as elevators, anchor windlasses, in ships, and the like. According to the invention, the winch consists of a winding drum (), closed on a side by a cover () and on the other side by a drive flange (), coupled to the axle of a low speed hydraulic motor (), also driving a crown gear () with interior toothing, coupled with a pinion (), which, by a coupling () rotates the axle of a pump () with gear wheels and with safety valve, which, being mounted inside a cylindrical tank (), may discharge pressurized oil thereinto by pushing a piston (), against a set of springs () to compress them between two detachable centering disks (), when lowering the load, the aspiration being performed through a hollow rod (), together with a sense valve (), connected through an exterior junction () to the drainage circuit of the hydraulic motor (), provided with a double retaining valve (), the pump () may become a motor under the oil pressure existing in the tank (), upon releasing the springs (), helping the drum () to rotate, with the effect of decreasing the energy consumed by the hydraulic motor () upon lifting the load, and for fixing to the machine there being a dismountable support ().

Description

Invenția se referă la un troliu cu acționare hidraulică, care poate înfășură un cablu pentru ridicarea unei sarcini, destinat în special instalațiilor de ridicat, cum sunt lifturile sau vinciurile de ancoră la vapoare, precum și altor aplicații.The invention relates to a winch with hydraulic drive, which can wind a cable for lifting a load, especially for lifting installations, such as lifts or anchors for ships, as well as other applications.

Este cunoscut un troliu cu acționare hidraulică, prezentat în cererea de brevet CN 102536971 A2, care are o pompă hidraulică, o supapă de suprapresiune, un rezervor de ulei hidraulic, o supapă unisens și o supapă electromagnetică care este cuplată la un acumulator de presiune și la pompa hidraulică, care se alimentează din rezervorul de ulei hidraulic, energia recuperată putând fi utilizată pentru reducerea energiei potențiale a greutății de ridicat, și care poate fi utilizat pentru vinciuri și macarale cu diferite transmisii, cum arfi electrice, hidraulice sau mecanice, sau de alte tipuri.A hydraulic drive winch, disclosed in CN patent 102536971 A2, is known, which has a hydraulic pump, an overpressure valve, a hydraulic oil reservoir, a one-way valve and an electromagnetic valve that is coupled to a pressure accumulator and at the hydraulic pump, which is fed from the hydraulic oil reservoir, the recovered energy can be used to reduce the potential energy of the lifting weight, and which can be used for winches and cranes with different transmissions, such as electric, hydraulic or mechanical hoists, or other types.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în recuperarea și stocarea energiei potențiale disponibile la coborârea unei sarcini.The technical problem that the invention solves is to recover and store the potential energy available when lowering a task.

Troliul hidraulic, conform invenției, compus dintr-o tobă de înfășurare, închisă prin intermediul unui capac dreapta și al unei flanșe stânga, este antrenat de un motor hidraulic exterior prin intermediul unei flanșe stânga, motorul hidraulic fiind prevăzut cu o supapă dublă de reținere, care are niște orificii de racordare la o instalație hidraulică, și este susținut de un suport demontabil; peflanșa stânga este prevăzută o coroană dințată, care antrenează prin intermediul unui pinion satelit și al unui arbore de cuplare, o pompă cu roți dințate și supapă de siguranță proprie, montată într-un rezervor cilindric, în care este prevăzut un piston culisant care delimitează o cavitate stânga și o cavitate dreapta, în cavitatea dreapta fiind prevăzute niște discuri de centrare, pe care se sprijină un set de arcuri elicoidale, discurile de centrare și setul de arcuri elicoidale fiind demontabile.The hydraulic winch, according to the invention, composed of a winding nozzle, closed by means of a right cover and a left flange, is driven by an external hydraulic motor through a left flange, the hydraulic motor being provided with a double retention valve, which has some holes for connection to a hydraulic installation, and is supported by a removable support; on the left side a toothed crown is provided, which drives by means of a satellite pinion and a coupling shaft, a gear pump and a self-contained safety valve, mounted in a cylindrical tank, in which a sliding piston is provided which delimits a left cavity and a right cavity, in the right cavity there are provided centering discs, on which a set of helical springs is supported, the centering discs and the set of helical arcs being removable.

Troliul hidraulic, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:The hydraulic winch according to the invention has the following advantages:

- economisește energia consumată la ridicarea unei sarcini;- saves the energy consumed when lifting a load;

- construcție foarte compactă;- very compact construction;

- poate fi adaptat unei game largi de sarcini ridicate;- can be adapted to a wide range of high loads;

- cursa de ridicare-coborâre a sarcinii nu depinde de limitele de funcționare ale sistemului de stocare a energiei.- the load-lowering stroke does not depend on the operating limits of the energy storage system.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu fig. 1 și 2, care reprezintă:The following is an example of an embodiment of the invention, in connection with FIG. 1 and 2, representing:

-fig. 1, secțiune longitudinală prin troliu hidraulic;FIG. 1, longitudinal section by hydraulic winch;

- fig. 2, schema hidro-mecanică a troliului.FIG. 2, the hydro-mechanical scheme of the winch.

Troliul hidraulic, conform invenției, se compune dintr-o tobă 1 de înfășurare, închisă cu un capac 2 dreapta și antrenată de un motor 3 hidraulic, de turație scăzută, prin intermediul unei flanșe 4 stânga. Peflanșa 4 stânga este prevăzută o coroană 5 dințată, care antrenează, printr-un pinion 6 satelit și un arbore 7 de cuplare, o pompă 8 cu roți dințate și supapă de siguranță proprie, neredată în desene.The hydraulic winch, according to the invention, is made up of a winding drum 1, closed with a right cover 2 and driven by a hydraulic motor 3, of low speed, by means of a flange 4 left. The left side 4 is provided with a toothed crown 5, which drives, through a satellite pinion 6 and a coupling shaft 7, a pump 8 with gear wheels and a self-contained safety valve, not shown in the drawings.

în interiorul tobei 1 de înfășurare este prevăzut un rezervor 9 cilindric, în care un piston 10 culisant delimitează o cavitate a stânga, în care se află pompa 8 cu roți dințate, și o cavitate b dreapta. în cavitatea b dreapta este prevăzut un set 12 de arcuri elicoidale, care se sprijină pe pistonul 10 culisant și pe niște discuri 11 de centrare.Inside the winding drum 1 is provided a cylindrical tank 9, in which a sliding piston 10 delimits a left cavity, in which the pump 8 with gear wheels, and a right cavity b. In the right cavity b there is provided a set 12 of helical springs, which rests on the sliding piston 10 and on centering discs 11.

în interiorul rezervorului 9 cilindric este prevăzută o tijă 13 tubulară, de care este atașată o supapă 14 de sens, care face legătura hidraulică între aspirația pompei 8 cu roți dințate și cavitatea b dreapta, care comunică printr-un racord 15 exterior și cu un orificiu e de drenaj al motorului 3 hidraulic.Inside the cylindrical tank 9 is provided a tubular rod 13, to which is attached a sense valve 14, which makes the hydraulic connection between the suction of the pump 8 with gear wheels and the right cavity b, which communicates through an outer connection 15 and with an orifice e drainage of the 3 hydraulic motor.

Atașată de motorul 3 hidraulic, în zona orificiilor sale de alimentare, se găsește o supapă 16 dublă de reținere, care dispune de niște orificii c și d de racordare la o instalație hidraulică de acționare, neredată în desene. întreaga construcție se sprijină pe un suport 17 demontabil.Attached to the hydraulic motor 3, in the area of its supply ports, is a double check valve 16, which has some holes c and d for connection to a hydraulic actuator, not shown in the drawings. The entire construction is supported by a removable support 17.

RO 129551 Β1 înainte de punerea în funcțiune, se umple cu ulei mineral cavitatea b dreapta a 1 rezervorului 9 cilindric.RO 129551 Β1 before commissioning, fill the right cavity b of 1 cylindrical tank 9 with mineral oil.

Troliul se racordează la instalația hidraulică de acționare cu ulei mineral, astfel: 3 orificiile c și d de racordare la circuitele de lucru sub presiune, iar orificiul e la circuitul de drenaj sau retur, către un rezervor de ulei, neredat în desene. 5The winch is connected to the hydraulic drive system with mineral oil, as follows: 3 holes c and d for connection to the pressure working circuits, and the hole is to the drain or return circuit, to an oil tank, not shown in the drawings. 5

Funcționarea troliului, pe faze, este următoarea:The operation of the winch, in phases, is as follows:

Staționarea sub sarcină: motorul 3 hidraulic nu poate fi învârtit de toba 1 de 7 înfășurare atâta timp cât supapa 16 dublă de reținere nu este deblocată, neavând ulei sub presiune la orificiile c sau d de racordare; ca urmare, troliul nu se rotește. 9Standing under load: the hydraulic motor 3 cannot be turned by the drill 1 of 7 winding as long as the double retention valve 16 is not unlocked, having no oil under pressure at the holes c or d of the connection; as a result, the winch does not rotate. 9

Coborârea sarcinii: se alimentează cu ulei sub presiune orificiul c de racordare, care deblochează supapa 16 dublă de reținere și permite evacuarea uleiului hidraulic prin orificiul 11 d de racordare, iar motorul 3 hidraulic se rotește, spre exemplu, în sens orar, rotind și toba 1 rotativă, prin intermediul flanșei 4 stânga. 13 în același timp, coroana 5 dințată antrenează pinionul 6 satelit și arborele 7 de cuplare, rotind pompa 8 cu roți dințate, care, aspirând ulei prin tija 13 tubulară din cavitatea 15 b dreapta a rezervorului 9 cilindric și din circuitul de drenaj, racordul 15 exterior, îl refulează în cavitatea a stânga. 17Load lowering: the c-port is supplied with pressurized oil, which unlocks the double check valve 16 and allows the hydraulic oil to be drained through the 11 d connection port, and the hydraulic motor 3 rotates, for example, clockwise, rotating and drilling. 1 rotary, through the flange 4 left. 13 at the same time, the toothed crown 5 drives the satellite pinion 6 and the shaft 7 coupling, rotating the pump 8 with gear wheels, which, by suctioning oil through the tubular rod 13 from the right cavity 15 b of the cylindrical tank 9 and from the drainage circuit, the connection 15 externally, it drains it into the left cavity. 17

Dacă pistonul 10 culisant și-a terminat cursa, iar sarcina încă trebuie să coboare, rotirea tobei 1 de înfășurare este permisă, întrucât pompa 8 cu roți dințate va refula prin 19 supapa proprie de siguranță, care va fi reglată, de regulă, la presiunea necesară comprimării maxime a setului 12 de arcuri elicoidale. 21 în tot acest timp, presiunea de lucru la orificiul c de racordare este de valoare minimă necesară învingerii frecărilor, întrucât momentul de rotire pentru pompa 8 cu roți dințate este 23 asigurat de către sarcina coborâtă.If the sliding piston 10 has finished its course and the load still has to descend, the rotation of the winding drum 1 is allowed, as the pump 8 with gear wheels will discharge through 19 its own safety valve, which will, as a rule, be adjusted to the pressure. required for maximum compression of the helical spring set 12. 21 all this time, the working pressure at the connecting hole c is of the minimum value necessary to overcome the friction, since the turning moment for the pump 8 with gear wheels is provided by the lowered load.

Oprirea tobei 1 de înfășurare se face prin întreruperea alimentării cu ulei hidraulic a 25 motorului 3 hidraulic, supapa 16 dublă de reținere reblocându-se.The winding drum 1 is stopped by interrupting the hydraulic oil supply of the hydraulic motor 25, the double retaining valve 16 being blocked.

Ridicarea sarcinii: se alimentează cu ulei sub presiune orificiul d de racordare, care 27 deblochează supapa 16 dublă de reținere și permite evacuarea uleiului hidraulic prin orificiul d de racordare și face ca motorul 3 hidraulic să se rotească în sens antiorar, antrenând și 29 toba 1 de înfășurare pentru ridicarea sarcinii, care, de această dată, este ajutat de pompa 8 cu roți dințate, care, sub acțiunea presiunii uleiului din cavitatea a stânga, devine motor, 31 rotit în sens invers, furnizând o parte din momentul necesar ridicării.Lifting the load: the connection d port is supplied with pressurized oil, which 27 unlocks the double retention valve 16 and allows the hydraulic oil to be drained through the d connection port and causes the hydraulic motor 3 to rotate counterclockwise, driving 29 drums 1 of winding for lifting the load, which, this time, is aided by pump 8 with gear wheels, which, under the action of the oil pressure in the left cavity, becomes motor, 31 rotated in the reverse direction, providing part of the moment required for lifting.

Pe parcursul ridicării, presiunea din cavitatea a stânga scade pe măsura destinderii 33 setului 12 de arcuri elicoidale, iar presiunea de lucru la orificiul d de racordare crește progresiv, motorul 3 hidraulic preluând treptat momentul necesar ridicării. 35During lifting, the pressure in the left cavity decreases as the set 33 of the helical spring 12 sets in, and the working pressure at the connecting hole d increases progressively, the hydraulic motor 3 gradually taking over the moment required for lifting. 35

Dacă setul 12 de arcuri elicoidale s-a destins complet, pistonul 10 culisant revenind pe poziția inițială, iar cursa de ridicare trebuie să continue, acest lucru este posibil, întrucât 37 pompa 8 cu roți dințate refulează în cavitatea a stânga prin supapa 14 de sens, de unde și aspiră. 39If the helical spring set 12 has completely relaxed, the sliding piston 10 returning to its initial position and the lifting stroke must continue, this is possible, since 37 gear pump 8 with gear wheels flows back into the left cavity through the 14-way valve. where he also aspires. 39

Din proiectare se impune ca setul 12 de arcuri elicoidale să fie corelat ca forță cu sarcina de ridicat, acesta având posibilitatea schimbării lui cu altul, împreună cu discurile 11 41 de centrare, care sunt demontabile, în cazul în care același troliu va fi utilizat la ridicarea unei alte sarcini mai mici. 43From the design it is required that the set 12 of helical springs be correlated as a force with the lifting load, this having the possibility of changing it with another, together with the centering disks 11 41, which are removable, if the same winch will be used at raising another smaller task. 43

Spre exemplu, la un troliu proiectat pentru ridicarea unei sarcini de 1000 kgf cu viteza de 0,1 m/s, în construcția clasică este nevoie de o presiune hidraulică constantă de 45 aproximativ 60 bar și un debit de ulei de 20 l/min, iar în varianta inventată este nevoie de o presiune care poate varia de la 10 bar la 50 bar, reprezentând o economisire energetică de 47 aproximativ 30%.For example, in a winch designed for lifting a load of 1000 kgf with a speed of 0.1 m / s, the classic construction requires a constant hydraulic pressure of 45 approximately 60 bar and an oil flow of 20 l / min, and in the invented embodiment, a pressure is required that can vary from 10 bar to 50 bar, representing an energy saving of 47 approximately 30%.

Claims

1. A hydraulic winch, composed of a winding nozzle, closed by means of a right cover and a left flange, which is driven by an external hydraulic motor, by means of a left flange, the hydraulic motor being provided with a double check valve, which has some holes for connection to a hydraulic system and is supported by a removable support, characterized in that a toothed crown (5) is provided on the left flange (4), which drives through a pinion (6) and a satellite coupling shaft (7), pump (8) with gear wheels and self-contained safety valve, mounted in a cylindrical tank (9), in which a sliding piston (10) delimiting a left cavity (a) and a right cavity (b), in the right cavity (b) some centering discs (11) are provided, on which a set (12) of springs is supported.

Hydraulic winch according to claim 1, characterized in that the centering discs (11) and the helical spring assembly (12) are removable.

Hydraulic winch, according to claims 1 and 2, characterized in that it has a direction valve (14), attached to a tubular rod (13) inside the cylindrical tank (9), as well as a valve (16) for blocking the engine. (3) hydraulic.