雙活塞蓄能器波浪補(bǔ)償系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種雙活塞蓄能器波浪補(bǔ)償系統(tǒng)，具有補(bǔ)償精度高、系統(tǒng)能耗低、發(fā)熱小、補(bǔ)償響應(yīng)快的特點(diǎn)，并能迅速調(diào)整補(bǔ)償精度，適應(yīng)多種噸位不同海況下作業(yè)的起重機(jī)，彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足。其技術(shù)方案為：波浪補(bǔ)償系統(tǒng)采用了雙活塞蓄能器，在雙活塞蓄能器處安裝了位移傳感器方便準(zhǔn)確設(shè)定蓄能器的初始狀態(tài)，保證雙活塞蓄能器初始處于中間位置，并能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控雙活塞蓄能器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，能夠最大限度利用雙活塞蓄能器的有效容積。
【專利說明】雙活塞蓄能器波浪補(bǔ)償系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及起重機(jī)波浪補(bǔ)償系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及波浪補(bǔ)償系統(tǒng)的能量儲(chǔ)存及釋放裝置，用于有效節(jié)約能源，快速減小波浪對(duì)重物的影響。

【背景技術(shù)】
[0002]波浪補(bǔ)償系統(tǒng)主要應(yīng)用于工程船舶類的起重機(jī)，特別是在補(bǔ)給，吊裝作業(yè)時(shí)重物隨著波浪起伏而上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，有可能碰撞而損壞重物，波浪補(bǔ)償系統(tǒng)的應(yīng)用減小了波浪對(duì)重物的影響，使得重物相對(duì)位移較小，提高作業(yè)效率，節(jié)約成本。
[0003]現(xiàn)有波浪補(bǔ)償技術(shù)主要分為兩種:被動(dòng)波浪補(bǔ)償系統(tǒng)和主動(dòng)波浪補(bǔ)償系統(tǒng)。無論是被動(dòng)補(bǔ)償還是主動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)大多數(shù)都是采用單活塞蓄能器加氮?dú)馄拷M作為能量收集及釋放。
[0004]被動(dòng)波浪補(bǔ)償系統(tǒng)多數(shù)為張力補(bǔ)償方式，可操作性強(qiáng)，系統(tǒng)比較簡單，能耗較少，但補(bǔ)償精度不高，響應(yīng)速度慢。主動(dòng)波浪補(bǔ)償多數(shù)為速度線性補(bǔ)償方式，采用位移或速度傳感器進(jìn)行閉環(huán)控制補(bǔ)償，具有補(bǔ)償精度較高，裝機(jī)功率大，安全可靠等特點(diǎn)，但頻繁正負(fù)隨動(dòng)補(bǔ)償時(shí)發(fā)熱較大，能耗較高，且在要求更高的吊裝作業(yè)時(shí)，由于固有頻率低，阻尼較大，響應(yīng)頻率跟不上補(bǔ)償系統(tǒng)的控制要求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]以下給出一個(gè)或多個(gè)方面的簡要概述以提供對(duì)這些方面的基本理解。此概述不是所有構(gòu)想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認(rèn)出所有方面的關(guān)鍵性或決定性要素亦非試圖界定任何或所有方面的范圍。其唯一的目的是要以簡化形式給出一個(gè)或多個(gè)方面的一些概念以為稍后給出的更加詳細(xì)的描述之序。
[0006]本實(shí)用新型的目的在于解決上述問題，提供了一種雙活塞蓄能器波浪補(bǔ)償系統(tǒng)，具有補(bǔ)償精度高、系統(tǒng)能耗低、發(fā)熱小、補(bǔ)償響應(yīng)快的特點(diǎn)，并能迅速調(diào)整補(bǔ)償精度，適應(yīng)多種噸位不同海況下作業(yè)的起重機(jī)，彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:本實(shí)用新型揭示了一種雙活塞蓄能器波浪補(bǔ)償系統(tǒng)，包括氮?dú)馄繅毫φ{(diào)整模塊和補(bǔ)償執(zhí)行模塊，在氮?dú)馄繅毫φ{(diào)整模塊中，油源連接電磁換向閥，該電磁換向閥的進(jìn)口處并聯(lián)比例溢流閥，該電磁換向閥的出口處連接氣液調(diào)整缸，該氣液調(diào)整缸的出口處并聯(lián)連接壓力傳感器、第一壓力表及單向閥，在單向閥的出口并聯(lián)連接氮?dú)馄俊⑶蜷y、第一溢流閥和第二壓力表，在執(zhí)行補(bǔ)償模塊中，雙活塞蓄能器的一端與所述氮?dú)馄窟B接，雙活塞蓄能器分為高壓腔和低壓腔，雙活塞蓄能器內(nèi)部安裝位移傳感器，高壓腔的出口連接第二壓力傳感器和第二溢流閥，第二溢流閥的出口連接到低壓腔的管路上，動(dòng)力源經(jīng)過單向閥分別連接在高壓腔和低壓腔，其中低壓腔連接由二通插裝閥組成的溢流閥和第三壓力傳感器，高壓腔和低壓腔連接馬達(dá)控制閥塊，馬達(dá)控制閥塊的出口連接馬達(dá)的兩油口。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的雙活塞蓄能器波浪補(bǔ)償系統(tǒng)的一實(shí)施例，該電磁換向閥是三位四通電磁換向閥。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的雙活塞蓄能器波浪補(bǔ)償系統(tǒng)的一實(shí)施例，該電磁換向閥的進(jìn)口處還并聯(lián)第二壓力表。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的雙活塞蓄能器波浪補(bǔ)償系統(tǒng)的一實(shí)施例，雙活塞蓄能器的另一端連接空濾器，。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的雙活塞蓄能器波浪補(bǔ)償系統(tǒng)的一實(shí)施例，比例溢流閥和電磁換向閥調(diào)節(jié)氣液調(diào)整缸的油液壓力，進(jìn)而通過氣液調(diào)整缸調(diào)節(jié)氮?dú)馄恐械膲毫Α?br> [0012]根據(jù)本實(shí)用新型的雙活塞蓄能器波浪補(bǔ)償系統(tǒng)的一實(shí)施例，氣液調(diào)整缸的出口處的壓力傳感器反映氮?dú)馄康恼{(diào)節(jié)壓力。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的雙活塞蓄能器波浪補(bǔ)償系統(tǒng)的一實(shí)施例，低壓腔還連接先導(dǎo)溢流閥。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的雙活塞蓄能器波浪補(bǔ)償系統(tǒng)的一實(shí)施例，第二壓力傳感器采集雙活塞蓄能器高壓腔的壓力值，第三壓力傳感器采集雙活塞蓄能器低壓腔的壓力值。
[0015]本實(shí)用新型對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果:本實(shí)用新型的雙活塞蓄能器波浪補(bǔ)償系統(tǒng)主要由氮?dú)馄繅毫φ{(diào)整模塊和補(bǔ)償執(zhí)行模塊組成。采用了雙活塞蓄能器，在雙活塞蓄能器處安裝了位移傳感器方便準(zhǔn)確設(shè)定蓄能器的初始狀態(tài)，保證雙活塞蓄能器初始處于中間位置，并能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控雙活塞蓄能器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，能夠最大限度利用雙活塞蓄能器的有效容積。此外，本實(shí)用新型采用氣液調(diào)整缸連接氮?dú)馄啃问讲⒓皶r(shí)調(diào)節(jié)氮?dú)馄康膲毫顟B(tài)，達(dá)到較好的補(bǔ)償精度。而且本實(shí)用新型的雙活塞蓄能器采用高低壓腔設(shè)計(jì)，減小以往只有高壓腔蓄能器時(shí)從泵源直接補(bǔ)償?shù)膲簱p及液壓油阻尼影響，使得補(bǔ)償響應(yīng)更迅速靈敏，提高補(bǔ)償精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1示出了本實(shí)用新型的雙活塞蓄能器波浪補(bǔ)償系統(tǒng)的較佳實(shí)施例的原理圖。
[0017]圖2A至2C示出了本實(shí)用新型的雙活塞蓄能器的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]在結(jié)合以下附圖閱讀本公開的實(shí)施例的詳細(xì)描述之后，能夠更好地理解本實(shí)用新型的上述特征和優(yōu)點(diǎn)。在附圖中，各組件不一定是按比例繪制，并且具有類似的相關(guān)特性或特征的組件可能具有相同或相近的附圖標(biāo)記。
[0019]圖1示出了本實(shí)用新型的雙活塞蓄能器波浪補(bǔ)償系統(tǒng)的較佳實(shí)施例的原理。請(qǐng)參見圖1，本實(shí)施例的雙活塞蓄能器波浪補(bǔ)償系統(tǒng)由如下的結(jié)構(gòu)組成。
[0020]雙活塞蓄能器波浪補(bǔ)償系統(tǒng)包括了氮?dú)馄繅毫φ{(diào)整模塊和補(bǔ)償執(zhí)行模塊。在氮?dú)馄繅毫φ{(diào)整模塊中，油源P連接電磁換向閥9 (在本實(shí)施例中較佳的為三位四通電磁換向閥)，電磁換向閥9的進(jìn)口處并聯(lián)比例溢流閥7和第二壓力表62。電磁換向閥9的出口處連接氣液調(diào)整缸10，氣液調(diào)整缸10的出口處并聯(lián)連接用來反映氮?dú)馄康恼{(diào)節(jié)壓力的壓力傳感器111、第一壓力表63及單向閥81，在單向閥81的出口并聯(lián)連接氮?dú)馄?2、球閥51、第一溢流閥4和第二壓力表61。比例溢流閥7和電磁換向閥9調(diào)節(jié)氣液調(diào)整缸10的油液壓力，進(jìn)而通過氣液調(diào)整缸10調(diào)節(jié)氮?dú)馄?2中的壓力。
[0021]在執(zhí)行補(bǔ)償模塊中，雙活塞蓄能器13的一端與氮?dú)馄?2連接，另一端連接空濾器31和32。雙活塞蓄能器13分為高壓腔和低壓腔。雙活塞蓄能器13內(nèi)部安裝位移傳感器2，高壓腔的出口 HP連接第二壓力傳感器112和第二溢流閥14，第二溢流閥14的出口連接到低壓腔的管路上，動(dòng)力源經(jīng)過單向閥分別連接在高壓腔和低壓腔，其中低壓腔連接由二通插裝閥17和先導(dǎo)溢流閥18組成的溢流閥和第三壓力傳感器113。高壓腔和低壓腔連接馬達(dá)控制閥塊15，馬達(dá)控制閥塊15的出口連接馬達(dá)16的兩油口。第二壓力傳感器112采集雙活塞蓄能器高壓腔的壓力值，第三壓力傳感器113采集雙活塞蓄能器低壓腔的壓力值。
[0022]在本實(shí)施例中，雙活塞蓄能器安裝了位移傳感器2能夠精確設(shè)定蓄能器的初始位置，并能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蓄能器的運(yùn)行狀態(tài)。為防止活塞蓄能器與大氣接觸端污染保證系統(tǒng)清潔度及干燥性，安裝了帶除濕功能的空濾器31及32。通過氣液調(diào)整缸10方便快捷的調(diào)節(jié)氮?dú)馄?2的壓力情況，增加系統(tǒng)補(bǔ)償精度。安裝比例溢流閥7及電磁換向閥9可以根據(jù)不同海況調(diào)節(jié)氣液調(diào)整缸10的油液壓力從而調(diào)節(jié)氮?dú)馄?2的壓力情況。壓力傳感器111可以實(shí)時(shí)反映氮?dú)馄康恼{(diào)節(jié)壓力。如圖2所示為系統(tǒng)所采用的雙活塞蓄能器示意圖，活塞蓄能器13采用高低壓腔設(shè)計(jì)，不僅確保補(bǔ)償馬達(dá)16高壓收繩時(shí)油源的及時(shí)補(bǔ)充，而且馬達(dá)低壓放繩也可以到達(dá)迅速響應(yīng)，減小直接從液壓泵站補(bǔ)償?shù)膲毫p失及時(shí)間相應(yīng)，通過高低壓腔相互收集液壓能，有利于提高補(bǔ)償效率，增加系統(tǒng)靈敏性，減少能耗。溢流閥14防止高壓腔過載或沖擊波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響，對(duì)系統(tǒng)元件起保護(hù)作用。由二通插裝閥17及先導(dǎo)溢流閥18組成的低壓腔大流量溢流閥，增加系統(tǒng)通流量，減小元件空間，同時(shí)使得低壓保持在一定的壓力范圍內(nèi)，同時(shí)也可以使得補(bǔ)償馬達(dá)低壓端形成一定的被壓，防止馬達(dá)出現(xiàn)吸空現(xiàn)象。壓力傳感器112及113分別采集活塞蓄能器高低壓腔的壓力值，對(duì)系統(tǒng)壓力的數(shù)字化監(jiān)控，有利于分析系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，也可通過壓差的方法計(jì)算出補(bǔ)償馬達(dá)負(fù)載情況。
[0023]當(dāng)在系統(tǒng)工作作業(yè)前，設(shè)定好先導(dǎo)溢流閥18的壓力值，根據(jù)當(dāng)前不同的海況給氮?dú)馄?0充一定壓力值的氮?dú)?，?dòng)力站I啟動(dòng)后，通過普通吊機(jī)的方式把重物吊起，并通過對(duì)蓄能器預(yù)加載調(diào)整好雙活塞蓄能器13的位置，通過位移傳感器2的反饋確保雙活塞蓄能器初始狀態(tài)在中間位置，電磁換向閥9得電，通過控制比例溢流閥7來精確調(diào)整氮?dú)馄康膲毫χ荡_保壓力傳感器111的反饋值為氮?dú)馄克枰睦硐胫?，通過單向閥83及84來防止液壓油回流到泵源，起到保壓作用。當(dāng)波浪上升時(shí)，船體隨著波浪向上運(yùn)動(dòng)，雙活塞蓄能器活塞低壓腔往高壓腔運(yùn)動(dòng)，通過低壓腔輸出液壓能給補(bǔ)償馬達(dá)16，驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償馬達(dá)做放繩運(yùn)動(dòng)，馬達(dá)的另一端接高壓腔，收集馬達(dá)傳到過來的液壓能，當(dāng)波浪下降時(shí)，船體隨著波浪向下運(yùn)動(dòng)，雙活塞蓄能器活塞高壓腔往低壓腔運(yùn)功，通過高壓腔輸出液壓能給補(bǔ)償馬達(dá)16，驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償馬達(dá)做收繩運(yùn)動(dòng)，同時(shí)補(bǔ)償馬達(dá)的回油口與低壓腔連接，低壓可以收集部分液壓能，并把多余的能量通過由先導(dǎo)溢流閥18和二通插裝閥17組成的大流量溢流閥置換出去，并有效把熱量帶到動(dòng)力站I的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行散熱，這樣系統(tǒng)有效的補(bǔ)償了波浪起伏時(shí)對(duì)重物直線位移的影響，保證海底安裝作業(yè)或補(bǔ)給吊重的穩(wěn)定性和安全性。位移傳感器2監(jiān)測(cè)活塞蓄能器活塞運(yùn)行位置，壓力傳感器112及113及時(shí)反饋補(bǔ)償系統(tǒng)補(bǔ)償壓力情況，當(dāng)壓力不足時(shí)，及時(shí)從液壓站補(bǔ)充液壓能及調(diào)整氮?dú)獾膲毫?，防止出現(xiàn)活塞運(yùn)動(dòng)到最大行程時(shí)的沖擊現(xiàn)象而減小補(bǔ)償精度。當(dāng)補(bǔ)償作業(yè)完畢時(shí)，恢復(fù)普通吊機(jī)的功能進(jìn)行作業(yè)。
[0024]本實(shí)用新型波浪補(bǔ)償系統(tǒng)通過雙活塞蓄能器13高低壓腔進(jìn)行交替收集液壓能，迅速提供動(dòng)力源給補(bǔ)償馬達(dá)16，有效的提高馬達(dá)響應(yīng)速度，同時(shí)提高系統(tǒng)補(bǔ)償精度，最大限度彌補(bǔ)當(dāng)前系統(tǒng)所存在的液壓能傳輸?shù)臏笮?，?jié)省了能源的消耗，系統(tǒng)安裝了氣液調(diào)整缸10方便快捷調(diào)整氮?dú)馄康膲毫?，增加了系統(tǒng)調(diào)節(jié)的可控范圍，達(dá)到良好的補(bǔ)償效果。
[0025]提供對(duì)本公開的先前描述是為使得本領(lǐng)域任何技術(shù)人員皆能夠制作或使用本公開。對(duì)本公開的各種修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說都將是顯而易見的，且本文中所定義的普適原理可被應(yīng)用到其他變體而不會(huì)脫離本公開的精神或范圍。由此，本公開并非旨在被限定于本文中所描述的示例和設(shè)計(jì)，而是應(yīng)被授予與本文中所公開的原理和新穎性特征相一致的最廣范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種雙活塞蓄能器波浪補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，包括氮?dú)馄繅毫φ{(diào)整模塊和補(bǔ)償執(zhí)行模塊，在氮?dú)馄繅毫φ{(diào)整模塊中，油源連接電磁換向閥，該電磁換向閥的進(jìn)口處并聯(lián)比例溢流閥，該電磁換向閥的出口處連接氣液調(diào)整缸，該氣液調(diào)整缸的出口處并聯(lián)連接壓力傳感器、第一壓力表及單向閥，在單向閥的出口并聯(lián)連接氮?dú)馄俊⑶蜷y、第一溢流閥和第二壓力表，在執(zhí)行補(bǔ)償模塊中，雙活塞蓄能器的一端與所述氮?dú)馄窟B接，雙活塞蓄能器分為高壓腔和低壓腔，雙活塞蓄能器內(nèi)部安裝位移傳感器，高壓腔的出口連接第二壓力傳感器和第二溢流閥，第二溢流閥的出口連接到低壓腔的管路上，動(dòng)力源經(jīng)過單向閥分別連接在高壓腔和低壓腔，其中低壓腔連接由二通插裝閥組成的溢流閥和第三壓力傳感器，高壓腔和低壓腔連接馬達(dá)控制閥塊，馬達(dá)控制閥塊的出口連接馬達(dá)的兩油口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙活塞蓄能器波浪補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，該電磁換向閥是三位四通電磁換向閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙活塞蓄能器波浪補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，該電磁換向閥的進(jìn)口處還并聯(lián)第二壓力表。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙活塞蓄能器波浪補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，雙活塞蓄能器的另一端連接空濾器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙活塞蓄能器波浪補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，比例溢流閥和電磁換向閥調(diào)節(jié)氣液調(diào)整缸的油液壓力，進(jìn)而通過氣液調(diào)整缸調(diào)節(jié)氮?dú)馄恐械膲毫Α?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙活塞蓄能器波浪補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，氣液調(diào)整缸的出口處的壓力傳感器反映氮?dú)馄康恼{(diào)節(jié)壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙活塞蓄能器波浪補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，低壓腔還連接先導(dǎo)溢流閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙活塞蓄能器波浪補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，第二壓力傳感器采集雙活塞蓄能器高壓腔的壓力值，第三壓力傳感器采集雙活塞蓄能器低壓腔的壓力值。
【文檔編號(hào)】B66C23/53GK204173803SQ201420602900
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】葉建華, 黨琪, 李達(dá)平 申請(qǐng)人:上海振華重工(集團(tuán))股份有限公司