CN105156411B - 新型全回转舵桨液压伺服系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型全回转舵桨液压伺服系统，包括电机泵组，所述电机泵组包括第一电机和闭式变量柱塞泵，所述第一电机连接闭式变量柱塞泵，所述闭式变量柱塞泵油口连接第一分流阀块油口，所述第一分流阀块第一分流口连接第一回转马达第一控制端，所述第一分流阀块第二分流口连接第二回转马达第一控制端，所述第一回转马达第二控制端和第二回转马达第二控制端分别连接第二分流阀块的分流口，电机带动闭式变量柱塞泵提供动力油，驱动所述第一回转马达和第二回转马达转动螺旋桨的支撑管实现转舵。本发明全回转舵桨液压系统，工作可靠，噪音减小，功率范围扩大。
Description
技术领域
本发明涉及船舶液压伺服技术领域，尤其涉及一种新型全回转舵桨液压伺服系统。
背景技术
原有的全回转桨控液压系统采用的是开式回路控制系统，即泵源负责提供压力油，在回路上设置电液比例换向阀，通过电气信号对电液比例换向阀的控制，从而实现对舵桨装置的回转速度、方向和位置的控制。开式系统在实际使用过程中存在以下几点问题：
1、系统不紧凑，对船仓空间造成极大浪费；
2、系统复杂，效率低下，系统发热严重；
3、系统控制重复精度低；
4、舵桨高速换向时产生冲击和震动，运动平稳性差。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种新型全回转舵桨液压伺服系统。
为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种新型全回转舵桨液压伺服系统，其包括电机泵组，
所述电机泵组包括第一电机和闭式变量柱塞泵32，所述第一电机连接闭式变量柱塞泵32，所述闭式变量柱塞泵32油口连接第一分流阀块45油口，所述第一分流阀块45第一分流口连接第一回转马达43.1第一控制端，所述第一分流阀块45第二分流口连接第二回转马达43.2第一控制端，所述第一回转马达43.1第二控制端和第二回转马达43.2第二控制端分别连接第二分流阀块44的分流口，电机带动闭式变量柱塞泵32提供动力油，驱动所述第一回转马达43.1和第二回转马达43.2转动螺旋桨的支撑管实现转舵。
上述技术方案的有益效果为：通过电机泵组对液压伺服系统进行控制，保证液压伺服系统稳定工作。
所述的新型全回转舵桨液压伺服系统，优选的，所述闭式变量柱塞泵32集成补油泵为系统提供补油压力，即闭式变量柱塞泵32包括主泵和补油辅泵；
所述电机连接变量泵，所述主泵和辅泵油口并联后连接第一分流阀块45油口，所述辅泵油口还连接回转冷却单元送油油路和回油油路。
所述的新型全回转舵桨液压伺服系统，优选的，所述回转冷却单元包括：第一冷却器25、吸油过滤器26、第一双联过滤器27；
吸油过滤器26吸取油箱中的油品，所述吸油过滤器26连接辅泵吸油油路，辅泵压油口连接第一双联过滤器27送油口，所述第一双联过滤器27出油口连接闭式变量柱塞泵32补油入口，所述第一冷却器25一端连接闭式变量柱塞泵32泄露油口，所述第一冷却器25另一端连接油箱。
上述技术方案的有益效果为：通过使用回转冷却单元，保证液压伺服系统稳定运行。
所述的新型全回转舵桨液压伺服系统，优选的，还包括润滑冷却单元，
所述润滑冷却单元出油口连接第二分流阀块44，所述润滑冷却单元送油油路连接压力油箱单元，在压力油箱液位低时为其补油。
所述的新型全回转舵桨液压伺服系统，优选的，所述润滑冷却单元包括：第二冷却器10、顺序阀12、第二双联过滤器18、齿轮泵19；
第二电机连接齿轮泵19，所述齿轮泵19输油油路连接第二双联过滤器18进油口，所述第二双联过滤器18出油口连接顺序阀12进油口，所述顺序阀12出油口连接第二冷却器10进油口，所述第二冷却器10出油口输送润滑油品。
上述技术方案的有益效果为：所述润滑冷却单元能够保证液压伺服系统进行润滑冷却操作。
所述的新型全回转舵桨液压伺服系统，优选的，所述第二冷却器10分为三个油路，所述第二冷却器10第一油路通过第一节流孔7连接螺旋桨推进器，对所述螺旋桨推进器进行润滑，所述第二冷却器10第二油路通过第一单向阀8流回润滑冷却油箱，所述第二冷却器10第三油路通过第二节流孔9连接缓冲油箱。
上述技术方案的有益效果为：通过第二冷却器对三个油路进行冷却控制。
所述的新型全回转舵桨液压伺服系统，优选的，所述压力油箱单元包括：气动阀组、第一截止阀40、第二截止阀41、压力油箱；
气动阀组连接压力油箱，通过气动阀组将压缩空气送入压力油箱，控制压力油箱的空气压力，所述第一截止阀40连接在润滑冷却单元和压力油箱单元的油路之间，所述第二截止阀为压力油箱放油口。
上述技术方案的有益效果为：所述压力油箱对液压伺服系统提供压力油品，保证液压伺服系统油路畅通运行压力油品。
所述的新型全回转舵桨液压伺服系统，优选的，所述气动阀组包括：气动单向阀35、气动减压阀36、第一空气滤清器37、两位三通气动换向阀38；
所述压力油箱连接气动单向阀35一端，所述气动单向阀35另一端连接气动减压阀36一端，所述气动减压阀36另一端连接第一空气滤清器37一端，所述第一空气滤清器37另一端连接两位三通气动换向阀38一端，所述两位三通气动换向阀38另一端接入压缩空气。
上述技术方案的有益效果为：通过气动阀组对压力油箱单元的油箱压力进行控制。
所述的新型全回转舵桨液压伺服系统，其特征在于，还包括第二截止阀20，所述第二截止阀20一端连接油箱，对回转冷却单元油箱放油口进行控制。
上述技术方案的有益效果为：使用第二截止阀对对回转冷却单元油箱放油口进行控制。
所述的新型全回转舵桨液压伺服系统，其特征在于，还包括：空气滤清器、液位计、液位继电器、温度计、温度传感器；
所述回转冷却单元和润滑冷却单元的油箱分别安装空气滤清器、液位计、液位继电器、温度计、温度传感器。
上述技术方案的有益效果为：通过安装空气滤清器、液位计、液位继电器、温度计、温度传感器等装置，对液压伺服系统进行实时监测。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
全回转舵桨装置是一种新颖、紧凑、高效率、低污染的环保、节能型推进装置，使用对转桨，船舶调头灵活，原地回转、倒车快，航行安全，重量轻，航行方便，可省略常规的舵，改善驾驶员的工作与生活条件。本发明全回转舵桨液压系统，工作可靠，噪音减小，功率范围扩大。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明总体示意图；
附图标记：
1.空气滤清器 2.液位计 3.液位继电器 4.温度计 5.温度传感器 6.单向阀 7.节流孔 8.单向阀 9.节流孔 10.冷却器 11.节流孔 12.顺序阀 13.节流阀 14.压力继电器 15.压力表 16.节流阀 17.单向阀 18.双联过滤器 19.齿轮泵 20.截止阀 21.液位液温计 22.温度继电器 23.液位继电器 24.空气滤清器 25.冷却器 26.吸油过滤器 27.双联过滤器 28.节流阀 29.压力继电器 30.压力表 31.节流阀 32.闭式柱塞变量泵 33.液位计 34.液位继电器 35.气动单向阀 36.气动减压阀 37.空气滤清器 38.两位三通气动换向阀 39.气动单向阀 40.截止阀 41.截止阀 42.压力油箱 43.1马达 43.2.马达 44.分流阀块 45.分流阀块
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1所示，本发明提供了一种新型全回转舵桨液压伺服系统，其包括电机泵组，
所述电机泵组包括第一电机和闭式变量柱塞泵32，所述第一电机连接闭式变量柱塞泵32，所述闭式变量柱塞泵32油口连接第一分流阀块45油口，所述第一分流阀块45第一分流口连接第一回转马达43.1第一控制端，所述第一分流阀块45第二分流口连接第二回转马达43.2第一控制端，所述第一回转马达43.1第二控制端和第二回转马达43.2第二控制端分别连接第二分流阀块44的分流口，电机带动闭式变量柱塞泵32提供动力油，驱动所述第一回转马达43.1和第二回转马达43.2转动螺旋桨的支撑管实现转舵。
上述技术方案的有益效果为：通过电机泵组对液压伺服系统进行控制，保证液压伺服系统稳定工作。
所述的新型全回转舵桨液压伺服系统，优选的，所述闭式变量柱塞泵32集成补油泵为系统提供补油压力，即闭式变量柱塞泵32包括主泵和补油辅泵；
所述电机连接变量泵，所述主泵和辅泵油口并联后连接第一分流阀块45油口，所述辅泵油口还连接回转冷却单元送油油路和回油油路。
所述的新型全回转舵桨液压伺服系统，优选的，所述回转冷却单元包括：第一冷却器25、吸油过滤器26、第一双联过滤器27；
吸油过滤器26吸取油箱中的油品，所述吸油过滤器26连接辅泵吸油油路，辅泵压油口连接第一双联过滤器27送油口，所述第一双联过滤器27出油口连接闭式变量柱塞泵32补油入口，所述第一冷却器25一端连接闭式变量柱塞泵32泄露油口，所述第一冷却器25另一端连接油箱。
上述技术方案的有益效果为：通过使用回转冷却单元，保证液压伺服系统稳定运行。
所述的新型全回转舵桨液压伺服系统，优选的，还包括润滑冷却单元，
所述润滑冷却单元出油口连接第二分流阀块44，所述润滑冷却单元送油油路连接压力油箱单元，在压力油箱液位低时为其补油。
所述的新型全回转舵桨液压伺服系统，优选的，所述润滑冷却单元包括：第二冷却器10、顺序阀12、第二双联过滤器18、齿轮泵19；
第二电机连接齿轮泵19，所述齿轮泵19输油油路连接第二双联过滤器18进油口，所述第二双联过滤器18出油口连接顺序阀12进油口，所述顺序阀12出油口连接第二冷却器10进油口，所述第二冷却器10出油口输送润滑油品。
上述技术方案的有益效果为：所述润滑冷却单元能够保证液压伺服系统进行润滑冷却操作。
所述的新型全回转舵桨液压伺服系统，优选的，所述第二冷却器10分为三个油路，所述第二冷却器10第一油路通过第一节流孔7连接螺旋桨推进器，对所述螺旋桨推进器进行润滑，所述第二冷却器10第二油路通过第一单向阀8流回润滑冷却油箱，所述第二冷却器10第三油路通过第二节流孔9连接缓冲油箱。
上述技术方案的有益效果为：通过第二冷却器对三个油路进行冷却控制。
所述的新型全回转舵桨液压伺服系统，优选的，所述压力油箱单元包括：气动阀组、第一截止阀40、第二截止阀41、压力油箱；
气动阀组连接压力油箱，通过气动阀组将压缩空气送入压力油箱，控制压力油箱的空气压力，所述第一截止阀40连接在润滑冷却单元和压力油箱单元的油路之间，所述第二截止阀为压力油箱放油口。
上述技术方案的有益效果为：所述压力油箱对液压伺服系统提供压力油品，保证液压伺服系统油路畅通运行压力油品。
所述的新型全回转舵桨液压伺服系统，优选的，所述气动阀组包括：气动单向阀35、气动减压阀36、第一空气滤清器37、两位三通气动换向阀38；
所述压力油箱连接气动单向阀35一端，所述气动单向阀35另一端连接气动减压阀36一端，所述气动减压阀36另一端连接第一空气滤清器37一端，所述第一空气滤清器37另一端连接两位三通气动换向阀38一端，所述两位三通气动换向阀38另一端接入压缩空气。
上述技术方案的有益效果为：通过气动阀组对压力油箱单元的油箱压力进行控制。
所述的新型全回转舵桨液压伺服系统，其特征在于，还包括第二截止阀20，所述第二截止阀20一端连接油箱，对回转冷却单元油箱放油口进行控制。
上述技术方案的有益效果为：使用第二截止阀对对回转冷却单元油箱放油口进行控制。
所述的新型全回转舵桨液压伺服系统，其特征在于，还包括：空气滤清器、液位计、液位继电器、温度计、温度传感器；
所述回转冷却单元和润滑冷却单元的油箱分别安装空气滤清器、液位计、液位继电器、温度计、温度传感器。
上述技术方案的有益效果为：通过安装空气滤清器、液位计、液位继电器、温度计、温度传感器等装置，对液压伺服系统进行实时监测。
该液压系统作为我厂舵桨装置研发的一部分，泵站回转驱动和润滑冷却采用电机驱动，共实现舵桨装置两种功能，即回转冷却功能和润滑冷却功能。回转系统泵采用闭式柱塞变量泵，驱动两个回转马达实现机构回转功能；润滑系统采用定量泵实现装置润滑冷却功能。
由液压泵产生的液压油直接导入与回转齿轮相联的液压马达内，液压马达转动与中间部件相联的回转环，从而实现推进装置的转动。控制系统可以根据舵桨机实际位置和要求位置的偏差，通过电气对回转泵进行比例调节。
压力油箱维持螺旋桨轴和回转管密封内的内部静压，使在密封受到损坏时可以立即收到报警信号，以便及时修理。当密封油柜中的油位下降时，控制系统中将产生报警。
液压系统中所有部件都在制造厂车间内装配完成并进行试验，这样可以大大简化在船厂安装舵桨时的工序和工作量。
转舵系统由一个电机带动闭式变量柱塞泵32提供动力油，驱动两个油马达43.1、43.2转动舵桨的支撑管来达到转舵的目的。闭式变量柱塞泵32包括主泵P1.1、辅泵P1.2两个，油路分为两部分，一路是低压辅泵油路，一路是高压主泵油路。
高压主泵油路工作过程：主泵P1.1进出油口经分流阀块45分流后分别连接两个回转马达43.1、43.2的进出油口，驱动马达回转，进而实现装置转动；当油路油压高230bar时，会经溢流阀流回辅油路；泵壳体内泄漏的液压经冷却器25冷却后流回油箱。
低压辅泵油路工作过程：辅泵经吸油过滤器26从油箱吸油，经双联过滤器21过滤，为主泵提供油压，改变主泵斜盘倾角，从而改变主泵的排量和方向，并补充主油路用于冷却的泄油量；当辅泵油路油压高于24bar时，会经溢流阀回油箱。双联过滤器滤芯脏堵，压差超过5bar时报警并旁通油路，辅泵油路油压低于1.2MPa时触发压力继电器29报警。
润滑冷却单元：电机P2启动后，带动齿轮泵19转动，油液经双联过滤器18过滤，一路经顺序阀12，流经冷却器10进行冷却，油液经冷却后分流成3路，一路经节流孔7流入推进器进行润滑，一路经单向阀8流回油箱，一路经节流孔9流回缓冲油箱；流经顺序阀12内先导阀的油液经单向阀6流回润滑油箱；压力表15、压力继电器14监测润滑油路压力，当压力低于6bar时压力继电器14发出报警信号。
压力油箱单元：压力油箱中的油液用于维持螺旋桨轴和回转管密封内的内部静压，油箱内部需保持一定的压力，压缩空气通过气动阀组36、36、37、38进入压力油箱，使其保持一定的气压，当气压超过0.45bar单向阀39开启；当压力油箱中的油位下降时，液位继电器34会发出报警信号，打开截止阀40，油液经双联过滤器18过滤后，一路作为压力油箱的补油油路流至压力油箱；截止阀41用于压力油箱放油。
本发明的有益效果：
1.具有更高可靠性，结构简单，操作方便，控制可靠；
2.控制系统可以根据舵桨机实际位置和要求位置的偏差，通过电气对回转泵进行比例调节。
3.回转系统包括独立的油箱，即回转系统与润滑系统是完全分开的，这样可以避免由于润滑系统中进入杂质而使液压回转系统中昂贵的部件受损。
4.压力油箱维持螺旋桨轴和回转管密封内的内部静压，使在密封受到损坏时可以立即收到报警信号，以便及时修理。当密封油柜中的油位下降时，控制系统中将产生报警。
5.液压系统中所有部件都在制造厂车间内装配完成并进行试验，这样可以大大简化在船厂安装舵桨时的工序和工作量。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种新型全回转舵桨液压伺服系统，其特征在于，包括电机泵组，
所述电机泵组包括第一电机和闭式变量柱塞泵(32)，所述第一电机连接闭式变量柱塞泵(32)，所述闭式变量柱塞泵(32)油口连接第一分流阀块(45)油口，所述第一分流阀块(45)第一分流口连接第一回转马达(43.1)第一控制端，所述第一分流阀块(45)第二分流口连接第二回转马达(43.2)第一控制端，所述第一回转马达(43.1)第二控制端和第二回转马达(43.2)第二控制端分别连接第二分流阀块(44)的分流口，电机带动闭式变量柱塞泵(32)提供动力油，驱动所述第一回转马达(43.1)和第二回转马达(43.2)转动螺旋桨的支撑管实现转舵；
所述闭式变量柱塞泵(32)集成补油泵为系统提供补油压力，即闭式变量柱塞泵(32)包括主泵和补油辅泵；
所述电机连接变量泵，所述主泵和辅泵油口并联后连接第一分流阀块(45)油口，所述辅泵油口还连接回转冷却单元送油油路和回油油路；
所述回转冷却单元包括：第一冷却器(25)、吸油过滤器(26)、第一双联过滤器(27)；
吸油过滤器(26)吸取油箱中的油品，所述吸油过滤器(26)连接辅泵吸油油路，辅泵压油口连接第一双联过滤器(27)送油口，所述第一双联过滤器(27)出油口连接闭式变量柱塞泵(32)补油入口，所述第一冷却器(25)一端连接闭式变量柱塞泵(32)泄露油口，所述第一冷却器(25)另一端连接油箱；
还包括润滑冷却单元，
所述润滑冷却单元出油口连接第二分流阀块(44)，所述润滑冷却单元送油油路连接压力油箱单元，在压力油箱液位低时为其补油；
所述润滑冷却单元包括：第二冷却器(10)、顺序阀(12)、第二双联过滤器(18)、齿轮泵(19)；
第二电机连接齿轮泵(19)，所述齿轮泵(19)输油油路连接第二双联过滤器(18)进油口，所述第二双联过滤器(18)出油口连接顺序阀(12)进油口，所述顺序阀(12)出油口连接第二冷却器(10)进油口，所述第二冷却器(10)出油口输送润滑油品。
2.根据权利要求1所述的新型全回转舵桨液压伺服系统，其特征在于，所述第二冷却器(10)分为三个油路，所述第二冷却器(10)第一油路通过第一节流孔(7)连接螺旋桨推进器，对所述螺旋桨推进器进行润滑，所述第二冷却器(10)第二油路通过第一单向阀(8)流回润滑冷却油箱，所述第二冷却器(10)第三油路通过第二节流孔(9)连接缓冲油箱。
3.根据权利要求1所述的新型全回转舵桨液压伺服系统，其特征在于，所述压力油箱单元包括：气动阀组、第一截止阀(40)、第二截止阀(41)、压力油箱；
气动阀组连接压力油箱，通过气动阀组将压缩空气送入压力油箱，控制压力油箱的空气压力，所述第一截止阀(40)连接在润滑冷却单元和压力油箱单元的油路之间，所述第二截止阀为压力油箱放油口。
4.根据权利要求3所述的新型全回转舵桨液压伺服系统，其特征在于，所述气动阀组包括：气动单向阀(35)、气动减压阀(36)、第一空气滤清器(37)、两位三通气动换向阀(38)；
所述压力油箱连接气动单向阀(35)一端，所述气动单向阀(35)另一端连接气动减压阀(36)一端，所述气动减压阀(36)另一端连接第一空气滤清器(37)一端，所述第一空气滤清器(37)另一端连接两位三通气动换向阀(38)一端，所述两位三通气动换向阀(38)另一端接入压缩空气。
5.根据权利要求1所述的新型全回转舵桨液压伺服系统，其特征在于，还包括第二截止阀(20)，所述第二截止阀(20)一端连接油箱，主要功能是回转冷却单元油箱放油口。
6.根据权利要求1-5任一项所述的新型全回转舵桨液压伺服系统，其特征在于，还包括：空气滤清器、液位计、液位继电器、温度计、温度传感器；
所述回转冷却单元和润滑冷却单元的油箱分别安装空气滤清器、液位计、液位继电器、温度计、温度传感器。
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