拖缆机自动排缆液压控制系统的制作方法

本发明涉及液压控制系统技术领域，特别涉及一种拖缆机自动排缆液压控制系统。

背景技术：

拖缆机是深海拖轮实现牵引拖带作业的主要设备之一，以液压驱动为主，其工作原理是由液压马达通过齿轮减速带动滚筒转动，实现缆绳的收缆与放缆。

现有技术中，拖缆机上的滚筒所配置的缆绳长度一般都有一千多米，缆绳缠绕层数可达到十层左右，排缆器是拖缆机的配套设备，其安装在船艉靠近滚筒的地方，在拖缆机收缆和放缆的过程中，排缆器带动缆绳沿滚筒轴向左右移动，使缆绳能够整齐的排列在滚筒上。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

如果排缆器不能够有效地进行缆绳排缆，就会使得同一层的缆绳排列或紧或松，导致缆绳在重载时，缆绳相互咬合，加剧磨损和发热，降低缆绳使用寿命，甚至使缆绳断裂，产生严重的后果。

技术实现要素：

为了解决现有技术中因排缆器不能够有效地进行缆绳排缆带来的问题，本发明实施例提供了一种拖缆机自动排缆液压控制系统，所述技术方案如下：

一种拖缆机自动排缆液压控制系统，所述控制系统包括：三位四通换向阀和压力补偿器，所述压力补偿器的进油口与动力油源的输出口连通，所述三位四通换向阀的P口与所述压力补偿器的出油口连通，所述三位四通换向阀的T口与油箱连通，所述三位四通换向阀的A口分别与液压马达的A口和所述压力补偿器的控制油口连通，所述三位四通换向阀的B口分别与液压马达的B口和所述压力补偿器的控制油口连通。

进一步地，所述三位四通换向阀与所述压力补偿器的控制油口之间设置有第一单向阀，所述第一单向阀的进油口与所述三位四通换向阀的A口连通，所述第一单向阀的出油口与所述压力补偿器的控制油口连通。

进一步地，所述三位四通换向阀与所述压力补偿器的控制油口之间设置有第二单向阀，所述第二单向阀的进油口与所述三位四通换向阀的B口连通，所述第二单向阀的出油口与所述压力补偿器的控制油口连通。

优选地，所述控制系统还包括安全阀，所述安全阀的进油口分别与所述三位四通换向阀的A口和所述三位四通换向阀的B口连通，所述安全阀的出油口与油箱连通。

进一步地，所述三位四通换向阀具有第一控制油口和第二控制油口，所述第一控制油口位于所述三位四通换向阀靠近所述三位四通换向阀的A口和P口的一端，所述第二控制油口位于所述三位四通换向阀靠近所述三位四通换向阀的B口和T口的一端，所述第一控制油口和所述第二控制油口均与控制油源的输出端连通。

更进一步地，所述第一控制油口与所述控制油源的输出端之间设置有第一比例减压阀，所述第一比例减压阀的进油口与所述控制油源的输出端连通，所述第一比例减压阀的出油口与所述第一控制油口连通，所述第一比例减压阀的泄油口与油箱连通。

优选地，所述第一比例减压阀的出油口与所述第一控制油口连通的管路上设置有第一节流口。

更进一步地，所述第二控制油口与所述控制油源的输出端之间设置有第二比例减压阀，所述第二比例减压阀的进油口与所述控制油源的输出端连通，所述第二比例减压阀的出油口与所述第二控制油口连通，所述第二比例减压阀的泄油口与油箱连通。

优选地，所述第二比例减压阀的出油口与所述第二控制油口连通的管路上设置有第二节流口。

优选地，所述液压马达的A口和所述液压马达的B口之间设置有两位电磁换向阀，所述两位电磁换向阀的进油口与所述液压马达的B口连通，所述两位电磁换向阀的出油口与所述液压马达的A口连通。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：本发明实施例提供的拖缆机自动排缆液压控制系统，其中的三位四通换向阀是用于控制液压马达转动的，在三位四通换向阀的P口处安装有压力补偿器，压力补偿器可以使三位四通换向阀的P口和三位四通换向阀的出油口A口或B口的压力差保持恒定，由于三位四通换向阀的流量与压力差成正比关系，而液压马达的转速与流量也成正比关系因此，因此，在三位四通换向阀的P口和三位四通换向阀的出油口A口或B口的压力差不变的情况下，三位四通换向阀的流量也保持恒定，进而使液压马达保持匀速转动，以使拖缆机的自动排缆运行平稳，不受负载压力波动的影响，使缆绳自动有序排放，以增大缆绳使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的拖缆机自动排缆液压控制系统的液压原理示意图；

图2是运用本发明实施例提供的牵引绞车液压控制系统进行左排缆的示意图；

图3是运用本发明实施例提供的牵引绞车液压控制系统进行右排缆的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种拖缆机自动排缆液压控制系统，适用于拖缆机的自动排缆工况。图1是本发明实施例提供的拖缆机自动排缆液压控制系统的液压原理示意图；结合图1，本发明实施例的控制系统包括：三位四通换向阀5和压力补偿器6，压力补偿器6的进油口与动力油源的输出口连通，三位四通换向阀5的P口与压力补偿器6的出油口连通，三位四通换向阀5的T口与油箱连通，三位四通换向阀5的A口分别与液压马达12的A口和压力补偿器6的控制油口连通，三位四通换向阀5的B口分别与液压马达12的B口和压力补偿器6的控制油口连通。

本发明实施例提供的拖缆机自动排缆液压控制系统，其中的三位四通换向阀5是用于控制液压马达转动的，在三位四通换向阀5的P口处安装有压力补偿器6，压力补偿器6内的阀芯弹簧所承受的压力为P_弹簧，三位四通换向阀的P口的压力为P_p，三位四通换向阀5的出油口A口或B口的压力为P，由于三位四通换向阀5的P口和三位四通换向阀的出油口A口或B口分别作用在压力补偿器6的出油口和控制油路上，就可以使P_p＝P_弹簧+P，即在压力补偿器6内的阀芯阀芯弹簧维持形变的前提下，P_p和P的压力差保持恒定，另外，由于三位四通换向阀5的流量与压力差成正比关系，而液压马达12的转速与流量也成正比关系，因此，在三位四通换向阀的P口和三位四通换向阀的出油口A口或B口的压力差不变的情况下，三位四通换向阀5的流量也保持恒定，进而使液压马达12保持匀速转动，以使拖缆机的自动排缆运行平稳，不受负载压力波动的影响，使缆绳自动有序排放，以增大缆绳使用寿命。

本发明实施例的三位四通换向阀5是拖缆机的自动排缆的主控换向阀，其中位机能为Y型，三位四通换向阀5处于中位时，三位四通换向阀5的P口封闭，A口和B口均与T口相通，液压马达12在外力作用下可以移动；三位四通换向阀5的阀芯处于左位时，三位四通换向阀5的P口与B口相通、A口与T口相通，三位四通换向阀5的阀芯处于右位时，三位四通换向阀5的P口与A口相通、B口与T口相通。

本发明实施例的压力补偿器6实际上是一个定差减压阀，压力补偿器6设置在三位四通换向阀5的进油口(P口)端，可以使三位四通换向阀5的工作油口(A口活B口)的压力差保持恒定，这样通过三位四通换向阀5的流量就和阀芯的位移成正比例关系，当三位四通换向阀5的阀芯开口位置一定时，通过三位四通换向阀5的流量就恒定不变，从而使液压马达12运行平稳，不受负载压力波动的影响。

本发明实施例中，三位四通换向阀5与压力补偿器6的控制油口之间可以设置有第一单向阀8，第一单向阀8的进油口与三位四通换向阀5的A口连通，第一单向阀8的出油口与压力补偿器6的控制油口连通。第一单向阀8的作用在于防止液压油从压力补偿器6的控制油口回流至三位四通换向阀5的A口中，造成压力补偿器6维持压力差恒定不变的作用失效。

本发明实施例中，三位四通换向阀5与压力补偿器6的控制油口之间可以设置有第二单向阀7，第二单向阀7的进油口与三位四通换向阀5的B口连通，第二单向阀7的出油口与压力补偿器6的控制油口连通。第二单向阀7的作用在于防止液压油从压力补偿器6的控制油口回流至三位四通换向阀5的B口中，造成压力补偿器6维持压力差恒定不变的作用失效。

本发明实施例中，第一单向阀8可以设置在第一支路b上，第二单向阀7可以设置在第二支路a上，第一支路a和第二支路b可以通过汇集管路c与压力补偿器6的控制油口连通，在汇集管路c上可以设置有节流口9，以实现对液压油的流量控制。

本发明实施例中，该控制系统还可以包括安全阀10，安全阀10的进油口分别与三位四通换向阀5的A口和三位四通换向阀5的B口连通，安全阀10的出油口与油箱连通。

具体地，安全阀10的进油口可以和汇集管路c直接连通，当从汇集管路c流向压力补偿器6的控制油口的液压油压力高于设定值时，液压油会从安全阀10中流出至油箱，以使压力补偿器6中的阀芯弹簧所维持的形变保持不变。

本发明实施例中，三位四通换向阀5具有第一控制油口K1和第二控制油口K2，第一控制油口K1位于三位四通换向阀5靠近三位四通换向阀的A口和P口的一端，第二控制油口K2位于三位四通换向阀5靠近三位四通换向阀5的B口和T口的一端，第一控制油口K1和第二控制油口K2均与控制油源的输出端连通。通过控制油源输出端输出的液压油，可以打开三位四通换向阀的A口或B口。

进一步地，本发明实施例的第一控制油口K1与控制油源的输出端之间设置有第一比例减压阀1，第一比例减压阀1的进油口与控制油源的输出端连通，第一比例减压阀1的出油口与第一控制油口K1连通，第一比例减压阀1的泄油口与油箱连通。通过控制第一比例减压阀1所通过的液压油流量，可以调整三位四通换向阀5的A口开度，即可改变流向液压马达12的液压流量，进而调整液压马达12的转速，即可调整拖缆机的排缆速度。

更进一步地，第一比例减压阀1的出油口与第一控制油口K1连通的管路上可以设置有第一节流口3，以实现对液压油的流量控制。

进一步地，本发明实施例的第二控制油口K2与控制油源的输出端之间可以设置有第二比例减压阀2，第二比例减压阀2的进油口与控制油源的输出端连通，第二比例减压阀2的出油口与第二控制油口K2连通，第二比例减压阀2的泄油口与油箱连通。通过控制第一比例减压阀1所通过的液压油流量，可以调整三位四通换向阀5的B口开度，即可改变流向液压马达12的液压流量，进而调整液压马达12的转速。

更进一步地，第二比例减压阀2的出油口与第二控制油口K2连通的管路上可以设置有第二节流口4，以实现对液压油的流量控制。

还有，本发明实施例的液压马达12的A口和液压马达12的B口之间还可以设置有两位电磁换向阀11，两位电磁换向阀11的进油口与液压马达12的B口连通，两位电磁换向阀11的出油口与液压马达12的A口连通。当液压马达处于排缆工作时，该两位电磁换向阀11处于得电状态，将液压马达12的A口和B口隔开；当遇到紧急情况，拖缆机需要紧急放缆时，该两位电磁换向阀11处于失电状态，使液压马达12的A口和B口相通，此时液压马达处于自由浮动状态，可以自由排缆。

本发明实施例的拖缆机自动排缆液压控制系统可以实现排缆器带动缆绳沿滚筒轴向左右排缆。

左排缆：图2是运用本发明实施例提供的牵引绞车液压控制系统进行左排缆的示意图；结合图2，左排缆通过处于滚筒左端的液压马达实现，三位四通换向阀5的A口和B口分别与该液压马达12的A口和B口对应连接；当为第二比例减压阀2的DT2输入一定的电信号后，三位四通换向阀5受控制油源输出的液压油的压力作用工作在右位，此时液压马达的A口进油、B口回油，液压马达12驱动对应的排缆器进行左排缆，排缆速度由输入到第二比例减压阀的DT2的电信号强度决定；当为第一比例减压阀1的DT1输入一定的电信号后，三位四通换向阀5受控制油源输出的液压油的压力作用工作在左位，此时液压马达的B口进油、A口回油，液压马达12驱动对应的排缆器进行左排缆分离，将位于左侧的一个排缆柱13向滚筒左边分离。

排缆过程中两位电磁换向阀11的DT3处于得电状态，将液压马达12的AB油口隔离；当遇到紧急情况需要应急释放缆绳时，两位电磁换向阀11的DT3失电，使液压马达的AB油口相通，液压马达12处于浮动状态，此时排缆器可以自由排缆。

右排缆：图3是运用本发明实施例提供的牵引绞车液压控制系统进行右排缆的示意图，结合图3，右排缆通过处于滚筒右端的液压马达实现，三位四通换向阀5的A口和B口分别与该液压马达12的进油口和回油口对应连接；当为第二比例减压阀2的DT2输入一定的电信号后，三位四通换向阀5受控制油源输出的液压油的压力作用工作在右位，此时液压马达的A口进油、B口回油，液压马达12驱动对应的排缆器进行右排缆，排缆速度由输入到第二比例减压阀的DT2的电信号强度决定；当为第一比例减压阀的DT1输入一定的电信号后，三位四通换向阀5受控制油源输出的液压油的压力作用工作在右位，此时液压马达的B口进油、A口回油，液压马达12驱动对应的排缆器进行右排缆分离，将位于右侧的一个排缆柱13向滚筒右边分离。

排缆过程中两位电磁换向阀11的DT3处于得电状态，将液压马达12的AB油口隔离；当遇到紧急情况需要应急释放缆绳时，两位电磁换向阀11的DT3失电，使液压马达的AB油口相通，液压马达12处于浮动状态，此时排缆器可以自由排缆。

本发明实施例的牵引绞车液压控制系统，由于压力补偿器的存在，使得三位四通换向阀的输出流量只和其阀芯的位移有关，即通过控制三位四通换向阀的阀芯位移就可以控制液压马达的运行速度，而通过控制输入比例减压阀的电信号就可以控制三位四通换向阀的阀芯位移。拖缆机在拖带作业过程中，由传感器检测滚筒的转速和缆绳的缠绕层数，通过计算机软件计算出需要输入比例减压阀的电磁铁信号大小，再将该信号输入比例减压阀的电磁铁，即可控制三位四通换向阀的阀芯移动相应的位移，从而使液压马达的运行速度和滚筒缆绳的绳速相匹配。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。