一种具有自动保压功能的双液压控制系统及其试验方法_3

文档序号:9907175阅读:来源:国知局
负载,提供更大的负载量或动力源。所述爬升齿轮12和所述液压马达11的转动轴连接,并且所述爬升齿轮12和所述执行齿条63相啮合,以及与所述第一执行液压缸61和所述第二执行液压缸62的相互作用,可有效地模拟顶升液压缸式升降装置和齿轮齿条式升降装置的具体工作情况,从而判断其实际工况能力。当所述马达执行模块I为负载,所述液压缸执行模块6为动力源时,模拟顶升液压缸式升降装置作业;当所述马达执行模块I为动力源,所述液压缸执行模块6为负载时,模拟齿轮齿条式升降装置作业。
[0060]优选地,所述第二液压单元的所述液压缸驱动模块5包括第一驱动变量栗51、第一控制换向阀52、第一驱动溢流阀53、第一出油溢流阀54和第二出油溢流阀55,如图2所示;所述第一驱动变量栗51的进油口和所述油箱连接,所述第一驱动变量栗51的出油口和所述第一控制换向阀52的进油口连接,所述第一驱动溢流阀53进油口及控制端和所述第一驱动变量栗51的出油口连接,所述第一出油溢流阀54的进油口及控制端和所述第一控制换向阀52的第一出油口连接,所述第二出油溢流阀55的进油口及控制端和所述第一控制换向阀52的第二出油口连接,所述第一驱动溢流阀53的回油口、所述第一出油溢流阀54的回油口和所述第二出油溢流阀55的回油口均与所述油箱连接;
[0061]所述第一执行液压缸61的无杆腔、所述第二执行液压缸62的有杆腔和所述第一控制换向阀52的第一出油口连接,所述第一执行液压缸61的有杆腔、所述第二执行液压缸62的无杆腔和所述第一控制换向阀52的第二出油口连接。
[0062]所述液压缸驱动模块5为所述第一执行液压缸61和所述第二执行液压缸62的双向运动提供动力。当所述油箱的液压油从所述第一控制换向阀52的第一出油口输出时,液压油流向所述第一执行液压缸61的无杆腔和所述第二执行液压缸62的有杆腔并对其施加压力,从而驱使所述执行齿条63向所述第二执行液压缸62移动;当所述油箱的液压油从所述第一控制换向阀52的第二出油口输出时,液压油流向所述第一执行液压缸61的有杆腔和所述第二执行液压缸62的无杆腔并对其施加压力,从而驱使所述执行齿条63向所述第一执行液压缸61移动。所述第一出油溢流阀54设置于所述第一控制换向阀52的第一出油口,所述第二出油溢流阀55设置于所述第一控制换向阀52的第二出油口,从而控制所述第一执行液压缸61和所述第二执行液压缸62的工作压力,从而控制所述执行齿条63的运作工况。
[0063]所述液压缸驱动模块5设置的所述第一驱动变量栗51可输出高压液压油,可向所述第一执行液压缸61和所述第二执行液压缸62注入高压液压油,从而满足钻井平台模拟试验的大载荷量的要求。而且,采用上述的连接油路,单个所述第一驱动变量栗51可控制所述第一执行液压缸61和所述第二执行液压缸62的运动,而非一栗对应一油缸的控制方式,降低了控制难度和设备复杂性。
[0064]优选地,所述液压缸驱动模块5还设有第一出油压力表56和第二出油压力表57,如图2所示,所述第一出油压力表56的检测端和所述第一控制换向阀52的第一出油口连接,所述第二出油压力表57的检测端和所述第一控制换向阀52的第二出油口连接;所述马达执行模块I还设有正转压力表13和反转压力表14,如图5所示,所述正转压力表13的检测端和所述液压马达11的第一油口连接,所述反转压力表14的检测端和所述液压马达11的第二油口连接。
[0065]所述第一出油压力表56和所述第二出油压力表57分别检测所述第一控制换向阀52的第一出油口、第二出油口的压力,从而便于试验者了解所述第一执行液压缸61和所述第二执行液压缸62的工作压力,并及时设定或调整所述第一执行液压缸61和所述第二执行液压缸62的工作压力。所述正转压力表13和所述反转压力表14分别检测所述液压马达11的第一油口、第二油口的压力,从而便于试验者了解所述液压马达11的工作压力,并及时设定或调整所述液压马达11的工作压力。
[0066]优选地,所述第一液压单元还包括自动刹车模块3,如图4所示,所述自动刹车模块3包括刹车油缸31、刹车换向阀32、刹车溢流阀33和刹车变量栗34 ;
[0067]所述刹车溢流阀33的进油口及控制端、刹车换向阀32的进油口和所述刹车变量栗34的出油口连接,所述刹车变量栗34的进油口、刹车换向阀32的回油口、刹车溢流阀33的回油口和所述油箱连接,所述刹车换向阀32的出油口和所述刹车油缸31的进出油口连接;所述刹车油缸31还包括刹车片311、刹车弹簧312和刹车活塞杆313,所述刹车片311设置于接近所述液压马达11的转动轴安装,所述刹车活塞杆313的一端和所述刹车片311的一侧连接,所述刹车弹簧312的一端和所述刹车活塞杆313的另一端连接,所述刹车弹簧312的另一端固定于所述刹车油缸31的缸体的一端。
[0068]所述刹车换向阀32为电液换向阀,使所述自动刹车模块3可在所述液压马达11发生故障时自动快速制动所述液压马达U。当所述液压马达11正常运行时,所述刹车换向阀32通电,从所述刹车变量栗34输出的液压油经所述刹车换向阀32流入所述刹车油缸31,使所述刹车弹簧312处于压缩状态,所述刹车片311远离所述液压马达11的转动轴;当所述液压马达11发生故障时,所述刹车换向阀32断电,所述刹车油缸31的液压油经所述刹车换向阀32的回油口直接通向所述油箱,使所述刹车弹簧312处于伸长状态,所述刹车片311与所述液压马达11的转动轴紧密接触,从而可迅速制动所述液压马达11。当所述液压马达11恢复正常时,所述刹车换向阀32重新带电,由于液压油需经过所述刹车换向阀32上的阻尼孔才能进入所述刹车油缸31,从而达到缓慢松开所述刹车片311的效果,使所述液压马达11缓慢启动以克服惯性阻力矩。
[0069]优选地,所述第二液压单元还包括快速补压模块7,所述快速补压模块7包括第一补压单向阀71、第二补压单向阀72和补压动力装置,所述补压动力装置包括补压液压栗73和补压控制阀74,如图2所示;
[0070]所述第一补压单向阀71的进油口、第二补压单向阀72的进油口、补压控制阀74的进油口及控制端和所述补压液压栗73的出油口连接,所述第一执行液压缸61的无杆腔、所述第二执行液压缸62的有杆腔和所述第一补压单向阀71的出油口连接,所述第一执行液压缸61的有杆腔、所述第二执行液压缸62的无杆腔和所述第二补压单向阀72的出油口连接,所述补压控制阀74的出油口、所述补压液压栗73的进油口和所述油箱连接。
[0071]所述快速补压模块7持续向所述第一执行液压缸61和所述第二执行液压缸62供油,确保所述第一执行液压缸61和所述第二执行液压缸62均载满液压油,防止所述第一执行液压缸61和所述第二执行液压缸62产生气蚀、吸空的发生。液压油从所述补压液压栗73出来后经所述第一补压单向阀71和所述第二补压单向阀72流向所述第一执行液压缸61和所述第二执行液压缸62,所述补压控制阀74为补压压力控制装置,当所述补压液压栗73的出油口的压力大于补压控制值时所述补压控制阀74开启,从而起到降压稳压的作用。所述补压动力装置可设置若干个,从而可均分负荷,降低负载率,增长所述补压动力装置使用寿命。所述快速补压模块7供油回路简单,采用单向阀,既保证供油方向单一,也做到快速供油的效果。
[0072]优选地,所述液压缸执行模块6还包括第一限位开关64和第二限位开关65,如图2所示,所述第一限位开关64靠近所述执行齿条63的一端的近端部安装,所述第二限位开关65靠近所述执行齿条63的另一端的近端部安装;
[0073]设有过滤器8,如图1所示,所述第二驱动变量栗21通过所述过滤器8与所述油箱连接;还设有冷却器9,如图1所示,所述冷却器9和所述油箱连接。
[0074]所述第一限位开关64和所述第二限位开关65起到限位保护作用:当所述执行齿条63的一端移动至所述第一限位开关64的位置或所述执行齿条63的另一端移动至所述第二限位开关65的位置时,所述液压缸驱动模块5的所述第一驱动变量栗51停止向所述第一执行液压缸61和所述第二执行液压缸62供油,所述执行齿条63停止移动,从而对所述执行齿条63起到限位保护作用,防止所述执行齿条63两端和所述第一执行液压缸61和所述第二执行液压缸62发生碰撞损坏。
[0075]由于液压油中固体污染颗粒极易使栗体内相对运动零件表面磨损加剧,破坏相对运动零件之间的油膜,增大内部泄露,增加发热,加剧液压油的化学作用,使液压油变质。因此设置所述过滤器8,液压油经过滤后再输入所述第二驱动变量栗21,降低液压油污染程度,延长使用寿命。
[0076]所述冷却器9和所述油箱连接,所述用于钻井平台升降装置的试验系统中高温液压油流经所述冷却器91,与强制流动的冷空气进行高效热交换,使油温降至工作温度以确保各个
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