专利名称：一种自动张紧阀组及液压系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及绞车液压系统领域，特别涉及一种自动张紧阀组及液压系统。
背景技术：
系泊绞车是一种通用的船舶系泊设备，用于船舶在停靠码头时，对系泊缆绳进行收绳和松绳作业。在船舶靠港时，缆绳系好绷直后，停止绞车，收紧刹车。由于涨潮落潮或装货卸货操作等原因，船舶会上下浮动，当船体下降时，缆绳会变松，船体可能会飘离码头；当船体上升时，缆绳会越来越紧，甚至会绷断。绞车为使缆绳所受的张力为恒定张力，通常配备有自动张紧阀组，通过自动张紧功能，当缆绳变松时，马达驱动滚筒将缆绳拉紧；当缆绳绷紧力太大时，缆绳拉着马达反转向外吐绳，从而可以减小船员反复操作绞车的工作量，避免缆绳绷断或者船体飘移的危险。发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下问题绞车在实际工作中，由于在松绳方向力矩不够，缆绳经常被卡住，而在收绳时收绳力很大，缆绳会被卡紧，再进行松绳操作时，由于松绳力较小，所以不能将缆绳脱出，遇此情况一般需要工作人员进行人工敲打缆绳，使缆绳脱出，增加了工作人员的劳动强度。
发明内容
为了解决自动张紧阀组存在松绳力不够问题，本发明实施例提供了一种自动张紧阀组及液压系统。所述技术方案如下—方面，本发明实施例提供了一种自动张紧阀组，包括溢流阀、手动换向阀和第一单向阀，所述溢流阀包括用于与马达的第一工作油口连通的进油口、与所述第一单向阀的进油口连通的出油口、以及与所述手动换向阀的进油口连通的泄油口，所述第一单向阀的出油口与所述马达的第二工作油口连通。具体地，所述第一单向阀为螺纹旋入式单向阀。具体地，所述溢流阀为先导式溢流阀。另一方面，本发明实施例提供了一种液压系统，所述液压系统包括马达、以及上述自动张紧阀组。 具体地，所述液压系统还包括换向阀、梭阀和自动换向阀，所述换向阀的第二油口分别与所述梭阀的第一进油口和所述自动换向阀的无杆腔以及所述溢流阀的进油口连通，所述换向阀的第三油口分别与所述梭阀的第二进油口、所述自动换向阀的有杆腔和所述手动换向阀的出油口连通；所述自动换向阀的第一油口与所述自动换向阀的无杆腔和所述梭阀的出油口连通，所述自动换向阀的第二油口和第三油口分别与马达变量油缸的有杆腔和无杆腔连通，所述自动换向阀的第四油口与所述马达的第一泄油腔连通。具体地，所述液压系统还包括平衡阀，所述平衡阀的进油口分别与所述平衡阀的出油口和所述马达的第一工作油口连通，所述平衡阀的泄油口与所述换向阀的第三油口连通；所述平衡阀的进油口和出油口之间设置有第二单向阀，所述第二单向阀的进油口和所述平衡阀的进油口连通。具体地，所述液压系统还包括安全阀，所述安全阀的进油口和所述马达的第一工作油口连通，所述安全阀的出油口和所述马达的第二工作油口连通。具体地，所述换向阀的第一油口上设置有截止阀。具体地，所述平衡阀的泄油口上设置有节流阀。具体地，所述换向阀的第四油口上设置有第三单向阀，所述第三单向阀的进油口与所述换向阀的第四油口连通。具体地，所述马达变量油缸的无杆腔通过第四单向阀与所述阀组的回油口连通，所述第四单向阀的出油口与所述阀组的回油口连通，所述第四单向阀的进油口与所述马达变量油缸的无杆腔连通。本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是首先，本发明实施例提供的自动张紧阀组，将溢流阀和手动换向阀组合在一起，作为绞车的自动张紧阀组，通过在马达的第二工作油口与溢流阀的进油口之间设置单向阀，使马达的第二工作油口与溢流阀的进油口之间的油路只能单向流动，减小了马达的第二工作油口的压力，提高了第二工作油口的有效工作压力，经测试可知，第二工作油口的有效工作压力由原来的6MPa提升至19. 5MPa以上，松绳工况时卷筒驱动力翻了 3倍，将本发明实施例提供的自动张紧阀组，应用在23万吨散货轮中海兴旺上，通过更换安装有单向阀的过渡板，将松绳操作工作压力提升至24. 5MPa，松绳力明显加大。其次，本发明实施例提供的液压系统，通过反复的操作试验，无论缆绳是否卡紧，松绳力都能够正常驱动卷筒，使缆绳脱开，即使在收绳操作时缆绳被卡紧，只需要进行反向松绳操作，即可使缆绳脱出，也能够安全可靠的进行松绳操作，避免了原来有时松绳松不动的问题，提高了船舶安全性能，减少了工作人员的劳动强度，节省了操作时间，彻底解决了松绳力不足的问题。
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1提供的自动张紧阀组的结构示意图；图2是本发明实施例1提供的溢流阀主阀芯结构示意图；图3本发明实施例2提供的液压系统的结构示意图。图中A_第一工作油口、B-第二工作油口、P-进油口、T-回油口、1-主阀芯、2-阀套、3-主阀芯弹簧、4-马达、5-溢流阀、6-第一单向阀、7-手动换向阀、8-安全阀、9-平衡阀、10-换向阀、11-自动换向阀、12-第二单向阀、13-第三单向阀、14-截止阀、15-节流阀、16-梭阀、17-第四单向阀。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一本发明实施例提供了一种自动张紧阀组，如图1所示，该自动张紧阀组包括溢流阀5、手动换向阀7和第一单向阀6，溢流阀5包括用于与马达的第一工作油口连通的进油口、与第一单向阀6的进油口连通的出油口、以及与手动换向阀7的进油口连通的泄油口，第一单向阀6的出油口与马达的第二工作油口连通。具体地，溢流阀5与过渡板固定连接，阀组的进油口 P通过过渡板接口和马达的第一工作油口 A连通，阀组的回油口 T通过过渡板接口和马达的第二工作油口 B连通，第一单向阀6安装于过渡板上，在不影响流量、背压和结构强度的前提下，过渡板接口的尺寸均不发生变化。具体地，第一单向阀6为螺纹旋入式单向阀。
具体地,溢流阀5为先导式溢流阀。本发明实施例提供的自动张紧阀组，通过先导溢流阀5和手动换向阀7组合在一起，作为绞车的自动张紧阀组，其中，手动换向阀7用于自动张紧操作和正常操作的切换。当手动换向阀7处于关闭位时，溢流阀5的弹簧腔的油无法泄流，因此溢流阀5的主阀芯在任何工况下都不会开启，马达只能进行正常的系泊操作；当手动换向阀7处于开启位时，当溢流阀5的控制压力达到19. 4MPa时，溢流阀5弹簧腔中的油将通过手动换向阀7泄油，溢流阀5的主阀芯开启，使得绞车处于自动张紧操作工况，实现自动收放缆绳。同时，通过加装第一单向阀6优化自动张紧阀组的结构形式，来提高马达的第二工作油口 B的松绳力，其原理如下本发明实施例提供的自动张紧阀组中的溢流阀为先导式溢流阀，如图2所示，该先导式溢流阀包括主阀芯1、阀套2及主阀芯弹簧3等其他部件组成，主阀芯I端部的密封面为锥面，此锥面可与阀套2的尖角密封。当先导式溢流阀的出油口端受到压力所用时，在主阀芯I圆柱面上，主阀芯I所受的阀组的先导式溢流阀的出油口端的压力可与其所受的水平径向力相互抵消平衡，但在主阀芯I的锥面上，主阀芯I还要受到垂直向上的分解力F。假设主阀芯圆柱直径为D，阀套内孔直径为d，先导式溢流阀的出油口端的压力为Pt，那么主阀芯I向上的分解力F为F=PtA=Pt π (D2_d2)/4其中，A表示主阀芯I的受力面积，由上述公式可以看出，分解力F与压力Pt正比，随着压力Pt的增大，分解力F也随之增大，当分解力F大于主阀芯弹簧3的弹力时，主阀芯I将向上移动，那么压力油就会流进进油口 P。本发明实施例提供的自动张紧阀组，通过在马达的第二工作油口 B与溢流阀5的进油口之间设置第一单向阀6，通过加装第一单向阀6使得溢流阀5的出油口和马达的第二工作油口 B之间的回路被单向隔断，当马达的第二工作腔压力升高时，高压油无法通过第一单向阀6进入溢流阀5，使得马达的第二工作腔可以形成高油压，得到更大的反转驱动力，经测试可知，马达的第二工作油口 B的有效工作压力由原来的6MPa提升至19. 5MPa以上，松绳工况时，卷筒驱动力翻了 3倍，将本发明实施例提供的自动张紧阀组，应用在23万吨散货轮中海兴旺上，通过更换安装有第一单向阀6的过渡板，将松绳操作工作压力提升至24. 5MPa，松绳力明显加大。经过反复的操作试验，无论缆绳是否卡紧，松绳力都能够正常驱动卷筒，使缆绳脱开，即使在收绳操作时缆绳被卡紧，只需要进行反向松绳操作，即可使缆绳脱出，也能够安全可靠的进行松绳操作，避免了原来有时松绳力不足的问题，提高了船舶安全性能，同时，减少了工作人员的劳动强度，节省了操作时间，彻底解决了松绳力不够的问题。实施例二本发明实施例提供了一种液压系统，参照图3，该液压系统包括马达4和本发明实施例一提供的自动张紧阀组。具体地，液压系统还包括梭阀16、换向阀10和自动换向阀11，换向阀10的第二油口分别与梭阀16的第一进油口和自动换向阀11的无杆腔以及溢流阀5的进油口连通，换向阀10的第三油口分别与梭阀16的第二进油口、自动换向阀11的有杆腔和手动换向阀7的出油口连通；自动换向阀11的第一油口与自动换向阀11的无杆腔和梭阀16的出油口连通，自动换向阀11的第二油口和第三油口分别与马达变量油缸的有杆腔和无杆腔连通，自动换向阀11的第四油口与马达的第一泄油腔连通，其中，换向阀10的第一油口和第四油口分别与泵站的进油口 P和出油口 T连通。换向阀10用于切换马达4在正转、反转时的工况，通过改变换向阀10的开口大小，对马达4的转速进行无级调速；自动换向阀11是在马达变量油缸的有杆腔和无杆腔之间切换变量控制油，根据负载的压力来自动调节马达的排量，最大限度的利用系统的总功率，提高工作效率。具体地，液压系统还包括平衡阀9，平衡阀9的进油口分别与平衡阀9的出油口和马达4的第一工作油口 A连通，平衡阀9的泄油口与换向阀10的第三油口连通；平衡阀9的进油口和出油口之间设置有第二单向阀12，第二单向阀12的进油口和平衡阀9的进油口连通，平衡阀9使得马达4反转时能够保持匀速，防止马达4受负载拉力高速反转出现危险。具体地，液压系统还包括安全阀8，安全阀8的进油口和马达4的第一工作油口 A连通，安全阀8的出油口与马达4的第二工作油口 B连通，安全阀8用于防止马达4在正转时过载。具体地，换向阀10的第一油口上设置有截止阀14。具体地，平衡阀9的泄油口上设置有节流阀15。具体地，换向阀10的第四油口上设置有第三单向阀13，第三单向阀13的进油口与换向阀10的第四油口连通，出油口与液压系统的出油口 T连通。具体地，马达的第二泄油腔过第四单向阀17与阀组的回油口 T连通，第四单向阀17的出油口与阀组的回油口 T连通，第四单向阀17的进油口与马达的第二泄油腔连通。本发明实施例提供的液压系统，通过反复的操作试验，无论缆绳是否卡紧，松绳力都能够正常驱动卷筒，使缆绳脱开，即使在收绳操作时缆绳被卡紧，只需要进行反向松绳操作，即可使缆绳脱出，也能够安全可靠的进行松绳操作，避免了原来有时松绳松不动的问题，提高了船舶安全性能，减少了工作人员的劳动强度，节省了操作时间，彻底解决了松绳力不足的问题。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。
权利要求
1.一种自动张紧阀组，其特征在于，所述阀组包括溢流阀、手动换向阀和第一单向阀， 所述溢流阀包括用于与马达的第一工作油口连通的进油口、与所述第一单向阀的进油口连通的出油口、以及与所述手动换向阀的进油口连通的泄油口，所述第一单向阀的出油口与所述马达的第二工作油口连通。
2.根据权利要求1所述的自动张紧阀组，其特征在于，所述第一单向阀为螺纹旋入式单向阀。
3.根据权利要求1所述的自动张紧阀组，其特征在于，所述溢流阀为先导式溢流阀。
4.一种液压系统，其特征在于，所述液压系统包括马达、以及如权利要求1-3任一项所述的自动张紧阀组。
5.根据权利要求4所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统还包括换向阀、梭阀和自动换向阀，所述换向阀的第二油口分别与所述梭阀的第一进油口和所述自动换向阀的无杆腔以及所述溢流阀的进油口连通，所述换向阀的第三油口分别与所述梭阀的第二进油口、所述自动换向阀的有杆腔和所述手动换向阀的出油口连通；所述自动换向阀的第一油口与所述自动换向阀的无杆腔和所述梭阀的出油口连通，所述自动换向阀的第二油口和第三油口分别与马达变量油缸的有杆腔和无杆腔连通，所述自动换向阀的第四油口与所述马达的第一泄油腔连通。
6.根据权利要求5所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统还包括平衡阀，所述平衡阀的进油口分别与所述平衡阀的出油口和所述马达的第一工作油口连通，所述平衡阀的泄油口与所述换向阀的第三油口连通。
7.根据权利要求5所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统还包括安全阀，所述安全阀的进油口和所述马达的第一工作油口连通，所述安全阀的出油口和所述马达的第二工作油口连通。
8.根据权利要求5所述的液压系统，其特征在于，所述换向阀的第一油口上设置有截止阀。
9.根据权利要求6所述的液压系统，其特征在于，所述平衡阀的泄油口上设置有节流阀。
全文摘要
本发明公开了一种自动张紧阀组及液压系统，属于绞车液压系统领域。所述阀组包括溢流阀、手动换向阀和第一单向阀，所述溢流阀包括用于与马达的第一工作油口连通的进油口、与所述第一单向阀的进油口连通的出油口、以及与所述手动换向阀的进油口连通的泄油口，所述第一单向阀的出油口与所述马达的第二工作油口连通。所述液压系统包括马达、以及上述自动张紧阀组。本发明通过加装第一单向阀的过渡板，将松绳操作工作压力提升至19.5MPa以上，松绳力明显加大，避免了原来有时松绳松不动的问题，提高了船舶安全性能，减少了工作人员的劳动强度，节省了操作时间。
文档编号F15B13/02GK102996555SQ20121049507
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日
发明者陈念, 甘正林, 杨竣 申请人:武汉船用机械有限责任公司