一种用于转运车的自顶升液压控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及液压控制技术领域，特别涉及一种用于转运车的自顶升液压控制系统。


背景技术：

2.在船舶的制造和维修过程中都需要考虑到船舶运输，传统的小型船舶或分体船舶运输主要靠单个或几个平板车即可完成。但是大型船舶运输如果也考虑使用多个平板车组合运输的方法，同步控制执行难度会增加，安全可靠性降低，失败风险较大，而一旦发生事故，船东的损失会非常大，通常不会选择这种方式，于是大型船舶的转运系统就产生了。该转运系统是通过96个转运车实现中大型船舶的运输，还可根据船型大小选择小车数量，再由具有自驱功能的液压站提供油源，实现船舶的离地顶升和运输。通常大型船厂里会有多个船舶维修制造泊位，而每个维修泊位配一条转运系统会造成占地面积大，同时成本会增加，于是一条转运系统要到达各个维修泊位就需要具有纵向行走和横向行走功能，设计时就要考虑轮子转向问题。
3.轮子转向主要由液压控制实现，通过液压油缸顶升，实现转运小车离开轨道，再通过人工操作实现转向。目前市场上转运系统油缸顶升需要通过多次操作不同球阀来完成转运车的自顶升，然后再反过来多次操作完成复位。这种方式操作起来比较繁琐，容易造成误操作，同时由于转运车数量多，容易出现失误，对船舶转运产生不利影响，对这种大型船舶的运输有一定的风险。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于解决转运系统需要通过多次操作才能实现油缸的顶升进而实现转运车的转向，并且通过多次操作才能完成转运车的油缸复位的问题。本实用新型提供了一种用于转运车的自顶升液压控制系统，能够通过一次操作就能完成油缸的顶升或缩回。
5.为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式公开了一种用于转运车的自顶升液压控制系统，包括：
6.油缸，内部设有活塞杆，油缸包括有杆腔和无杆腔，活塞杆位于有杆腔内；
7.油箱；
8.第一控制阀组，分别与油箱和无杆腔连通；
9.第二控制阀组，分别与第一控制阀组、油箱和有杆腔连通；
10.换向阀，具有第一端口、第二端口和第三端口；其中，第一端口与油箱连通，第二端口分别与无杆腔、第一控制阀组和第二控制阀组连通，第三端口分别与有杆腔、第一控制阀组和第二控制阀组连通；
11.当换向阀处于第一位置时，第一端口和第二端口导通，第三端口关闭，油箱中的油进入无杆腔，且当无杆腔的压力与有杆腔的压力达到第一预设比值时，第一控制阀组关闭，
第二控制阀组导通，有杆腔内的油回流到油箱，以使活塞杆向有杆腔的方向运动；
12.当换向阀处于第二位置时，第一端口和第三端口导通，第二端口关闭，油箱中的油进入有杆腔，且当有杆腔的压力与无杆腔的压力达到第二预设比值时，第二控制阀组关闭，第一控制阀组导通，无杆腔内的油回流到油箱，以使活塞杆向无杆腔的方向运动。
13.采用上述技术方案，通过操作一次换向阀，使换向阀处于不同的位置，第一控制阀组和第二控制阀组控制有杆腔和无杆腔内的液压油是否能够回流到油箱，即可完成活塞杆的伸出和缩回，进而带动实现油缸的顶升和下降。
14.根据本实用新型的另一具体实施方式，第一控制阀组包括第一液控单向阀和第一阻尼阀，第二控制阀组包括第二液控单向阀和第二阻尼阀，其中，
15.第一液控单向阀的进油口通过第一阻尼阀与油箱连通，第一液控单向阀的出油口分别与无杆腔和第二液控单向阀的第二控制油口连通，第一液控单向阀的第一控制油口分别与有杆腔和第二液控单向阀的出油口连通；
16.第二液控单向阀的进油口通过第二阻尼阀与油箱连通，第二液控单向阀的出油口分别与有杆腔和第一液控单向阀的第一控制油口连通，第二液控单向阀的第二控制油口分别与无杆腔和第一液控单向阀的出油口连通。
17.根据本实用新型的另一具体实施方式，还包括：
18.第一单向阀，设于第三端口的下游，第一单向阀的出油口与有杆腔连通；
19.第二单向阀，设于第二端口的下游，第二单向阀的出油口与无杆腔连通。
20.根据本实用新型的另一具体实施方式，还包括第三单向阀，设于有杆腔的上游。
21.根据本实用新型的另一具体实施方式，换向阀的上游还设有第三阻尼阀。
22.根据本实用新型的另一具体实施方式，还包括溢流阀，溢流阀的进油口与有杆腔连通，溢流阀的出油口与油箱连通。
23.根据本实用新型的另一具体实施方式，还包括多个压力监测器，用于检测流入或流出各个阀的油的压力。
24.根据本实用新型的另一具体实施方式，换向阀为三通球阀。
附图说明
25.图1示出本实用新型一实施例提供的用于转运车的自顶升液压控制系统的液压示意图；
26.图2示出本实用新型一实施例提供的第一控制阀组和第二控制阀组的连接示意图。
具体实施方式
27.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作实用新型介绍的目的是为了覆盖基于本实用新型的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本实用新型的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本实用新型也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本实用新型的重
点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
28.应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
29.术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
31.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。
32.现有技术中，自顶升控制系统在油缸伸出顶升时，需要先通过打开有杆腔回油球阀，关闭无杆腔回油球阀，再操作三通球阀实现油缸伸出。缩回时就要先打开无杆腔回油球阀，再关闭有杆腔回油球阀，然后操作三通球阀。需要通过多次不同球阀之间切换才能实现。
33.如图1所示，本实用新型的一实施例提供了一种用于转运车的自顶升液压控制系统，包括：
34.油缸1，内部设有活塞杆13，油缸1包括有杆腔15和无杆腔14，活塞杆13位于有杆腔15内；
35.油箱2；
36.第一控制阀组3，分别与油箱2和无杆腔14连通；
37.第二控制阀组4，分别与第一控制阀组3、油箱2和有杆腔15连通；
38.换向阀5，具有第一端口5a、第二端口5b和第三端口5c；其中，第一端口5a与油箱2连通，第二端口5b分别与无杆腔14、第一控制阀组3和第二控制阀组4连通，第三端口5c分别与有杆腔15、第一控制阀组3、第二控制阀组4连通；
39.当换向阀5处于第一位置时，第一端口5a和第二端口5b导通，第三端口5c关闭，油箱2中的油进入无杆腔14，且当无杆腔14的压力与有杆腔15的压力达到第一预设比值时，第一控制阀组3关闭，第二控制阀组4导通，有杆腔15内的油回流到油箱2，以使活塞杆13向有杆腔15的方向运动；
40.当换向阀5处于第二位置时，第一端口5a和第三端口5c导通，第二端口5b关闭，油箱2中的油进入有杆腔15，且当有杆腔15的压力与无杆腔14的压力达到第二预设比值时，第二控制阀组4关闭，第一控制阀组3导通，无杆腔14内的油回流到油箱2，以使活塞杆13向无杆腔14的方向运动。
41.具体地，在本实施例中，油缸1包括缸体11、活塞12和与活塞12连接的活塞杆13。具体地，活塞12设于缸体11内并将缸体11的内部空间分隔为两个腔室，其中一个腔室设置有活塞杆13，在本实施例中将该腔室称为有杆腔15，另一个没有活塞杆13的腔室称为无杆腔
14。
42.在本实施例中，当向无杆腔14内持续注入液压油，有杆腔15内的液压油流出时，活塞杆13伸出，此时，油缸1处于顶升状态，进而可以使转运车顶起；当向有杆腔15内持续注入液压油，无杆腔14内的液压油流出时，活塞杆13缩回，此时，油缸1处于下降状态，进而能够使转运车复位。
43.采用上述技术方案，通过操作一次换向阀5，使换向阀5处于不同的位置，第一控制阀组3和第二控制阀组4控制有杆腔15和无杆腔14中，其中一个腔室进油，另一个腔室出油，即可完成活塞杆13的伸出和缩回，进而带动实现油缸1的顶升和下降。
44.具体地，在本实施例中，换向阀5为三通球阀。其中，第一端口5a为进油口，当换向阀5的阀芯处于第一位置时，第二端口5b为出油口，第三端口5c关闭；当换向阀5的阀芯处于第二位置时，第二端口5b关闭，第三端口5c为出油口。如图1所示，为换向阀5处于第二位置时，第一端口5a和第三端口5c导通的状态。
45.更具体地，在本实施例中，自顶升液压控制系统还包括在油箱2与换向阀5之间设置的液压泵21，设于液压泵21与换向阀5之间油路上的第四单向阀22，该第四单向阀22的出油口朝着换向阀5。通过液压泵21将油箱2中的液压油抽入管路中。在换向阀5与液压泵21之间的油路上设置第四单向阀22，以防止液压油的回流。
46.在本实施例中，第一控制阀组3的进油口与油箱2连通，出油口与无杆腔14连通，第一控制油口与有杆腔15连通；第二控制阀组4的进油口与油箱2连通，出油口与有杆腔15连通，第二控制油口与无杆腔14连通。也就是说，无杆腔14分别与第一控制阀组3的出油口、第二控制阀组4的第二控制油口连通；有杆腔15分别与第一控制阀组3的第一控制油口、第二控制阀组4的出油口连通。值得说明的是，第一控制阀组3的进油口、出油口指的是第一控制阀组3正向导通时的油口，也就是说当第一控制阀组3的第一控制油口的压力与出油口的压力的比值没有达到预设比值时，从进油口进油，出油口出油，但是当第一控制油口的压力与出油口的压力达到预设比值时，第一控制阀组3反向导通，即从上述出油口进油，上述进油口出油。第二控制阀组4与第一控制阀组3同理。
47.当油缸1想要处于顶升位置以将转运车顶起时，操作换向阀5，使换向阀5处于第一端口5a和第二端口5b导通的状态，液压泵21将油箱2中的液压油抽入管路中，液压油经过换向阀5进入无杆腔14，此时第二控制阀组4是关闭的，有杆腔15内的液压油流不出，因此有杆腔15处于保压状态。随着液压油进入无杆腔14内，无杆腔14内的压力逐渐增大，由于第一控制阀组3的第一控制油口与有杆腔15连通，第一控制阀组3的出油口与无杆腔14连通，因此当第一控制阀组3的第一控制油口与第一控制阀组3的出油口的压力比值为第一预设比值时，第一控制阀组3关闭，第二控制阀组4导通，使有杆腔15内的液压油回流到油箱2，从而实现活塞杆13的伸出，将油缸1顶起，从而能够将转运车顶起。反之，当油缸1想要处于缩回位置以将转运车复位时，操作换向阀5，使换向阀5处于第一端口5a和第三端口5c导通的状态，液压泵21将油箱2中的液压油抽入管路中，液压油经过换向阀5进入有杆腔15，此时第一控制阀组3是关闭的，无杆腔14内的液压油流不出，因此无杆腔14处于保压状态。随着液压油进入有杆腔15内，有杆腔15内的压力逐渐增大，由于第二控制阀组4的第二控制油口与无杆腔14连通，第二控制阀组4的出油口与有杆腔15连通，因此当第二控制阀组4的第二控制油口与第二控制阀组4的出油口的压力比值达到第二预设比值时，第二控制阀组4关闭，第一
控制阀组3导通，使无杆腔14内的液压油回流到油箱2，从而实现活塞杆13的缩回，油缸1下降，从而转运车根据自重即可随着油缸1缓慢下降。
48.值得说明的是，在本实用新型中，第一预设比值与第二预设比值可以相同，也可以不同，本实用新型对此不作限制，可以根据实际需要进行选择。
49.进一步地，在本实施例中，第一控制阀组3包括第一液控单向阀31和第一阻尼阀32，第二控制阀组4包括第二液控单向阀41和第二阻尼阀42，其中，
50.第一液控单向阀31的进油口a1通过第一阻尼阀32与油箱2连通，第一液控单向阀31的出油口b1分别与无杆腔14和第二液控单向阀41的第二控制油口c2连通，第一液控单向阀31的第一控制油口c1分别与有杆腔15和第二液控单向阀41的出油口b2连通；
51.第二液控单向阀41的进油口a2通过第二阻尼阀42与油箱2连通，第二液控单向阀41的出油口b2分别与有杆腔15和第一液控单向阀31的第一控制油口c1连通，第二液控单向阀41的第二控制油口c2分别与无杆腔14和第一液控单向阀31的出油口b1连通。
52.具体地，如图2所示，第一液控单向阀31具有进油口a1、出油口b1和第一控制油口c1，第二液控单向阀41具有进油口a2、出油口b2和第二控制油口c2。对于第一液控单向阀31，当第一控制油口c1的压力与出油口b1的压力没有达到预设比值时，即没有达到第一液控单向阀31的导压比时，第一液控单向阀31正向导通，从进油口a1进油，出油口b1出油；当第一控制油口c1的压力与出油口b1的压力达到预设比值时，即达到第一液控单向阀31的导压比时，第一液控单向阀31反向导通，从出油口b1进油，进油口a1出油。第二液控单向阀41与第一液控单向阀31同理。
53.具体地，在本实施例中，上述第一预设比值为第二液控单向阀41的导压比，上述第二预设比值为第一液控单向阀31的导压比。在本实用新型一具体实施例中，第一液控单向阀31和第二液控单向阀41的导压比均为3:1，即当控制油口的压力达到出油口的压力的是1/3时，第一液控单向阀31和第二液控单向阀41即被反向导通，液压油从出油口进入，进油口流出。
54.当欲使油缸1的活塞杆13伸出时，液压油进入无杆腔14，这时由于第一液控单向阀31的第一控制油口c1的压力大于出油口b1的压力，因此第一液控单向阀31处于打开状态，无杆腔14内的液压油直接回到油箱2。但是由于在第一液控单向阀31的进油口a1的前面设有第一阻尼阀32，第一阻尼阀32限制了液压油的流量，使得无杆腔14内的压力逐渐增大，而此时有杆腔15内的压力处于保压状态，因此在有杆腔15和无杆腔14之间产生压差。由于第二液控单向阀41的第二控制油口c2与无杆腔14连通，出油口b2与有杆腔15连通，当有杆腔15和无杆腔14之间的压差达到第二液控单向阀41的导压比时，第二液控单向阀41反向导通，有杆腔15内的液压油通过第二液控单向阀41流回到油箱2，有杆腔15内的压力降低到0，此时第一液控单向阀31的第一控制油口c1的压力降到0，因此第一液控单向阀31关闭，从而实现油缸1的自动伸出。反之，当欲使油缸1的活塞杆13缩回时，液压油进入有杆腔15，这时由于第二液控单向阀41的第二控制油口c2的压力大于出油口b2的压力，因此第二液控单向阀41处于打开状态，有杆腔15内的液压油直接回到油箱2。但是由于在第二液控单向阀41的进油口a2的前面设有第二阻尼阀42，第二阻尼阀42限制了液压油的流量，使得有杆腔15内的压力逐渐增大，而此时无杆腔14内的压力处于保压状态，因此在无杆腔14和有杆腔15之间产生压差。由于第一液控单向阀31的第一控制油口c1与有杆腔15连通，出油口b1与无杆
腔14连通，当无杆腔14和有杆腔15之间的压差达到第一液控单向阀31的导压比时，第一液控单向阀31反向导通，无杆腔14内的液压油通过第一液控单向阀31流回到油箱2，无杆腔14内的压力降低到0，此时第二液控单向阀41的第二控制油口c2的压力降到0，因此第二液控单向阀41关闭，从而实现油缸1的自动缩回。
55.进一步地，还包括第一单向阀61，设于第三端口5c的下游，第一单向阀61的出油口与有杆腔15连通；第二单向阀62，设于第二端口5b的下游，第二单向阀62的出油口与无杆腔14连通。采用上述技术方案，第一单向阀61设于换向阀5的第三端口5c与有杆腔15之间油路上，防止有杆腔15内的液压油从换向阀5倒流回油箱2，第二单向阀62设于换向阀5的第二端口5b与无杆腔14之间油路上，防止无杆腔14内的液压油通过换向阀5倒流回油箱2。
56.进一步地，还包括第三单向阀63，设于有杆腔15的上游。具体地，第三单向阀63的进油口与自动柜(未图示)的出油口连通，第三单向阀63的出油口与有杆腔15连通。采用上述技术方案，在转运车行走过程中，有杆腔15内保持一定的液压油，能够使活塞杆13保持在缩回状态，以防止活塞杆13掉落而损坏油缸1进而损坏转运小车。
57.进一步地，换向阀5的上游还设有第三阻尼阀51。
58.值得说明的是，在本实用新型中，第一阻尼阀32、第二阻尼阀42和第三阻尼阀51是用于调节液压油的流量的，可以根据不同的系统要求，设置阻尼阀的阻尼孔的大小，当然上述三个阻尼阀的阻尼孔的大小可以设置成相同，也可以设置成不同的。在本实用新型一具体实施例中，阻尼孔的大小均为2mm。
59.进一步地，还包括第一溢流阀7，第一溢流阀7的进油口与有杆腔15连通，第一溢流阀7的出油口与油箱2连通。采用上述技术方案，防止有杆腔15内的压力过高，当有杆腔15内的压力过高时，有杆腔15内的油通过第一溢流阀7流回到油箱2。
60.具体地，换向阀5的上游还设有第二溢流阀23。更具体地，第二溢流阀23的进油口与第四单向阀22的出油口连通，第二溢流阀23的出油口与油箱2连通。采用上述技术方案，防止进入换向阀5的液压油的压力过高。
61.进一步地，还包括多个压力监测器，压力监测器可以为压力传感器、压力继电器等，通过压力监测器用于检测流入或流出各个阀的油的压力。采用上述技术方案，设置多个监测点，以便在系统出现故障时，及时找到故障点。具体地，在本实施例中，多个压力监测器包括第一压力监测器81、第二压力监测器82、第三压力监测器83、第四压力监测器84和第五压力监测器85。其中，第一压力监测器81与油箱2连接，用于检测油箱2的压力；第二压力监测器82与有杆腔15连接，用于检测有杆腔15内的压力；第三压力监测器83与无杆腔14连接，用于检测无杆腔14内的压力；第四压力监测器84与第三单向阀63的进油口连接，用于检测自动柜过来的液压油的压力；第五压力监测器85与换向阀5的进油口连接，用于检测进入换向阀5的液压油的压力。
62.本实用新型的工作原理：
63.顶升操作：操作换向阀5以使油缸1处于顶升位置时，换向阀5的第一端口5a和第二端口5b导通，第三端口5c关闭，液压油通过液压泵21从油箱2进入油路并通过换向阀5的第二端口5b之后进入油缸1的无杆腔14，此时由于之前油缸1是缩回状态，有杆腔15内的压力处于保压状态。由于第一液控单向阀31的出油口b1与无杆腔14连通，第一液控单向阀31的第一控制油口c1与有杆腔15连通，因此，出油口b1就是无杆腔14内的压力，第一控制油口c1
就是有杆腔15内的压力。由于有杆腔15内的压力处于保压状态，因此第一控制油口c1的压力大于出油口b1的压力，因此直接把第一液控单向阀31反向导通，此时从换向阀5的第二端口5b出来的液压油，一路进入无杆腔14，一路直接从第一液控单向阀31直接回到油箱2，这时无杆腔14内无法建立起压力去推动活塞杆13伸出。但是，由于在第一液控单向阀31的进油口a1的前面设有第一阻尼阀32，第一阻尼阀32限制了从第一液控单向阀31反向流出的液压油的流量，从而在第一液控单向阀31的出油口b1产生背压，这个压力就是无杆腔14内的压力，也就是说无杆腔14内的压力逐渐增大。当无杆腔14内的压力达到1/3倍有杆腔15内的压力时，由于第二液控单向阀41的出油口b2与有杆腔15连通，第二液控单向阀41的第二控制油口c2与无杆腔14连通，也就是当第二控制油口c2与出油口b2的压力比为1:3时，第二液控单向阀41反向导通，这时有杆腔15内的压力就完全被释放，压力几乎跌到0，同时有杆腔15与油箱2之间形成了回路，液压油直接回到油箱2；此时，由于有杆腔15内的压力几乎降到0，第一液控单向阀31的第一控制油口c1的压力就是0，因此，第一液控单向阀31关闭，无杆腔14内的压力直接升高到预置压力，从而把油缸1顶起，完成转运车顶升控制。
64.下降操作：操作换向阀5以使油缸1处于下降位置时，换向阀5的第一端口5a和第三端口5c导通，第二端口5b关闭，液压油通过液压泵21从油箱2进入油路并通过换向阀5的第三端口5c之后进入油缸1的有杆腔15，此时由于之前油缸1是伸出状态，无杆腔14内的压力处于保压状态。由于第二液控单向阀41的出油口b2与有杆腔15连通，第二液控单向阀41的第二控制油口c2与无杆腔14连通，因此，出油口b2就是有杆腔15内的压力，第二控制油口c2就是无杆腔14内的压力。由于无杆腔14内的压力处于保压状态，因此第二控制油口c2的压力大于出油口b2的压力，因此直接把第二液控单向阀41反向导通，此时从换向阀5的第三端口5c出来的液压油，一路进入有杆腔15，一路直接从第二液控单向阀41直接回到油箱2，这时有杆腔15内无法建立起压力去推动活塞杆13缩回。但是，由于在第二液控单向阀41的进油口a2的前面设有第二阻尼阀42，第二阻尼阀42限制了从第二液控单向阀41反向流出的液压油的流量，从而在第二液控单向阀41的出油口b2产生背压，这个压力就是有杆腔15内的压力，也就是说有杆腔15内的压力逐渐增大。当有杆腔15内的压力达到1/3倍无杆腔14内的压力时，由于第一液控单向阀31的出油口b1与无杆腔14连通，第一液控单向阀31的第一控制油口c1与有杆腔15连通，也就是当第一控制油口c1与出油口b1的压力比为1:3时，第一液控单向阀31反向导通，这时无杆腔14内的压力就完全被释放，压力几乎跌到0，同时无杆腔14与油箱2之间形成了回路，液压油直接回到油箱2；此时，由于无杆腔14内的压力几乎降到0，第二液控单向阀41的第二控制油口c2的压力就是0，因此，第二液控单向阀41关闭，有杆腔15内的压力直接升高到预置压力，从而使油缸1缩回，转运车通过自重即可完成下降。
65.根据本实用新型提供的用于转运车的自顶升液压控制系统，只需要操作一次换向阀5，即可完成油缸1的顶升或下降，简单的操作方式提高了操作的便捷性及系统的可靠性，降低了转运系统的风险。
66.虽然通过参照本实用新型的某些优选实施方式，已经对本实用新型进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本实用新型的精神和范围。