双活塞蓄能器波浪补偿系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种双活塞蓄能器波浪补偿系统，具有补偿精度高、系统能耗低、发热小、补偿响应快的特点，并能迅速调整补偿精度，适应多种吨位不同海况下作业的起重机，弥补现有技术的不足。其技术方案为：波浪补偿系统采用了双活塞蓄能器，在双活塞蓄能器处安装了位移传感器方便准确设定蓄能器的初始状态，保证双活塞蓄能器初始处于中间位置，并能够实时监控双活塞蓄能器的运动状态，能够最大限度利用双活塞蓄能器的有效容积。
【专利说明】双活塞蓄能器波浪补偿系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及起重机波浪补偿系统领域，尤其涉及波浪补偿系统的能量储存及释放装置，用于有效节约能源，快速减小波浪对重物的影响。
【背景技术】
[0002]波浪补偿系统主要应用于工程船舶类的起重机，特别是在补给，吊装作业时重物随着波浪起伏而上下往复运动，有可能碰撞而损坏重物，波浪补偿系统的应用减小了波浪对重物的影响，使得重物相对位移较小，提高作业效率，节约成本。
[0003]现有波浪补偿技术主要分为两种:被动波浪补偿系统和主动波浪补偿系统。无论是被动补偿还是主动补偿技术大多数都是采用单活塞蓄能器加氮气瓶组作为能量收集及释放。
[0004]被动波浪补偿系统多数为张力补偿方式，可操作性强，系统比较简单，能耗较少，但补偿精度不高，响应速度慢。主动波浪补偿多数为速度线性补偿方式，采用位移或速度传感器进行闭环控制补偿，具有补偿精度较高，装机功率大，安全可靠等特点，但频繁正负随动补偿时发热较大，能耗较高，且在要求更高的吊装作业时，由于固有频率低，阻尼较大，响应频率跟不上补偿系统的控制要求。
实用新型内容
[0005]以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
[0006]本实用新型的目的在于解决上述问题，提供了一种双活塞蓄能器波浪补偿系统，具有补偿精度高、系统能耗低、发热小、补偿响应快的特点，并能迅速调整补偿精度，适应多种吨位不同海况下作业的起重机，弥补现有技术的不足。
[0007]本实用新型的技术方案为:本实用新型揭示了一种双活塞蓄能器波浪补偿系统，包括氮气瓶压力调整模块和补偿执行模块，在氮气瓶压力调整模块中，油源连接电磁换向阀，该电磁换向阀的进口处并联比例溢流阀，该电磁换向阀的出口处连接气液调整缸，该气液调整缸的出口处并联连接压力传感器、第一压力表及单向阀，在单向阀的出口并联连接氮气瓶、球阀、第一溢流阀和第二压力表，在执行补偿模块中，双活塞蓄能器的一端与所述氮气瓶连接，双活塞蓄能器分为高压腔和低压腔，双活塞蓄能器内部安装位移传感器，高压腔的出口连接第二压力传感器和第二溢流阀，第二溢流阀的出口连接到低压腔的管路上，动力源经过单向阀分别连接在高压腔和低压腔，其中低压腔连接由二通插装阀组成的溢流阀和第三压力传感器，高压腔和低压腔连接马达控制阀块，马达控制阀块的出口连接马达的两油口。
[0008]根据本实用新型的双活塞蓄能器波浪补偿系统的一实施例，该电磁换向阀是三位四通电磁换向阀。
[0009]根据本实用新型的双活塞蓄能器波浪补偿系统的一实施例，该电磁换向阀的进口处还并联第二压力表。
[0010]根据本实用新型的双活塞蓄能器波浪补偿系统的一实施例，双活塞蓄能器的另一端连接空滤器，。
[0011]根据本实用新型的双活塞蓄能器波浪补偿系统的一实施例，比例溢流阀和电磁换向阀调节气液调整缸的油液压力，进而通过气液调整缸调节氮气瓶中的压力。
[0012]根据本实用新型的双活塞蓄能器波浪补偿系统的一实施例，气液调整缸的出口处的压力传感器反映氮气瓶的调节压力。
[0013]根据本实用新型的双活塞蓄能器波浪补偿系统的一实施例，低压腔还连接先导溢流阀。
[0014]根据本实用新型的双活塞蓄能器波浪补偿系统的一实施例，第二压力传感器采集双活塞蓄能器高压腔的压力值，第三压力传感器采集双活塞蓄能器低压腔的压力值。
[0015]本实用新型对比现有技术有如下的有益效果:本实用新型的双活塞蓄能器波浪补偿系统主要由氮气瓶压力调整模块和补偿执行模块组成。采用了双活塞蓄能器，在双活塞蓄能器处安装了位移传感器方便准确设定蓄能器的初始状态，保证双活塞蓄能器初始处于中间位置，并能够实时监控双活塞蓄能器的运动状态，能够最大限度利用双活塞蓄能器的有效容积。此外，本实用新型采用气液调整缸连接氮气瓶形式并及时调节氮气瓶的压力状态，达到较好的补偿精度。而且本实用新型的双活塞蓄能器采用高低压腔设计，减小以往只有高压腔蓄能器时从泵源直接补偿的压损及液压油阻尼影响，使得补偿响应更迅速灵敏，提高补偿精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1示出了本实用新型的双活塞蓄能器波浪补偿系统的较佳实施例的原理图。
[0017]图2A至2C示出了本实用新型的双活塞蓄能器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本实用新型的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
[0019]图1示出了本实用新型的双活塞蓄能器波浪补偿系统的较佳实施例的原理。请参见图1，本实施例的双活塞蓄能器波浪补偿系统由如下的结构组成。
[0020]双活塞蓄能器波浪补偿系统包括了氮气瓶压力调整模块和补偿执行模块。在氮气瓶压力调整模块中，油源P连接电磁换向阀9 (在本实施例中较佳的为三位四通电磁换向阀)，电磁换向阀9的进口处并联比例溢流阀7和第二压力表62。电磁换向阀9的出口处连接气液调整缸10，气液调整缸10的出口处并联连接用来反映氮气瓶的调节压力的压力传感器111、第一压力表63及单向阀81，在单向阀81的出口并联连接氮气瓶12、球阀51、第一溢流阀4和第二压力表61。比例溢流阀7和电磁换向阀9调节气液调整缸10的油液压力，进而通过气液调整缸10调节氮气瓶12中的压力。
[0021]在执行补偿模块中，双活塞蓄能器13的一端与氮气瓶12连接，另一端连接空滤器31和32。双活塞蓄能器13分为高压腔和低压腔。双活塞蓄能器13内部安装位移传感器2，高压腔的出口 HP连接第二压力传感器112和第二溢流阀14，第二溢流阀14的出口连接到低压腔的管路上，动力源经过单向阀分别连接在高压腔和低压腔，其中低压腔连接由二通插装阀17和先导溢流阀18组成的溢流阀和第三压力传感器113。高压腔和低压腔连接马达控制阀块15，马达控制阀块15的出口连接马达16的两油口。第二压力传感器112采集双活塞蓄能器高压腔的压力值，第三压力传感器113采集双活塞蓄能器低压腔的压力值。
[0022]在本实施例中，双活塞蓄能器安装了位移传感器2能够精确设定蓄能器的初始位置，并能实时监测蓄能器的运行状态。为防止活塞蓄能器与大气接触端污染保证系统清洁度及干燥性，安装了带除湿功能的空滤器31及32。通过气液调整缸10方便快捷的调节氮气瓶12的压力情况，增加系统补偿精度。安装比例溢流阀7及电磁换向阀9可以根据不同海况调节气液调整缸10的油液压力从而调节氮气瓶12的压力情况。压力传感器111可以实时反映氮气瓶的调节压力。如图2所示为系统所采用的双活塞蓄能器示意图，活塞蓄能器13采用高低压腔设计，不仅确保补偿马达16高压收绳时油源的及时补充，而且马达低压放绳也可以到达迅速响应，减小直接从液压泵站补偿的压力损失及时间相应，通过高低压腔相互收集液压能，有利于提高补偿效率，增加系统灵敏性，减少能耗。溢流阀14防止高压腔过载或冲击波动对系统的影响，对系统元件起保护作用。由二通插装阀17及先导溢流阀18组成的低压腔大流量溢流阀，增加系统通流量，减小元件空间，同时使得低压保持在一定的压力范围内，同时也可以使得补偿马达低压端形成一定的被压，防止马达出现吸空现象。压力传感器112及113分别采集活塞蓄能器高低压腔的压力值，对系统压力的数字化监控，有利于分析系统的运行状态，也可通过压差的方法计算出补偿马达负载情况。
[0023]当在系统工作作业前，设定好先导溢流阀18的压力值，根据当前不同的海况给氮气瓶10充一定压力值的氮气，动力站I启动后，通过普通吊机的方式把重物吊起，并通过对蓄能器预加载调整好双活塞蓄能器13的位置，通过位移传感器2的反馈确保双活塞蓄能器初始状态在中间位置，电磁换向阀9得电，通过控制比例溢流阀7来精确调整氮气瓶的压力值确保压力传感器111的反馈值为氮气瓶所需要的理想值，通过单向阀83及84来防止液压油回流到泵源，起到保压作用。当波浪上升时，船体随着波浪向上运动，双活塞蓄能器活塞低压腔往高压腔运动，通过低压腔输出液压能给补偿马达16，驱动补偿马达做放绳运动，马达的另一端接高压腔，收集马达传到过来的液压能，当波浪下降时，船体随着波浪向下运动，双活塞蓄能器活塞高压腔往低压腔运功，通过高压腔输出液压能给补偿马达16，驱动补偿马达做收绳运动，同时补偿马达的回油口与低压腔连接，低压可以收集部分液压能，并把多余的能量通过由先导溢流阀18和二通插装阀17组成的大流量溢流阀置换出去，并有效把热量带到动力站I的冷却系统进行散热，这样系统有效的补偿了波浪起伏时对重物直线位移的影响，保证海底安装作业或补给吊重的稳定性和安全性。位移传感器2监测活塞蓄能器活塞运行位置，压力传感器112及113及时反馈补偿系统补偿压力情况，当压力不足时，及时从液压站补充液压能及调整氮气的压力，防止出现活塞运动到最大行程时的冲击现象而减小补偿精度。当补偿作业完毕时，恢复普通吊机的功能进行作业。
[0024]本实用新型波浪补偿系统通过双活塞蓄能器13高低压腔进行交替收集液压能，迅速提供动力源给补偿马达16，有效的提高马达响应速度，同时提高系统补偿精度，最大限度弥补当前系统所存在的液压能传输的滞后性，节省了能源的消耗，系统安装了气液调整缸10方便快捷调整氮气瓶的压力，增加了系统调节的可控范围，达到良好的补偿效果。
[0025]提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
【权利要求】
1.一种双活塞蓄能器波浪补偿系统，其特征在于，包括氮气瓶压力调整模块和补偿执行模块，在氮气瓶压力调整模块中，油源连接电磁换向阀，该电磁换向阀的进口处并联比例溢流阀，该电磁换向阀的出口处连接气液调整缸，该气液调整缸的出口处并联连接压力传感器、第一压力表及单向阀，在单向阀的出口并联连接氮气瓶、球阀、第一溢流阀和第二压力表，在执行补偿模块中，双活塞蓄能器的一端与所述氮气瓶连接，双活塞蓄能器分为高压腔和低压腔，双活塞蓄能器内部安装位移传感器，高压腔的出口连接第二压力传感器和第二溢流阀，第二溢流阀的出口连接到低压腔的管路上，动力源经过单向阀分别连接在高压腔和低压腔，其中低压腔连接由二通插装阀组成的溢流阀和第三压力传感器，高压腔和低压腔连接马达控制阀块，马达控制阀块的出口连接马达的两油口。
2.根据权利要求1所述的双活塞蓄能器波浪补偿系统，其特征在于，该电磁换向阀是三位四通电磁换向阀。
3.根据权利要求1所述的双活塞蓄能器波浪补偿系统，其特征在于，该电磁换向阀的进口处还并联第二压力表。
4.根据权利要求1所述的双活塞蓄能器波浪补偿系统，其特征在于，双活塞蓄能器的另一端连接空滤器。
5.根据权利要求1所述的双活塞蓄能器波浪补偿系统，其特征在于，比例溢流阀和电磁换向阀调节气液调整缸的油液压力，进而通过气液调整缸调节氮气瓶中的压力。
6.根据权利要求1所述的双活塞蓄能器波浪补偿系统，其特征在于，气液调整缸的出口处的压力传感器反映氮气瓶的调节压力。
7.根据权利要求1所述的双活塞蓄能器波浪补偿系统，其特征在于，低压腔还连接先导溢流阀。
8.根据权利要求1所述的双活塞蓄能器波浪补偿系统，其特征在于，第二压力传感器采集双活塞蓄能器高压腔的压力值，第三压力传感器采集双活塞蓄能器低压腔的压力值。
【文档编号】B66C23/53GK204173803SQ201420602900
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日
【发明者】叶建华, 党琪, 李达平 申请人:上海振华重工(集团)股份有限公司