一種船用液壓升降系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種船用液壓升降系統，易于抬升過程的監測，系統運行安全可靠，可操作性強，且有效降低成本。其技術方案為：整船依靠四個樁腿支撐，船體固定在四個樁腿上，樁腿上的環梁由多根主升降油缸進行同步上升下降的動作，從而帶動整船升降，油缸動作由船艏和船艉的兩套液壓泵站提供動力。
【專利說明】
一種船用液壓升降系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種船用液壓升降系統，尤其涉及風電安裝船大噸位液壓升降系統。
【背景技術】
[0002]風能是一種可持續再生的清潔能源，利用風力進行發電的應用在全球范圍內分布廣泛，目前已經有不少國家進行海上風力發電的建設和應用，我國近年來也建設了一批風電項目，未來可預見的風電投入更是規模龐大，海上風電設備的運輸和安裝有較高的技術要求，要求吊裝風電部件的船舶處于穩定可靠的環境中，因此該類船舶在作業時不受波浪的影響具有自動升降的功能。
[0003]目前國內在海上風電設備施工安裝方面采用的各種類型設備較多，但具有完整的多功能船舶設備很少，且相關船舶采用的液壓抬升裝置都被國外供應商壟斷，該類船舶設備基本都是來自國外的技術。
【實用新型內容】
[0004]以下給出一個或多個方面的簡要概述以提供對這些方面的基本理解。此概述不是所有構想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認出所有方面的關鍵性或決定性要素亦非試圖界定任何或所有方面的范圍。其唯一的目的是要以簡化形式給出一個或多個方面的一些概念以為稍后給出的更加詳細的描述之序。
[0005]本實用新型的目的在于解決上述問題，提供了一種船用液壓升降系統，易于抬升過程的監測，系統運行安全可靠，可操作性強，且有效降低成本。
[0006]本實用新型的技術方案為:本實用新型揭示了一種船用液壓升降系統，整船依靠四個粧腿支撐，船體固定在四個粧腿上，粧腿上的環梁由多根主升降油缸進行同步上升下降的動作，從而帶動整船升降，油缸動作由船艏和船艉的兩套液壓栗站提供動力。
[0007]根據本實用新型的船用液壓升降系統的一實施例，所述兩套液壓栗站分為船艏栗艙液壓栗站和船艉栗艙液壓栗站，其中船艏栗艙液壓栗站為位于船艏的粧腿升降提供動力，船艉栗艙液壓栗站為位于船艉的粧腿升降提供動力。
[0008]根據本實用新型的船用液壓升降系統的一實施例，液壓栗站包括兩個栗艙主單元、四個執行機構單元以及管路單元，其中栗艙主單元由電機栗組、油箱組件、冷卻栗組、冷卻組件構成，執行機構單元由主升降油缸、輔升降油缸、主升降控制閥組和輔升降控制閥組構成，管路單元由栗艙管路和Jackhouse內管路構成。
[0009]根據本實用新型的船用液壓升降系統的一實施例，主升降控制閥組中進一步包括主油缸方向閥組、主油缸無桿腔溢流閥組、主油缸有桿腔溢流閥組;輔升降控制閥組中進一步包括輔油缸方向閥組、輔油缸無桿腔溢流閥組、輔油缸有桿腔溢流閥組。
[0010]根據本實用新型的船用液壓升降系統的一實施例，液壓栗站的四個執行機構中還包括主插銷油缸和輔插銷油缸。
[0011]根據本實用新型的船用液壓升降系統的一實施例，主升降油缸和輔升降油缸中包括多個液壓鎖閥組。
[0012]根據本實用新型的船用液壓升降系統的一實施例，電機栗組供油至主升降控制閥組和輔升降控制閥組，經過主油缸方向閥組和輔油缸方向閥組的方向切換，油路通至主升降油缸和輔升降油缸的液壓鎖閥組，從而進入主升降油缸和輔升降油缸的有桿腔和無桿腔，形成完整回路，實現主升降油缸和輔升降油缸的升降動作，從而帶動整船升降。
[0013]本實用新型對比現有技術有如下的有益效果:本實用新型液壓原理清晰，采用模塊化設計，容易維護。采用大流量邏輯插裝閥進行方向控制，多級壓力控制，國產流道阻尼的匹配，先導溢流閥的匹配。本實用新型實現了多開關電磁閥的配合順序控制方式，利用溢流速度控制，根據行程速度控制，根據負載進行自動載荷受力控制，系統可控性強，程序控制簡單。此外，本實用新型提供了多級壓力及控制保護、多種應急控制的功能。本實用新型采用國產低泄漏大型油缸結構設計，高效密封采用，能有效控制泄漏量，而且電鍍陶瓷油缸活塞桿的采用可以極大提高油缸壽命。
【附圖說明】
[0014]圖1示出了本實用新型的船用液壓升降系統的較佳實施例的原理示意圖。
[0015]圖2A至2C示出了本實用新型的船用液壓升降系統的結構位置簡要示意圖。
【具體實施方式】
[0016]在結合以下附圖閱讀本公開的實施例的詳細描述之后，能夠更好地理解本實用新型的上述特征和優點。在附圖中，各組件不一定是按比例繪制，并且具有類似的相關特性或特征的組件可能具有相同或相近的附圖標記。
[0017]圖1示出了本實用新型的船用液壓升降系統的較佳實施例的原理，圖2A至2C示出了本實用新型的船用液壓升降系統的結構位置。請同時參見圖1、圖2A至2C，整船是依靠四個粧腿支撐，船體通過上環梁插銷和下環梁插銷固定在粧腿上。粧腿上的高位環梁和低位環梁由6根主升降油缸進行同步上升下降動作從而帶動整船升降。油缸動作由船艏和船艉兩套液壓栗站提供動力。重壓粧和重拔粧是由6根主升降油缸和6根輔升降油缸共同驅動，從而提供雙倍的壓粧力和拔粧力。
[0018]一套液壓栗站為兩條粧腿提供液壓油源，即船艏栗艙液壓栗站為位于船艏的I號與4號粧腿升降提供動力，船艉栗艙液壓栗站為位于船艉的2號與3號粧腿升降提供動力。
[0019]本實用新型對各組件進行模塊化、單元化的設計分配，如圖1所示，液壓栗站包括2個栗艙主單元、4個執行機構單元以及管路單元。栗艙主單元由電機栗組、油箱組件、冷卻栗組、冷卻組件構成。執行機構單元由主升降油缸、輔升降油缸、主升降控制閥組和輔升降控制閥組構成。管路單元由栗艙管路和Jackhouse內管路構成。根據各單元塊的合并和分解，簡化了整個系統設計流程，降低了設計難度，有效提高了設計人員的合理分配。而且維護人員容易上手，能夠及時快速的查找問題。
[0020]主升降控制閥組中進一步包括主油缸方向閥組、主油缸無桿腔溢流閥組、主油缸有桿腔溢流閥組。輔升降控制閥組中進一步包括輔油缸方向閥組、輔油缸無桿腔溢流閥組、輔油缸有桿腔溢流閥組。
[0021]在通常設計的液壓系統中，溢流閥的作用是為了保護系統、管路不要超過這個設定值，目的是起壓力限定保護作用，而該系統為了降低成本以及進行有效的速度控制，打破常規大膽嘗試溢流型速度控制，同時根據負載受力的變化開啟不同壓力值溢流閥進行速度控制。該系統由于流量非常大，因此系統中大量采用了大流量邏輯插裝閥進行方向和壓力控制，但系統中采用大量的插裝閥，閥塊的復雜性和流道設計要求相當高，否則系統運行將極不穩定，根據流體仿真模擬以及大量的試驗，使我們在國產大型液壓閥塊的流道設計、阻尼的合理匹配方面取得可喜的成績，不僅有效減少了閥塊的重量降低成本，而且對液壓系統的平穩運行都有決定性作用。從長遠角度看，不僅系統的穩定性增強對設備運行的壽命有明顯的提高，而且使我們打破壟斷具有了大流量多流道閥塊的設計能力。
[0022]液壓栗站的四個執行機構中還包括主插銷油缸和輔插銷油缸。
[0023]主升降油缸和輔升降油缸中包括多個液壓鎖閥組。
[0024]電機栗組供油至主升降控制閥組和輔升降控制閥組，經過主油缸方向閥組和輔油缸方向閥組的方向切換，油路通至主升降油缸和輔升降油缸的液壓鎖閥組，從而進入主升降油缸和輔升降油缸的有桿腔和無桿腔，形成完整回路，實現主升降油缸和輔升降油缸的升降動作，從而帶動整船升降。
[0025]在本實用新型中，在通常設計的液壓系統中，溢流閥的作用是為了保護系統、管路不要超過這個設定值，目的是起壓力限定保護作用，而該系統為了降低成本以及進行有效的速度控制，打破常規大膽嘗試溢流型速度控制，同時根據負載受力的變化開啟不同壓力值溢流閥進行速度控制。該系統由于流量非常大，因此系統中大量采用了大流量邏輯插裝閥進行方向和壓力控制，但系統中采用大量的插裝閥，閥塊的復雜性和流道設計要求相當高，否則系統運行將極不穩定，根據流體仿真模擬以及大量的試驗，使我們在國產大型液壓閥塊的流道設計、阻尼的合理匹配方面取得可喜的成績，不僅有效減少了閥塊的重量降低成本，而且對液壓系統的平穩運行都有決定性作用。從長遠角度看，不僅系統的穩定性增強對設備運行的壽命有明顯的提高，而且使我們打破壟斷具有了大流量多流道閥塊的設計能力。
[0026]本實用新型的系統采用了多級防護，并設置了多種應急控制。由于該系統應用于多功能風電設備安裝船舶，而整船的升降系統對該船的有效使用起著至關重要的作用，因此該系統的可靠性、穩定性要求非常高。為防止各種意外的發生，采取了多級防護措施，即分別為:在升降油缸上安裝防護閥塊，關鍵油路不設外部管路，液壓油路鎖控制，高壓機械溢流閥防超壓，防高壓傳感器檢測，多油缸受力均衡溝通管路防爆閥控制，低泄漏換向閥閥芯設計，holding狀態主、輔升降油缸多油缸受力控制，有了以上這些措施能夠保證系統的可靠、平穩運行。根據有可能發生的故障，系統設置了應急補油系統，以及部分栗組不能運行的情況下也能具備整船升降功能。有了以上的各種防護和應急控制，極大降低系統出現故障不能保持位置和不能運行的風險。
[0027]由于整船升船后，需要長時間的安裝作業，而此時整船的受力一直由48根油缸承擔，因此對油缸的泄漏量要求非常嚴格，完全異于常規。為確保達到要求，采取微量合理的間隙計算方法進行設計，精密的零件加工，后續進行嚴格的不間斷72小時受力密封測試，泄漏量的測試結果已經達到世界前列，為我國在高油壓密封結構設計方面取得突破，積累了大量寶貴經驗。油缸的活塞桿采用陶瓷鍍層，有效防止海上的鹽霧侵蝕。這兩方面的設計與應用，極大提高了升降油缸安全系數，增長了油缸的壽命，從而增強了整船使用的高可靠性。
[0028]采用本實施例的船用液壓升降系統，額定抬升力14000噸，4粧腿支撐船體，每粧腿通過12根大型油缸連接可達到最大壓粧力7000噸、最大拔粧力4800噸，抬升高度根據粧腿長度而定(可無限)，動力控制來自船艏和船艉的液壓栗艙，抬升過程監測容易，可操作性強。
[0029]方案中的硬件主要有:大型升降液壓油缸48只，規格:600*280-2150;插銷油缸24只；升降用大型閥塊8只；大型栗站兩臺，其中主要部件有:升降主電機栗組8組，250kw/組；循環電機栗組4組，55kw/組;待命補油電機栗組2組，37kw/組;大型油箱2只，15m3/只；電磁閥、單向閥、比例流量閥、截止閥等輔助元件若干O
[0030]提供對本公開的先前描述是為使得本領域任何技術人員皆能夠制作或使用本公開。對本公開的各種修改對本領域技術人員來說都將是顯而易見的，且本文中所定義的普適原理可被應用到其他變體而不會脫離本公開的精神或范圍。由此，本公開并非旨在被限定于本文中所描述的示例和設計，而是應被授予與本文中所公開的原理和新穎性特征相一致的最廣范圍。
【主權項】
1.一種船用液壓升降系統，其特征在于，整船依靠四個粧腿支撐，船體固定在四個粧腿上，粧腿上的環梁由多根主升降油缸進行同步上升下降的動作，從而帶動整船升降，油缸動作由船艏和船艉的兩套液壓栗站提供動力，所述兩套液壓栗站分為船艏栗艙液壓栗站和船艉栗艙液壓栗站，其中船艏栗艙液壓栗站為位于船艏的粧腿升降提供動力，船艉栗艙液壓栗站為位于船艉的粧腿升降提供動力，液壓栗站包括兩個栗艙主單元、四個執行機構單元以及管路單元，其中栗艙主單元由電機栗組、油箱組件、冷卻栗組、冷卻組件構成，執行機構單元由主升降油缸、輔升降油缸、主升降控制閥組和輔升降控制閥組構成，管路單元由栗艙管路和Jackhouse內管路構成。2.根據權利要求1所述的船用液壓升降系統，其特征在于，主升降控制閥組中進一步包括主油缸方向閥組、主油缸無桿腔溢流閥組、主油缸有桿腔溢流閥組;輔升降控制閥組中進一步包括輔油缸方向閥組、輔油缸無桿腔溢流閥組、輔油缸有桿腔溢流閥組。3.根據權利要求2所述的船用液壓升降系統，其特征在于，液壓栗站的四個執行機構中還包括主插銷油缸和輔插銷油缸。4.根據權利要求3所述的船用液壓升降系統，其特征在于，主升降油缸和輔升降油缸中包括多個液壓鎖閥組。5.根據權利要求4所述的船用液壓升降系統，其特征在于，電機栗組供油至主升降控制閥組和輔升降控制閥組，經過主油缸方向閥組和輔油缸方向閥組的方向切換，油路通至主升降油缸和輔升降油缸的液壓鎖閥組，從而進入主升降油缸和輔升降油缸的有桿腔和無桿腔，形成完整回路，實現主升降油缸和輔升降油缸的升降動作，從而帶動整船升降。
【文檔編號】B63B21/50GK205687477SQ201620335343
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年4月20日 公開號201620335343.8, CN 201620335343, CN 205687477 U, CN 205687477U, CN-U-205687477, CN201620335343, CN201620335343.8, CN205687477 U, CN205687477U
【發明人】劉冬一, 胡侃, 周東波, 原林林, 胡中望
【申請人】上海振華重工(集團)股份有限公司