CN107725500A - 一种油缸式升降液压*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油缸式升降液压***，属于液压控制领域。所述油缸式升降液压***，包括：第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、三位四通换向阀、第一插装阀、第二插装阀、第三插装阀、第四插装阀和偶数个执行模块，每个执行模块均包括提升油缸，第一单向阀的进油口分别与每个提升油缸的无杆腔连通，第二单向阀的进油口分别与每个提升油缸的有杆腔连通，第一单向阀的出油口和第二单向阀的出油口均与第三单向阀的进油口连通，第三单向阀的出油口分别与第四单向阀的出油口和三位四通换向阀的P口连通，第四单向阀的进油口分别与第一插装阀的A口和第二插装阀的A口连通。该油缸式升降液压***实现了提升油缸的无杆腔的保压。

Description

一种油缸式升降液压***

技术领域

本发明涉及液压控制领域，特别涉及一种油缸式升降液压***。

背景技术

自升式海洋平台一般适用于浅海区域工作，用于海洋石油的开发。在某些使用场合需要自升式海洋平台长期处于支持状态。对于这种工况自升式海洋平台使用的升降设备一般为油缸式升降机构。

现有一种油缸式升降机构包括：动环梁、定环梁、提升油缸、固桩架和桩腿，动环梁和定环梁之间通过提升油缸连接，动环梁和定环梁分别套设在桩腿上，定环梁通过固桩架与自升式海洋平台固定连接，桩腿上沿长度方向开设有插销孔，在动环梁和定环梁上分别设置有***桩腿上动环梁插销组件和定环梁插销组件，通过提升油缸的伸缩以及动环梁插销组件和定环梁插销组件的交替拔插动作，可以实现自升式海洋平台的升降动作。现有一种油缸式升降机构的液压***采用三位四通换向阀控制提升油缸，具体地，三位四通换向阀的A口与提升油缸的有杆腔连通，三位四通换向阀的B口与提升油缸的无杆腔连通，三位四通换向阀的T口与油箱连通，三位四通换向阀的P口与外控油流入管路连通。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

在自升式海洋平台处于漂浮状态时，需要通过提升油缸与三位四通换向阀之间的管路压力，从而保持自升式海洋平台相对于桩腿不动。但是，由于三位四通换向阀不具有密封保压的性能，这会导致提升油缸与三位四通换向阀之间的管路压力逐渐降低，使自升式海洋平台下滑，影响自升式海洋平台的正常工作。

发明内容

为了解决现有技术中自升式海洋平台的安全性低的问题，本发明实施例提供了一种油缸式升降液压***。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种油缸式升降液压***，包括：第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、三位四通换向阀、第一插装阀、第二插装阀、第三插装阀、第四插装阀和偶数个执行模块，每个所述执行模块均包括提升油缸，所述第一单向阀的进油口分别与每个所述提升油缸的无杆腔连通，所述第二单向阀的进油口与每个所述提升油缸的有杆腔连通，所述第一单向阀的出油口和所述第二单向阀的出油口均与所述第三单向阀的进油口连通，所述第三单向阀的出油口分别与所述第四单向阀的出油口和所述三位四通换向阀的P口连通，所述第四单向阀的进油口分别与所述第一插装阀的A口和所述第二插装阀的A口连通，所述三位四通换向阀的A口分别与所述第二插装阀的X口和所述第三插装阀的X口连通，所述三位四通换向阀的B口分别与所述第一插装阀的X口和所述第四插装阀的X口连通，所述第一插装阀的B口和所述第三插装阀的A口分别与所述第一单向阀的进油口连通，所述第二插装阀的B口和所述第四插装阀的A口分别与所述第二单向阀的进油口连通，所述第三插装阀的B口和所述第四插装阀的B口分别与油箱连通。

具体地，每个所述执行模块均包括：第五插装阀、先导阀和背压阀，对于任一个所述执行模块，所述第五插装阀的A口与所述第一单向阀的进油口连通，所述第五插装阀的B口与所述提升油缸的无杆腔连通，所述第五插装阀的X口与所述先导阀的A口连通，所述第五插装阀的B口还分别与所述先导阀的B口和所述先导阀的X1口连通，所述先导阀的C口与所述油箱连通，所述先导阀的X2口与所述第三单向阀的出油口连通，所述背压阀的进油口与所述第四插装阀的B口连通，所述背压阀的出油口与所述油箱连通。

进一步地，每个所述执行模块均包括：安全阀，对于任一个所述执行模块，所述安全阀的进油口与所述提升油缸的无杆腔连通，所述安全阀的出油口与所述油箱连通。

进一步地，所述安全阀的出油口与所述第五单向阀的出油口连通后再与所述油箱连通。

进一步地，所述油缸式升降液压***还包括：第五单向阀，所述第五单向阀的进油口与所述安全阀的出油口连通，所述第五单向阀的出油口与所述提升油缸的有杆腔连通。

进一步地，每个所述执行模块均包括：节流阀，对于任一个所述执行模块，所述节流阀的第一油口与所述先导阀的X2口连通，所述节流阀的第二油口与所述第三单向阀的出油口连通。

进一步地，对于任一个所述执行模块，所述先导阀的B口和所述先导阀的X1口连通后再与所述插装阀的B口连通。

具体地，所述油缸式升降液压***还包括：第六单向阀，所述第六单向阀的进油口与所述三位四通换向阀的P口连通，所述第六单向阀的出油口与外控油控制口连通。

具体地，所述第一插装阀的A口和所述第二插装阀的A口连通后再与所述第四单向阀的进油口连通。

具体地，所述第一插装阀的B口和所述第三插装阀的A口连通后再与所述第一单向阀的进油口连通，所述第二插装阀的B口和所述第四插装阀的A口连通后再与所述第二单向阀的进油口连通。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：当提升油缸的无杆腔需要保压时，三位四通换向阀的P口分别与第三单向阀和第四单向阀连通，三位四通换向阀的P口通过比较来自第三单向阀和第四单向阀所在油路的压力，从而选择压力最高的油路流入三位四通换向阀的P口，然而第三单向阀与第一单向阀和第二单向阀连通，那么，第三单向阀通过比较来自第一单向阀和第二单向阀所在油路的压力，从而选择压力最高的油路流入第三单向阀，这使得流入三位四通换向阀的P口的油液是通过比较来自提升油缸的无杆腔、有杆腔及第一插装阀的A口的压力后，选择其中压力最高的油液流入三位四通换向阀的P口内，三位四通换向阀的A口分别与第二插装阀的X口和第三插装阀的X口连通，三位四通换向阀的B口分别与第一插装阀的X口和第四插装阀的X口连通，这使得第一插装的X口、第二插装阀的X口、第三插装阀的X口和第四插装阀的X口的压力为是整个油缸式升降液压***中最高的油液压力，且四个插装阀的X口处的油液作用面积大于四个插装阀的A口的油液作用，这使得四个插装阀的X口未与油箱连通时，在四个插装阀是不能够在第一插装阀的A口的压力下被打开的，从而实现了提升油缸的无杆腔的保压，进而保持自升式海洋平台相对于桩腿不动。

附图说明

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是本发明实施例提供的单个执行模块的油缸式升降液压***的液压原理图；

图2是本发明实施例提供的两个执行模块的油缸式升降液压***的液压原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例

本发明实施例提供了一种油缸式升降液压***，该油缸式升降液压***适用于油缸式升降机构，该油缸式升降机构包括：动环梁、定环梁、固桩架、桩腿和偶数个提升油缸，如图1所示，下面以单个提升油缸为例进行介绍，该油缸式升降液压***包括：第一单向阀1、第二单向阀2、第三单向阀3、第四单向阀4、三位四通换向阀5、第一插装阀6、第二插装阀7、第三插装阀8、第四插装阀9和偶数个执行模块，每个执行模块均包括提升油缸a。第一单向阀1的进油口分别与每个提升油缸a的无杆腔a1连通，第二单向阀2的进油口分别与每个提升油缸a的有杆腔a2连通，第一单向阀1的出油口和第二单向阀2的出油口均与第三单向阀3的进油口连通，第三单向阀3的出油口分别与第四单向阀4的出油口和三位四通换向阀5的P口连通，第四单向阀4的进油口分别与第一插装阀6的A口和第二插装阀7的A口连通，三位四通换向阀5的A口分别与第二插装阀7的X口和第三插装阀8的X口连通，三位四通换向阀5的B口分别与第一插装阀6的X口和第四插装阀9的X口连通，第一插装阀6的B口和第三插装阀8的A口分别与第一单向阀1的进油口连通，第二插装阀7的B口和第四插装阀9的A口分别与第二单向阀2的进油口连通，第三插装阀8的B口和第四插装阀9的B口分别与油箱b连通。

具体地，每个执行模块均包括：第五插装阀10、先导阀11和背压阀15，对于任一个执行模块，第五插装阀10的A口与第一单向阀1的进油口连通，第五插装阀10的B口与提升油缸a的无杆腔a1连通，第五插装阀10的X口与先导阀11的A口连通，第五插装阀10的B口还分别与先导阀11的B口和先导阀11的X1口连通，先导阀11的C口与油箱b连通，先导阀11的X2口与第三单向阀3的出油口连通，背压阀15的进油口分别与第四插装阀9的B口和所述第三插装阀8的B口连通，背压阀15的出油口与油箱b连通。在自升式海洋平台处于下降工况时，三位四通换向阀5左位的电磁铁得电，三位四通换向阀5的P口与三位四通换向阀5的A口连通，主***压力油P1油口经过第二插装阀7的A口，流经第二插装阀7的B口进入提升油缸a的有杆腔a2内，经过第一单向阀1和第二单向阀2的压力比较后，选择两者中压力高的油路油液流至先导阀11的X2口处，使先导阀11的右位工作，此时先导阀11的A口和先导阀11的C口连通，先导阀11的C口和油箱b连通，使得第五插装阀10的X口和油箱b连通，从而使第五插装阀10打开，提升油缸a的无杆腔a1回油，油液由第三插装阀8流经背压阀15进入回油箱b，背压阀15的压力此时为平衡自升式海洋平台的负载的压力，且背压阀15处于打开状态，油液克服背压阀15的压力流回油箱b。在自升式海洋平台下降工况时，提升油缸a的无杆腔a1用于保持自升式海洋平台的负载，由于该负载较大，使得与提升油缸a的无杆腔a1连通的管路容易发生爆管，当该管路发生爆管时，该管路处于失压状态，无杆腔a1不能承受任何负载，有杆腔a2的进油压力也迅速减小至零，此时先导阀11的X2口从无杆腔a1和有杆腔a2引入的油液压力也为零，先导阀11始终处于左位，第五插装阀10处于关闭状态，提升油缸a无动作，自升式海洋平台处于保持状态。这样能够避免自升式海洋平台处于失速下降的状态，从而提高了自升式海洋平台的安全性。

进一步地，每个执行模块均可以包括：安全阀12，对于任一个执行模块，安全阀12的进油口与提升油缸a的无杆腔a1连通，安全阀12的出油口与油箱b连通。当与提升油缸a的无杆腔a1连通的管路内的油液压力升高超过规定值时，安全阀12开启，使部分油液流至油箱b，从而避免与提升油缸a的无杆腔a1连通的管路因高压而发生爆管。

进一步地，该油缸式升降液压***还可以包括：第五单向阀13，第五单向阀13的进油口与安全阀12的出油口连通，第五单向阀13的出油口与提升油缸a的有杆腔a2连通。第五单向阀13可以将油液由安全阀12流出的油液引入提升油缸a的有杆腔a2内，从而提高了油液的利用效率。

进一步地，对于任一个执行模块，安全阀12的出油口与第五单向阀13的出油口连通后再与油箱b连通。这样能够简化油路，从而缩小油缸式升降液压***的体积。

进一步地，每个执行模块均可以包括：节流阀14，对于任一个执行模块，节流阀14的第一油口与先导阀11的X2口连通，节流阀14的第二油口与第三单向阀3的出油口连通。节流阀14用于控制流入先导阀11的X2口处的油压压力。

进一步地，对于任一个执行模块，先导阀11的B口和先导阀11的X1口连通后再与第五插装阀10的B口连通。这样能够简化油路，从而缩小油缸式升降液压***的体积。

具体地，该油缸式升降液压***还可以包括：第六单向阀16，第六单向阀16的进油口与三位四通换向阀5的P口连通，第六单向阀16的出油口与外控油控制P3口连通。通过第六单向阀16向三位四通换向阀5的P口引入外控油，三位四通换向阀5的P口通过比较来自第三单向阀3、第四单向阀4和第六单向阀16所在油路的压力，从而选择压力最高的油路流入三位四通换向阀5的P口，通过第六单向阀16向三位四通换向阀5的P口引入外控油能够增加三位四通换向阀5选择油路的机会，从而保证流入三位四通换向阀5的P口内的压力较高，进一步有效保证第一插装阀6、第二插装阀7、第三插装阀8和第四插装阀9的密封性能。

具体地，第一插装阀6的A口和第二插装阀7的A口连通后再与第四单向阀4的进油口连通。这样能够简化油路，从而缩小油缸式升降液压***的体积。

具体地，第一插装阀6的B口和第三插装阀8的A口连通后再与第一单向阀1的进油口连通。这样能够简化油路，从而缩小油缸式升降液压***的体积。

具体地，第二插装阀7的B口和第四插装阀9的A口连通后再与第二单向阀2的进油口连通。这样能够简化油路，从而缩小油缸式升降液压***的体积。

该油缸式升降液压***在实际工作时，为了保证升降，执行模块对应偶数个布置，当执行模块为两个时，其液压原理图见图2。

下面简单介绍一下本发明实施例提供的油缸式升降液压***的工作原理，具体如下：

在自升式海洋平台处于漂浮状态时，三位四通换向阀为中位，提升油缸a的无杆腔a1内的油液需要保压，此时，三位四通换向阀5的P口分别与第三单向阀3和第四单向阀4连通，三位四通换向阀5的P口通过比较来自第三单向阀3和第四单向阀4所在油路的压力，从而选择压力最高的油路流入三位四通换向阀5的P口，然而第三单向阀3与第一单向阀1和第二单向阀2连通，那么，第三单向阀3通过比较来自第一单向阀1和第二单向阀2所在油路的压力，从而选择压力最高的油路流入第三单向阀3，这使得流入三位四通换向阀5的P口的油液是通过比较来自提升油缸a的无杆腔a1、有杆腔a2及第一插装阀6的A口的压力后，选择其中压力最高的油液流入三位四通换向阀5的P口内，三位四通换向阀5的A口分别与第二插装阀7的X口和第三插装阀8的X口连通，三位四通换向阀5的B口分别与第一插装阀6的X口和第四插装阀9的X口连通，这使得第一插装阀6的X口、第二插装阀7的X口、第三插装阀8的X口和第四插装阀9的X口的压力为整个油缸式升降液压***中最高的油液压力，且四个插装阀的X口处的油液作用面积大于四个插装阀的A口的油液作用，这使得四个插装阀的X口未与油箱b连通时，在四个插装阀是不能够在第一插装阀的A口的压力下被打开的。

当三位四通换向阀5右边的电磁铁得电时，油液由三位四通换向阀5的P口流至三位四通换向阀5的B口后，再分别流至第一插装阀6的X口和第四插装阀9的X口，第一插装阀6和第四插装阀9关闭，第二插装阀7和第三插装阀8均与三位四通换向阀5的B口连通，使得第二插装阀7和第三插装阀8开启，进油P1口的油液由第二插装阀7的A口流至第二插装阀7的B口后，流入提升油缸a的有杆腔a2内，实现提升油缸a的缩回。

当三位四通换向阀5左边的电磁铁得电时，油液由三位四通换向阀5的P口流至三位四通换向阀5的A口后，再分别流至第二插装阀7的X口和第三插装阀8的X口，第二插装阀7和第三插装阀8关闭，第一插装阀6和第四插装阀9均与三位四通换向阀5的B口连通，使得第一插装阀6和第四插装阀9开启，油液由第一插装阀6的A口流至第一插装阀6的B口后，流入提升油缸a的无杆腔a1内，实现提升油缸a的伸出。

本发明实施例提供了一种油缸式升降液压***，当提升油缸的无杆腔需要保压时，三位四通换向阀的P口分别与第三单向阀和第四单向阀连通，三位四通换向阀的P口通过比较来自第三单向阀和第四单向阀所在油路的压力，从而选择压力最高的油路流入三位四通换向阀的P口，然而第三单向阀与第一单向阀和第二单向阀连通，那么，第三单向阀通过比较来自第一单向阀和第二单向阀所在油路的压力，从而选择压力最高的油路流入第三单向阀，这使得流入三位四通换向阀的P口的油液是通过比较来自提升油缸的无杆腔、有杆腔及第一插装阀的A口的压力后，选择其中压力最高的油液流入三位四通换向阀的P口内，三位四通换向阀的A口分别与第二插装阀的X口和第三插装阀的X口连通，三位四通换向阀的B口分别与第一插装阀的X口和第四插装阀的X口连通，这使得第一插装的X口、第二插装阀的X口、第三插装阀的X口和第四插装阀的X口的压力为是整个油缸式升降液压***中最高的油液压力，且四个插装阀的X口处的油液作用面积大于四个插装阀的A口的油液作用，这使得四个插装阀的X口未与油箱连通时，在四个插装阀是不能够在第一插装阀的A口的压力下被打开的，从而实现了提升油缸的无杆腔的保压，进而保持自升式海洋平台相对于桩腿不动。

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。

Claims (10)

1.一种油缸式升降液压***，其特征在于，所述油缸式升降液压***包括：第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、三位四通换向阀、第一插装阀、第二插装阀、第三插装阀、第四插装阀和偶数个执行模块，每个所述执行模块均包括提升油缸，所述第一单向阀的进油口分别与每个所述提升油缸的无杆腔连通，所述第二单向阀的进油口分别与每个所述提升油缸的有杆腔连通，所述第一单向阀的出油口和所述第二单向阀的出油口均与所述第三单向阀的进油口连通，所述第三单向阀的出油口分别与所述第四单向阀的出油口和所述三位四通换向阀的P口连通，所述第四单向阀的进油口分别与所述第一插装阀的A口和所述第二插装阀的A口连通，所述三位四通换向阀的A口分别与所述第二插装阀的X口和所述第三插装阀的X口连通，所述三位四通换向阀的B口分别与所述第一插装阀的X口和所述第四插装阀的X口连通，所述第一插装阀的B口和所述第三插装阀的A口分别与所述第一单向阀的进油口连通，所述第二插装阀的B口和所述第四插装阀的A口分别与所述第二单向阀的进油口连通，所述第三插装阀的B口和所述第四插装阀的B口分别与油箱连通。

2.根据权利要求1所述的油缸式升降液压***，其特征在于，每个所述执行模块均包括：第五插装阀、先导阀和背压阀，对于任一个所述执行模块，所述第五插装阀的A口与所述第一单向阀的进油口连通，所述第五插装阀的B口与所述提升油缸的无杆腔连通，所述第五插装阀的X口与所述先导阀的A口连通，所述第五插装阀的B口还分别与所述先导阀的B口和所述先导阀的X1口连通，所述先导阀的C口与所述油箱连通，所述先导阀的X2口与所述第三单向阀的出油口连通，所述背压阀的进油口与所述第四插装阀的B口连通，所述背压阀的出油口与所述油箱连通。

3.根据权利要求2所述的油缸式升降液压***，其特征在于，每个所述执行模块均包括：安全阀，对于任一个所述执行模块，所述安全阀的进油口与所述提升油缸的无杆腔连通，所述安全阀的出油口与所述油箱连通。

4.根据权利要求3所述的油缸式升降液压***，其特征在于，所述油缸式升降液压***还包括：第五单向阀，所述第五单向阀的进油口与所述安全阀的出油口连通，所述第五单向阀的出油口与所述提升油缸的有杆腔连通。

5.根据权利要求4所述的油缸式升降液压***，其特征在于，所述安全阀的出油口与所述第五单向阀的出油口连通后再与所述油箱连通。

6.根据权利要求2所述的油缸式升降液压***，其特征在于，每个所述执行模块均包括：节流阀，对于任一个所述执行模块，所述节流阀的第一油口与所述先导阀的X2口连通，所述节流阀的第二油口与所述第三单向阀的出油口连通。

7.根据权利要求2所述的油缸式升降液压***，其特征在于，对于任一个所述执行模块，所述先导阀的B口和所述先导阀的X1口连通后再与所述插装阀的B口连通。

8.根据权利要求1所述的油缸式升降液压***，其特征在于，所述油缸式升降液压***还包括：第六单向阀，所述第六单向阀的进油口与所述三位四通换向阀的P口连通，所述第六单向阀的出油口与外控油控制口连通。

9.根据权利要求1所述的油缸式升降液压***，其特征在于，所述第一插装阀的A口和所述第二插装阀的A口连通后再与所述第四单向阀的进油口连通。

10.根据权利要求1所述的油缸式升降液压***，其特征在于，所述第一插装阀的B口和所述第三插装阀的A口连通后再与所述第一单向阀的进油口连通，所述第二插装阀的B口和所述第四插装阀的A口连通后再与所述第二单向阀的进油口连通。