装船机的溜筒液压调直系统和装船机

摘要

本发明公开了一种装船机的溜筒液压调直系统，包括液压泵、第一换向阀、调直油缸和油箱，第一换向阀连接在液压泵和油箱与调直油缸之间的油路上，以能够通过第一换向阀的换向而选择性地使得调直油缸的有杆腔和无杆腔中的一者进油、另一者回油，其中，溜筒液压调直系统还包括连接在调直油缸的有杆腔与无杆腔之间的连接油路，该连接油路上设置有第二换向阀，且第二换向阀连接于与油箱连接的旁通油路，第二换向阀能够选择性地切换为使得调直油缸的有杆腔与无杆腔均与旁通油路连通或者使得调直油缸的有杆腔与无杆腔均与旁通油路截止。本发明还公开了一种装船机。该溜筒液压调直系统能够进行无动力自动调直，节约能耗，方便维修。

说明书

技术领域

本发明涉及船舶机械领域，具体地，涉及一种装船机的溜筒液压调直系 统和具有该溜筒液压调直系统的装船机。

背景技术

装船机的臂架在进行俯仰运动时，装船机的溜筒始终要与水平面保持垂 直，而溜筒的位置是通过溜筒液压调直系统的调直油缸来进行调节。

目前，当装船机的臂架进行俯仰运动时，主要是通过液压泵驱动调直油 缸伸出或缩回，从而对装船机的溜筒进行调直，这样液压泵就会一直处于运 转状态，导致能量的浪费。另外，溜筒液压调直系统的液压站采用悬挂电缆 或在臂架的头部设置人字架来铺设电缆进行供电。但是，由于臂架的内部空 间比较狭窄，悬挂的电缆长时间与臂架的钢结构摩擦，容易出现断芯或被挂 断的现象，造成溜筒调直液压系统的供电故障，导致溜筒不能自动调直。如 果发生故障时臂架正好处于高位，臂架则不能继续运动而移出船舶或从高位 降到水平位置，导致维修困难。

一是要解决在悬挂电缆出现故障时能保证臂架安全的进行正常维修；二 是在装船机臂架在做俯仰运动时利用装船机溜筒的自重进行自行调节，装船 机溜筒到达垂直位置时自动锁死溜筒并保持，实现节能减排的功效。

发明内容

本发明的目的是提供一种装船机的溜筒液压调直系统和装船机，该溜筒 液压调直系统能够进行无动力自动调直，节约能耗，方便维修。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供一种装船机的溜筒液压调直系 统，该溜筒液压调直系统包括液压泵、第一换向阀、调直油缸和油箱，所述 第一换向阀连接在所述液压泵和所述油箱与所述调直油缸之间的油路上，以 能够通过所述第一换向阀的换向而选择性地使得所述调直油缸的有杆腔和 无杆腔中的一者进油、另一者回油，其中，所述溜筒液压调直系统还包括连 接在所述调直油缸的有杆腔与无杆腔之间的连接油路，该连接油路上设置有 第二换向阀，且该第二换向阀连接于与所述油箱连接的旁通油路，所述第二 换向阀能够选择性地切换为使得所述调直油缸的有杆腔与无杆腔均与所述 旁通油路连通或者使得所述调直油缸的有杆腔与无杆腔均与所述旁通油路 截止。

优选地，所述旁通油路的一端连接于所述第二换向阀，并且所述旁通油 路分叉形成为连接于所述油箱的第一支路和第二支路，所述第一支路上设置 有过滤器，所述第二支路上设置有第一单向阀，所述第一单向阀的正向端口 与所述油箱连通。

优选地，所述第一支路上还设置有可调节流阀，该可调节流阀设置在所 述第二换向阀与所述过滤器之间。

优选地，所述第二换向阀的第一油口液压连接于所述调直油缸的无杆 腔，第二油口液压连接于所述调直油缸的有杆腔，第三油口液压连接于所述 旁通油路，其中在所述第二换向阀的阀芯处于第一工作位置的状态下，所述 第二换向阀的第一油口、第二油口和第三油口通过该第二换向阀的内部油道 相互连通；在所述第二换向阀的阀芯处于第二工作位置的状态下，所述第二 换向阀的第一油口、第二油口和第三油口相对于彼此截止。

优选地，所述第二换向阀为二位四通电控换向阀或二位三通电控换向 阀。

优选地，所述第一换向阀为三位四通电控换向阀。

优选地，所述溜筒液压调直系统还包括用于检测所述溜筒相对于竖直方 向的角度的角度传感器，当所述角度传感器检测到所述溜筒相对于竖直方向 的角度大于预定值时，驱动所述调直油缸动作以将所述溜筒相对于竖直方向 的角度调节为不大于预定值；当所述角度传感器检测到所述溜筒相对于竖直 方向的角度不大于预定值时，使得所述调直油缸处于停止动作状态。

优选地，所述溜筒液压调直系统还包括双向液压锁，该双向液压锁设置 在连接于所述第一换向阀和所述调直油缸之间的第一工作油路和第二工作 油路上。

优选地，所述第一工作油路上设置有位于所述双向液压锁与所述第一换 向阀之间的第一单向节流阀，所述第二工作油路上设置有位于所述双向液压 锁与所述第一换向阀之间的第二单向节流阀，其中所述第一单向节流阀中的 单向阀的正向端口与所述第一换向阀的连接于所述第一工作油路的油口连 通，所述第二单向节流阀中的单向阀的正向端口与所述第一换向阀的连接于 所述第二工作油路的油口连通。

优选地，所述溜筒液压调直系统还包括第二单向阀，该第二单向阀连接 在所述液压泵的输出油口和所述第一换向阀之间。

本发明的另一方面提供一种装船机，该装船机包括溜筒液压调直系统， 其中，该溜筒液压调直系统为上面所述的溜筒液压调直系统。

通过上述技术方案，溜筒液压调直系统的调直油缸的两端分别连接装船 机的臂架和溜筒，臂架正常工作进行俯仰运动时，第一换向阀处于截止状态， 液压泵不给调直油缸供油。此时，第二换向阀处于调直油缸的有杆腔与无杆 腔均与旁通油路连通的状态，且旁通油路连接于油箱。因此，在溜筒的自身 重力作用下，调直油缸发生运动，有杆腔和无杆腔内的压力油能够通过连接 油路相互流通，并且调直油缸能够通过旁通油路自动从油箱进油或回油到油 箱，使得溜筒能够自动调直而保持在竖直状态，不需要液压泵一直工作，实 现节能减排。溜筒处于竖直位置时，第二换向阀处于调直油缸的有杆腔与无 杆腔均不与旁通油路连通的状态，从而将溜筒锁止在竖直位置，达到调直的 目的。另外，在电缆故障等事故使得电控系统失效时，调直油缸仍然能够运 动，以保证溜筒处于竖直位置，使得臂架能够移动到安全的工作位置进行维 修。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与 下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在 附图中：

图1是本发明的实施方式的溜筒液压调直系统的液压原理图；

图2是本发明的实施方式的装船机的结构示意图。

附图标记说明

1    液压泵          2    第一换向阀

3    调直油缸        4    油箱

5    第二换向阀      6    第一单向阀

7    过滤器          8    可调节流阀

9    双向液压锁      10   单向节流阀

10a  第一单向节流阀  10b  第二单向节流阀

11   第二单向阀      12   连接油路

13   旁通油路        14   第一支路

15   第二支路        16   第一工作油路

17   第二工作油路    20   臂架

30   溜筒

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是， 此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发 明。

如图1和图2所示，本发明的一方面提供一种装船机的溜筒液压调直系 统，该溜筒液压调直系统包括液压泵1、第一换向阀2、调直油缸3和油箱4， 所述第一换向阀2连接在所述液压泵1和所述油箱4与所述调直油缸3之间 的油路上，以能够通过所述第一换向阀2的换向而选择性地使得所述调直油 缸3的有杆腔和无杆腔中的一者进油、另一者回油，其中，所述溜筒液压调 直系统还包括连接在所述调直油缸3的有杆腔与无杆腔之间的连接油路12， 该连接油路12上设置有第二换向阀5，且该第二换向阀5连接于与所述油箱 4连接的旁通油路13，所述第二换向阀5能够选择性地切换为使得所述调直 油缸3的有杆腔与无杆腔均与所述旁通油路13连通或者使得所述调直油缸3 的有杆腔与无杆腔均与所述旁通油路13截止。

溜筒液压调直系统的调直油缸3的两端分别连接装船机的臂架20和溜 筒30，臂架20正常工作进行俯仰运动时，第一换向阀2处于截止状态，液 压泵1不给调直油缸3供油。此时，第二换向阀5处于调直油缸3的有杆腔 与无杆腔均与旁通油路13连通的状态，且旁通油路13连接于油箱4。因此， 在溜筒30的自身重力作用下，调直油缸3发生运动，有杆腔和无杆腔内的 压力油能够通过连接油路12相互流通，并且调直油缸3能够通过旁通油路 13自动从油箱4进油或回油到油箱4，使得溜筒30能够自动调直而保持在 竖直状态，不需要液压泵1一直工作，实现节能减排。溜筒30处于竖直位 置时，第二换向阀5处于调直油缸3的有杆腔与无杆腔均不与旁通油路13 连通的状态，从而将溜筒30锁止在竖直位置，达到调直的目的。

另外，在电缆故障等事故使得电控系统失效时，调直油缸3仍然能够运 动，以保证溜筒30处于竖直位置，使得臂架20能够移动到安全的工作位置 进行维修。

由上可知，在装船机的臂架20运动时，本发明的溜筒液压调直系统不 需要外部供电来驱动液压泵1，就可以在溜筒30的自重作用下自行进行溜筒 30的调直，实现无动力运动。不仅有效避免溜筒液压调直系统的供电悬挂电 缆出现故障的问题，而且实现了系统节能降耗的目的。

如图1和图2所示，为了方便调直油缸3通过旁通油路13从油箱4进 油或回油到油箱4，优选地，所述旁通油路13的一端连接于所述第二换向阀 5，并且所述旁通油路13分叉形成为连接于所述油箱4的第一支路14和第 二支路15，所述第一支路14上设置有过滤器7，所述第二支路15上设置有 第一单向阀6，所述第一单向阀6的正向端口与所述油箱4连通。

其中，在溜筒30进行自动调直的过程中，第二支路15作为进油油路， 第一支路14作为回油油路。臂架20向上抬升的过程中，在溜筒30的自重 作用下，调直油缸3的活塞杆被溜筒30向外拉出，有杆腔的压力油通过连 接油路12进入无杆腔内，但是有杆腔的容积小于无杆腔的容积，无杆腔内 产生负压，因此在无杆腔的吸力作用下，油箱4内的压力油通过第二支路15 上的第一单向阀6进入无杆腔内进行补油，而第一支路14上的过滤器7内 的压力油不会通过第一单向阀6由第二支路15进入油箱4，使得调直油缸3 的回油必须经过第一支路14上的过滤器7进行过滤后才能流回油箱4，避免 过滤器7内的杂质造成油箱4内的压力油的二次污染。

如图1所示，为了适应臂架20的不同的俯仰运动速度，优选地，所述 第一支路14上还设置有可调节流阀8，该可调节流阀8设置在所述第二换向 阀5与所述过滤器7之间。

臂架20向下下降的过程中，在溜筒30的自重作用下，调直油缸3的活 塞杆被溜筒30向内压缩，无杆腔的压力油通过连接油路12进入有杆腔内， 但是无杆腔的容积大于无杆腔的容积，多余的压力油进入旁通油路13内并 且通过第一支路14上的可调节流阀8和过滤器7回流到油箱4，此时第一单 向阀6在压力作用下处于关闭状态，第二支路15处于截止状态。因此，根 据臂架20的运动速度，可以相适应地调节可调节流阀8的开口大小，以调 节调直油缸3的回油速度，使得溜筒30向竖直位置运动的速度合适。

第二换向阀5可以采用各种形式和结构的换向阀，甚至可以是实现上述 功能的阀组，如图1所示，作为本发明的一种优选实施方式，所述第二换向 阀5的第一油口液压连接于所述调直油缸3的无杆腔，第二油口液压连接于 所述调直油缸3的有杆腔，第三油口液压连接于所述旁通油路13，其中在所 述第二换向阀5的阀芯处于第一工作位置的状态下，所述第二换向阀5的第 一油口、第二油口和第三油口通过该第二换向阀5的内部油道相互连通；在 所述第二换向阀5的阀芯处于第二工作位置的状态下，所述第二换向阀5的 第一油口、第二油口和第三油口相对于彼此截止。

其中，第二换向阀5具有至少两个工作位置（其它工作位置可以不起作 用），每个工作位置具有至少三个油口（其它油口可以封堵），并且其中三个 油口形成为Y型结构，即第二换向阀5的阀芯处于第一工作位置时，第一油 口、第二油口和第三油口通过内部油道相互连通，从而调直油缸3的无杆腔 和有杆腔相互连通并且无杆腔和有杆腔均与旁通油路13连通；第二换向阀5 的阀芯处于第二工作位置时，第一油口、第二油口和第三油口相对于彼此截 止，从而调直油缸3的无杆腔和有杆腔不连通并且无杆腔和有杆腔均与旁通 油路13不连通处于截止状态。

进一步地，作为第二换向阀5的一种优选实施方式，所述第二换向阀5 为二位四通电控换向阀或二位三通电控换向阀。二位四通电控换向阀或二位 三通电控换向阀均为常见的换向阀，其结构简单，工作可靠，便于控制，非 常适用于本发明的溜筒液压调直系统。

第一换向阀2作为溜筒液压调直系统的主要控制阀，其可以采用各种各 样的换向阀，如图1所示，优选地，所述第一换向阀2为三位四通电控换向 阀。当第一换向阀2处于中位时，液压泵1处于停止工作的状态，由第二换 向阀5来控制调直油缸3的进油和回油，从而实现溜筒30的自动调直。当 第一换向阀2处于左位或右位时，液压泵1启动，通过液压泵1对调直油缸 3进行供油，使得调直油缸3能够进行伸缩运动，从而调直油缸3能够调直 溜筒30的位置。

其中，液压泵1和第一换向阀2之间的油路作为溜筒液压调直系统的进 油油路，第一换向阀2和油箱4之间的油路作为溜筒液压调直系统的回油油 路。当第一换向阀2处于左位时，第一换向阀2和调直油缸3的有杆腔之间 的第二工作油路17进油，第一换向阀2和调直油缸3的无杆腔之间的第一 工作油路16回油；当第一换向阀2处于右位时，第一换向阀2和调直油缸3 的无杆腔之间的第一工作油路16进油，第一换向阀2和调直油缸3的有杆 腔之间的第二工作油路17回油。

为了检测溜筒30的位置，以控制溜筒液压调直系统工作，使得溜筒30 始终保持在竖直位置，优选地，所述溜筒液压调直系统还包括用于检测所述 溜筒30相对于竖直方向的角度的角度传感器，当所述角度传感器检测到所 述溜筒30相对于竖直方向的角度大于预定值时，驱动所述调直油缸3动作 以将所述溜筒30相对于竖直方向的角度调节为不大于预定值；当所述角度 传感器检测到所述溜筒30相对于竖直方向的角度不大于预定值时，使得所 述调直油缸3处于停止动作状态。

具体地，当装船机的臂架20进行俯仰运动时，若溜筒30偏离竖直方向 一定的角度且大于预定值，调直油缸3在溜筒30的自重作用下动作，以使 得溜筒30保持在竖直位置的预定值范围内，例如±0.2°范围内。此时，若 溜筒30自行调节过慢且溜筒30的角度偏差过大时（例如，大于3°），液压 泵1启动以驱动调直油缸3动作，通过液压泵1来对溜筒30的角度进行快 速调节，以使得溜筒30保持在竖直位置的预定值范围内。当溜筒30调整到 竖直方向时，液压泵1停止工作，第一换向阀2和第二换向阀5处于截止状 态，调直油缸3停止动作，溜筒30锁止在竖直位置。如此重复上述过程， 以使得溜筒30始终处于竖直位置。

如图1所示，为了保证第一工作油路16和第二工作油路17中的压力油 不会逆向流动，优选地，所述溜筒液压调直系统还包括双向液压锁9，该双 向液压锁9设置在连接于所述第一换向阀2和所述调直油缸3之间的第一工 作油路16和第二工作油路17上。

由于双向液压锁9在液压缸伸缩控制回路中的连接关系和方向对于本领 域技术人员来说是公知的，对此仅做简略的描述。例如，当第一换向阀2处 于左位时，第一换向阀2和调直油缸3的有杆腔之间的第二工作油路17上 的液控单向阀开启，并且在第二工作油路17的压力的控制下，在第一换向 阀2和调直油缸3的无杆腔之间的第一工作油路16上的液控单向阀也开启， 从而调直油缸3能够通过第二工作油路17进油且通过第一工作油路16回油， 并且调直油缸3的有杆腔的压力油不会通过第二工作油路17回流到第一换 向阀2，保证系统工作的稳定性。当第一换向阀2处于右位时，工作原理与 前述相似，在此不再累述。

如图1所示，为了控制调直油缸3的进油和回油流量和方向，在双向液 压锁9与第一换向阀2之间设置有单向节流阀10，优选地，单向节流阀10 包括第一单向节流阀10a和第二单向节流阀10b，所述第一工作油路16上设 置有位于所述双向液压锁9与所述第一换向阀2之间的第一单向节流阀10a， 所述第二工作油路17上设置有位于所述双向液压锁9与所述第一换向阀2 之间的第二单向节流阀10b，其中所述第一单向节流阀10a中的单向阀的正 向端口与所述第一换向阀2的连接于所述第一工作油路16的油口连通，所 述第二单向节流阀10b中的单向阀的正向端口与所述第一换向阀2的连接于 所述第二工作油路17的油口连通。

将节流阀和单向阀并联组合形成单向节流阀10，并且通过节流阀控制流 体流量，通过单向阀控制流体流动方向。在定量泵液压系统中，设置单向节 流阀10形成节流调速系统，即第一工作油路16和第二工作油路17分别形 成进油油路节流调速系统和回油路节流调速系统。

为了防止液压泵1输出的压力油回流，如图1所示，优选地，所述溜筒 液压调直系统还包括第二单向阀11，该第二单向阀11连接在所述液压泵1 的输出油口和所述第一换向阀2之间。第二单向阀11可以阻止液压泵1输 出的压力油回流，避免液压泵1停止工作时发生反转而受损。

如图2所示，本发明的另一方面提供一种装船机，该装船机包括溜筒液 压调直系统，其中，该溜筒液压调直系统为上面所述的溜筒液压调直系统。

其中，溜筒液压调直系统的调直油缸3的缸筒和活塞缸分别连接在臂架 20和溜筒30上，从而在臂架20运动时可以适应性地调节溜筒30的位置， 以使得溜筒30处于竖直位置。由于调直油缸3可以在溜筒30的自重作用下 动作，不需要液压泵1的驱动作用，以实现自行调直，从而使得装船机能够 降低能耗，节能减排，并且不会受电缆故障的影响，提高整机可靠性。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限 于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明 的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特 征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必 要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其 不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。