The invention discloses a hydraulic cylinder type passive heave compensation system based on a hydraulic transformer, including winch, pulley, compensating oil cylinder, rod cavity safety control valve, rod free cavity safety control valve, hydraulic motor safety valve, oil tank, hydraulic transformer, accumulator, accumulator safety valve, overflow valve, oil outlet filter, and supplement. Oil pump, motor, oil filling one-way valve, rod free chamber pressure sensor, accumulator pressure sensor, primary motor inclined angle sensor, secondary motor tilt angle sensor, carrier acceleration sensor, controller. The hydraulic transformer is installed between the compensation oil cylinder and the accumulator. By controlling the obliquity of the swash plate of the variable displacement motor of the hydraulic transformer, the invention can maintain the pressure of the compensation cylinder without a rod cavity, thereby completing the heave compensation. Compared with the traditional passive heave compensation system, the system has the advantages of high compensation precision, low installed power, good adaptability and high reliability. It is suitable for the working conditions of large depth, large load and sea condition.
【技术实现步骤摘要】
一种基于液压变压器的液压缸式被动升沉补偿系统
本专利技术涉及水下拖曳系统的海洋
,尤其涉及一种基于液压变压器的液压缸式被动升沉补偿系统。
技术介绍
受海浪、洋流、海风等干扰,水面船舶在海洋中会产生6个自由度的运动。其中,垂直方向上的运动,即升沉运动,使得水下拖曳系统的拖体所在深度和拖缆张力剧烈变化。如果不对拖体的升沉运动进行补偿,会导致拖体的工作效率降低,甚至造成拖缆断裂或设备损坏,导致严重的经济损失和安全事故。因此有必要采用升沉补偿技术,以保障水下拖曳系统安全可靠地运行。升沉补偿系统按执行机构可分为液压缸式和绞车式。其中,液压缸式直接运用于被动型和半主动型补偿十分方便,应用较为广泛。而按动力供应来分,升沉补偿系统可分为三类:被动型、主动型和半主动型。其中,被动型升沉补偿系统因为其能耗小、负载能力强的优点,在海洋勘探、海洋石油和矿产的开采等领域得到了广泛的应用。目前的液压缸式被动升沉补偿系统,一般采用在补偿油缸的无杆腔出口处串联气液蓄能器的技术方案,通过蓄能器存储和释放负载升沉的能量从而实现升沉补偿,如CN105275414A和CN106089839A。理想情况下,如果在系统进行升沉补偿时能够保持补偿油缸无杆腔压力不变,那么拖缆的张力亦可保持恒定,因此垂直方向上拖体所受外力保持不变,负载不运动。然而实际系统进行升沉补偿时,无杆腔体积变化使得压力发生变化,导致系统削减负载升沉运动的能力较差,补偿精度较低。CN105275414A提出了增大蓄能器气体体积的方法以减小补偿油缸无杆腔压力变化的方法,但这种方法同时增大了整个系统的体积,而安装系统的母船甲板面积 ...
【技术保护点】
1.一种基于液压变压器的液压缸式被动升沉补偿系统,用于补偿拖体升沉,包括绞车(1)、补偿油缸(3)、蓄能器(9)和油箱(7),绞车(1)固定于母船上,绞车(1)通过补偿油缸(3)与拖体相连,其特征在于:还包括有液压变压器(8)、有杆腔安全控制阀(4)、无杆腔安全控制阀(5)、液压马达安全阀(6)、蓄能器安全阀(10)、溢流阀(11)、进油滤油器(12)、补油泵(13)、电动机(14)、补油单向阀(15)。其中,所述液压变压器(8)包括输出轴相连的初级马达(81)和次级马达(82),初级马达(81)和次级马达(82)均为变量液压马达;所述有杆腔安全控制阀(4)的A口与补偿油缸(3)有杆腔通过输油管道相连,P口与初级马达(81)和次级马达(82)的T口及溢流阀(11)、补油单向阀(15)通过输油管道相连;所述无杆腔安全控制阀(5)的A口与补偿油缸(3)无杆腔通过输油管道相连,P口与初级马达(81)的P口及液压马达安全阀(6)通过输油管道相连;所述蓄能器(9)与次级马达(82)的P口及蓄能器安全阀(10)通过输油管道相连;所述补油泵(13)的进油口经出油滤油器(12)与油箱(7)通过输油管道 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于液压变压器的液压缸式被动升沉补偿系统,用于补偿拖体升沉,包括绞车(1)、补偿油缸(3)、蓄能器(9)和油箱(7),绞车(1)固定于母船上,绞车(1)通过补偿油缸(3)与拖体相连,其特征在于:还包括有液压变压器(8)、有杆腔安全控制阀(4)、无杆腔安全控制阀(5)、液压马达安全阀(6)、蓄能器安全阀(10)、溢流阀(11)、进油滤油器(12)、补油泵(13)、电动机(14)、补油单向阀(15)。其中,所述液压变压器(8)包括输出轴相连的初级马达(81)和次级马达(82),初级马达(81)和次级马达(82)均为变量液压马达;所述有杆腔安全控制阀(4)的A口与补偿油缸(3)有杆腔通过输油管道相连,P口与初级马达(81)和次级马达(82)的T口及溢流阀(11)、补油单向阀(15)通过输油管道相连;所述无杆腔安全控制阀(5)的A口与补偿油缸(3)无杆腔通过输油管道相连,P口与初级马达(81)的P口及液压马达安全阀(6)通过输油管道相连;所述蓄能器(9)与次级马达(82)的P口及蓄能器安全阀(10)通过输油管道相连;所述补油泵(13)的进油口经出油滤油器(12)与油箱(7)通过输油管道相连,出油口与补油单向阀(15)通过输油管道相连。电动机(14)与补油泵(13)相连,电动机(14)驱动补油泵(13)向系统内补油。2.根据权利要求1所述的液压缸式被动升沉补偿系统,其特征在于,所述补偿油缸(3)通过一滑轮(2)连接拖体;所述补偿油缸(3)固定在母船上,滑轮(2)中心轴与补偿油缸(3)的活塞杆固连在一起;绕于滑轮(2)上的拖缆一端与绞车(1)相连,另一端与拖体相连。3.根据权利要求1所述的一种基于液压变压器的液压缸式被动升沉补偿系统,其特征在于:还包括有无杆腔压力传感器(16)、蓄能器压力传感器(17)、初级马达斜盘倾角传感器(18)、次级马达斜盘倾角传感器(19)、母船加速度传感器(20)、控制器(21)。其中,所述无杆腔压力传感器(16)与补偿油缸(3)无杆腔相连;所述蓄能器压力传感...
【专利技术属性】
技术研发人员:魏建华,于欢,方锦辉,孙戈,张杭军,冯瑞琳,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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