一种舰船用机电静压控制单元制造技术

一种舰船用机电静压控制单元，用于控制舰船舵机工作，包括：第一EHA集成阀组、第二EHA集成阀组以及手动应急阀组；第一EHA集成阀组和第二EHA集成阀组互为冗余备份，控制舰船上的第一液压缸和第二液压缸工作；手动应急阀组用于应急控制第一液压缸和第二液压缸工作、对第一EHA集成阀组和第二EHA集成阀组进行排气加注、以及对第一EHA集成阀组或第二EHA集成阀组补充液压油。在舰船上使用该控制单元控制的舵机具有明显的技术优势，用它替换需频繁维修的液压能源及管路系统，可以减少舰船上的人员配置，并可以有效地提高可靠性，大大降低因液压系统产生的振动噪声。

A Shipboard Electromechanical and Hydrostatic Control Unit

A marine electro-static pressure control unit is used to control the work of naval steering gear, including the first EHA integrated valve group, the second EHA integrated valve group and the manual emergency valve group; the first EHA integrated valve group and the second EHA integrated valve group are redundant backups each other to control the work of the first hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder on the naval ship; The first EHA integrated valve group and the second EHA integrated valve group are used for emergency control of the first and second hydraulic cylinders, for exhaust filling of the first EHA integrated valve group and the second EHA integrated valve group, and for supplementary hydraulic oil of the first EHA integrated valve group or the second EHA integrated valve group. The steering gear controlled by the control unit has obvious technical advantages. Replacing the hydraulic energy and pipeline system which needs frequent maintenance with the control unit can reduce the manpower allocation on the ship, effectively improve the reliability and greatly reduce the vibration and noise caused by the hydraulic system.

【技术实现步骤摘要】
一种舰船用机电静压控制单元
本专利技术涉及一种舰船用机电静压控制单元，属于舰船舵机控制

技术介绍
我国现有舰船操舵装置采用阀控液压系统，通过改变伺服阀的阀口大小，调节液压系统进入执行器的流量，控制液压缸的速度以及位移，得到操舵装置所需的转动速度以及工作角度。但由于伺服阀固有结构的限制，使其本身存在着诸多无法克服的问题：1.伺服阀对液压油的要求很高。工作中油液污染很容易磨损伺服阀，降低工作可靠性。这就要求提高滤油技术，从而提高了成本。2.阀控系统需要一套恒压油源，这就增大了系统空间和复杂度，增加系统的成本，同时也限制了其在舰船等安装空间小的特殊应用场所应用。3.阀控系统的伺服阀提供的负载压力最大只有油源压力的三分之二，这就使得大量的系统能量无法进行有效的利用。4.阀控系统的能量损耗严重，节流发热较大，效率低。5.伺服阀加工精度高，维修不方便。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种舰船用机电静压控制单元，实现了三余度切换、自动补油、闭式系统排气加注，具有体积小、重量轻、效率高、能耗低和可靠性高的特点；可以减少舰船上的人员配置，并可以有效地提高可靠性，大大降低因液压系统产生的振动噪声。本专利技术目的通过如下技术方案予以实现：一种舰船用机电静压控制单元，用于控制舰船舵机工作，包括：第一EHA集成阀组、第二EHA集成阀组以及手动应急阀组；第一EHA集成阀组和第二EHA集成阀组互为冗余备份，控制舰船上的第一液压缸和第二液压缸工作，手动应急阀组用于应急控制第一液压缸和第二液压缸工作、对第一EHA集成阀组和第二EHA集成阀组进行排气加注、以及对第一EHA集成阀组或第二EHA集成阀组补充液压油。当第一EHA集成阀组和第二EHA集成阀组同时正常工作时，第一EHA集成阀组和第二EHA集成阀组共同控制舰船上的第一液压缸和第二液压缸工作。当第一EHA集成阀组或第二EHA集成阀组只有一组正常工作时，通过正常工作的第一EHA集成阀组或第二EHA集成阀组控制舰船上的第一液压缸和第二液压缸工作。当第一EHA集成阀组和第二EHA集成阀组均无法正常工作时，切换到手动应急阀组控制舰船上的第一液压缸和第二液压缸工作。第一液压缸和第二液压缸同时工作或者单独一缸工作，第一液压缸的有杆腔和第二液压缸的无杆腔连通，第一液压缸的无杆腔和第二液压缸的有杆腔连通。第一EHA集成阀组和第二EHA集成阀组结构相同，均包括螺杆泵、伺服电机、补油单向阀、电磁锁紧阀、自增压油箱、充气嘴、高压安全阀、手动旁通阀以及压差传感器；伺服电机带动螺杆泵工作，通过改变伺服电机的转速和转向改变螺杆泵输出的流量和方向；补油单向阀用于螺杆泵补油，自增压油箱补偿EHA集成阀组的泄露并为EHA集成阀组提供背压，防止气穴产生；充气嘴用于控制自增压油箱压力，高压安全阀在EHA集成阀组压力超出允许压力时开启卸荷，从而限制最高压力；手动旁通阀在排气加注时打开，沟通整体液压回路；压差传感器用于监测液压缸两腔的压差，电磁锁紧阀用于控制EHA集成阀组与外部油路的通或断。第一EHA集成阀组和第二EHA集成阀组结构还包括：油滤组件、低压安全活门、低压压力传感器、温度传感器；油滤组件用于对EHA集成阀组油路进行过滤，低压压力传感器监测自增压油箱的压力，低压安全活门用于自增压油箱压力超出允许压力时开启卸荷，温度传感器监测自增压油箱的温度。所述手动应急阀组包括开式油箱、液控单向阀、第一无泄漏电磁锁紧阀、手动截止阀、手动液压泵、电动补油泵、手动控制模块以及补油加注模块；开式油箱储存工作介质，为手动液压泵和电动补油泵提供液压油，手动液压泵通过手动控制模块实现对液压缸的控制，电动补油泵通过补油加注模块实现对EHA集成阀组进行补油和加注；液控单向阀用于非对称液压缸多余液压油的泄放，令多余液压油进入开式油箱；第一无泄漏电磁锁紧阀和手动截止阀用于控制第一液压缸和第二液压缸之间的通断。手动控制模块包括手动换向阀、手动无泄漏锁紧阀和液压锁紧阀；手动无泄漏锁紧阀用于控制开式油箱与液压缸之间油路的通断，手动换向阀用于控制手动液压泵输出的液压油进入液压缸的有杆腔或无杆腔，液压锁紧阀用于液压缸的锁定。补油加注模块包括第二无泄漏电磁锁紧阀、电磁旁通阀、溢流阀、液控无泄漏锁紧阀、电磁换向阀、第一单向阀、手控高压安全阀以及第二单向阀；溢流阀用于调定电动补油泵的输出压力，第一单向阀设置在电动补油泵的出口处用于防止油液倒流，电磁换向阀用于控制液控无泄漏锁紧阀的开关，液控无泄漏锁紧阀用于控制开式油箱与EHA集成阀组之间油路的通断，第二单向阀用于隔离液控单向阀和电动补油泵；手控高压安全阀用于在手动应急阀组压力超出允许压力时开启卸荷，电磁旁通阀用于沟通液压缸两腔与开式油箱，第二无泄漏电磁锁紧阀用于对自增压油箱进行隔离。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：(1)本专利技术采用三余度设计：采用双EHA集成阀组+手动应急阀组三余度配置。可以在单EHA集成阀组故障，双EHA集成阀组故障，单液压缸故障等多种故障模式下实现故障隔离，保证操舵能力。(2)本专利技术实现了闭式系统自动补油技术。闭式系统长时间工作时，因活动密封部位的对外微泄露不可避免，故系统内部液位会逐渐降低。为避免液位过低影响泵的吸油性能，设计电动补油泵给闭式系统自动补油。这种方式可彻底解决机电静压液压缸闭式系统应用与舰船等长时间连续工作的补油问题，补油自动化，可有效提高EHA闭式系统的可靠性。(3)本专利技术实现了对称缸与非对称缸控制自由切换。EHA为闭式系统，电机泵排油量与回油量理论上相等，因此无法控制非对称缸；为解决该问题，本专利技术增加液控单向阀元件，当非对称缸缩回时，液控单向阀开启，多余液压油流入增压油箱，实现EHA闭式系统对对称刚与非对称缸控制的自由切换。(4)本专利技术实现了闭式系统排气加注，考虑到系统的维修性，控制单元在舰上拆解维修后，系统可通过自身的开式油箱及电动补油泵对机电静压闭式系统排气加注，无需额外设备。(5)本专利技术实现了开式液压系统与闭式液压系统隔离与可靠密封，为保证开式液压系统(手动应急阀组)与闭式液压系统(EHA集成阀组)的可靠隔离与切换，设计无泄漏锁紧阀，根据使用需求采取手动或液压信号方式触发。(6)本专利技术实现了单液压缸通路大量漏油下的隔离切换，针对双液压缸配置的工况，设置多路电磁旁通阀、电磁锁紧阀和手动截止阀，在某一液压缸出现大量漏油的情况下，可快速对故障液压缸进行隔离，不影响另一液压缸正常操舵。(7)本专利技术实现了双EHA闭式系统油箱压力平衡，两EHA集成阀组的自增压油箱通过手动应急阀组直接沟通在一起，从而避免因补油单向阀开启压力差异和伺服电机泵内泄差异造成油箱压力不平衡。附图说明图1为本专利技术舰船用机电静压控制单元示意图。具体实施方式针对舰船应用环境，设计提出了一种舰船用机电静压控制单元，该单元是一种通过改变伺服电机泵的转速及转向来控制液压缸的速度及方向的新型机电控制装置，具有机电伺服振动噪声低和传统液压系统重载能力强的双重优点。如图1所示，本专利技术提出了一种舰船用机电静压控制单元，用于控制舰船舵机工作，包括：第一EHA集成阀组、第二EHA集成阀组以及手动应急阀组；第一EHA集成阀组和第二EHA集成阀组互为冗余备份，控制舰船上的第一液压缸和第二液压缸工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种舰船用机电静压控制单元，用于控制舰船舵机工作，其特征在于包括：第一EHA集成阀组、第二EHA集成阀组以及手动应急阀组；第一EHA集成阀组和第二EHA集成阀组互为冗余备份，控制舰船上的第一液压缸和第二液压缸工作，手动应急阀组用于应急控制第一液压缸和第二液压缸工作、对第一EHA集成阀组和第二EHA集成阀组进行排气加注、以及对第一EHA集成阀组或第二EHA集成阀组补充液压油。

【技术特征摘要】
1.一种舰船用机电静压控制单元，用于控制舰船舵机工作，其特征在于包括：第一EHA集成阀组、第二EHA集成阀组以及手动应急阀组；第一EHA集成阀组和第二EHA集成阀组互为冗余备份，控制舰船上的第一液压缸和第二液压缸工作，手动应急阀组用于应急控制第一液压缸和第二液压缸工作、对第一EHA集成阀组和第二EHA集成阀组进行排气加注、以及对第一EHA集成阀组或第二EHA集成阀组补充液压油。2.根据权利要求1所述的一种舰船用机电静压控制单元，其特征在于：当第一EHA集成阀组和第二EHA集成阀组同时正常工作时，第一EHA集成阀组和第二EHA集成阀组共同控制舰船上的第一液压缸和第二液压缸工作。3.根据权利要求1所述的一种舰船用机电静压控制单元，其特征在于：当第一EHA集成阀组或第二EHA集成阀组只有一组正常工作时，通过正常工作的第一EHA集成阀组或第二EHA集成阀组控制舰船上的第一液压缸和第二液压缸工作。4.根据权利要求1所述的一种舰船用机电静压控制单元，其特征在于：当第一EHA集成阀组和第二EHA集成阀组均无法正常工作时，切换到手动应急阀组控制舰船上的第一液压缸和第二液压缸工作。5.根据权利要求1所述的一种舰船用机电静压控制单元，其特征在于：第一液压缸和第二液压缸同时工作或者单独一缸工作，第一液压缸的有杆腔和第二液压缸的无杆腔连通，第一液压缸的无杆腔和第二液压缸的有杆腔连通。6.根据权利要求1所述的一种舰船用机电静压控制单元，其特征在于：第一EHA集成阀组和第二EHA集成阀组结构相同，均包括螺杆泵(1)、伺服电机(2)、补油单向阀(3)、电磁锁紧阀(5)、自增压油箱(6)、充气嘴(10)、高压安全阀(11)、手动旁通阀(12)以及压差传感器(13)；伺服电机(2)带动螺杆泵(1)工作，通过改变伺服电机(2)的转速和转向改变螺杆泵(1)输出的流量和方向；补油单向阀(3)用于螺杆泵(1)补油，自增压油箱(6)补偿EHA集成阀组的泄露并为EHA集成阀组提供背压，防止气穴产生；充气嘴(10)用于控制自增压油箱(6)压力，高压安全阀(11)在EHA集成阀组压力超出允许压力时开启卸荷，从而限制最高压力；手动旁通阀(12)在排气加注时打开，沟通整体液压回路；压差传感器(13)用于监测液压缸两腔的压差，电磁锁紧阀(5)用于控制EHA集成阀组与外部油路的通或断。7.根据权利要求6所述的一种舰船用机电静压控制单元，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘璐，张玉强，何俊，郝伟一，郑波，
申请(专利权)人：北京精密机电控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11