升船机用对接锁定控制系统及控制方法与流程

本发明属于齿轮齿条爬升式升船机，尤其涉及升船机用对接锁定控制系统及控制方法。

背景技术：

1、齿轮齿条爬升式升船机是为船舶通过航道上集中水位落差而设置的一种“通航建筑物”。其中，对接锁定系统作为齿轮齿条爬升式升船机的安全保障子系统，为给升船机提供安全保障，对应配套具备合理的对接锁定控制系统十分必要。

技术实现思路

1、本发明为克服现有技术缺陷，提供了一种升船机用对接锁定控制系统及控制方法，能够提高安全性。

2、本发明目的通过下述技术方案来实现：

3、第一方面，提供了一种升船机用对接锁定控制系统，其包括：

4、架体，架体上设置有撑紧油缸、支承油缸和液气弹簧，撑紧油缸、支承油缸和液气弹簧均设置位置反馈单元；

5、油泵系统，油泵系统包括油泵箱、设置在油泵箱内的油泵、一端连通油泵输出端的进油总管、一端连通油泵箱的回油总管、电磁溢流阀、第一单向阀和设置在进油总管上的第二单向阀，第一单向阀的输入端和输出端分别连通电磁溢流阀的一端和回油总管，电磁溢流阀的另一端连通第二单向阀的输入端；

6、第一油缸控制系统，第一油缸控制系统包括第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、第三电磁换向阀、第四电磁换向阀和电磁比例溢流阀，第一电磁换向阀的第一端口连通第二单向阀的输出端和第二电磁换向阀的第一端口，第一电磁换向阀的第二端口、第二电磁换向阀的第二端口和电磁比例溢流阀的输出端均通过第三单向阀连通回油总管，第一电磁换向阀的第三端口连通第三电磁换向阀的第一端、第四电磁换向阀的第一端并通过第一调速阀连通撑紧油缸的无杆腔，第一电磁换向阀第三端口与第一调速阀之间的管路上设置有第一压力继电器，第一调速阀与撑紧油缸无杆腔之间的管路上设置有第二压力继电器，第一电磁换向阀的第四端口通过第二调速阀连通撑紧油缸的有杆腔，第二调速阀与撑紧油缸有杆腔之间的管路上设置有第三压力继电器，第二电磁换向阀的第二端口通过第四单向阀连通第三电磁换向阀的第二端和第一蓄能器，第四单向阀的输出端与第一蓄能器之间的管路上设置有第一压力传感器，第四电磁换向阀的第二端口连通电磁比例溢流阀的输入端；

7、第二油缸控制系统，第二油缸控制系统包括第五电磁换向阀，第五电磁换向阀的第一端口连通第二单向阀的输出端，第五电磁换向阀的第二端口通过第五单向阀连通回油总管，第五电磁换向阀的第三端口依次通过减压阀和第一平衡阀后连通支承油缸的上部无杆腔，第五电磁换向阀的第三端口依次通过第二平衡阀连通支承油缸的下部有杆腔，第五电磁换向阀的第四端口连通第一平衡阀和第二平衡阀的先导口，第五电磁换向阀与减压阀之间的管路上设置有第四压力继电器，支承油缸的上部有杆腔和下部无杆腔连通高位油箱；

8、第三油缸控制系统，第三油缸控制系统包括第六电磁换向阀和第七电磁换向阀，第六电磁换向阀和第七电磁换向阀的第一端口均连通第二单向阀的输出端，第六电磁换向阀的第二端口连通第二压力传感器的检测端、第二蓄能器、第三压力传感器的检测端和液气弹簧的无杆腔，液气弹簧的有杆腔连通高位油箱，第七电磁换向阀的第二端口通过单向节流阀和第六单向阀连通高位油箱，高位油箱内设置有液位继电器；

9、控制单元，控制单元电连接位置反馈单元、油泵、电磁溢流阀、第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、第三电磁换向阀、第四电磁换向阀、电磁比例溢流阀、第一压力继电器、第二压力继电器、第三压力继电器、第一压力传感器、第五电磁换向阀、第四压力继电器、第六电磁换向阀、第七电磁换向阀、第二压力传感器、第三压力传感器和液位继电器。

10、进一步地，升船机用对接锁定控制系统包括多组撑紧组件，每组撑紧组件包括两对称设置在架体上的撑紧油缸；

11、第一电磁换向阀的第三端口连通第一压力继电器的检测端后连通多个第一调速阀的一端，多个第一调速阀的另一端分别连通多组撑紧组件中两撑紧油缸相互连通的无杆腔，任一第一调速阀与其连通的一组撑紧组件之间均设置有第二压力继电器；

12、第一电磁换向阀的第四端口连通多个第二调速阀的一端，多个第二调速阀的另一端分别连通多组撑紧组件中两撑紧油缸相互连通的有杆腔，任一第二调速阀与其连通的一组撑紧组件之间均设置有第三压力继电器。

13、进一步地，任一第一调速阀与其连通的一组撑紧组件之间均设置有两个第二压力继电器；

14、任一第二调速阀与其连通的一组撑紧组件之间均设置有两个第三压力继电器。

15、进一步地，第一油缸控制系统包括第一液控单向阀、第二液控单向阀、第一溢流阀和第二溢流阀，第一液控单向阀的液控端连通第二液控单向阀的输入端，第二液控单向阀的液控端连通第一液控单向阀的输入端；

16、第一液控单向阀的输入端连通第一电磁换向阀的第三端口和第一溢流阀的输入端，第二液控单向阀的输入端连通第一电磁换向阀的第四端口和第二溢流阀的输入端，第一溢流阀和第二溢流阀的输出端均连通第三单向阀的输入端；

17、第一液控单向阀的输出端连通多个第一调速阀的一端，第二液控单向阀的输出端连通多个第二调速阀的一端。

18、进一步地，升船机用对接锁定控制系统包括两支承油缸，第五电磁换向阀的第三端口与任一支承油缸的上部无杆腔之间均依次连通一减压阀、一第一平衡阀和第五压力继电器，第五电磁换向阀的第三端口与任一支承油缸的下部有杆腔之间均依次连通第二平衡阀和第六压力继电器。

19、进一步地，第二油缸控制系统包括第三溢流阀和第四溢流阀，第三溢流阀和第四溢流阀的输入端分别连通第五电磁换向阀的第三端口和第四端口，第三溢流阀和第四溢流阀的输出端均连通第五电磁换向阀的第二端口；和/或

20、第二油缸控制系统包括第五溢流阀和第六溢流阀，第五溢流阀和第六溢流阀的输入端分别连通支承油缸的上部无杆腔和下部有杆腔，第五溢流阀和第六溢流阀的输出端均连通第五电磁换向阀的第四端口。

21、进一步地，第三油缸控制系统包括第七溢流阀，第七溢流阀的输入端连通液气弹簧的无杆腔，第七溢流阀的输出端连通回油总管；和/或

22、第三油缸控制系统包括第八溢流阀，第八溢流阀的输入端连通第七电磁换向阀的第二端口，第八溢流阀的输出端和第七电磁换向阀的第三端口均通过第七单向阀连通回油总管。

23、第二方面，提供了一种升船机用对接锁定控制方法，采用升船机用对接锁定控制系统，控制方法包括以下步骤：

24、升降时，支承油缸承压、液气弹簧保压且撑紧油缸退回；

25、升降转停止时，油泵系统启动待机，支承油缸承压，液气弹簧承压和保压，撑紧油缸伸出且完全伸出后保压；

26、停止转升降时，油泵系统进油，支承油缸泄压，液气弹簧承压和保压，撑紧油缸退回，支承油缸承压。

27、进一步地，油泵系统启动待机包括：

28、油泵启动并将液压油压入进油总管，静待10s后，控制单元控制电磁溢流阀的电磁铁通电，液压油流经电磁溢流阀进入回油总管后到达油泵箱；

29、油泵系统进油包括：

30、控制单元控制电磁溢流阀的电磁铁断电，以使液压油通过进油总管流向第一油缸控制系统、第二油缸控制系统和第三油缸控制系统；

31、撑紧油缸伸出包括：

32、控制单元控制第一电磁换向阀一侧电磁铁通电，以使液压油从进油总管依次经第一电磁换向阀和第一调速阀进入撑紧油缸的无杆腔，从而驱动撑紧油缸的缸筒伸出，撑紧油缸到位后无杆腔内压力升高，第二压力继电器检测到撑紧油缸无杆腔外管路压力达到设定值后向控制单元发讯，控制单元控制第一电磁换向阀一侧电磁铁断电；

33、第一电磁换向阀一侧电磁铁通电的同时，第一压力传感器向控制单元发讯，第二电磁换向阀的电磁铁得电，液压油从进油总管经第二电磁换向阀进入第一蓄能器，以使第一蓄能器充压；待第一蓄能器内压力达到设定值后，第一压力传感器向控制单元发讯，控制单元控制第二电磁换向阀的电磁铁断电；

34、撑紧油缸保压包括：

35、第一压力传感器所检测压力小于设定压力时向控制单元发讯，控制单元控制第二电磁换向阀的电磁铁得电，第一蓄能器蓄压，直至第一压力传感器所检测压力补压至设定压力，第一压力传感器向控制单元发讯，控制单元控制第二电磁换向阀的电磁铁断电；

36、撑紧油缸退回包括：

37、控制单元控制第四电磁换向阀的电磁铁得电，撑紧油缸无杆腔的液压油依次经第四电磁换向阀、电磁比例溢流阀和第三单向阀进入回油总管，撑紧油缸无杆腔的管路压力下降，且撑紧油缸的缸筒依靠升船机的摆动退回一段距离，以缓慢退回；

38、第一压力继电器所检测压力下降至一定压力后向控制单元发讯，第一电磁换向阀右端电磁铁得电，第三电磁换向阀得电；液压油依次经第一电磁换向阀和第二调速阀进入撑紧油缸的有杆腔；撑紧油缸无杆腔的一部分液压油依次经第一电磁换向阀和第三单向阀后进入回油总管，另一部分液压油从第三电磁换向阀流出，以快速退回；

39、支承油缸承压包括：

40、控制单元控制第五电磁换向阀的左侧电磁铁得电，液压油流经第五电磁换向阀，一部分液压油依次经减压阀和第一平衡阀进入支承油缸的上部无杆腔，另一部分液压油经第二平衡阀进入支承油缸的下部有杆腔，以对支承油缸的承载腔加压，第四压力继电器所检测压力到达设定压力时向控制单元发讯，第五电磁换向阀的左侧电磁铁断电；

41、支承油缸泄压包括：

42、第五电磁换向阀的右侧电磁铁得电，液压油流经第五电磁换向阀后分别流向第一平衡阀和第二平衡阀的先导口并加压；

43、第一平衡阀和第二平衡阀的阻尼孔打开，支承油缸无杆腔的液压油依次经第一平衡阀、减压阀和第五电磁换向阀后流回回油总管，支承油缸有杆腔的液压油依次经第二平衡阀和第五电磁换向阀后流回回油总管；

44、液气弹簧承压包括：

45、控制单元控制第六电磁换向阀的电磁铁得电，液压油从进油总管经第六电磁换向阀后进入液气弹簧的无杆腔和第二蓄能器，第二压力传感器所检测压力到达设定压力时向控制单元发讯，第六电磁换向阀的电磁铁失电；

46、液气弹簧工作由第二蓄能器保压，液气弹簧保压包括：

47、第三压力传感器所检测压力小于设定压力时向控制单元发讯，第六电磁换向阀的电磁铁得电，液压油进入液气弹簧的无杆腔和第二蓄能器，以重新加压，第二压力传感器所检测压力到达设定压力时向控制单元发讯，第六电磁换向阀的电磁铁失电；其中，液气弹簧油缸压力设定值与活塞的位置有关，活塞处于油缸中间的压力设定值为50bar；压力调整的最大值为75bar，最小值为25bar。

48、进一步地，控制方法包括高位油箱补油，高位油箱补油包括：

49、控制单元控制第七电磁换向阀的电磁铁得电，液压油从进油总管依次经第七电磁换向阀、单向节流阀和第六单向阀后进入高位油箱，液位继电器所检测液位上升至设定液位时向控制单元发讯，第七电磁换向阀的电磁铁断电。

50、本发明的有益效果在于：

51、本发明提供一整套新的升船机用对接锁定控制系统及其对应的控制方法；其中，多套撑紧油缸伸出时能够同时施压且压力相等，多套撑紧油缸退回时能够先缓慢退回再快速退回，安全性更好，同时设置第一蓄能器能够减轻油泵的工作负荷；两套支承油缸泄压时，能够先缓慢泄压再快速泄压，安全性更好；另外，设置第二蓄能器也能够减轻油泵的工作负荷。