一种DCV输出功能冗余的SCM液压系统的制作方法

一种dcv输出功能冗余的scm液压系统
技术领域
1.本实用新型涉及一种scm(subsea control module，水下控制模块)液压系统，特别是关于一种dcv(directional control valve，多路换向控制阀)输出功能冗余的scm液压系统，属于海洋石油开采领域。


背景技术：

2.scm是深海油气开采系统的重要组成部分，通过接收水上设施主控系统(mcs)的控制信号来控制scm内部dcv的开闭，实现对安装于采油树及流程中各种功能阀的开闭，担负着控制水下阀门开启和关闭以及收集和发送流体的温度和压力等数据信息的功能。
3.然而，现有技术中对于scm液压系统中过滤器的设置，使得过滤器滤芯会由于堵死或因其他原因失去过滤作用，往往需要将整个scm进行回收，以进行过滤器的维修或替换，工作难度大且不利于提高工作效率。另外，在scm液压系统中，dcv阀会出现打不开或关不上等常见故障，这对于scm液压系统在控制关键回路时均带来极大的影响，极大的影响可靠性。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种能够提高工作效率且可靠性高的dcv输出功能冗余的scm液压系统。
5.为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种dcv输出功能冗余的scm液压系统，包括高压过滤器、低压过滤器、阀门组件、第一液压传感器、第二液压传感器和控制器，其中，所述阀门组件包括第一dcv阀、第二dcv阀、第一两位两通电磁阀和第二两位两通电磁阀；
6.所述高压过滤器和低压过滤器的输入口分别连接液压进口，所述高压过滤器和低压过滤器的输出口通过对应高压管路和低压管路分别连接所述第一dcv阀和第二dcv阀的输入口；所述第一dcv阀的输出口通过所述第一液压传感器连接所述第一两位两通电磁阀的输入口，所述第二dcv阀的输出口通过所述第二液压传感器连接所述第二两位两通电磁阀的输入口，所述第一两位两通电磁阀和第二两位两通电磁阀的输出口并联连接外部液压执行机构以及所述第一dcv阀和第二dcv阀的输入口，所述第一液压传感器和第二液压传感器用于实时监测对应位置处液压力的变化；
7.所述控制器分别电连接所述第一dcv阀、第二dcv阀、第一两位两通电磁阀、第二两位两通电磁阀、第一液压传感器和第二液压传感器。
8.优选地，该scm液压系统还包括外壳，所述外壳的外侧可拆卸设置所述高压过滤器和低压过滤器，所述外壳内设置所述阀门组件。
9.优选地，所述外壳外部的两侧分别通过对应支撑柱设置对应安装架，每一所述安装架的中心设置有对应所述高压过滤器或低压过滤器，每一所述支撑柱上均设置有用于固定的插销。
10.优选地，所述高压过滤器包括高压滤芯、第一高压止回阀、第二高压止回阀和第三高压止回阀；
11.所述高压滤芯的输入口连接所述液压进口，所述高压滤芯的输入口与所述液压进口之间依次设置有所述第一高压止回阀的输入口和所述第二高压止回阀的输出口；
12.所述高压滤芯的输出口通过所述第三高压止回阀连接所述高压管路的输入口，所述第三高压止回阀的输出口与所述高压管路的输入口之间还设置有所述第一高压止回阀的输出口和所述第二高压止回阀的输入口。
13.优选地，所述第三高压止回阀的输出口通过快速连接液压接头连接所述高压管路的输入口。
14.优选地，所述低压过滤器包括低压滤芯、第一低压止回阀、第二低压止回阀和第三低压止回阀；
15.所述低压滤芯的输入口连接所述液压进口，所述低压滤芯的输入口与所述液压进口之间依次设置有所述第一低压止回阀的输入口和所述第二低压止回阀的输出口；
16.所述低压滤芯的输出口通过所述第三低压止回阀连接所述低压管路的输入口，所述第三低压止回阀的输出口与所述低压管路的输入口之间还设置有所述第一低压止回阀的输出口和所述第二低压止回阀的输入口。
17.优选地，所述第三低压止回阀的输出口通过快速连接液压接头连接所述低压管路的输入口。
18.优选地，所述第三高压止回阀和第三低压止回阀的输出口分别设置有第三液压传感器。
19.优选地，所述第一两位两通电磁阀的输出口通过快速连接液压接头连接所述第二两位两通电磁阀的输出口。
20.本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
21.1、本实用新型由于阀门组件中采用并联连接的两个两位两通电磁阀，能够将控制关键回路的功能阀块进行冗余，其中一个两位两通电磁阀为常闭状态，在另一两位两通电磁阀发生故障时，可以控制该两位两通电磁阀关闭，以关闭故障油路，并打开另一两位两通电磁阀，能够保证scm液压系统的正常运行，提高系统工作的可靠性。
22.2、本实用新型中的第一dcv阀和第二dcv阀为并联式接入，当其中一路dcv阀出现故障时关闭，另一路dcv阀仍可以保证液压系统正常工作。
23.3、本实用新型中的高压过滤器和低压过滤器设置在外壳的外侧，并通过快速连接液压接头连接，在滤芯故障时可以从外侧将过滤器拔出，将过滤器拆下回收至陆上并进行维修与更换，而不用将整个scm回收，能够节省人力、提高工作效率，可以广泛应用于海洋石油开采领域中。
附图说明
24.图1是本实用新型一实施例提供的scm液压系统的液压原理示意图；
25.图2是本实用新型一实施例提供的scm液压系统中过滤器的结构示意图；
26.图3是本实用新型一实施例提供的scm液压系统中过滤器的立体结构示意图。
具体实施方式
27.下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施方式。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。
28.应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
29.尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
30.为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“上面”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。
31.本实用新型提供的dcv输出功能冗余的scm液压系统设置有两路液压回路，当其中一路dcv出现故障时不会影响整个系统的工作状态，原理就是两路的dcv为并联式接入，当其中一路dcv阀出现故障时，对应的两位两通电磁阀能够切断该液压回路，另一路液压回路仍可以保证液压执行机构正常工作，即可以在发生故障时进行小部位的更换与维修，且不影响整体系统的正常运行，从而达到节省人力与降低成本的效果，提高工作效率，增强系统的可靠性。
32.如图1至图3所示，本实用新型提供的dcv输出功能冗余的scm液压系统，包括外壳1、高压过滤器2、低压过滤器3、高压管路4、低压管路5、阀门组件6、第一液压传感器、第二液压传感器和控制器，其中，阀门组件6包括第一dcv阀61、第二dcv阀62、第一两位两通电磁阀63和第二两位两通电磁阀64。
33.外壳1的外侧可拆卸设置有高压过滤器2和低压过滤器3，高压过滤器2和低压过滤器3的输入口分别连接液压进口，高压过滤器2和低压过滤器3的输出口分别通过对应快速连接液压接头7连接对应高压管路4和低压管路5的输入口，高压过滤器2用于对液压液进行高压过滤，低压过滤器3用于对液压液进行低压过滤。
34.外壳1内设置有阀门组件6。第一dcv阀61和第二dcv阀62的输入口均连接高压管路4和低压管路5的输出口，第一dcv阀61的输出口通过第一液压传感器连接第一两位两通电磁阀63的输入口，第二dcv阀62的输出口通过第二液压传感器连接第二两位两通电磁阀64
的输入口，第一两位两通电磁阀63的输出口和第二两位两通电磁阀64的输出口并联连接外部液压执行机构以及第一dcv阀61和第二dcv阀62的输入口，用于液压液的输出和回流。第一液压传感器和第二液压传感器用于实时监测对应位置处液压力的变化。
35.控制器分别电连接第一dcv阀61、第二dcv阀62、第一两位两通电磁阀63、第二两位两通电磁阀64、第一液压传感器和第二液压传感器，控制器用于根据第一液压传感器和第二液压传感器实时监测的压力值和预先设定的压力安全范围，控制第一dcv阀61、第二dcv阀62、第一两位两通电磁阀63和第二两位两通电磁阀64的开启或关闭。
36.在一个优选的实施例中，外壳1外部的两侧分别通过对应支撑柱11设置对应安装架12，每一安装架12的中心设置有对应高压过滤器2或低压过滤器3，每一支撑柱11上均设置有用于固定的插销13，插销13拔出时安装架可连带过滤器一起拆卸。
37.在一个优选的实施例中，高压过滤器2包括高压滤芯21、第一高压止回阀22、第二高压止回阀23和第三高压止回阀24。高压滤芯21的输入口连接液压进口，高压滤芯21的输入口与液压进口之间依次设置有第一高压止回阀22的输入口和第二高压止回阀23的输出口。高压滤芯21的输出口连接第三高压止回阀24的输入口，第三高压止回阀24的输出口通过快速连接液压接头7连接高压管路的输入口，第三高压止回阀24的输出口与高压管路4的输入口之间还设置有第一高压止回阀22的输出口和第二高压止回阀23的输入口。第一高压止回阀22和第二高压止回阀23用于对已过滤的液压油回流至高压滤芯21的输入口时进行二次过滤，第三高压止回阀24用于防止已过滤的液压油回流至高压滤芯21导致高压滤芯21损坏。
38.在一个优选的实施例中，低压过滤器3包括低压滤芯31、第一低压止回阀32、第二低压止回阀33和第三低压止回阀34。
39.低压滤芯31的输入口连接液压进口，低压滤芯31的输入口与液压进口之间依次设置有第一低压止回阀32的输入口和第二低压止回阀33的输出口。低压滤芯31的输出口连接第三低压止回阀34的输入口，第三低压止回阀34的输出口通过快速连接液压接头7连接低压管路5的输入口，第三低压止回阀34的输出口与低压管路5的输入口之间还设置有第一低压止回阀32的输出口和第二低压止回阀33的输入口。第一低压止回阀32和第二低压止回阀33用于对已过滤的液压油回流至低压滤芯31的输入口时进行二次过滤，第三低压止回阀34用于防止已过滤的液压油回流至低压滤芯31导致低压滤芯31损坏。
40.在一个优选的实施例中，第一高压止回阀22和第一低压止回阀32的输出口分别设置有第三液压传感器。
41.在一个优选的实施例中，阀门组件6可以设置在功能阀块中的一个控制关键回路的阀块上或多个阀块上，并对阀块进行冗余设置。加入并联的第一两位两通电磁阀63和第二两位两通电磁阀64分别与对应阀块进行连接，其中，一个两位两通电磁阀为常闭状态，当另一两位两通电磁阀所在的阀块发生故障(关不上或打不开)时，可以通过控制器发送的电信号控制该两位两通电磁阀关闭，并开启另一两位两通电磁阀，保证所连接阀块功能的正常运行，提高scm液压系统工作的可靠性。
42.下面通过具体实施例详细说明本实用新型dcv输出功能冗余的scm液压系统的使用过程：
43.1)液压液通过一路管路例如高压管路4输入，并进入对应的高压过滤器2内进行过
滤。
44.2)第一液压传感器实时监测管路内部液压液的压力。
45.3)当第一液压传感器实时监测的压力值在预先设定的压力安全范围内时，控制器发送开启信号至第一dcv阀61和第一两位两通电磁阀63，使得第一dcv阀61和第一两位两通电磁阀63开启，过滤后的液压液通过对应第一dcv阀61经对应第一两位两通电磁阀63进入液压执行机构内进行工作，其中，第一dcv阀61和第二dcv阀62的初始状态为管路不可通液状态，第一两位两通电磁阀63和第二两位两通电磁阀64的初始状态为管路可通液状态。
46.4)当第一液压传感器实时监测的压力值不在预先设定的压力安全范围内时，控制器发送开启信号至第二dcv阀62和第二两位两通电磁阀64，使得第二dcv阀62和第二两位两通电磁阀64开启，过滤后的液压液通过对应第二dcv阀62经对应第二两位两通电磁阀64进入液压执行机构内进行工作。
47.上述步骤1)至4)为正常工作状态，本实用新型的scm液压系统的特点为冗余，即当其中一路dcv阀出现故障时不会影响整个系统的工作状态。
48.上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。