脐带缆收放防爆驱动系统及脐带缆收放设备的制作方法

1.本发明涉及绞车驱动系统技术领域，尤其涉及一种脐带缆收放防爆驱动系统及脐带缆收放设备。


背景技术：

2.目前，船舶上用于驱动绞车的驱动系统主要有两种，一种为电动驱动装置，另一种为液压驱动装置。然而，在一些对系统防爆性能有严格要求的场合，无论是电驱动还是液压驱动系统，都需要选用防爆电机等电器产品作为动力源，即使这样也不能达到很好的防爆效果，而液压驱动系统还有液压油泄漏的问题，容易造成环境污染。另外，采用液压驱动装置需在船舶上额外设置液压动力系统，成本较高，占用的空间较大；采用电动驱动系统所用电机、电缸等电动元件防爆要求更高，相应成本也更高。


技术实现要素：

3.基于上述问题，本发明的一个目的在于提供一种脐带缆收放防爆驱动系统，保证防爆场合下收放设备的使用安全性，解决现有电、液驱动系统存在的缺陷。
4.本发明的另一个目的在于提供一种脐带缆收放设备，适用于防爆场合，控制设备成本。
5.为达上述目的，一方面，本发明采用以下技术方案：
6.一种脐带缆收放防爆驱动系统，其包括绕卷脐带缆的绞车卷筒、气动马达、减速机和主控制比例阀，气源接入主控制比例阀的进气端，并经过主控制比例阀的两个工作端接至气动马达的进出气口，通过切换主控制比例阀的工作位置以驱动气动马达正反转，减速机安装于气动马达的主轴上并与绞车卷筒传动连接，实现脐带缆的收放动作。
7.特别地，还包括制动气缸，制动气缸的活塞杆上设置有作用于绞车卷筒的刹车块，气源经过刹车控制阀连接至制动气缸的有杆腔和无杆腔，通过切换刹车控制阀的工作位置，实现对绞车卷筒的刹车制动。
8.特别地，还包括切换气动阀、本地控制先导阀和远程控制先导阀，先导气体经过切换气动阀择一连接至本地控制先导阀的进气端或远程控制先导阀的进气端，本地控制先导阀的工作端与远程控制先导阀的工作端通过第一梭阀连接至主控制比例阀的控制口，构成主控制比例阀的控制回路，通过选择切换气动阀的工作位置以选择本地控制功能或远程控制功能，并通过切换本地控制先导阀或远程控制先导阀的工作位置，进而选择主控制比例阀的工作位置。
9.特别地，先导气体由气源经过供气回路提供，供气回路中设置有本地急停气动阀、远程急停气动阀、第一通断阀和第二通断阀，气源分别接入第一通断阀、第二通断阀、远程急停气动阀的进气端和第一通断阀的控制口，第一通断阀的工作端与远程急停气动阀的工作端共同连接至本地急停气动阀的进气端，本地急停气动阀的工作端连接至第二通断阀的控制口，第二通断阀的工作端连接至切换气动阀的进气端，初始状态下，部分气源经过第一
通断阀、远程急停气动阀、本地急停气动阀的通路作用于第二通断阀，切换气动阀获得先导气体；本地急停气动阀按下时，经过本地急停气动阀的气源被阻断，第二通断阀失去先导气源而切换工作位置，切换气动阀的先导气体被阻断，主控制比例阀阻断气动马达的驱动气源；远程急停气动阀按下时，经过远程急停气动阀的气源被阻断，且第一通断阀被控制切换工作位置，经过第一通断阀的气源被阻断，第二通断阀失去先导气源而切换工作位置，切换气动阀的先导气体被阻断，主控制比例阀阻断气动马达的驱动气源。
10.特别地，本地急停气动阀与第二通断阀之间还设置有互锁阀，互锁阀与设备门页联动以切换工作位置，从而控制气源通断，实现安全互锁功能。
11.特别地，气源与先导气体的输送管路中均设置有压力表。
12.特别地，减速机自带刹车组件，主控制比例阀的两个工作端通过第二梭阀连接至减速机的刹车口，当有气源通入时，刹车组件不起作用，允许减速机自由转动；当没有气源通入时，刹车组件使减速机停转。
13.特别地，减速机与绞车卷筒的传动轴上设置有扭矩限制器。
14.特别地，还包括气源处理器，气源经气源处理器过滤、稳压进入至主控制比例阀的进气端。
15.另一方面，本发明采用以下技术方案：
16.一种脐带缆收放设备，其包括上述的脐带缆收放防爆驱动系统。
17.综上，本发明的有益效果为，与现有技术相比，所述脐带缆收放防爆驱动系统及脐带缆收放设备具有以下优点：
18.(1)采用压缩空气作为动力传输介质，避免了采用电、液带来的防爆隐患和油液泄露带来的污染，尤其适用于对环境污染和防爆要求高的场合；
19.(2)通过制动气缸对绞车卷筒进行刹车制动，提高了设备使用的可靠性；
20.(3)通过本地控制和远程控制方式控制气动马达的正反转，进而实现绞车卷筒的收放动作；
21.(4)通过本地急停和远程急停方式实现了绞车卷筒的紧急停止功能；
22.(5)通过互锁阀提高了设备使用的安全性；
23.(6)通过绞车卷筒与减速机之间的扭矩限制器实现了恒扭矩控制，既保护了卷筒及脐带缆防止脐带缆因超载而破断，也可以减轻卷筒启停的惯性力对气动马达等的冲击。
附图说明
24.图1是本发明实施例提供的脐带缆收放防爆驱动系统的原理图。
25.图中：
26.1-绞车卷筒；2-气动马达；3-减速机；4-主控制比例阀；5-气源处理器；6-第二梭阀；7-制动气缸；8-刹车控制阀；9-切换气动阀；10-本地控制先导阀；11-远程控制先导阀；12-第一梭阀；13-本地急停气动阀；14-远程急停气动阀；15-第一通断阀；16-第二通断阀；17-互锁阀；18-扭矩限制器；19-压力表。
具体实施方式
27.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同
或类似的标号表示相同或类似的零部件或具有相同或类似功能的零部件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
28.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是机械连接，也可以是电连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
30.请参阅图1所示，本优选实施例提供一种脐带缆收放防爆驱动系统，包括绕卷脐带缆的绞车卷筒1、气动马达2、减速机3和主控制比例阀4，气源接入主控制比例阀4的进气端，并经过主控制比例阀4的两个工作端接至气动马达2的进出气口，通过切换主控制比例阀4的工作位置以控制气动马达2转动，减速机3安装于气动马达2的主轴上并与绞车卷筒1传动连接，实现脐带缆的收放动作。对比图中即当主控制比例阀4的机能处在左位或右位时，气动马达2正转或反转；当主控制比例阀4的机能处在中位时，气动马达2无动力驱动。
31.此处的气源由压缩气体经过气源处理器5过滤、稳压处理，为系统提供纯净、稳定的动力传输介质。
32.特别地，减速机3自带刹车组件，主控制比例阀4的两个工作端通过第二梭阀6连接至减速机3的刹车口，当有气源通入时，刹车组件的功能不起作用，允许减速机3自由转动；当没有气源通入时，刹车组件使减速机3停转。此处的刹车组件为减速器领域常用部件，不作进一步描述。
33.为避免减速机3自带刹车功能失效而影响绞车卷筒1制动，该驱动系统还包括制动气缸7，制动气缸7的活塞杆上设置有作用于绞车卷筒1的刹车块，气源经过刹车控制阀8连接至制动气缸7的有杆腔和无杆腔，通过切换刹车控制阀8的工作位置，对比图中即手动控制刹车控制阀8切换到左位机能，气源经刹车控制阀8的左位机能进入制动气缸7的无杆腔，进而气缸缸活塞杆伸出，驱动刹车块压紧绞车卷筒1的侧边，从而实现对绞车卷筒1的刹车制动。
34.具体地，主控制比例阀4的切换动作可采用本地或远程控制，该驱动系统还包括切换气动阀9、本地控制先导阀10和远程控制先导阀11，先导气体经过切换气动阀9择一连接至本地控制先导阀10的进气端或远程控制先导阀11的进气端，本地控制先导阀10的工作端与远程控制先导阀11的工作端通过第一梭阀12连接至主控制比例阀4的控制口，构成主控制比例阀4的控制回路。
35.通过选择切换气动阀9的工作位置以选择本地控制功能或远程控制功能，并通过切换本地控制先导阀10或远程控制先导阀11的工作位置，进而选择主控制比例阀4的工作
位置，对比图中即当切换气动阀9的机能处在下位时，先导气体进入本地控制先导阀10，实现本地控制功能，此时远程功能失效；操作切换气动阀9的按钮，当切换气动阀9的机能处在上位时，先导气体经进入远程控制先导阀11，实现远程控制功能，此时本地功能失效。
36.进一步地，先导气体由气源经过供气回路提供，由于先导气体是主控制比例阀4的控制动力源，对其通断控制即可实现绞车卷筒1紧急停止。
37.供气回路中设置有本地急停气动阀13、远程急停气动阀14、第一通断阀15和第二通断阀16，气源分别接入第一通断阀15、第二通断阀16、远程急停气动阀14的进气端和第一通断阀15的控制口，第一通断阀15的工作端与远程急停气动阀14的工作端共同连接至本地急停气动阀13的进气端，本地急停气动阀13的工作端连接至第二通断阀16的控制口，第二通断阀16的工作端连接至切换气动阀9的进气端。
38.初始状态下，一部分气源经过第一通断阀15、远程急停气动阀14、本地急停气动阀13的通路作用于第二通断阀16，使切换气动阀9获得先导气体，对比图中即第一通断阀15处于上位机能、远程急停气动阀14处于下位机能、本地急停气动阀13处于下位机能，第二通断阀16切换至上位机能。
39.当按下本地急停气动阀13时，经过本地急停气动阀13的气源被阻断，第二通断阀16失去先导气源而切换工作位置，使得切换气动阀9的先导气体被阻断，进而主控制比例阀4阻断气动马达2的驱动气源，对比图中即本地急停气动阀13处于上位机能，第二通断阀16切换至下位机能。
40.当按下远程急停气动阀14时，经过远程急停气动阀14的气源被阻断，且第一通断阀15被控制切换工作位置，经过第一通断阀15的气源被阻断，第二通断阀16失去先导气源而切换工作位置，使得切换气动阀9的先导气体被阻断，进而主控制比例阀4阻断气动马达2的驱动气源，对比图中即远程急停气动阀14处于上位机能、第一通断阀15处于下位机能，第二通断阀16切换至下位机能。
41.本地急停气动阀13与第二通断阀16之间还设置有互锁阀17，互锁阀17与设备门页联动以切换工作位置，从而控制气源通断，对比图中即当设备门页关闭时，互锁阀17工作在上位，此时先导气体可以通过互锁阀17到达本地控制先导阀10或远程控制先导阀11，实现正常控制及驱动绞车卷筒1；当设备门页打开后，互锁阀17工作在下位，此时先导气体不能通过互锁阀17，进而绞车卷筒1也无法动作，即实现安全互锁功能。此处的互锁阀17作为各动作之间互相锁定的控制元件，可以布置于设备各门页处，也可以布置于其它需要互锁的机构处(如应急手柄存放处等)。
42.在减速机3和绞车卷筒1之间设置扭矩限制器18，在设备工作或静置状态时，当负载扭矩达到一定值时，扭矩限制器18工作，以实现绞车卷筒1的恒扭矩保护，既保护了绞车卷筒1及脐带缆，防止脐带缆因超载而破断，同时减轻了绞车卷筒1启停的惯性力对气动马达2等的冲击。
43.另外，气源与先导气体的输送管路中均设置有压力表19，以便监测系统压力，保证系统稳定运行。
44.对此，本实施例还提供一种脐带缆收放设备，采用上述的脐带缆收放防爆驱动系统，利用多个气动、机械元件组合使用，实现脐带缆的收放动作、刹车制动、本地和远程切换操作、紧急停止、安全互锁、恒扭矩保护控制等功能，避免了采用电、液带来的防爆隐患和油
液泄露带来的污染，特别适用于对环境污染和防爆要求高的场合。
45.以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种脐带缆收放防爆驱动系统，其特征在于，包括绕卷脐带缆的绞车卷筒、气动马达、减速机和主控制比例阀，气源接入所述主控制比例阀的进气端，并经过主控制比例阀的两个工作端接至所述气动马达的进出气口，通过切换所述主控制比例阀的工作位置以驱动所述气动马达正反转，所述减速机安装于所述气动马达的主轴上并与所述绞车卷筒传动连接，实现脐带缆的收放动作。2.根据权利要求1所述的脐带缆收放防爆驱动系统，其特征在于：还包括制动气缸，所述制动气缸的活塞杆上设置有作用于所述绞车卷筒的刹车块，气源经过刹车控制阀连接至所述制动气缸的有杆腔和无杆腔，通过切换所述刹车控制阀的工作位置，实现对绞车卷筒的刹车制动。3.根据权利要求1所述的脐带缆收放防爆驱动系统，其特征在于：还包括切换气动阀、本地控制先导阀和远程控制先导阀，先导气体经过所述切换气动阀择一连接至所述本地控制先导阀的进气端或所述远程控制先导阀的进气端，所述本地控制先导阀的工作端与所述远程控制先导阀的工作端通过第一梭阀连接至所述主控制比例阀的控制口，构成主控制比例阀的控制回路。4.根据权利要求3所述的脐带缆收放防爆驱动系统，其特征在于：所述先导气体由所述气源经过供气回路提供，所述供气回路中设置有本地急停气动阀、远程急停气动阀、第一通断阀和第二通断阀，所述气源分别接入所述第一通断阀、所述第二通断阀、所述远程急停气动阀的进气端和所述第一通断阀的控制口，所述第一通断阀的工作端与所述远程急停气动阀的工作端共同连接至所述本地急停气动阀的进气端，所述本地急停气动阀的工作端连接至所述第二通断阀的控制口，所述第二通断阀的工作端连接至所述切换气动阀的进气端，初始状态下，部分气源经过所述第一通断阀、所述远程急停气动阀、所述本地急停气动阀的通路作用于所述第二通断阀，所述切换气动阀获得先导气体；本地急停气动阀按下时，经过本地急停气动阀的气源被阻断，所述第二通断阀失去先导气源而切换工作位置，所述切换气动阀的先导气体被阻断，所述主控制比例阀阻断气动马达的驱动气源；远程急停气动阀按下时，经过远程急停气动阀的气源被阻断，且所述第一通断阀被控制切换工作位置，经过第一通断阀的气源被阻断，所述第二通断阀失去先导气源而切换工作位置，所述切换气动阀的先导气体被阻断，所述主控制比例阀阻断气动马达的驱动气源。5.根据权利要求4所述的脐带缆收放防爆驱动系统，其特征在于：所述本地急停气动阀与所述第二通断阀之间还设置有互锁阀，所述互锁阀与设备门页联动以切换工作位置，从而控制气源通断，实现安全互锁功能。6.根据权利要求4所述的脐带缆收放防爆驱动系统，其特征在于：所述气源与所述先导气体的输送管路中均设置有压力表。7.根据权利要求1所述的脐带缆收放防爆驱动系统，其特征在于：所述减速机自带刹车组件，所述主控制比例阀的两个工作端通过第二梭阀连接至所述减速机的刹车口，当有气源通入时，刹车组件不起作用，允许减速机自由转动；当没有气源通入时，刹车组件使减速机停转。8.根据权利要求1所述的脐带缆收放防爆驱动系统，其特征在于：所述减速机与所述绞车卷筒的传动轴上设置有扭矩限制器。
9.根据权利要求1所述的脐带缆收放防爆驱动系统，其特征在于：还包括气源处理器，所述气源经所述气源处理器过滤、稳压进入至所述主控制比例阀的进气端。10.一种脐带缆收放设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的脐带缆收放防爆驱动系统。

技术总结
本发明涉及绞车驱动系统技术领域，尤其涉及一种脐带缆收放防爆驱动系统及脐带缆收放设备。其中，脐带缆收放防爆驱动系统包括绕卷脐带缆的绞车卷筒、气动马达、减速机和主控制比例阀，气源接入主控制比例阀的进气端，并经过主控制比例阀的两个工作端接至气动马达的进出气口，通过切换主控制比例阀的工作位置以驱动气动马达正反转，减速机安装于气动马达的主轴上并与绞车卷筒传动连接，实现脐带缆的收放动作。上述脐带缆收放防爆驱动系统及包括此脐带缆收放防爆驱动系统的脐带缆收放设备采用压缩空气作为动力传输介质，避免了采用电、液带来的防爆隐患和油液泄露带来的污染，尤其适用于对环境污染和防爆要求高的场合。适用于对环境污染和防爆要求高的场合。适用于对环境污染和防爆要求高的场合。


技术研发人员：杨朋朋 王成龙 蒋恒深 吴朋朋 高俊培 阚净 吴大明 倪星浩
受保护的技术使用者：无锡海核装备科技有限公司
技术研发日：2023.05.09
技术公布日：2023/8/4