一种锚链提升器液压系统、装置及装置的使用方法

技术领域

本发明涉及海上浮式结构物系泊或锚泊领域，具体而言，尤其涉及一种锚链提升器液压系统、装置及装置的使用方法。

背景技术

随着海洋油气资源开发速度加快，以浮式生产储卸油船(FPSO)为代表的浮式生产系统颇受市场青睐，而系泊系统是FPSO等浮式生产系统的关键设施之一。

大多数船型FPSO或半潜式平台采用的是多点系泊系统，传统的系泊系统张紧方法是使用安装在FPSO或半潜式平台甲板上的锚机、绞车等设备进行张紧，一套典型的张紧装置包括固定式锚机、止链器、导链器、液压动力单元及锚链舱。这样一套装置购置费用高，而且需要经常进行维修保养。

同时，绞车牵引提升的自动化程度较低，大部分工作需人工完成。另外，一套典型设备占据甲板空间大，并且自重大，严重影响船舶稳定性，减少FPSO或半潜式平台的可变载荷。

此外，绞车链绞盘会造成锚链很大的弯曲应力及链节上的磨损。

发明内容

本发明提供了一种锚链提升器液压系统、装置及装置的使用方法，解决了上述张紧装置维修成本高、绞车牵引自动化程度较低、典型设备体积和自重较大以及易导致锚链形变和磨损等技术问题。本发明结构紧凑、体积小、重量轻、安装及维护费用低，且避免了锚绞车绞盘造成的弯曲应力及链节的磨损，延长锚链的使用寿命。

本发明采用的技术手段如下：

一种锚链提升器液压系统，包括用于升降锚链的举升单元、用于锁定锚链的限位单元和夹持单元，以及向所述举升单元、限位单元和夹持单元提供传动介质的油液供给单元；

所述举升单元包括并列设置的两个举升油缸，任意所述举升油缸通过举升换向阀与油液供给单元连接，从而形成举升单元油液回路；

所述限位单元包括相对设置的两个限位油缸，任意所述限位油缸通过限位换向阀与油液供给单元连接，从而形成限位单元油液回路；

所述夹持单元包括相对设置的两个夹持油缸，任意所述夹持油缸通过夹持换向阀与油液供给单元连接，从而形成夹持单元油液回路；

所述油液供给单元包括液压油箱，所述液压油箱的出油管路上设置有单向定量液压油泵，所述液压油箱的回油管路上沿回流方向依次设置有冷却装置和过滤装置。

进一步地，所述举升油缸与举升换向阀之间还设置有举升安全保护装置。

进一步地，所述液压油箱的出油管路上还设置有主油路安全保护装置和压力传感器。

进一步地，所述液压油箱上方设置有油温油位监测装置。

进一步地，所述液压油箱上方设置有放气装置。

进一步地，所述液压油箱内部设置有加热装置。

进一步地，所述限位油缸的上油管路上设置有单向阀和节流阀，所述单向阀和节流阀并联后，一端连接限位油缸、另一端连接液压管路；

所述夹持油缸的上油管路上设置有单向阀和节流阀，所述单向阀和节流阀并联后，一端连接夹持油缸、另一端连接液压管路。

一种锚链提升器装置，基于上述任意一项所述的系统实现，包括基座，所述基座上方竖直方向上设置有举升油缸，所述举升油缸的活塞杆固定连接活动横梁，所述活动横梁上固定设置有夹持油缸，所述夹持油缸的活塞杆末端设置有锚链夹紧部；所述举升油缸固定端底部设置有限位油缸，所述限位油缸的活塞杆末端设置有锚链夹紧部。

进一步地，所述举升油缸固定端中部设置有导链器。

一种锚链提升方法，基于任意一项所述的锚链提升器装置实现，包括：

夹持油缸无杆腔进油，活塞杆向外伸出，锚链处于被夹持状态；限位油缸有杆腔进油，活塞杆向内收缩，锚链处于可被活动状态；举升油缸无杆腔进油，活塞杆向外伸出，带动位于活动横梁的夹持油缸向上运动，同时带动所夹持锚链向上提升；

举升油缸活塞杆运动至行程极限后，锚链提升器限位油缸无杆腔进油，活塞杆向外伸出，锚链处于限位状态不可移动；锚链提升器夹持油缸有杆腔进油，活塞杆向内收缩，与锚链脱离接触；锚链提升器举升油缸有杆腔进油，活塞杆向内收缩，带动位于活动横梁的夹持油缸向下运动，回归初始工作位置；

反复执行上述提升步骤，即可完成锚链的提升。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明系统避免了锚绞车绞盘造成的应力过大及链节的磨损，通过夹持单元和限位单元配合动作，延长锚链的使用寿命。

2、本发明装置结构紧凑重量轻，装置占地面积小，且功能简单可靠，安装与维护费用低。

3、本发明装置自动化程度较高，便于实现装置的自动控制。

基于上述理由本发明可在系泊等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明锚链提升器液压系统原理示意图。

图2为本发明锚链提升器装置的原理示意图。

图中：1、单向定量液压油泵，2、主油路安全保护装置，3、压力传感器，4、举升换向阀，5、举升回路安全保护装置，6、举升油缸，7、限位换向阀，8、夹持换向阀，9、单向阀，10、节流阀，11、夹持油缸，12、限位油缸，13、冷却装置，14、过滤装置，15、油温油位监测装置，16、放气装置，17、加热装置，18、开关，19、液压油箱，20、动力与控制单元，21、基座，22、活动横梁，23、导链器，24、锚链。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，本发明提供了一种锚链提升器液压系统，包括用于升降锚链的举升单元、用于锁定锚链的限位单元和夹持单元，以及向所述举升单元、限位单元和夹持单元提供传动介质的油液供给单元。

具体地，举升单元用于提升锚链24，包括并列设置的两个举升油缸6以及举升换向阀4，其中举升换向阀4为电比例三位四通换向阀。举升换向阀4在中位连接举升油缸6无杆腔并通过单向阀连接液压油箱19，油箱19可接收动作油缸回油，工作时，举升换向阀4接收控制信号改变阀内油液通流方向，进而控制相应举升油缸6执行功能。进一步地，举升油缸6与举升换向阀4之间还设置有举升安全保护装置5，举升回路安全装置5可以控制液压油缸腔内的压力，防止压力过大对设备造成损害。优选地，举升安全保护装置5由第一溢流阀、第二溢流阀以及一个单向阀组成。其中，第一溢流阀与单向阀并联后，一端连接举升换向阀，另一端连接通往举升液压缸无杆腔的液压管路。其中第一溢流阀同时受到来自通往举升液压缸无杆腔的液压管路和通往举升液压缸有杆腔的液压管路两个方向上的压力调控。第二溢流阀的一端连接通往举升液压缸无杆腔的液压管路，另一端连接通往举升液压缸有杆腔的液压管路。第二溢流阀受到来自通往举升液压缸无杆腔的液压管路上压力的调控。

限位单元包括相对设置的两个限位油缸12以及限位换向阀7，其中限位换向阀7为电比例三位四通换向阀。限位换向阀7在中位连接限位油缸12无杆腔并通过单向阀连接液压油箱19，油箱19可接收限位油缸12回油，工作时，限位换向阀7接收控制信号改变阀内油液通流方向，进而控制相应限位油缸12执行功能。限位换向阀7上油口设置有单向阀9和节流阀10，单向阀9与节流阀10为并联关系，单向阀9与节流阀10的一端共同连接限位换向阀7，另一端连接液压管路。

夹持单元包括相对设置的两个夹持油缸11以及夹持换向阀8，其中夹持换向阀8为电比例三位四通换向阀。夹持换向阀8在中位连接夹持油缸11无杆腔并通过单向阀连接液压油箱19，油箱19可接收夹持油缸11回油，工作时，夹持换向阀8接收控制信号改变阀内油液通流方向，进而控制相应夹持油缸11执行功能。夹持换向阀8上油口设置有单向阀9和节流阀10，单向阀9与节流阀10为并联关系，单向阀9与节流阀10的一端共同连接夹持换向阀8，另一端连接液压管路。

油液供给单元包括液压油箱19，液压油箱19的出油管路上设置有单向定量液压油泵1，单向定量液压油泵1具有主油路安全保护装置2和压力传感器3。其中，主油路安全保护装置2优选采用先导式溢流阀。液压油箱19的回油管路上沿回流方向依次设置有冷却装置13和过滤装置14，分别对回油进行冷却及过滤以保证液压油维持正常工作状态。单向定量液压油泵1与液压油箱19之间还设置有开关18，开关18上部连接单向定量液压油泵1，下部连接液压油箱19。开关18用来控制油箱19能否向单向定量液压油泵1供油

进一步地，液压油箱19上方设置有油温油位监测装置15，便于工作人员监测油箱内油液温度和存量。

进一步地，所述液压油箱19上方设置有放气装置16，定期开放清理气体避免占据油箱19内空间。

进一步地，所述液压油箱19内部设置有加热装置17，系统工作前打开对液压油进行预热以便系统正常工作。

本发明实施例的另一方面，还提供了一种锚链提升器装置，基于上述任意一项所述的系统实现，如图2所示，包括基座21，基座21上方竖直方向上设置有举升油缸6，举升油缸6的活塞杆固定连接活动横梁22，活动横梁22上固定设置有夹持油缸11，夹持油缸11的活塞杆末端设置有锚链夹紧部；举升油缸6固定端底部设置有限位油缸12，限位油缸12的活塞杆末端设置有锚链夹紧部。进一步地，所述举升油缸固定端中部设置有导链器23。

本发明实施例的另一方面，还提供了一种锚链提升方法，基于上述的锚链提升器装置实现，包括：

夹持油缸6无杆腔进油，活塞杆向外伸出，锚链处于被夹持状态；限位油缸12有杆腔进油，活塞杆向内收缩，锚链24处于可被活动状态；举升油缸11无杆腔进油，活塞杆向外伸出，带动位于活动横梁22的夹持油缸11向上运动，同时带动所夹持锚链24向上提升；

举升油缸6活塞杆运动至行程极限后，限位油缸12无杆腔进油，活塞杆向外伸出，锚链24处于限位状态不可移动；夹持油缸11有杆腔进油，活塞杆向内收缩，与锚链24脱离接触；举升油缸6有杆腔进油，活塞杆向内收缩，带动位于活动横梁22的夹持油缸11向下运动，回归初始工作位置；

反复执行上述提升步骤，即可完成锚链24的提升。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。