鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統的制作方法及注意事項

博主:adminadmin 2022-10-22 22:30:01 條評論
摘要:一種鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統的制作方法【專利摘要】本發明公開了一種鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統,屬于冶金設備技術領域。它包括供油控制部分、主油缸控制部分和輔助油缸控制部分;供油控制部分中,油箱、主泵、單向閥和過濾...

  一種鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統的制作方法

鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統的制作方法及注意事項

  【專利摘要】本發明公開了一種鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統,屬于冶金設備技術領域。它包括供油控制部分、主油缸控制部分和輔助油缸控制部分;供油控制部分中,油箱、主泵、單向閥和過濾器通過管路順次連接,電磁溢流閥位于主泵的出口與油箱之間,主電機與主泵傳動連接,為系統提供壓力油;主油缸控制部分包括比例閥、第一電磁換向閥和鋼水包油缸,用于控制鋼水包的翻轉動作;輔助油缸控制部分包括減壓閥、第二電磁換向閥、單向節流閥和鎖緊油缸,用于控制鋼水包的鎖緊或解鎖。本發明能對鋼水包液壓翻轉裝置進行系統、全面的控制,保證設備操作的穩定性、可靠性和安全性,大大提高生產效率,降低生產成本。

  【專利說明】

  一種鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統

  技術領域

  [0001 ]本發明屬于冶金設備液壓系統領域,更具體地說,涉及一種鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統。

  【背景技術】

  [0002]目前,國內外冶金行業大部分鋼鐵廠的煉鋼車間,尤其是連鑄工藝的煉鋼生產線需配套鋼包熱修裝置一一鋼水包翻轉裝置。目前常用的鋼水包翻轉方式有:卷揚傾翻、行車傾翻、機械傾翻、液壓傾翻等,各有利弊。卷揚傾翻設備投入較少,但土建投入較大,設備維護投入也比較多,總體經濟效益不好,目前多用于40噸以下的鐵水包傾翻;行車傾翻,設備零投入,但行車投入成本非常高,且行車的軌道占用率高,嚴重影響車間的生產,且生產效率低下,與行車操作人員的水平有很大的關系,鋼水收得率低,配備人員較多,現場指揮人員的人生安全得不到保證,澆鑄出的鐵塊大小不一,目前已很少使用;機械傾翻,成本投入較大,設備維護較費用較高,安全得不到保證,目前也很少使用。

  [0003]液壓翻轉方式具有驅動力大、運行平穩、效率高等優點,其舉升重量可達250噸,是目前最為常用的鋼水包傾翻裝置。鋼水包液壓傾翻裝置體積龐大,鋼水包盛裝鋼水,處于高溫、高震動、高污染的惡劣工作環境中,對其工作的穩定性、可靠性、安全性等要求非常高,其決定作用就在于設備的液壓系統。目前,鋼水包液壓傾翻裝置的液壓系統較為簡單,設備操作穩定性、可靠性、安全性都比較低,經常需要停機檢修維護,且伴有安全事故發生,嚴重影響生產效率,制約其推廣使用。

  [0004]例如,中國專利申請號為:201310207758.8,申請日為:2013年5月29日的專利文獻,公開了一種鐵水罐液壓翻轉裝置,其鋼結構底架固定在地基上;所述鋼結構底架兩側對稱固定有兩個翻轉液壓缸、兩個立柱及兩個緩沖支座,且兩個立柱的頂端均固定有旋轉支座,活動支架的前橫梁對稱鉸接在兩個旋轉支座上,后橫梁座在兩個緩沖支座上;所述兩個翻轉液壓缸的活塞桿端對稱鉸接在活動支架的左右側板上;所述活動支架的后橫梁上安裝有鎖緊油缸和鎖緊銷軸。該發明專利給出了鐵水罐液壓翻轉裝置的整體結構,對其工作過程進行了簡單描述,但是卻沒有對裝置的液壓系統進行說明。

  [0005]又如,中國專利申請號為:201520315278.8,申請日為:2015年5月15日的專利文獻,公開了一種鋼包傾翻裝置,用于實現鋼包的傾翻動作,所述鋼包呈筒狀并包括徑向對稱設置的兩個鋼包耳軸,所述鋼包傾翻裝置包括:兩個傾翻支架,分別與兩個所述鋼包耳軸可拆卸式連接以配合夾持所述鋼包并能夠與所述鋼包同軸旋轉,每個所述傾翻支架均具有一連接梁,兩所述傾翻支架通過連接梁連接;驅動機構,與其中一個所述傾翻支架連接以驅動兩所述傾翻支架及鋼包同軸旋轉;從動機構,與另一個所述傾翻支架連接以輔助該傾翻支架及鋼包旋轉。同樣該裝置也沒有對裝置的液壓系統進行說明。由此可見,設計出一個完整的鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統是目前亟待解決的問題。

  【發明內容】

  [0006]1、要解決的問題

  [0007]針對現有鋼水包液壓傾翻裝置的液壓系統較為簡單,經常需要停機檢修維護,且伴有安全事故發生,嚴重影響生產效率,制約其推廣使用的問題,本發明提供一種鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統,該液壓系統能夠對鋼水包液壓翻轉裝置進行系統、全面的控制,保證設備操作的穩定性、可靠性和安全性,大大提高生產效率,降低生產成本。

  [0008]2、技術方案

  [0009]為解決上述問題,本發明采用如下的技術方案。

  [0010]一種鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統,包括供油控制部分、主油缸控制部分和輔助油缸控制部分;其中:

  [0011]所述的供油控制部分包括油箱、主栗、主電機、電磁溢流閥、單向閥和過濾器,油箱、主栗、單向閥和過濾器通過管路順次連接,電磁溢流閥設置在主栗的出口與油箱之間,主電機與主栗傳動連接;

  [0012]所述的主油缸控制部分包括比例閥、第一電磁換向閥和鋼水包油缸,過濾器的出口分別與比例閥的P 口、第一電磁換向閥的P 口連接,比例閥的T 口和第一電磁換向閥的T 口均與油箱連接,比例閥的A 口和第一電磁換向閥的A 口都連接鋼水包油缸的無桿腔,比例閥的B 口和第一電磁換向閥的B 口都連接鋼水包油缸的有桿腔;

  [0013]所述的輔助油缸控制部分包括減壓閥、第二電磁換向閥、單向節流閥和鎖緊油缸,過濾器的出口通過減壓閥連接第二電磁換向閥的P 口,第二電磁換向閥的T 口連接油箱,第二電磁換向閥的A 口通過一個單向節流閥連接鎖緊油缸的無桿腔,第二電磁換向閥的B 口通過另一個單向節流閥連接鎖緊油缸的有桿腔。

  [0014]進一步地,所述的供油控制部分還包括蓄能器,過濾器的出口通過蓄能器球閥連接油箱,蓄能器連接在過濾器與蓄能器球閥之間。

  [0015]進一步地,所述的油箱設有加熱器、呼吸器和液位計。

  [0016]進一步地,所述的主栗設置有避震墊。

  [0017]進一步地,所述的主油缸控制部分還包括平衡閥,平衡閥設置在比例閥的A口與鋼水包油缸的無桿腔之間。

  [0018]進一步地,所述的主油缸控制部分還包括液控單向閥,液控單向閥的進口連接平衡閥,液控單向閥的出口連接鋼水包油缸的無桿腔,液控單向閥的控制油口與鋼水包油缸的有桿腔連接。

  [0019 ]進一步地,所述的第一電磁換向閥的A 口和B 口之間設置雙向液壓鎖。

  [0020]進一步地,所述的主油缸控制部分還包括節流閥和球閥,鋼水包油缸的無桿腔、節流閥、球閥和油箱通過管路順次連接;所述的鋼水包油缸的有桿腔通過一個卸荷單向閥與油箱連接。

  [0021 ]進一步地,還包括油液冷卻控制部分;所述的油液冷卻控制部分包括循環栗、循環電機、溢流閥、冷卻器和回油過濾器,油箱、循環栗、冷卻器和回油過濾器通過管路形成循環回路,循環電機與循環栗傳動連接,溢流閥設置在循環栗的出口與油箱之間。

  [0022 ]進一步地,所述的油箱設置有液位繼電器。

  [0023]3、有益效果

  [0024]相比于現有技術,本發明的有益效果為:

  [0025](I)本發明鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統,通過供油控制部分、主油缸控制部分和輔助油缸控制部分三部分的有機結合實現鋼水包液壓翻轉裝置穩定、可靠和安全的控制,供油控制部分為系統提供壓力油并保證系統壓力在安全范圍內,主油缸控制部分控制鋼水包油缸,通過比例閥和第一電磁換向閥的配合控制,實現鋼水包油缸的穩定或快速的進程和回程,輔助油缸控制部分可控制鎖緊油缸對鋼水包的鎖緊或解鎖;

  [0026](2)本發明鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統,供油控制部分的蓄能器可保證工作狀態系統壓力穩定,通過蓄能器球閥可使蓄能器卸荷,以及主栗空轉,系統卸荷,而且更為意想不到的,在斷電或系統故障時,蓄能器配合第一電磁換向閥的人工操作,可驅動鎖緊油缸工作,使鋼水包快速解鎖;

  [0027](3)本發明鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統,油箱設有加熱器,可對液壓油進行預熱,呼吸器保證油箱內外壓力相同,液位計可隨時油箱內液壓油高度,主栗設置有避震墊,減小栗的震動;

  [0028](4)本發明鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統,在比例閥與鋼水包油缸之間設置平衡閥,起平衡壓力作用,保證油缸的穩定性,延長使用壽命,且鋼水包油缸上設置液控單向閥,在斷電或系統故障狀態下鎖緊鋼水包油缸,避免鋼水包突然掉落發生危險,提高安全性;為使斷電或系統故障狀態下鋼水包能夠回到初始狀態,鋼水包油缸通過節流閥、球閥與油箱連接,在鋼水包油缸鎖緊狀態下,打開球閥,鋼水包可緩緩降落到初始位置狀態,即鋼水包油缸的活塞桿收回缸筒內;

  [0029](5)本發明鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統,第一電磁換向閥的A口和B口之間設置雙向液壓鎖,在第一電磁換向閥位于中位時,斷開其與鋼水包油缸間的連接,由減壓閥控制鋼水包油缸工作;

  [0030](6)本發明鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統,設置了油液冷卻控制部分,對油箱內液壓油進行冷卻,避免液壓油溫度過高,保證系統正常工作;

  [0031](7)本發明鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統,油箱設置有液位繼電器,連接控制系統,在液壓油液位過低時,實現停機、報警等功能。

  【附圖說明】

  [0032]圖1為本發明鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統圖;

  [0033]圖2為圖1中①的局部放大圖;

  [0034]圖3為圖1中②的局部放大圖;

  [0035]圖4為圖1中③的局部放大圖;

  [0036]圖5為圖1中④的局部放大圖;

  [0037]圖6為一種鋼水包液壓翻轉裝置的初始狀態結構示意圖;

  [0038]圖7為一種鋼水包液壓翻轉裝置的翻轉狀態結構示意圖。

  [0039]圖中:1、油箱;101、加熱器;102、呼吸器;103、液位計;2、主栗;201、主電機;202、避震墊;3、電磁溢流閥;4、單向閥;5、過濾器;6、比例閥;7、第一電磁換向閥;8、雙向液壓鎖;9、平衡閥;1、鋼水包油缸;11、液控單向閥;12、節流閥;13、球閥;14、減壓閥;15、第二電磁換向閥;16、單向節流閥;17、鎖緊油缸;18、循環栗;19、溢流閥;20、回油過濾器;21、冷卻器;22、蓄能器;23、蓄能器球閥;24、底座;25、活動支架;26、鋼水包;27、鋼水包鎖緊機構。

  【具體實施方式】

  [0040]下面結合具體實施例和附圖對本發明進一步進行描述。

  [0041 ] 實施例1

  [0042]本實施例的一種鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統,所控制的鋼水包液壓翻轉裝置結構如圖6和圖7所示,該鋼水包液壓翻轉裝置包括底座24、活動支架25、鋼水包油缸10、鋼水包26和鋼水包鎖緊機構27;其中,活動支架25鉸接連接在底座24上,鋼水包油缸10的活塞桿與活動支架25鉸接,鋼水包油缸10的缸筒與底座24鉸接,鋼水包26放置在活動支架25上,并通過鋼水包鎖緊機構27與活動支架25固定連接,鋼水包鎖緊機構27的動力元件為鎖緊油缸17。

  [0043]結合圖1至圖5,上述鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統,它包括供油控制部分、主油缸控制部分、輔助油缸控制部分和油液冷卻控制部分,下面分別對這幾個部分的結構進行詳細說明。

  [0044]如圖2所示,所述的供油控制部分包括油箱1、主栗2、主電機201、電磁溢流閥3、單向閥4、過濾器5、蓄能器22和蓄能器球閥23;其中,油箱I設有加熱器101、呼吸器102和液位計103,加熱器101對液壓油進行預熱,呼吸器102保證油箱內外壓力相同,液位計103可隨時油箱I內液壓油高度。油箱1、主栗2、單向閥4和過濾器5通過管路順次連接,電磁溢流閥3設置在主栗2的出口與油箱I之間,主電機201與主栗2傳動連接,主栗2采用恒壓柱塞栗,并設置有避震墊202,減小栗的震動。過濾器5的出口通過蓄能器球閥23連接油箱I,蓄能器22連接在過濾器5與蓄能器球閥23之間,蓄能器22可保證工作狀態系統壓力穩定,通過蓄能器球閥23可使蓄能器22卸荷,以及主栗I空轉,系統卸荷,而且更為意想不到的是,在斷電或系統故障時,蓄能器22配合下述的第一電磁換向閥7的操作,可驅動鎖緊油缸17工作,使鋼水包26快速解鎖。在本實施例中,油箱I設置有液位繼電器,繼電器連接控制系統,在油箱I液位低于設定值時,進行報警或停機,對系統起保護作用。

  [0045]如圖3所示,所述的主油缸控制部分包括比例閥6、第一電磁換向閥7、平衡閥9和鋼水包油缸1;其中,過濾器5的出口分別與比例閥6的P 口、第一電磁換向閥7的P 口連接,比例閥6的T 口和第一電磁換向閥7的T 口均與油箱I連接,比例閥6的A 口和第一電磁換向閥7的A口都通過平衡閥9連接鋼水包油缸1的無桿腔,比例閥6的B 口和第一電磁換向閥7的B 口都連接鋼水包油缸10的有桿腔,且第一電磁換向閥7的A 口和B 口之間設置雙向液壓鎖8,在第一電磁換向閥7處于中位時,斷開其與鋼水包油缸1的連接。本實施例中,比例閥6和第一電磁換向閥7均為三位四通閥,比例閥6在中位時,各油口互不相通,第一電磁換向閥7中位時,P 口斷開,A口和B 口均與T 口連接。

  [0046]本實施例中,主油缸控制部分還包括液控單向閥11、節流閥12和球閥13,液控單向閥11設置在平衡閥9和鋼水包油缸10之間,即液控單向閥11的進口連接平衡閥9,液控單向閥11的出口連接鋼水包油缸10的無桿腔,液控單向閥11的控制油口與鋼水包油缸10的有桿腔連接;鋼水包油缸10的無桿腔、節流閥12、球閥13和油箱I通過管路順次連接,且鋼水包油缸1的有桿腔通過一個卸荷單向閥與油箱I連接。

  [0047]如圖4所示,所述的輔助油缸控制部分包括減壓閥14、第二電磁換向閥15、單向節流閥16和鎖緊油缸17,過濾器5的出口通過減壓閥14連接第二電磁換向閥15的P 口,第二電磁換向閥15的T 口連接油箱I,第二電磁換向閥15的A口通過一個單向節流閥16連接鎖緊油缸17的無桿腔,第二電磁換向閥15的B 口通過另一個單向節流閥16連接鎖緊油缸17的有桿腔。第二電磁換向閥15為三位四通閥,中位時,各油口斷開,互不相通。

  [0048]如圖5所示,所述的油液冷卻控制部分包括循環栗18、循環電機、溢流閥19、冷卻器21和回油過濾器20,油箱1、循環栗18、冷卻器21和回油過濾器20通過管路形成循環回路,循環電機與循環栗18傳動連接,溢流閥19設置在循環栗18的出口與油箱I之間。油液冷卻控制部分對油箱I內液壓油進行冷卻,避免液壓油溫度過高,保證系統正常工作。

  [0049]本實施例的一種鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統,其工作情況如下:

  [0050]①鋼水包翻轉工作狀態

  [0051 ]比例閥6左位或右位接通、第一電磁換向閥7處于中位、第二電磁換向閥15右位接通,鋼水包油缸10推動活動支架25帶動鋼水包26翻轉,鎖緊油缸17工作,鋼水包鎖緊機構27將鋼水包26鎖緊在活動支架25上。

  [0052]②鋼水包快速翻轉狀態

  [0053]比例閥6和第一電磁換向閥7同時處于左位或右位,鋼水包油缸10的流量增大,速度增快,實現鋼水包26的快速翻轉。

  [0054]③斷電或故障保護狀態

  [0055]此狀態下,鋼水包油缸10停止供油,在液控單向閥11作用下,鋼水包油缸10鎖住,鋼水包26不會突然掉落;此時,打開球閥13,鋼水包油缸10內液壓油通過節流閥12流回油箱I,鋼水包26緩慢下降。

  [0056]④斷電或故障鋼水包解鎖

  [0057]此狀態下,鎖緊油缸17停止供油,鎖緊油缸17處于鎖緊狀態,此時調節第二電磁換向閥15的閥芯到左位,在蓄能器22的作用下,鋼水包鎖緊機構27解鎖,即鋼水包26與活動支架25可分離。

  [0058]⑤液壓油降溫狀態

  [0059]循環栗18工作,將油箱I內液壓油抽入冷卻器21中冷卻后在流回油箱I,實現液壓油冷卻降溫。

  [0060]綜上所述,本實施例的鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統通過供油控制部分、主油缸控制部分、輔助油缸控制部分和油液冷卻控制部分四部分的有機結合,對鋼水包液壓翻轉裝置進行系統、全面的控制,保證設備操作的穩定性、可靠性和安全性,大大提高生產效率,降低生產成本。

  [0061]本發明所述實例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述,并非對本發明構思和范圍進行限定,在不脫離本發明設計思想的前提下,本領域工程技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進,均應落入本發明的保護范圍。

  【主權項】

  1.一種鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統,其特征在于:包括供油控制部分、主油缸控制部分和輔助油缸控制部分;其中: 所述的供油控制部分包括油箱(I)、主栗(2)、主電機(201)、電磁溢流閥(3)、單向閥(4)和過濾器(5),油箱(I)、主栗(2)、單向閥(4)和過濾器(5)通過管路順次連接,電磁溢流閥(3)設置在主栗(2)的出口與油箱(I)之間,主電機(201)與主栗(2)傳動連接; 所述的主油缸控制部分包括比例閥(6)、第一電磁換向閥(7)和鋼水包油缸(10),過濾器(5)的出口分別與比例閥(6)的P 口、第一電磁換向閥(7)的P 口連接,比例閥(6)的T 口和第一電磁換向閥(7)的T 口均與油箱(I)連接,比例閥(6)的A 口和第一電磁換向閥(7)的A 口都連接鋼水包油缸(10)的無桿腔,比例閥(6)的B 口和第一電磁換向閥(7)的B 口都連接鋼水包油缸(10)的有桿腔; 所述的輔助油缸控制部分包括減壓閥(14)、第二電磁換向閥(15)、單向節流閥(16)和鎖緊油缸(17),過濾器(5)的出口通過減壓閥(14)連接第二電磁換向閥(I5)的P口,第二電磁換向閥(15)的T口連接油箱(I),第二電磁換向閥(15)的A口通過一個單向節流閥(16)連接鎖緊油缸(17)的無桿腔,第二電磁換向閥(I 5)的B 口通過另一個單向節流閥(16)連接鎖緊油缸(17)的有桿腔。2.根據權利要求1所述的一種鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統,其特征在于:所述的供油控制部分還包括蓄能器(22),過濾器(5)的出口通過蓄能器球閥(23)連接油箱(I),蓄能器(22)連接在過濾器(5)與蓄能器球閥(23)之間。3.根據權利要求1或2所述的一種鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統,其特征在于:所述的油箱(I)設有加熱器(101)、呼吸器(102)和液位計(103)。4.根據權利要求1或2所述的一種鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統,其特征在于:所述的主栗(2)設置有避震墊(202)。5.根據權利要求1所述的一種鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統,其特征在于:所述的主油缸控制部分還包括平衡閥(9),平衡閥(9)設置在比例閥(6)的A 口與鋼水包油缸(1)的無桿腔之間。6.根據權利要求5所述的一種鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統,其特征在于:所述的主油缸控制部分還包括液控單向閥(11),液控單向閥(11)的進口連接平衡閥(9)的出口,液控單向閥(11)的出口連接鋼水包油缸(1)的無桿腔,液控單向閥(11)的控制油口與鋼水包油缸(10)的有桿腔連接。7.根據權利要求5所述的一種鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統,其特征在于:所述的第一電磁換向閥(7)的A 口和B 口之間設置雙向液壓鎖(8)。8.根據權利要求5或6所述的一種鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統,其特征在于:所述的主油缸控制部分還包括節流閥(12)和球閥(13),鋼水包油缸(10)的無桿腔、節流閥(12)、球閥(13)和油箱(I)通過管路順次連接;所述的鋼水包油缸(10)的有桿腔通過一個卸荷單向閥與油箱(I)連接。9.根據權利要求1或5所述的一種鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統,其特征在于:還包括油液冷卻控制部分;所述的油液冷卻控制部分包括循環栗(18)、循環電機、溢流閥(19)、冷卻器(21)和回油過濾器(20),油箱(I)、循環栗(18)、冷卻器(21)和回油過濾器(20)通過管路形成循環回路,循環電機與循環栗(18)傳動連接,溢流閥(19)設置在循環栗(18)的出口與油箱(I)之間。10.根據權利要求1所述的一種鋼水包液壓翻轉裝置的液壓系統,其特征在于:所述的油箱(I)設置有液位繼電器。

  【文檔編號】B22D41/06GK105909582SQ201610511841

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年6月30日

  【發明人】方朝輝, 童其勝

  【申請人】馬鞍山市致呈機電有限公司

  緩沖式溢流閥及液壓系統的制作方法

  【專利摘要】本發明公開了一種緩沖式溢流閥設置有閥座、閥體、差動閥芯、緩沖閥芯及復位彈簧,閥體與閥座固定連接,閥座上設置有第一油口,閥體上設置有第二油口,差動閥芯和緩沖閥芯均滑動設置于閥體內,緩沖閥芯的第一端內設置有第一緩沖室,其第二端設置有第二緩沖室;差動閥芯上沿軸向布置有第一阻尼油道,第一阻尼油道連接第一油口和第一緩沖室;緩沖閥芯上沿軸向布置有第二阻尼油道,第二阻尼油道連接第一緩沖室和第二緩沖室。與現有技術相比,在緩沖閥芯上沿軸向設置第二阻尼油道,并將第二緩沖室布置在緩沖閥芯第二端,在實現緩沖功能的前提下,簡化了緩沖式溢流閥的結構,給加工制造帶來便利。本發明還提出一種具有上述緩沖式溢流閥的液壓系統。

  【專利說明】

  緩沖式溢流閥及液壓系統

  技術領域

  [0001]本發明涉及液壓傳動技術,具體涉及一種緩沖式溢流閥及液壓系統。

  【背景技術】

  [0002 ]液壓傳動是利用液壓油在密閉的液壓系統中來傳遞運動和動力的一種傳動方式,具有無極調速、調速范圍大、反應快捷等諸多優點,已廣泛應用于各類作業機械或運載工具上。

  [0003]通常,液壓系統包括動力元件、執行元件、輔助元件、液壓油(也稱工作介質)及控制元件等主要部分,動力元件的作用是將原動機輸入的機械能轉化為液壓油的壓力能,液壓油經過油管提供給執行元件,常見的動力元件為液壓栗。執行元件的作用是將液壓油的壓力能轉化為機械能,帶動工作機構動作,典型的執行元件有液壓馬達、液壓油缸等??刂圃淖饔檬强刂坪驼{節液壓系統中流體的壓力、流量和流動方向,以保證工作機構完成要求的動作,控制元件一般為各種液壓閥類元件。輔助元件的作用輔助液壓系統完成正常工作,比如油箱、油管、過濾器等。

  [0004]在液壓系統中,執行元件的啟動或停止,不可避免的會引起液壓系統內的壓力急劇增大,急劇增大的壓力很容易損壞液壓零部件。為了降低液壓沖擊帶來的負面影響,通常在液壓系統的適當位置安裝緩沖式溢流閥,利用緩沖式溢流閥可以抑制系統的壓力波動,進而降低整機的故障率;然而,常見的緩沖式溢流閥結構過于復雜,加工難度較大,裝配要求高。

  【發明內容】

  [0005]有鑒于此,本發明提出一種緩沖式溢流閥,與現有技術相比,該緩沖式溢流閥結構簡單,加工方便。在此基礎上,本發明還提出一種具有該緩沖式溢流閥的液壓系統。

  [0006]作為第一方面,本發明提出一種緩沖式溢流閥;該緩沖式溢流閥包括閥座、閥體、差動閥芯、緩沖閥芯及復位彈簧,所述閥座與閥體固定連接,所述閥座上設有第一油口,所述閥體上設置有第二油口和閥腔,所述差動閥芯和緩沖閥芯均滑動設置于所述閥腔內,所述差動閥芯的第一端與閥腔內壁滑動連接,且第一端的端部封堵在第一油口上,所述差動閥芯的第二端滑動設置在緩沖閥芯的第一端內;所述復位彈簧套設在差動閥芯上,且復位彈簧的一端頂抵在差動閥芯的第一端上,其另一端頂抵在彈簧座上;所述緩沖閥芯的第一端內設置有第一緩沖室,其第二端設置有第二緩沖室;所述差動閥芯上沿軸向布置有第一阻尼油道,第一阻尼油道連接第一油口和第一緩沖室;所述緩沖閥芯上沿軸向布置有第二阻尼油道,第二阻尼油道連接第一緩沖室和第二緩沖室。

  [0007]優選地,所述閥體包括閥本體及調節套,調節套活動設置在閥本體上,所述調節套通過彈簧座頂抵在所述復位彈簧的端部,所述緩沖閥芯滑動設置于調節套內。

  [0008]優選地,所述閥本體的內壁及調節套的外周壁上均設置有螺紋,所述調節套通過螺紋與閥本體連接。

  [0009]優選地,所述第二阻尼油道上設置有節流堵,所述節流堵設置在緩沖閥芯的第二端內部;或者,所述第二阻尼油道上設置有節流孔。

  [0010]優選地,所述緩沖閥芯的第二端的外周上設置有固定螺母,所述固定螺母與調節套內壁滑動連接,且調節套內壁上設置有限位臺階。

  [0011]優選地,所述固定螺母與限位臺階之間設置有第一阻尼腔,所述固定螺母的外周壁與調節套的內壁之間設置有第三阻尼油道,所述第三阻尼油道連接第二緩沖室與第一阻尼腔。

  [0012]優選地,所述差動閥芯的第二端和所述緩沖閥芯接觸的外壁上設置有多道均壓環槽。

  [0013]優選地,所述緩沖閥芯的第一端的外壁與調節套內壁之間設置有第二阻尼腔,所述第二阻尼腔用于容置從第一阻尼腔及第二緩沖室滲透過來的液壓油。

  [0014]優選地,所述調節套上設置有徑向泄油孔和軸向泄油孔,所述徑向泄油孔、軸向泄油孔均與第二阻尼腔連接。

  [0015]作為第二方面,本發明提出一種液壓系統;該液壓系統包括壓力油源、液壓馬達、液壓油箱及上述任意一項的緩沖式溢流閥,所述壓力油源與液壓馬達的進油口、緩沖式溢流閥的第一油口連接,所述液壓油箱與液壓馬達的回油口、緩沖式溢流閥的第二油口連接。

  [0016]本發明提出的緩沖式溢流閥設置有閥座、閥體、差動閥芯、緩沖閥芯及復位彈簧,閥體與閥座固定連接,閥座上設置有第一油口和第二油口,差動閥芯和緩沖閥芯均滑動設置于閥體內,緩沖閥芯的第一端內設置有第一緩沖室,其第二端設置有第二緩沖室;差動閥芯上沿軸向布置有第一阻尼油道,第一阻尼油道連接第一油口和第一緩沖室;緩沖閥芯上沿軸向布置有第二阻尼油道,第二阻尼油道連接第一緩沖室和第二緩沖室。與現有技術相比,在緩沖閥芯上沿軸向設置第二阻尼油道,并將第二緩沖室布置在緩沖閥芯第二端,在實現緩沖功能的前提下,簡化了緩沖式溢流閥的結構,給加工制造帶來便利。

  【附圖說明】

  [0017]構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解,本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明,并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:

  [0018]圖1為本發明具體實施例提供的緩沖式溢流閥的結構示意圖;

  [0019]圖2為本發明具體實施例提供的閥座的結構示意圖;

  [0020]圖3為本發明具體實施例提供的調節套的結構示意圖;

  [0021 ]圖4為本發明具體實施例提供的差動閥芯的結構示意圖;

  [0022]圖5為本發明具體實施例提供的緩沖閥芯的結構示意圖;

  [0023]圖6為本發明具體實施例提供的節流堵的結構示意圖;

  [0024]圖7為本發明具體實施例提供的固定螺母的結構示意圖。

  [0025]附圖標記說明:

  [0026]I一閥座2—閥本體3—差動閥芯4一緩沖閥芯5—復位彈黃

  [0027]6—調節套7—鎖緊螺母8—固定螺母9 一螺堵10—彈簧座

  [0028]η 一第一油口 12 一第二油口 13—第一軸向油道

  [0029]14 一第一緩沖室15 一第二緩沖室16—第二軸向油道

  [0030]17—第二阻尼腔18—節流堵19 一第一阻尼腔21—閥前腔

  [0031]22一閥后腔31—閥桿32—閥頭33—第一節流孔

  [0032]34—第一均壓環槽41 一緩沖前腔42—緩沖后腔

  [0033]43 一第二均壓環槽61—左腔62—右腔63—過渡腔

  [0034]64—徑向泄油孔65—軸向泄油孔

  【具體實施方式】

  [0035]需要說明的是,在不沖突的情況下,本發明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面結合附圖1至7對本發明的具體實施例進行詳細說明。

  [0036]本發明具體實施例提出的緩沖式溢流閥包括閥座1、閥體、調節套6、差動閥芯3、緩沖閥芯4及復位彈簧5,閥座I上設置有第一油口 11,閥體包括閥本體2及調節套6,閥本體2上設置有第二油口 12,閥本體2與閥座I固定連接;如圖2所示,閥本體2內部設置有閥前腔21和閥后腔22,閥前腔21位于閥本體2的左端,閥后腔22位于閥本體2的右端,第二油口 12沿徑向布置在閥前腔21上,閥后腔22的內壁上設置有內螺紋。

  [0037]如圖3所示,調節套6的左端設置有左腔61,調節套6的右端設置有右腔62,左腔61和右腔62之間設置有過渡腔63,調節套6的左端的外周壁上設置有外螺紋,該外螺紋與閥后腔22內壁上的內螺紋配合。

  [0038]如圖4所示,差動閥芯3包括閥頭32和閥桿31,閥頭32位于閥桿31的左端,閥桿31的右端外壁上設置有第一均壓環槽34,差動閥芯3上沿軸向設置有第一阻尼油道,第一阻尼油道具體包括第一軸向油道13和第一節流孔33,第一節流孔33設置在閥頭32上,第一軸向油道13貫穿閥桿31并延伸至第一節流孔33處。

  [0039]如圖5所示,緩沖閥芯4包括緩沖前腔41、緩沖后腔42,緩沖前腔41位于緩沖閥芯4的左端,緩沖后腔42位于緩沖閥芯4的右端,緩沖閥芯4上沿軸向設置有第二阻尼油道,第二阻尼油道包括第二軸向油道16和第二節流孔,第二軸向油道16設置在緩沖前腔41和緩沖后腔42之間,第二節流孔設置在節流堵18上,節流堵18外周壁上設置有外螺紋,該外螺紋與緩沖后腔42內壁上的內螺紋配合,緩沖閥芯4右端外周壁上設置有外螺紋,通過螺紋連接有固定螺母8。

  [0040]如圖1所示,在緩沖式溢流閥上,調節套6通過螺紋活動連接在閥本體2上,調節套6通過旋轉可以在閥后腔22內軸向移動,為了固定調節套6和閥本體2的相對位置,在閥本體2和調節套6之間設有鎖緊螺母7。差動閥芯3的閥頭32與閥前腔21的內壁滑動連接,閥頭32的錐面頂抵在第一油口 11上,滑桿的右端滑動設置在緩沖前腔41內,在緩沖前腔41內形成有第一緩沖室14;緩沖閥芯4滑動設置在調節套6內,且緩沖閥芯4的右端穿過調節套6的過渡腔63,并延伸至調節套6的右腔62,在緩沖閥芯4上設置有第二均壓環槽43,調節套6的右端上設置有螺堵9,緩沖閥芯4的右端與螺堵9之間形成有第二緩沖室15,在固定螺母8與右腔62的臺階之間形成有第一阻尼腔19,在左腔61與緩沖前腔41的外壁之間形成有第二阻尼腔17;固定螺母8與調節套6之間設置有間隙,該間隙具有阻尼作用,在壓力作用下,液壓油可以從第二緩沖室15流動至第一阻尼腔19;為了方便液壓油流出,在調節套6上設置有徑向泄油孔64和軸向泄油孔65,徑向泄油孔64和軸向泄油孔65均與第二阻尼腔17連通。復位彈簧5套設在差動閥芯3的閥桿31上,其左端抵靠在閥頭32上,右端抵靠在彈簧座10上,彈簧座10滑動套設在閥桿31上,彈簧座10的右側抵靠在緩沖閥芯4的左端或者調節套6的左端端面上,在復位彈簧5的作用下,差動閥芯3向第一油口 11壓緊,在調節套6或者緩沖閥芯4的驅使下,彈簧座10沿閥桿31向左移動。

  [0041 ]工作時,第一油口 11與液壓系統的高壓油路連接,第二油口 12與液壓系統的低壓油路連接;該緩沖式溢流閥的工作原理是:第一油口 11處的壓力隨液壓系統的壓力升高,當升高至第一預定值,差動閥芯3左端的受力大于復位彈簧5及第一緩沖室14的阻力時,差動閥芯3向右移動,第一油口 11和第二油口 12連通,液壓油從高壓一側往低壓一側流動,高壓油路的壓力的增大趨勢減緩或者停止,同時,液壓油經第一阻尼油道進入到第一緩沖室14,隨著第一緩沖室14的壓力逐步升高,當第一緩沖室14和復位彈簧5的作用力大于差動閥芯3左端的受力時,差動閥芯3向左移動,關閉第一油口 11,液壓系統高壓油路的壓力繼續升高;隨著壓力繼續升高,差動閥芯3再次向右移動,第一油口 11和第二油口 12導通,高壓油路的壓力再次減緩增大趨勢,同時,第一緩沖室14內的液壓油進入到第二緩沖室15,液壓油經過第三阻尼油道向第一阻尼腔19轉移,一定程度上延緩了第二緩沖室15的壓力上升時間,當第二緩沖室15的壓力升高至緩沖閥芯4右端的受力大于左端時,緩沖閥芯4向左移動,進而壓縮復位彈簧5,直至固定螺母8移動至調節套6右側,完成緩沖功能,在復位彈簧5和第一緩沖室14的作用力下,差動閥芯3向左移動,進而關閉第一油口 11。以上整個過程非常短暫,主要起到啟動平穩和有效抑制系統的壓力波動。液壓系統高壓油路的壓力繼續升高,當壓力升高至溢流閥值時,差動閥芯3左端的受力再次克服復位彈簧5和第一緩沖室14阻力時,差動閥芯3向右移動,高壓油路開始泄壓,防止壓力過高,實現溢流閥溢流功能。

  [0042]根據上述工作原理可以知道,通過第一阻尼油道、第一緩沖室14、第二阻尼油道、第二緩沖室15及復位彈簧5的聯合作用,高壓油路的壓力是逐步升高的,避免系統壓力急劇升高所帶來的負面影響;并且,在高壓油路的壓力達到溢流閥值時,主動對高壓油路進行泄壓,防止過載。

  [0043]在緩沖閥芯4向左移動的過程中,第一阻尼腔19內的液壓油可以經第三阻尼油道流動至第二緩沖室15,由于第一阻尼腔19的阻尼作用,緩沖閥芯4向左移動的過程更緩慢、更平穩,最終減緩高壓油路壓力升高的進程。

  [0044]當第一油口11的壓力低至一定程度,復位彈簧5驅使差動閥芯3向左移動,緩沖閥芯4向右移動,最終復位至初始狀態。第二阻尼腔17的液壓油,經過緩沖閥芯4與調節套6上的間隙、徑向泄油孔64和軸向泄油孔65排出,第二緩沖室15的液壓油經過第三阻尼油道進入第一阻尼腔19,都起到了一定的緩沖效果。

  [0045]在上述實施例中,通過設置第一均壓環槽34,可以防止差動閥芯3與緩沖閥芯4之間出現卡滯現象,保證差動閥芯3與緩沖閥芯4之間能夠順暢滑動;同理,通過設置第二均壓環槽43,可以防止緩沖閥芯4與調節套6之間出現卡滯現象,保證緩沖閥芯4與調節套6之間能夠順暢滑動。

  [0046]在其它實施例中,第二節流孔可以直接在第二軸向油道16中,進而可以去掉節流堵18。

  [0047]與現有技術相比,上述的緩沖式溢流閥具有以下優點:結構簡單緊湊,體積小、加工安裝方便,減少卡滯風險;有效吸收系統壓力脈沖,抑制壓力波動,延長整機壽命。

  [0048]另外,本發明具體實施例還提出一種液壓系統,包括壓力油源、液壓馬達、液壓油箱及上述的緩沖式溢流閥,壓力油源與液壓馬達的進油口、緩沖式溢流閥的第一油口 11連接,液壓油箱與液壓馬達的回油口、緩沖式溢流閥的第二油口 12連接。

  [0049]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已,并不用以限制本發明,凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。

  【主權項】

  1.一種緩沖式溢流閥,其特征在于,包括閥座(I)、閥體(2)、差動閥芯(3)、緩沖閥芯(4)及復位彈簧(5),所述閥座(I)與閥體(2)固定連接,所述閥座(I)上設有第一油口(11),所述閥體(2)上設置有第二油口(12)和閥腔,所述差動閥芯(3)和緩沖閥芯(4)均滑動設置于所述閥腔內,所述差動閥芯(3)的第一端與閥腔內壁滑動連接,且第一端的端部封堵在第一油口(11)上,所述差動閥芯(3)的第二端滑動設置在緩沖閥芯(4)的第一端內;所述復位彈簧(5)套設在差動閥芯(3)上,且復位彈簧(5)的一端頂抵在差動閥芯(3)的第一端上,其另一端頂抵在彈簧座(10)上;所述緩沖閥芯(4)的第一端內設置有第一緩沖室(14),其第二端設置有第二緩沖室(15);所述差動閥芯(3)上沿軸向布置有第一阻尼油道,第一阻尼油道連接第一油口(11)和第一緩沖室(14);所述緩沖閥芯(4)上沿軸向布置有第二阻尼油道,第二阻尼油道連接第一緩沖室(14)和第二緩沖室(15)。2.根據權利要求1所述的緩沖式溢流閥,其特征在于,所述閥體包括閥本體(2)及調節套(6),調節套(6)活動設置在閥本體(2)上,所述調節套(6)通過彈簧座(10)頂抵在所述復位彈簧(5)的端部,所述緩沖閥芯(4)滑動設置于調節套(6)內。3.根據權利要求2所述的緩沖式溢流閥,其特征在于,所述閥本體(2)的內壁及調節套(6)的外周壁上均設置有螺紋,所述調節套(6)通過螺紋與閥本體(2)連接。4.根據權利要求3所述的緩沖式溢流閥,其特征在于,所述第二阻尼油道上設置有節流堵(18),所述節流堵(18)設置在緩沖閥芯(4)的第二端內部;或者,所述第二阻尼油道上設置有節流孔。5.根據權利要求4所述的緩沖式溢流閥,其特征在于,所述緩沖閥芯(4)的第二端的外周上設置有固定螺母(8),所述固定螺母(8)與調節套(6)內壁滑動連接,且調節套(6)內壁上設置有限位臺階。6.根據權利要求5所述的緩沖式溢流閥,其特征在于,所述固定螺母(8)與限位臺階之間設置有第一阻尼腔(19),所述固定螺母(8)的外周壁與調節套(6)的內壁之間設置有第三阻尼油道,所述第三阻尼油道連接第二緩沖室(15)與第一阻尼腔(19)。7.根據權利要求6所述的緩沖式溢流閥,其特征在于,所述差動閥芯(3)的第二端和所述緩沖閥芯(4)接觸的外壁上設置有多道均壓環槽。8.根據權利要求6所述的緩沖式溢流閥,其特征在于,所述緩沖閥芯(4)的第一端的外壁與調節套(6)內壁之間設置有第二阻尼腔(17),所述第二阻尼腔(17)用于容置從第一阻尼腔(19)及第二緩沖室(15)滲透過來的液壓油。9.根據權利要求8所述的緩沖式溢流閥,其特征在于,所述調節套(6)上設置有徑向泄油孔(64)和軸向泄油孔(65),所述徑向泄油孔(64)、軸向泄油孔(65)均與第二阻尼腔(17)連接。10.—種液壓系統,其特征在于,包括壓力油源、液壓馬達、液壓油箱及權利要求1至9任意一項所述的緩沖式溢流閥,所述壓力油源與液壓馬達的進油口、緩沖式溢流閥的第一油口(11)連接,所述液壓油箱與液壓馬達的回油口、緩沖式溢流閥的第二油口(12)連接。

  【文檔編號】F16K17/30GK105909583SQ201610117751

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年3月2日

  【發明人】葉清, 陳婉君, 崔英麗

  【申請人】杭州力龍液壓有限公司

  緩沖式溢流閥的制作方法

  【專利摘要】本發明公開了一種緩沖式溢流閥,它設置有第一節流孔、第二節流孔及第三節流孔,并形成了第一緩沖腔、第二緩沖腔及第三緩沖腔三個緩沖腔,通過三個緩沖腔的逐級緩沖作用,可以使液壓系統壓力增大的過程延緩,進而避免壓力升高過快,同時可通過改變緩沖腔的大小調節緩沖時間。另外,通過將緩沖活塞設置在閥桿上,可以使閥的體積更小,結構更緊湊;閥桿的導向作用,可以減小閥芯及緩沖活塞移動過程中偏心卡滯造成的異常磨損。因此,與現有技術相比,本發明提出的緩沖式溢流閥在實現緩沖功能的前提下,進一步增強了壓力瞬間上升及持續上升時的緩沖效果,減小閥芯及緩沖活塞的磨損,提高了緩沖式溢流閥的壽命。

  【專利說明】

  緩沖式溢流閥

  技術領域

  [0001]本發明涉及液壓傳動技術,具體涉及一種緩沖式溢流閥。

  【背景技術】

  [0002]在挖掘機行走啟動及制動過程中,行走機構負載瞬間上升較大,導致行走機構內部沖擊較大,零部件磨損較嚴重。為了降低液壓沖擊帶來的負面影響,通常在液壓系統的適當位置安裝緩沖式溢流閥,利用緩沖式溢流閥可以抑制系統的壓力波動,進而降低整機的故障率。常見的緩沖式溢流閥,緩沖裝置全部安裝在溢流閥套外側,直接承受壓力沖擊,因此易造成緩沖裝置卡滯及嚴重磨損,使緩沖裝置的平均壽命時間較短,同時緩沖裝置僅靠緩沖活塞移動產生的體積進行緩沖,緩沖效果不佳,不能更好的發揮緩沖溢流的保護作用,導致使用壽命較短。

  【發明內容】

  [0003]有鑒于此,本發明提出一種緩沖式溢流閥,與現有技術相比,該緩沖式溢流閥結構可靠,緩沖效果明顯。

  [0004]本發明提出一種緩沖式溢流閥,它包括閥座、閥體、閥芯、緩沖活塞及復位彈簧,所述閥座上設置有第一油口,所述閥體上設置有第二油口和閥腔,所述閥體和閥座固定連接,所述閥芯和復位彈簧均設置在閥腔內,所述閥芯包括閥頭和閥桿,所述閥桿的一端與閥頭連接,其另一端與復位彈簧連接,所述閥頭與閥腔的內壁滑動連接;所述閥芯上設置有第一節流孔、第二節流孔及第一緩沖腔,第一節流孔和第二節流孔分別位于閥芯的兩端,第一緩沖腔將第一節流孔和第二節流孔連通;所述緩沖活塞可滑動地套設在閥桿上,且緩沖活塞的外周壁與閥腔的內壁可滑動的連接,所述緩沖活塞將閥腔分割為第二緩沖腔和第三緩沖腔,且所述緩沖活塞上設置有第三節流孔;所述第一節流孔連接第一油口和第一緩沖腔,所述第二節流孔連接第一緩沖腔與第二緩沖腔,所述第三節流孔連接第二緩沖腔與第三緩沖腔。

  [0005]優選地,所述閥體包括閥本體及調節套,所述閥本體的一端與閥座連接,其另一端與調節套通過螺紋連接;所述復位彈簧設置于調節套內。

  [0006]優選地,所述調節套上設有調節桿,所述調節桿與調節套通過螺紋連接,且調節桿的內端位于調節套內,其外端延伸至調節套外部;所述復位彈簧遠離閥芯的一端通過彈簧座頂抵在調節桿的內端上。

  [0007]優選地,所述第三節流孔的直徑小于第一節流孔和第二節流孔的直徑。

  [0008]優選地,所述閥芯上設置有節流堵,所述第二節流孔設置于所述節流堵上。

  [0009]優選地,所述閥腔內設置有內凸的導向圓環,所述閥桿可滑動地穿過導向圓環,所述第三緩沖腔位于導向圓環和緩沖活塞之間。

  [0010]優選地,所述導向圓環上設置有多個沿軸向布置的過流通孔,多個所述過流通孔圍繞閥桿圓周均勻布置。

  [0011]優選地,所述導向圓環與閥桿徑向之間設置有預定的間隙。

  [0012]優選地,所述閥桿上設置有均壓環槽;和/或,所述緩沖活塞上設置有均壓環槽。

  [0013]本發明提出的緩沖式溢流閥設置有第一節流孔、第二節流孔及第三節流孔,并形成了第一緩沖腔、第二緩沖腔及第三緩沖腔三個緩沖腔,通過三個緩沖腔的逐級緩沖作用,可以使液壓系統壓力增大的過程延緩,進而避免壓力升高過快,同時可通過改變緩沖腔的大小調節緩沖時間。另外,通過將緩沖活塞設置在閥桿上,可以使閥的體積更小,結構更緊湊;閥桿的導向作用,可以減小閥芯及緩沖活塞移動過程中偏心卡滯造成的異常磨損。因此,與現有技術相比,本發明提出的緩沖式溢流閥在實現緩沖功能的前提下,進一步增強了壓力瞬間上升及持續上升時的緩沖效果,減小閥芯及緩沖活塞的磨損,提高了緩沖式溢流閥的壽命。

  【附圖說明】

  [0014]構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解,本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明,并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:

  [0015]圖1為本發明具體實施例提供的緩沖式溢流閥的結構示意圖;

  [0016]圖2為本發明具體實施例提供的閥芯的結構示意圖;

  [0017]圖3為本發明具體實施例提供的閥本體的結構示意圖;

  [0018]圖4為本發明具體實施例提供的調節套的結構示意圖;

  [0019]圖5為本發明具體實施例提供的緩沖活塞的結構示意圖。

  [0020]附圖標記說明:

  [0021]I一閥座2—閥本體3—閥芯4一復位彈黃5—調節套

  [0022]6—緩沖活塞7—調節桿8—第一鎖緊螺母9一第二鎖緊螺母

  [0023]10一第一油口 20一第二油口 21 一第二緩沖腔22一第三緩沖腔

  [0024]23—導向圓環24—過流通孔31—閥桿32—閥頭

  [0025]33—第一節流孔34—第一緩沖腔35—第二節流孔36—節流堵

  [0026]61 一第三節流孔

  【具體實施方式】

  [0027]需要說明的是,在不沖突的情況下,本發明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面結合附圖1至5對本發明的具體實施例進行詳細說明。

  [0028]如圖1所示,本發明具體實施例提出的緩沖式溢流閥包括閥座1、閥體、閥芯3、緩沖活塞6及復位彈簧4;閥體包括閥本體2及調節套5,閥座I上設置有第一油口 10,閥本體2上設置有第二油口 20,閥本體2的一端與閥座I固定連接,其另一端與調節套5通過螺紋連接,閥本體2與調節套5內部形成閥腔,閥芯3和復位彈簧4設置在閥腔內;如圖3所示,閥本體2上設置有內凸的導向圓環23,導向圓環23上設置有多個軸向延伸的過流通孔24。

  [0029]如圖2所示,閥芯3包括閥頭32和閥桿31,閥頭32位于閥桿31的左端;閥頭32的外周壁與閥本體2滑動連接,閥頭32端部設置有錐形密封面,用于封堵第一油口 10;復位彈簧4設置在調節套5內,閥桿31穿過閥本體2上的導向圓環23,且閥桿31與導向圓環23之間徑向設置有預定的間隙,閥桿31的右端通過彈簧座頂抵在復位彈簧4的左端上,復位彈簧4的作用力驅使閥芯3朝向第一油口 10運動;在閥芯3上按順序設置有第一節流孔33、第一緩沖腔34及第二節流孔35,且第一節流孔33位于閥頭32上,第二節流孔35位于閥桿31的右端。

  [0030]如圖1所示,緩沖活塞6可滑動地套設在閥桿31上,且緩沖活塞6的外周壁閥本體2內壁可滑動的連接,緩沖活塞6將閥腔分割為第二緩沖腔21和第三緩沖腔22,且在緩沖活塞6上設置有第三節流孔61;在緩沖式溢流閥上,第一節流孔33連接第一油口 10和第一緩沖腔34,第二節流孔35連接第一緩沖腔34與第二緩沖腔21,第三節流孔61連接第二緩沖腔21與第三緩沖腔22,且第三節流孔61的直徑小于第一節流孔33和第二節流孔35。

  [0031 ]應用時,第一油口 10連接高壓油路,第二油口 20連接低壓油路;該緩沖式溢流閥的工作原理是:隨著高壓油路的壓力升高,閥芯3左端受到的作用力大于右端的阻力時,閥芯3向右移動,第一油口 10與第二油口 20連通,進而對高壓油路進行泄壓,高壓油路的壓力減緩增大趨勢,與此同時,部分液壓油克服第一節流孔33的阻尼進入到第一緩沖腔34,第一緩沖腔34可以容納部分液壓油,進一步延緩壓力增大的趨勢;隨著壓力繼續升高,液壓油克服第二節流孔35的阻尼進入到第二緩沖腔21,第二緩沖腔21可以容納一定量的液壓油,同樣也可以延緩高壓油路壓力增大的趨勢,在液壓油的作用下,緩沖活塞6向左移動,使得第二緩沖腔21體積增大,進而可以容納更多的液壓油,進一步延緩壓力的增大趨勢;隨著高壓油路的壓力逐步增加及第二緩沖腔21的壓力逐步增大,當閥芯3右端的受力大于左端受力時,閥芯3向左移動,驅使閥頭32封堵在第一油口 10處,最終高壓油路的壓力從較低的狀態逐步增加到較高的狀態,閥芯3在開啟及關閉過程中,移動緩慢,緩沖活塞6在移動過程中緩慢,減小因快速沖擊產生的閥芯3及緩沖活塞6偏移,減小緩沖活塞6的磨損。

  [0032]當第二油口20連接高壓油路、第一油口 10連接低壓油路時,隨著壓力增大,液壓油依次經過流通孔24、閥桿31與導向圓形之間的間隙,進入到第三緩沖腔22,在液壓油的驅使下,緩沖活塞6向右移動;隨著壓力繼續增大,液壓油克服第三節流孔61的阻尼,進入到第二緩沖腔21,由于第三節流孔61的作用,第三緩沖腔22內的壓力增長緩慢,使緩沖活塞6緩慢向右移動,減小緩沖活塞6的磨損。隨著壓力繼續增大,液壓油經第二節流孔35進入第一緩沖腔34,并最終經過第一節流孔33流動至第一油口 10。

  [0033]根據上述工作原理可以理解,在壓力突然增大時,第一緩沖腔34、第二緩沖腔21及第三緩沖腔22通過容納部分液壓油,從而減緩高壓油路壓力的升高,同時,閥芯3在壓力增大過程中,適時對高壓油路進行一定程度的泄壓,使得壓力的增大更為減緩。

  [0034]通過設置導向圓環23可以保證閥芯3的沿軸向運動,并且在閥桿31與導向圓環23之間設置預定間隙,可以減少閥桿31與導向圓環23的直接接觸,減輕磨損。

  [0035]在優選的實施例中,閥本體2與調節套5通過螺紋連接,旋轉調節套5,可以驅使調節套5相對閥本體2沿軸向移動,進而調節限位活塞的行程;為了鎖定閥本體2與調節套5的相對位置,閥本體2與調節套5之間設置有第一鎖緊螺母8。

  [0036]在優選的實施例中,調節套5上設有調節桿7,調節桿7與調節套5通過螺紋連接,且調節桿7的內端位于調節套5內,其外端延伸至調節套5外部;復位彈簧4遠離閥芯3的一端頂抵在彈簧座上,彈簧座的另外一端緊靠在調節桿7的內端上,調節桿7的外端上設置有第二鎖緊螺母9。旋轉調節桿7,調節桿7相對調節套5做軸向移動,進而調節復位彈簧4的預壓縮量;第二鎖緊螺母9用于鎖定調節桿7與調節套5的相對位置。

  [0037]在優選的實施例中,閥桿31和緩沖活塞6的外周壁上設置有均壓環槽,均壓環槽可以使滑動接觸面之間嵌入更多的液壓油,從而減輕摩擦。

  [0038]在其它實施例中,閥芯3上設置有節流堵36,第二節流孔35設置于節流堵36上。通過節流堵36,可以方便第二節流孔35的設置。

  [0039]另外,本發明具體實施例還提出一種液壓系統,包括壓力油源、液壓馬達及上述緩沖式溢流閥,壓力油源與液壓馬達的進油口、緩沖式溢流閥的第一油口 10連接,液壓馬達的回油口與緩沖式溢流閥的第二油口 20連接。

  [0040]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已,并不用以限制本發明,凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。

  【主權項】

  1.一種緩沖式溢流閥,其特征在于,包括閥座(I)、閥體、閥芯(3)、緩沖活塞(6)及復位彈簧(4),所述閥座(I)上設置有第一油口(10),所述閥體上設置有第二油口(20)和閥腔,所述閥體和閥座(I)固定連接,所述閥芯(3)和復位彈簧(4)均設置在閥腔內,所述閥芯(3)包括閥頭(32)和閥桿(31),所述閥桿(31)的一端與閥頭(32)連接,其另一端與復位彈簧(4)連接,所述閥頭(32)與閥腔的內壁滑動連接;所述閥芯(3)上設置有第一節流孔(33)、第二節流孔(35)及第一緩沖腔(34),第一節流孔(33)和第二節流孔(35)分別位于閥芯(3)的兩端,第一緩沖腔(34)將第一節流孔(33)和第二節流孔(35)連通;所述緩沖活塞(6)可滑動地套設在閥桿(31)上,且緩沖活塞(6)的外周壁與閥腔的內壁可滑動的連接,所述緩沖活塞(6)將閥腔分割為第二緩沖腔(21)和第三緩沖腔(22),且所述緩沖活塞(6)上設置有第三節流孔(61);所述第一節流孔(33)連接第一油口(10)和第一緩沖腔(34),所述第二節流孔(35)連接第一緩沖腔(34)與第二緩沖腔(21),所述第三節流孔(61)連接第二緩沖腔(21)與第三緩沖腔(22)。2.根據權利要求1所述的緩沖式溢流閥,其特征在于,所述閥體包括閥本體(2)及調節套(5),所述閥本體(2)的一端與閥座(I)連接,其另一端與調節套(5)通過螺紋連接;所述復位彈簧(4)設置于調節套(5)內。3.根據權利要求2所述的緩沖式溢流閥,其特征在于,所述調節套(5)上設有調節桿(7),所述調節桿(7)與調節套(5)通過螺紋連接,且調節桿(7)的內端位于調節套(5)內,其外端延伸至調節套(5)外部;所述復位彈簧(4)遠離閥芯(3)的一端通過彈簧座頂抵在調節桿(7)的內端上。4.根據權利要求3所述的緩沖式溢流閥,其特征在于,所述第三節流孔(61)的直徑小于第一節流孔(33)和第二節流孔(35)的直徑。5.根據權利要求4所述的緩沖式溢流閥,其特征在于,所述閥芯(3)上設置有節流堵(36),所述第二節流孔(35)設置于所述節流堵(36)上。6.根據權利要求1所述的緩沖式溢流閥,其特征在于,所述閥腔內設置有內凸的導向圓環(23),所述閥桿(31)可滑動地穿過導向圓環(23),所述第三緩沖腔(22)位于導向圓環(23)和緩沖活塞(6)之間。7.根據權利要求6所述的緩沖式溢流閥,其特征在于,所述導向圓環(23)上設置有多個沿軸向布置的過流通孔(24),多個所述過流通孔(24)圍繞閥桿(31)圓周均勻布置。8.根據權利要求6所述的緩沖式溢流閥,其特征在于,所述導向圓環(23)與閥桿(31)徑向之間設置有預定的間隙。9.根據權利要求1至8任意一項所述的緩沖式溢流閥,其特征在于,所述閥桿(31)上設置有均壓環槽;和/或,所述緩沖活塞(6)上設置有均壓環槽。

  【文檔編號】F16K17/30GK105909584SQ201610118759

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年3月2日

  【發明人】孫強, 楊時運, 袁瑞康

  【申請人】杭州力龍液壓有限公司

  一種防止擺動閥的制作方法

  【專利摘要】本發明提供了一種防止擺動閥,包括閥塊,第一安裝腔;第二安裝腔;第一防擺閥F1和第二防擺閥F2,第一防擺閥F1和第二防擺閥F2為相同的液壓閥,第一防擺閥F1包括閥體,下閥芯和上閥芯,下閥芯上包括位于下閥芯下端部的阻尼單元、滑閥芯腔和下閥芯彈簧,位于滑閥芯腔的滑閥芯,滑閥芯上開設有開關閥S;閥體下端設有閥芯腔,閥座腔,環形槽油道,閥體上還包括與閥芯腔相通的第二輔助油道、一端與環形槽油道相連另一端打通閥體端面的泄油油道,且泄油油道與第二輔助油道相通;上閥芯包括上閥芯油道,上閥芯彈簧,第二阻尼孔C。本發明提供的防止擺動閥,改進了閥體結構,使閥體零件數量相對較少,結構相對簡單,加工更為容易。

  【專利說明】

  一種防止擺動閥

  技術領域

  [0001 ]本發明涉及工程機械領域,更具體而言,涉及一種防止擺動閥。

  【背景技術】

  [0002]目前,挖掘機上液壓回轉馬達在制動的過程中,由于慣性帶來的壓力沖擊及壓力波動會導致液壓馬達瞬間正、反交替動作,這種瞬間正、反交替旋轉會導致液壓系統波動,從而大大降低了挖掘機回轉的操縱性能,甚至可能會損壞系統的其它液壓部件,造成挖掘機整機壽命縮短。

  [0003]現有技術中,普遍采用回轉馬達上設置防止擺動閥來消除、吸收液壓馬達工作油口的壓力沖擊,確保挖掘機整機回轉達到平穩停車的效果。但是,現有的防止擺動閥零件數量較多、必須包含防止逆反機構或者單向閥結構,整體結構復雜,加工難度大。

  [0004]因此,提供一種防止擺動閥,改進閥體結構,使閥體零件數量相對較少,結構相對簡單,加工更為容易,是本發明所要解決的問題。

  【發明內容】

  [0005]本發明所要解決的技術問題在于,提供一種防止擺動閥,改進閥體結構,使閥體零件數量相對較少,結構相對簡單,加工更為容易。

  [0006]有鑒于此,本發明提供了一種防止擺動閥,包括閥塊I,所述閥塊I包括第一側油口A;第二側油口B;與所述第一側油口A連接的第一連接油道Al;與所述第二側油口B連接的第二連接油道BI;與所述第一連接油道Al連接的第一安裝腔11;與所述第二連接油道BI連接的第二安裝腔12;分別安裝于所述第一安裝腔11和所述第二安裝腔12里的第一防擺閥Fl和第二防擺閥F2,所述第一防擺閥Fl和所述第二防擺閥F2為相同的液壓閥,所述第一防擺閥Fl包括閥體2,位于所述閥體2下端的下閥芯31和位于所述閥體2上端的上閥芯32,所述下閥芯31上包括位于所述下閥芯31下端部的阻尼單元310、滑閥芯腔30和下閥芯彈簧33,位于所述滑閥芯腔30的滑閥芯34,所述滑閥芯34上開設有開關閥S,與所述開關閥S對應的閥孔37;所述閥體2下端設有閥芯腔21,與所述閥芯腔21相連的閥座腔22,與所述閥座腔22相連的環形槽油道221,所述閥體2上還包括與所述閥芯腔21相通的第二輔助油道24、一端與所述環形槽油道221相連另一端打通所述閥體2端面的泄油油道222,且所述泄油油道222與所述第二輔助油道24相通;所述上閥芯32包括上閥芯油道323,上閥芯彈簧35,一端與所述上閥芯油道323相通另一端延伸至所述上閥芯32端面的第二阻尼孔C;在所述第一側油口 A與所述第二安裝腔12之間還開設有第一泄壓油道A2;在所述第二側油口 B與所述第一安裝腔11之間還開設有第二泄壓油道B2;在所述閥體2靠近所述下閥芯31的端部設置有螺堵4。

  [0007]優選地,所述開關閥S包括開關閥油道342和第三輔助油道341,所述第三輔助油道341—端與所述開關閥油道342連接,另一端打通所述滑閥芯34的底端,所述開關閥油道342與所述閥孔37對應。

  [0008]優選地,所述開關閥油道342還包括位于所述滑閥芯34上的環形儲油端部。

  [0009]優選地,所述阻尼單元310包括位于所述下閥芯31下端部的第一輔助油道315,與所述第一輔助油道315連接的第一阻尼孔316。

  [0010]優選地,所述滑閥芯34上還包括第一環形儲油槽N。

  [0011 ]優選地,所述上閥芯32上包括第二環形儲油槽P。

  [0012]優選地,所述下閥芯彈簧33的彈簧剛度大于所述上閥芯彈簧35的彈簧剛度。

  [0013]優選地,所述第一防擺閥Fl還包括套裝在所述閥體2外部、一端與所述閥體2的一個端面抵接一端與所述第一油道Al內部的截面抵接的橡膠密封墊6。

  [0014]優選地,所述第一安裝腔11還包括第二環形油槽111。

  [0015]優選地,所述閥體2上還包括閥體外螺紋20,所述閥塊I上還包括內螺紋10,所述閥體外螺紋20與所述內螺紋10匹配。

  [0016]本發明提供的防止擺動閥,改進了閥體結構,使閥體零件數量相對較少,結構相對簡單,加工更為容易。

  【附圖說明】

  [0017]圖1是本發明所提供防止擺動閥一實施例的結構示意圖;

  [0018]圖2是圖1中所示本發明所提供防止擺動閥閥塊一實施例的結構示意圖;

  [0019]圖3是圖1中所示本發明所提供防止擺動閥一實施例的結構示意圖;

  [0020]圖4是圖1中所示本發明所提供防止擺動閥閥體一實施例的結構示意圖;

  [0021]圖5是圖1中所示本發明所提供防止擺動閥閥芯組件一實施例的結構示意圖;

  [0022]圖6是圖1中所示本發明所提供防止擺動閥下閥芯一實施例的結構示意圖;

  [0023]圖7是圖1中所示本發明所提供防止擺動閥上閥芯一實施例的結構示意圖;

  [0024]圖8是圖1中所示本發明所提供防止擺動閥滑閥芯一實施例的結構示意圖。

  [0025]其中,圖1至8中附圖標記與部件名稱之間的對應關系為:

  [0026]I閥塊;10內螺紋;11第一安裝腔;111第二環形油槽;12第二安裝腔;2閥體;20閥體外螺紋;21閥芯腔;211限位平面;22閥座腔;221環形槽油道;222泄油通道;23閥座下腔;24第二輔助油道;3閥芯組件;30滑閥芯腔;31下閥芯;311下閥座;312下閥桿;313下閥桿凹腔;314下閥芯油道;315第一輔助油道;316第一阻尼孔;32上閥芯;321上閥座;322上閥桿;323上閥芯油道;324上閥桿腔;325環形導座;33下閥芯彈簧;34滑閥芯;341第三輔助油道;342開關閥油道;343環形油道;35上閥芯彈簧;36墊片;37閥孔;4螺堵;5密封圈;6橡膠密封墊。

  【具體實施方式】

  [0027]下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。需要說明的是,在不沖突的情況下,本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

  [0028]在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明,但是,本發明還可以采用不同于在此描述的其他方式來實施,因此,本發明的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。

  [0029]本發明提供了一種防止擺動閥,包括閥塊I,所述閥塊I包括第一側油口A;第二側油口B;與所述第一側油口A連接的第一連接油道Al;與所述第二側油口B連接的第二連接油道BI;與所述第一連接油道Al連接的第一安裝腔11;與所述第二連接油道BI連接的第二安裝腔12;分別安裝于所述第一安裝腔11和所述第二安裝腔12里的第一防擺閥Fl和第二防擺閥F2,所述第一防擺閥Fl和所述第二防擺閥F2為相同的液壓閥,所述第一防擺閥Fl包括閥體2,位于所述閥體2下端的下閥芯31和位于所述閥體2上端的上閥芯32,所述下閥芯31上包括位于所述下閥芯31下端部的阻尼單元310;滑閥芯腔30和下閥芯彈簧33,位于所述滑閥芯腔30的滑閥芯34,所述滑閥芯34上開設有開關閥S,與所述開關閥S對應的閥孔37;所述閥體2下端設有閥芯腔21,與所述閥芯腔21相連的閥座腔22,與所述閥座腔22相連的環形槽油道221,所述閥體2上還包括與所述閥芯腔21相通的第二輔助油道24; —端與所述環形槽油道221相連另一端打通所述閥體2端面的泄油油道222,且所述泄油油道222與所述第二輔助油道24相通;所述上閥芯32包括上閥芯油道323,上閥芯彈簧35,一端與所述上閥芯油道323相通另一端延伸至所述上閥芯32端面的第二阻尼孔C;在所述第一側油口 A與所述第二安裝腔12之間還開設有第一泄壓油道A2;在所述第二側油口 B與所述第一安裝腔11之間還開設有第二泄壓油道B2;在所述閥體2靠近所述下閥芯31的端部設置有螺堵4。

  [0030]該事實例所提供的防止擺動閥的工作原理為:

  [0031]假設第一側油口A和第二側油口B為液壓馬達的工作油口,第一側油口A為出油口,第二側油口 B為進油口:

  [0032]正常工作時,B 口壓力油沿第二連接油道B1、上閥芯油道323、下閥芯油道314進入液壓室G,克服上閥芯彈簧35和下閥芯彈簧33推動下閥芯31向下移,上閥芯32也隨下閥芯31的移動向下移,上閥芯32與下閥芯31貼合,保證第一側油口 A與第二側油口 B不相通;B 口壓力油沿第二泄壓油道B2、泄油通道222、第二輔助油道24進入下閥芯31下腔,通過阻尼單元310進入下閥芯31上腔,克服上閥芯彈簧35和下閥芯彈簧33推動下閥芯31向下移,上閥芯32也隨下閥芯31的移動向下移,上閥芯32與下閥芯31貼合,保證第一側油口 A與第二側油口 B不相通,液壓馬達可正常使用。

  [0033]當突然切斷第一側油口A、第二側油口 B工作油時,液壓馬達將停止運轉,但液壓馬達由于慣性會繼續運轉,此時液壓馬達變為栗原理工作,相應地第一側油口 A變為壓力油口,此時第一側油口A的壓力沖擊很大,此時第一側油口A壓力大于第二側油口B壓力,為使閥芯具有正常的衰減速度,增加了能夠根據第一、二側油口A、B壓力變化的選擇機構,即在滑閥芯34上開設開關閥S,第一側油口 A壓力油沿第一連接油道Al、上閥芯油道323、下閥芯油道314進入液壓室G,滑閥芯34移至最左位,這樣將下閥芯31的上下腔溝通,下閥芯31上第一阻尼孔316不起作用,克服上閥芯彈簧35和下閥芯彈簧33推動下閥芯31向下移,上閥芯32也隨下閥芯31的移動向下移,下閥芯31的移動可以吸收一部分壓力沖擊,在第一側油口 A壓力下降的過程中,下閥芯31的后退速度大于上閥芯32的后退速度,下閥芯31與上閥芯32脫開,將第一側油口A油液泄到第二側油口B,起到抑制挖掘機上車機構反轉作用;當第二側油口 B壓力大于第一側油口 A壓力時,第二側油口 B壓力油沿第二泄壓油道B2、泄油通道222、第二輔助油道24進入下閥芯31下腔,通過阻尼單元310進入下閥芯31上腔,滑閥芯34由于壓差作用,推至最右位,下閥芯31的上下腔關閉,下閥芯31上阻尼單元310起作用,同時下閥芯31朝右移動。在第二側油口B壓力下降的過程中,由于下閥芯31上阻尼單元310的作用,下閥芯31的后退速度低于上閥芯32的后退速度,下閥芯31與上閥芯32—直貼合,油液無法從第二側油口B泄到第一側油口A;通過以上作用,快速有效消除第一側油口 A的壓力波動,使第一側油口 A的壓力平穩下降直到液壓馬達完全停止。

  [0034]該事實例所提供的技術方案,通過在下閥芯設置開關閥、在下閥芯與上閥芯上都設置阻尼孔,當第二側油口壓力大于第一側油口壓力時,通過閥芯上的阻尼孔,降低了閥芯后移的衰減速度,使閥芯與閥座關閉;當第一側油口壓力大于第二側油口壓力時,利用在滑閥芯上開設的開關閥,達到平穩衰減的目的,改變了現有技術中必須設置防止逆反機構或者單向閥的現狀,簡化了閥體結構,使閥體零件數量相對較少,結構相對簡單,加工更為容易O

  [0035]上述技術方案中,作為一種優選的實施例,所述開關閥S包括開關閥油道342和第三輔助油道341,所述第三輔助油道341—端與所述開關閥油道342連接,另一端打通所述滑閥芯34的底端,所述開關閥油道342與所述閥孔37對應。

  [0036]該事實例所提供的技術方案,通過在下閥芯上開設有孔和油道形成開關閥,改變了現有技術中必須設置防止逆反機構或者單向閥的現狀,簡化了閥體結構,使閥體零件數量相對較少,結構相對簡單,加工更為容易。

  [0037]上述技術方案中,作為一種優選的實施例,所述開關閥油道342還包括位于所述滑閥芯34上的環形儲油端部。

  [0038]上述技術方案中,作為一種優選的實施例,所述阻尼單元310包括位于所述下閥芯31下端部的第一輔助油道315,與所述第一輔助油道315連接的第一阻尼孔316。

  [0039]上述技術方案中,作為一種優選的實施例,所述滑閥芯34上還包括第一環形儲油槽N 0

  [0040]上述技術方案中,作為一種優選的實施例,所述上閥芯32上包括第二環形儲油槽P。

  [0041]上述技術方案中,作為一種優選的實施例,所述下閥芯彈簧33的彈簧剛度大于所述上閥芯彈簧35的彈簧剛度。

  [0042]上述技術方案中,作為一種優選的實施例,所述第一防擺閥Fl還包括套裝在所述閥體2外部、一端與所述閥體2的一個端面抵接一端與所述第一油道Al內部的截面抵接的橡膠密封墊6。

  [0043]在第一油道Al與閥體之間套裝橡膠密封墊可以防止第一油道Al里的油從閥體的外部與油道之間的間隙泄漏出去,進一步提高本發明所提供的防止擺動閥的密封性能。

  [0044]上述技術方案中,作為一種優選的實施例,所述第一安裝腔11還包括第二環形油槽111。

  [0045]上述技術方案中,作為一種優選的實施例,所述閥體2上還包括閥體外螺紋20,所述閥塊I上還包括內螺紋10,所述閥體外螺紋20與所述內螺紋10匹配。

  [0046]本發明提供的防止擺動閥,改進了閥體結構,使閥體零件數量相對較少,結構相對簡單,加工更為容易。

  [0047]以上所述僅為本發明的優選實施例而已,并不用于限制本發明,對于本領域的技術人員來說,本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改;等同替換;改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。

  【主權項】

  1.一種防止擺動閥,包括閥塊(I),所述閥塊(I)包括第一側油口 A;第二側油口 B;與所述第一側油口 A連接的第一連接油道Al;與所述第二側油口 B連接的第二連接油道BI;與所述第一連接油道Al連接的第一安裝腔(11);與所述第二連接油道BI連接的第二安裝腔(12);分別安裝于所述第一安裝腔(11)和所述第二安裝腔(12)里的第一防擺閥Fl和第二防擺閥F2,所述第一防擺閥Fl和所述第二防擺閥F2為相同的液壓閥,所述第一防擺閥Fl包括閥體(2),位于所述閥體(2)下端的下閥芯(31)和位于所述閥體(2)上端的上閥芯(32),其特征在于: 所述下閥芯(31)上包括位于所述下閥芯(31)下端部的阻尼單元(310)、滑閥芯腔(30)和下閥芯彈簧(33),位于所述滑閥芯腔(30)的滑閥芯(34),所述滑閥芯(34)上開設有開關閥S,與所述開關閥S對應的閥孔(37); 所述閥體(2)下端設有閥芯腔(21),與所述閥芯腔(21)相連的閥座腔(22),與所述閥座腔(22)相連的環形槽油道(221),所述閥體(2)上還包括與所述閥芯腔(21)相通的第二輔助油道(24)、一端與所述環形槽油道(221)相連另一端打通所述閥體(2)端面的泄油油道(222),且所述泄油油道(222)與所述第二輔助油道(24)相通; 所述上閥芯(32)包括上閥芯油道(323),上閥芯彈簧(35),一端與所述上閥芯油道(323)相通另一端延伸至所述上閥芯(32)端面的第二阻尼孔C; 在所述第一側油口 A與所述第二安裝腔(12)之間還開設有第一泄壓油道A2;在所述第二側油口 B與所述第一安裝腔(11)之間還開設有第二泄壓油道B2;在所述閥體(2)靠近所述下閥芯(31)的端部設置有螺堵(4)。2.根據權利要求1所述的防止擺動閥,其特征在于,所述開關閥S包括開關閥油道(342)和第三輔助油道(341),所述第三輔助油道(341)—端與所述開關閥油道(342)連接,另一端打通所述滑閥芯(34)的底端,所述開關閥油道(342)與所述閥孔(37)對應。3.根據權利要求2所述的防止擺動閥,其特征在于,所述開關閥油道(342)還包括位于所述滑閥芯(34)上的環形儲油端部。4.根據權利要求1所述的防止擺動閥,其特征在于,所述阻尼單元(310)包括位于所述下閥芯(31)下端部的第一輔助油道(315),與所述第一輔助油道(315)連接的第一阻尼孔(316)05.根據權利要求1所述的防止擺動閥,其特征在于,所述滑閥芯(34)上還包括第一環形儲油槽N。6.根據權利要求1所述的防止擺動閥,其特征在于,所述上閥芯(32)上包括第二環形儲油槽P。7.根據權利要求1所述的防止擺動閥,其特征在于,所述下閥芯彈簧(33)的彈簧剛度大于所述上閥芯彈簧(35)的彈簧剛度。8.根據權利要求1所述的防止擺動閥,其特征在于,所述第一防擺閥Fl還包括套裝在所述閥體(2)外部、一端與所述閥體(2)的一個端面抵接一端與所述第一油道Al內部的截面抵接的橡膠密封墊(6)。9.根據權利要求1所述的的防止擺動閥,其特征在于,所述第一安裝腔(11)還包括第二環形油槽(111)。10.根據權利要求1所述的的防止擺動閥,其特征在于,所述閥體(2)上還包括閥體外螺 紋(20),所述閥塊(I)上還包括內螺紋(10),所述閥體外螺紋(20)與所述內螺紋(10)匹配。

  【文檔編號】F16K27/00GK105909585SQ201610119441

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年3月3日

  【發明人】葉清, 杜旭明, 牛壯

  【申請人】杭州力龍液壓有限公司

  一種可調式分流閥的制作方法

  【專利摘要】本發明提供了一種可調式分流閥,包括閥套,閥芯同軸設于閥套內,閥芯、閥套的中間和兩端相對應的位置均設有過流孔;閥芯兩端內部分別設有節流口固定的節流螺釘和能夠調節過流面積的錐閥芯;閥芯兩端外側設有相同的復位彈簧,在初始位置時,閥芯處于對中位置;兩個復位彈簧外側分別設有螺堵和彈簧座。錐閥芯處設有面積可調的節流口A,節流螺釘處設有固定節流口B,閥芯兩端的過流孔處分別設有節流口C、D,根據不同的操作需求或實際工況,通過旋入或旋出錐閥芯調整節流口A的面積,實現節流口C、D不同的流量分配比。本發明結構緊湊,占用空間小,便于安裝和維護;裝置通用性極強,適用于不同的工況和需求。

  【專利說明】

  一種可調式分流閥

  技術領域

  [0001]本發明涉及一種可調式分流閥,適用于液壓多路閥或調平閥上,屬于液壓插裝閥類產品技術領域。

  【背景技術】

  [0002]對于裝載類工程機械而言,在動臂提升或鏟運的過程中,為了避免物料的傾灑或者流出,滑移裝載機液壓系統一般都帶有液壓調平功能。整個調平的過程是動臂大腔進油,小腔的液壓油通過調平閥,一部分回油箱,一部分到達鏟斗油缸的大腔,讓動臂和鏟斗共同復合動作,實現調平功能。復合動作的協調性及準確性主要取決于調平閥對流量的比例分配。

  [0003]調平閥的流量分配在出廠時一般都是按照1:1或者一定的比例調定好,在實際使用過程中,用戶不能根據自己的需求對流量分配比進行調整。這不僅大大地降低了通用性,還在無形中增加了用戶的經濟負擔。

  【發明內容】

  [0004]本發明要解決的技術問題是如何使調平閥的流量分配比可以根據不同工況和需求進行調整。

  [0005]為了解決上述技術問題,本發明的技術方案是提供一種可調式分流閥,其特征在于:包括閥套,閥芯同軸設于閥套內,閥芯、閥套的中間和兩端相對應的位置均設有過流孔;閥芯兩端內部分別設有節流口固定的節流螺釘和能夠調節過流面積的錐閥芯;閥芯兩端外側設有相同的復位彈簧,在初始位置時,閥芯處于對中位置;兩個復位彈簧外側分別設有螺堵和彈簧座。

  [0006]優選地,所述閥芯、閥套中間和兩端的過流孔位置對稱、大小相同。

  [0007]優選地,所述閥套外圓上設有用于安裝O形圈和擋圈的矩形槽;所述閥套一端設有內螺紋,另一端在內部設有用于安裝強力截面擋圈的環形槽。

  [0008]優選地,所述閥芯表面設有矩形槽,內部設有環形槽和通孔,并且通孔上設有用于安裝所述節流螺釘的螺紋;所述閥芯的一端設有內螺紋;所述閥芯端部的圓柱面上設有過流小孔。

  [0009]優選地,所述錐閥芯的一端設有頂端被銑平的錐面;所述錐閥芯的另一端表面設有外螺紋,內部設有內六方。

  [0010]優選地,所述節流螺釘在所述閥芯內部的安裝位置固定,所述錐閥芯在所述閥芯內部的安裝位置可以調節。

  [0011]優選地,所述可調式分流閥上設有A、B、C、D四個節流口,節流口A位于所述錐閥芯處,節流口 B位于所述節流螺釘處,節流口 C、D分別位于所述閥芯兩端的過流孔處。

  [0012]優選地,所述節流口A的節流面積隨著所述錐閥芯安裝位置的變化而變化;所述節流口 B節流面積固定不變;所述節流口 C、D的節流面積隨所述閥芯左移或右移,一個變大另一個就會減小。

  [0013]優選地,所述閥套中間的過流孔連接進油口Pl,兩端的過流孔連接出油口P2、P3;從進油口 Pl進油,流經閥套中間的過流孔、閥芯中間的過流孔,然后流過節流口 A、B,再分別流向節流口 C、D,最終達到出油口 P2、P3;通過錐閥芯的旋入或旋出,實現出油口 P2、P3不同的流量分配比。

  [0014]優選地,通過內六角扳手與錐閥芯上的內六方的配合實現錐閥芯的旋入或旋出。

  [0015]相比現有技術,本發明提供的可調式分流閥具有如下有益效果:

  [0016](I)結構緊湊,占用空間小,便于安裝和維護;

  [0017](2)通過旋入或旋出錐閥芯調整節流口面積,就可以實現不同的流量分配比;

  [0018](3)通用性極強,適用于不同的工況和需求。

  【附圖說明】

  [0019]圖1為本實施例提供的可調式分流閥結構示意圖;(a)為外部結構圖;(b)為剖視圖;

  [0020]圖2為閥芯結構示意圖;(a)為外部結構主視圖;(b)為外部結構側視圖;(C)為剖視圖;

  [0021 ]圖3為閥套結構示意圖;(a)為外部結構圖;(b)為剖視圖;

  [0022]圖4為維闊芯結構不意圖;

  [0023]圖5為閥芯組件示意圖。

  【具體實施方式】

  [0024]下面結合具體實施例,進一步闡述本發明。應理解,這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解,在閱讀了本發明講授的內容之后,本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改,這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

  [0025]圖1為本實施例提供的可調式分流閥結構示意圖,所述的可調式分流閥由螺堵1、第一O形圈2、錐閥芯3、閥套4、第二O形圈5、擋圈6、節流螺釘7、閥芯8、復位彈簧9、彈簧座1、第三O形圈11、強力截面擋圈12構成。

  [0026]閥芯8同軸安裝于閥套4內,閥芯8、閥套4的中間和兩端都設有一定數量的過流孔,且位置對稱,大小相同。閥套4外圓上設有兩個矩形槽,用于安裝第二O形圈5和擋圈6;閥套4一端設有螺紋,另一端在內部加工有環形槽,用于安裝強力截面擋圈12。閥芯8表面設有矩形槽,內部有環形槽和通孔,并且設有螺紋。

  [0027]錐閥芯3的一端是錐面,另一端設有內六角和螺紋;節流螺釘7和錐閥芯3安裝于閥芯8內部,錐閥芯3的安裝位置可以調節。閥芯8兩端安裝相同的復位彈簧9,在初始位置時閥芯8處于對中位置。

  [0028]圖2為閥芯結構示意圖,在閥芯8中間加工四個過流孔8-1,閥芯兩端各加工六個過流孔8-2,以上結構對稱分布。閥芯8表面設有矩形槽8-4,閥芯8內部設有環形槽和通孔,并且通孔上設有螺紋8-5,用于安裝節流螺釘7。閥芯8的其中一端設有內螺紋8-3,并且在閥芯一端的圓柱面上加工有四個過流小孔8-6。

  [0029]圖3為閥套結構示意圖,閥套4中間加工四個過流孔4-2,兩端各加工六個過流孔4-

  1。閥套4外圓上設有兩個矩形槽4-4,用于安裝第二O形圈5和擋圈6。閥套4一端設有內螺紋4-3,另一端在內部加工有環形槽4-5,用于安裝強力截面擋圈12。

  [0030]圖4為錐閥芯結構示意圖,錐閥芯3的一端設有錐面3-2,錐面3-2的頂端被銑平3-3;錐閥芯3的另一端表面設有外螺紋,內部設有內六方3-1。錐閥芯3安裝于閥芯8內部,其外螺紋與閥芯8的內螺紋8-3連接。

  [0031]圖5為安裝了錐閥芯、節流螺釘的閥芯組件結構示意圖,閥芯8結構對稱,閥芯8的一端安裝了節流口固定的節流螺釘7,另一端安裝了可以調節過流面積的錐閥芯3。

  [0032]閥芯8兩端外側安裝相同的復位彈簧9,靠近節流螺釘7—端的復位彈簧9的外側裝有彈簧座10,彈簧座10通過第三O形圈11與閥套4密封;靠近錐閥芯3的一端的復位彈簧9的外側裝有螺堵I,螺堵I外部設有第一O形圈2。

  [0033]螺堵I的一端設有外螺紋,與閥套4一端的內螺紋4-3連接,使螺堵I和閥套4通過螺紋連接在一起。

  [0034]可調式分流閥有四個節流口分別為A、B、C、D,節流口 A位于錐閥芯3處,節流口 B位于節流螺釘7處,節流口 C、D分別位于閥芯8兩端的六個過流孔8-2處。其中節流口 B由節流螺釘7確定,節流面積固定不變;節流口 A的節流面積隨著錐閥芯3的安裝位置變化而變化;節流口 C、D的節流面積隨閥芯8左移或右移,一個變大另一個就會減小。

  [0035]閥套4中間的過流孔接進油口Pl,兩端的過流孔分別接出油口P2和P3,則可調式分流閥通過進油口Pl進油,流經閥套4中間的過流孔4-2、閥芯中間的過流孔8-1,然后流過錐閥芯可調節流口 A、節流螺釘7上固定節流口 B,然后再分別流向可變節流口 C、D,最終達到出油口 P2和P3 ο通過內六角扳手可以將錐閥芯3旋入或旋出,就能實現出油口 P2和P3不同的流量分配比。

  [0036]本實施例提供的可調式分流閥用于多路閥或調平閥上,作為插裝閥使用。下面將裝有可調式分流閥的調平閥應用在滑移裝載機上測試。試驗步驟如下:

  [0037]第一步:將裝有可調式分流閥的調平閥安裝在試驗臺上;

  [0038]第二步:再將調平閥安裝于滑移裝載機上,動臂大腔進油,小腔的液壓油通過調平閥,一部分回油箱,一部分到達鏟斗油缸的大腔;

  [0039]第三步:通過調節錐閥芯的安裝位置,動臂大腔進油,讓動臂和鏟斗共同復合動作,實現完美的調平功能;

  [0040]通過整機試驗證明,帶有可調式分流閥的調平閥能夠有效地避免物料的傾灑或者流出,只需調整分流閥中的錐閥芯安裝位置,能適用于不同噸位的滑移裝載機。操作方便,通用性強。

  【主權項】

  1.一種可調式分流閥,其特征在于:包括閥套(4),閥芯(8)同軸設于閥套(4)內,閥芯(8)、閥套(4)的中間和兩端相對應的位置均設有過流孔;閥芯(8)兩端內部分別設有節流口固定的節流螺釘(7)和能夠調節過流面積的錐閥芯(3);閥芯(8)兩端外側設有相同的復位彈簧(9),在初始位置時,閥芯(8)處于對中位置;兩個復位彈簧(9)外側分別設有螺堵(I)和彈簧座(10)。2.如權利要求1所述的一種可調式分流閥,其特征在于:所述閥芯(8)、閥套(4)中間和兩端的過流孔位置對稱、大小相同。3.如權利要求1所述的一種可調式分流閥,其特征在于:所述閥套(4)外圓上設有用于安裝O形圈和擋圈的矩形槽;所述閥套(4) 一端設有內螺紋,另一端在內部設有用于安裝強力截面擋圈(12)的環形槽。4.如權利要求1所述的一種可調式分流閥,其特征在于:所述閥芯(8)表面設有矩形槽,內部設有環形槽和通孔,并且通孔上設有用于安裝所述節流螺釘(7)的螺紋;所述閥芯(8)的一端設有內螺紋;所述閥芯(8)端部的圓柱面上設有過流小孔。5.如權利要求1所述的一種可調式分流閥,其特征在于:所述錐閥芯(3)的一端設有頂端被銑平的錐面(3-2);所述錐閥芯(3)的另一端表面設有外螺紋,內部設有內六方(3-1)。6.如權利要求1所述的一種可調式分流閥,其特征在于:所述節流螺釘(7)在所述閥芯(8)內部的安裝位置固定,所述錐閥芯(3)在所述閥芯(8)內部的安裝位置可以調節。7.如權利要求6所述的一種可調式分流閥,其特征在于:所述可調式分流閥上設有A、B、C、D四個節流口,節流口 A位于所述錐閥芯(3)處,節流口 B位于所述節流螺釘(7)處,節流口C、D分別位于所述閥芯(8)兩端的過流孔處。8.如權利要求7所述的一種可調式分流閥,其特征在于:所述節流口A的節流面積隨著所述錐閥芯(3)安裝位置的變化而變化;所述節流口 B節流面積固定不變;所述節流口 C、D的節流面積隨所述閥芯(8)左移或右移,一個變大另一個就會減小。9.如權利要求8所述的一種可調式分流閥,其特征在于:所述閥套(4)中間的過流孔連接進油口 PI,兩端的過流孔連接出油口 P2、P3;從進油口 PI進油,流經閥套(4)中間的過流孔、閥芯(8)中間的過流孔,然后流過節流口 A、B,再分別流向節流口 C、D,最終達到出油口P2、P3;通過錐閥芯(3)的旋入或旋出,實現出油口P2、P3不同的流量分配比。10.如權利要求9所述的一種可調式分流閥,其特征在于:通過內六角扳手與錐閥芯(3)上的內六方的配合實現錐閥芯(3)的旋入或旋出。

  【文檔編號】F15B13/02GK105909586SQ201610404036

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年6月8日

  【發明人】王康戀, 余紅波, 白永剛

  【申請人】龍工(上海)精工液壓有限公司

  電液伺服閥力反饋結構的制作方法

  【專利摘要】本發明涉及一種電液伺服閥力反饋結構,包括閥芯、平頭夾緊螺釘、反饋桿套筒、球頭反饋組件、圓頭夾緊螺釘,所述閥芯的槽孔內裝有反饋桿套筒,反饋桿套筒內孔過渡配合連接球頭反饋組件,所述平頭夾緊螺釘、圓頭夾緊螺釘通過閥芯內的螺紋連接夾緊反饋桿套筒,實現球頭反饋組件與閥芯的連接,并通過調節平頭夾緊螺釘、圓頭夾緊螺釘使反饋桿套筒平移實現伺服閥零偏的調整。該結構能有效改善伺服閥力反饋結構中反饋組件的受力狀態,提高伺服閥可靠性及使用壽命,同時采用的反饋桿套筒結構、夾緊螺釘結構能降低產品裝調難度,避免恢復壓力的泄露,大大降低維修成本,改善伺服閥的生產效率及產品質量。

  【專利說明】

  電液伺服閥力反饋結構

  技術領域

  [0001]本發明涉及一種電液伺服閥,尤其是一種電液伺服閥力反饋結構。

  【背景技術】

  [0002]電液伺服閥原理如圖1所示,主要由力矩馬達、液壓放大器、滑閥組件及反饋組件組成。力矩馬達采用永磁結構,彈簧管支承著銜鐵射流管組件,并使馬達與液壓部分隔離,前置級為液壓放大器。其工作原理為:當馬達線圈輸入控制電流,在銜鐵7上生成的控制磁通與永磁磁通相互作用,于是銜鐵7上產生一個力矩,促使銜鐵7偏轉一個正比于力矩的小角度。經過噴嘴8的射流作用,經射流管9使得閥芯I一端壓力升高,另一端壓力降低,閥芯I兩端形成壓差,閥芯I運動直到反饋組件4產生的力矩與馬達力矩相平衡,使液壓放大器壓力平衡為止。此時閥芯I的位移與控制電流的大小成正比,閥芯I的輸出流量比例于控制電流。

  [0003]目前電液伺服閥的力反饋結構有兩種,第一種主要由反饋彈簧組件10、閥芯1、夾緊螺釘11組成(如圖2所示)。該結構存在如下缺點:

  (1)反饋組件采用圓柱頭,夾緊螺釘采用平頭直接夾緊。反饋桿受力如圖3(a)、圖3(b)、圖3(c)所示,閥芯位移時夾緊螺釘對反饋桿始終夾緊,反饋桿除了承受一種彈性變形外,局部還要承受扭矩,反饋桿受力為超靜定狀態,在這種情況下,反饋桿內部不僅存在有效力,在強度薄弱處(如截面變化較大粗細交接處,或者反饋簧片較細處)產生裝配應力。這種裝配應力如果超過材料的疲勞強度時,就會造成疲勞斷裂。

  [0004](2)為保證電液伺服閥的性能,夾緊螺釘在夾緊反饋桿時,必須保證左右兩側夾緊螺釘的中心軸與反饋桿軸心在一條直線上,因此裝調難度較高。

  [0005](3)—般情況下閥芯兩端的恢復壓力PC1、PC2遠大于回油壓力T,夾緊螺釘與閥芯的螺紋結構難以有效起到密封作用,泄露造成閥芯兩端壓力變化造成伺服閥壓漂、溫漂等問題,影響伺服閥穩定性。

  [0006]第二種結構主要由反饋彈簧組件、閥芯1、球頭反饋組件4組成(如圖4所示)。該結構存在如下缺點:

  (1)維修更換時,需要更換閥芯,維修成本高;

  (2)閥芯與球頭反饋組件位置已固定,不可調整,無法通過調整閥芯與反饋組件位置的方式調節伺服閥零偏。

  【發明內容】

  [0007]本發明是要提供一種電液伺服閥力反饋結構,該結構能有效改善伺服閥力反饋結構中反饋組件的受力狀態,提高伺服閥可靠性及使用壽命,同時采用的反饋桿套筒結構、夾緊螺釘結構能降低產品裝調難度,避免恢復壓力的泄露,大大降低維修成本,改善伺服閥的生產效率及產品質量。

  [0008]為實現上述目的,本發明的技術方案是:一種電液伺服閥力反饋結構,包括閥芯、平頭夾緊螺釘、反饋桿套筒、球頭反饋組件、圓頭夾緊螺釘,所述閥芯的槽孔內裝有反饋桿套筒,反饋桿套筒內孔過渡配合連接球頭反饋組件,所述平頭夾緊螺釘、圓頭夾緊螺釘通過閥芯內的螺紋連接夾緊反饋桿套筒,實現球頭反饋組件與閥芯的連接,并通過調節平頭夾緊螺釘、圓頭夾緊螺釘使反饋桿套筒平移實現伺服閥零偏的調整。

  [0009]所述平頭夾緊螺釘、圓頭夾緊螺釘與閥芯之間通過O型密封圈密封連接,用于防止閥芯兩端油液的泄露,提高伺服閥零位穩定性。

  [0010]當伺服閥工作時,所述閥芯軸向運動,所述球頭反饋組件上的球頭在反饋桿套筒內轉動和上下直動,使球頭反饋組件承受一種彈性變形,不再承受額外扭矩。

  [0011]本發明的有益效果是:

  (1)有效改善伺服閥力反饋結構中反饋組件的受力狀態,提高伺服閥可靠性及使用壽命;

  (2)防止閥芯兩端油液泄露,提高伺服閥零位穩定性;

  (3)低了產品裝調難度,大大改善了伺服閥的生產效率及產品質量。

  【附圖說明】

  [0012]圖1為電液伺服閥原理圖;

  圖2為現有的電液伺服閥的力反饋結構之一示意圖;

  圖3為現有的電液伺服閥有夾緊情況下閥芯產生位移時反饋桿變形情況示意圖,其中(a)為閥芯兩端的恢復壓力PC1、PC2遠大于回油壓力T,(b)反饋桿受力變形,(c)反饋桿受力為超靜定狀態;

  圖4為現有的電液伺服閥的力反饋結構之二示意圖;

  圖5為本發明的電液伺服閥力反饋結構示意圖。

  【具體實施方式】

  [0013]下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。

  [0014]如圖5所示,一種電液伺服閥力反饋結構,包括閥芯1、平頭夾緊螺釘2、反饋桿套筒

  3、球頭反饋組件4、圓頭夾緊螺釘5、O型密封圈6。

  [0015]閥芯I的槽孔內裝有反饋桿套筒3,反饋桿套筒3內孔過渡配合連接球頭反饋組件4,所述平頭夾緊螺釘2、圓頭夾緊螺釘5通過閥芯I內的螺紋連接夾緊反饋桿套筒3,實現球頭反饋組件4與閥芯I的連接,并通過調節平頭夾緊螺釘2、圓頭夾緊螺釘5使反饋桿套筒3平移實現伺服閥零偏的調整。平頭夾緊螺釘2、圓頭夾緊螺釘5與閥芯I之間通過O型密封圈6密封連接,用于防止閥芯兩端油液的泄露,提高伺服閥零位穩定性。本發明通過采用球頭反饋組件,固

  當伺服閥工作時,閥芯I軸向運動,球頭反饋組件4上的球頭既可以在反饋桿套筒3內轉動,也能在反饋桿套筒3上下直動,這樣球頭反饋組件4只承受一種彈性變形,不再承受額外扭矩。

  【主權項】

  1.一種電液伺服閥力反饋結構,包括閥芯(I)、平頭夾緊螺釘(2)、反饋桿套筒(3)、球頭反饋組件(4)、圓頭夾緊螺釘(5),其特征在于:所述閥芯(I)的槽孔內裝有反饋桿套筒(3),反饋桿套筒(3)內孔過渡配合連接球頭反饋組件(4),所述平頭夾緊螺釘(2)、圓頭夾緊螺釘(5)通過閥芯(I)內的螺紋連接夾緊反饋桿套筒(3),實現球頭反饋組件(4)與閥芯(I)的連接,并通過調節平頭夾緊螺釘(2)、圓頭夾緊螺釘(5)使反饋桿套筒(3)平移實現伺服閥零偏的調整。2.根據權利要求1所述的電液伺服閥力反饋結構,其特征在于:所述平頭夾緊螺釘(2)、圓頭夾緊螺釘(5)與閥芯(I)之間通過O型密封圈(6)密封連接,用于防止閥芯兩端油液的泄露,提高伺服閥零位穩定性。3.根據權利要求1或2所述的電液伺服閥力反饋結構,其特征在于:當伺服閥工作時,所述閥芯(I)軸向運動,所述球頭反饋組件(4 )上的球頭在反饋桿套筒(3 )內轉動和上下直動,使球頭反饋組件(4)承受一種彈性變形,不再承受額外扭矩。

  【文檔編號】F15B13/02GK105909587SQ201610527180

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年7月6日

  【發明人】張憲, 程雪飛, 謝作建, 田書明, 楊文廣

  【申請人】上海衡拓液壓控制技術有限公司

  卸荷閥以及油壓挖掘機的油壓驅動系統的制作方法

  【專利摘要】本發明涉及卸荷閥以及油壓挖掘機的油壓驅動系統。提供了設置于第一循環管路以及第二循環管路上的單個的卸荷閥。設置于建筑機械的油壓驅動系統中的第一循環管路以及第二循環管路上的卸荷閥具備:具有作為第一循環管路的泵側的第一泵端口、作為第一循環管路的節流部側的第一輸出端口、作為第二循環管路的泵側的第二泵端口、作為第二循環管路的節流部側的第二輸出端口、以及油箱端口的外殼;和保持于外殼的閥芯,所述閥芯在使第一泵端口與第一輸出端口連通且使第二泵端口與第二輸出端口連通的通常位置、和使第一泵端口以及第二泵端口與油箱端口連通的卸荷位置之間移動。

  【專利說明】

  卸荷閥以及油壓挖掘機的油壓驅動系統

  技術領域

  [0001]本發明涉及使用于建筑機械的油壓驅動系統的卸荷閥。又,本發明涉及使用了該卸荷閥的油壓挖掘機的油壓驅動系統。

  【背景技術】

  [0002]如油壓挖掘機或油壓起重機等建筑機械中,通過油壓驅動系統執行各種動作。例如,專利文獻I公開了使用具有第一排出口以及第二排出口的分流栗(split pump)的建筑機械的油壓驅動系統。

  [0003]上述油壓驅動系統中的分流栗是可變容量型的栗,可以通過調節器改變分流栗的傾轉角。將分流栗的排出流量以負控制方式進行控制。具體而言,在從第一排出口延伸的第一循環管路上以及從第二排出口延伸的第二循環管路上配置有多個控制閥。在第一循環管路中設置于控制閥的下游側的節流部的上游側壓力、和在第二循環管路中設置于控制閥的下游側的節流部的上游側壓力中,較低的一方的壓力導入至調節器。

  [0004]又,在專利文獻I公開的油壓驅動系統中,采用在第一循環管路上以及第二循環管路上的控制閥不工作時(在未操作向控制閥輸出先導壓的操作閥時),使從分流栗排出的工作油從節流部的上游側泄流至油箱的結構。具體而言,在第一循環管路上設置有第一卸荷閥,在第二循環管路上設置有第二卸荷閥。

  [0005]現有技術文獻:

  專利文獻:

  專利文獻1:日本特開2014-59015號公報。

  【發明內容】

  [0006]發明要解決的問題:

  然而,在如專利文獻I公開的油壓驅動系統一樣使用了兩個卸荷閥的結構中,成本會提尚O

  [0007]因此,本發明的目的是提供設置于第一循環管路以及第二循環管路的單個的卸荷閥,以及提供使用該卸荷閥的油壓挖掘機的油壓驅動系統。

  [0008]解決問題的手段:

  為了解決上述問題,本發明提供卸荷閥,所述卸荷閥是設置于建筑機械的油壓驅動系統中的第一循環管路以及第二循環管路上的卸荷閥,具備:具有作為所述第一循環管路的栗側的第一栗端口、作為所述第一循環管路的節流部側的第一輸出端口、作為所述第二循環管路的栗側的第二栗端口、作為所述第二循環管路的節流部側的第二輸出端口、以及油箱端口的外殼;和保持于所述外殼的閥芯,所述閥芯在使所述第一栗端口與所述第一輸出端口連通且使所述第二栗端口與所述第二輸出端口連通的通常位置、和使所述第一栗端口以及所述第二栗端口與所述油箱端口連通的卸荷位置之間移動。

  [0009]根據上述結構,通過單個的卸荷閥,在控制閥不工作時可以使第一循環管路以及第二循環管路的工作油從節流部的上游側泄流至油箱。

  [0010]也可以使所述閥芯移動至所述第一栗端口與所述第一輸出端口連通且所述第二栗端口與所述第二輸出端口以及所述油箱端口相隔離的切斷位置。根據該結構,在閥芯位于切斷位置時,第一循環管路處于開放的狀態而第二循環管路被切斷。因此,例如在設置有從第二循環管路中的卸荷閥的上游側部分向第一循環管路上的特定的控制閥供給工作油的補給通路的情況下,不僅能夠從第一循環管路向與該特定的控制閥連接的油壓執行器供給工作油,而且還能通過補給通路從第二循環管路向與該特定的控制閥連接的油壓執行器供給工作油。

  [0011]例如,也可以是所述外殼具有所述閥芯可滑動地嵌合的滑動室;在所述滑動室的內周面和所述閥芯之間形成有連接所述第一栗端口與所述油箱端口的第一卸荷流路;在所述閥芯中,作為內部流路形成有與所述油箱端口連通的第二卸荷流路;在所述閥芯上設置有:在所述通常位置以及所述切斷位置上關閉所述第一卸荷流路,在所述卸荷位置上打開所述第一卸荷流路的第一臺肩部;在所述通常位置以及所述切斷位置上,使所述第二栗端口與所述第二卸荷流路隔離,在所述卸荷位置上,使所述第二栗端口與所述第二卸荷流路連通的第二臺肩部;和在所述通常位置上,使所述第二栗端口與所述第二輸出端口連通,在所述切斷位置上,使所述第二栗端口與所述第二輸出端口隔離的第三臺肩部。

  [0012]又,本發明一方面提供油壓挖掘機的油壓驅動系統,具備:可變容量型的第一栗;配置于從所述第一栗延伸至油箱的第一循環管路上的多個控制閥;在所述多個控制閥的下游側設置于所述第一循環管路上的節流部;改變所述第一栗的傾轉角的第一調節器;可變容量型的第二栗;配置于從所述第二栗延伸至油箱的第二循環管路上的多個控制閥;在所述多個控制閥的下游側設置于所述第二循環管路上的節流部;改變所述第二栗的傾轉角的第二調節器;切換是否輸出所述第一栗以及所述第二栗的傾轉角達到最小的待機壓的待機用電磁閥;在作為所述第一循環管路中所述節流部的上游側壓力的第一負控制壓、和從所述待機用電磁閥輸出的所述待機壓中,將壓力較高的一方導入至所述第一調節器的第一選擇閥;在作為所述第二循環管路中所述節流部的上游側壓力的第二負控制壓、和從所述待機用電磁閥輸出的所述待機壓中,將壓力較高的一方導入至所述第二調節器的第二選擇閥;卸荷閥,所述卸荷閥是在所述節流部的上游側設置于所述第一循環管路以及所述第二循環管路的上述卸荷閥,具有用于使所述閥芯從作為中立位置的所述通常位置向所述卸荷位置移動的卸荷用先導端口;切換是否向所述卸荷用先導端口輸出先導壓的卸荷用電磁閥;和控制裝置,所述控制裝置是控制所述待機用電磁閥以及所述卸荷用電磁閥的控制裝置,在所述第一循環管路上以及所述第二循環管路上的所述多個控制閥都位于中立位置時,使所述待機用電磁閥輸出待機壓,且使所述卸荷用電磁閥輸出先導壓,在所述第一循環管路上以及所述第二循環管路上的所述多個控制閥中的至少一個不位于中立位置時,不使所述待機用電磁閥輸出待機壓,且不使所述卸荷用電磁閥輸出先導壓。

  [0013]根據上述結構,在至少一個控制閥進行工作時,卸荷閥的閥芯位于通常位置,且第一負控制壓以及第二負控制壓分別導入至第一調節器以及第二調節器。因此,能夠將第一栗以及第二栗的排出流量以常規的負控制方式進行控制。另一方面,在所有的控制閥都不工作時,卸荷閥的閥芯位于卸荷位置。因此,能夠將從第一栗以及第二栗排出的工作油從節流部的上游側泄流至油箱。此外,在所有的控制閥都不工作時,第一栗以及第二栗的傾轉角達到最小的待機壓導入至第一調節器以及第二調節器,因此能夠將第一栗以及第二栗的排出流量維持在最小限度。

  [0014]又,本發明從另一方面提供油壓挖掘機的油壓驅動系統,具備:可變容量型的第一栗;配置于從所述第一栗延伸至油箱的第一循環管路上,且包括控制對鏟斗缸的工作油的供給以及排出的鏟斗控制閥的多個控制閥;在所述多個控制閥的下游側設置于所述第一循環管路上的節流部;改變所述第一栗的傾轉角的第一調節器;可變容量型的第二栗;配置于從所述第二栗延伸至油箱的第二循環管路上的多個控制閥;在所述多個控制閥的下游側設置于所述第二循環管路上的節流部;改變所述第二栗的傾轉角的第二調節器;切換是否輸出所述第一栗以及所述第二栗的傾轉角達到最小的待機壓的待機用電磁閥;在作為所述第一循環管路中所述節流部的上游側壓力的第一負控制壓、和從所述待機用電磁閥輸出的所述待機壓中,將壓力較高的一方導入至所述第一調節器的第一選擇閥;在作為所述第二循環管路中所述節流部的上游側壓力的第二負控制壓、和從所述待機用電磁閥輸出的所述待機壓中,將壓力較高的一方導入至所述第二調節器的第二選擇閥;卸荷閥,所述卸荷閥是在所述節流部的上游側設置于所述第一循環管路以及所述第二循環管路的上述卸荷閥,具有用于使所述閥芯從作為中立位置的所述通常位置向所述卸荷位置移動的卸荷用先導端口、以及用于使所述閥芯從所述通常位置向所述切斷位置移動的切斷用先導端口;用于從所述第二循環管路中的所述卸荷閥的上游側部分向所述鏟斗控制閥供給工作油的補給通路;切換是否向所述卸荷用先導端口輸出先導壓的卸荷用電磁閥;向所述鏟斗控制閥的先導端口以及所述切斷用先導端口輸出先導壓的鏟斗操作閥;和控制裝置,所述控制裝置是控制所述待機用電磁閥以及所述卸荷用電磁閥的控制裝置,在所述第一循環管路上以及所述第二循環管路上的所述多個控制閥都位于中立位置時,使所述待機用電磁閥輸出待機壓,且使所述卸荷用電磁閥輸出先導壓,在所述第一循環管路上以及所述第二循環管路上的所述多個控制閥中的至少一個不位于中立位置時,不使所述待機用電磁閥輸出待機壓,且不使所述卸荷用電磁閥輸出先導壓?;蛘?,在該結構中,也可以采用選擇執行器、選擇控制閥以及選擇操作閥以取代鏟斗缸、鏟斗控制閥以及鏟斗操作閥。

  [0015]根據上述結構,在至少一個控制閥進行工作時,卸荷閥的閥芯位于通常位置,第一負控制壓以及第二負控制壓分別導入至第一調節器以及第二調節器。因此,能夠將第一栗以及第二栗的排出流量以常規的負控制方式進行控制。另一方面,在所有的控制閥都不工作時,卸荷閥的閥芯位于卸荷位置。因此,能夠將從第一栗以及第二栗排出的工作油從節流部的上游側泄流至油箱。此外,在所有的控制閥都不工作時,第一栗以及第二栗的傾轉角達到最小的待機壓導入至第一調節器以及第二調節器,因此能夠將第一栗以及第二栗的排出流量維持在最小限度。

  [0016]又,在操作鏟斗操作閥而鏟斗控制閥進行工作時,或者操作選擇操作閥而選擇控制閥進行工作時,卸荷閥的閥芯位于切斷位置,第一循環管路處于開放的狀態而第二循環管路被切斷。借助于此,不僅從第一循環管路向鏟斗缸或者選擇執行器供給工作油,而且還通過補給通路從第二循環管路向鏟斗缸或者選擇執行器供給工作油。因此,在鏟斗缸或者選擇執行器的驅動中,不僅利用第一栗的能量,而且還能利用第二栗的能量。

  [0017]發明效果:

  根據本發明,提供設置于第一循環管路以及第二循環管路上的單個的卸荷閥、以及使用該卸荷閥的油壓挖掘機的油壓驅動系統。

  【附圖說明】

  [0018]圖1是根據本發明的一種實施形態的卸荷閥的剖視圖,示出閥芯位于通常位置的狀態;

  圖2是所述卸荷閥的剖視圖,示出閥芯位于卸荷位置的狀態;

  圖3是所述卸荷閥的剖視圖,示出閥芯位于切斷位置的狀態;

  圖4是使用了所述卸荷閥的油壓挖掘機的油壓驅動系統的概略結構圖;

  圖5是變形例的卸荷閥的剖視圖,示出閥芯位于通常位置的狀態;

  圖6是變形例的卸荷閥的剖視圖,示出閥芯位于卸荷位置的狀態;

  圖7是作為使閥芯移動至切斷位置的單元使用了選擇操作閥而不使用鏟斗操作閥的、油壓挖掘機的油壓驅動系統的概略結構圖;

  符號說明:

  10油壓驅動系統;

  12第一栗;

  13第一調節器;

  14第二栗;

  15第二調節器;

  17控制裝置;

  21第一循環管路;

  22節流部;

  27第一選擇閥;

  31第二循環管路;

  32節流部;

  37第二選擇閥;

  41?46、48控制閥;

  47、49 操作閥;

  56卸荷用電磁閥;

  61第一卸荷流路;

  62第二卸荷流路;

  63補給通路;

  67待機用電磁閥;

  7卸荷閥;

  71卸荷用先導端口;

  72切斷用先導端口;

  8外殼;

  80滑動室;

  81第一栗端口;

  82第一輸出端口; 84第一油箱端口;

  85第二栗端口;

  86第二輸出端口;

  88第二油箱端口;

  9閥芯;

  91第一臺肩部;

  92第二臺肩部;

  93第三臺肩部。

  【具體實施方式】

  [0019]圖1?圖3示出根據本發明的一種實施形態的卸荷閥7,在圖4中示出使用了該卸荷閥7的油壓挖掘機的油壓驅動系統10。然而,卸荷閥7也可以使用于油壓起重機等其他建筑機械的油壓驅動系統中。

  [0020]首先,參照圖4說明油壓挖掘機的油壓驅動系統10。油壓驅動系統10作為油壓執行器,包括動臂缸、斗桿缸、鏟斗缸、旋轉馬達、左行駛馬達以及右行駛馬達(均未圖示)。動臂缸、斗桿缸、鏟斗缸、旋轉馬達、左行駛馬達以及右行駛馬達分別與動臂控制閥42、斗桿控制閥46、鏟斗控制閥43、旋轉控制閥45、左行駛控制閥41以及右行駛控制閥44連接。又,油壓驅動系統10包括:通過控制閥41?46向這些執行器供給工作油的第一栗12以及第二栗14;和驅動第一栗12以及第二栗14的發動機11。另外,在油壓挖掘機不是自行駛式的情況下,不需要用于行駛的單元(左行駛控制閥41以及右行駛控制閥44等)。

  [0021]第一栗12以及第二栗14分別是能夠改變傾轉角的可變容量型的栗(斜板栗或斜軸栗)。第一栗12的傾轉角由第一調節器13變更,第二栗14的傾轉角由第二調節器15變更。在本實施形態中,將第一栗12以及第二栗14的排出流量以負控制方式進行控制。

  [0022]具體而言,第一循環管路21從第一栗12延伸至油箱。在第一循環管路21上配置有上述左行駛控制閥41、動臂控制閥42以及鏟斗控制閥43。這些控制閥41?43可以以任何順序排列。左行駛控制閥41控制對左行駛馬達的工作油的供給以及排出,動臂控制閥42控制對動臂缸的工作油的供給以及排出,鏟斗控制閥43控制對鏟斗缸的工作油的供給以及排出。并聯管路24從第一循環管路21分支,通過該并聯管路24,從第一栗12排出的工作油導入至第一循環管路21上的所有控制閥41?43。又,左行駛控制閥41、動臂控制閥42以及鏟斗控制閥43與油箱管路25連接。

  [0023]同樣如此,第二循環管路31從第二栗14延伸至油箱。在第二循環管路31上配置有上述右行駛控制閥44、旋轉控制閥45以及斗桿控制閥46 ο這些控制閥44?46也可以以任何順序排列。右行駛控制閥44控制對右行駛馬達的工作油的供給以及排出,旋轉控制閥45控制對旋轉馬達的工作油的供給以及排出,斗桿控制閥46控制對斗桿缸的工作油的供給以及排出。并聯管路34從第二循環管路31分支,通過該并聯管路34,將從第二栗14排出的工作油導入至第二循環管路31上的所有控制閥44?46。又,右行駛控制閥44、旋轉控制閥45以及斗桿控制閥46與油箱管路35連接。

  [0024]動臂控制閥42、斗桿控制閥46、鏟斗控制閥43、旋轉控制閥45、左行駛控制閥41以及右行駛控制閥44各自具有一對先導端口。將與操作員的操作量相對應的先導壓從操作閥輸出至各控制閥41?46的先導端口。在圖4中,僅代表性地示出向鏟斗控制閥43的先導端口輸出先導壓的鏟斗操作閥47。

  [0025]在第一循環管路21上,在控制閥41?43的下游側設置有節流部22。又,在第一循環管路21上連接有繞過節流部22的旁通通路,并且在該旁通通路上設置有泄壓閥23。同樣地,在第二循環管路31上,在控制閥44?46的下游側設置有節流部32。又,在第二循環管路31上連接有繞過節流部32的旁通通路,在該旁通通路上設置有泄壓閥33。

  [0026]上述第一調節器13在輸入的壓力較高時,減小第一栗12的傾轉角,在輸入的壓力較低時,增大第一栗12的傾轉角。第一栗12的傾轉角變小,則第一栗12的排出流量減少,第一栗12的傾轉角變大,則第一栗12的排出流量增大。同樣地,第二調節器15在輸入的壓力較高時,減小第二栗14的傾轉角,在輸入的壓力較低時,增大第二栗14的傾轉角。第二栗14的傾轉角變小,則第二栗14的排出流量減少,第二栗14的傾轉角變大,則第二栗14的排出流量增大。

  [0027]具體而言,第一調節器13與第一選擇閥27連接,第二調節器15與第二選擇閥37連接。第一選擇閥27以及第二選擇閥37通過待機壓通路66與待機用電磁閥67連接。待機用電磁閥67切換是否輸出第一栗12以及第二栗14的傾轉角達到最小的待機壓。

  [0028]又,第一選擇閥27通過第一負控制管路26與第一循環管路21中的節流部22的上游側部分連接,第二選擇閥37通過第二負控制管路36與第二循環管路31中的節流部32的上游側部分連接。即,第一選擇閥27在從待機用電磁閥67輸出的待機壓和第一循環管路21上作為節流部22的上游側的壓力的第一負控制壓中,將較高的一方導入至第一調節器13,第二選擇閥37在從待機用電磁閥67輸出的待機壓和第二循環管路31中作為節流部32的上游側的壓力的第二負控制壓中,將較高的一方導入至第二調節器15。

  [0029]待機用電磁閥67通過先導管路65與輔助栗16連接。即,上述待機壓是輔助栗16的排出壓。輔助栗16由發動機11驅動。

  [0030]在第一循環管路21以及第二循環管路31上,在節流部22、32的上游側設置有卸荷閥7。在本實施形態中,如圖1所示包括節流部22、32以及泄壓閥23、33的泄壓單元100與卸荷閥7形成為一體。因此,卸荷閥7配置于控制閥41?46的下游側。關于卸荷閥7以及泄壓單元100的結構,在下面說明。然而,在泄壓單元100不與卸荷閥7形成為一體的情況下,卸荷閥7配置于控制閥41?46的上游側。

  [0031]返回至圖4,在第一循環管路21上連接有繞過節流部22的第一卸荷流路61,在第二循環管路31上連接有繞過節流部32的第二卸荷流路62。第一卸荷流路61以及第二卸荷流路62如圖1所示設置于卸荷閥7。

  [0032]如圖1所示,卸荷閥7包括外殼8、和由外殼8保持的閥芯9。與卸荷閥7形成為一體的泄壓單元100包括:與卸荷閥7的外殼8形成為一體的主體101;和安裝于該主體101的一對筒狀構件28、38。筒狀構件28、38的一端與設置于主體101的流入通路102、103連通,筒狀構件

  28、38的另一端由蓋封閉(為了簡化附圖,將蓋與筒狀構件28、38作為整體進行制圖)。節流部22、32由形成于筒狀構件28、38的多個貫通孔構成,在筒狀構件28、38內配置有泄壓閥23、33。又,在主體101內設置有使節流部22、32的下游側與泄壓閥23、33的下游側合流的流出通路104、105。

  [0033]在本實施形態中,卸荷閥7的閥芯9在圖1所示的作為中立位置的通常位置、圖2所示的卸荷位置(圖4中左側位置)和圖3所示的切斷位置(圖4中右側位置)間移動。即,卸荷閥7如圖4所示具有用于使閥芯9從通常位置向卸荷位置移動的卸荷用先導端口 71、和用于使閥芯9從通常位置向切斷位置移動的切斷用先導端口 72。

  [0034]在閥芯9位于通常位置時,開放第一循環管路21以及第二循環管路31,切斷第一卸荷流路61以及第二卸荷流路62。在閥芯9移動至卸荷位置時,第一循環管路21與第一卸荷流路61連通,且第二循環管路31與第二卸荷流路62連通。在本實施形態中,在卸荷位置上,維持第一循環管路21的上游側部分與第一循環管路21的下游側部分相連通的狀態,而第二循環管路31的下游側部分與第二循環管路31的上游側部分相隔離。然而,也可以是在卸荷位置上,第一循環管路21的下游側部分與第一循環管路21的上游側部分相隔離。又,也可以是在卸荷位置上,維持第二循環管路31的上游側部分與第二循環管路31的下游側部分相連通的狀態。

  [0035]在閥芯9移動至切斷位置時,第一循環管路21處于開放的狀態而第二循環管路31被切斷。在油壓驅動系統10中設置有用于從第二循環管路31中卸荷閥7的上游側部分向鏟斗控制閥43供給工作油的補給通路63。在補給通路63上設置有止回閥64。在本實施形態中,在并聯管路24中向鏟斗控制閥43的分支部分上設置有止回閥65,在該止回閥65的下游側上,補給通路63與并聯管路24連接。

  [0036]卸荷閥7的閥芯9移動至切斷位置是僅在鏟斗操作閥47被操作而鏟斗控制閥43工作時進行。在鏟斗操作閥47被操作而卸荷閥7的閥芯9移動至切斷位置時,從第二栗14排出的工作油通過第二循環管路31以及補給通路63供給至圖示省略的鏟斗缸。

  [0037]卸荷用先導端口71通過第一先導管路57與卸荷用電磁閥56連接。卸荷用電磁閥56通過先導管路55與輔助栗16連接。卸荷用電磁閥56切換是否向卸荷用先導端口 71輸出先導壓。另一方面,在從鏟斗操作閥47延伸至鏟斗控制閥43的先導端口的一對先導管路之間設置有高壓選擇閥58,切斷用先導端口72通過第二先導管路59與該高壓選擇閥58連接。即,先導壓從鏟斗操作閥47輸出至切斷用先導端口 72。

  [0038]上述待機用電磁閥67以及卸荷用電磁閥56由控制裝置17控制。另外,在圖4中,為了簡化附圖,而僅畫出一部分控制線。在本實施形態中,采用用于檢測上述左行駛控制閥41、動臂控制閥42、鏟斗控制閥43、右行駛控制閥44、旋轉控制閥45以及斗桿控制閥46是否已工作的結構。

  [0039]具體而言,在油壓驅動系統10中設置有:依次經由動臂控制閥42、鏟斗控制閥43、斗桿控制閥46以及旋轉控制閥45從輔助栗16延伸至油箱的第一檢測管路51;和依次經由右行駛控制閥44以及左行駛控制閥41從輔助栗16延伸至油箱的第二檢測管路53。另外,第一檢測管路51途經控制閥42、43、45、46的順序、以及第二檢測管路53途經控制閥41、44的順序并不特別限定。又,也可以使一個檢測管路途經所有的控制閥41?46。此外,關于各控制閥是否已工作,也可以基于從對應于該控制閥的操作閥輸出的先導壓進行檢測。

  [0040]第一檢測管路51形成為當動臂控制閥42、鏟斗控制閥43、斗桿控制閥46以及旋轉控制閥45中的至少一個工作時被切斷的結構。在第一檢測管路51上,在位于最上游的動臂控制閥42的上游側設置有輔助栗壓保持用節流部52,并且在動臂控制閥42與節流部52之間設置有第一壓力計19。

  [0041 ]同樣地,第二檢測管路53形成為當左行駛控制閥41以及右行駛控制閥44中的至少一個工作時被切斷的結構。在第二檢測管路53上,在位于最上游的右行駛控制閥44的上游側設置有輔助栗壓保持用節流部54,且在右行駛控制閥44和節流部54之間設置有第二壓力計18。

  [0042]在第一循環管路21上以及第二循環管路31上的控制閥41?46中的至少一個不位于中立位置時(換言之,至少一個控制閥工作時),控制裝置17不從待機用電磁閥67輸出待機壓,并且不從卸荷用電磁閥56輸出先導壓。借助于此,卸荷閥7的閥芯9位于通常位置,與此同時第一負控制壓以及第二負控制壓分別導入至第一調節器13以及第二調節器15。因此,可以通過常規的負控制方式控制第一栗12以及第二栗14的排出流量。

  [0043]另一方面,在第一循環管路21上以及第二循環管路31上的所有控制閥41?46都位于中立位置時(換言之,在所有的控制閥41?46均不工作時),控制裝置17使先導壓從卸荷用電磁閥56輸出,借助于此,卸荷閥7的閥芯9位于卸荷位置,因此能夠使從第一栗12以及第二栗14排出的工作油從節流部22、32的上游側泄流至油箱。此外,在所有的控制閥41?46均不工作時,控制裝置17從待機用電磁閥67輸出待機壓。借助于此,使第一栗12以及第二栗14的傾轉角達到最小的待機壓導入至第一調節器13以及第二調節器15,因此能夠將第一栗12以及第二栗14的排出流量維持在最小限度。

  [0044]又,在操作鏟斗操作閥47而鏟斗控制閥43工作時,鏟斗操作閥47的先導壓還輸出至卸荷閥7的切斷用先導端口 72。借助于此,卸荷閥7的閥芯9位于切斷位置,第一循環管路21處于開放的狀態而第二循環管路31被切斷。其結果是,不僅從第一循環管路21向鏟斗缸供給工作油,而且還通過補給通路63從第二循環管路31向鏟斗缸供給工作油。因此,在鏟斗缸的驅動中,不僅利用第一栗12的能量,而且還能利用第二栗14的能量。

  [0045]接著,參照圖1?圖3詳細說明卸荷閥7的結構。

  [0046]卸荷閥7的外殼8具有:作為第一循環管路21的栗側的第一栗端口81;和作為第一循環管路21的節流部側的第一輸出端口82。在本實施形態中,與卸荷閥7相鄰地設置泄壓單元100,因此第一栗端口81與第一循環管路21上的最下游側的控制閥連接,第一輸出端口82與泄壓單元100的流入通路102連通。又,外殼8具有:與泄壓單元100的流出通路104連通的第一中間端口 83;和與油箱連接的第一油箱端口 84。

  [0047]又,外殼8具有:作為第二循環管路31的栗側的第二栗端口85;和作為第二循環管路31的節流部側的第二輸出端口86。在本實施形態中,與卸荷閥7相鄰地設置有泄壓單元100,因此第二栗端口 85與第二循環管路31上的最下游側的控制閥連接,第二輸出端口 86與泄壓單元100的流入通路103連通。又,外殼8具有:與泄壓單元100的流出通路105連通的第二中間端口 87;和與油箱連接的第二油箱端口 88。

  [0048]在本實施形態中,從閥芯9的一端向另一端依次排列有第一油箱端口84、第一中間端口 83、第一輸出端口 82、第一栗端口 81、第二栗端口 85、第二輸出端口 86、第二中間端口 87以及第二油箱端口 88。然而,這些端口 81?88的排列順序可以適當改變。又,外殼8無需一定具有第一中間端口 83以及第二中間端口 87,也可以使泄壓單元100的流出通路104、105直接與油箱連接。此外,在第二卸荷流路62包括后述的第一橫孔9b和第二橫孔9c以及第一縱孔9d和第二縱孔9e的情況下,第一油箱端口 84和第二油箱端口 88無需一定設置有兩者,也可以僅設置有任意一方。

  [0049]外殼8具有閥芯9可滑動地嵌合的滑動室80。上述端口81?88向該滑動室80開口。

  [0050]在外殼8上安裝有形成第一壓力室74的第一室構件73,和形成第二壓力室77的第二室構件76,所述第一壓力室74用于使先導壓作用于閥芯9的第一油箱端口 84側的一側端面,所述第二壓力室77用于使先導壓作用于閥芯9的第二油箱端口 88側的另一側端面。在第一室構件73上形成有上述卸荷用先導端口 71,在第二室構件76上形成有上述切斷用先導端口 72。對于閥芯9,通過配置于第一壓力室74內的第一彈簧75向第二室構件76施力,并且通過配置于第二壓力室77內的第二彈簧78向第一室構件73施力。另外,如果在閥芯9上安裝反力支承構件,則也可以將第一彈簧75以及第二彈簧78中的任意一方配置于與另一方相同的壓力室內,以此如同上述能夠在雙方向上施力。

  [0051 ]閥芯9的兩端部設置有與外殼8的滑動室80嵌合的滑動部95、96。在這些滑動部95、96之間的部分上,閥芯9形成為小徑,從而在滑動室80的內周面和閥芯9之間形成有環狀空間。在閥芯9上設置有將該環狀空間分隔為多個環狀室的第一臺肩部?第四臺肩部91?94。在本實施形態中,從閥芯9的第一油箱端口 84側的一端向第二油箱端口88側的另一端,依次排列有第一臺肩部91、第四臺肩部94、第二臺肩部92以及第三臺肩部93。

  [0052]在滑動室80的內周面和閥芯9之間形成有連接第一栗端口81和第一油箱端口 84的第一卸荷流路61。該第一卸荷流路61由第四臺肩部94和第一臺肩部91之間的環狀室以及第一臺肩部91和滑動部95之間的環狀室構成。

  [0053]另一方面,在閥芯9中,作為內部流路,形成有與第一油箱端口84以及第二油箱端口 88連通的第二卸荷流路62。更詳細而言,在閥芯9中,在第四臺肩部94和第二臺肩部92之間設置有在與軸方向正交的方向上貫通閥芯9的中央橫孔9a。又,在閥芯9中,在第一臺肩部91和滑動部95之間,設置有在與軸方向正交的方向上貫通閥芯9的第一橫孔%,并且在第三臺肩部93和滑動部96之間,設置有在與軸方向正交的方向上貫通閥芯9的第二橫孔9c。此夕卜,在閥芯9中設置有:在閥芯9的軸方向上從中央橫孔9a延伸至第一橫孔9b的第一縱孔9d;和在閥芯9的軸方向上從中央橫孔9a延伸至第二橫孔9c的第二縱孔9e。而且,通過這些橫孔9a?9c以及縱孔9d、9e構成了第二卸荷流路62。然而,也可以不設置第一橫孔9b以及第一縱孔9d。

  [0054]閥芯9如上所述在通常位置、卸荷位置和切斷位置間移動。另外,如圖1?圖3所示,在通常位置、卸荷位置以及切斷位置上,第一中間端口 83都會通過第一臺肩部91和滑動部95之間的環狀室與第一油箱端口 84連通,第二中間端口 87通過第三臺肩部93和滑動部96之間的環狀室與第二油箱端口 88連通。

  [0055]如圖1所示,在通常位置上,閥芯9通過第四臺肩部94和第一臺肩部91之間的環狀室,使第一栗端口81與第一輸出端口82連通。另外,在本實施形態中,如圖2以及圖3所示,在卸荷位置以及切斷位置上,第一栗端口 81也通過第四臺肩部94和第一臺肩部91之間的環狀室與第一輸出端口 82連通。又,在通常位置上,第一臺肩部91切斷第一輸出端口 82和第一中間端口 83之間。即,在通常位置上,第一臺肩部91關閉第一卸荷流路61。

  [0056]又,在通常位置上,第四臺肩部94切斷第一栗端口81和第二栗端口 85之間。即,在通常位置上,第四臺肩部94使第一栗端口81與第二卸荷流路62隔離。另外,在本實施形態中,如圖2以及圖3所示,在卸荷位置以及切斷位置上,第四臺肩部94也使第一栗端口81與第二卸荷流路62隔離。

  [0057]又,在通常位置上,閥芯9通過第二臺肩部92和第三臺肩部93之間的環狀室,使第二栗端口 85與第二輸出端口 86連通。又,在通常位置上,第三臺肩部93切斷第二輸出端口 86和第二中間端口 87之間。即,在通常位置上,第三臺肩部93使第二栗端口 85與第二輸出端口86連通、且與第二油箱端口88隔離。另外,在本實施形態中,如圖2以及圖3所示,在卸荷位置以及切斷位置上,第三臺肩部93也將第二栗端口 85與第二油箱端口 88隔離。又,在通常位置上,第二臺肩部92切斷第二栗端口85和第一栗端口81之間。即,在通常位置上,第二臺肩部92將第二栗端口 85與第二卸荷流路62隔離。

  [0058]如圖2所示,在卸荷位置上,閥芯9通過第四臺肩部94和第一臺肩部91之間的環狀室以及第一臺肩部91和滑動部95之間的環狀室,使第一栗端口 81與第一油箱端口 84連通。即,在卸荷位置上,第一臺肩部91打開第一卸荷流路61。又,在卸荷位置上,閥芯9通過第四臺肩部94和第二臺肩部92之間的環狀室、中央橫孔9a、第二縱孔9e、第二橫孔9c以及第三臺肩部93和滑動部96之間的環狀室,使第二栗端口 85與第二油箱端口 88連通,且通過第四臺肩部94和第二臺肩部92之間的環狀室、中央橫孔9a、第一縱孔9d、第一橫孔9b以及第一臺肩部91與滑動部95之間的環狀室,使第二栗端口 85與第一油箱端口 84連通。即,在卸荷位置上,第二臺肩部92使第二栗端口 85與第二卸荷流路62連通。

  [0059]在本實施形態中,在卸荷位置上,第二臺肩部92切斷第二栗端口85和第二輸出端口86之間,第二臺肩部92將第二栗端口85與第二輸出端口86隔離。然而,第二臺肩部92也可以在卸荷位置上使第二栗端口 85與第二輸出端口 86連通。

  [0060]如圖3所示,在切斷位置上,閥芯9通過第四臺肩部94和第一臺肩部91之間的環狀室,使第一栗端口 81與第一輸出端口 82連通。又,在切斷位置上,第一臺肩部91切斷第一輸出端口 82與第一中間端口 83之間。即,在切斷位置上,第一臺肩部91關閉第一卸荷流路61。[0061 ] 又,在切斷位置上,閥芯9通過第二臺肩部92切斷第二栗端口 85與第一栗端口 81之間,且通過第三臺肩部93切斷第二栗端口 85與第二輸出端口 86之間,從而使第二栗端口 85與第二輸出端口86、第一油箱端口84以及第二油箱端口88隔離。即,在切斷位置上,第二臺肩部92將第二栗端口 85與第二卸荷流路62隔離,且第三臺肩部93將第二栗端口 85與第二輸出?而口 86隔尚。

  [0062]如上所述,在本實施形態的卸荷閥7中,通過單個的卸荷閥7,可以在控制閥41?46不工作時將第一循環管路21以及第二循環管路31的工作油從節流部22、32的上游側泄流至油箱。

  [0063](變形例)

  本發明不限于上述實施形態,在不脫離本發明的主旨的范圍內可以進行各種變形。

  [0064]例如,卸荷用電磁閥56以及待機用電磁閥67無需一定是開閉閥,也可以是電磁比例減壓閥。借助于此,能夠減少在從卸荷狀態轉移至第一循環管路21上的控制閥41?43中的至少一個進行工作的狀態時、或者在所有的控制閥41?46都停止工作而轉移至卸荷狀態時發生的沖擊。

  [0065]例如,也可以是在卸荷用電磁閥56為電磁比例減壓閥的情況下,僅在通過第一檢測管路51以及第二檢測管路53檢測出所有的控制閥41?46都位于中立位置這一情況時,才產生先導油壓信號并向第一先導管路57供給。

  [0066]例如,也可以是在待機用電磁閥67為電磁比例減壓閥的情況下,僅在通過第一檢測管路51以及第二檢測管路53檢測出所有的控制閥41?46都位于中立位置這一情況時,才產生先導油壓信號并向待機壓通路66供給。

  [0067]此外,卸荷閥7的閥芯9無需一定要移動至切斷位置,也可以僅在通常位置和卸荷位置之間移動。又,第二卸荷流路62無需一定作為內部流路形成于閥芯9內。例如,也可以是在閥芯9僅在通常位置和卸荷位置之間移動時,如圖5以及圖6所示,第二卸荷流路62形成于滑動室80的內周面和閥芯9之間。

  [0068]在圖5以及圖6所示的變形例中設置有中央臺肩部97以取代圖1所示的第四臺肩部94以及第二臺肩部92,并且設置有寬度比第三臺肩部93窄的第二臺肩部98以取代圖1所示的第三臺肩部93。

  [0069]又,作為使卸荷閥7的閥芯9移動至切斷位置的手段,也可以使用切斷用電磁閥(未圖示)以取代鏟斗操作閥47?;蛘?,如圖7所示,也可以使用選擇操作閥49以取代鏟斗操作閥47。

  [0070]在圖7所示的示例中,在第一循環管路21上配置有控制對選擇執行器(未圖示)的工作油的供給以及排出的選擇控制閥48。選擇執行器可以是油壓缸,也可以是油壓馬達。選擇操作閥49向選擇控制閥48的一對先導端口以及卸荷閥7的切斷用先導端口 72輸出先導壓。又,在圖7所示的示例中,以通過補給通路63從第二循環管路31中的卸荷閥7的上游側部分向選擇控制閥48供給工作油的形式在并聯管路24中向選擇控制閥48的分支部分上設置有止回閥65,在該止回閥65的下游側上,補給通路63與并聯管路24連接。

  [0071]根據該結構,在操作選擇操作閥49而選擇控制閥48工作時,卸荷閥7的閥芯9位于切斷位置,第一循環管路21處于開放的狀態而第二循環管路31被切斷。借助于此,不僅從第一循環管路21向選擇執行器供給工作油,而且還通過補給通路63從第二循環管路31向選擇執行器供給工作油。因此,在選擇執行器的驅動中,不僅能夠利用第一栗12的能量,而且還能利用第二栗14的能量。

  [0072]又,也可以使用具有第一排出口以及第二排出口的分流栗以取代第一栗12以及第二栗14。在該情況下,采用第一循環管路21從分流栗的第一排出口延伸,且第二循環管路31從分流栗的第二排出口延伸的結構。

  【主權項】

  1.一種卸荷閥, 是設置于建筑機械的油壓驅動系統中的第一循環管路以及第二循環管路上的卸荷閥,具備: 具有作為所述第一循環管路的栗側的第一栗端口、作為所述第一循環管路的節流部側的第一輸出端口、作為所述第二循環管路的栗側的第二栗端口、作為所述第二循環管路的節流部側的第二輸出端口、以及油箱端口的外殼;和 保持于所述外殼的閥芯,所述閥芯在使所述第一栗端口與所述第一輸出端口連通且使所述第二栗端口與所述第二輸出端口連通的通常位置、和使所述第一栗端口以及所述第二栗端口與所述油箱端口連通的卸荷位置之間移動。2.根據權利要求1所述的卸荷閥,其特征在于, 使所述閥芯移動至所述第一栗端口與所述第一輸出端口連通且所述第二栗端口與所述第二輸出端口以及所述油箱端口相隔離的切斷位置。3.根據權利要求2所述的卸荷閥,其特征在于, 所述外殼具有所述閥芯可滑動地嵌合的滑動室; 在所述滑動室的內周面和所述閥芯之間形成有連接所述第一栗端口與所述油箱端口的第一卸荷流路; 在所述閥芯中,作為內部流路形成有與所述油箱端口連通的第二卸荷流路; 在所述閥芯上設置有: 在所述通常位置以及所述切斷位置上關閉所述第一卸荷流路,在所述卸荷位置上打開所述第一卸荷流路的第一臺肩部; 在所述通常位置以及所述切斷位置上,使所述第二栗端口與所述第二卸荷流路隔離,在所述卸荷位置上,使所述第二栗端口與所述第二卸荷流路連通的第二臺肩部;和 在所述通常位置上,使所述第二栗端口與所述第二輸出端口連通,在所述切斷位置上,使所述第二栗端口與所述第二輸出端口隔離的第三臺肩部。4.一種油壓挖掘機的油壓驅動系統,具備: 可變容量型的第一栗; 配置于從所述第一栗延伸至油箱的第一循環管路上的多個控制閥; 在所述多個控制閥的下游側設置于所述第一循環管路上的節流部; 改變所述第一栗的傾轉角的第一調節器; 可變容量型的第二栗; 配置于從所述第二栗延伸至油箱的第二循環管路上的多個控制閥; 在所述多個控制閥的下游側設置于所述第二循環管路上的節流部; 改變所述第二栗的傾轉角的第二調節器; 切換是否輸出所述第一栗以及所述第二栗的傾轉角達到最小的待機壓的待機用電磁閥;在作為所述第一循環管路中所述節流部的上游側壓力的第一負控制壓、和從所述待機用電磁閥輸出的所述待機壓中,將壓力較高的一方導入至所述第一調節器的第一選擇閥;在作為所述第二循環管路中所述節流部的上游側壓力的第二負控制壓、和從所述待機用電磁閥輸出的所述待機壓中,將壓力較高的一方導入至所述第二調節器的第二選擇閥; 卸荷閥,所述卸荷閥是在所述節流部的上游側設置于所述第一循環管路以及所述第二循環管路的根據權利要求1所述的卸荷閥,具有用于使所述閥芯從作為中立位置的所述通常位置向所述卸荷位置移動的卸荷用先導端口; 切換是否向所述卸荷用先導端口輸出先導壓的卸荷用電磁閥;和控制裝置,所述控制裝置是控制所述待機用電磁閥以及所述卸荷用電磁閥的控制裝置,在所述第一循環管路上以及所述第二循環管路上的所述多個控制閥都位于中立位置時,使所述待機用電磁閥輸出待機壓,且使所述卸荷用電磁閥輸出先導壓,在所述第一循環管路上以及所述第二循環管路上的所述多個控制閥中的至少一個不位于中立位置時,不使所述待機用電磁閥輸出待機壓,且不使所述卸荷用電磁閥輸出先導壓。5.一種油壓挖掘機的油壓驅動系統,具備: 可變容量型的第一栗; 配置于從所述第一栗延伸至油箱的第一循環管路上,且包括控制對鏟斗缸的工作油的供給以及排出的鏟斗控制閥的多個控制閥; 在所述多個控制閥的下游側設置于所述第一循環管路上的節流部; 改變所述第一栗的傾轉角的第一調節器; 可變容量型的第二栗; 配置于從所述第二栗延伸至油箱的第二循環管路上的多個控制閥; 在所述多個控制閥的下游側設置于所述第二循環管路上的節流部; 改變所述第二栗的傾轉角的第二調節器; 切換是否輸出所述第一栗以及所述第二栗的傾轉角達到最小的待機壓的待機用電磁閥; 在作為所述第一循環管路中所述節流部的上游側壓力的第一負控制壓、和從所述待機用電磁閥輸出的所述待機壓中,將壓力較高的一方導入至所述第一調節器的第一選擇閥;在作為所述第二循環管路中所述節流部的上游側壓力的第二負控制壓、和從所述待機用電磁閥輸出的所述待機壓中,將壓力較高的一方導入至所述第二調節器的第二選擇閥;卸荷閥,所述卸荷閥是在所述節流部的上游側設置于所述第一循環管路以及所述第二循環管路的根據權利要求2或3所述的卸荷閥,具有用于使所述閥芯從作為中立位置的所述通常位置向所述卸荷位置移動的卸荷用先導端口、以及用于使所述閥芯從所述通常位置向所述切斷位置移動的切斷用先導端口; 用于從所述第二循環管路中的所述卸荷閥的上游側部分向所述鏟斗控制閥供給工作油的補給通路; 切換是否向所述卸荷用先導端口輸出先導壓的卸荷用電磁閥; 向所述鏟斗控制閥的先導端口以及所述切斷用先導端口輸出先導壓的鏟斗操作閥;和控制裝置,所述控制裝置是控制所述待機用電磁閥以及所述卸荷用電磁閥的控制裝置,在所述第一循環管路上以及所述第二循環管路上的所述多個控制閥都位于中立位置時,使所述待機用電磁閥輸出待機壓,且使所述卸荷用電磁閥輸出先導壓,在所述第一循環管路上以及所述第二循環管路上的所述多個控制閥中的至少一個不位于中立位置時,不使所述待機用電磁閥輸出待機壓,且不使所述卸荷用電磁閥輸出先導壓。6.一種油壓挖掘機的油壓驅動系統,具備: 可變容量型的第一栗; 配置于從所述第一栗延伸至油箱的第一循環管路上,且包括控制對選擇執行器的工作油的供給以及排出的選擇控制閥的多個控制閥; 在所述多個控制閥的下游側設置于所述第一循環管路上的節流部; 改變所述第一栗的傾轉角的第一調節器; 可變容量型的第二栗; 配置于從所述第二栗延伸至油箱的第二循環管路上的多個控制閥; 在所述多個控制閥的下游側設置于所述第二循環管路上的節流部; 改變所述第二栗的傾轉角的第二調節器; 切換是否輸出所述第一栗以及所述第二栗的傾轉角達到最小的待機壓的待機用電磁閥; 在作為所述第一循環管路中所述節流部的上游側壓力的第一負控制壓、和從所述待機用電磁閥輸出的所述待機壓中,將壓力較高的一方導入至所述第一調節器的第一選擇閥;在作為所述第二循環管路中所述節流部的上游側壓力的第二負控制壓、和從所述待機用電磁閥輸出的所述待機壓中,將壓力較高的一方導入至所述第二調節器的第二選擇閥;卸荷閥,所述卸荷閥是在所述節流部的上游側設置于所述第一循環管路以及所述第二循環管路的根據權利要求2或3所述的卸荷閥,具有用于使所述閥芯從作為中立位置的所述通常位置向所述卸荷位置移動的卸荷用先導端口、以及用于使所述閥芯從所述通常位置向所述切斷位置移動的切斷用先導端口; 用于從所述第二循環管路中的所述卸荷閥的上游側部分向所述選擇控制閥供給工作油的補給通路; 切換是否向所述卸荷用先導端口輸出先導壓的卸荷用電磁閥; 向所述選擇控制閥的先導端口以及所述切斷用先導端口輸出先導壓的選擇操作閥; 控制裝置,所述控制裝置是控制所述待機用電磁閥以及所述卸荷用電磁閥的控制裝置,在所述第一循環管路上以及所述第二循環管路上的所述多個控制閥都位于中立位置時,使所述待機用電磁閥輸出待機壓,且使所述卸荷用電磁閥輸出先導壓,在所述第一循環管路上以及所述第二循環管路上的所述多個控制閥中的至少一個不位于中立位置時,不使所述待機用電磁閥輸出待機壓,且不使所述卸荷用電磁閥輸出先導壓。

  【文檔編號】E02F9/22GK105909588SQ201610090570

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年2月18日

  【發明人】近藤哲弘, 青木誠司, 藤山和人, 伊藤誠

  【申請人】川崎重工業株式會社

  一種液壓操動機構用復合缸體的制作方法

  【專利摘要】本發明屬于機械技術領域且公開了一種液壓操動機構用復合缸體,包括缸主體和缸芯套,所述缸主體外形為四方體結構,且在所述缸主體中部設有臺階通孔,且所述缸芯套設置在臺階通孔的內部,所述缸主體上表面四角倒角后呈三角形,且所述缸主體下表面棱邊倒角后呈形,所述缸主體左表面設有圓形小凹臺,所述缸主體右表面設有圓形孔且圓形孔設有三個,所述缸主體上還設有圓形凸臺,且在所述圓形凸臺四周設有圓通孔。本發明質量小、缸芯強度高、耐磨性好、使用壽命長。

  【專利說明】

  -種液壓操動機構用復合缸體

  技術領域

  [0001] 本發明具體設及一種液壓操動機構用復合缸體,屬于機械技術領域。

  【背景技術】

  [0002] 大功率和超大功率液壓機構的缸體,一般體積較大,所W常采用侶材加工,但因大 功率和超大功率液壓機構動作速度快、輸出操作功大,缸體內壁較易被劃傷。操作機構在分 或合閩后期,緩沖油壓直接作用到缸體內壁上,由于大功率和超大功率液壓機構的緩沖油 壓非常大,運也非常容易損害缸體內壁。

  【發明內容】

  [0003] 本發明要解決的技術問題克服現有的缺陷,提供一種液壓操動機構用復合缸體, 質量小、缸忍強度高、耐磨性好、使用壽命長,可W有效解決【背景技術】中的問題。

  [0004] 為了解決上述技術問題,本發明提供了如下的技術方案:

  [0005] 本發明提供一種液壓操動機構用復合缸體,包括缸主體和缸忍套,所述缸主體外 形為四方體結構,且在所述缸主體中部設有臺階通孔,且所述缸忍套設置在臺階通孔的內 部,所述缸主體上表面四角倒角后呈=角形,且所述缸主體下表面棱邊倒角后呈"UJ ? 形,所述缸主體左表面設有圓形小凹臺,所述缸主體右表面設有圓形孔且圓形孔設有=個, 所述缸主體上還設有圓形凸臺,且在所述圓形凸臺四周設有圓通孔。

  [0006] 作為本發明的一種優選技術方案,所述圓通孔設有=個且呈=角形布置。

  [0007] 作為本發明的一種優選技術方案,所述圓形小凹臺設有=個且呈=角形分布。

  [000引作為本發明的一種優選技術方案,所述缸主體和缸忍套均由侶材制成。

  [0009] 作為本發明的一種優選技術方案,所述缸忍套外形為圓柱形且一端倒角,所述缸 忍套內部設有由合金鋼制成的缸忍。

  [0010] 作為本發明的一種優選技術方案,所述臺階通孔的孔口倒斜角,方便內部配合件 導入。

  [0011] 本發明所達到的有益效果是:

  [0012] 1、本發明實現了多通道的貫穿,方便在該件上裝配高度集成的模塊,使裝配在該 件上的零部件數量大幅度減少;

  [0013] 2、主缸體采用了復合設計,主缸體結構充分利用了侶材的輕質優點,缸忍又結合 了合金鋼的高強度優點,使得超大操作功液壓機構的機械壽命大幅度提高;所W本發明具 有綜合質量小、缸忍強度高、耐磨性好、使用壽命長等優點。

  【附圖說明】

  [0014] 附圖用來提供對本發明的進一步理解,并且構成說明書的一部分,與本發明的實 施例一起用于解釋本發明,并不構成對本發明的限制。

  [001引在附圖中;

  [0016] 圖I為本發明一種液壓操動機構用復合缸體右視圖;

  [0017] 圖2為本發明一種液壓操動機構用復合缸體正視圖;

  [0018] 圖3為本發明一種液壓操動機構用復合缸體左視圖;

  [0019] 圖4為本發明一種液壓操動機構用復合缸體后視圖;

  [0020] 圖5為本發明一種液壓操動機構用復合缸體仰視圖;

  [0021 ]圖6為本發明一種液壓操動機構用復合缸體俯視圖的剖視圖;

  [0022] 圖7為本發明一種液壓操動機構用復合缸體俯視圖;

  [0023] 圖8為本發明一種液壓操動機構用復合缸體左視圖的剖視圖;

  [0024] 圖中標號:1、缸主體;2、缸忍套;3、臺階通孔;4、圓形小凹臺;5、圓形孔;6、圓形凸 臺;7、圓通孔。

  【具體實施方式】

  [0025] W下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明,應當理解,此處所描述的優選實 施例僅用于說明和解釋本發明,并不用于限定本發明。

  [00%]實施例:請參閱圖1至圖8,本發明一種液壓操動機構用復合缸體,由缸主體1和缸 忍套2組成,缸主體11采用侶材制造,缸忍套2采用合金鋼制造,缸主體1外形為四方體結構, 中間為臺階通孔3,且臺階通孔3內孔壁上有多孔通向前后左右四面,缸主體1上表面四角倒 角后呈=角形,缸主體1中間為凹型圓空腔,用于盛油,且空腔上有絲孔用于固定附件;缸主 體1下表面棱邊倒角后呈"Ui,,形,中間凹臺用于裝配固定座;缸主體1左表面有=個呈=角形分布的圓形小凹臺4用于裝配密封堵頭,中間一個大的圓形凹臺用于裝配柱塞累;缸 主體1右表面有=個圓形孔5,其中兩孔通向內孔,一孔通向上表面;缸主體1前后面為完全 對稱圓形凸臺6,用于裝配定位,同時有=個呈=角形布置的圓通孔7,用于裝配儲能元件, 缸忍,2外形為圓柱形,外圓與缸主體1內孔過盈配合,一端倒角,方便配合時把鋼忍套2導入 缸主體1內,內孔為臺階通孔3,孔口倒斜角,方便內部配合件導入。

  [0027]最后應說明的是:W上所述僅為本發明的優選實施例而已,并不用于限制本發明, 盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明,對于本領域的技術人員來說,其依然可 W對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分技術特征進行等同替換。 凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的 保護范圍之內。

  【主權項】

  1. 一種液壓操動機構用復合缸體,包括缸主體(I)和缸忍套(2),其特征在于,所述缸主 體(1)外形為四方體結構,且在所述缸主體(1)中部設有臺階通孔(3),且所述缸忍套(2)設 置在臺階通孔(3)的內部,所述缸主體(1)上表面四角倒角后呈=角形,且所述缸主體(1)下 表面棱邊倒角后呈",,形,所述缸主體(1)左表面設有圓形小凹臺(4),所述缸主體(1) 右表面設有圓形孔(5)且圓形孔(5)設有=個,所述缸主體(1)上還設有圓形凸臺(6),且在 所述圓形凸臺(6)四周設有圓通孔(7)。2. 根據權利要求1所述的一種液壓操動機構用復合缸體,其特征在于,所述圓通孔(7) 設有=個且呈=角形布置。3. 根據權利要求1所述的一種液壓操動機構用復合缸體,其特征在于,所述圓形小凹臺 (4)設有=個且呈=角形分布。4. 根據權利要求1所述的一種液壓操動機構用復合缸體,其特征在于,所述缸主體(1) 和缸忍套(2)均由侶材制成。5. 根據權利要求1所述的一種液壓操動機構用復合缸體,其特征在于,所述缸忍套(2) 外形為圓柱形且一端倒角,所述缸忍套(2)內部設有由合金鋼制成的缸忍。6. 根據權利要求1所述的一種液壓操動機構用復合缸體,其特征在于,所述臺階通孔 (3)的孔口倒斜角,方便內部配合件導入。

  【文檔編號】F16J10/00GK105909589SQ201610446643

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年6月20日

  【發明人】賈麗麗, 梁傳濤, 王超, 辛承運, 李仕義, 張家瑞

  【申請人】山東泰開高壓開關有限公司

  氣缸的制作方法

  【專利摘要】本發明公開了一種氣缸,屬于汽車制造技術領域。氣缸包括氣缸本體、穿出氣缸本體軸向端部的伸縮活塞桿、以及設置在活塞桿外圍的活塞桿防護罩,活塞桿防護罩沿其軸向設置有被活塞桿穿過的通孔,活塞桿防護罩與氣缸本體可拆卸連接。本發明公開的具有防護裝置的氣缸,由于在活塞桿外圍設置了活塞桿防護罩,能夠防止在汽車白車身焊裝過程中產生的焊接飛濺及外物磕碰對氣缸活塞桿造成損壞,延長氣缸的使用壽命,降低氣缸維修更換成本,提升工藝裝備可利用率,進而提高焊接操作施工效率及質量。

  【專利說明】

  氣缸

  技術領域

  [0001 ]本發明涉及汽車制造技術領域,特別涉及一種氣缸。

  【背景技術】

  [0002]隨著人們對汽車制造生產工藝過程的要求增多,越來越多的汽車廠家對生產制造裝備進行大規模使用,設備的保養、防護、維修等問題也隨之而來。在汽車白車身焊裝的生產工藝裝備中,氣缸作為夾緊力的動力部件被廣泛的使用,氣缸的使用壽命直接關系著生產效率及生產成本。

  [0003]目前,在使用過程中,氣缸通常采用垂直放置,在汽車白車身焊裝過程中產生的飛濺極易掉落到氣缸上,加之員工在焊裝操作過程中不可避免的對氣缸產生磕碰撞擊,都會對氣缸產生破壞,不僅降低其使用壽命,增加維修更換成本,影響生產效率,還有可能影響其性能穩定性,降低夾具夾緊效果,從而影響車身的焊接尺寸精度及焊接質量。

  【發明內容】

  [0004]為了能夠提高氣缸使用壽命且保證其使用性能,本發明實施例提供了一種氣缸。所述技術方案如下:

  [0005]—種氣缸,包括氣缸本體及穿出所述氣缸本體軸向端部的伸縮活塞桿,還包括與所述氣缸本體連接的活塞桿防護罩,所述活塞桿防護罩上設置有被所述活塞桿穿過的通孔,所述活塞桿防護罩罩設于所述活塞桿與所述氣缸本體的連接處。

  [0006]進一步地,所述活塞桿防護罩包括筒體以及連接在所述筒體一端的搭接凸臺,所述搭接凸臺可拆卸連接在所述氣缸本體軸向端部。

  [0007]進一步地,所述搭接凸臺上設置有用于與所述氣缸本體I軸向端部連接的螺栓孔,通過螺栓孔與螺栓的配合,將搭接凸臺連接在氣缸本體軸向端部,實現活塞桿防護罩與氣缸本體的可拆卸連接。

  [0008]進一步地,所述筒體的軸向長度小于所述活塞桿的伸縮長度,以避免對活塞桿的功用造成影響。

  [0009]優選地,所述活塞桿防護罩的材料為橡膠。

  [0010]優選地,所述氣缸還包括缸體防護罩,所述缸體防護罩包括至少兩個弧形罩,所述至少兩個弧形罩圍成一個套裝在所述氣缸本體外圍的柱狀體,以對缸體本體進行防護。

  [0011]進一步地,所述弧形罩的兩個直線側邊設置有向弧形罩外部延伸的連接翻邊,所述連接翻邊上設置有用于與相鄰的所述弧形罩連接的連接孔,通過螺栓及連接孔的相互配合,使各個弧形罩連接在一起,圍成一個防護空間。

  [0012]優選地,所述至少兩個弧形罩中的一個所述弧形罩與所述活塞桿防護罩為一體式結構,所述至少兩個弧形罩中的其余所述弧形罩與所述活塞桿防護罩為分離式結構,以方便缸體防護罩的安裝及氣缸維修。

  [0013]優選地,所述缸體防護罩上設置有多個用于供安裝在所述氣缸本體上的工裝穿過的避讓孔。

  [0014]優選地,所述缸體防護罩的材料為金屬。

  [0015]本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是:由于在活塞桿外圍設置了活塞桿防護罩,該活塞桿防護罩能夠防止在汽車白車身焊裝過程中產生的焊接飛濺及外物磕碰對氣缸活塞桿造成損壞,延長氣缸的使用壽命,降低氣缸維修更換成本,提升工藝裝備可利用率,進而提高焊接操作施工效率及質量。

  【附圖說明】

  [0016]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案,下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

  [0017]圖1是本發明實施例一中提供的一種氣缸的結構示意圖;

  [0018]圖2是本發明實施例一中的活塞桿防護罩的結構示意圖;

  [0019]圖3是本發明實施例二提供的另一種氣缸的結構示意圖;

  [0020]圖4是本發明實施例二中的缸體防護罩和活塞桿防護罩的組裝示意圖。

  【具體實施方式】

  [0021]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚,下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。

  [0022]實施例一

  [0023]本發明實施例一提供了一種氣缸,參考圖1及圖2,該氣缸包括氣缸本體1、穿出氣缸本體I軸向端部的伸縮活塞桿2及與氣缸本體I連接的活塞桿防護罩3,活塞桿防護罩3上設置有被活塞桿2穿過的通孔3.4,活塞桿防護罩3罩設于活塞桿2與氣缸本體I的連接處。在活塞桿2伸縮工作時,活塞桿防護罩3不僅可以防止在汽車白車身焊裝過程中產生的焊接飛濺及外物磕碰對活塞桿2造成損壞,還可以防止外界雜物通過氣缸本體I被活塞桿2穿過的軸向端部進入到氣缸本體I中,以延長氣缸的使用壽命,降低氣缸維修更換成本,提升工藝裝備可利用率,進而提高焊接操作施工效率及質量。

  [0024]圖2是本發明實施例一中的活塞桿防護罩結構示意圖,如圖2所示,該活塞桿防護罩3包括與活塞桿2外徑相匹配的筒體3.1以及連接在筒體3.1一端的搭接凸臺3.2,筒體3.1對活塞桿2進行防護,而搭接凸臺3.2可拆卸連接在氣缸本體I軸向端部,以對氣缸本體I軸向端部進行防護,以防止外界雜物進入到氣缸本體I中。

  [0025]本發明實施例一的搭接凸臺3.2上設置有用于與氣缸本體I軸向端部連接的螺栓孔3.3,通過螺栓孔3.3與螺栓的配合,將搭接凸臺3.2連接在氣缸本體I軸向端部,實現活塞桿防護罩3與氣缸本體I的可拆卸連接,當活塞桿2需要拆卸保養時,卸除螺栓,并將活塞桿防護罩3拆除即可。

  [0026]可選地,本發明實施例一中,氣缸本體I用于與活塞桿防護罩3連接的軸向端部呈臺階狀,因此,搭接凸臺3.2呈與該蓋板結構相匹配的臺階狀,搭接凸臺3.2包括三個依次設置直徑漸大的第一臺階、第二臺階及第三臺階,第一臺階、第二臺階及第三臺階同中心軸布置,相鄰臺階之間通過筒狀體連接,直徑最小的臺階上設置有與筒體3.1外徑相匹配的通孔,而直徑最大的臺階外徑與氣缸本體I外徑相匹配。

  [0027]進一步地,為避免對活塞桿2的功用造成影響,本發明實施例一中的筒體3.1的軸向長度小于活塞桿2的伸縮長度。

  [0028]本發明實施例一中,活塞桿2在伸縮時會與活塞桿防護罩3產生摩擦,因此,活塞桿防護罩3的材料可以選用為耐高溫、耐磨損的橡膠材質,例如丁腈橡膠、氟橡膠、硅橡膠、丙烯酸酯橡膠、聚氨酯及聚四氟乙烯等。

  [0029]實施例二

  [0030]本發明實施例二提供了另一種氣缸,參考圖3及圖4,該氣缸與本發明實施例一提供的氣缸區別在于,它在氣缸本體I外圍也設置了缸體防護罩5,以防止在汽車白車身焊裝過程中產生的焊接飛濺及外物磕碰對氣缸本體I造成損壞。

  [0031]圖4為本發明實施例二中的缸體防護罩5和活塞桿防護罩3的組裝示意圖,如圖4所示,該缸體防護罩5包括兩個弧形罩5.1,兩個弧形罩5.1圍成一個套裝在氣缸本體I外圍的柱狀體,以用于防護氣缸本體I。

  [0032]進一步地,該弧形罩5.1的兩個直線側邊設置有向弧形罩5.1外部延伸的連接翻邊5.2,連接翻邊5.2上設置有用于與相鄰的弧形罩5.1連接的連接孔5.3,通過螺栓及連接孔5.3的相互配合,使各個弧形罩5.1連接在一起,圍成一個防護空間。

  [0033]需要說明的是,在其它實施例中,該缸體防護罩5也可以由多個弧形罩5.1連接而成,且各個弧形罩5.1還可以采用抱箍等連接方式,本發明實施例對此不作限制。

  [0034]進一步地,在本發明實施例二中,至少兩個弧形罩5.1中的一個弧形罩5.1與活塞桿防護罩3為一體式結構,而至少兩個弧形罩5.1中的其余弧形罩5.1與活塞桿防護罩3是為分離式結構的。本發明實施例二的氣缸在安裝時,先將與活塞桿防護罩3連接的弧形罩5.1與活塞桿防護罩3共同安裝在氣缸上,為其余弧形罩5.1的安裝提供一個初定位,然后再依次安裝其余弧形罩5.1,方便快捷;若氣缸上的某一部分需要維修,拆除該部分對應的弧形罩5.1即可,而不必將整個防護罩拆除,方便維修。

  [0035]可選地,與活塞桿防護罩3連接的弧形罩5.1采用焊接的方式與活塞桿防護罩3形成一體,此種情況下,活塞桿防護罩3與缸體防護罩5的材料均需選用金屬。

  [0036]可選地,各個弧形罩5.1上設置有多個用于供安裝在氣缸本體I上的工裝4(例如進氣閥、調節閥等)穿過的避讓孔5.4。

  [0037]以上所述僅為本發明的較佳實施例,并不用以限制本發明,凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。

  【主權項】

  1.一種氣缸,包括氣缸本體(I)及穿出所述氣缸本體(I)軸向端部的伸縮活塞桿(2),其特征在于:還包括與所述氣缸本體(I)連接的活塞桿防護罩(3),所述活塞桿防護罩(3)上設置有被所述活塞桿(2)穿過的通孔(3.4),所述活塞桿防護罩(3)罩設于所述活塞桿(2)與所述氣缸本體(I)的連接處。2.根據權利要求1所述的氣缸,其特征在于:所述活塞桿防護罩(3)包括筒體(3.1)以及連接在所述筒體(3.1) —端的搭接凸臺(3.2),所述搭接凸臺(3.2)可拆卸連接在所述氣缸本體(I)軸向端部。3.根據權利要求2所述的氣缸,其特征在于:所述搭接凸臺(3.2)上設置有用于與所述氣缸本體(I)軸向端部連接的螺栓孔(3.3)。4.根據權利要求2所述的氣缸,其特征在于:所述筒體(3.1)的軸向長度小于所述活塞桿(2)的伸縮長度。5.根據權利要求1?4中任一項所述的氣缸,其特征在于:所述活塞桿防護罩(3)的材料為橡膠。6.根據權利要求1?4中任一項所述的氣缸,其特征在于:所述氣缸還包括缸體防護罩(5),所述缸體防護罩(5)包括至少兩個弧形罩(5.1),所述至少兩個弧形罩(5.1)圍成一個套裝在所述氣缸本體(I)外圍的柱狀體。7.根據權利要求6所述的氣缸,其特征在于:所述弧形罩(5.1)的兩個直線側邊設置有向弧形罩(5.1)外部延伸的連接翻邊(5.2),所述連接翻邊(5.2)上設置有用于與相鄰的所述弧形罩(5.1)連接的連接孔(5.3)。8.根據權利要求6所述的氣缸,其特征在于:所述至少兩個弧形罩(5.1)中的一個所述弧形罩(5.1)與所述活塞桿防護罩(3)為一體式結構,所述至少兩個弧形罩(5.1)中的其余所述弧形罩(5.1)與所述活塞桿防護罩(3)為分離式結構。9.根據權利要求6所述的氣缸,其特征在于:所述缸體防護罩(5)上設置有多個用于供安裝在所述氣缸本體(I)上的工裝(4)穿過的避讓孔(5.4)。10.根據權利要求6所述的氣缸用防護裝置,其特征在于:所述缸體防護罩(5)的材料為金屬。

  【文檔編號】F15B15/14GK105909590SQ201610263724

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年4月26日

  【發明人】肖新, 程娟, 李敏

  【申請人】奇瑞汽車股份有限公司

  塑料制品成型機的快速開合模油缸結構的制作方法

  【專利摘要】一種塑料制品成型機的快速開合模油缸結構,包括機架,機架包括一對左、右模架導軌、左、右模架、一對油缸架導軌、油缸架、一對下拉桿;快速開合模油缸結構包括油缸,油缸包括油缸套、油缸左、右端蓋;大、小活塞桿;控制機構;特點:還包括貯油箱,設在機架的上部,置入于小活塞桿容納腔內的小活塞桿的左端的外壁與小活塞桿容納腔的腔壁配合,當液壓油引入大活塞桿內油腔時,大活塞桿向左位移并由大活塞桿帶動右模架向左位移,左模架以及油缸架向右位移,左、右模架處于合模運動狀態,當左、右模架鎖模時,油缸右端蓋油管接頭將高壓油引入右缸腔,小活塞桿油道進回油接口保持于向大活塞桿內油腔引入液壓油的狀態。降低制造難度;提高合模速度。

  【專利說明】

  塑料制品成型機的快速開合模油缸結構

  技術領域

  [0001]本發明屬于塑料制品成型機械技術領域,具體涉及一種塑料制品成型機的快速開合模油缸結構。

  【背景技術】

  [0002]上面提及的塑料制品主要指但并非絕對限于指中空塑料制品,中空塑料制品如各種塑料容器、碼垛桶乃至托盤(托盤如CN102407967B、CN103253442A和CN102009774B),等等。

  [0003]如業界所知,塑料制品成型機每成型一個產品便需進行一次開合模動作,對此可以參見CN101890772B(開、合模機構)、CN101890805B(中空塑料制品成型機的磁力合模裝置)、CN102357948A(抱肘式開合模機構)、CN102848558B(中空塑料制品成型機的鎖模裝置)、CN103522528B(吹塑成型用的臥式合模機構)、CN103587109B(中空塑料制品成型機的鎖模裝置)和CN103538244B(中空塑料制品成型機的鎖模裝置結構),等等。

  [0004]進而如業界所知,所要成型的塑料制品的體積越大,開合模機構的結構體系的油缸的行程也相應越大,并且在兩個半模(即一對半模)合模到位后需由足夠的鎖模力對其鎖定,以保證塑料制品的成型質量,否則有可能成型失敗或在塑料制品上留下合??p或飛邊。此外,開合模的速度快慢與塑料制品的成型效率之間存在因果關系。

  [0005]先前,為了滿足開合模以及鎖模的要求,通常分別配備開合模油缸和鎖模油缸,以兩個油缸為例,一個油缸執行快速開合模,另一個油缸擔當慢速鎖模,如此結構會導致液壓系統管路復雜,尤其需憑借高壓且大流量來滿足開合模及鎖模要求,與此相適應的電機和油栗的功率也相應較大,從而既增加了成套塑料制品成型機的成本,又帶來了能耗的增大而有悖目前全社會倡導的節約型節能型經濟精神,還不利于油缸在合理服役期限內的使用壽命O

  [0006]毫無疑問,以油缸的小流量即以較少的液壓油實現快速開合??梢越鉀Q前述技術問題,并且此類技術信息在公開的中國專利文獻中已有見諸,典型的如CN104196813A推薦的“一種用于高速壓鑄機的快速合模油缸”和CN104653542A提供的“大型中空吹塑機開合模油缸結構”。

  [0007]上述CN104196813A由于采用了外缸筒和內缸筒,因而不僅結構復雜,而且體積大,不利于在結構嚴苛的塑料制品成型機上應用;由于上述CN104653542A是針對塑料制品成型機設計的,因而客觀上能兌現其說明書第0005段中記載的技術效果,但是存在以下缺憾:其一,由于將小活塞桿(專利未給出附圖標記以及部件名稱)與油缸缸體一體制作而形成中國漢字的“凸”字形構造,因而加工難度大;其二,由于大活塞桿(專利稱活塞桿)僅由其基部的活塞區域的內壁與小活塞桿的內壁之間滑動配合,而大活塞桿的其它區域即專利所稱的活塞油缸的內徑顯著大于小活塞桿的外徑而形成一較大的活塞油腔,于是一方面因活塞油腔容積大而不足以體現在小流量的液壓油情形下推動大活塞桿并使大活塞桿快速位移的期望效果,仍影響著開合模的速度,另一方面大活塞桿的動作穩定性也受到相應的影響;其三,依據其說明書第OOll以及0012段的描述并且結合圖示可知,由于在鎖模時油缸腔(專利稱油缸后腔)不具有對大活塞桿的推力作用,因而鎖模時僅僅憑借大活塞桿內油腔的壓力油的作用實現鎖模,于是鎖模力是脆弱的,而鎖模效果的優劣在很大程度上會影響塑料制品的成型質量;其四,專利未給出對進、回油口實施控制的閥結構以及與進、回油口相連接的油管管路結構的啟示,然而這些技術要素恰恰是保障快速開合模油缸工作與否以及工作可靠性的一個不可偏廢的重要因素。

  [0008]針對上述已有技術,仍有改進的必要,為此本

  【申請人】作了有益的設計,形成了下面將要介紹的技術方案,并且在采取了保密措施下在本申請的試驗中心進行了模擬試驗,結果證明是切實可行的。

  【發明內容】

  [0009]本發明的任務在于提供一種有助于將小活塞桿與大活塞桿彼此構成分體式的組裝關系而藉以顯著降低制造難度;有利于使構成于大活塞桿上的供小活塞桿容納的小活塞桿容納腔的直徑與小活塞桿的外徑彼此良好適應而藉以在顯著減少油液供給量的狀態下使大活塞桿連同模架快速合模并且保障大活塞桿位移時的穩定性以及節省能耗、有益于在大活塞桿伸展到位并實施鎖模時,大活塞桿內油腔內的壓力協同位于大活塞桿與油缸套之間的缸腔內產生的壓力雙貫齊下地對大活塞桿作用而藉以顯著增大鎖模力并保障塑料制品的成型質量和有便于良好地保障小活塞桿油道以及缸腔的進回油控制效果而藉以體現大活塞桿動作的可靠性的塑料制品成型機的快速開合模油缸結構。

  [0010]本發明的任務是這樣來完成的,一種塑料制品成型機的快速開合模油缸結構,所述的塑料中空成型機包括一機架,該機架包括一對彼此前后對應的左模架導軌、一對同樣彼此對應的右模架導軌、移動地設置在一對左模架導軌上的一左模架、對應于左模架的右側并且移動地設置在一對右模架導軌上的一右模架、對應于一對右模架導軌的右側設置的并且同樣彼此前后對應的一對油缸架導軌、對應于右模架的右側并且移動地設置在一對油缸架導軌上的一油缸架、連結在左模架與油缸架的上部之間并且彼此前后對應的一對上拉桿和連結在左模架與油缸架的下部之間的并且相互前后對應的一對下拉桿;所述的快速開合模油缸結構包括一油缸,該油缸包括一油缸套、一油缸左端蓋和一油缸右端蓋,油缸套以水平臥置狀態支承在所述的油缸架上,油缸左端蓋與油缸套的左端密封配合,油缸右端蓋與油缸套的右端密封配合,在油缸左端蓋上并且位于油缸左端蓋的側部固定有一油缸左端蓋油管接頭,在油缸右端蓋上并且位于油缸右端蓋的側部固定有一油缸右端蓋油管接頭,而在油缸右端蓋正對油缸左端蓋的一側開設有油缸右端蓋快速進油孔;一大活塞桿和一小活塞桿,在大活塞桿的中央并且位于大活塞桿的長度方向開設有一小活塞桿容納腔,該小活塞桿容納腔的右端是不封閉的,大活塞桿的左端與所述油缸左端蓋滑動配合并且在伸展到油缸左端蓋的左側后連接有一模架連接頭,該模架連接頭與所述右模架的右端連接,在大活塞桿的右端設置有一活塞,該活塞的左側面與所述油缸左端蓋之間的空間構成為左缸腔,而活塞的右側面與所述油缸右端蓋之間的空間構成為右缸腔,所述的左端蓋油管接頭與左缸腔相通,而所述的右端蓋油管接頭以及油缸右端蓋快速進油孔與右缸腔相通,小活塞桿的左端置入于所述小活塞桿容納腔內,而小活塞桿的右端探出小活塞桿容納腔的右端并且在對應于所述油缸右端蓋的中央位置限定在油缸右端蓋上,在該小活塞桿的長度方向的中央位置開設有一小活塞桿油道,該小活塞桿油道自小活塞桿的左端貫通至右端,在對應于小活塞桿油道的右端端口的位置設置有一小活塞桿油道進回油接口,小活塞桿的左端端面與小活塞桿容納腔的小活塞桿容納腔底壁之間的空間構成為大活塞桿內油腔;一控制機構,該控制機構設置在所述機架上并且與所述油缸左端蓋油管接頭、油缸右端蓋油管接頭、油缸右端蓋快速進油孔以及小活塞桿油道進回油接口液壓油管管路連接;特征在于還包括有一貯油箱,該貯油箱在對應于所述油缸架的右側的位置設置在所述機架的上部并且與所述的控制機構控制連接,置入于所述小活塞桿容納腔內的所述小活塞桿的左端的外壁與小活塞桿容納腔的腔壁滑動配合,當由所述小活塞桿進回油接口通過所述小活塞桿油道將液壓油引入所述大活塞桿內油腔時,所述大活塞桿向左位移并由大活塞桿帶動所述右模架向左位移,同時所述的左模架以及油缸架向右位移,左、右模架處于彼此相向位移的合模運動狀態,同時所述左缸腔內的油液從所述油缸左端蓋油管接頭引出至所述的控制機構,所述油缸右端蓋快速進油孔向右缸腔引入油液,而當左、右模架趨于彼此合攏而實施鎖模時,油缸右端蓋油管接頭將高壓油引入所述的右缸腔,并且所述小活塞桿油道進回油接口繼續保持于向所述大活塞桿內油腔引入液壓油的狀態。

  [0011]在本發明的一個具體的實施例中,在所述油缸套的長度方向的中部并且位于油缸套的外壁上固定有一油缸套固定法蘭,該油缸套固定法蘭通過油缸套固定法蘭螺釘與所述油缸架固定。

  [0012]在本發明的另一個具體的實施例中,在所述油缸左端蓋的左端內壁上開設有一對左端蓋密封圈槽,在該對左端蓋密封圈槽內各嵌設有一左端蓋左密封圈,所述大活塞桿的左端外壁與左端蓋左密封圈密封配合,并且油缸左端蓋的中部通過左端蓋固定螺釘與所述油缸套的左端端面固定,油缸左端蓋的右端探入所述的左缸腔內并且在該油缸左端蓋的右端外壁上設置有左端蓋缸套密封圈,該左端蓋缸套密封圈與左缸腔的內壁密封配合。

  [0013]在本發明的又一個具體的實施例中,所述油缸右端蓋的左端插入所述右缸腔內并且在該油缸右端蓋的左端的外壁上設置有一對右端蓋密封圈,該對右端蓋密封圈與右缸腔的內壁密封配合。

  [0014]在本發明的再一個具體的實施例中,在所述大活塞桿的左端端面上構成有一連接螺桿頭,所述模架連接頭的右端與連接螺桿頭螺紋連接,而模架連接頭的左端構成有一連接頭銷軸孔并且在該連接頭銷軸孔內設置有一襯套,模架連接頭通過置入于連接頭銷軸孔內的連接頭銷軸與所述右模架的右側鉸接連接。

  [0015]在本發明的還有一個具體的實施例中,在所述大活塞桿的右端并且在對應于所述活塞的右側的位置通過活塞端蓋螺釘固定有一活塞端蓋,在該活塞端蓋的內壁上設置有一對活塞端蓋密封圈,該對活塞端蓋密封圈與所述小活塞桿的右端外壁密封配合,并且在活塞端蓋上還旋配有一用于對所述活塞的右側限定的活塞限定螺母,該活塞限定螺母與活塞的右側面貼觸。

  [0016]在本發明的更而一個具體的實施例中,在所述大活塞桿的右端并且在對應于所述活塞的左側的位置構成有一活塞限定臺階,活塞的左側面與該活塞限定臺階貼觸,在大活塞桿上并且在對應于活塞的內壁的位置設置有一對活塞內密封圈,該對活塞內密封圈與活塞的內壁密封配合,而活塞的外壁上設置有一活塞環和一對活塞外密封圈,活塞環位于一對活塞外密封圈之間,而一對活塞外密封圈與所述油缸套的右端內壁密封配合。

  [0017]在本發明的進而一個具體的實施例中,在所述油缸右端蓋的中央位置開設有一小活塞桿讓位孔,所述小活塞桿的右端與該小活塞桿讓位孔相配合,并且在該小活塞桿的右端的外壁上設置有一對小活塞桿密封圈,該對小活塞桿密封圈與小活塞桿讓位孔的孔壁密封配合,在小活塞桿伸展到所述油缸右端蓋的右側的部位配設有一小活塞桿鎖定螺母。

  [0018]在本發明的又更而一個具體的實施例中,所述的控制機構包括油栗、油箱、第一控制閥、第二控制閥、閥座、第一單向閥和第二單向閥,油栗與油箱相配合,并且油栗通過油栗第一油路與第一控制閥連接以及通過油栗第二油路與第二控制閥連接,油箱連同油栗設置在所述機架上,該油箱通過油箱第一油路與第一控制閥連接以及通過油箱第二油路與第二控制閥連接,第一控制閥以及第二控制閥設置在閥座上,并且第一控制閥通過第一控制閥管路與所述的油缸右端蓋油管接頭連接,而第二控制閥通過控制閥第一進回油管路與所述油缸左端蓋油管接頭連接以及通過控制閥第二進回油管路與所述的小活塞桿油道進回油接口連接,閥座在對應于所述油缸右端蓋的右側的位置固定在所述機架上,第一單向閥設置在所述的第一控制閥管路上,第二控制閥設置在所述的控制閥第二進回油管路上,所述的貯油箱通過貯油箱管路與所述的閥座連接并且通過閥座與所述油缸右端蓋快速回油孔相通,在貯油箱管路上設置有一貯油箱單向閥,在所述第二單向閥與所述控制閥第一進回油管路之間設有一第一控制油路,而在所述貯油箱單向閥與第一進回油管路之間設有一第二控制油路。

  [0019]在本發明的又進而一個具體的實施例中,在所述的閥座上開設有一閥座進油口以及配設有一對閥座油管,所述貯油箱管路與閥座進油口配接,而閥座進油口與一對閥座油管相通,一對閥座油管與所述的油缸右端蓋快速進油孔連接并且與油缸右端蓋快速進油孔相通。

  [0020]本發明提供的技術方案相對于已有技術的技術效果之一,由于將大、小活塞桿彼此構成分體式的獨立部件再實行相互的配合,因而可以顯著降低制造難度;之二,由于將大活塞桿的小活塞桿容納腔的腔壁與小活塞桿的左端外壁實行了滑動配合,因而顯著減小了大活塞桿內油腔的容積,只需在極少的油液供給量的狀態下使大活塞桿連同右模架向左快速位移,既提高了左、右模架的合模速度,又保障了大活塞桿的動作穩定性并且能夠顯著節省能耗;之三,由于在左、右模架完成了合模而實施鎖模時,因右缸腔內已趨于滿油狀態并且小活塞桿油道進回油接口仍處于進油狀態,因而油缸右端蓋油管接頭僅需向右缸腔引入極少量的高壓油而可實現優異的鎖模效果,進而保障塑料制品的成型質量;之四,由于由控制機構保障對小活塞桿油道以左、右缸腔的進回油控制效果,因而能保障大活塞桿的動作的可靠性。

  【附圖說明】

  [0021]圖1為本發明的實施例示意圖。

  [0022]圖2為圖1所示的快速開合模油缸的詳細結構圖。

  [0023]圖3為本發明快速開合模油缸的結構體系的控制機構的示意圖。

  【具體實施方式】

  [0024]為了能夠更加清楚地理解本發明的技術實質和有益效果,

  【申請人】在下面以實施例的方式作詳細說明,但是對實施例的描述均不是對本發明方案的限制,任何依據本發明構思所作出的僅僅為形式上的而非實質性的等效變換都應視為本發明的技術方案范疇。

  [0025]在下面的描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性或稱方位性的概念都是以圖1和圖2所示的位置狀態而言的,因而不能將其理解為對本發明提供的技術方案的特別限定。

  [0026]請參見圖1,示出了屬于塑料中空成型機的結構體系的一機架7,該機架7包括一對彼此前后對應的左模架導軌71、一對同樣彼此對應的右模架導軌72、移動地設置在一對左模架導軌71上的一左模架73、對應于左模架73的右側并且移動地設置在一對右模架導軌72上的一右模架74、對應于一對右模架導軌72的右側設置的并且同樣彼此前后對應的一對油缸架導軌75、對應于右模架74的右側并且移動地設置在一對油缸架導軌75上的一油缸架76、連結在左模架73與油缸架76的上部之間并且彼此前后對應的一對上拉桿77和連結在左模架73與油缸架76的下部之間的并且相互前后對應的一對下拉桿78。

  [0027]由上面的說明并且結合圖1的示意可知:左模架73的下部與一對左模架導軌71構成導軌副,右模架74的下部與一對右模架導軌72構成導軌副,油缸架76的下部與一對油缸架導軌75構成導軌副,并且依據專業常識,在使用狀態下在左模架73的右側即朝向右模架74的一側固定有左半模,而在右模架74的左側即朝向左模架73的一側固定有右半模。左、右模架73、74相向合攏即相向位移的過程通常被稱為合模過程,反之則稱為開模過程。合模后,前述的左半模與右半模相互閉合并且實施鎖模,鎖模的不言而喻的作用是防止在對塑料制品成型時左、右半模之間出現縫隙,從而在塑料制品上出現合??p(也稱合模線或合模飛邊)。

  [0028]請參見圖2并且繼續結合圖1,示出了快速開合模油缸結構體系的一油缸1,該油缸I包括一油缸套11、一油缸左端蓋12和一油缸右端蓋13,油缸套11以水平臥置狀態支承在前述的油缸架76上,油缸左端蓋12與油缸套11的左端密封配合,油缸右端蓋13與油缸套11的右端密封配合,在油缸左端蓋12上并且位于油缸左端蓋12的側部(即圓周方向的壁體)固定有一油缸左端蓋油管接頭121,在油缸右端蓋13上并且位于油缸右端蓋13的側部(即圓周方向的壁體)固定有一油缸右端蓋油管接頭131,而在油缸右端蓋13正對油缸左端蓋12的一側開設有油缸右端蓋快速進油孔132(本實施例有一對);不出了一大活塞桿2和一小活塞桿3,在大活塞桿2的中央并且位于大活塞桿2的長度方向開設有一小活塞桿容納腔21,該小活塞桿容納腔21的右端是不封閉的,大活塞桿2的左端與前述油缸左端蓋12滑動配合并且在伸展到油缸左端蓋12的左側后連接有一模架連接頭4,該模架連接頭4與前述右模架74的右端連接,在大活塞桿2的右端設置有一活塞22,該活塞22的左側面與前述油缸左端蓋12之間的空間構成為左缸腔23,而活塞22的右側面與前述油缸右端蓋13之間的空間構成為右缸腔24,前述的左端蓋油管接頭121與左缸腔23相通,而前述的右端蓋油管接頭131以及油缸右端蓋快速進油孔132與右缸腔24相通,小活塞桿3的左端置入于前述小活塞桿容納腔21內,而小活塞桿3的右端探出小活塞桿容納腔21的右端并且在對應于前述油缸右端蓋13的中央位置限定在油缸右端蓋13上,在該小活塞桿3的長度方向的中央位置開設有一小活塞桿油道31,該小活塞桿油道31自小活塞桿3的左端貫通至右端,在對應于小活塞桿油道31的右端端口的位置設置有一小活塞桿油道進回油接口32,小活塞桿3的左端端面與小活塞桿容納腔21的小活塞桿容納腔底壁211之間的空間構成為大活塞桿內油腔25;示出了一控制機構5(也可稱供油控制機構,以下同),該控制機構5設置在前述機架7上并且與前述油缸左端蓋油管接頭121、油缸右端蓋油管接頭131、油缸右端蓋快速進油孔132以及小活塞桿油道進回油接口 32液壓油管管路連接。

  [0029]作為本發明提供的技術方案的技術要點:在前述開合模油缸結構的體系中還包括有一貯油箱6,該貯油箱6在對應于前述油缸架76的右側的位置設置在前述機架7的上部并且與前述的控制機構5控制連接,置入于前述小活塞桿容納腔21內的前述小活塞桿3的左端的外壁與小活塞桿容納腔21的腔壁滑動配合。

  [0030]當由前述小活塞桿進回油接口32通過前述小活塞桿油道31將液壓油引入前述大活塞桿內油腔25時,前述大活塞桿2向左位移并由大活塞桿2帶動前述右模架74向左位移,同時前述的左模架73以及油缸架76向右位移,左、右模架73、74處于彼此相向位移的合模運動狀態,同時前述左缸腔23內的油液從前述油缸左端蓋油管接頭121引出至前述的控制機構5,油缸右端蓋快速進油孔132向右缸腔24引入油液,當左、右模架73、74趨于彼此合攏而實施鎖模時,油缸右端蓋油管接頭131將高壓油引入前述右缸腔24并且小活塞桿油道進回油接口 32繼續保持于向前述大活塞桿內油腔25引入液壓油的狀態。由此可知,在鎖模之前,由進入到大活塞桿內油腔25的小流量(但壓力大)的液壓油實現大活塞桿2的快速位移,體現了

  【申請人】在上面的技術效果欄中記載的相應的技術效果。

  [0031]請重點見圖1,在前述油缸套11的長度方向的中部并且位于油缸套11的外壁上固定有一油缸套固定法蘭111,該油缸套固定法蘭111通過以間隔狀態圍繞油缸套固定法蘭的圓周方向分布的油缸套固定法蘭螺釘1111與前述油缸架76固定。

  [0032]在前述油缸左端蓋12的左端內壁上開設有一對左端蓋密封圈槽122,在該對左端蓋密封圈槽122內各嵌設有一左端蓋左密封圈1221,前述大活塞桿2的左端外壁與左端蓋左密封圈1221密封配合,并且油缸左端蓋12的中部通過左端蓋固定螺釘123與前述油缸套11的左端端面固定,油缸左端蓋12的右端探入(即插入)前述的左缸腔23內并且在該油缸左端蓋12的右端外壁上設置有左端蓋缸套密封圈124,該左端蓋缸套密封圈124與左缸腔23的內壁密封配合。

  [0033]請繼續見圖1,前述油缸右端蓋13的左端插入前述右缸腔24內并且在該油缸右端蓋13的左端的外壁上設置有一對右端蓋密封圈133,該對右端蓋密封圈133與右缸腔24的內壁密封配合。

  [0034]在前述大活塞桿2的左端端面上構成有一連接螺桿頭26,前述模架連接頭4的右端與連接螺桿頭26螺紋連接,而模架連接頭4的左端構成有一連接頭銷軸孔41并且在該連接頭銷軸孔41內設置有一襯套411,模架連接頭4通過置入于連接頭銷軸孔41內的連接頭銷軸412與前述右模架74的右側鉸接連接。不言而喻,在右模架74的右側并且在對應于模架連接頭4的位置焊接有一對連接頭銷軸座(圖中未示出),在一對連接頭銷軸座上并且在對應的位置開設有一連接頭銷軸座銷孔,前述的模架連接頭4的左端對應于一對連接頭銷軸座之間并且前述的連接頭銷軸412插入一對連接頭銷軸座上的連接頭銷軸座銷孔內,從而使模架連接頭4與一對連接頭銷軸座鉸接連接。

  [0035]在前述大活塞桿2的右端并且在對應于前述活塞22的右側的位置通過活塞端蓋螺釘271固定有一活塞端蓋27,在該活塞端蓋27的內壁上設置有一對活塞端蓋密封圈272,該對活塞端蓋密封圈272與前述小活塞桿3的右端外壁密封配合,并且在活塞端蓋27上還旋配有一用于對前述活塞22的右側限定的活塞限定螺母273,該活塞限定螺母273與活塞22的右側面貼觸。

  [0036]在前述大活塞桿2的右端并且在對應于前述活塞22的左側的位置構成有一活塞限定臺階28,活塞22的左側面與該活塞限定臺階28貼觸,在大活塞桿2上并且在對應于活塞22的內壁的位置設置有一對活塞內密封圈29,該對活塞內密封圈29與活塞22的內壁密封配合,而活塞22的外壁上設置有一活塞環221和一對活塞外密封圈222,活塞環221位于一對活塞外密封圈222之間,而一對活塞外密封圈222與前述油缸套11的右端內壁密封配合。由此可知,前述的活塞22被限定在活塞限定臺階28與活塞限定螺母273之間。

  [0037]在前述油缸右端蓋13的中央位置開設有一小活塞桿讓位孔134,前述小活塞桿3的右端與該小活塞桿讓位孔134相配合,并且在該小活塞桿3的右端的外壁上設置有一對小活塞桿密封圈33,該對小活塞桿密封圈33與小活塞桿讓位孔134的孔壁密封配合,在小活塞桿3伸展到前述油缸右端蓋13的右側的部位配設有一小活塞桿鎖定螺母34。

  [0038]請參見圖3并且結合圖1和圖2,前述的控制機構5包括油栗51、油箱52、第一控制閥53、第二控制閥54、閥座55、第一單向閥56和第二單向閥57,油栗51與油箱52相配合,并且油栗51通過油栗第一油路511與第一控制閥53連接以及通過油栗第二油路512與第二控制閥54連接,油箱52連同油栗51設置在前述機架7上,該油箱52通過油箱第一油路521與第一控制閥53連接以及通過油箱第二油路522與第二控制閥54連接,第一控制閥53以及第二控制閥54設置在閥座55上,并且第一控制閥53通過第一控制閥管路531與前述的油缸右端蓋油管接頭131連接,而第二控制閥54通過控制閥第一進回油管路541與前述油缸左端蓋油管接頭121連接以及通過控制閥第二進回油管路542與前述的小活塞桿油道進回油接口 32連接,閥座55在對應于前述油缸右端蓋13的右側的位置固定在前述機架7上,第一單向閥56設置在第一控制閥管路531上,第二控制閥57設置在控制閥第二進回油管路542上,前述的貯油箱6通過貯油箱管路61與前述的閥座55連接并且通過閥座55與前述油缸右端蓋快速回油孔132相通,在貯油箱管路61上設置有一貯油箱單向閥611,在前述第二單向閥57與前述控制閥第一進回油管路541之間設有一第一控制油路571,而在前述貯油箱單向閥611與第一進回油管路541之間設有一第二控制油路6111。

  [0039]由圖1所示,在前述的閥座55上開設有一閥座進油口551以及配設有一對閥座油管552,前述貯油箱管路61與閥座進油口 551配接,而閥座進油口 551與一對閥座油管552相通,一對閥座油管與前述的油缸右端蓋快速進油孔132連接并且與油缸右端蓋快速進油孔132相通。作為優選的方案,在前述的貯油箱6的上部設置一與貯油箱的貯油箱腔相通的溢流接口,在油箱52上設置一與油箱腔相通的回油接口,在該回油接口與前述的溢流接口之間設置一回流油管。

  [0040]當左、右模架73、74合模時,油栗51工作(即栗油),液壓油(即油液)依次經油栗第二油路512、第二控制閥54、控制閥第二進回油管路542、第二單向閥57、小活塞桿油道進回油接口 32和小活塞桿油道31進入大活塞桿內油腔25,由大活塞桿內油腔25內的液壓油壓力迫使大活塞桿2向左位移,經模架連接頭4帶動右模架74循著一對右模架導軌72向左位移,同時油缸架76循著一對油缸架導軌75向右位移,由于左模架73由一對上拉桿77以及一對下拉桿78與油缸架76連結,因而在油缸架76向右位移的同時帶動左模架73向右位移,最終表現為左、右模架73、74相向位移,即朝著相互合?;蚍Q合攏的方向位移。與此同時,即在大活塞桿2向左位移的同時,左缸腔23內的油液從油缸左端蓋油管接頭121引出,并依次經控制閥第一進回油管路541、第二控制閥54和油箱第二油管522回引至油箱52,還與此同時,由于在大活塞桿2向左位移的過程中,右缸腔24處在了負壓狀態,同時貯油箱6內的油液依次經貯油箱單向閥611 (由于是負壓打開)、貯油箱管路61閥座進油口 551、閥座油管552和油缸右端蓋快速進油孔132(—對)補充到右缸腔24內。在該過程中,只需極少量的油液進入活塞桿內油腔25便可推動大活塞桿2,油栗51的節能是顯著的并且加快了合模速度。

  [0041]當左、右模架73、74上的左、右半模趨于合攏而實施鎖模時,油栗51栗油,液壓油依次經油栗第一油路511、第一控制閥53、第一控制閥管路531、第一單向閥56和油缸右端蓋油管接頭131引入右缸腔24內,以大壓力推動大活塞桿2進而左行。使大活塞桿2發揮理想的鎖模作用,因為在油缸右端蓋油管接頭131向右缸腔24引入高壓油的同時,油栗51處于繼續對大活塞桿內油腔25的供油狀態。由于在鎖模過程中的回油如前面所述,因而不再贅述。

  [0042]當要開模時,出自油栗51的高壓油依次經油栗第二油路512、第二控制閥54、控制閥第一進回油管路541、油缸左端蓋油管接頭121和左缸腔23,推動大活塞桿2右移,同時控制閥第一進回油管路541內的高壓油經第一控制油路571以及第二控制油路611分別打開第二單向閥57和貯油箱單向閥611,使大活塞桿內油腔25內的油依次經小活塞桿油道31、小活塞桿油道進回油接口 32、第二單向閥57、控制閥第二進回油管路542、第二控制閥54和油箱第二油路522回入油箱52,而右缸腔24內的油依次經油缸右端蓋快速進油孔132、閥座油管552、貯油箱管路61和貯油箱單向閥611回入貯油箱6,從而實現大活塞桿2的快速向右位移,使左、右模架73、74快速斥開。

  [0043]綜上所述,本發明提供的技術方案克服了已有技術中的不足,順利地完成了發明任務,客觀地兌現了

  【申請人】在上面的技術效果欄中記載的技術效果。

  【主權項】

  1.一種塑料制品成型機的快速開合模油缸結構,所述的塑料中空成型機包括一機架(7),該機架(7)包括一對彼此前后對應的左模架導軌(71)、一對同樣彼此對應的右模架導軌(72)、移動地設置在一對左模架導軌(71)上的一左模架(73)、對應于左模架(73)的右側并且移動地設置在一對右模架導軌(72)上的一右模架(74)、對應于一對右模架導軌(72)的右側設置的并且同樣彼此前后對應的一對油缸架導軌(75)、對應于右模架(74)的右側并且移動地設置在一對油缸架導軌(75)上的一油缸架(76)、連結在左模架(73)與油缸架(76)的上部之間并且彼此前后對應的一對上拉桿(77)和連結在左模架(73)與油缸架(76)的下部之間的并且相互前后對應的一對下拉桿(78);所述的快速開合模油缸結構包括一油缸(I),該油缸(I)包括一油缸套(11)、一油缸左端蓋(12)和一油缸右端蓋(13),油缸套(11)以水平臥置狀態支承在所述的油缸架(76)上,油缸左端蓋(12)與油缸套(II)的左端密封配合,油缸右端蓋(13)與油缸套(11)的右端密封配合,在油缸左端蓋(12)上并且位于油缸左端蓋(12)的側部固定有一油缸左端蓋油管接頭(121),在油缸右端蓋(13)上并且位于油缸右端蓋(13)的側部固定有一油缸右端蓋油管接頭(131),而在油缸右端蓋(13)正對油缸左端蓋(12)的一側開設有油缸右端蓋快速進油孔(132);—大活塞桿(2)和一小活塞桿(3),在大活塞桿(2)的中央并且位于大活塞桿(2)的長度方向開設有一小活塞桿容納腔(21),該小活塞桿容納腔(21)的右端是不封閉的,大活塞桿(2)的左端與所述油缸左端蓋(12)滑動配合并且在伸展到油缸左端蓋(12)的左側后連接有一模架連接頭(4),該模架連接頭(4)與所述右模架(74)的右端連接,在大活塞桿(2)的右端設置有一活塞(22),該活塞(22)的左側面與所述油缸左端蓋(12)之間的空間構成為左缸腔(23),而活塞(22)的右側面與所述油缸右端蓋(13)之間的空間構成為右缸腔(24),所述的左端蓋油管接頭(121)與左缸腔(23)相通,而所述的右端蓋油管接頭(131)以及油缸右端蓋快速進油孔(132)與右缸腔(24)相通,小活塞桿(3)的左端置入于所述小活塞桿容納腔(21)內,而小活塞桿(3)的右端探出小活塞桿容納腔(21)的右端并且在對應于所述油缸右端蓋(13)的中央位置限定在油缸右端蓋(13)上,在該小活塞桿(3)的長度方向的中央位置開設有一小活塞桿油道(31),該小活塞桿油道(31)自小活塞桿(3)的左端貫通至右端,在對應于小活塞桿油道(31)的右端端口的位置設置有一小活塞桿油道進回油接口(32),小活塞桿(3)的左端端面與小活塞桿容納腔(21)的小活塞桿容納腔底壁(211)之間的空間構成為大活塞桿內油腔(25);—控制機構(5),該控制機構(5)設置在所述機架(7)上并且與所述油缸左端蓋油管接頭(121)、油缸右端蓋油管接頭(131)、油缸右端蓋快速進油孔(132)以及小活塞桿油道進回油接口(32)液壓油管管路連接;其特征在于還包括有一貯油箱(6),該貯油箱(6)在對應于所述油缸架(76)的右側的位置設置在所述機架(7)的上部并且與所述的控制機構(5)控制連接,置入于所述小活塞桿容納腔(21)內的所述小活塞桿(3)的左端的外壁與小活塞桿容納腔(21)的腔壁滑動配合,當由所述小活塞桿進回油接口(32)通過所述小活塞桿油道(31)將液壓油引入所述大活塞桿內油腔(25)時,所述大活塞桿(2)向左位移并由大活塞桿(2)帶動所述右模架(74)向左位移,同時所述的左模架(73)以及油缸架(76)向右位移,左、右模架(73、74)處于彼此相向位移的合模運動狀態,同時所述左缸腔(23)內的油液從所述油缸左端蓋油管接頭(121)引出至所述的控制機構(5),所述油缸右端蓋快速進油孔(132)向右缸腔(24)引入油液,而當左、右模架(73、74)趨于彼此合攏而實施鎖模時,油缸右端蓋油管接頭(131)將高壓油引入所述的右缸腔(24),并且所述小活塞桿油道進回油接口(32)繼續保持于向所述大活塞桿內油腔(25)引入液壓油的狀態。2.根據權利要求1所述的塑料制品成型機的快速開合模油缸結構,其特征在于在所述油缸套(11)的長度方向的中部并且位于油缸套(11)的外壁上固定有一油缸套固定法蘭(111),該油缸套固定法蘭(111)通過油缸套固定法蘭螺釘(1111)與所述油缸架(76)固定。3.根據權利要求1所述的塑料制品成型機的快速開合模油缸結構,其特征在于在所述油缸左端蓋(12)的左端內壁上開設有一對左端蓋密封圈槽(122),在該對左端蓋密封圈槽(122)內各嵌設有一左端蓋左密封圈(1221),所述大活塞桿(2)的左端外壁與左端蓋左密封圈(1221)密封配合,并且油缸左端蓋(12)的中部通過左端蓋固定螺釘(123)與所述油缸套(11)的左端端面固定,油缸左端蓋(12)的右端探入所述的左缸腔(23)內并且在該油缸左端蓋(12)的右端外壁上設置有左端蓋缸套密封圈(124),該左端蓋缸套密封圈(124)與左缸腔(23)的內壁密封配合。4.根據權利要求1所述的塑料制品成型機的快速開合模油缸結構,其特征在于所述油缸右端蓋(13)的左端插入所述右缸腔(24)內并且在該油缸右端蓋(13)的左端的外壁上設置有一對右端蓋密封圈(133),該對右端蓋密封圈(133)與右缸腔(24)的內壁密封配合。5.根據權利要求1所述的塑料制品成型機的快速開合模油缸結構,其特征在于在所述大活塞桿(2)的左端端面上構成有一連接螺桿頭(26),所述模架連接頭(4)的右端與連接螺桿頭(26)螺紋連接,而模架連接頭(4)的左端構成有一連接頭銷軸孔(41)并且在該連接頭銷軸孔(41)內設置有一襯套(411),模架連接頭(4)通過置入于連接頭銷軸孔(41)內的連接頭銷軸(412)與所述右模架(74)的右側鉸接連接。6.根據權利要求1所述的塑料制品成型機的快速開合模油缸結構,其特征在于在所述大活塞桿(2)的右端并且在對應于所述活塞(22)的右側的位置通過活塞端蓋螺釘(271)固定有一活塞端蓋(27),在該活塞端蓋(27)的內壁上設置有一對活塞端蓋密封圈(272),該對活塞端蓋密封圈(272)與所述小活塞桿(3)的右端外壁密封配合,并且在活塞端蓋(27)上還旋配有一用于對所述活塞(22)的右側限定的活塞限定螺母(273),該活塞限定螺母(273)與活塞(22)的右側面貼觸。7.根據權利要求1所述的塑料制品成型機的快速開合模油缸結構,其特征在于在所述大活塞桿(2)的右端并且在對應于所述活塞(22)的左側的位置構成有一活塞限定臺階(28),活塞(22)的左側面與該活塞限定臺階(28)貼觸,在大活塞桿(2)上并且在對應于活塞(22)的內壁的位置設置有一對活塞內密封圈(29),該對活塞內密封圈(29)與活塞(22)的內壁密封配合,而活塞(22)的外壁上設置有一活塞環(221)和一對活塞外密封圈(222),活塞環(221)位于一對活塞外密封圈(222)之間,而一對活塞外密封圈(222)與所述油缸套(11)的右端內壁密封配合。8.根據權利要求1所述的塑料制品成型機的快速開合模油缸結構,其特征在于在所述油缸右端蓋(13)的中央位置開設有一小活塞桿讓位孔(134),所述小活塞桿(3)的右端與該小活塞桿讓位孔(134)相配合,并且在該小活塞桿(3)的右端的外壁上設置有一對小活塞桿密封圈(33),該對小活塞桿密封圈(33)與小活塞桿讓位孔(134)的孔壁密封配合,在小活塞桿(3)伸展到所述油缸右端蓋(13)的右側的部位配設有一小活塞桿鎖定螺母(34)。9.根據權利要求1所述的塑料制品成型機的快速開合模油缸結構,其特征在于所述的控制機構(5)包括油栗(51)、油箱(52)、第一控制閥(53)、第二控制閥(54)、閥座(55)、第一單向閥(56)和第二單向閥(57),油栗(51)與油箱(52)相配合,并且油栗(51)通過油栗第一油路(511)與第一控制閥(53)連接以及通過油栗第二油路(512)與第二控制閥(54)連接,油箱(52)連同油栗(51)設置在所述機架(7)上,該油箱(52)通過油箱第一油路(521)與第一控制閥(53)連接以及通過油箱第二油路(522)與第二控制閥(54)連接,第一控制閥(53)以及第二控制閥(54)設置在閥座(55)上,并且第一控制閥(53)通過第一控制閥管路(531)與所述的油缸右端蓋油管接頭(131)連接,而第二控制閥(54)通過控制閥第一進回油管路(541)與所述油缸左端蓋油管接頭(121)連接以及通過控制閥第二進回油管路(542)與所述的小活塞桿油道進回油接口(32)連接,閥座(55)在對應于所述油缸右端蓋(13)的右側的位置固定在所述機架(7)上,第一單向閥(56)設置在所述的第一控制閥管路(531)上,第二控制閥(57)設置在所述的控制閥第二進回油管路(542)上,所述的貯油箱(6)通過貯油箱管路(61)與所述的閥座(55)連接并且通過閥座(55)與所述油缸右端蓋快速回油孔(132)相通,在貯油箱管路(61)上設置有一貯油箱單向閥(611),在所述第二單向閥(57)與所述控制閥第一進回油管路(541)之間設有一第一控制油路(571),而在所述貯油箱單向閥(611)與第一進回油管路(541)之間設有一第二控制油路(6111)。10.根據權利要求9所述的塑料制品成型機的快速開合模油缸結構,其特征在于在所述的閥座(55)上開設有一閥座進油口(551)以及配設有一對閥座油管(552),所述貯油箱管路(61)與閥座進油口(551)配接,而閥座進油口(551)與一對閥座油管(552)相通,一對閥座油管與所述的油缸右端蓋快速進油孔(132)連接并且與油缸右端蓋快速進油孔(132)相通。

  【文檔編號】F15B15/16GK105909591SQ201610428256

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年6月15日

  【發明人】賈輝, 楊書亞, 吳春筍, 莊鑫源

  【申請人】蘇州同大機械有限公司

  用磁場離心、電控環吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法

  【專利摘要】本發明涉及一種用磁場離心、電控環吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法,其依次通過溫控模塊、磁化模塊、旋轉磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊和消磁模塊進行磨損微粒在線監測;所述溫控模塊的一端設有油液入口;所述吸附模塊具體為同極相鄰型吸附環。本發明引入基于電容邊緣效應的相鄰電容傳感器技術,實現磨損微粒非侵入、無約束監測;通過磁化和旋轉磁場離心模塊使油液中的磨損微粒磁化、聚合成大顆粒并運動到管壁附近并被吸附模塊吸附,以提高相鄰電容傳感器的輸出監測信號強度;通過溫控模塊及合理設計相鄰電容傳感器極板層結構,抑制噪聲并最優化相鄰電容傳感器監測裝置的整體性能。

  【專利說明】用磁場離心、電控環吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法

  [0001]

  【技術領域】

  本發明涉及一種液壓管路油液中的磨損微粒在線監測方法,具體涉及一種用磁場離心、電控環吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法,屬于液壓系統技術領域。

  [0002]

  【【背景技術】】

  液壓系統油液中的磨損微粒不但可以使運動副產生磨粒磨損而且可以使運動副的相對運動受阻而導致控制部件動作失靈。國內外的資料統計表明,液壓機械70%故障源自油液的顆粒污染。因此,對油液中的磨損微粒進行在線監測已成為減少磨損及液壓系統故障的重要途徑之一。

  [0003]電容傳感器因其制作方便、成本低廉而被應用于機器油液的污染監測。專利文獻I(中國發明專利授權公告號CN101435788B)公開了一種基于介電常數測量的在線油液監測傳感器及其系統,該發明的傳感器包括支座及其固定在內部的三根極柱,三根極柱構成了差動式圓柱電容,能監測傳感器電容值的微小變化,從而反推油液介電常數的微小變化,進而實現對油液污染度的實施監測。該監測方法中的傳感器極柱浸入到油液中,造成了油液流態的改變,影響了測量精度;油液在傳感器極柱表面會形成沉積油膜,不僅造成測量精度下降,同時還帶來傳感器清洗問題。

  [0004]文獻2(趙新澤等,武漢水利電力大學(宜昌)學報,1999(3))公開了一種油液污染監測用電容傳感器探頭,該探頭由一圓筒玻璃管與緊貼該管外壁的兩半圓形電極組成,其實質為平行板電容傳感器。該電容傳感器激勵極板與接收極板間距受液壓管道直徑約束,由于液壓管道直徑相對較大,該傳感器靈敏度不夠理想。

  [0005]因此,為解決上述技術問題,確有必要提供一種創新的用磁場離心、電控環吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法,以克服現有技術中的所述缺陷。

  [0006]

  【

  【發明內容】

  】

  為解決上述技術問題,本發明的目的在于提供一種用磁場離心、電控環吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法,其采用非侵入的測量方式、對被測量的無約束性、監測信號強且靈敏度高、低成本、環境適應性強。

  [0007]為實現上述目的,本發明采取的技術方案為:用磁場離心、電控環吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法,其采用一種磨損微粒監測系統,該系統包括溫控模塊、磁化模塊、旋轉磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊以及消磁模塊;其中,所述溫控模塊、磁化模塊、旋轉磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊和消磁模塊依次連接;所述溫控模塊的一端設有油液入口;所述吸附模塊采用同極相鄰型吸附環;所述同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管以及鐵質導磁帽;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點; 其包括如下步驟:

  1),液壓管路中的油液攜帶磨損微粒通過溫控模塊,通過溫控模塊控制油液溫度恒定在 42°C;

  2),磁化模塊將油液中攜帶的磨損微粒的強力磁化,使微米級的磨損微粒聚合成大顆粒;

  3),磁化聚合顆粒在旋轉磁場模塊中進行離心,使顆粒聚集在管壁附近;

  4),吸附模塊吸附經旋轉磁場模塊離心后聚集在管壁附近的磁化聚合大微粒;

  5),通過相鄰電容微粒監測模塊在線監測液壓管路中磨損微粒狀況;

  6),消磁模塊給磁化顆粒消磁。

  [0008]本發明的用磁場離心、電控環吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法進一步為:所述溫控模塊包括加熱器、冷卻器和溫度傳感器;所述加熱器采用帶溫度檢測的重慶金鴻的潤滑油加熱器;所述冷卻器選用表面蒸發式空冷器,冷卻器的翅片管選KLM型翅片管;溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器。

  [0009]本發明的用磁場離心、電控環吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法進一步為:所述磁化模塊包括鋁質管道、若干繞組、鐵質外殼、法蘭以及若干磁化電流輸出模塊;其中,所述若干繞組分別繞在鋁質管道外,各繞組由正繞組和逆繞組組成,正繞組和逆繞組內的電流大小相等;所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上;所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端;每一磁化電流輸出模塊連接至一繞組。

  [0010]本發明的用磁場離心、電控環吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法進一步為:所述旋轉磁場離心模塊包括鋁質管道、鐵質外殼、三相對稱繞組、法蘭以及三相對稱電流模塊;所述三相對稱繞組繞在鋁質管道外;所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上;所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端;所述三相對稱電流模塊連接所述三相對稱繞組。

  [0011]本發明的用磁場離心、電控環吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法進一步為:所述相鄰電容微粒監測模塊包括有機玻璃內壁、接地屏蔽層、接收極板、激勵極板以及外壁;其中,所述機玻璃內壁、接地屏蔽層和外壁呈管狀結構,并依次自內而外設置;所述機玻璃內壁的厚度為0.5mm,介電常數為2.5;所述接地屏蔽層的介電常數為1.5-2.5,厚度為外壁厚度的I到2倍;所述接收極板、激勵極板嵌設在接地屏蔽層上,并位于機玻璃內壁外側;所述接收極板、激勵極板均采用皮亞諾曲線結構極板層,兩者之間設有隔離層;所述隔離層的寬度為有機玻璃內壁厚度的0.8-1倍。

  [0012]本發明的用磁場離心、電控環吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法進一步為:所述消磁模塊的一端設有油液出口,其由剩磁傳感器和消磁器組成。

  [0013]本發明的用磁場離心、電控環吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法還為:其包括一 ECU,所述剩磁傳感器、消磁器、加熱器、冷卻器、溫度傳感器、磁化電流輸出模塊、旋轉磁場離心模塊、吸附模塊和相鄰電容微粒監測模塊均電性連接至ECU上。

  [0014]與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:

  1.本發明的多對正逆線圈結構的磁化模塊,線圈電流可在線數字設定,以產生磁化需要的非均勻磁場,使油液中的磨損微粒強力磁化并聚合成大顆粒,同時使膠質顆粒分解消融并抑制氣泡生長;磁場離心模塊使磁化微?!胺蛛x”并向腔壁運動;通過吸附模塊捕獲管壁表面磁化聚合大顆粒。

  [0015]2.在液壓管路磨損微粒監測裝置中引入基于電容邊緣效應的相鄰電容傳感器,通過將磨損微粒磁化、聚合成大顆粒并離心吸附到管壁以提高顆粒濃度,增加管壁表面油液的介電常數,極大提高了傳感器輸出信號強度并巧妙解決了信號強度和穿透深度指標沖突的矛盾。

  [0016]3.在極板層設計中引入了有效邊緣長且結構復雜的皮亞諾曲線結構。該皮亞諾曲線結構極板層中,激勵極板、接收極板和隔離極板組成的曲線能遍歷正方形極板層中所有的點,得到一條充滿整個正方形極板層空間的曲線。在極板層面積固定的情況下,該結構具有最長有效邊緣、最大極板面積和最復雜結構,以此來獲得最佳信號強度。

  [0017]4.溫控模塊、磁化模塊、旋轉磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊相結合的液壓管路磨損微粒監測技術路線,既保證了監測可靠性,同時又使得監測系統的整體性能最優。

  [0018]

  【【附圖說明】】

  圖1是本發明的用磁場離心、電控環吸附和相鄰電容的磨損微粒監測系統的結構示意圖。

  [0019]圖2是圖1中的磁化模塊的結構圖。

  [0020]圖3是圖2中的磁化線圈的結構圖。

  [0021]圖4是圖2中的磁化電流輸出模塊的結構圖。

  [0022]圖5是圖1中的旋轉磁場離心模塊示意圖。

  [0023]圖6是圖1中的吸附裝置為同極相鄰型吸附環的結構示意圖。

  [0024]圖7-1是圖1中的相鄰電容微粒監測模塊的徑向半剖圖。

  [0025]圖7-2是圖1中的相鄰電容微粒監測模塊的橫向剖面圖。

  [0026]圖7_3是圖7_1中的接收極板和激勵極板的不意圖。

  [0027]圖7-4是圖7-3中A處的局部放大圖。

  [0028]圖8是E⑶的連接示意圖。

  [0029]

  【【具體實施方式】】

  請參閱說明書附圖1至附圖8所示,本發明為一種用磁場離心、電控環吸附和相鄰電容的磨損微粒監測系統,其由溫控模塊1、磁化模塊2、旋轉磁場離心模塊4、吸附模塊5、相鄰電容微粒監測模塊6、消磁模塊7以及ECUlO等幾部分組成。其中,所述溫控模塊1、磁化模塊2、旋轉磁場離心模塊4、吸附模塊5、相鄰電容微粒監測模塊6和消磁模塊7依次連接。

  [0030]所述溫控模塊I的一端設有油液入口8,用于將液壓油輸人裝置,其由加熱器、冷卻器和溫度傳感器組成。該溫控模塊I主要目的是為磁化裝置提供最佳的磁化溫度約42°C。同時,溫度作為最主要的環境噪聲,不同的溫度會導致液壓管路中的油液介電常數發生顯著變化,保持溫度恒定即可避免相鄰電容傳感器受溫度噪聲的影響。

  [0031]所述加熱器為電加熱器,可采用本身帶溫度檢測的重慶金鴻的潤滑油加熱器。冷卻器可選用表面蒸發式空冷器,兼有水冷和空冷的優點,散熱效果好,采用光管,流體阻力小;冷卻器翅片類型為高翅,翅片管選KLM型翅片管,傳熱性能好,接觸熱阻小,翅片與管子接觸面積大,貼合緊密,牢固,承受冷熱急變能力佳,翅片根部抗大氣腐蝕性能高;空冷器的管排數最優為8 ο溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器。

  [0032]所述磁化裝置2能將油液中攜帶的磨損微粒的強力磁化,并使微米級的磨損微粒聚合成大顆粒,可提高相鄰電容傳感器的輸出信號強度。同時,由電磁學理論可知,磁場強度越大,對鐵磁性顆粒的吸引力也就越大,大尺寸的鐵微粒移動速度比小尺寸的鐵微??斓枚?,將磨損微粒聚合成大顆粒也便于后續分離。

  [0033]油液中攜帶的膠質顆粒和氣泡的介電常數和液壓油以及磨損顆粒的介電常數都不相同,為了避免對后面的相鄰電容傳感器監測造成影響,需要設計非均勻磁場分解或去除膠質顆粒和氣泡。

  [0034]根據磁場使分子取向排列論,當油液流過磁場時,磁場對油液中的膠質顆粒的運動會產生一定的影響,使得膠質顆粒在管路中作有序流動,減少了膠質顆粒的相互連接,從而起到分離膠質顆粒的降粘作用。同時,磁化的顆粒之間存在著內聚力,此力限制了氣泡的形成和長大。無氣泡時油液中的磁力線分布均勻,處于磁穩狀態。當油液中有氣泡時,氣泡局部的磁力線發生彎由,彎曲的磁力線有恢復成原來均勻、平行、穩定狀態的趨勢,因而產生指向氣泡中心的磁張力,此力能限制氣泡的長大。

  [0035]但磁場太強或太弱都很難取得好的磁處理效果。當磁感應強度在某一值附近時,磁處理具有最佳效果。同樣,溫度太高和太低降粘效果都不好。液壓油中的膠質顆粒的分解降粘需要一定的溫度和磁場強度,典型值為磁場強度在200mT左右,溫度約42°C。設計非均勻磁場時要考慮到磁場的邊緣效應所造成的影響,磁感應強度應設計為在油液流入的一端較強,而在油液流出的一端較弱,滿足油液流出端,降低磁場、減輕邊緣效應影響的要求,同時保證在油液的流入端的磁化效果。

  [0036]本發明的磁化裝置由鋁質管道21、若干繞組22、鐵質外殼23、法蘭24以及若干磁化電流輸出模塊25組成。其中,所述鋁質管道21使油液從其中流過而受到磁化處理,且鋁的磁導率很低,可以使管道21中獲得較高的磁場強度。

  [0037]所述若干繞組22分別繞在鋁質管道21外,由直徑為1.0mm左右的銅絲涂覆絕緣漆制成。各繞組22都是相互獨立設置的,分別由相應的磁化電流輸出模塊25控制,其中電流根據系統需要各不相同。由于每圈繞組22相互獨立,其引出端會造成該線圈組成的電流環不是真正的“圓”,而是有個缺口,這會造成鋁質管道21內磁場的徑向分布不均勻,從而影響磁化效果。為解決此問題,本創作的每圈繞組22都由正繞組26和逆繞組27組成,目的是為了產生同極性方向的磁場并同時彌補缺口造成的磁場不均衡。正繞組和逆繞組內的電流大小相等。在鋁質管道21軸線方向上排列有多對正逆繞組,通過不同的電流,用以形成前述要求的非均勾磁場。

  [0038]所述鐵質外殼23包覆于鋁質管道21上,鐵質的材料會屏蔽掉大部分的磁通。所述法蘭24焊接在鋁質管道21的兩端。

  [0039]每一磁化電流輸出模塊25連接至一繞組22,并由ECUlO控制,其利用數字電位計具有和ECUlO實時通訊并實時修改阻值的特點,實現非均勻磁場的實時控制。所述磁化電流輸出模塊25使用的數字電位計為AD5206,具有6通道的輸出,可以和ECU之間實現單總線數據傳輸。ECU通過單總線實現對磁化繞組的多塊磁化電流輸出模塊的電流設定和恒定輸出。運放AD8601和MOS管2N7002通過負反饋實現了高精度的電壓跟隨輸出。恒定大電流輸出采用了德州儀器(TI)的高電壓、大電流的運放OPA 549。

  [0040]請參閱說明書附圖5所示,所述旋轉磁場裝置4用于對磁化聚合大顆粒進行離心,其由鋁質管道41、鐵質外殼42、三相對稱繞組43、法蘭44以及三相對稱電流模塊45組成。所述三相對稱繞組43繞在鋁質管道41外。所述鐵質外殼42包覆于鋁質管道41上。所述法蘭44焊接在鋁質管道41的兩端。所述三相對稱電流模塊45連接所述三相對稱繞組43,并由ECUlO控制。

  [0041 ]所述旋轉磁場裝置4的工作原理如下:磁化聚合大顆粒隨油液進入所述旋轉磁場裝置4后,三相對稱繞組43中流過三相對稱電流,該電流在鋁質管道41內產生旋轉磁場。磁化顆粒在旋轉磁場作用下受到磁場力的作用,并在該力的作用下以螺旋狀前進,同時向鋁質管道41管壁運動。合理調節磁場強度即可使油液中的顆粒從油液中“分離”出來,聚集在鋁質管道41管壁附近,便于后續吸附。

  [0042]所述吸附模塊5用于吸附經旋轉磁場裝置4離心后聚集在管壁附近的磁化聚合大微粒。請參閱說明書附圖6所示,所述吸附模塊5采用同極相鄰型吸附環時,該同極相鄰型吸附環由鋁質環形管道51、正向螺線管52、反向螺線管53以及鐵質導磁帽54等部件組成。其中,所述正向螺線管52和反向螺線管53分別布置于鋁質環形管道51內并由ECUlO控制,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管52和反向螺線管53相鄰處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽54布置于鋁質環形管道51的內壁上,其位于正向螺線管52和反向螺線管53相鄰處、以及正向螺線管52和反向螺線管53軸線的中間點。

  [0043]所述同極相鄰型吸附環的設計原理如下:吸附環內部有多個帶鐵芯的通電螺線管,相鄰的螺線管線圈通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極。同時,正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線中間點的吸附環內壁處設有鐵質導磁帽,呈條狀和吸附環軸線平行,吸附環的外殼為順磁性鋁質外管壁,這種設置有利于改善磁路,加大吸附環內壁處的磁場強度,增強對顆粒的捕獲吸附能力。各螺線管電流由ECU直接控制,可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,以獲得最佳吸附性能。吸附完成后,ECU控制電磁鐵斷電,順磁性鋁質管道失去磁性,附著在管道內壁上磁性聚合大顆粒隨油液沿管壁進入相鄰電容微粒監測模塊。

  [0044]請參閱說明書附圖7-1至附圖7-4所示,所述相鄰電容微粒監測模塊6在線監測液壓管路中磨損微粒狀況。所述相鄰電容微粒監測模塊6由有機玻璃內壁61、接地屏蔽層62、接收極板63、激勵極板64以及外壁65等幾部分組成。其中,所述機玻璃內壁61、接地屏蔽層62和外壁65呈管狀結構,并依次自內而外設置。

  [0045]所述機玻璃內壁61的厚度為0.5mm,介電常數為2.5(液壓油的介電常數約2.1左右),和液壓油的介電常數接近,因此邊緣電容為固定值;當有機玻璃內壁表面堆滿磁化聚合大顆粒時,磁化聚合大顆粒、液壓油與有機玻璃內壁形成混合電介質,對傳感器邊緣電容共同作用,磁化聚合大顆粒的介電常數通常大于10,是液壓油和有機玻璃內壁的介電常數的數倍,足夠引起電容傳感器邊緣電容的明顯變化,因此可利用相鄰電容傳感器電容值的變化,從而反推油液介電常數的微小變化,進而實現對磨損微粒的實施監測。

  [0046]基于電容邊緣效應的相鄰電容傳感器性能主要取決于穿透深度(電場線的穿透深度)、信號強度(電容值的大小)以及噪聲抑制、測量靈敏度(對電壓變化或電場變化的靈敏度)和傳感器的測量動態范圍?,F有的相鄰電容傳感器測量得到的電容值很微弱,通常為PF級甚至更小,對金屬微粒等低介電常數的介質的測量效果則更差,因此提升傳感器輸出信號強度尤為關鍵。同時,信號強度和穿透深度兩個指標是相互沖突的,這也是該傳感器性能提升難點。

  [0047]相鄰電容傳感器信號強度與傳感器極板面積,極板間距,以及傳感器與待測物體間的距離,待測物的介電常數都有著很大的關系。經磁化聚合、離心和吸附處理的磨損微粒在有機玻璃內壁表面聚集,顆粒數量的增加導致油液介電常數的增大,顆粒聚合帶來的粒徑增大也使得油液介電常數的增大,同時磁化也有增加介電常數的功能,三者同時作用,大大加強了信號強度;而又由于顆粒緊貼有機玻璃內壁表面,對穿透深度要求幾乎為零,也解決了指標沖關冋題。

  [0048]由于相鄰電容傳感器輸出信號強度非常微弱,噪聲對測量結果的影響顯著。通常噪聲主要來源于兩方面,傳感器自身的噪聲和環境噪聲。為此設計了接地屏蔽層來降低傳感器自身噪聲,接地屏蔽層62的介電常數為1.5-2.5,屏蔽層厚度為相鄰電容傳感器外壁65厚度的I到2倍之間為佳,以保證測量靈敏度。

  [0049]所述接收極板63、激勵極板64嵌設在接地屏蔽層62上,并位于機玻璃內壁61外側,兩者之間形成間隙磁場66,用于檢測聚合顆粒67。所述接收極板63、激勵極板64均采用有效邊緣長且結構復雜的皮亞諾曲線結構極板層。該皮亞諾曲線結構極板層中,激勵極板63、接收極板64組成的曲線能遍歷正方形極板層中所有的點,得到一條充滿整個正方形極板層空間的曲線。在極板層面積固定的情況下,該結構具有最長有效邊緣、最大極板面積和最復雜結構,增加了有效極板面積與極板邊緣,增加了傳感器邊緣電容值,降低了對外部接口電路靈敏度的要求。由此可獲得最佳信號強度,傳感器激勵極板與接收極板采用弧形邊緣也避免了極板拐角處的高靈敏性與不穩定性。進一步的,所述接收極板63、激勵極板64兩者之間設有隔離層69;所述隔離層69的寬度為有機玻璃內壁厚度的0.8-1倍,其能有效的將接收極板63、激勵極板64隔離。

  [0050]所述消磁模塊7的一端設有油液出口9,其由剩磁傳感器和消磁器組成。由于磁滯現象的存在,當鐵磁材料磁化到飽和狀態后,即使撤消外加磁場,材料中的磁感應強度仍回不到零點,需要外加磁場消磁。為了防止磁化微粒進入液壓回路,對污染敏感液壓元件造成損傷,所述消磁模塊7根據消磁器出口處剩磁傳感器的檢測值控制消磁器的消磁強度。此處采用的消磁方法為電磁退磁,方法是通過加一適當的反向磁場,使得材料中的磁感應強度重新回到零點,且磁場強度或電流必須按順序反轉和逐步降低。

  [0051]請參閱說明書附圖8所示,所述磨損微粒在線監測裝置進一步包括所述ECU10,其可選擇Microchip公司的PIC16F877。所述剩磁傳感器、消磁器、加熱器、冷卻器、溫度傳感器、磁化電流輸出模塊25、旋轉磁場離心模塊4、吸附模塊5、相鄰電容微粒監測模塊6均電性連接至E⑶上,并受E⑶控制。

  [0052]采用上述磨損微粒在線監測系統對液壓有中的磨損微粒監測包括如下方法:

  1),液壓管路中的油液攜帶磨損微粒通過溫控模塊,通過溫控模塊控制油液溫度恒定在 42°C;

  2),磁化模塊2將油液中攜帶的磨損微粒的強力磁化,使微米級的磨損微粒聚合成大顆粒;

  3),磁化聚合顆粒在旋轉磁場模塊4中進行離心,使顆粒聚集在管壁附近;

  4),吸附模塊5吸附經旋轉磁場模塊4離心后聚集在管壁附近的磁化聚合大微粒; 5),通過相鄰電容微粒監測模塊6在線監測液壓管路中磨損微粒狀況;

  6),消磁模塊7給磁化顆粒消磁,防止磁化微粒進入液壓回路,對污染敏感液壓元件造成損傷。

  [0053]以上的【具體實施方式】僅為本創作的較佳實施例,并不用以限制本創作,凡在本創作的精神及原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本創作的保護范圍之內。

  【主權項】

  1.用磁場離心、電控環吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法,其特征在于:其采用一種磨損微粒監測系統,該系統包括溫控模塊、磁化模塊、旋轉磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊以及消磁模塊;其中,所述溫控模塊、磁化模塊、旋轉磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊和消磁模塊依次連接;所述溫控模塊的一端設有油液入口;所述吸附模塊采用同極相鄰型吸附環;所述同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管以及鐵質導磁帽;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點; 其包括如下步驟: 1),液壓管路中的油液攜帶磨損微粒通過溫控模塊,通過溫控模塊控制油液溫度恒定在 42°C; 2),磁化模塊將油液中攜帶的磨損微粒的強力磁化,使微米級的磨損微粒聚合成大顆粒; 3),磁化聚合顆粒在旋轉磁場模塊中進行離心,使顆粒聚集在管壁附近; 4),吸附模塊吸附經旋轉磁場模塊離心后聚集在管壁附近的磁化聚合大微粒; 5),通過相鄰電容微粒監測模塊在線監測液壓管路中磨損微粒狀況; 6 ),消磁模塊給磁化顆粒消磁。2.如權利要求1所述的用磁場離心、電控環吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法,其特征在于:所述溫控模塊包括加熱器、冷卻器和溫度傳感器;所述加熱器采用帶溫度檢測的重慶金鴻的潤滑油加熱器;所述冷卻器選用表面蒸發式空冷器,冷卻器的翅片管選KLM型翅片管;溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器。3.如權利要求1所述的用磁場離心、電控環吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法,其特征在于:所述磁化模塊包括鋁質管道、若干繞組、鐵質外殼、法蘭以及若干磁化電流輸出模塊;其中,所述若干繞組分別繞在鋁質管道外,各繞組由正繞組和逆繞組組成,正繞組和逆繞組內的電流大小相等;所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上;所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端;每一磁化電流輸出模塊連接至一繞組。4.如權利要求1所述的用磁場離心、電控環吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法,其特征在于:所述旋轉磁場離心模塊包括鋁質管道、鐵質外殼、三相對稱繞組、法蘭以及三相對稱電流模塊;所述三相對稱繞組繞在鋁質管道外;所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上;所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端;所述三相對稱電流模塊連接所述三相對稱繞組。5.如權利要求1所述的用磁場離心、電控環吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法,其特征在于:所述相鄰電容微粒監測裝置包括有機玻璃內壁、接地屏蔽層、接收極板、激勵極板以及外壁;其中,所述機玻璃內壁、接地屏蔽層和外壁呈管狀結構,并依次自內而外設置;所述機玻璃內壁的厚度為0.5mm,介電常數為2.5;所述接地屏蔽層的介電常數為1.5-2.5,厚度為外壁厚度的I到2倍;所述接收極板、激勵極板嵌設在接地屏蔽層上,并位于機玻璃內壁外側;所述接收極板、激勵極板均采用皮亞諾曲線結構極板層,兩者之間設有隔離層;所述隔離層的寬度為有機玻璃內壁厚度的0.8-1倍。6.如權利要求1所述的用磁場離心、電控環吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法,其特征在于:所述消磁模塊的一端設有油液出口,其由剩磁傳感器和消磁器組成。7.如權利要求1所述的用磁場離心、電控環吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法,其特征在于:其進一步包括一 ECU,所述剩磁傳感器、消磁器、加熱器、冷卻器、溫度傳感器、磁化電流輸出模塊、旋轉磁場離心模塊、吸附模塊和相鄰電容微粒監測模塊均電性連接至ECU上。

  【文檔編號】F15B21/04GK105909592SQ201610310683

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年5月12日

  【發明人】趙徐濤

  【申請人】紹興文理學院

  用磁場離心、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法

  【專利摘要】本發明涉及一種用磁場離心、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法,其依次通過溫控模塊、磁化模塊、旋轉磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊和消磁模塊進行磨損微粒在線監測;所述溫控模塊的一端設有油液入口;所述吸附模塊具體為帶電擊錘的同極相鄰型吸附環。本發明引入基于電容邊緣效應的相鄰電容傳感器技術,實現磨損微粒非侵入、無約束監測;通過磁化和旋轉磁場離心模塊使油液中的磨損微粒磁化、聚合成大顆粒并運動到管壁附近并被吸附模塊吸附,以提高相鄰電容傳感器的輸出監測信號強度;通過溫控模塊及合理設計相鄰電容傳感器極板層結構,抑制噪聲并最優化相鄰電容傳感器監測裝置的整體性能。

  【專利說明】用磁場離心、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法

  [0001]

  【技術領域】

  本發明涉及一種液壓管路油液中的磨損微粒在線監測方法,具體涉及一種用磁場離心、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法,屬于液壓系統技術領域。

  [0002]

  【【背景技術】】

  液壓系統油液中的磨損微粒不但可以使運動副產生磨粒磨損而且可以使運動副的相對運動受阻而導致控制部件動作失靈。國內外的資料統計表明,液壓機械70%故障源自油液的顆粒污染。因此,對油液中的磨損微粒進行在線監測已成為減少磨損及液壓系統故障的重要途徑之一。

  [0003]電容傳感器因其制作方便、成本低廉而被應用于機器油液的污染監測。專利文獻I(中國發明專利授權公告號CN101435788B)公開了一種基于介電常數測量的在線油液監測傳感器及其系統,該發明的傳感器包括支座及其固定在內部的三根極柱,三根極柱構成了差動式圓柱電容,能監測傳感器電容值的微小變化,從而反推油液介電常數的微小變化,進而實現對油液污染度的實施監測。該監測方法中的傳感器極柱浸入到油液中,造成了油液流態的改變,影響了測量精度;油液在傳感器極柱表面會形成沉積油膜,不僅造成測量精度下降,同時還帶來傳感器清洗問題。

  [0004]文獻2(趙新澤等,武漢水利電力大學(宜昌)學報,1999(3))公開了一種油液污染監測用電容傳感器探頭,該探頭由一圓筒玻璃管與緊貼該管外壁的兩半圓形電極組成,其實質為平行板電容傳感器。該電容傳感器激勵極板與接收極板間距受液壓管道直徑約束,由于液壓管道直徑相對較大,該傳感器靈敏度不夠理想。

  [0005]因此,為解決上述技術問題,確有必要提供一種創新的用磁場離心、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法,以克服現有技術中的所述缺陷。

  [0006]

  【

  【發明內容】

  】

  為解決上述技術問題,本發明的目的在于提供一種用磁場離心、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法,其采用非侵入的測量方式、對被測量的無約束性、監測信號強且靈敏度高、低成本、環境適應性強。

  [0007]為實現上述目的,本發明采取的技術方案為:用磁場離心、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法,其采用一種磨損微粒監測裝備,該裝備包括溫控模塊、磁化模塊、旋轉磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊以及消磁模塊;其中,所述溫控模塊、磁化模塊、旋轉磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊和消磁模塊依次連接;所述溫控模塊的一端設有油液入口;所述吸附模塊采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環;所述帶電擊錘的同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、電擊錘以及電磁鐵;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點;所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述電擊錘和電磁鐵位于隔板之間;所述電磁鐵連接并能推動電擊錘,使電擊錘敲擊鋁質環形管道內壁;其包括如下步驟:

  1),液壓管路中的油液攜帶磨損微粒通過溫控模塊,通過溫控模塊控制油液溫度恒定在 42°C;

  2),磁化模塊將油液中攜帶的磨損微粒的強力磁化,使微米級的磨損微粒聚合成大顆粒;

  3),磁化聚合顆粒在旋轉磁場模塊中進行離心,使顆粒聚集在管壁附近;

  4),吸附模塊吸附經旋轉磁場模塊離心后聚集在管壁附近的磁化聚合大微粒;

  5),通過相鄰電容微粒監測模塊在線監測液壓管路中磨損微粒狀況;

  6),消磁模塊給磁化顆粒消磁。

  [0008]本發明的用磁場離心、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法進一步為:所述溫控模塊包括加熱器、冷卻器和溫度傳感器;所述加熱器采用帶溫度檢測的重慶金鴻的潤滑油加熱器;所述冷卻器選用表面蒸發式空冷器,冷卻器的翅片管選KLM型翅片管;溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器。

  [0009]本發明的用磁場離心、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法進一步為:所述磁化模塊包括鋁質管道、若干繞組、鐵質外殼、法蘭以及若干磁化電流輸出模塊;其中,所述若干繞組分別繞在鋁質管道外,各繞組由正繞組和逆繞組組成,正繞組和逆繞組內的電流大小相等;所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上;所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端;每一磁化電流輸出模塊連接至一繞組。

  [0010]本發明的用磁場離心、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法進一步為:所述旋轉磁場離心模塊包括鋁質管道、鐵質外殼、三相對稱繞組、法蘭以及三相對稱電流模塊;所述三相對稱繞組繞在鋁質管道外;所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上;所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端;所述三相對稱電流模塊連接所述三相對稱繞組。

  [0011]本發明的用磁場離心、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法進一步為:所述相鄰電容微粒監測模塊包括有機玻璃內壁、接地屏蔽層、接收極板、激勵極板以及外壁;其中,所述機玻璃內壁、接地屏蔽層和外壁呈管狀結構,并依次自內而外設置;所述機玻璃內壁的厚度為0.5mm,介電常數為2.5;所述接地屏蔽層的介電常數為1.5-2.5,厚度為外壁厚度的I到2倍;所述接收極板、激勵極板嵌設在接地屏蔽層上,并位于機玻璃內壁外側;所述接收極板、激勵極板均采用皮亞諾曲線結構極板層,兩者之間設有隔離層;所述隔離層的寬度為有機玻璃內壁厚度的0.8-1倍。

  [0012]本發明的用磁場離心、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法進一步為:所述消磁模塊的一端設有油液出口,其由剩磁傳感器和消磁器組成。

  [0013]本發明的用磁場離心、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法還為:其包括一 ECU,所述剩磁傳感器、消磁器、加熱器、冷卻器、溫度傳感器、磁化電流輸出模塊、旋轉磁場離心模塊、吸附模塊和相鄰電容微粒監測模塊均電性連接至ECU上。

  [0014]與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:

  1.本發明的多對正逆線圈結構的磁化模塊,線圈電流可在線數字設定,以產生磁化需要的非均勻磁場,使油液中的磨損微粒強力磁化并聚合成大顆粒,同時使膠質顆粒分解消融并抑制氣泡生長;磁場離心模塊使磁化微?!胺蛛x”并向腔壁運動;通過吸附模塊捕獲管壁表面磁化聚合大顆粒。

  [0015]2.在液壓管路磨損微粒監測裝置中引入基于電容邊緣效應的相鄰電容傳感器,通過將磨損微粒磁化、聚合成大顆粒并離心吸附到管壁以提高顆粒濃度,增加管壁表面油液的介電常數,極大提高了傳感器輸出信號強度并巧妙解決了信號強度和穿透深度指標沖突的矛盾。

  [0016]3.在極板層設計中引入了有效邊緣長且結構復雜的皮亞諾曲線結構。該皮亞諾曲線結構極板層中,激勵極板、接收極板和隔離極板組成的曲線能遍歷正方形極板層中所有的點,得到一條充滿整個正方形極板層空間的曲線。在極板層面積固定的情況下,該結構具有最長有效邊緣、最大極板面積和最復雜結構,以此來獲得最佳信號強度。

  [0017]4.溫控模塊、磁化模塊、旋轉磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊相結合的液壓管路磨損微粒監測技術路線,既保證了監測可靠性,同時又使得監測系統的整體性能最優。

  [0018]

  【【附圖說明】】

  圖1是本發明的用磁場離心、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒監測裝備的結構示意圖。

  [0019]圖2是圖1中的磁化模塊的結構圖。

  [0020]圖3是圖2中的磁化線圈的結構圖。

  [0021]圖4是圖2中的磁化電流輸出模塊的結構圖。

  [0022]圖5是圖1中的旋轉磁場離心模塊示意圖。

  [0023]圖6是圖1中的吸附裝置為帶電擊錘的同極相鄰型吸附環的結構示意圖。

  [0024]圖7-1是圖1中的相鄰電容微粒監測模塊的徑向半剖圖。

  [0025]圖7-2是圖1中的相鄰電容微粒監測模塊的橫向剖面圖。

  [0026]圖7_3是圖7_1中的接收極板和激勵極板的不意圖。

  [0027]圖7-4是圖7-3中A處的局部放大圖。

  [0028]圖8是E⑶的連接示意圖。

  [0029]

  【【具體實施方式】】

  請參閱說明書附圖1至附圖8所示,本發明為一種用磁場離心、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒監測裝備,其由溫控模塊1、磁化模塊2、旋轉磁場離心模塊4、吸附模塊5、相鄰電容微粒監測模塊6、消磁模塊7以及ECUlO等幾部分組成。其中,所述溫控模塊1、磁化模塊2、旋轉磁場離心模塊4、吸附模塊5、相鄰電容微粒監測模塊6和消磁模塊7依次連接。

  [0030]所述溫控模塊I的一端設有油液入口8,用于將液壓油輸人裝置,其由加熱器、冷卻器和溫度傳感器組成。該溫控模塊I主要目的是為磁化裝置提供最佳的磁化溫度約42°C。同時,溫度作為最主要的環境噪聲,不同的溫度會導致液壓管路中的油液介電常數發生顯著變化,保持溫度恒定即可避免相鄰電容傳感器受溫度噪聲的影響。

  [0031]所述加熱器為電加熱器,可采用本身帶溫度檢測的重慶金鴻的潤滑油加熱器。冷卻器可選用表面蒸發式空冷器,兼有水冷和空冷的優點,散熱效果好,采用光管,流體阻力小;冷卻器翅片類型為高翅,翅片管選KLM型翅片管,傳熱性能好,接觸熱阻小,翅片與管子接觸面積大,貼合緊密,牢固,承受冷熱急變能力佳,翅片根部抗大氣腐蝕性能高;空冷器的管排數最優為8 ο溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器。

  [0032]所述磁化裝置2能將油液中攜帶的磨損微粒的強力磁化,并使微米級的磨損微粒聚合成大顆粒,可提高相鄰電容傳感器的輸出信號強度。同時,由電磁學理論可知,磁場強度越大,對鐵磁性顆粒的吸引力也就越大,大尺寸的鐵微粒移動速度比小尺寸的鐵微??斓枚?,將磨損微粒聚合成大顆粒也便于后續分離。

  [0033]油液中攜帶的膠質顆粒和氣泡的介電常數和液壓油以及磨損顆粒的介電常數都不相同,為了避免對后面的相鄰電容傳感器監測造成影響,需要設計非均勻磁場分解或去除膠質顆粒和氣泡。

  [0034]根據磁場使分子取向排列論,當油液流過磁場時,磁場對油液中的膠質顆粒的運動會產生一定的影響,使得膠質顆粒在管路中作有序流動,減少了膠質顆粒的相互連接,從而起到分離膠質顆粒的降粘作用。同時,磁化的顆粒之間存在著內聚力,此力限制了氣泡的形成和長大。無氣泡時油液中的磁力線分布均勻,處于磁穩狀態。當油液中有氣泡時,氣泡局部的磁力線發生彎由,彎曲的磁力線有恢復成原來均勻、平行、穩定狀態的趨勢,因而產生指向氣泡中心的磁張力,此力能限制氣泡的長大。

  [0035]但磁場太強或太弱都很難取得好的磁處理效果。當磁感應強度在某一值附近時,磁處理具有最佳效果。同樣,溫度太高和太低降粘效果都不好。液壓油中的膠質顆粒的分解降粘需要一定的溫度和磁場強度,典型值為磁場強度在200mT左右,溫度約42°C。設計非均勻磁場時要考慮到磁場的邊緣效應所造成的影響,磁感應強度應設計為在油液流入的一端較強,而在油液流出的一端較弱,滿足油液流出端,降低磁場、減輕邊緣效應影響的要求,同時保證在油液的流入端的磁化效果。

  [0036]本發明的磁化裝置由鋁質管道21、若干繞組22、鐵質外殼23、法蘭24以及若干磁化電流輸出模塊25組成。其中,所述鋁質管道21使油液從其中流過而受到磁化處理,且鋁的磁導率很低,可以使管道21中獲得較高的磁場強度。

  [0037]所述若干繞組22分別繞在鋁質管道21外,由直徑為1.0mm左右的銅絲涂覆絕緣漆制成。各繞組22都是相互獨立設置的,分別由相應的磁化電流輸出模塊25控制,其中電流根據系統需要各不相同。由于每圈繞組22相互獨立,其引出端會造成該線圈組成的電流環不是真正的“圓”,而是有個缺口,這會造成鋁質管道21內磁場的徑向分布不均勻,從而影響磁化效果。為解決此問題,本創作的每圈繞組22都由正繞組26和逆繞組27組成,目的是為了產生同極性方向的磁場并同時彌補缺口造成的磁場不均衡。正繞組和逆繞組內的電流大小相等。在鋁質管道21軸線方向上排列有多對正逆繞組,通過不同的電流,用以形成前述要求的非均勾磁場。

  [0038]所述鐵質外殼23包覆于鋁質管道21上,鐵質的材料會屏蔽掉大部分的磁通。所述法蘭24焊接在鋁質管道21的兩端。

  [0039]每一磁化電流輸出模塊25連接至一繞組22,并由ECUlO控制,其利用數字電位計具有和ECUlO實時通訊并實時修改阻值的特點,實現非均勻磁場的實時控制。所述磁化電流輸出模塊25使用的數字電位計為AD5206,具有6通道的輸出,可以和ECU之間實現單總線數據傳輸。ECU通過單總線實現對磁化繞組的多塊磁化電流輸出模塊的電流設定和恒定輸出。運放AD8601和MOS管2N7002通過負反饋實現了高精度的電壓跟隨輸出。恒定大電流輸出采用了德州儀器(TI)的高電壓、大電流的運放OPA 549。

  [0040]請參閱說明書附圖5所示,所述旋轉磁場裝置4用于對磁化聚合大顆粒進行離心,其由鋁質管道41、鐵質外殼42、三相對稱繞組43、法蘭44以及三相對稱電流模塊45組成。所述三相對稱繞組43繞在鋁質管道41外。所述鐵質外殼42包覆于鋁質管道41上。所述法蘭44焊接在鋁質管道41的兩端。所述三相對稱電流模塊45連接所述三相對稱繞組43,并由ECUlO控制。

  [0041 ]所述旋轉磁場裝置4的工作原理如下:磁化聚合大顆粒隨油液進入所述旋轉磁場裝置4后,三相對稱繞組43中流過三相對稱電流,該電流在鋁質管道41內產生旋轉磁場。磁化顆粒在旋轉磁場作用下受到磁場力的作用,并在該力的作用下以螺旋狀前進,同時向鋁質管道41管壁運動。合理調節磁場強度即可使油液中的顆粒從油液中“分離”出來,聚集在鋁質管道41管壁附近,便于后續吸附。

  [0042]所述吸附模塊5用于吸附經旋轉磁場裝置4離心后聚集在管壁附近的磁化聚合大微粒。請參閱說明書附圖6所示,所述吸附模塊5采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環,該帶電擊錘的同極相鄰型吸附環由鋁質環形管道51、正向螺線管52、反向螺線管53、鐵質導磁帽54、隔板55、電擊錘56以及電磁鐵57等部件組成。其中,所述正向螺線管52和反向螺線管53分別布置于鋁質環形管道51內并由ECUlO控制,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管52和反向螺線管53相鄰處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽54布置于鋁質環形管道51的內壁上,其位于正向螺線管52和反向螺線管53相鄰處、以及正向螺線管52和反向螺線管53軸線的中間點。所述電擊錘56和電磁鐵57位于隔板55之間。所述電磁鐵57連接并能推動電擊錘56,使電擊錘56敲擊鋁質環形管道52內壁。所述ECUlO電性連接并控制正向螺線管52、反向螺線管53和電磁鐵57。

  [0043]所述帶電擊錘的同極相鄰型吸附環的設計原理如下:吸附環內部有多個帶鐵芯的通電螺線管,相鄰的螺線管線圈通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極。同時,正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線中間點的吸附環內壁處設有鐵質導磁帽,呈條狀和吸附環軸線平行,吸附環的外殼為順磁性鋁質外管壁,這種設置有利于改善磁路,加大吸附環內壁處的磁場強度,增強對顆粒的捕獲吸附能力。各螺線管電流由ECU直接控制,可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,以獲得最佳吸附性能。相鄰螺線管之間還設有由電磁鐵控制的電錘,兩端通過隔板和螺線管磁隔離。這一電擊錘的設置用于防止顆粒在鐵質導磁帽處大量堆積,影響吸附效果。此時,通過電磁鐵控制電錘敲擊吸附環的內壁,使得被吸附的顆粒向兩側分散開。同時,在清洗吸附環時,電擊錘的敲擊還可以提高清洗效果。吸附完成后,通過電磁鐵控制電錘敲擊吸附環的內壁,使得被吸附的顆粒向兩側分散開,隨后ECU控制電磁鐵斷電,順磁性鋁質管道失去磁性,附著在管道內壁上磁性聚合大顆粒隨油液沿管壁進入相鄰電容微粒監測模塊。

  [0044]請參閱說明書附圖7-1至附圖7-4所示,所述相鄰電容微粒監測模塊6在線監測液壓管路中磨損微粒狀況。所述相鄰電容微粒監測模塊6由有機玻璃內壁61、接地屏蔽層62、接收極板63、激勵極板64以及外壁65等幾部分組成。其中,所述機玻璃內壁61、接地屏蔽層62和外壁65呈管狀結構,并依次自內而外設置。

  [0045]所述機玻璃內壁61的厚度為0.5mm,介電常數為2.5(液壓油的介電常數約2.1左右),和液壓油的介電常數接近,因此邊緣電容為固定值;當有機玻璃內壁表面堆滿磁化聚合大顆粒時,磁化聚合大顆粒、液壓油與有機玻璃內壁形成混合電介質,對傳感器邊緣電容共同作用,磁化聚合大顆粒的介電常數通常大于10,是液壓油和有機玻璃內壁的介電常數的數倍,足夠引起電容傳感器邊緣電容的明顯變化,因此可利用相鄰電容傳感器電容值的變化,從而反推油液介電常數的微小變化,進而實現對磨損微粒的實施監測。

  [0046]基于電容邊緣效應的相鄰電容傳感器性能主要取決于穿透深度(電場線的穿透深度)、信號強度(電容值的大小)以及噪聲抑制、測量靈敏度(對電壓變化或電場變化的靈敏度)和傳感器的測量動態范圍?,F有的相鄰電容傳感器測量得到的電容值很微弱,通常為PF級甚至更小,對金屬微粒等低介電常數的介質的測量效果則更差,因此提升傳感器輸出信號強度尤為關鍵。同時,信號強度和穿透深度兩個指標是相互沖突的,這也是該傳感器性能提升難點。

  [0047]相鄰電容傳感器信號強度與傳感器極板面積,極板間距,以及傳感器與待測物體間的距離,待測物的介電常數都有著很大的關系。經磁化聚合、離心和吸附處理的磨損微粒在有機玻璃內壁表面聚集,顆粒數量的增加導致油液介電常數的增大,顆粒聚合帶來的粒徑增大也使得油液介電常數的增大,同時磁化也有增加介電常數的功能,三者同時作用,大大加強了信號強度;而又由于顆粒緊貼有機玻璃內壁表面,對穿透深度要求幾乎為零,也解決了指標沖關冋題。

  [0048]由于相鄰電容傳感器輸出信號強度非常微弱,噪聲對測量結果的影響顯著。通常噪聲主要來源于兩方面,傳感器自身的噪聲和環境噪聲。為此設計了接地屏蔽層來降低傳感器自身噪聲,接地屏蔽層62的介電常數為1.5-2.5,屏蔽層厚度為相鄰電容傳感器外壁65厚度的I到2倍之間為佳,以保證測量靈敏度。

  [0049]所述接收極板63、激勵極板64嵌設在接地屏蔽層62上,并位于機玻璃內壁61外側,兩者之間形成間隙磁場66,用于檢測聚合顆粒67。所述接收極板63、激勵極板64均采用有效邊緣長且結構復雜的皮亞諾曲線結構極板層。該皮亞諾曲線結構極板層中,激勵極板63、接收極板64組成的曲線能遍歷正方形極板層中所有的點,得到一條充滿整個正方形極板層空間的曲線。在極板層面積固定的情況下,該結構具有最長有效邊緣、最大極板面積和最復雜結構,增加了有效極板面積與極板邊緣,增加了傳感器邊緣電容值,降低了對外部接口電路靈敏度的要求。由此可獲得最佳信號強度,傳感器激勵極板與接收極板采用弧形邊緣也避免了極板拐角處的高靈敏性與不穩定性。進一步的,所述接收極板63、激勵極板64兩者之間設有隔離層69;所述隔離層69的寬度為有機玻璃內壁厚度的0.8-1倍,其能有效的將接收極板63、激勵極板64隔離。

  [0050]所述消磁模塊7的一端設有油液出口9,其由剩磁傳感器和消磁器組成。由于磁滯現象的存在,當鐵磁材料磁化到飽和狀態后,即使撤消外加磁場,材料中的磁感應強度仍回不到零點,需要外加磁場消磁。為了防止磁化微粒進入液壓回路,對污染敏感液壓元件造成損傷,所述消磁模塊7根據消磁器出口處剩磁傳感器的檢測值控制消磁器的消磁強度。此處采用的消磁方法為電磁退磁,方法是通過加一適當的反向磁場,使得材料中的磁感應強度重新回到零點,且磁場強度或電流必須按順序反轉和逐步降低。

  [0051]請參閱說明書附圖8所示,所述磨損微粒在線監測裝置進一步包括所述ECU10,其可選擇Microchip公司的PIC16F877。所述剩磁傳感器、消磁器、加熱器、冷卻器、溫度傳感器、磁化電流輸出模塊25、旋轉磁場離心模塊4、吸附模塊5、相鄰電容微粒監測模塊6均電性連接至E⑶上,并受E⑶控制。

  [0052]采用上述磨損微粒在線監測裝備對液壓有中的磨損微粒監測包括如下方法:

  1),液壓管路中的油液攜帶磨損微粒通過溫控模塊,通過溫控模塊控制油液溫度恒定在 42°C;

  2),磁化模塊2將油液中攜帶的磨損微粒的強力磁化,使微米級的磨損微粒聚合成大顆粒;

  3),磁化聚合顆粒在旋轉磁場模塊4中進行離心,使顆粒聚集在管壁附近;

  4),吸附模塊5吸附經旋轉磁場模塊4離心后聚集在管壁附近的磁化聚合大微粒;

  5),通過相鄰電容微粒監測模塊6在線監測液壓管路中磨損微粒狀況;

  6),消磁模塊7給磁化顆粒消磁,防止磁化微粒進入液壓回路,對污染敏感液壓元件造成損傷。

  [0053]以上的【具體實施方式】僅為本創作的較佳實施例,并不用以限制本創作,凡在本創作的精神及原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本創作的保護范圍之內。

  【主權項】

  1.用磁場離心、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法,其特征在于:其采用一種磨損微粒監測裝備,該裝備包括溫控模塊、磁化模塊、旋轉磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊以及消磁模塊;其中,所述溫控模塊、磁化模塊、旋轉磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊和消磁模塊依次連接;所述溫控模塊的一端設有油液入口;所述吸附模塊采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環;所述帶電擊錘的同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、電擊錘以及電磁鐵;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點;所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述電擊錘和電磁鐵位于隔板之間;所述電磁鐵連接并能推動電擊錘,使電擊錘敲擊鋁質環形管道內壁; 其包括如下步驟: 1),液壓管路中的油液攜帶磨損微粒通過溫控模塊,通過溫控模塊控制油液溫度恒定在 42°C; 2),磁化模塊將油液中攜帶的磨損微粒的強力磁化,使微米級的磨損微粒聚合成大顆粒; 3),磁化聚合顆粒在旋轉磁場模塊中進行離心,使顆粒聚集在管壁附近; 4),吸附模塊吸附經旋轉磁場模塊離心后聚集在管壁附近的磁化聚合大微粒; 5),通過相鄰電容微粒監測模塊在線監測液壓管路中磨損微粒狀況; 6 ),消磁模塊給磁化顆粒消磁。2.如權利要求1所述的用磁場離心、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法,其特征在于:所述溫控模塊包括加熱器、冷卻器和溫度傳感器;所述加熱器采用帶溫度檢測的重慶金鴻的潤滑油加熱器;所述冷卻器選用表面蒸發式空冷器,冷卻器的翅片管選KLM型翅片管;溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器。3.如權利要求1所述的用磁場離心、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法,其特征在于:所述磁化模塊包括鋁質管道、若干繞組、鐵質外殼、法蘭以及若干磁化電流輸出模塊;其中,所述若干繞組分別繞在鋁質管道外,各繞組由正繞組和逆繞組組成,正繞組和逆繞組內的電流大小相等;所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上;所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端;每一磁化電流輸出模塊連接至一繞組。4.如權利要求1所述的用磁場離心、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法,其特征在于:所述旋轉磁場離心模塊包括鋁質管道、鐵質外殼、三相對稱繞組、法蘭以及三相對稱電流模塊;所述三相對稱繞組繞在鋁質管道外;所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上;所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端;所述三相對稱電流模塊連接所述三相對稱繞組。5.如權利要求1所述的用磁場離心、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法,其特征在于:所述相鄰電容微粒監測裝置包括有機玻璃內壁、接地屏蔽層、接收極板、激勵極板以及外壁;其中,所述機玻璃內壁、接地屏蔽層和外壁呈管狀結構,并依次自內而外設置;所述機玻璃內壁的厚度為0.5mm,介電常數為2.5;所述接地屏蔽層的介電常數為1.5-2.5,厚度為外壁厚度的I到2倍;所述接收極板、激勵極板嵌設在接地屏蔽層上,并位于機玻璃內壁外側;所述接收極板、激勵極板均采用皮亞諾曲線結構極板層,兩者之間設有隔離層;所述隔離層的寬度為有機玻璃內壁厚度的0.8-1倍。6.權利要求1所述的用磁場離心、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法,其特征在于:所述消磁模塊的一端設有油液出口,其由剩磁傳感器和消磁器組成。7.如權利要求1所述的用磁場離心、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒監測方法,其特征在于:其進一步包括一 ECU,所述剩磁傳感器、消磁器、加熱器、冷卻器、溫度傳感器、磁化電流輸出模塊、旋轉磁場離心模塊、吸附模塊和相鄰電容微粒監測模塊均電性連接至ECU上。

  【文檔編號】F15B21/04GK105909593SQ201610311358

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年5月12日

  【發明人】趙徐濤

  【申請人】紹興文理學院

  一種用濾波、電磁離心和相鄰電容的磨損微粒監測設備的制造方法

  【專利摘要】本發明涉及一種用濾波、電磁離心和相鄰電容的磨損微粒監測設備,其濾波器、溫控模塊、磁化模塊、機械離心模塊、旋轉磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊和消磁模塊依次連接;濾波器一端設有油液入口;消磁模塊的一端設有油液出口。本發明引入基于電容邊緣效應的相鄰電容傳感器技術,實現磨損微粒非侵入、無約束監測;通過磁化、機械離心和旋轉磁場離心模塊使油液中的磨損微粒磁化、聚合成大顆粒并運動到管壁附近并被吸附模塊吸附,以提高相鄰電容傳感器的輸出監測信號強度;通過溫控模塊及合理設計相鄰電容傳感器極板層結構,抑制噪聲并最優化相鄰電容傳感器監測裝置的整體性能。

  【專利說明】-種用濾波、電磁離心和相鄰電容的磨損微粒監測設備 【技術領域】

  [0001] 本發明設及一種液壓管路油液中的磨損微粒在線監測設備,具體設及一種用濾 波、電磁離屯、和相鄰電容的磨損微粒監測設備,屬于液壓系統技術領域。 【【背景技術】】

  [0002] 液壓系統油液中的磨損微粒不但可W使運動副產生磨粒磨損而且可W使運動副 的相對運動受阻而導致控制部件動作失靈。國內外的資料統計表明,液壓機械70%故障源 自油液的顆粒污染。因此,對油液中的磨損微粒進行在線監測已成為減少磨損及液壓系統 故障的重要途徑之一。

  [0003] 電容傳感器因其制作方便、成本低廉而被應用于機器油液的污染監測。專利文獻1 (中國發明專利授權公告號CN101435788B)公開了一種基于介電常數測量的在線油液監測 傳感器及其系統,該發明的傳感器包括支座及其固定在內部的=根極柱,=根極柱構成了 差動式圓柱電容,能監測傳感器電容值的微小變化,從而反推油液介電常數的微小變化,進 而實現對油液污染度的實施監測。該監測方法中的傳感器極柱浸入到油液中,造成了油液 流態的改變,影響了測量精度;油液在傳感器極柱表面會形成沉積油膜,不僅造成測量精度 下降,同時還帶來傳感器清洗問題。

  [0004] 文獻2(趙新澤等,武漢水利電力大學(宜昌)學報,1999(3))公開了一種油液污染 監測用電容傳感器探頭,該探頭由一圓筒玻璃管與緊貼該管外壁的兩半圓形電極組成,其 實質為平行板電容傳感器。該電容傳感器激勵極板與接收極板間距受液壓管道直徑約束, 由于液壓管道直徑相對較大,該傳感器靈敏度不夠理想。

  [0005] 同時,現有技術的磨損微粒進行在線監測設備中的流體劇烈波動,會導致監測數 據大幅度波動而導致監測失敗。

  [0006] 因此,為解決上述技術問題,確有必要提供一種創新的用濾波、電磁離屯、和相鄰電 容的磨損微粒監測設備,W克服現有技術中的所述缺陷。 【

  【發明內容】

  】

  [0007] 為解決上述技術問題,本發明的目的在于提供一種用濾波、電磁離屯、和相鄰電容 的磨損微粒監測設備,其采用非侵入的測量方式、對被測量的無約束性、監測信號強且靈敏 度高、低成本、環境適應性強。

  [000引為實現上述目的,本發明采取的技術方案為:用濾波、電磁離屯、和相鄰電容的磨損 微粒監測設備,其包括濾波器、溫控模塊、磁化模塊、機械離屯、模塊、旋轉磁場離屯、模塊、吸 附模塊、相鄰電容微粒監測模塊W及消磁模塊;其中,所述濾波器、溫控模塊、磁化模塊、機 械離屯、模塊、旋轉磁場離屯、模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊和消磁模塊依次連接; 所述濾波器的一端設有油液入口,其包括輸入管、外殼、輸出管、波紋管、彈性薄壁W及膠體 阻尼層;其中,所述輸入管連接于外殼的一端;所述輸出管連接于外殼的另一端,其延伸入 外殼內;所述輸入管、輸出管和彈性薄壁共同形成一 K型濾波器;所述彈性薄壁和外殼之間 形成圓柱形的共振容腔;所述彈性薄壁的軸向上均勻開有若干錐形阻尼孔,錐形阻尼孔連 通共振容腔;所述波紋管呈螺旋狀繞在共振容腔外,和共振容腔通過多個錐形插入管連通; 所述波紋管各圈之間通過若干支管連通,支管上設有開關;所述波紋管和共振容腔組成插 入式螺旋異構串聯H型濾波器;所述消磁模塊的一端設有油液出口,其由剩磁傳感器和消磁 器組成。

  [0009] 本發明的用濾波、電磁離屯、和相鄰電容的磨損微粒監測設備進一步設置為:所述 輸入管和輸出管的軸線不在同一軸線上;所述錐形阻尼孔開口較寬處位于共振容腔內,其 錐度角為10%所述錐形插入管開口較寬處位于波紋管內,其錐度角為10%所述錐形插入管 和錐形阻尼孔的位置相互錯開;所述膠體阻尼層的內層和外層分別為外層彈性薄壁和內層 彈性薄壁,外層彈性薄壁和內層彈性薄壁之間由若干支柱固定連接;所述外層彈性薄壁和 內層彈性薄壁之間的夾層內填充有加防凍劑的純凈水,純凈水內懸浮有多孔硅膠;所述膠 體阻尼層靠近輸出管的一端和外殼相連;所述膠體阻尼層靠近輸出管的一端設有一活塞。

  [0010] 本發明的用濾波、電磁離屯、和相鄰電容的磨損微粒監測設備進一步設置為:所述 溫控模塊包括加熱器、冷卻器和溫度傳感器;所述加熱器采用帶溫度檢測的重慶金鴻的潤 滑油加熱器;所述冷卻器選用表面蒸發式空冷器,冷卻器的翅片管選KLM型翅片管;溫度傳 感器采用銷電阻溫度傳感器。

  [0011] 本發明的用濾波、電磁離屯、和相鄰電容的磨損微粒監測設備進一步設置為:所述 磁化模塊包括侶質管道、若干繞組、鐵質外殼、法蘭W及若干磁化電流輸出模塊;其中,所述 若干繞組分別繞在侶質管道外,各繞組由正繞組和逆繞組組成,正繞組和逆繞組內的電流 大小相等;所述鐵質外殼包覆于侶質管道上;所述法蘭焊接在侶質管道的兩端;每一磁化電 流輸出模塊連接至一繞組。

  [0012] 本發明的用濾波、電磁離屯、和相鄰電容的磨損微粒監測設備進一步設置為:所述 機械離屯、模塊采用旋流離屯、模塊;所述旋流離屯、模塊包括旋流管壁、第一導流片、第二導流 片、步進電機W及流量傳感器;其中,所述第一導流片設有3片,該3片第一導流片沿管壁內 圓周隔120°均勻分布,其安放角設為18%所述第二導流片和第一導流片結構相同,其設置 在第一導流片后,并和第一導流片錯開60°連接在管壁內,其安放角設為36°C;所述第一導 流片的長邊與管壁相連,短邊沿管壁的軸線延伸;其前緣挫成純形,后緣加工成翼形,其高 度為管壁直徑的0.4倍,長度為管壁直徑的1.8倍;所述步進電機連接并驅動第一導流片和 第二導流片,W調節安放角;所述流量傳感器設置在管壁內的中央。

  [0013] 本發明的用濾波、電磁離屯、和相鄰電容的磨損微粒監測設備進一步設置為:所述 旋轉磁場離屯、模塊包括侶質管道、鐵質外殼、=相對稱繞組、法蘭W及=相對稱電流模塊; 所述=相對稱繞組繞在侶質管道外;所述鐵質外殼包覆于侶質管道上;所述法蘭焊接在侶 質管道的兩端;所述=相對稱電流模塊連接所述=相對稱繞組。

  [0014] 本發明的用濾波、電磁離屯、和相鄰電容的磨損微粒監測設備進一步設置為:所述 吸附模塊采用同極相鄰型吸附環;所述同極相鄰型吸附環包括侶質環形管道、正向螺線管、 反向螺線管W及鐵質導磁帽;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于侶質環形管道內, 兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質 導磁帽布置于侶質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、W及正向 螺線管和反向螺線管軸線的中間點。

  [0015] 本發明的用濾波、電磁離屯、和相鄰電容的磨損微粒監測設備進一步設置為:所述 吸附模塊采用帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環;所述帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環包括侶質 環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、電擊鍵W及電磁鐵;所述正向螺線 管和反向螺線管分別布置于侶質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管 和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于侶質環形管道的內壁上,其位 于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、W及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點;所述隔 板位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述電擊鍵和電磁鐵位于隔板之間;所述電磁鐵連 接并能推動電擊鍵,使電擊鍵敲擊侶質環形管道內壁。

  [0016] 本發明的用濾波、電磁離屯、和相鄰電容的磨損微粒監測設備進一步設置為:所述 相鄰電容微粒監測模塊包括有機玻璃內壁、接地屏蔽層、接收極板、激勵極板W及外壁;其 中,所述機玻璃內壁、接地屏蔽層和外壁呈管狀結構,并依次自內而外設置;所述機玻璃內 壁的厚度為0.5mm,介電常數為2.5;所述接地屏蔽層的介電常數為1.5-2.5,厚度為外壁厚 度的1到2倍;所述接收極板、激勵極板嵌設在接地屏蔽層上,并位于機玻璃內壁外側;所述 接收極板、激勵極板均采用皮亞諾曲線結構極板層,兩者之間設有隔離層;所述隔離層的寬 度為有機玻璃內壁厚度的0.8-1倍。

  [0017] 本發明的用濾波、電磁離屯、和相鄰電容的磨損微粒監測設備還設置為:其包括一 ECU,所述濾波器、剩磁傳感器、消磁器、加熱器、冷卻器、溫度傳感器、磁化電流輸出模塊、機 械離屯、模塊、旋轉磁場離屯、模塊、吸附模塊和相鄰電容微粒監測模塊均電性連接至ECU上。

  [0018] 與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:

  [0019] 1.本發明的多對正逆線圈結構的磁化模塊,線圈電流可在線數字設定,W產生磁 化需要的非均勻磁場,使油液中的磨損微粒強力磁化并聚合成大顆粒,同時使膠質顆粒分 解消融并抑制氣泡生長;機械和磁場離屯、模塊使磁化微粒"分離"并向腔壁運動;通過吸附 模塊捕獲管壁表面磁化聚合大顆粒。

  [0020] 2.在液壓管路磨損微粒監測裝置中引入基于電容邊緣效應的相鄰電容傳感器,通 過將磨損微粒磁化、聚合成大顆粒并離屯、吸附到管壁W提高顆粒濃度,增加管壁表面油液 的介電常數,極大提高了傳感器輸出信號強度并巧妙解決了信號強度和穿透深度指標沖突 的矛盾。

  [0021] 3.在極板層設計中引入了有效邊緣長且結構復雜的皮亞諾曲線結構。該皮亞諾曲 線結構極板層中,激勵極板、接收極板和隔離極板組成的曲線能遍歷正方形極板層中所有 的點,得到一條充滿整個正方形極板層空間的曲線。在極板層面積固定的情況下,該結構具 有最長有效邊緣、最大極板面積和最復雜結構,W此來獲得最佳信號強度。

  [0022] 4.濾波器可衰減液壓系統中的高、中、低頻段的脈動壓力,并可抑制流量波動,保 證監測結果準確。

  [0023] 5.濾波器、溫控模塊、磁化模塊、機械離屯、模塊、旋轉磁場離屯、模塊、吸附模塊、相 鄰電容微粒監測模塊相結合的液壓管路磨損微粒監測技術路線,既保證了監測可靠性,同 時又使得監測系統的整體性能最優。 【【附圖說明】】

  [0024] 圖1是本發明的用濾波、電磁離屯、和相鄰電容的磨損微粒監測設備的結構示意圖。

  [0025]圖2是圖I中的濾波器的結構示意圖。

  [00%]圖3是插入式H型濾波器示意圖。

  [0027]圖4是單個的H型濾波器和串聯的H型濾波器頻率特性組合圖。其中,實線為單個的 H型濾波器頻率特性。

  [00%]圖5是K型濾波器的結構示意圖。

  [0029] 圖6是彈性薄壁的橫截面示意圖。

  [0030] 圖7是膠體阻尼層的縱截面示意圖。

  [0031] 圖8是圖1中的磁化模塊的結構圖。

  [0032] 圖9是圖8中的磁化線圈的結構圖。

  [0033] 圖10是圖8中的磁化電流輸出模塊的結構圖。

  [0034] 圖11-1是圖1中的旋流離屯、模塊的橫向示意圖。

  [0035] 圖11-2是圖1中的旋流離屯、模塊的徑向示意圖。

  [0036] 圖12是圖1中的旋轉磁場離屯、模塊示意圖。

  [0037] 圖13是圖1中的吸附裝置為同極相鄰型吸附環的結構示意圖。

  [0038] 圖14是圖1中的吸附裝置為帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環的結構示意圖。

  [0039] 圖15-1是圖1中的相鄰電容微粒監測模塊的徑向半剖圖。

  [0040] 圖15-2是圖1中的相鄰電容微粒監測模塊的橫向剖面圖。

  [0041] 圖15-3是圖15-1中的接收極板和激勵極板的示意圖。

  [0042] 圖15-4是圖15-3中A處的局部放大圖。

  [0043] 圖16是ECU的連接示意圖。 【【具體實施方式】】

  [0044] 請參閱說明書附圖1至附圖16所示,本發明為一種用濾波、電磁離屯、和相鄰電容的 磨損微粒監測設備,其由濾波器8、溫控模塊1、磁化模塊2、機械離屯、模塊3、旋轉磁場離屯、模 塊4、吸附模塊5、相鄰電容微粒監測模塊6、消磁模塊7W及ECUlO等幾部分組成。其中,所述 濾波器8、溫控模塊1、磁化模塊2、機械離屯、模塊3、旋轉磁場離屯、模塊4、吸附模塊5、相鄰電 容微粒監測模塊6和消磁模塊7依次連接。

  [0045] 所述濾波器8的一端設有油液入口 91,用于將液壓油輸人裝置,并可衰減液壓系統 中的高、中、低頻段的脈動壓力,和抑制流量波動,保證監測結果準確。所述濾波器8由輸入 管81、外殼89、輸出管811、波紋管83、彈性薄壁87W及膠體阻尼層88等幾部分組成。

  [0046] 其中,所述輸入管81連接于外殼89的一端;所述輸出管811連接于外殼89的另一 端,其延伸入外殼89內的長度為L2。所述彈性薄壁87沿外殼的徑向安裝于外殼89內。所述輸 入管81和輸出管811的軸線不在同一軸線上,運樣可W提高10% W上的濾波效果。

  [0047] 所述輸入管81、輸出管811和彈性薄壁87共同形成一 K型濾波器,從而衰減液壓系 統高頻壓力脈動。按集總參數法處理后得到的濾波器透射系數為:

  [004引

  [0049] a-介質中音速P-流體密度Cb-插入式輸出管直徑Z-特性阻抗。

  [0050] 由上式可見,K型濾波器和電路中的電容作用類似。不同頻率的壓力脈動波通過該 濾波器時,透射系數隨頻率而不同。頻率越高,則透射系數越小,運表明高頻的壓力脈動波 在經過濾波器時衰減得越厲害,從而起到了消除高頻壓力脈動的作用。

  [0051] 所述K型濾波器的設計原理如下:管道中壓力脈動頻率較高時,壓力波動作用在流 體上對流體產生壓縮效應。當變化的流量通過輸入管進入K型濾波器容腔時,液流超過平均 流量,擴大的容腔可W吸收多余液流,而在低于平均流量時放出液流,從而吸收壓力脈動能 量。

  [0052] 所述彈性薄壁87通過受迫機械振動來削弱液壓系統中高頻壓力脈動。按集總參數 法處理后得到的彈性薄壁固有頻率為:

  [0化3]

  [0054] k-彈性薄壁結構系數h-彈性薄壁厚度R-彈性薄壁半徑

  [0055] E-彈性薄壁的楊氏模量P-彈性薄壁的質量密度

  [0056] Tl-彈性薄壁的載流因子y-彈性薄壁的泊松比。

  [0057] 代入實際參數,對上式進行仿真分析可W發現,彈性薄壁87的固有頻率通常比H型 濾波器的固有頻率高,而且其衰減頻帶也比H型濾波器寬。在相對較寬的頻帶范圍內,彈性 薄壁對壓力脈動具有良好的衰減效果。同時,本發明的濾波器結構中的彈性薄壁半徑較大 且較薄,其固有頻率更靠近中頻段,可實現對液壓系統中的中高頻壓力脈動的有效衰減。 [005引所述彈性薄壁87的設計原理如下:管道中產生中頻壓力脈動時,雙管插入式容腔 濾波器對壓力波動的衰減能力較弱,流入雙管插入式容腔的周期性脈動壓力持續作用在彈 性薄壁的內外壁上,由于內外壁之間有支柱固定連接,內外彈性薄壁同時按脈動壓力的頻 率做周期性振動,該受迫振動消耗了流體的壓力脈動能量,從而實現中頻段壓力濾波。由虛 功原理可知,彈性薄壁消耗流體脈動壓力能量的能力和其受迫振動時的勢能和動能之和直 接相關,為了提高中頻段濾波性能,彈性薄壁的半徑設計為遠大于管道半徑,且薄壁的厚度 較小,典型值為小于0.1mm。

  [0059] 進一步的,所述彈性薄壁87和外殼89之間形成圓柱形的共振容腔85。所述彈性薄 壁87的軸向上均勻開有若干錐形阻尼孔86, W保證在整個濾波器的范圍內均能實現插入式 串并聯濾波。錐形阻尼孔86連通共振容腔85。所述錐形阻尼孔開口較寬處位于共振容腔內, 其錐度角為10%用于展寬濾波頻率范圍,按集總參數法處理后得到的濾波器固有角頻率 為:

  [0060] (1 )

  [0061] a-介質中音速L一阻尼孔長S-阻尼孔橫截面積V-并聯共振容腔體積。

  [0062] 所述波紋管83呈螺旋狀繞在共振容腔85外,和共振容腔85通過多個錐形插入管82 連通。所述錐形插入管82開口較寬處位于波紋管83內,其錐度角為10°用于展寬濾波頻率范 圍。所述錐形插入管82和錐形阻尼孔86的位置相互錯開。所述波紋管83各圈之間通過若干 支管810連通,支管810上設有開關84。所述波紋管83和共振容腔85組成插入式螺旋異構串 聯H型濾波器。

  [0063] 由圖4可知,串聯H型濾波器有2個固有角頻率,在波峰處濾波效果較好,而在波谷 處則基本沒有濾波效果;插入式螺旋異構串聯H型濾波器中采用了螺旋異構的波紋管83結 構,波紋管本身具有彈性,當液壓系統的流量和壓力脈動經過波紋管時,流體介質導致液 壓-彈黃系統振動,抵消波動能量,從而起到濾波作用;同時,各圈波紋管83之間的若干支管 810的連通或斷開,引起波的干設和疊加,從而改變串聯H型濾波器的頻率特性;合理安排濾 波器參數W及連通支管的數量和位置,可使串聯H型濾波器的頻率特性的波谷抬高,使濾波 器在整個中低頻段均有良好的濾波性能,實現中低頻段的全頻譜濾波。

  [0064] 所述彈性薄壁87的內側設有一膠體阻尼層88。所述膠體阻尼層88的內層和外層分 別為外層彈性薄壁81和內層彈性薄壁82,外層彈性薄壁81和內層彈性薄壁82之間由若干支 柱814固定連接。外層彈性薄壁81和內層彈性薄壁82之間的夾層內填充有加防凍劑的純凈 水816,純凈水816內懸浮有多孔硅膠815。所述膠體阻尼層88靠近輸出管811的一端和外殼 89相連;所述膠體阻尼層88靠近輸出管811的一端還設有一活塞817。

  [0065] 由于外層彈性薄壁81和內層彈性薄壁82間距很小且由支柱814固定連接,在壓力 脈動垂直作用于薄壁時,內外壁產生近乎一致的形變,膠體阻尼層厚度幾乎保持不變,對壓 力脈動沒有阻尼作用;膠體阻尼層88的活塞817只感應水平方向的流量脈動,流量脈動增強 時,活塞817受壓使膠體阻尼層收縮,擠壓作用使得膠體阻尼層88中的水由納米級輸送通道 進入微米級中央空隙;流量脈動減弱時,活塞817受反壓,此時膠體阻尼層膨脹,膠體阻尼層 中的水從中央空隙經通道排出。在此過程中,由于硅膠815微通道吸附的力學效應、通道表 面分子尺度的粗糖效應及化學非均質效應,活塞跟隨膠體阻尼層收縮和膨脹過程中做"氣- 液-固"邊界的界面功,從而對流量脈動實現衰減,其實質上是一個并行R型濾波器。該濾波 器相對于一般的液體阻尼器的優勢在于:它通過"氣-液-固"邊界的界面功的方式衰減流量 脈動,可W在不產生熱量的情況下吸收大量機械能,且能量消耗不依賴于活塞速度,衰減效 率有了顯著提高。

  [0066] 本發明還能實線工況自適應壓力脈動衰減。當液壓系統工況變化時,既執行元件 突然停止或運行,W及閥的開口變化時,會導致管路系統的特性阻抗發生突變,從而使原管 道壓力隨時間和位置變化的曲線也隨之改變,則壓力峰值的位置亦發生變化。由于本發明 的濾波器的軸向長度設計為大于系統主要壓力脈動波長,且濾波器的插入式螺旋異構串聯 H型濾波器的容腔長度、K型濾波器的長度和彈性薄壁的長度和濾波器軸線長度相等,保證 了壓力峰值位置一直處于濾波器的有效作用范圍內;而插入式螺旋異構串聯H型濾波器的 錐形阻尼孔86開在彈性薄壁87上,沿軸線方向均勻分布,螺旋異構纏繞的波紋管83和共振 容腔85間的錐形插入管在軸向均勻分布,使得壓力峰值位置變化對濾波器的性能幾乎沒有 影響,從而實現了工況自適應濾波功能??紤]到=種濾波結構軸向尺寸和濾波器相當,運一 較大的尺寸也保證了液壓濾波器具備較強的壓力脈動衰減能力。

  [0067] 采用本發明的壓力脈動抑制裝置進行液壓脈動濾波的方法如下:

  [0068] 1),液壓流體通過輸入管進入K型濾波器,擴大的容腔吸收多余液流,完成高頻壓 力脈動的濾波;

  [0069] 2),通過彈性薄壁87受迫振動,消耗流體的壓力脈動能量,完成中頻壓力脈動的濾 波;

  [0070] 3),通過插入式螺旋異構串聯H型濾波器,通過錐形阻尼孔、錐形插入管和流體產 生共振,消耗脈動能量,完成低頻壓力脈動的濾波;

  [0071] 4),將濾波器的軸向長度設計為大于液壓系統主要壓力脈動波長,且插入式串并 聯H型濾波器長度、雙管插入式濾波器長度和彈性薄壁87長度同濾波器長度相等,使壓力峰 值位置一直處于濾波器的有效作用范圍,實現系統工況改變時壓力脈動的濾波。

  [0072] 所述溫控模塊1由加熱器、冷卻器和溫度傳感器組成。該溫控模塊1主要目的是為 磁化裝置提供最佳的磁化溫度約42°C。同時,溫度作為最主要的環境噪聲,不同的溫度會導 致液壓管路中的油液介電常數發生顯著變化,保持溫度恒定即可避免相鄰電容傳感器受溫 度噪聲的影響。

  [0073] 所述加熱器為電加熱器,可采用本身帶溫度檢測的重慶金鴻的潤滑油加熱器。冷 卻器可選用表面蒸發式空冷器,兼有水冷和空冷的優點,散熱效果好,采用光管,流體阻力 小;冷卻器翅片類型為高翅,翅片管選KLM型翅片管,傳熱性能好,接觸熱阻小,翅片與管子 接觸面積大,貼合緊密,牢固,承受冷熱急變能力佳,翅片根部抗大氣腐蝕性能高;空冷器的 管排數最優為8。溫度傳感器采用銷電阻溫度傳感器。

  [0074] 所述磁化裝置2能將油液中攜帶的磨損微粒的強力磁化,并使微米級的磨損微粒 聚合成大顆粒,可提高相鄰電容傳感器的輸出信號強度。同時,由電磁學理論可知,磁場強 度越大,對鐵磁性顆粒的吸引力也就越大,大尺寸的鐵微粒移動速度比小尺寸的鐵微???得多,將磨損微粒聚合成大顆粒也便于后續分離。

  [0075] 油液中攜帶的膠質顆粒和氣泡的介電常數和液壓油W及磨損顆粒的介電常數都 不相同,為了避免對后面的相鄰電容傳感器監測造成影響,需要設計非均勻磁場分解或去 除膠質顆粒和氣泡。

  [0076] 根據磁場使分子取向排列論,當油液流過磁場時,磁場對油液中的膠質顆粒的運 動會產生一定的影響,使得膠質顆粒在管路中作有序流動,減少了膠質顆粒的相互連接,從 而起到分離膠質顆粒的降粘作用。同時,磁化的顆粒之間存在著內聚力,此力限制了氣泡的 形成和長大。無氣泡時油液中的磁力線分布均勻,處于磁穩狀態。當油液中有氣泡時,氣泡 局部的磁力線發生彎由,彎曲的磁力線有恢復成原來均勻、平行、穩定狀態的趨勢,因而產 生指向氣泡中屯、的磁張力,此力能限制氣泡的長大。

  [0077] 但磁場太強或太弱都很難取得好的磁處理效果。當磁感應強度在某一值附近時, 磁處理具有最佳效果。同樣,溫度太高和太低降粘效果都不好。液壓油中的膠質顆粒的分解 降粘需要一定的溫度和磁場強度,典型值為磁場強度在200mT左右,溫度約42°C。設計非均 勻磁場時要考慮到磁場的邊緣效應所造成的影響,磁感應強度應設計為在油液流入的一端 較強,而在油液流出的一端較弱,滿足油液流出端,降低磁場、減輕邊緣效應影響的要求,同 時保證在油液的流入端的磁化效果。

  [0078] 本發明的磁化裝置由侶質管道21、若干繞組22、鐵質外殼23、法蘭24W及若干磁化 電流輸出模塊25組成。其中,所述侶質管道21使油液從其中流過而受到磁化處理,且侶的磁 導率很低,可W使管道21中獲得較高的磁場強度。

  [0079] 所述若干繞組22分別繞在侶質管道21外,由直徑為1.0mm左右的銅絲涂覆絕緣漆 制成。各繞組22都是相互獨立設置的,分別由相應的磁化電流輸出模塊25控制,其中電流根 據系統需要各不相同。由于每圈繞組22相互獨立,其引出端會造成該線圈組成的電流環不 是真正的"圓",而是有個缺口,運會造成侶質管道21內磁場的徑向分布不均勻,從而影響磁 化效果。為解決此問題,本創作的每圈繞組22都由正繞組26和逆繞組27組成,目的是為了產 生同極性方向的磁場并同時彌補缺口造成的磁場不均衡。正繞組和逆繞組內的電流大小相 等。在侶質管道21軸線方向上排列有多對正逆繞組,通過不同的電流,用W形成前述要求的 非均勻磁場。

  [0080] 所述鐵質外殼23包覆于侶質管道21上,鐵質的材料會屏蔽掉大部分的磁通。所述 法蘭24焊接在侶質管道21的兩端。

  [0081] 每一磁化電流輸出模塊25連接至一繞組22,并由ECUlO控制,其利用數字電位計具 有和ECUlO實時通訊并實時修改阻值的特點,實現非均勻磁場的實時控制。所述磁化電流輸 出模塊25使用的數字電位計為AD5206,具有6通道的輸出,可W和ECU之間實現單總線數據 傳輸。ECU通過單總線實現對磁化繞組的多塊磁化電流輸出模塊的電流設定和恒定輸出。運 放AD8601和MOS管2N7002通過負反饋實現了高精度的電壓跟隨輸出。恒定大電流輸出采用 了德州儀器(TI)的高電壓、大電流的運放OPA 549。

  [0082] 所述離屯、裝置3使油液在離屯、作用下,質量較大的磁化顆粒被甩向腔壁,而油液中 的氣泡則在離屯、力作用下移向管道的中屯、軸線處,其選用旋流離屯、模塊3。

  [0083] 所述旋流離屯、模塊3采用沿程起旋的方式,其設計原理如下:在管道中設置一定高 度和長度的扭曲的導流片,并使葉面切線與軸線成一定角度,因管流邊界發生改變可使流 體產生圓管螺旋流,該螺旋流可分解為繞管軸的周向流動和軸向平直流動,流體中攜帶的 顆粒物產生偏軸線向屯、螺旋運動。該旋流離屯、模塊3由旋流管壁31、第一導流片32、第二導 流片33、步進電機34W及流量傳感器35等幾部分組成,所述步進電機34和流量傳感器35電 性連接至ECUlO。

  [0084] 其中,所述第一導流片32設有3片,該3片第一導流片32沿管壁31內圓周隔120°均 勻分布,其安放角(第一導流片32和旋流管壁31之間的夾角)設為18% W保證最佳切向流 動。所述第二導流片33和第一導流片32結構相同,其設置在第一導流片32后,并和第一導流 片32錯開60°連接在管壁31內,其安放角設為36°C,用于減少阻力并加大周向流動的強度。 另外,可根據實際分離效果同樣再設置第=或更多的導流片,安放角逐次增加。所述步進電 機34連接并驅動第一導流片32和第二導流片33, W調節安放角,從而可獲得更好的離屯、效 果,獲知使導流片32、33適應不同的工況。所述流量傳感器35設置在管壁31內的中央,ECUlO 通過讀取流量傳感器35的數值分析旋流分離效果,并據此控制步進電機34,步進電機34調 節各導流片32、33的安放角,W獲得更加分離效果。

  [0085] 進一步的,所述第一導流片32的長邊與管壁31相連,短邊33沿管壁31的軸線延伸; 為減小阻力,其前緣挫成純形;為避免繞流,后緣加工成翼形;其高度為管壁31直徑的0.4 倍,使形成的螺旋流具有較大的強度;長度為管壁31直徑的1.8倍,W保證較大的對油液的 作用范圍。

  [0086] 所述旋轉磁場裝置4由侶質管道41、鐵質外殼42、S相對稱繞組43、法蘭44W及S 相對稱電流模塊45組成。所述=相對稱繞組43繞在侶質管道41外。所述鐵質外殼42包覆于 侶質管道41上。所述法蘭44焊接在侶質管道41的兩端。所述=相對稱電流模塊45連接所述 S相對稱繞組43,并由ECUlO控制。

  [0087] 所述旋轉磁場裝置4的工作原理如下:由于聚合大顆粒的絕對質量較小,經旋流離 屯、模塊3初步離屯、后,磁化聚合大顆粒雖已被甩離管道軸線,但尚未接近管壁,需要進行二 次離屯、。磁化聚合大顆粒隨油液進入所述旋轉磁場裝置4后,=相對稱繞組43中流過=相對 稱電流,該電流在侶質管道41內產生旋轉磁場。磁化顆粒在旋轉磁場作用下受到磁場力的 作用,并在該力的作用下W螺旋狀前進,同時向侶質管道41管壁運動。合理調節磁場強度即 可使油液中的顆粒從油液中"分離"出來,聚集在侶質管道41管壁附近,便于后續吸附。

  [0088] 所述吸附模塊5用于吸附經旋轉磁場裝置4離屯、后聚集在管壁附近的磁化聚合大 微粒。所述吸附模塊5采用同極相鄰型吸附環時,該同極相鄰型吸附環由侶質環形管道51、 正向螺線管52、反向螺線管53W及鐵質導磁帽54等部件組成。其中,所述正向螺線管52和反 向螺線管53分別布置于侶質環形管道51內并由ECUlO控制,兩者通有方向相反的電流,使得 正向螺線管52和反向螺線管53相鄰處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽54布置于侶質環形管 道51的內壁上,其位于正向螺線管52和反向螺線管53相鄰處、W及正向螺線管52和反向螺 線管53軸線的中間點。

  [0089] 所述同極相鄰型吸附環的設計原理如下:吸附環內部有多個帶鐵忍的通電螺線 管,相鄰的螺線管線圈通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同 性磁極。同時,正向螺線管和反向螺線管相鄰處、W及正向螺線管和反向螺線管軸線中間點 的吸附環內壁處設有鐵質導磁帽,呈條狀和吸附環軸線平行,吸附環的外殼為順磁性侶質 外管壁,運種設置有利于改善磁路,加大吸附環內壁處的磁場強度,增強對顆粒的捕獲吸附 能力。各螺線管電流由ECU直接控制,可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,W獲得最 佳吸附性能。吸附完成后,ECU控制電磁鐵斷電,順磁性侶質管道失去磁性,附著在管道內壁 上磁性聚合大顆粒隨油液沿管壁進入相鄰電容微粒監測模塊。

  [0090] 進一步的,所述吸附裝置5也可采用帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環時,該帶電擊鍵 的同極相鄰型吸附環由侶質環形管道51、正向螺線管52、反向螺線管53、鐵質導磁帽54、隔 板55、電擊鍵56W及電磁鐵57等部件組成。其中,所述正向螺線管52和反向螺線管53分別布 置于侶質環形管道51內并由ECUlO控制,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管52和反 向螺線管53相鄰處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽54布置于侶質環形管道51的內壁上,其 位于正向螺線管52和反向螺線管53相鄰處、W及正向螺線管52和反向螺線管53軸線的中間 點。所述電擊鍵56和電磁鐵57位于隔板55之間。所述電磁鐵57連接并能推動電擊鍵56,使電 擊鍵56敲擊侶質環形管道52內壁。所述ECUlO電性連接并控制正向螺線管52、反向螺線管53 和電磁鐵57。

  [0091] 所述帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環的設計原理如下:吸附環內部有多個帶鐵忍的 通電螺線管,相鄰的螺線管線圈通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰 處產生同性磁極。同時,正向螺線管和反向螺線管相鄰處、W及正向螺線管和反向螺線管軸 線中間點的吸附環內壁處設有鐵質導磁帽,呈條狀和吸附環軸線平行,吸附環的外殼為順 磁性侶質外管壁,運種設置有利于改善磁路,加大吸附環內壁處的磁場強度,增強對顆粒的 捕獲吸附能力。各螺線管電流由ECU直接控制,可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化, W獲得最佳吸附性能。相鄰螺線管之間還設有由電磁鐵控制的電鍵,兩端通過隔板和螺線 管磁隔離。運一電擊鍵的設置用于防止顆粒在鐵質導磁帽處大量堆積,影響吸附效果。此 時,通過電磁鐵控制電鍵敲擊吸附環的內壁,使得被吸附的顆粒向兩側分散開。同時,在清 洗吸附環時,電擊鍵的敲擊還可W提高清洗效果。吸附完成后,通過電磁鐵控制電鍵敲擊吸 附環的內壁,使得被吸附的顆粒向兩側分散開,隨后ECU控制電磁鐵斷電,順磁性侶質管道 失去磁性,附著在管道內壁上磁性聚合大顆粒隨油液沿管壁進入相鄰電容微粒監測模塊。

  [0092] 請參閱說明書附圖15-1至附圖15-4所示,所述相鄰電容微粒監測模塊6在線監測 液壓管路中磨損微粒狀況。所述相鄰電容微粒監測模塊6由有機玻璃內壁61、接地屏蔽層 62、接收極板63、激勵極板64W及外壁65等幾部分組成。其中,所述機玻璃內壁61、接地屏蔽 層62和外壁65呈管狀結構,并依次自內而外設置。

  [0093] 所述機玻璃內壁61的厚度為0.5mm,介電常數為2.5 (液壓油的介電常數約2.1左 右),和液壓油的介電常數接近,因此邊緣電容為固定值;當有機玻璃內壁表面堆滿磁化聚 合大顆粒時,磁化聚合大顆粒、液壓油與有機玻璃內壁形成混合電介質,對傳感器邊緣電容 共同作用,磁化聚合大顆粒的介電常數通常大于10,是液壓油和有機玻璃內壁的介電常數 的數倍,足夠引起電容傳感器邊緣電容的明顯變化,因此可利用相鄰電容傳感器電容值的 變化,從而反推油液介電常數的微小變化,進而實現對磨損微粒的實施監測。

  [0094] 基于電容邊緣效應的相鄰電容傳感器性能主要取決于穿透深度(電場線的穿透深 度)、信號強度(電容值的大?。¦及噪聲抑制、測量靈敏度(對電壓變化或電場變化的靈敏 度)和傳感器的測量動態范圍?,F有的相鄰電容傳感器測量得到的電容值很微弱,通常為PF 級甚至更小,對金屬微粒等低介電常數的介質的測量效果則更差,因此提升傳感器輸出信 號強度尤為關鍵。同時,信號強度和穿透深度兩個指標是相互沖突的,運也是該傳感器性能 提升難點。

  [0095] 相鄰電容傳感器信號強度與傳感器極板面積,極板間距,W及傳感器與待測物體 間的距離,待測物的介電常數都有著很大的關系。經磁化聚合、離屯、和吸附處理的磨損微粒 在有機玻璃內壁表面聚集,顆粒數量的增加導致油液介電常數的增大,顆粒聚合帶來的粒 徑增大也使得油液介電常數的增大,同時磁化也有增加介電常數的功能,=者同時作用,大 大加強了信號強度;而又由于顆粒緊貼有機玻璃內壁表面,對穿透深度要求幾乎為零,也解 決了指標沖突問題。

  [0096] 由于相鄰電容傳感器輸出信號強度非常微弱,噪聲對測量結果的影響顯著。通常 噪聲主要來源于兩方面,傳感器自身的噪聲和環境噪聲。為此設計了接地屏蔽層來降低傳 感器自身噪聲,接地屏蔽層62的介電常數為1.5-2.5,屏蔽層厚度為相鄰電容傳感器外壁65 厚度的巧Ij2倍之間為佳,W保證測量靈敏度。

  [0097] 所述接收極板63、激勵極板64嵌設在接地屏蔽層62上,并位于機玻璃內壁61外側, 兩者之間形成間隙磁場66,用于檢測聚合顆粒67。所述接收極板63、激勵極板64均采用有效 邊緣長且結構復雜的皮亞諾曲線結構極板層。該皮亞諾曲線結構極板層中,激勵極板63、接 收極板64組成的曲線能遍歷正方形極板層中所有的點,得到一條充滿整個正方形極板層空 間的曲線。在極板層面積固定的情況下,該結構具有最長有效邊緣、最大極板面積和最復雜 結構,增加了有效極板面積與極板邊緣,增加了傳感器邊緣電容值,降低了對外部接口電路 靈敏度的要求。由此可獲得最佳信號強度,傳感器激勵極板與接收極板采用弧形邊緣也避 免了極板拐角處的高靈敏性與不穩定性。進一步的,所述接收極板63、激勵極板64兩者之間 設有隔離層69;所述隔離層69的寬度為有機玻璃內壁厚度的0.8-1倍,其能有效的將接收極 板63、激勵極板64隔罔。

  [0098] 所述消磁模塊7的一端設有油液出口 92,其由剩磁傳感器和消磁器組成。由于磁滯 現象的存在,當鐵磁材料磁化到飽和狀態后,即使撤消外加磁場,材料中的磁感應強度仍回 不到零點,需要外加磁場消磁。為了防止磁化微粒進入液壓回路,對污染敏感液壓元件造成 損傷,所述消磁模塊7根據消磁器出口處剩磁傳感器的檢測值控制消磁器的消磁強度。此處 采用的消磁方法為電磁退磁,方法是通過加一適當的反向磁場,使得材料中的磁感應強度 重新回到零點,且磁場強度或電流必須按順序反轉和逐步降低。

  [0099] 請參閱說明書附圖16所示,所述磨損微粒在線監測裝置進一步包括所述ECU10,其 可選擇Microchip公司的PIC16F877。所述濾波器8、剩磁傳感器、消磁器、加熱器、冷卻器、溫 度傳感器、磁化電流輸出模塊25、機械離屯、模塊3、旋轉磁場離屯、模塊4、吸附模塊5、相鄰電 容微粒監測模塊6均電性連接至ECU上,并受ECU控制。

  [0100] 采用上述磨損微粒在線監測裝置對液壓有中的磨損微粒監測包括如下方法:

  [0101] 1),液壓管路中的油液攜帶磨損微粒通過濾波器8,通過濾波器8衰減液壓系統中 的高、中、低頻段的脈動壓力,W及抑制流量波動;

  [0102] 2),通過溫控模塊控制油液溫度恒定在42°C ;

  [0103] 3),磁化模塊2將油液中攜帶的磨損微粒的強力磁化,使微米級的磨損微粒聚合成 大顆粒

  [0104] 4),磁化聚合顆粒在機械離屯、模塊3中初步離屯、;

  [0105] 5),旋轉磁場模塊4對磁化聚合顆粒進行二次離屯、;

  [0106] 6),吸附模塊即及附經旋轉磁場模塊4離屯、后聚集在管壁附近的磁化聚合大微粒;

  [0107] 7),通過相鄰電容微粒監測模塊6在線監測液壓管路中磨損微粒狀況

  [0108] 8),消磁模塊7給磁化顆粒消磁,防止磁化微粒進入液壓回路,對污染敏感液壓元 件造成損傷。

  [0109] W上的【具體實施方式】僅為本創作的較佳實施例,并不用W限制本創作,凡在本創 作的精神及原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本創作的保護范圍之 內。

  【主權項】

  1. 一種用濾波、電磁離心和相鄰電容的磨損微粒監測設備,其特征在于:包括濾波器、 溫控模塊、磁化模塊、機械離心模塊、旋轉磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊 以及消磁模塊;其中,所述濾波器、溫控模塊、磁化模塊、機械離心模塊、旋轉磁場離心模塊、 吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊和消磁模塊依次連接;所述濾波器的一端設有油液入口, 其包括輸入管、外殼、輸出管、波紋管、彈性薄壁以及膠體阻尼層;其中,所述輸入管連接于 外殼的一端;所述輸出管連接于外殼的另一端,其延伸入外殼內;所述輸入管、輸出管和彈 性薄壁共同形成一 K型濾波器;所述彈性薄壁和外殼之間形成圓柱形的共振容腔;所述彈性 薄壁的軸向上均勻開有若干錐形阻尼孔,錐形阻尼孔連通共振容腔;所述波紋管呈螺旋狀 繞在共振容腔外,和共振容腔通過多個錐形插入管連通;所述波紋管各圈之間通過若干支 管連通,支管上設有開關;所述波紋管和共振容腔組成插入式螺旋異構串聯H型濾波器;所 述消磁模塊的一端設有油液出口,其由剩磁傳感器和消磁器組成。2. 如權利要求1所述的用濾波、電磁離心和相鄰電容的磨損微粒監測設備,其特征在 于:所述輸入管和輸出管的軸線不在同一軸線上;所述錐形阻尼孔開口較寬處位于共振容 腔內,其錐度角為10° ;所述錐形插入管開口較寬處位于波紋管內,其錐度角為10° ;所述錐 形插入管和錐形阻尼孔的位置相互錯開;所述膠體阻尼層的內層和外層分別為外層彈性薄 壁和內層彈性薄壁,外層彈性薄壁和內層彈性薄壁之間由若干支柱固定連接;所述外層彈 性薄壁和內層彈性薄壁之間的夾層內填充有加防凍劑的純凈水,純凈水內懸浮有多孔硅 膠;所述膠體阻尼層靠近輸出管的一端和外殼相連;所述膠體阻尼層靠近輸出管的一端設 有一活塞。3. 如權利要求1所述的用濾波、電磁離心和相鄰電容的磨損微粒監測設備,其特征在 于:所述溫控模塊包括加熱器、冷卻器和溫度傳感器;所述加熱器采用帶溫度檢測的重慶金 鴻的潤滑油加熱器;所述冷卻器選用表面蒸發式空冷器,冷卻器的翅片管選KLM型翅片管; 溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器。4. 如權利要求1所述的用濾波、電磁離心和相鄰電容的磨損微粒監測設備,其特征在 于:所述磁化模塊包括鋁質管道、若干繞組、鐵質外殼、法蘭以及若干磁化電流輸出模塊;其 中,所述若干繞組分別繞在鋁質管道外,各繞組由正繞組和逆繞組組成,正繞組和逆繞組內 的電流大小相等;所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上;所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端;每一 磁化電流輸出模塊連接至一繞組。5. 如權利要求1所述的用濾波、電磁離心和相鄰電容的磨損微粒監測設備,其特征在 于:所述機械離心模塊采用旋流離心模塊;所述旋流離心模塊包括旋流管壁、第一導流片、 第二導流片、步進電機以及流量傳感器;其中,所述第一導流片設有3片,該3片第一導流片 沿管壁內圓周隔120°均勻分布,其安放角設為18°;所述第二導流片和第一導流片結構相 同,其設置在第一導流片后,并和第一導流片錯開60°連接在管壁內,其安放角設為36°C ;所 述第一導流片的長邊與管壁相連,短邊沿管壁的軸線延伸;其前緣挫成鈍形,后緣加工成翼 形,其高度為管壁直徑的0.4倍,長度為管壁直徑的1.8倍;所述步進電機連接并驅動第一導 流片和第二導流片,以調節安放角;所述流量傳感器設置在管壁內的中央。6. 如權利要求1所述的用濾波、電磁離心和相鄰電容的磨損微粒監測設備,其特征在 于:所述旋轉磁場離心模塊包括鋁質管道、鐵質外殼、三相對稱繞組、法蘭以及三相對稱電 流模塊;所述三相對稱繞組繞在鋁質管道外;所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上;所述法蘭焊 接在鋁質管道的兩端;所述三相對稱電流模塊連接所述三相對稱繞組。7. 如權利要求6所述的用濾波、電磁離心和相鄰電容的磨損微粒監測設備,其特征在 于:所述吸附模塊采用同極相鄰型吸附環;所述同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向 螺線管、反向螺線管以及鐵質導磁帽;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形 管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所 述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以 及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點。8. 如權利要求6所述的用濾波、電磁離心和相鄰電容的磨損微粒監測設備,其特征在 于:所述吸附模塊采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環;所述帶電擊錘的同極相鄰型吸附環 包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、電擊錘以及電磁鐵;所述 正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正 向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁 上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點; 所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述電擊錘和電磁鐵位于隔板之間;所述電 磁鐵連接并能推動電擊錘,使電擊錘敲擊鋁質環形管道內壁。9. 如權利要求1所述的用濾波、電磁離心和相鄰電容的磨損微粒監測設備,其特征在 于:所述相鄰電容微粒監測模塊包括有機玻璃內壁、接地屏蔽層、接收極板、激勵極板以及 外壁;其中,所述機玻璃內壁、接地屏蔽層和外壁呈管狀結構,并依次自內而外設置;所述機 玻璃內壁的厚度為〇.5mm,介電常數為2.5;所述接地屏蔽層的介電常數為1.5-2.5,厚度為 外壁厚度的1到2倍;所述接收極板、激勵極板嵌設在接地屏蔽層上,并位于機玻璃內壁外 側;所述接收極板、激勵極板均采用皮亞諾曲線結構極板層,兩者之間設有隔離層;所述隔 離層的寬度為有機玻璃內壁厚度的0.8-1倍。10. 如權利要求1所述的用濾波、電磁離心和相鄰電容的磨損微粒監測設備,其特征在 于:其進一步包括一 ECU,所述濾波器、剩磁傳感器、消磁器、加熱器、冷卻器、溫度傳感器、磁 化電流輸出模塊、機械離心模塊、旋轉磁場離心模塊、吸附模塊和相鄰電容微粒監測模塊均 電性連接至E⑶上。

  【文檔編號】F15B19/00GK105909594SQ201610312967

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年5月12日

  【發明人】張華芳

  【申請人】紹興文理學院

  一種判斷液壓站漏油與壓力波動的方法

  【專利摘要】本發明公開了一種判斷液壓站漏油與壓力波動的方法,利用液位傳感器和壓力傳感器實時測量液壓站的液位和壓力值,將其接入PLC模擬量輸入通道,并且利用西門子組態軟件WINCC對液位和壓力值進行歸檔,維護人員可根據液壓站穩定運行時的歷史歸檔曲線對報警系統進行標定,從“變化率”和“累積量”兩個方面對液壓站的漏油和壓力波動做出判斷,分別進行瞬時監控報警和歷史監控報警,相比單純用“閾值”來判斷報警更加全面、及時和有效。本系統使用的瞬時監控報警值和歷史監控報警值是通過分析大量的WINCC歸檔曲線,并通過長時間標定得到,相比一般采用經驗值的方法來說具有更高的適應性和可靠性。

  【專利說明】

  一種判斷液壓站漏油與壓力波動的方法

  技術領域

  [0001]本發明涉及液壓站領域,尤其涉及一種判斷液壓站漏油與壓力波動的方法。

  【背景技術】

  [0002]漏油與壓力波動是液壓站運行過程中經常容易出現的事故,液壓站在長期使用過程中,由于液體在液壓元件和管路中流動時產生的壓力差以及各元件存在間隙等原因,時不時會產生泄露。液壓系統一旦發生泄露,將會引起系統壓力建立不起來,同時還會造成環境污染,嚴重影響企業的生產效率。目前一般的做法是利用液位傳感器和壓力傳感器實時測量液壓站的液位和壓力值,然后對其設定一個閾值,當超過了這一閾值,即對液壓系統進行報警。如果對閾值設定的恰當,這一方法會起到很好的效果。然而目前對閾值的設定具有很大的經驗性,如若設定不當,會產生誤報警,引起相應器件誤動作,往往會適得其反。

  【發明內容】

  [0003]本發明旨在解決現有技術的不足,而提供一種準確判斷液壓站漏油與壓力波動的方法。

  [0004]本發明為實現上述目的,采用以下技術方案:一種判斷液壓站漏油與壓力波動的方法,其特征在于,包括以下步驟:

  [0005](1)、利用液位傳感器實時測量液壓站的液位,利用壓力傳感器實時測量液壓站的壓力值;

  [0006](2)、將測量的液位和壓力值接入PLC模擬量輸入通道,并利用過程監測系統軟件對液位和壓力值進行歸檔;

  [0007](3)、對報警系統進行液位和壓力的瞬時監控報警值和歷史監控報警值的標定;

  [0008](4)、系統對液壓站的液位和壓力分別進行瞬時監控報警和歷史監控報警,

  [0009]瞬時監控報警的步驟為:①主控系統對液壓站運行過程中的每一個具體的時間點計算一定時間內液位和壓力的波動量;②將計算得到的該時間點的液位與壓力的波動量與系統標定的瞬時監控報警值做比較;③當波動量在一定時間內都大于瞬時監控報警值時,則發送報警信息;

  [0010]歷史監控報警的步驟為:①主控系統從液壓站穩定運行開始記錄其運行過程中總的液位波動量和壓力波動量;②將記錄的總的液位波動量和壓力波動量與系統標定的歷史監控報警值做比較;③當波動量在一定時間內都大于歷史監控報警值時,則發送報警信息。

  [0011]作為優選,所述步驟(2)中的過程監測系統軟件為西門子組態軟件WINCC。

  [0012]作為優選,所述步驟(3)中的液位和壓力的瞬時監控報警值和歷史監控報警值的標定是通過分析大量的過程監測系統軟件的歸檔曲線,并通過長時間標定得到。

  [0013]本發明的有益效果是:本發明從“變化率”和“累積量”兩個方面對液壓站的漏油和壓力波動做出判斷,分別進行瞬時監控報警和歷史監控報警,相比單純用“閾值”來判斷報警更加全面、及時和有效。本系統使用的瞬時監控報警值和歷史監控報警值是通過分析大量的WINCC歸檔曲線,并通過長時間標定得到,相比一般采用經驗值的方法來說具有更高的適應性和可靠性。

  【具體實施方式】

  [0014]下面結合實施例對本發明作進一步說明:

  [0015]實施例1

  [0016]—種判斷液壓站漏油與壓力波動的方法,其特征在于,包括以下步驟:

  [0017](1)、利用型號為NS10/25-K-SK166/1400-4xMKSl/W的液位傳感器實時測量液壓站的液位,利用型號為MDF-5-250+E05+M01的壓力傳感器實時測量液壓站的壓力值;

  [0018](2)、將測量的液位和壓力值接入PLC模擬量輸入通道,并利用西門子組態軟件WINCC對液位和壓力值進行歸檔;

  [0019](3)、對報警系統進行液位和壓力的瞬時監控報警值和歷史監控報警值標定,報警值的標定是通過分析大量的WINCC歸檔曲線,并通過長時間標定得到;

  [0020](4)、系統對液壓站的液位和壓力分別進行瞬時監控報警和歷史監控報警,

  [0021]瞬時監控報警的步驟為:①主控系統對液壓站運行過程中的每一個具體的時間點計算一定時間內液位和壓力的波動量;②將計算得到的該時間點的液位與壓力的波動量與系統標定的瞬時監控報警值做比較;③當波動量在一定時間內都大于瞬時監控報警值時,則發送報警信息;

  [0022]歷史監控報警的步驟為:①主控系統從液壓站穩定運行開始記錄其運行過程中總的液位波動量和壓力波動量;②將記錄的總的液位波動量和壓力波動量與系統標定的歷史監控報警值做比較;③當波動量在一定時間內都大于歷史監控報警值時,則發送報警信息。

  [0023]上面對本發明進行了示例性描述,顯然本發明具體實現并不受上述方式的限制,只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種改進,或未經改進直接應用于其它場合的,均在本發明的保護范圍之內。

  【主權項】

  1.一種判斷液壓站漏油與壓力波動的方法,其特征在于,包括以下步驟: (1)、利用液位傳感器實時測量液壓站的液位,利用壓力傳感器實時測量液壓站的壓力值; (2)、將測量的液位和壓力值接入PLC模擬量輸入通道,并利用過程監測系統軟件對液位和壓力值進行歸檔; (3)、對報警系統進行液位和壓力的瞬時監控報警值和歷史監控報警值的標定; (4)、系統對液壓站的液位和壓力分別進行瞬時監控報警和歷史監控報警,瞬時監控報警的步驟為:①主控系統對液壓站運行過程中的每一個具體的時間點計算一定時間內液位和壓力的波動量;②將計算得到的該時間點的液位與壓力的波動量與系統標定的瞬時監控報警值做比較;③當波動量在一定時間內都大于瞬時監控報警值時,則發送報警信息; 歷史監控報警的步驟為:①主控系統從液壓站穩定運行開始記錄其運行過程中總的液位波動量和壓力波動量;②將記錄的總的液位波動量和壓力波動量與系統標定的歷史監控報警值做比較;③當波動量在一定時間內都大于歷史監控報警值時,則發送報警信息。2.根據權利要求1所述的一種判斷液壓站漏油與壓力波動的方法,其特征在于,所述步驟(2)中的過程監測系統軟件為西門子組態軟件WINCC。3.根據權利要求1所述的一種判斷液壓站漏油與壓力波動的方法,其特征在于,所述步驟(3)中的液位和壓力的瞬時監控報警值和歷史監控報警值的標定是通過分析大量的過程監測系統軟件的歸檔曲線,并通過長時間標定得到。

  【文檔編號】F15B19/00GK105909595SQ201610370718

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年5月27日

  【發明人】王澤宇, 王飛

  【申請人】天津重電氣自動化有限公司, 天津一重電氣自動化有限公司

  動壓反饋壓差特性測試系統及試驗方法

  【專利摘要】本發明公開了一種動壓反饋壓差特性測試系統,它主要包括加載伺服閥、被試動壓反饋伺服閥、加載液壓缸、計算機、截止閥、壓力傳感器、位移傳感器、低通濾波器和速度傳感器;本發明還公開了一種動壓反饋壓差特性測試系統的試驗方法,采用本發明中的計算機自動化測試動壓反饋壓差特性的試驗方法,對提高伺服閥動壓反饋網絡相關參數的測試準確性、高效性具有十分重要的意義。

  【專利說明】

  動壓反饋壓差特性測試系統及試驗方法

  技術領域

  [0001]本發明涉及電液伺服閥特性測試技術領域,特別涉及一種用于測試高精度電液伺服閥的動壓反饋壓差特性測試系統及試驗方法。

  【背景技術】

  [0002 ]在電液伺服控制系統中,伺服閥作為系統的核心兀件,將電氣部分與液壓部分連接起來,實現電液信號的轉換與液壓放大,其性能優劣直接決定著電液控制系統的性能。在精密位置控制、冶金、航空航天和軍事等領域中,為解決大慣量低剛度系統,由于結構帶來的阻尼小,造成伺服控制系統穩定性差的問題,常采用動壓反饋伺服閥作為控制元件。動壓反饋伺服閥中的動壓反饋網絡決定了其抑制負載壓力諧振的能力。通過調定動壓反饋的時間常數和反饋流量增益,對伺服系統進行動壓反饋校正補償,既可以在動態時有效地提高系統阻尼,改善動態性能,又能在穩態時保持系統的剛性,使系統具有良好的抗負載干擾能力。因此,必須較為準確的配置反饋流量增益和時間常數,才能在抑制諧振的同時保證整個測試頻率范圍的數據合格。

  [0003]目前,動壓反饋特性測試方法是對動壓反饋伺服閥各種特性參數進行分步測試。其中動壓反饋壓差特性是根據試驗獲得不同負載壓差頻率下的動壓反饋壓差幅值的特性曲線。為了獲得動壓反饋伺服閥的不同特性參數,現有技術需要在測試過程中更換測試工裝并重新調試測試參數,過程較為繁瑣,隨著產品型號和數量的增加已經成為影響生產效率的一個重要因素。且測試過程依靠手動逐點測試,人工判讀數據,自動化程度低,數據覆蓋面窄,測試準確性較低,不能完全真實的反映動壓反饋特性。

  【發明內容】

  [0004]本發明的一個目的在于提供一種動壓反饋壓差特性測試系統。

  [0005]本發明的另一個目的在于提供一種動壓反饋壓差特性測試系統的試驗方法。

  [0006]為達到上述目的,本發明采用下述技術方案:

  [0007]—種動壓反饋壓差特性測試系統,它主要包括加載伺服閥、被試動壓反饋伺服閥、加載液壓缸、計算機、截止閥、壓力傳感器、位移傳感器、低通濾波器和速度傳感器;

  [0008]所述加載伺服閥包括A 口、B 口、供油口 P和回油口 T,所述被試動壓反饋伺服閥包括包括A 口、B 口、供油口 P、回油口 T、反饋腔A和反饋腔B,所述壓力傳感器包括第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第四壓力傳感器;所述加載液壓缸包括A腔、B腔、C腔和D腔;所述加載伺服閥的A 口依次連接截止閥A和A腔,所述加載伺服閥的B 口依次連接截止閥B和B腔,所述被試動壓反饋伺服閥的A 口依次連接截止閥C和C腔,所述被試動壓反饋伺服閥的B 口依次連接截止閥D和D腔;

  [0009]所述被試動壓反饋伺服閥的A口與截止閥C的通路為油路a,所述被試動壓反饋伺服閥的B 口與截止閥D的通路為油路b,所述油路a和油路b之間連接截止閥H;所述油路a上設有第一壓力傳感器,所述油路b上設有第二壓力傳感器,所述反饋腔A連接第三壓力傳感器,所述反饋腔B連接第四壓力傳感器,所述加載液壓缸的活塞桿一端依次連接位移傳感器和低通濾波器,所述加載液壓缸的活塞桿另一端連接速度傳感器;所述低通濾波器、速度傳感器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第四壓力傳感器分別連接計算機,所述計算機對加載伺服閥施加控制信號。

  [0010]進一步,所述計算機主要包括主控制器、數據采集卡、人機界面和DA卡。

  [0011]進一步,所述低通濾波器、速度傳感器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第四壓力傳感器分別與所述數據采集卡連接,所述數據采集卡與主控制器連接,所述主控制器與人機界面連接,所述主控制器與DA卡連接,所述DA卡對加載伺服閥施加控制信號。

  [0012]所述加載伺服閥,為模擬大慣量被控對象的負載波動,采用一個專門的加載伺服閥為被試動壓反饋伺服閥進行加載。

  [0013]所述加載液壓缸,是測試系統的機械本體,加載伺服閥的A口、B 口與加載液壓缸的活塞桿兩端連通,被試動壓反饋伺服閥的A口、B口與加載液壓缸的活塞兩端連通。

  [0014]所述主控制器,按照測試軟件的指令,由主控制器發出幅值和頻率受控的加載信號,并且采集壓力傳感器和位移傳感器的輸出信號,由測試軟件進行數據處理和繪制測試曲線。

  [0015]所述數據采集卡,與主控制器進行各種傳感器信號的數據傳送,實現對負載壓差的閉環控制。

  [0016]所述DA卡將主控制器發出的數字指令信號轉換成模擬量輸出,用于對加載伺服閥進行控制。

  [0017]所述截止閥,通過接通或斷開系統中的截止閥,可以實現不同測試試驗項目間的切換。

  [0018]所述位移傳感器,用于對加載液壓缸進行位置閉環控制,以保證活塞初始位置位于中位,以便建立負載壓差;壓力傳感器,用于測量被試動壓反饋伺服閥負載兩端的壓差和動壓反饋回路兩端的壓差,即可得到動壓反饋伺服閥壓差特性曲線。

  [0019]所述動壓反饋壓差特性測試系統的試驗方法,包括如下步驟:

  [0020]SI:打開所述截止閥A、截止閥B、截止閥C和截止閥D,所述加載伺服閥的A 口、B 口和被試動壓反饋伺服閥的A 口、B 口分別與加載液壓缸連通,將被試動壓反饋伺服閥的主閥芯頂死,防止其來回移動,影響試驗;

  [0021]S2:打開所述截止閥H,利用所述計算機對加載伺服閥施加控制信號,通過所述位移傳感器經低通濾波器進行位置反饋,對所述加載液壓缸實施位置閉環控制,使活塞保持在中位附近;

  [0022]S3:關閉所述截止閥H,利用所述計算機對加載伺服閥施加控制信號,通過壓力傳感器進行壓力反饋,使被試動壓反饋伺服閥處在標準試驗條件,調節加載伺服閥的輸入正弦波電流幅值大小,使被試閥的負載壓差保持設定的幅值。在規定的頻率范圍內,改變不同頻率,用計算機記錄被試動壓反饋伺服閥的負載壓差和反饋壓差,根據不同頻率下的動壓反饋壓差APd的幅值繪出動壓反饋壓差特性曲線。

  [0023]所述動壓反饋壓差特性曲線就是動壓反饋兩腔壓力差與通過加載閥電流頻率間的關系。

  [0024]所述標準試驗條件是指被試動壓反饋伺服閥的A腔和B腔的負載壓差幅值為8MPa。

  [0025]本發明的有益效果如下:

  [0026]采用本發明中的計算機自動化測試動壓反饋壓差特性的試驗方法,對提高伺服閥動壓反饋網絡相關參數的測試準確性、高效性具有十分重要的意義。

  【附圖說明】

  [0027]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。

  [0028]圖1示出了動壓反饋特性測試系統的結構圖。

  [0029]圖2示出了動壓反饋壓差特性測試系統的結構圖。

  [0030]圖3示出了動壓反饋壓差特性曲線示意圖。

  [0031]圖中,1.DA卡2.主控制器3.人機界面4.數據采集卡5.被試動壓反饋伺服閥

  6.加載液壓缸7.加載伺服閥。

  【具體實施方式】

  [0032]為了更清楚地說明本發明,下面結合優選實施例和附圖對本發明做進一步的說明。本領域技術人員應當理解,下面所具體描述的內容是說明性的而非限制性的,不應以此限制本發明的保護范圍。

  [0033I實施例1動壓反饋特性測試

  [0034]動壓反饋特性測試系統(如圖1所示)包括加載伺服閥(7)、被試動壓反饋伺服閥

  (5)、加載液壓缸(6)、低通濾波器、壓力傳感器和流量傳感器,以主控制器(2)、DA卡(I)以及數據采集卡(4)作為核心測試元件,人機界面(3)作為顯示器。

  [0035]所述加載伺服閥(7)包括A口、B 口、供油口 P和回油口 T,所述被試動壓反饋伺服閥

  (5)包括包括A 口、B 口、供油口 P、回油口 T、反饋腔A和反饋腔B,所述壓力傳感器包括第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第四壓力傳感器;

  [0036]加載伺服閥(7)的A、B口與加載液壓缸(6)分別通過截止閥A、B連接,被試動壓反饋伺服閥(5)的A、B 口與加載液壓缸(6)分別通過截止閥C、D連接;在被試動壓反饋伺服閥(5)的A、B 口與加載液壓缸(6)的兩條通路上分別設有第一壓力傳感器和第二壓力傳感器,在加載伺服閥(7)的A、B 口與加載液壓缸(6)的兩條通路之間連接節流閥A;加載伺服閥(7)的B 口與被試動壓反饋伺服閥(5)的反饋腔A通過截止閥E連接,在被試動壓反饋伺服閥(5)反饋腔A和截止閥E的通路上設有第三壓力傳感器,加載伺服閥(7)的A 口與被試動壓反饋伺服閥

  (5)的反饋腔B通過截止閥F連接,在被試動壓反饋伺服閥(5)反饋腔B和截止閥F的通路上設有第四壓力傳感器;在被試動壓反饋伺服閥的A、B 口與加載液壓缸的兩條通路之間連接截止閥H,在被試動壓反饋伺服閥的A、B口與加載液壓缸的兩條通路之間連接截止閥G和流量傳感器;所述加載液壓缸(6)的活塞桿一端依次連接位移傳感器和低通濾波器,所述加載液壓缸(6)的活塞桿另一端連接速度傳感器;所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器、第四壓力傳感器、流量傳感器、速度傳感器和低通濾波器分別與計算機連接,所述計算機對加載伺服閥(7)施加控制信號。

  [0037]所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器、第四壓力傳感器、流量傳感器、速度傳感器和低通濾波器分別與數據采集卡(4)連接,所述數據采集卡(4)與主控制器(2)連接,所述主控制器(2)與人機界面(3)連接,所述主控制器(2)與DA卡(I)連接,所述DA卡(I)對加載伺服閥(7)施加控制信號。

  [0038]關閉動壓反饋特性測試系統的截止閥E、截止閥F、截止閥G和節流閥A,打開截止閥A、截止閥B、截止閥C、截止閥D和截止閥H,就是動壓反饋壓差特性測試系統(如圖2所示)。

  [0039]動壓反饋特性測試

  [0040]靜態測試時,打開截止閥H,利用位移傳感器和低通濾波器對加載液壓缸(6)實施位置閉環控制,使活塞保持在中位附近,被試動壓反饋伺服閥(5)處于零位狀態便于建立負載壓差。再關閉截止閥H,利用計算機對加載伺服閥(7)施加控制信號,使被試動壓反饋伺服閥(5)負載兩腔的壓差幅值達到設定要求。所述被試動壓反饋伺服閥(7)的反饋腔A和反饋腔B的負載壓力通過第三壓力傳感器和第四壓力傳感器讀出。

  [0041]動態測試時,利用低通濾波器的作用打破位置閉環,被試動壓反饋伺服閥(5)感受負載壓差的變化而產生負載輸出流量,引起活塞的往復運動,利用速度傳感器的輸出幅值反映負載輸出流量的大小。所述被試動壓反饋伺服閥(7)的負載壓差通過第一壓力傳感器和第二壓力傳感器讀出。

  [0042]實施例2動壓反饋壓差特性測試

  [0043]—種動壓反饋壓差特性測試系統,它主要包括加載伺服閥(7)、被試動壓反饋伺服閥(5)、加載液壓缸(6)、計算機、截止閥、壓力傳感器、位移傳感器、低通濾波器和速度傳感器;

  [0044]所述加載伺服閥(7)包括A口、B 口、供油口 P和回油口 T,所述被試動壓反饋伺服閥包括(5)包括A 口、B 口、供油口 P、回油口 T、反饋腔A和反饋腔B,所述壓力傳感器包括第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第四壓力傳感器;所述加載液壓缸(6)包括A腔、B腔、C腔和D腔;所述加載伺服閥(7)的A 口依次連接截止閥A和A腔,所述加載伺服閥(7)的B 口依次連接截止閥B和B腔,所述被試動壓反饋伺服閥(5)的A 口依次連接截止閥C和C腔,所述被試動壓反饋伺服閥(5)的B 口依次連接截止閥D和D腔;

  [0045]所述被試動壓反饋伺服閥(5)的A口與截止閥C的通路為油路a,所述被試動壓反饋伺服閥(5)的B 口與截止閥D的通路為油路b,所述油路a和油路b之間連接截止閥H;所述油路a上設有第一壓力傳感器,所述油路b上設有第二壓力傳感器,所述反饋腔A連接第三壓力傳感器,所述反饋腔B連接第四壓力傳感器,所述加載液壓缸(6)的活塞桿一端依次連接位移傳感器和低通濾波器,所述加載液壓缸(6)的活塞桿另一端連接速度傳感器;所述低通濾波器、速度傳感器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第四壓力傳感器分別連接計算機,所述計算機對加載伺服閥(7)施加控制信號。

  [0046]所述計算機主要包括主控制器(2)、數據采集卡(4)、人機界面(3)和DA卡(I);所述低通濾波器、速度傳感器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第四壓力傳感器分別與所述數據采集卡(4)連接,所述數據采集卡(4)與主控制器(2)連接,所述主控制器⑵與人機界面⑶連接,所述主控制器⑵與DA卡(I)連接,所述DA卡(I)對加載伺服閥

  (7)施加控制信號。

  [0047]—種動壓反饋壓差特性測試系統的試驗方法,包括如下步驟:

  [0048]S1:打開所述截止閥A、截止閥B、截止閥C和截止閥D,所述加載伺服閥(7)的A 口、B口和被試動壓反饋伺服閥(5)的A 口、B 口分別與加載液壓缸(6)連通,將被試動壓反饋伺服閥(5)的主閥芯頂死,防止其來回移動,影響試驗;

  [0049]S2:打開所述截止閥H,利用所述計算機對加載伺服閥(7)施加控制信號,通過所述位移傳感器經低通濾波器進行位置反饋,對所述加載液壓缸(6)實施位置閉環控制,使活塞保持在中位附近;

  [0050]S3:關閉所述截止閥H,利用所述計算機對加載伺服閥(7)施加控制信號,通過壓力傳感器進行壓力反饋,使被試動壓反饋伺服閥(5)處在標準試驗條件,調節加載伺服閥(7)的輸入正弦波電流幅值大小,使被試動壓反饋試服閥(5)的負載壓差保持設定的幅值。在規定的頻率范圍內,改變不同頻率,用計算機記錄被試動壓反饋伺服閥(5)的負載壓差和反饋壓差,根據不同頻率下的動壓反饋壓差APd的幅值繪出動壓反饋壓差特性曲線(如圖3)。動壓反饋壓差特性曲線就是動壓反饋兩腔壓力差與通過加載閥電流頻率間的關系。

  [0051]所述標準試驗條件被試動壓反饋伺服閥(5)的A、B兩腔負載壓差幅值為8MPa。

  [0052]顯然,本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例,而并非是對本發明的實施方式的限定,對于所屬領域的普通技術人員來說,在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動,這里無法對所有的實施方式予以窮舉,凡是屬于本發明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之列。

  【主權項】

  1.一種動壓反饋壓差特性測試系統,其特征在于,它主要包括加載伺服閥(7)、被試動壓反饋伺服閥(5)、加載液壓缸(6)、計算機、截止閥、壓力傳感器、位移傳感器、低通濾波器和速度傳感器; 所述加載伺服閥(7)包括A 口、B 口、供油口 P和回油口 T,所述被試動壓反饋伺服閥包括(5)包括A 口、B 口、供油口 P、回油口 T、反饋腔A和反饋腔B,所述壓力傳感器包括第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第四壓力傳感器;所述加載液壓缸(6)包括A腔、B腔、C腔和D腔;所述加載伺服閥(7)的A□依次連接截止閥A和A腔,所述加載伺服閥(7)的B 口依次連接截止閥B和B腔,所述被試動壓反饋伺服閥(5)的A 口依次連接截止閥C和C腔,所述被試動壓反饋伺服閥(5)的B 口依次連接截止閥D和D腔; 所述被試動壓反饋伺服閥(5)的A 口與截止閥C的通路為油路a,所述被試動壓反饋伺服閥(5)的B 口與截止閥D的通路為油路b,所述油路a和油路b之間連接截止閥H;所述油路a上設有第一壓力傳感器,所述油路b上設有第二壓力傳感器,所述反饋腔A連接第三壓力傳感器,所述反饋腔B連接第四壓力傳感器,所述加載液壓缸(6)的活塞桿一端依次連接位移傳感器和低通濾波器,所述加載液壓缸(6)的活塞桿另一端連接速度傳感器;所述低通濾波器、速度傳感器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第四壓力傳感器分別連接計算機,所述計算機對加載伺服閥(7)施加控制信號。2.根據權利要求1所述的動壓反饋壓差特性測試系統,其特征在于,所述計算機主要包括主控制器(2)、數據采集卡(4)、人機界面(3)和DA卡(I); 所述低通濾波器、速度傳感器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第四壓力傳感器分別與所述數據采集卡(4)連接,所述數據采集卡(4)與主控制器(2)連接,所述主控制器⑵與人機界面⑶連接,所述主控制器⑵與DA卡(I)連接,所述DA卡(I)對加載伺服閥(7)施加控制信號。3.—種如權利要求1至2任一所述的動壓反饋壓差特性測試系統的試驗方法,其特征在于,包括如下步驟: S1:打開所述截止閥A、截止閥B、截止閥C和截止閥D,所述加載伺服閥(7)的A 口、B 口和被試動壓反饋伺服閥(5)的A口、B 口分別與加載液壓缸(6)連通,將被試動壓反饋伺服閥(5)的主閥芯頂死,防止其來回移動,影響試驗; S2:打開所述截止閥H,利用所述計算機對加載伺服閥(7)施加控制信號,通過所述位移傳感器經低通濾波器進行位置反饋,對所述加載液壓缸(6)實施位置閉環控制,使活塞保持在中位附近; S3:關閉所述截止閥H,利用所述計算機對加載伺服閥(7)施加控制信號,通過壓力傳感器進行壓力反饋,使被試動壓反饋伺服閥(5)處在標準試驗條件,調節加載伺服閥(7)的輸入正弦波電流幅值大小,使被試閥(5)的負載壓差保持設定的幅值。在設規定的頻率范圍內,改變不同頻率,用計算機記錄被試動壓反饋伺服閥(5)的負載壓差和反饋壓差,根據不同頻率下的動壓反饋壓差APd的幅值繪出動壓反饋壓差特性曲線。

  【文檔編號】F15B19/00GK105909596SQ201610450843

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年6月21日

  【發明人】李長春, 延皓, 董立靜, 劉沁, 李競

  【申請人】北京交通大學

  動壓反饋壓差—靜態流量特性測試系統及試驗方法

  【專利摘要】本發明公開一種動壓反饋壓差—靜態流量特性測試系統,它主要包括加載伺服閥(7)、被試動壓反饋伺服閥(5)、壓力傳感器、流量傳感器和計算機;本發明還公開了一種動壓反饋壓差—靜態流量特性測試系統的試驗方法,采用本發明中的計算機自動化測試動壓反饋壓差—靜態流量特性的試驗方法,對提高伺服閥動壓反饋網絡相關參數的測試準確性、高效性具有十分重要的意義。

  【專利說明】

  動壓反饋壓差一靜態流量特性測試系統及試驗方法

  技術領域

  [0001]本發明涉及電液伺服閥特性測試技術領域,特別涉及一種用于測試高精度電液伺服閥的動壓反饋壓差一靜態流量特性測試系統及試驗方法。

  【背景技術】

  [0002 ]在電液伺服控制系統中,伺服閥作為系統的核心兀件,將電氣部分與液壓部分連接起來,實現電液信號的轉換與液壓放大,其性能優劣直接決定著電液控制系統的性能。在精密位置控制、冶金、航空航天和軍事等領域中,為解決大慣量低剛度系統,由于結構帶來的阻尼小,造成伺服控制系統穩定性差的問題,常采用動壓反饋伺服閥作為控制元件。動壓反饋伺服閥中的動壓反饋網絡決定了其抑制負載壓力諧振的能力。通過調定動壓反饋的時間常數和反饋流量增益,對伺服系統進行動壓反饋校正補償,既可以在動態時有效地提高系統阻尼,改善動態性能,又能在穩態時保持系統的剛性,使系統具有良好的抗負載干擾能力。因此,必須較為準確的配置反饋流量增益和時間常數,才能在抑制諧振的同時保證整個測試頻率范圍的數據合格。

  [0003]目前,動壓反饋特性測試方法是對動壓反饋伺服閥各種特性參數進行分步測試。其中動壓反饋壓差一靜態流量特性是根據試驗獲得伺服閥輸出流量與其反饋噴嘴兩腔壓差在四分之一周期內的關系曲線,進而從曲線獲得動壓反饋流量增益和近似時間常數。為了獲得動壓反饋伺服閥的不同特性參數,現有技術需要在測試過程中更換測試工裝并重新調試測試參數,過程較為繁瑣,隨著產品型號和數量的增加已經成為影響生產效率的一個重要因素。且測試過程依靠手動逐點測試,人工判讀數據,自動化程度低,數據覆蓋面窄,測試準確性較低,不能完全真實的反映動壓反饋特性。

  【發明內容】

  [0004]本發明的一個目的在于提供一種動壓反饋壓差一靜態流量特性測試系統。

  [0005]本發明的另一個目的在于提供一種動壓反饋壓差一靜態流量特性測試試驗方法。

  [0006]為達到上述目的,本發明采用下述技術方案:

  [0007]—種動壓反饋壓差一靜態流量特性測試系統,它主要包括加載伺服閥、被試動壓反饋伺服閥、壓力傳感器、流量傳感器和計算機。

  [0008]所述加載伺服閥包括A 口、B 口、供油口 P和回油口 T,所述被試動壓反饋伺服閥包括包括A 口、B 口、供油口 P、回油口 T、反饋腔A和反饋腔B,所述壓力傳感器包括第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第四壓力傳感器;所述加載伺服閥的A 口依次連接截止閥F和反饋腔B,所述加載伺服閥的B 口依次連接截止閥E和反饋腔A,所述被試動壓反饋伺服閥的A 口依次連接截止閥G和流量傳感器的輸入端,流量傳感器的輸出端連接被試動壓反饋伺服閥的B 口;

  [0009]所述加載伺服閥的A 口和截止閥F的通路為油路a,所述加載伺服閥的B 口和截止閥E的通路為油路b,油路a和油路b之間連接節流閥A,所述被試動壓反饋伺服閥的A 口和截止閥G的通路上設有第一壓力傳感器;所述流量傳感器的輸出端和被試動壓反饋伺服閥的B 口的通路上設有第二壓力傳感器,所述截止閥E和反饋腔A的通路上設有第三壓力傳感器,所述截止閥F和所述反饋腔B的通路上設有第四壓力傳感器;所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器、第四壓力傳感器和流量傳感器分別與計算機連接,所述計算機對加載伺服閥施加控制信號。

  [0010]所述計算機主要包括主控制器、數據采集卡、人機界面和DA卡;

  [0011]所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器、第四壓力傳感器和所述流量傳感器分別與所述數據采集卡連接,所述數據采集卡與所述主控制器連接,所述主控制器與所述人機界面連接,所述主控制器與所述DA卡連接,所述DA卡對所述加載伺服閥施加控制信號。

  [0012]所述加載伺服閥,為模擬大慣量被控對象的負載波動,采用一個專門的加載伺服閥為被試動壓反饋伺服閥進行加載。

  [0013]所述被試動壓反饋伺服閥,在測試試驗中,需要給它供油,但不需要通電。

  [0014]所述主控制器,按照測試軟件的指令,由主控制器發出幅值和頻率受控的加載信號,并且采集壓力傳感器和流量傳感器的輸出信號,由測試軟件進行數據處理和繪制測試曲線。

  [0015]所述數據采集卡,與主控制器進行各種傳感器信號的數據傳送,實現對負載壓差的閉環控制。

  [0016]所述DA卡將主控制器發出的數字指令信號轉換成模擬量輸出,用于對加載伺服閥進行控制。

  [0017]所述截止閥,通過接通或斷開系統中的截止閥,可以實現不同測試試驗項目間的切換。

  [0018]所述節流閥A,用于調節加載伺服閥的壓力增益,減小壓力增益,便于進一步對其進行控制。

  [0019]—種動壓反饋壓差一靜態流量特性測試系統的試驗方法,包括如下步驟:

  [0020]S1:打開所述節流閥A、截止閥E、截止閥F和截止閥G,所述加載伺服閥的A、B 口分別與被試動壓反饋伺服閥的反饋腔B、反饋腔A連接,所述被試動壓反饋伺服閥的A 口、B 口與流量傳感器連接,利用所述節流閥A使加載伺服閥的壓力增益變小,便于進一步對其進行控制;

  [0021]S2:利用所述計算機對加載伺服閥施加控制信號,通過壓力傳感器進行壓力反饋,使所述被試動壓反饋伺服閥處在標準試驗條件;

  [0022]S3:調節加載伺服閥的輸入三角波電流幅值大小,使所述被試動壓反饋伺服閥的反饋腔A和反饋腔B的壓差幅值達到設定值,利用所述流量傳感器測量被試動壓反饋伺服閥負載流量,用所述計算機記錄被試動壓反饋伺服閥的負載流量與其反饋壓差在四分之一周期內的關系曲線。

  [0023]所述關系曲線為反饋壓差一靜態流量特性曲線,就是被試動壓反饋伺服閥的負載流量與反饋壓差間的關系,所述關系曲線的斜率為動壓反饋流量增益。

  [0024]所述標準試驗條件,是指被試動壓反饋伺服閥的反饋腔A和反饋腔B之間壓差幅值為8MPa。

  [0025]所述被試動壓反饋伺服閥的反饋腔A和反饋腔B的壓差幅值達到設定值時,所述加載伺服閥的三角波電流的頻率為(0.01?0.05)Hz。

  [0026]本發明的有益效果如下:

  [0027]采用本發明中的計算機自動化測試動壓反饋壓差一靜態流量特性的試驗方法,對提高伺服閥動壓反饋網絡相關參數的測試準確性、高效性具有十分重要的意義。

  【附圖說明】

  [0028]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。

  [0029]圖1示出了動壓反饋特性測試系統的結構圖。

  [0030]圖2示出了動壓反饋壓差一靜態流量特性測試系統的結構圖。

  [0031 ]圖3示出了動壓反饋壓差一靜態流量特性測試曲線示意圖。

  [0032]圖4示出了動壓反饋壓差頻率特性曲線示意圖。

  [0033]圖中,1.DA卡2.主控制器3.人機界面4.數據采集卡5.被試動壓反饋伺服閥6.加載液壓缸7.加載伺服閥。

  【具體實施方式】

  [0034]為了更清楚地說明本發明,下面結合優選實施例和附圖對本發明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領域技術人員應當理解,下面所具體描述的內容是說明性的而非限制性的,不應以此限制本發明的保護范圍。

  [0035]實施例1動壓反饋特性測試系統

  [0036]動壓反饋特性測試系統(如圖1所示)包括加載伺服閥(7)、被試動壓反饋伺服閥(5)、加載液壓缸(6)、低通濾波器、壓力傳感器和流量傳感器,以主控制器(2)、DA卡(I)以及數據采集卡(4)作為核心測試元件,人機界面(3)作為顯示器。

  [0037]所述加載伺服閥(7)包括A口、B 口、供油口 P和回油口 T,所述被試動壓反饋伺服閥(5)包括包括A 口、B 口、供油口 P、回油口 T、反饋腔A和反饋腔B,所述壓力傳感器包括第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第四壓力傳感器;

  [0038]加載伺服閥(7)的A、B口與加載液壓缸(6)分別通過截止閥A、B連接,被試動壓反饋伺服閥(5)的A、B 口與加載液壓缸(6)分別通過截止閥C、D連接;在被試動壓反饋伺服閥(5)的A、B 口與加載液壓缸(6)的兩條通路上分別設有第一壓力傳感器和第二壓力傳感器,在加載伺服閥(7)的A、B 口與加載液壓缸(6)的兩條通路之間連接節流閥A;加載伺服閥(7)的B 口與被試動壓反饋伺服閥(5)的反饋腔A通過截止閥E連接,在被試動壓反饋伺服閥(5)反饋腔A和截止閥E的通路上設有第三壓力傳感器,加載伺服閥(7)的A 口與被試動壓反饋伺服閥(5)的反饋腔B通過截止閥F連接,在被試動壓反饋伺服閥(5)反饋腔B和截止閥F的通路上設有第四壓力傳感器;在被試動壓反饋伺服閥的A、B 口與加載液壓缸的兩條通路之間連接截止閥H,在被試動壓反饋伺服閥的A、B口與加載液壓缸的兩條通路之間連接截止閥G和流量傳感器;所述加載液壓缸(6)的活塞桿一端依次連接位移傳感器和低通濾波器,所述加載液壓缸(6)的活塞桿另一端連接速度傳感器;所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器、第四壓力傳感器、流量傳感器、速度傳感器和低通濾波器分別與計算機連接,所述計算機對加載伺服閥(7)施加控制信號。

  [0039]所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器、第四壓力傳感器、流量傳感器、速度傳感器和低通濾波器分別與數據采集卡(4)連接,所述數據采集卡(4)與主控制器(2)連接,所述主控制器(2)與人機界面(3)連接,所述主控制器(2)與DA卡(I)連接,所述DA卡(I)對加載伺服閥(7)施加控制信號。

  [0040]關閉動壓反饋特性測試系統的截止閥A、截止閥B、截止閥C、截止閥D和截止閥H,打開節流閥A、截止閥E、截止閥F和截止閥G,就是動壓反饋壓差一靜態流量特性測試系統(如圖2所示)。

  [0041]動壓反饋特性測試

  [0042]靜態測試時,打開截止閥H,利用位移傳感器和低通濾波器對加載液壓缸(6)實施位置閉環控制,使活塞保持在中位附近,被試動壓反饋伺服閥(5)處于零位狀態便于建立負載壓差。再關閉截止閥H,利用計算機對加載伺服閥(7)施加控制信號,使被試動壓反饋伺服閥(5)負載兩腔的壓差幅值達到設定要求。

  [0043]動態測試時,利用低通濾波器的作用打破位置閉環,被試動壓反饋伺服閥(5)感受負載壓差的變化而產生負載輸出流量,引起活塞的往復運動,利用速度傳感器的輸出幅值反映負載輸出流量的大小。

  [0044]實施例2動壓反饋壓差一靜態流量特性測試系統

  [0045]—種動壓反饋壓差一靜態流量特性測試系統,它主要包括加載伺服閥(7)、被試動壓反饋伺服閥(5)、壓力傳感器、流量傳感器和計算機;

  [0046]所述加載伺服閥(7)包括A口、B 口、供油口 P和回油口 T,所述被試動壓反饋伺服閥包括(5)包括A 口、B 口、供油口 P、回油口 T、反饋腔A和反饋腔B,所述壓力傳感器包括第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第四壓力傳感器;所述加載伺服閥(7)的A 口依次連接截止閥F和反饋腔B,所述加載伺服閥(7)的B 口依次連接截止閥E和反饋腔A,所述被試動壓反饋伺服閥(5)的A 口依次連接截止閥G和流量傳感器的輸入端,流量傳感器的輸出端連接被試動壓反饋伺服閥(5)的B口 ;

  [0047]所述加載伺服閥(7)的A 口和截止閥F的通路為油路a,所述加載伺服閥(7)的B 口和截止閥E的通路為油路b,油路a和油路b之間連接節流閥A,所述被試動壓反饋伺服閥(5)的A口和截止閥G的通路上設有第一壓力傳感器;所述流量傳感器的輸出端和被試動壓反饋伺服閥(5)的B 口的通路上設有第二壓力傳感器,所述截止閥E和反饋腔A的通路上設有第三壓力傳感器,所述截止閥F和所述反饋腔B的通路上設有第四壓力傳感器;所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器、第四壓力傳感器和流量傳感器分別與計算機連接,所述計算機對加載伺服閥(7)施加控制信號;

  [0048]所述計算機主要包括主控制器(2)、數據采集卡(4)、人機界面(3)和DA卡(I);所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器、第四壓力傳感器和流量傳感器分別與數據采集卡(4)連接,所述數據采集卡(4)與主控制器(2)連接,所述主控制器(2)與人機界面(3)連接,所述主控制器(2)與DA卡(I)連接,所述DA卡(I)對加載伺服閥(7)施加控制信號。

  [0049]實施例3動壓反饋壓差-靜態流量特性測試系統的試驗方法

  [0050]一種動壓反饋壓差-靜態流量特性測試系統的試驗方法,包括如下步驟:

  [0051]S1:打開所述節流閥A、截止閥E、截止閥F和截止閥G,所述加載伺服閥(7)的A 口、B口分別與被試動壓反饋伺服閥(5)的反饋腔B、反饋腔A連接,所述被試動壓反饋伺服閥(5)的A 口、B 口與流量傳感器連接,利用所述節流閥A使加載伺服閥(7)的壓力增益變小,便于進一步對其進行控制。

  [0052]S2:利用所述計算機對加載伺服閥(7)施加控制信號,通過所述壓力傳感器進行壓力反饋,使所述被試動壓反饋伺服閥(5)處在標準試驗條件;

  [0053]S3:調節加載伺服閥(7)的輸入三角波電流幅值大小,使所述被試動壓反饋伺服閥

  (5)的反饋腔A和反饋腔B的壓差幅值達到設定值,利用所述流量傳感器測量被試動壓反饋伺服閥(5)負載流量,動壓反饋壓差一靜態流量特性測試曲線示意圖。用所述計算機記錄被試動壓反饋伺服閥(5)的負載流量與其反饋壓差在四分之一周期內的關系曲線,即動壓反饋壓差一靜態流量特性測試曲線示意圖(如圖3所示),所述反饋壓差一靜態流量特性測試曲線就是被試動壓反饋伺服閥(5)的負載流量與反饋壓差間的關系。所述反饋壓差一靜態流量特性曲線的斜率為動壓反饋流量增益。按圖3曲線可做出圖4所示的動壓反饋壓差頻率特性曲線。由圖4可查得動壓反饋近似時間常數T1。

  [0054]顯然,本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例,而并非是對本發明的實施方式的限定,對于所屬領域的普通技術人員來說,在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動,這里無法對所有的實施方式予以窮舉,凡是屬于本發明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之列。

  【主權項】

  1.一種動壓反饋壓差一靜態流量特性測試系統,其特征在于,它主要包括加載伺服閥(7)、被試動壓反饋伺服閥(5)、壓力傳感器、流量傳感器和計算機; 所述加載伺服閥(7)包括A 口、B 口、供油口 P和回油口 T,所述被試動壓反饋伺服閥包括(5)包括A 口、B 口、供油口 P、回油口 T、反饋腔A和反饋腔B,所述壓力傳感器包括第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第四壓力傳感器;所述加載伺服閥(7)的A 口依次連接截止閥F和反饋腔B,所述加載伺服閥(7)的B 口依次連接截止閥E和反饋腔A,所述被試動壓反饋伺服閥(5)的A 口依次連接截止閥G和流量傳感器的輸入端,流量傳感器的輸出端連接被試動壓反饋伺服閥(5)的B口 ; 所述加載伺服閥(7)的A 口和截止閥F的通路為油路a,所述加載伺服閥(7)的B 口和截止閥E的通路為油路b,油路a和油路b之間連接節流閥A,所述被試動壓反饋伺服閥(5)的A 口和截止閥G的通路上設有第一壓力傳感器;所述流量傳感器的輸出端和被試動壓反饋伺服閥(5)的B 口的通路上設有第二壓力傳感器,所述截止閥E和反饋腔A的通路上設有第三壓力傳感器,所述截止閥F和所述反饋腔B的通路上設有第四壓力傳感器;所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器、第四壓力傳感器和流量傳感器分別與計算機連接,所述計算機對加載伺服閥(7)施加控制信號。2.根據權利要求1所述的動壓反饋壓差特性測試系統,其特征在于,所述計算機主要包括主控制器(2)、數據采集卡(4)、人機界面(3)和DA卡(I); 所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器、第四壓力傳感器和流量傳感器分別與數據采集卡(4)連接,所述數據采集卡(4)與主控制器(2)連接,所述主控制器(2)與人機界面(3)連接,所述主控制器(2)與DA卡(I)連接,所述DA卡(I)對加載伺服閥(7)施加控制信號。3.—種如權利要求1至2任一所述的動壓反饋壓差一靜態流量特性測試系統的試驗方法,其特征在于,包括如下步驟: S1:打開所述節流閥A、截止閥E、截止閥F和截止閥G,所述加載伺服閥(7)的A 口、B 口分別與被試動壓反饋伺服閥(5)的反饋腔B、反饋腔A連接,所述被試動壓反饋伺服閥(5)的A口、B口與流量傳感器連接,利用所述節流閥A使加載伺服閥(7)的壓力增益變小,便于進一步對其進行控制; S2:利用所述計算機對加載伺服閥(7)施加控制信號,通過所述壓力傳感器進行壓力反饋,使所述被試動壓反饋伺服閥(5)處在標準試驗條件; S3:調節加載伺服閥(7)的輸入三角波電流幅值大小,使所述被試動壓反饋伺服閥(5)的反饋腔A和反饋腔B的壓差幅值達到設定值,利用所述流量傳感器測量被試動壓反饋伺服閥(5)負載流量,用所述計算機記錄被試動壓反饋伺服閥(5)的負載流量與其反饋壓差在四分之一周期內的關系曲線。4.根據權利要求3所述的試驗方法,其特征在于,所述標準試驗條件,是指被試動壓反饋伺服閥的反饋腔A和反饋腔B之間的壓差幅值為8MPa。5.根據權利要求3所述的試驗方法,其特征在于,所述被試動壓反饋伺服閥(5)的反饋腔A和反饋腔B的壓差幅值達到設定值時,所述三角波電流的頻率為(0.0l?0.05)Hz。

  【文檔編號】F15B19/00GK105909597SQ201610450961

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年6月21日

  【發明人】李長春, 延皓, 黃靜, 劉沁, 李競

  【申請人】北京交通大學

  一種全頻段液壓系統壓力脈動抑制裝置的制造方法

  【專利摘要】本發明涉及一種全頻段液壓系統壓力脈動抑制裝置,其輸入管和輸出管分別連接于外殼兩端,并延伸入外殼內;彈性薄壁安裝于外殼內;彈性薄壁和外殼之間形成串聯共振容腔I、II和并聯共振容腔;串聯共振容腔I和II之間通過一彈性隔板隔開;彈性薄壁的軸向上均勻開有若干錐形阻尼孔;彈性隔板靠近輸入管側設有錐形插入管,錐形插入管連通串聯共振容腔I和II;插入式H型濾波器位于并聯共振容腔內;插入式串聯H型濾波器位于串聯共振容腔I和II內,其和插入式H型濾波器軸向呈對稱設置。本發明可衰減液壓系統中的高、中、低頻段的脈動壓力,從而起到全頻段工況自適應濾波作用。

  【專利說明】-種全頻段液壓系統壓力脈動抑制裝置 【技術領域】

  [0001] 本發明設及一種液壓系統壓力脈動抑制裝置,具體設及一種全頻段液壓系統壓力 脈動抑制裝置,屬于液壓設備技術領域。 【【背景技術】】

  [0002] 液壓系統具有功率密度大、運行穩定性好等特點,在工程領域得到廣泛應用。隨著 液壓技術向高壓、高速和大流量方向發展,液壓系統中固有的壓力脈動的影響日益突出。相 關研究表明,當壓力脈動幅值超過液壓系統工作壓力的10%時,管路將形成較高的壓力而 導致管路系統破壞;當壓力脈動幅值超過液壓系統工作壓力的2~10%時,管路及閥口將產 生磨損,危及整個液壓系統的可靠性。

  [0003] 壓力脈動是由流量脈動通過系統阻抗產生的,而流量脈動起源于液壓累的輸出的 流量的脈動,在液壓累處消除壓力脈動是液壓濾波最直接的方法。國內外學者對此進行了 許多研究,雖然采取了許多改進措施,但因液壓累周期性排油機制的約束,要根除流量脈動 是不可能的。除了從源頭考慮如何衰減脈動,還可W從系統負載的角度來考慮,在管路上加 裝液壓濾波器可W降低系統的輸入阻抗(即減小累的輸出阻抗)也能增加對壓力脈動的衰 減和吸收。

  [0004] 液壓濾波器是從負載系統出發來衰減壓力脈動,從作用機理上可分為阻性濾波和 抗性濾波兩大類??剐詾V波原理是利用阻抗失配,使壓力波在阻抗突變的界面處發生反射 達到濾波的目的。但目前的抗性濾波器存在著W下不足:(1)液壓管道中的壓力脈動是時間 和位置的函數,定位安裝的液壓濾波器無法適應變工況情況;(2)抗性濾波器只對特定頻率 點及狹窄頻段才有良好濾波效果,無法實現廣譜濾波;(3)液壓濾波器對壓力脈動的衰減效 果不夠理想;(4)對流量脈動沒有濾波作用。

  [0005] 為解決上述問題,專利文獻1(中國發明專利申請,公開號CN101614231)公開了一 種液壓系統減振消聲器,其結構是擴張腔式減振器,固定聯接共振板黃上裝有不同質量的 質量體,質量體上有阻尼孔,運樣帶有不同質量體的共振板黃與阻尼孔組成"質量+彈黃+阻 尼"集中參數式禪合彈黃振動系統,從而達到廣譜濾波效果。該專利的減振消聲器的濾波效 果和彈性薄板上每個濾波單元的半徑W及厚度密切相關,由于在彈性薄板上設有多個濾波 單元W實現廣譜濾波,而每個單元的半徑和厚度都受限制,因此對濾波效果造成影響;同時 該專利的減振消聲器沒有解決壓力脈動隨位置變化的問題,對變工況情況的適應性欠佳; 對流量脈動沒有濾波作用。

  [0006] 因此,為解決上述技術問題,確有必要提供一種創新的全頻段液壓系統壓力脈動 抑制裝置,W克服現有技術中的所述缺陷。 【

  【發明內容】

  】

  [0007] 為解決上述技術問題,本發明的目的在于提供一種全頻段液壓系統壓力脈動抑制 裝置,其可跟蹤液壓系統壓力波動,自動改變濾波結構衰減液壓系統中的高、中、低頻段的 脈動壓力,從而起到全頻段工況自適應濾波作用。

  [0008] 為實現上述目的,本發明采取的技術方案為:一種全頻段液壓系統壓力脈動抑制 裝置,其包括輸入管、外殼、輸出管、彈性薄壁、插入式H型濾波器W及插入式串聯H型濾波 器;其中,所述輸入管連接于外殼的一端,其延伸入外殼內;所述輸出管連接于外殼的另一 端,其延伸入外殼內;所述彈性薄壁沿外殼的徑向安裝于外殼內;所述輸入管、輸出管和彈 性薄壁共同形成一雙管插入式濾波器;所述彈性薄壁和外殼之間形成串聯共振容腔I、串聯 共振容腔IIW及并聯共振容腔;所述串聯共振容腔I和串聯共振容腔II之間通過一彈性隔 板隔開;所述彈性薄壁的軸向上均勻開有若干錐形阻尼孔;所述彈性隔板靠近輸入管側設 有錐形插入管,所述錐形插入管連通串聯共振容腔I和串聯共振容腔II;所述插入式H型濾 波器位于并聯共振容腔內,其和錐形阻尼孔相連通;所述插入式串聯H型濾波器位于串聯共 振容腔I和串聯共振容腔II內,其亦和錐形阻尼孔相連通;所述插入式H型濾波器和插入式 串聯H型濾波器軸向呈對稱設置,并組成插入式串并聯H型濾波器。

  [0009] 本發明的全頻段液壓系統壓力脈動抑制裝置進一步設置為:所述輸入管和輸出管 的軸線不在同一軸線上。

  [0010] 本發明的全頻段液壓系統壓力脈動抑制裝置進一步設置為:所述錐形阻尼孔開口 較寬處位于串聯共振容腔I和并聯共振容腔內,其錐度角為10°。

  [0011] 本發明的全頻段液壓系統壓力脈動抑制裝置進一步設置為:所述錐形插入管開口 較寬處位于串聯共振容腔II內,其錐度角為10°。

  [0012] 本發明的全頻段液壓系統壓力脈動抑制裝置進一步設置為:所述彈性薄壁的內側 設有一膠體阻尼層;所述膠體阻尼層的內層和外層分別為外層彈性薄壁和內層彈性薄壁, 外層彈性薄壁和內層彈性薄壁之間由若干支柱固定連接;所述外層彈性薄壁和內層彈性薄 壁之間的夾層內填充有加防凍劑的純凈水,純凈水內懸浮有多孔硅膠。

  [0013] 本發明的全頻段液壓系統壓力脈動抑制裝置還設置為:所述膠體阻尼層靠近輸出 管的一端和外殼相連;所述膠體阻尼層靠近輸出管的一端設有一活塞。

  [0014] 與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:

  [0015] 1.本發明具有不同固有頻率的插入式串并聯H型濾波器組,在中低頻壓力波動頻 率范圍內形成了平坦的衰減頻帶;插入式串聯H型濾波器的兩個共振容腔之間由彈性隔板 隔開,拓寬了其衰減頻帶寬度;濾波器的共振容腔橫跨整個自適應濾波器,由此可W得到較 大的共振容腔體積,加強衰減效果;錐形阻尼孔和錐形插入管插入到相應的共振容腔內,錐 度角均為10%展寬了濾波頻率范圍并使整體結構更緊湊;錐形插入管開在靠近輸入管側的 彈性隔板上,使共振容腔1和2形成非對稱結構,W降低濾波器固有共振頻率。

  [0016] 2、本發明采用膠體阻尼層的和雙管插入式濾波器結構相結合,在衰減壓力的同時 吸收流量脈動,并具有較好的流量脈動衰減效率,濾波器的輸入管和輸出管不在同一軸線 上,提高了 10% W上的濾波效果。

  [0017] 3、本發明的濾波器的軸向長度被設計為大于壓力脈動波長,在彈性薄壁的軸向上 均勻開有多個相同參數的錐形阻尼孔,保證了濾波器內的=種濾波結構在軸向長度范圍內 具有一致的壓力脈動衰減效果,使濾波器具備工況自適應能力。=種濾波結構軸向尺寸和 濾波器一致,其較大的尺寸也保證了液壓濾波器的濾波性能。

  [0018] 4、本發明采用插入式串并聯H型濾波器組、雙管插入式濾波器、彈性薄壁濾波器W 及膠體阻尼層相互結合成一個整體,使濾波器具備全頻段工況自適應壓力脈動濾波和流量 脈動濾波性能。 【【附圖說明】】

  [0019] 圖1是本發明的全頻段液壓系統壓力脈動抑制裝置的結構示意圖。

  [0020] 圖2是圖1中沿A-A的剖面圖。

  [0021] 圖3是圖帥插入式H型濾波器示意圖。

  [0022] 圖4是圖2中插入式串聯H型濾波器示意圖。

  [0023] 圖5是插入式H型濾波器和插入式串聯H型濾波器頻率特性組合圖。其中,實線為插 入式串聯H型濾波器頻率特性。

  [0024] 圖6是插入式串并聯H型濾波器頻率特性圖。

  [0025] 圖7是雙管插入式濾波器的結構示意圖。

  [0026] 圖8是彈性薄壁的橫截面示意圖。

  [0027] 圖9是膠體阻尼層的縱截面示意圖。 【【具體實施方式】】

  [0028] 請參閱說明書附圖1至附圖9所示,本發明為一種全頻段液壓系統壓力脈動抑制裝 置,其由輸入管1、外殼9、輸出管11、彈性薄壁7、插入式H型濾波器12W及插入式串聯H型濾 波器13等幾部分組成。

  [0029] 其中,所述輸入管1連接于外殼9的一端,其延伸入外殼9內的長度為11;所述輸出 管11連接于外殼9的另一端,其延伸入外殼9內的長度為12。所述彈性薄壁7沿外殼的徑向安 裝于外殼9內。所述輸入管1和輸出管11的軸線不在同一軸線上,運樣可W提高10% W上的 濾波效果。

  [0030] 所述輸入管1、輸出管11和彈性薄壁7共同形成一雙管插入式濾波器,從而衰減液 壓系統高頻壓力脈動。按集總參數法處理后得到的濾波器透射系數為:

  [0031]

  [0032] 入管直徑Z-特性阻抗

  [0033]

  [0034]

  [0035]

  [0036]

  [0037] d2-輸出管直徑D-容腔直徑Ii-輸入端插入管長度b-輸出端插入管長度 L-容腔總長度和輸入端輸出端插入管長度和的差值

  [0038] 由上式可見,雙管插入式容腔濾波器和電路中的電容作用類似。不同頻率的壓力 脈動波通過該濾波器時,透射系數隨頻率而不同。頻率越高,則透射系數越小,運表明高頻 的壓力脈動波在經過濾波器時衰減得越厲害,從而起到了消除高頻壓力脈動的作用。

  [0039] 所述雙管插入式濾波器的設計原理如下:管道中壓力脈動頻率較高時,壓力波動 作用在流體上對流體產生壓縮效應。當變化的流量通過輸入管進入雙管插入式容腔時,液 流超過平均流量,擴大的容腔可W吸收多余液流,而在低于平均流量時放出液流,從而吸收 壓力脈動能量。

  [0040] 所述彈性薄壁7通過受迫機械振動來削弱液壓系統中高頻壓力脈動。按集總參數 法處理后得到的彈性薄壁固有頻率為:

  [0041]

  [0042] k-彈性薄壁結構系數h-彈性薄壁厚度R-彈性薄壁半徑

  [0043] E-彈性薄壁的楊氏模量P-彈性薄壁的質量密度

  [0044] Tl-彈性薄壁的載流因子y-彈性薄壁的泊松比。

  [0045] 代入實際參數,對上式進行仿真分析可W發現,彈性薄壁7的固有頻率通常比H型 濾波器的固有頻率高,而且其衰減頻帶也比H型濾波器寬。在相對較寬的頻帶范圍內,彈性 薄壁對壓力脈動具有良好的衰減效果。同時,本發明的濾波器結構中的彈性薄壁半徑較大 且較薄,其固有頻率更靠近中頻段,可實現對液壓系統中的中高頻壓力脈動的有效衰減。

  [0046] 所述彈性薄壁7的設計原理如下:管道中產生中頻壓力脈動時,雙管插入式容腔濾 波器對壓力波動的衰減能力較弱,流入雙管插入式容腔的周期性脈動壓力持續作用在彈性 薄壁的內外壁上,由于內外壁之間有支柱固定連接,內外彈性薄壁同時按脈動壓力的頻率 做周期性振動,該受迫振動消耗了流體的壓力脈動能量,從而實現中頻段壓力濾波。由虛功 原理可知,彈性薄壁消耗流體脈動壓力能量的能力和其受迫振動時的勢能和動能之和直接 相關,為了提高中頻段濾波性能,彈性薄壁的半徑設計為遠大于管道半徑,且薄壁的厚度較 小,典型值為小于0.1mm。

  [0047] 進一步的,所述彈性薄壁7和外殼9之間形成串聯共振容腔14、串聯共振容腔II3W 及并聯共振容腔5,所述容腔3、4、5橫跨整個濾波器,由此可W得到較大的共振容腔體積,加 強衰減效果。所述串聯共振容腔14和串聯共振容腔II5之間通過一彈性隔板10隔開。所述彈 性薄壁7的軸向上均勻開有若干錐形阻尼孔6,所述錐形阻尼孔6開口較寬處位于串聯共振 容腔14和并聯共振容腔5內,其錐度角為10°。所述彈性隔板10靠近輸入管1側設有錐形插入 管2,所述錐形插入管2連通串聯共振容腔14和串聯共振容腔II3。所述錐形插入管2開口較 寬處位于串聯共振容腔II3內,其錐度角為10°。

  [004引所述插入式H型濾波器12位于并聯共振容腔5內,其和錐形阻尼孔6相連通。按集總 參數法處理后得到的濾波器固有角頻率為:

  [0049]

  …

  [0050] a-介質中音速L一阻尼孔長S-阻尼孔橫截面積V-并聯共振容腔體積。

  [0051] 所述插入式串聯H型濾波器13位于串聯共振容腔14和串聯共振容腔II3內,其亦和 錐形阻尼孔6相連通。按集總參數法處理后,濾波器的兩個固有角頻率為:

  [0化2]

  [0化3]

  [0化4]

  [0化5]

  [0化6]

  [0化7] a-介質中音速Ii-阻尼孔長di-阻尼孔直徑13-插入管長 [005引Cb-插入管直徑V2-串聯共振容腔1體積V4-串聯共振容腔2體積。

  [0059] 所述插入式H型濾波器12和插入式串聯H型濾波器13軸向呈對稱設置,并組成插入 式串并聯H型濾波器,用于展寬濾波頻率范圍并使整體結構更緊湊。本發明沿圓周界面分布 了多個插入式串并聯H型濾波器(圖中只畫出了2個),彼此之間用隔板20隔開。

  [0060] 由圖5插入式H型濾波器和插入式串聯H型濾波器頻率特性及公式(1)(2)(3)均可 發現,插入式串聯H型濾波器有2個固有角頻率,在波峰處濾波效果較好,而在波谷處則基本 沒有濾波效果;插入式H型濾波器有1個固有角頻率,同樣在波峰處濾波效果較好,而在波谷 處則基本沒有濾波效果;選擇合適的濾波器參數,使插入式H型濾波器的固有角頻率剛好落 在插入式串聯H型濾波器的2個固有角頻率之間,如圖6所示,既在一定的頻率范圍內形成了 3個緊鄰的固有共振頻率峰值,在該頻率范圍內,無論壓力脈動頻率處于波峰處還是波谷處 均能保證較好的濾波效果。多個插入式串并聯H型濾波器構成的濾波器組既可覆蓋整個中 低頻段,實現中低頻段的全頻譜濾波。

  [0061] 所述彈性薄壁7的內側設有一膠體阻尼層8。所述膠體阻尼層8的內層和外層分別 為外層彈性薄壁81和內層彈性薄壁82,外層彈性薄壁81和內層彈性薄壁82之間由若干支柱 14固定連接。外層彈性薄壁81和內層彈性薄壁82之間的夾層內填充有加防凍劑的純凈水 16,純凈水16內懸浮有多孔硅膠15。所述膠體阻尼層8靠近輸出管11的一端和外殼9相連;所 述膠體阻尼層8靠近輸出管11的一端還設有一活塞17。

  [0062] 由于外層彈性薄壁81和內層彈性薄壁82間距很小且由支柱14固定連接,在壓力脈 動垂直作用于薄壁時,內外壁產生近乎一致的形變,膠體阻尼層厚度幾乎保持不變,對壓力 脈動沒有阻尼作用;膠體阻尼層8的活塞17只感應水平方向的流量脈動,流量脈動增強時, 活塞17受壓使膠體阻尼層收縮,擠壓作用使得膠體阻尼層8中的水由納米級輸送通道進入 微米級中央空隙;流量脈動減弱時,活塞17受反壓,此時膠體阻尼層膨脹,膠體阻尼層中的 水從中央空隙經通道排出。在此過程中,由于硅膠15微通道吸附的力學效應、通道表面分子 尺度的粗糖效應及化學非均質效應,活塞跟隨膠體阻尼層收縮和膨脹過程中做"氣-液-固" 邊界的界面功,從而對流量脈動實現衰減,其實質上是一個并行R型濾波器。該濾波器相對 于一般的液體阻尼器的優勢在于:它通過"氣-液-固"邊界的界面功的方式衰減流量脈動, 可W在不產生熱量的情況下吸收大量機械能,且能量消耗不依賴于活塞速度,衰減效率有 了顯著提高。

  [0063] 本發明還能實線工況自適應壓力脈動衰減。當液壓系統工況變化時,既執行元件 突然停止或運行,W及閥的開口變化時,會導致管路系統的特性阻抗發生突變,從而使原管 道壓力隨時間和位置變化的曲線也隨之改變,則壓力峰值的位置亦發生變化。由于本發明 的濾波器的軸向長度設計為大于系統主要壓力脈動波長,且濾波器的插入式串并聯H型濾 波器組的容腔長度、雙管插入式容腔濾波器的長度和彈性薄壁的長度和濾波器軸線長度相 等,保證了壓力峰值位置一直處于濾波器的有效作用范圍內;而插入式串并聯H型濾波器的 錐形阻尼孔開在彈性薄壁上,沿軸線方向均勻分布,使得壓力峰值位置變化對濾波器的性 能幾乎沒有影響,從而實現了工況自適應濾波功能??紤]到=種濾波結構軸向尺寸和濾波 器相當,運一較大的尺寸也保證了液壓濾波器具備較強的壓力脈動衰減能力。

  [0064] 采用本發明的壓力脈動抑制裝置進行液壓脈動濾波的方法如下:

  [0065] 1),液壓流體通過輸入管進入雙管插入式濾波器,擴大的容腔吸收多余液流,完成 高頻壓力脈動的濾波;

  [0066] 2),通過彈性薄壁7受迫振動,消耗流體的壓力脈動能量,完成中頻壓力脈動的濾 波;

  [0067] 3 ),通過插入式串并聯H型濾波器組,通過錐形阻尼孔、錐形插入管和流體產生共 振,消耗脈動能量,完成低頻壓力脈動的濾波;

  [0068] 4),將濾波器的軸向長度設計為大于液壓系統主要壓力脈動波長,且插入式串并 聯H型濾波器長度、雙管插入式濾波器長度和彈性薄壁7長度同濾波器長度相等,使壓力峰 值位置一直處于濾波器的有效作用范圍,實現系統工況改變時壓力脈動的濾波。

  [0069] W上的【具體實施方式】僅為本創作的較佳實施例,并不用W限制本創作,凡在本創 作的精神及原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本創作的保護范圍之 內。

  【主權項】

  1. 一種全頻段液壓系統壓力脈動抑制裝置,其特征在于:包括輸入管、外殼、輸出管、彈 性薄壁、插入式H型濾波器以及插入式串聯H型濾波器;其中,所述輸入管連接于外殼的一 端,其延伸入外殼內;所述輸出管連接于外殼的另一端,其延伸入外殼內;所述彈性薄壁沿 外殼的徑向安裝于外殼內;所述輸入管、輸出管和彈性薄壁共同形成一雙管插入式濾波器; 所述彈性薄壁和外殼之間形成串聯共振容腔I、串聯共振容腔II以及并聯共振容腔;所述串 聯共振容腔I和串聯共振容腔II之間通過一彈性隔板隔開;所述彈性薄壁的軸向上均勻開 有若干錐形阻尼孔;所述彈性隔板靠近輸入管側設有錐形插入管,所述錐形插入管連通串 聯共振容腔I和串聯共振容腔II;所述插入式H型濾波器位于并聯共振容腔內,其和錐形阻 尼孔相連通;所述插入式串聯H型濾波器位于串聯共振容腔I和串聯共振容腔II內,其亦和 錐形阻尼孔相連通;所述插入式H型濾波器和插入式串聯H型濾波器軸向呈對稱設置,并組 成插入式串并聯H型濾波器。2. 如權利要求1所述的全頻段液壓系統壓力脈動抑制裝置,其特征在于:所述輸入管和 輸出管的軸線不在同一軸線上。3. 如權利要求1所述的全頻段液壓系統壓力脈動抑制裝置,其特征在于:所述錐形阻尼 孔開口較寬處位于串聯共振容腔I和并聯共振容腔內,其錐度角為10°。4. 如權利要求1所述的全頻段液壓系統壓力脈動抑制裝置,其特征在于:所述錐形插入 管開口較寬處位于串聯共振容腔Π 內,其錐度角為10°。5. 如權利要求1所述的全頻段液壓系統壓力脈動抑制裝置,其特征在于:所述彈性薄壁 的內側設有一膠體阻尼層;所述膠體阻尼層的內層和外層分別為外層彈性薄壁和內層彈性 薄壁,外層彈性薄壁和內層彈性薄壁之間由若干支柱固定連接;所述外層彈性薄壁和內層 彈性薄壁之間的夾層內填充有加防凍劑的純凈水,純凈水內懸浮有多孔硅膠。6. 如權利要求5所述的全頻段液壓系統壓力脈動抑制裝置,其特征在于:所述膠體阻尼 層靠近輸出管的一端和外殼相連;所述膠體阻尼層靠近輸出管的一端設有一活塞。

  【文檔編號】F16L55/04GK105909598SQ201610312622

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年5月12日

  【發明人】顧巍

  【申請人】紹興文理學院

  用于對液體除氣的液壓裝置的制造方法

  【專利摘要】根據本發明,有一種用于對液體除氣、尤其是對液壓油除氣的液壓裝置,所述液壓裝置具有一壓力源,有待除氣的液體通過噴嘴從所述壓力源流出,一管子聯接到所述噴嘴上,其特征在于,經由所述噴嘴流動的液體量和所述噴嘴的通流橫截面彼此協調,使得通過所述噴嘴下游的超空泡作用在所述管子中產生液體射束,所述液體射束被一由液體蒸汽和空氣構成的連續區域圍住。

  【專利說明】

  用于對液體除氣的液壓裝置

  技術領域

  [0001]本發明涉及一種用于對液體除氣、尤其是用于對液壓流體除氣的液壓裝置,所述液壓裝置具有一壓力源,有待除氣的液體通過噴嘴從所述壓力源流出,一流動通道聯接到所述噴嘴上,所述流動通道具有相對于所述噴嘴的通流橫截面明顯更大的橫截面。所述液壓流體通常是液壓油。

  【背景技術】

  [0002]包含在液壓流體中的空氣在液壓設備中出于不同的原因是一個問題。自由或未溶解的空氣份額越高,液壓油的本身不希望的可壓縮性就越大。如果在栗抽吸的液壓油中還包含有空氣泡,那么所述液壓油可能導致糟糕的效率和高的噪聲水平。自由空氣在液壓油中越多,所述液壓油老化得越快。一般嘗試通過寬大尺寸設計的儲備容器以液壓壓力介質的相應大的停留持續時間來使在液壓設備中出現的空氣小泡從處于儲備容器內的液壓油中升起和排氣。該進程可以根據空氣泡尺寸的不同相對緩慢地進行。

  [0003]還已經被提出的是,液壓流體的排氣通過超聲波作用或通過產生負壓來加速和完善。如果要通過超聲波或真空推動除氣,那么就需要附加的器材,它們產生成本,它們提高了易干擾性并且必要時消耗能量。此外,這些措施可以產生附加的油負荷。

  [0004]由CN203023182 U已經已知一種用于對液壓油除氣的系統,其中,由栗從罐中抽吸并推送的液壓油通過噴嘴結構返回流向所述罐。在通流了所述噴嘴結構之后,包含在液壓油中的空氣可以通過空泡作用被分離并通過就像在該文獻中所說的那樣的除氣裝置被排出。

  [0005]由CN1087375已知了一種液壓設備,其中,油容器通過延伸直到一定高度的分隔壁被分成兩個子空間。第一液壓栗在底部側從油容器的一個子空間抽吸液壓油。第二栗通過一節流元件將液壓油在底部側上推送到第二子空間中,其中,在所述節流元件之后形成了空氣泡,這些空氣泡在處于第二子空間內的油中升起并被吸走。第二子空間中的油位通過分隔壁的高度來確定。

  【發明內容】

  [0006]本發明的任務是提供一種液壓裝置,該液壓裝置能夠實現液壓流體的高效、成本低廉和快速的除氣。

  [0007]在具有一壓力源的液壓裝置中,其中,有待除氣的液體通過噴嘴從壓力源流出,一流動通道聯接到該噴嘴上,所述流動通道具有相對于噴嘴的通流橫截面明顯更大的橫截面,該任務通過如下方式來解決,即,經由噴嘴流動的液體量和噴嘴的通流橫截面彼此協調,使得通過噴嘴下游的超空泡作用(Superkavi tat 1n)在所述流動通道中產生一液體射束,該液體射束被一由液體蒸汽和空氣所構成的連續區域圍住。在噴嘴下游因此出現超空泡作用。通常當非??斓剡\動穿過液體的本體在四周被蒸汽圍住時,涉及超空泡作用。于是沿一垂直于固體與液體之間的相對運動方向的方向居中地得到固體,在該固體的外側面上得到氣體填充的區域并且然后得到液體。在根據本發明的裝置中存在一逆轉的結構。液體射束進而液體處于中央。液體射束被氣體填充的區域圍住,該區域通過形成流通通道的固體來限界。在蒸汽區域中的液體冷凝時產生比較大的空氣泡。這些空氣泡能夠容易地析出,這導致油的快速除氣。

  [0008]該噴嘴這樣地布置,使得其出口與例如通過一管子構成的流動通道的中軸線重合。油射束從由噴嘴出來的排出口出發沿著管子中軸線延伸直至該油射束的潰散(Kollaps) ο

  [0009]通過適當地選擇壓力損失和體積流因此在噴嘴與射束潰散之間通過超空泡作用產生一限定連續的液體蒸汽/空氣區域的參量,該參量在冷凝時使空氣份額轉變成比較大的空氣泡。

  [0010]根據噴嘴橫截面和噴嘴形狀優選如此地選擇經由所述噴嘴的壓力降,使得所述流動處在所謂的“阻流狀況(英文=Choked Flow Regime)”中。就也表示為“通流界限”的該流動形狀而言,壓力降的進一步提高不會造成所述體積流的進一步提高。通過壓力梯度附加引入的能量僅用于油的蒸發。

  [0011]優選地,所述流動通道從噴嘴出來直線式地并且在使用中沿重力方向延伸。于是就避免了在作用于流動介質上的力方面關于流動通道的軸線的非對稱。

  [0012]優選地,存在一用于接收被除氣的液體的容器,其中,所述流動通道從噴嘴出來直線式地延伸直到處在容器中的液體的水平之下。噴嘴與容器進入口之間的流動因此以無轉向的方式被引導,從而使得所述液體射束的穩定性不受流動通道橫截面上的非對稱壓力分配的上游作用的負面影響??諝馀葜苯拥竭_容器中并且在那里能夠由于所述空氣泡的大的體積和與之相關的提高的浮力被容易地析出,這就造成了油的快速除氣。在此,噴嘴應當在空間上或較準確表述為在流動技術上布置在所述容器附近,以便在任何情況下都獲得空氣的小的再溶解。

  [0013]包括噴嘴和流動通道的排氣單元可以配設有一表示自身的容器的圍殼,排氣單元浸入到該圍殼中。

  [0014]有利的是,排氣單元遠距離地并且優選總是相同深度地浸入液體中。這帶來至少兩個優點。一方面,圍住排氣單元的液體起到消音作用,從而使得在排氣單元中產生的噪聲不向外滲或僅以很低的噪聲水平向外滲。另一方面,可能存在的未完全氣密的分界縫可以處在液體下方,從而使得沒有空氣通過該分界縫被吸到除氣單元中,就像分界縫處在油位之上時會發生的情況那樣。

  [0015]必要時,存在一具有靜液壓的擠壓栗的單獨的高壓回路,該靜液壓的擠壓栗從容器中抽吸液壓流體,該液壓流體通過所述噴嘴返回流向所述容器。于是在配設有用于除氣的單獨高壓回路的液壓設備的每個運行點上保證了可靠的除氣。但是也可以考慮,將栗考慮作為壓力源,該栗以壓力介質來供給一個或多個液壓消耗器,其中,由該栗所推送的油的一部分作為旁流流經所述噴嘴。

  [0016]就用于除氣的裝置而言,可以設置間歇性的運行。

  [0017]可以考慮,確定液壓流體中的含氧量和/或空氣含量并且根據所確定的邊界值運行所述用于除氣的裝置。

  [0018]可以根據所確定的邊界值調節或間歇性地實現所述裝置的運行。

  [0019]利用本發明能獲得的優點在于:進行了有效的和高效的除氣,除氣可以成本低廉且耐用地實現并且原則上僅需要被動的組件。

  【附圖說明】

  [0020]在附圖中示出了用于對液壓流體、尤其是對液壓油進行除氣的根據本發明的液壓裝置的多個實施例?,F在根據這些附圖來詳細闡釋本發明。

  [0021]其中:

  圖1示出了在一液壓設備之內的第一實施例,其中,為了除氣而流過除氣單元的液壓油被一輔助栗推送;

  圖2示出了在一液壓設備之內的第二實施例,該液壓設備又具有一輔助栗并附加地具有在一液壓油罐之內的分隔壁;

  圖3示出了在一液壓設備之內的第三實施例,該液壓設備在主栗的壓力側上具有對有待除氣的液壓油的提取裝置;

  圖4示出了在一類似于圖3的實施例的液壓設備之內的第四實施例,但是其具有另一種分隔壁;

  圖5示出了來自于圖1至4的裝置的除氣單元的細節;以及圖6示出了具有用于所述除氣單元的圍殼的另一實施例。

  【具體實施方式】

  [0022]根據圖1的液壓設備包括一液壓工作回路10和一液壓輔助回路11,該液壓輔助回路是用于除氣的裝置。擠壓器結構形式的靜液壓的主栗12屬于所述工作回路10,該靜液壓的主栗在其工作容積方面是可調節的并且能夠由例如是內燃機或電動馬達的馬達13驅動。由擠壓栗12必要時通過一個或多個液壓閥以液壓流體、尤其是液壓油來供給一個或多個液壓消耗器。所述擠壓栗12從一罐15中抽吸流向液壓消耗器的液壓流體,從液壓消耗器流出的液壓流體回流到所述罐中。

  [0023]液壓消耗器和液壓閥在圖1中被大為簡化地示出并且一般來說設有附圖標記16。

  [0024]液壓輔助回路11是一單獨的高壓回路并且用于對處在罐15中的液壓流體進行除氣。輔助回路進而用于對液壓流體除氣的裝置包括擠壓器結構形式的輔助栗20,該輔助栗同樣在其工作容積方面是可調節的并且該輔助栗能夠通過主栗12的推動由馬達13來驅動。輔助栗20從罐15中抽吸液壓流體并將液壓流體通過液壓線路21向罐15返回輸送。液壓線路21通向一節流部位,該節流部位構造為噴嘴25,由輔助栗20推送的液壓流體通過所述噴嘴流向罐15。

  [0025]液壓流體通過一直管子26從噴嘴25到達所述罐中,該直管子直接聯接到所述噴嘴25上,直線地延伸并且該直管子的遠離所述噴嘴的、敞開的端部總是處在罐15內的液位之下,即使該液位在運行中發生了改變。通過管子26實現了流動通道。所述噴嘴25與所述管子26形成一除氣單元27,該除氣單元在圖1中附加地單獨示出。在此,噴嘴相對所述管子26以如下方式布置,即,噴嘴的出口處在管子中軸線上并且液壓流體射束沿著管子中軸線延伸直至其潰散。所述管子又如此布置,使得使得管子的軸線并且還有液壓流體射束沿重力方向延伸。

  [0026]根據圖2的液壓設備就像按照圖1的液壓設備那樣包括一液壓工作回路10和一液壓輔助回路11,該輔助回路是用于除氣的裝置。擠壓器結構形式的靜液壓的主栗12屬于所述工作回路10,該靜液壓的主栗在其工作容積方面是可調節的并且能夠由例如是內燃機或電動馬達的馬達13驅動。由擠壓栗12必要時通過一個或多個液壓閥以液壓流體、尤其是液壓油來供給一個或多個液壓消耗器。所述擠壓栗12從一罐15中抽吸向液壓消耗器推送的液壓流體,從液壓消耗器流出的液壓流體回流到所述罐中。

  [0027]液壓消耗器和液壓閥如在圖1中那樣被大為簡化地示出并且一般來說設有附圖標記16 ο

  [0028]液壓輔助回路11是一單獨的高壓回路并且用于對處在罐15中的液壓流體進行除氣。輔助回路進而用于對液壓流體除氣的裝置包括擠壓器結構形式的輔助栗20,該輔助栗同樣在其工作容積方面是可調節的并且該輔助栗能夠就像主栗12那樣由馬達13來驅動。輔助栗20從罐15中抽吸液壓流體并且通過液壓線路21和除氣單元27向罐15返回推送所述液壓流體,該除氣單元是就像在按照圖1的實施例中那樣的除氣單元。

  [0029]除氣單元27也在按照圖2的實施例中如此布置,使得管子的軸線并且還有在噴嘴下游形成的液壓流體射束沿重力方向延伸。

  [0030]在圖2中詳細示出了所述罐15。該罐構造為基本上直角平行六面體形的容器,其具有底部、頂部和四個側壁。密封地與兩個相對置的側壁連接的分隔壁35從頂部朝所述罐的底部方向延伸,但是其中,在所述底部與分隔壁之間還存在一處在兩個通過分隔壁35提供的子空間36和37之間的貫通部。由此,根據連通管的原理,兩個子空間36和37中的油位高度相同。除氣單元27伸入到較小的子空間36中,所述主栗12從子空間37抽吸。由于從罐15的頂部向下延伸的分隔壁35,從除氣單元漏出的并且在子空間36中向上運動超過所述液壓流體液位的空氣泡不會到達所述罐的區域中,主栗12從該罐中抽吸,從而使得被主栗抽吸的油不再例如增加空氣。在子空間36中在油位之上聚集的空氣直接到達周圍環境中。

  [0031]同樣有利的是,通過分隔壁阻止了從所述除氣單元27放出的空氣泡又被主栗12或輔助栗20抽吸,即使當所述兩個栗的抽吸部位雖然通過分隔壁而遮蔽,但是仍處在除氣單元27的附近時。

  [0032]根據圖3的液壓設備就像按照圖1和2的液壓設備那樣包括一液壓工作回路10和一液壓輔助回路11,該輔助回路是用于除氣的裝置。擠壓器結構形式的靜液壓的主栗12屬于所述工作回路10,該靜液壓的主栗在其工作容積方面是可調節的并且能夠由例如是內燃機或電動馬達的馬達13驅動。由擠壓栗12必要時通過一個或多個液壓閥以液壓流體來供給一個或多個液壓消耗器。所述擠壓栗12從一罐15中抽吸向液壓消耗器推送的液壓流體,從液壓消耗器流出的液壓流體回流到所述罐中。

  [0033]液壓消耗器和液壓閥如在圖1中那樣被大為簡化地示出并且一般來說設有附圖標記16 ο

  [0034]按照圖3的實施例與按照圖2的實施例的不同之處僅僅是:用于對處在罐15中的液壓油除氣的液壓輔助回路11就此點而言現在是工作回路的部分,因為流向所述除氣單元27的液壓油是由主栗12推送的并且在主栗12的壓力接口處分支出的油。因此,當在供給一個或多個液壓消耗器期間在栗的壓力接口上的壓力足夠高時,就總是可以除氣。替換地,可以間歇性地運行所述除氣,如果剛好沒有液壓消耗器可由所述主栗12供給的話。液壓油從栗12的壓力接口通過一液壓線路21流向所述除氣單元27,該除氣單元是就像在按照圖1和圖2的實施例中那樣的除氣單元,并且液壓油通過所述除氣單元返回到罐15。

  [0035]在具有分隔壁35的罐15的構造方面和所述除氣單元27在罐15上的布置方面參考關于按照圖2的實施例的實施方案。

  [0036]按照圖4的實施例與按照圖3的實施例的不同之處僅在于分隔壁35不是從罐15的頂部出來朝底部方向延伸,而是從底部向上伸出并與罐的頂部間隔開地終止。由此也在罐15中構成了兩個子空間36和37,其中,所述栗12從子空間37抽吸。分隔壁的該布置現在造成油位僅在子空間37中根據液壓設備的擺動體積發生改變。與之相反,在子空間36中一一除氣單元27伸入到該子空間內一一油位保持恒定,因為油可以從子空間36出來超過分隔壁35的上邊棱溢流到子空間37中。該除氣單元距離遠地并且深度總是不變地浸入處在子空間36內的油中。這帶來至少兩個優點。一方面,圍住排氣單元27的油起到消音作用,從而使得在排氣單元中產生的噪聲不向外滲或僅以很低的噪聲水平向外滲。另一方面,可能在噴嘴25下游存在的未完全氣密的分界縫處在油下方,從而使得沒有空氣通過該分界縫被吸到除氣單元中,就像分界縫處在油位之上時會發生的情況那樣??諝獾某槲鼤{除氣單元的效力。

  [0037]為了解釋除氣單元27中的過程在這里參考圖5。通過適當選擇通過噴嘴25的壓力損失和體積流的參量,在噴嘴25下游在管子26中由于超空泡作用產生了液體射束,該液體射束在一定的路段上被一連續的區域圍住,該區域由液體蒸汽、在本情況下由油蒸汽和空氣組成。由于被蒸發的油的冷凝,一具有泡沫的區域聯接到該區域上,所述具有泡沫的區域同樣圍住居中的液體射束。最后,所有的油都冷凝并且得到這樣的液體,在該液體中有大的空氣泡。在圖5中簡示了在管子26中產生的不同的區域。在此,根據所使用的參數還可以在管子的整個長度上達到由液體蒸汽和空氣組成的區域。大的空氣泡在罐15中到達液位之上的區域中并且通過罐中的開口釋放。在該開口中可以有一空氣過濾器,通過該空氣過濾器來阻止來自于周圍環境的污物到達罐中。

  [0038]因為在罐中通常作用著大氣壓力,所以可以通過噴嘴25例如通過如下方式調整壓力差,即,在間歇性的運行中對向除氣單元推送的輔助栗20或主栗12進行壓力調節。體積流然后通過選擇噴嘴的開口橫截面獲得。在此情況下,大的體積流導致較快的除氣,但是也導致提高了的熱輸入。通過小的體積流可以減少熱輸入。根據相應的設備來進行除氣速度和熱輸入之間的協調。輔助栗的壓力調節尤其當馬達13的轉速強烈變化時是有利的。

  [0039]但是,輔助栗也可以是恒流栗。該恒流栗的與相應設備的要求相關地選擇的推送量和噴嘴25的開口橫截面然后這樣地彼此協調,使得在噴嘴25上游出現期望的壓力。這樣的構造方案尤其當馬達13的轉速未強烈變化時是有利的。

  [0040]通過噴嘴25流向所述罐的液壓流體優選從工作回路取出,如果在那里壓力是恒定的或者主要是這么高,使得在噴嘴25上弓I起超空泡作用。

  [0041 ]除氣也可以間歇性地被運行。例如,由主栗所饋給的旁流可以通過噴嘴流向罐,其中,當液壓消耗器不要求功率或者在圖1中畫入的一個或多個相應的傳感器31認為需要除氣時,才使該旁流運行。在此,傳感器31可以處在主栗12與液壓裝備16之間的供給線路上和/或液壓線路21上和/或罐15中。

  [0042]此外存在這樣的可能性:測量液壓流體中的含氧量和/或空氣含量并在經調節或間歇性的運行中在超過確定的邊界值時運行用于除氣的裝置。為了檢測所述含氧量和/或空氣含量又可以設置傳感器31。為此,合適的部位處在栗的高壓區域中,工作回路的低壓區域中或罐內的不同位置處。

  [0043]圖6示出了一除氣單元,該除氣單元與罐的哪個壁無關地用一杯形的、向上敞開的圍殼40圍住,其中主栗從該罐中抽吸。該除氣單元可以作為獨自的構件裝入到一罐中,其中,該除氣單元例如通過該罐的頂壁上的多個支撐件來緊固。通過所述圍殼來替代按照圖2至4所述的實施例的分隔壁35。所述圍殼40也可以布置在罐之外,但是然后在上方除了一個或多個空氣可以漏出的開口之外都被閉合。

  [0044]附圖標記列表

  10液壓工作回路

  11液壓輔助回路

  12主栗

  13馬達

  15罐

  16液壓裝備

  20輔助栗

  21液壓線路

  25噴嘴

  26管子

  27除氣單元

  35分隔壁

  36子空間

  37子空間 40 圍殼。

  【主權項】

  1.用于對液體除氣、尤其是對液壓流體除氣的液壓裝置,所述液壓裝置具有一壓力源(20),有待除氣的液體通過噴嘴(25)從所述壓力源流出,一流動通道(26)聯接到所述噴嘴上,所述流動通道具有相對于所述噴嘴(25)的通流橫截面明顯更大的橫截面,其特征在于,經由所述噴嘴(25)流動的液體量和所述噴嘴(25)的通流橫截面彼此協調,使得通過所述噴嘴(25 )下游的超空泡作用在所述流動通道(26 )中產生液體射束,所述液體射束被一由液體蒸汽和空氣構成的連續區域圍住。2.按照權利要求1所述的液壓裝置,其中,根據噴嘴橫截面和噴嘴形狀選擇經由所述噴嘴(25)的壓力降,使得流動處在所謂的“阻流狀況”中。3.按照權利要求1或2所述的液壓裝置,其中,所述流動通道(26)從所述噴嘴(25)出來直線式地延伸并且在使用中具有沿重力方向延伸的軸線。4.按照權利要求1、2或3所述的液壓裝置,其中,存在有一用于接收被除氣的液體的容器(15、40),并且其中,所述流動通道(26)從所述噴嘴(25)出來直線式地延伸并在處于所述容器(15 )中的液體之內終止。5.按照權利要求4所述的液壓裝置,其中,在冷凝蒸汽時產生的且到達所述容器(15)中的空氣泡在所述容器(15、40)中析出。6.按照權利要求4或5所述的液壓裝置,其中,在所述容器(15、40)的區域(36)中一一包含所述噴嘴(25)和所述流動通道(26)的除氣單元(27)處在該區域中一一液位是恒定的并且所述除氣單元(27)遠距離地浸入到所述液體中。7.按照權利要求4至6中任一項所述的液壓裝置,其中,包含所述噴嘴(25)和所述流動通道(26)的所述排氣單元(27)配設有一表示自身的容器(40)的圍殼,所述排氣單元(27)浸入到所述圍殼中。8.按照權利要求4至7中任一項所述的液壓裝置,其中,所述噴嘴(25)在流動技術上布置在所述容器(15、40)附近或所述容器中。9.按照前述權利要求所述的液壓裝置,其中,存在有一靜液壓的擠壓栗(20),所述靜液壓的擠壓栗從所述容器(15)中抽吸液壓流體,所述液壓流體通過所述噴嘴(25)返回流向所述容器(15)。10.按照前述權利要求所述的液壓裝置,其中,設置了一間歇性的除氣運行。11.按照前述權利要求所述的液壓裝置,其中,確定所述液壓流體中的含氧量和/或空氣含量,并且根據確定的邊界值進行除氣運行。12.按照權利要求10所述的液壓裝置,其中,根據所確定的邊界值調節或間歇性地進行所述除氣運行。

  【文檔編號】F15B21/04GK105909599SQ201610097862

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年2月23日

  【發明人】M.羅博姆, C.伊辛格, M-P.米爾豪森

  【申請人】羅伯特·博世有限公司

  用起電、均勻磁場分離和旋轉磁場處理液壓油的方法

  【專利摘要】本發明涉及一種用起電、均勻磁場分離和旋轉磁場處理液壓油的方法,處理時,液壓油依次通過第一回油管、起電裝置、均勻磁場分離裝置、第一吸附裝置、旋轉磁場裝置、第二吸附裝置、U型管、過濾箱、消泡板、永久磁鐵、隔板以及吸油管進行處理,從而使回油中游離的氣泡消融或析出,微米級顆粒吸附或消融。本發明將機械、電、磁等技術相結合,使固體顆粒聚集到管壁吸附,使空氣析出或消融,其處理成本低,處理效果好,油液凈化能力強,且不易造成二次污染。

  【專利說明】用起電、均勻磁場分離和旋轉磁場處理液壓油的方法 【技術領域】

  [0001] 本發明設及一種液壓油的處理方法,具體設及一種用起電、均勻磁場分離和旋轉 磁場處理液壓油的方法,屬于液壓油箱技術領域。 【【背景技術】】

  [0002] 國內外的資料統計說明,液壓系統的故障大約有70%~85%是由于油液污染引起 的。因此液壓系統污染控制已成為國內外液壓行業和各工業部口普遍關注的問題。而固體 污染、氣體污染是液壓污染的兩種主要方式。

  [0003] 在大氣壓力和室溫條件下油液中含有9%左右體積的空氣,一部分空氣溶入油液 中,運種溶解狀態的空氣對液壓系統的機械性能、油液的體積彈性系數和黏度也不會產生 明顯影響,一般可忽略不計;另一部分Wo. 05mm~0.5mm直徑的氣泡形式游離在油液中,形 成空穴現象,是噪聲、機體腐蝕和容積效率降低的主要原因。氣泡被急劇壓縮時產生熱量會 導致油溫升高,加速油液氧化和密封件老化,使油液潤滑性能下降。油液中滲雜氣泡還會降 低油液的剛度,導致自動控制失靈、工作機構間歇運動、定位不準確或定位漂移等不良后 果。

  [0004] 固體顆粒是液壓系統中最普遍、危害作用最大的污染物。據資料統計,由于固體顆 粒污染物引起的液壓系統故障占總污染故障的70%。在液壓系統油液中的顆粒污染物中, 金屬磨屑占有一定的比率,根據不同的情況,一般在20%~70%之間,運部分金屬磨屑主要 來自于元件的磨損。因此,采取有效措施去除油液中的固體顆粒污染物,是液壓系統污染控 制的另一個重要方面。

  [0005] 工廠的生產設備、施工機械中使用的液壓裝置由液壓回路和油箱構成。油箱儲存 向液壓回路提供的液壓油W及從液壓回路回流的回油。流入油箱的液壓系統回油中包含了 各種金屬和膠質顆粒污染物,同時還包括W氣泡形態存在的空氣,運些污染物的存在會導 致液壓系統性能下降甚至發生故障。

  [0006] 為解決上述顆粒消除問題,中國發明專利(授權公告號CN 203816790 U)公開了一 種離屯、式凈油機,其包括設備油箱及設備油箱引出的凈化前油管,該凈化前油管依次連接 輔助油箱、自吸累、離屯、轉筒,該離屯、轉筒連接凈化后油管接于設備油箱,還包括真空累與 輔助油箱連接;其中在所述輔助油箱內設有強磁磁鐵。因此,當在油液進入離屯、桶之前將油 液中的金屬雜質吸附,減少金屬顆粒對設備的磨損,有效提高了設備的使用壽命。

  [0007] 然后,上述凈油機存在W下幾方面問題:

  [000引1.需加設整套均勻磁場分離裝置,設備復雜,成本高,同時會給油液帶來二次污 染。

  [0009] 2.油箱體積較大,且油液的導磁性差,強磁磁鐵對油液中微米級顆粒的作用力較 小,造成吸附時間長,吸附效果差等問題。

  [0010] 3.部分磁化微粒進入液壓回路,吸附在液壓元件上造成元件故障且難W清洗去 除。

  [0011] 而為解決上述氣泡消除問題,常規的做法是在油箱中設置縱向隔板,延長油液在 油箱中的停留時間,進、出油口應盡量設置得遠些,并增大油箱的容積。但是,由于混到回油 的氣泡很小且油的粘度相對較高,因此存在W下問題:氣泡上升至油面且散到空氣中需要 較長時間,在此期間液壓裝置無法進行工作。

  [0012] 中國實用發明專利申請(申請公布號CN 102762874 A)公開了一種油箱,該油箱通 過設置于油箱內的收納部和整流翼來延長回油油液在液面的停留時間,達到消除氣泡和避 免吸油口吸入氣泡的目的。然后,上述油箱的消泡機理是自然消泡,依舊存在消泡時間長, 效率低等問題,特別是對于流量變化劇烈的工況效果不佳。

  [0013] 因此,為解決上述技術問題,確有必要提供一種用起電、均勻磁場分離和旋轉磁場 處理液壓油的方法,W克服現有技術中的所述缺陷。 【

  【發明內容】

  】

  [0014] 為解決上述技術問題,本發明的目的在于提供一種用起電、均勻磁場分離和旋轉 磁場處理液壓油的方法,其將機械、電、磁等技術相結合,使固體顆粒聚集到管壁吸附,使空 氣析出或消融,其結構簡單,成本低,且油液凈化能力強。

  [0015] 為實現上述目的,本發明采取的技術方案為:用起電、均勻磁場分離和旋轉磁場處 理液壓油的方法,其利用一種油箱進行處理,該油箱包括油箱體、過濾箱、第一回油管、第二 回油管、U型管、均勻磁場分離、第一吸附裝置、旋轉磁場裝置、第二吸附裝置、永久磁鐵、隔 板、吸油管W及ECU;其中,所述油箱體外的頂部設有空氣濾清器,油箱體內依次設有所述濾 箱、永久磁鐵和隔板;所述第一回油管插入油箱體內,并和U型管連接,其上設有起電裝置; 所述第二回油管一端連接至第一回油管,另一端延伸入過濾箱;所述第一回油管和第二回 油管的連接處設有一溢流閥;所述U型管位于過濾箱內,其上依次安裝有所述均勻磁場分 離、第一吸附裝置、旋轉磁場裝置和第吸附裝置;所述過濾箱底部設有隔磁支腳,頂部安裝 有向下傾斜設置的消泡板;所述消泡板表面鋪設有一層磁性金屬網;所述吸油管插入油箱 體,其上設有濾油器、消磁器和剩磁傳感器;所述ECU分別電性連接起電裝置、均勻磁場分 離、第一吸附裝置、旋轉磁場裝置、第二吸附裝置、消磁器和剩磁傳感器;;所述均勻磁場分 離裝置包括侶質管道、兩個磁極W及磁極控制器;其中,所述兩個磁極分別設置在侶質管道 上,該兩個磁極的極性相反,并呈相對設置;所述兩個磁極分別電性連接至磁極控制器上; 所述磁極控制器電性連接至ECU,并由ECU控制;其包括如下工藝步驟:

  [0016] 1),回流液壓油通過第一回油管送至起電裝置,通過電極控制器向電極施加電壓, 使油液中的顆粒物質帶電,之后送至均勻磁場分離裝置;

  [0017] 2),通過均勻磁場分離裝置使油液中的帶電微粒在外力的作用下向管壁聚合,之 后回油送至第一吸附裝置;

  [0018] 3),通過第一吸附裝置吸附回油中的磁性聚合微粒,之后回油送至旋轉磁場裝置;

  [0019] 4),旋轉磁場裝置利用旋轉磁場分離未吸附的磁化微粒,之后回油送至第二吸附 裝置;

  [0020] 5),第二吸附裝置二次吸附回油中的磁性聚合微粒,之后回油送至U型管;

  [0021] 6 ),U型管通過其出口將回油排入過濾箱;

  [0022] 7),過濾箱滿溢的回油沿著消泡板的表面發生擴散,并與油箱體中的油液進行混 合,使油液的氣泡自然散發到空氣中;且消泡板上的磁性金屬網吸附油液中殘存的顆粒物 體;

  [0023] 8),利用油箱體中的隔板和永久磁鐵去除進油時的空氣和顆粒;

  [0024] 9),通過吸油管將油箱體的油液吸出,并利用吸油管上的消磁器消除磁性微粒磁 性。

  [0025] 本發明的用起電、均勻磁場分離和旋轉磁場處理液壓油的方法進一步為:所述起 電裝造包括若干電極W及一電極控制器;所述若干電極安裝于第一回油管上,其分別連接 至電極控制器;所述電極控制器電性連接至ECU,并由ECU控制。

  [0026] 本發明的用起電、均勻磁場分離和旋轉磁場處理液壓油的方法進一步為:所述第 一吸附裝置采用環形永久磁鐵,或同極相鄰型吸附環,或帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環;所 述第二吸附裝置和所述第一吸附裝置結構相同。

  [0027] 本發明的用起電、均勻磁場分離和旋轉磁場處理液壓油的方法進一步為:所述同 極相鄰型吸附環包括侶質環形管道、正向螺線管、反向螺線管W及鐵質導磁帽;所述正向螺 線管和反向螺線管分別布置于侶質環形管道內并由ECU控制,兩者通有方向相反的電流,使 得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于侶質環形管道的 內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、W及正向螺線管和反向螺線管軸線的中 間點。

  [0028] 本發明的用起電、均勻磁場分離和旋轉磁場處理液壓油的方法進一步為:所述帶 電擊鍵的同極相鄰型吸附環包括侶質環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔 板、電擊鍵W及電磁鐵;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于侶質環形管道內,兩者通 有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽 布置于侶質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、W及正向螺線管 和反向螺線管軸線的中間點;所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述電擊鍵和 電磁鐵位于隔板之間;所述電磁鐵連接并能推動電擊鍵,使電擊鍵敲擊侶質環形管道內壁; 所述ECU電性連接并控制正向螺線管、反向螺線管和電磁鐵。

  [0029] 本發明的用起電、均勻磁場分離和旋轉磁場處理液壓油的方法進一步為:所述吸 油管的底部管口插于最低液面W下,其離油箱體的底部要大于其管徑的2-3倍,離油箱體的 箱壁距離為管徑的3倍;所述吸油管的底部管口截成45°斜角,并使斜角對著油箱體的箱壁。

  [0030] 本發明的用起電、均勻磁場分離和旋轉磁場處理液壓油的方法還為:所述隔板上 下留空,上部留空在最高油面位置W上;所述油箱體采用立方體結構,其底部設有放油裝 置。

  [0031] 與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:

  [0032] 1.通過向電極施加電壓使油液中的顆粒物質帶電聚合;通過均勻磁場分離裝置使 質量較大的帶電顆粒聚集在管壁附近;通過U形吸附裝置的磁力、重力、離屯、力形成高效吸 附;利用旋轉磁場將油液中的微小顆粒"分離"并聚集到管壁附近,用吸附裝置捕獲微小顆 粒;利用消泡板上的磁性金屬網吸附尚未吸附的小顆粒,最后在吸油管內對殘余顆粒消磁 避免危害液壓元件的整體顆粒吸附。

  [0033] 2.處理成本低,具有顆粒吸附和消泡功能,且不會產生二次污染。 【【附圖說明】】

  [0034] 圖1是本發明的用起電、均勻磁場分離和旋轉磁場處理液壓油的油箱的結構示意 圖。

  [0035] 圖2是圖1中的起電裝置的結構示意圖。

  [0036] 圖3是圖1中的均勻磁場分離裝置的結構示意圖。

  [0037] 圖4是圖1中的吸附裝置為同極相鄰型吸附環的結構示意圖。

  [0038] 圖5是圖1中的吸附裝置為帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環的結構示意圖。

  [0039] 圖6是圖1中的旋轉磁場裝置的結構示意圖。

  [0040] 圖7是圖1中的ECU的連接示意圖。 【【具體實施方式】】

  [0041] 請參閱說明書附圖1至附圖7所示,本發明為一種用起電、均勻磁場分離和旋轉磁 場處理液壓油的油箱,其由油箱體1、過濾箱17、第一回油管12、第二回油管14、U型管20、均 勻磁場分離裝置26、第一吸附裝置21、旋轉磁場裝置27、第二吸附裝置28、永久磁鐵9、隔板 8、吸油管2W及ECU3等幾部分組成。

  [0042] 其中,所述油箱體1采用立方體結構,使相同的容量下得到較大的散熱面積。所述 油箱體1外的頂部設有空氣濾清器10,油箱體1內依次設有所述過濾箱17、永久磁鐵9和隔板 8。所述油箱體1的底部設有放油裝置11,換油時將其打開放走油污。所述隔板用于將吸、回 油隔開,迫使油液循環流動,利于散熱和沉淀,其上下留空,上部留空在最高油面位置W上, 用W空氣流通和控制走線;而下部留空用W吸油,減少空氣和顆粒的吸入。所述永久磁鐵9 用于吸附金屬顆粒。所述空氣濾清器10使油箱體1與大氣相通,其能濾除空氣中的灰塵雜 物,有時兼作加油口,其具體可選用規格為EF4-50EF型空氣過濾器,其空氣過濾精度為 0.105mm2,加油流量和空氣流量分別為32L/min和26化/min。

  [0043] 所述第一回油管12插入油箱體1內,并和U型管20連接,其上起電裝置25。所述起電 裝置25如說明書附圖2所示,其由若干電極251W及一電極控制器252組成。所述若干電極 251安裝于第一回油管12上,其分別連接至電極控制器252。所述電極控制器252電性連接至 ECU3,并由ECU3控制。ECU3通過電極控制器252向電極251施加電壓,使油液中的顆粒物質帶 電。

  [0044] 所述第二回油管14一端連接至第一回油管12,另一端延伸入過濾箱17。所述第一 回油管12和第二回油管14的連接處設有一溢流閥13。所述溢流閥13在第一回油管12渺積堵 塞時打開,使液壓系統回油從第二回油管14流回過濾箱17,其可選擇YUKEN日本油研型號為 EBG-03-C-T-50的EBG型電一液比例溢流閥。該比例溢流閥的最高使用工作壓力為25MPa,最 大流量為l(K)L/rain,最小流量為化/rain,壓力調節范圍為0.4~16MPa,額定電流為770mA, 線圈電阻為10歐姆。

  [0045] 所述U型管20位于過濾箱17內,其上依次安裝有所述均勻磁場分離裝置26、第一吸 附裝置21、旋轉磁場裝置27和第二吸附裝置28。所述U型管20的出口位于靠近液面處的下 方,目的是縮短氣泡上浮距離,加快油液內氣泡的自然散發速度。

  [0046] 所述過濾箱17底部設有隔磁支腳18,頂部安裝有向下傾斜設置的消泡板23。所述 消泡板23表面鋪設有一層磁性金屬網24。為了避免過濾箱17液面低于回油出口而造成飛瓣 起泡,在過濾箱17靠近液面處設有止回閥30,該閥的位置位于最低液面W下,保證了過濾箱 17內油液的高度不低于外部油箱。U型管20出口的油液從過濾箱17溢流,并沿著消泡板23的 表面發生擴散并與油箱體1中的油液進行混合,消泡板23的最低端要在最低液位W下,W防 止飛瓣起泡。所述磁性金屬網24用于吸附油液中殘存的顆粒物體,使得回油攜帶的氣泡只 在過濾箱17的液面聚集,氣泡自然散發的距離短,速度快;經消泡板23和油箱內的液壓油也 是在液面混合,避免了油箱底部的吸油口吸入運些氣泡。

  [0047] 所述吸油管2插入油箱體1,其上設有濾油器6、消磁器5和剩磁傳感器4,其與第一 回油管12、第二回油管14之間的距離盡可能遠。該吸油管2的底部管口插于最低液面W下, 其離油箱體1的底部要大于其管徑的2-3倍,W免吸空和飛瓣起泡;離油箱體1的箱壁距離為 管徑的3倍,W便四面進油。進一步的,所述吸油管2的底部管口截成45°斜角,并使斜角對著 油箱體1的箱壁,W增大油口通流面積,并使斜面對著箱壁,W利散熱和沉淀雜質。所述濾油 器6用來保護與油箱連接的齒輪累,使其不致吸入較大的固體雜質,其具體采用過濾精度為 180um、壓力損失< O.OlMPa、流量為250L/min、通徑為50mm、采用法蘭聯接的型號為WU- 250X1S0F的網式過濾器。所述消磁器5能防止殘余磁性微粒進入液壓回路,對敏感液壓元件 造成損傷;且ECU3根據剩磁傳感器4的檢測值控制消磁器5的消磁強度。所述消磁器5的消磁 方法為電磁退磁,方法是通過加一適當的反向磁場,使得材料中的磁感應強度重新回到零 點,且磁場強度或電流必須按順序反轉和逐步降低,避免由于磁滯現象的存在,當鐵磁材料 磁化到飽和狀態后,即使撤消外加磁場,材料中的磁感應強度仍回不到零點的問題產生。

  [0048] 所述均勻磁場分離裝置26使質量較大的顆粒帶電聚合并在離屯、力作用下甩向腔 壁,而油液中的氣泡則在離屯、力作用下移向管道的中屯、軸線處,其由侶質管道261、兩個磁 極262W及磁極控制器263組成。其中,所述兩個磁極262分別設置在侶質管道261上,該兩個 磁極262的極性相反,并呈相對設置。所述兩個磁極262分別電性連接至磁極控制器263上。 所述磁極控制器263電性連接至ECU3,并由ECU3控制。

  [0049] 所述均勻磁場均勻磁場分離裝置26的設計原理如下:帶電顆粒W速度V流入均勻 磁場均勻磁場分離裝置26,均勻磁場均勻磁場分離裝置26的兩個磁極262受ECU3控制產生 和速度V方向垂直的均勻磁場,根據左手定則,則帶電顆粒在均勻磁場均勻磁場分離裝置26 中受到垂直于速度方向和磁場方向的洛侖磁力的作用,該力不改變帶電顆粒的速率,它只 改變帶電顆粒的運動方向,使帶電顆粒在該力的作用下向侶質管道261的管壁運動,從而使 油液中的顆粒從油液中"分離"出來,向管壁聚集,便于后續吸附捕獲。由于油液具有一定的 粘性,顆粒向管壁運動過程中還受到粘性阻力的作用。為了確保分離效果,需要調節磁場強 度B使距離管壁最遠處的顆粒能在分離裝置的作用時間內運動到管壁處,定量分析如下:

  [0050] 假定微粒質量為m,速度為V,磁場強度為B,帶電量為q,分離裝置的直徑為D,長度 為L,則:

  [0051] 作用在帶電顆粒上的洛侖磁力為 [0化2] Fi=qvB

  [0053] 帶電顆粒受到的粘性阻力為

  [0054] Fd=63T ? q ? r ? V

  [0055] n--液壓油的粘度r--帶電顆粒的半徑V--帶電顆粒運動速度

  [0056]不是一般性,假定油液中的顆粒進入分離裝置時已達到穩態,則帶電顆粒通過分 離裝置的時間可近似用下式表示

  [0化7]

  [0058]距離管壁最遠處的帶電顆粒運動到管壁處的時間t2可由下式求解 [0化9]

  [0060] 調節B,使得ti〉t2,即可達到分離效果。

  [0061] 請參閱說明書附圖4至附圖5所示,所述第一吸附裝置21用于吸附經均勻磁場分離 裝置26后的磁性聚合大微粒,其可W采用環形永久磁鐵,或同極相鄰型吸附環,或帶電擊鍵 的同極相鄰型吸附環。

  [0062] 進一步的,所述第一吸附裝置21采用同極相鄰型吸附環時,該同極相鄰型吸附環 由侶質環形管道211、正向螺線管212、反向螺線管213 W及鐵質導磁帽214等部件組成。其 中,所述正向螺線管212和反向螺線管213分別布置于侶質環形管道211內并由ECU3控制,兩 者通有方向相反的電流,使得正向螺線管212和反向螺線管213相鄰處產生同性磁極。所述 鐵質導磁帽214布置于侶質環形管道211的內壁上,其位于正向螺線管212和反向螺線管213 相鄰處、W及正向螺線管212和反向螺線管213軸線的中間點。

  [0063] 所述同極相鄰型吸附環的設計原理如下:通電正向螺線管212、反向螺線管213,相 鄰的正向螺線管212、反向螺線管213通有方向相反的電流,使得正向螺線管212、反向螺線 管213相鄰處產生同性磁極;同時,侶質環形管道211能夠改善磁路,加大管道內壁處的磁場 強度,增強鐵質導磁帽214對顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管212、反向螺線管213電流 由ECU3直接控制,可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,W獲得最佳吸附性能。

  [0064] 進一步的,所述第一吸附裝置21也可采用帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環時,該帶 電擊鍵的同極相鄰型吸附環由侶質環形管道211、正向螺線管212、反向螺線管213、鐵質導 磁帽214、隔板215、電擊鍵216W及電磁鐵217等部件組成。其中,所述正向螺線管212和反向 螺線管213分別布置于侶質環形管道211內并由ECU3控制,兩者通有方向相反的電流,使得 正向螺線管212和反向螺線管213相鄰處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽214布置于侶質環 形管道211的內壁上,其位于正向螺線管212和反向螺線管213相鄰處、W及正向螺線管212 和反向螺線管213軸線的中間點。所述電擊鍵216和電磁鐵217位于隔板215之間。所述電磁 鐵217連接并能推動電擊鍵216,使電擊鍵216敲擊侶質環形管道212內壁。所述ECU3電性連 接并控制正向螺線管212、反向螺線管213和電磁鐵217。

  [0065] 所述帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環的設計原理如下:通電正向螺線管212、反向螺 線管213,相鄰的正向螺線管212、反向螺線管213通有方向相反的電流,使得正向螺線管 212、反向螺線管213相鄰處產生同性磁極;同時,侶質環形管道211能夠改善磁路,加大管道 內壁處的磁場強度,增強鐵質導磁帽214對顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管212、反向螺 線管213電流由ECU3直接控制,可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,W獲得最佳吸附 性能。而通過電擊鍵216的設置,防止顆粒在鐵質導磁帽214處大量堆積,影響吸附效果。此 時,通過電磁鐵217控制電擊鍵216敲擊管道211的內壁,使得被吸附的顆粒向兩側分散開。 同時,在清洗管道211時,電擊鍵216的敲擊還可W提高清洗效果。

  [0066] 請參閱說明書附圖6所示,所述旋轉磁場裝置27利用旋轉磁場離屯、未被第一吸附 裝置21吸附的微小磁化顆粒,其由侶質管道271、鐵質外殼272、=相對稱繞組273、法蘭274 W及S相對稱電流模塊275組成。所述S相對稱繞組273繞在侶質管道271外。所述鐵質外殼 272包覆于侶質管道271上。所述法蘭274焊接在侶質管道271的兩端。所述=相對稱電流模 塊275連接所述S相對稱繞組273,并由ECU3控制。

  [0067] 所述旋轉磁場裝置27的工作原理如下:未被吸附的微小磁化顆粒進入旋轉磁場裝 置27,ECU3控制S相對稱電流模塊275,使S相對稱繞組273中流過S相對稱電流,該電流在 侶質管道271內產生旋轉磁場,磁化顆粒在旋轉磁場作用下受到磁場力的作用,并在該力的 作用下W螺旋狀前進,同時向管壁運動。因此,調節磁場強度即可使油液中的顆粒從油液中 "分離"出來,聚集在侶質管道271管壁附近,便于后續吸附捕獲。

  [0068] 進一步的,所述第二吸附裝置28和所述第一吸附裝置21結構相同,功能和作用機 理亦相同,其能進一步吸附未被旋轉磁場裝置27吸附的顆粒。

  [0069] 請參閱說明書附圖7所示,所述ECU3可選擇Microchip公司的PIC16F877,其分別電 性連接起電裝置25、均勻磁場分離裝置26、第一吸附裝置21、旋轉磁場裝置27、第二吸附裝 置28、消磁器5和剩磁傳感器4等部件。

  [0070] 采用上述油箱對回流液壓油處理的工藝步驟如下:

  [0071] 1),回流液壓油通過第一回油管12送至起電裝置25,通過電極控制器252向電極 251施加電壓,使油液中的顆粒物質帶電,之后送至均勻磁場分離裝置26;

  [0072] 2),通過均勻磁場分離裝置26使油液中的帶電微粒在外力的作用下向管壁聚合, 之后回油送至第一吸附裝置21;

  [0073] 3),通過第一吸附裝置21吸附回油中的磁性聚合微粒,之后回油送至旋轉磁場裝 置27;

  [0074] 4),旋轉磁場裝置27利用旋轉磁場分離未吸附的磁化微粒,之后回油送至第二吸 附裝置28;

  [0075] 5),第二吸附裝置28二次吸附回油中的磁性聚合微粒,之后回油送至U型管20;

  [0076] 6),U型管20通過其出口將回油排入過濾箱17;

  [0077] 7 ),過濾箱17滿溢的回油沿著消泡板23的表面發生擴散,并與油箱體1中的油液進 行混合,使油液的氣泡自然散發到空氣中;且消泡板23上的磁性金屬網24吸附油液中殘存 的顆粒物體;

  [0078] 8),利用油箱化中的隔板8和永久磁鐵9去除進油時的空氣和顆粒;

  [0079] 9),通過吸油管2將油箱體1的油液吸出,并利用吸油管2上的消磁器5消除磁性微 粒磁性,防止殘余磁性微粒進入液壓回路,對敏感液壓元件造成損傷。

  [0080] W上的【具體實施方式】僅為本創作的較佳實施例,并不用W限制本創作,凡在本創 作的精神及原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本創作的保護范圍之 內。

  【主權項】

  1. 用起電、均勻磁場分離和旋轉磁場處理液壓油的方法,其特征在于:利用一種油箱進 行處理,該油箱包括油箱體、過濾箱、第一回油管、第二回油管、U型管、均勻磁場分離、第一 吸附裝置、旋轉磁場裝置、第二吸附裝置、永久磁鐵、隔板、吸油管以及ECU;其中,所述油箱 體外的頂部設有空氣濾清器,油箱體內依次設有所述濾箱、永久磁鐵和隔板;所述第一回油 管插入油箱體內,并和U型管連接,其上設有起電裝置;所述第二回油管一端連接至第一回 油管,另一端延伸入過濾箱;所述第一回油管和第二回油管的連接處設有一溢流閥;所述U 型管位于過濾箱內,其上依次安裝有所述均勻磁場分離、第一吸附裝置、旋轉磁場裝置和第 吸附裝置;所述過濾箱底部設有隔磁支腳,頂部安裝有向下傾斜設置的消泡板;所述消泡板 表面鋪設有一層磁性金屬網;所述吸油管插入油箱體,其上設有濾油器、消磁器和剩磁傳感 器;所述ECU分別電性連接起電裝置、均勻磁場分離、第一吸附裝置、旋轉磁場裝置、第二吸 附裝置、消磁器和剩磁傳感器;;所述均勻磁場分離裝置包括鋁質管道、兩個磁極以及磁極 控制器;其中,所述兩個磁極分別設置在鋁質管道上,該兩個磁極的極性相反,并呈相對設 置;所述兩個磁極分別電性連接至磁極控制器上;所述磁極控制器電性連接至ECU,并由ECU 控制;其包括如下工藝步驟: 1) ,回流液壓油通過第一回油管送至起電裝置,通過電極控制器向電極施加電壓,使油 液中的顆粒物質帶電,之后送至均勻磁場分離裝置; 2) ,通過均勻磁場分離裝置使油液中的帶電微粒在外力的作用下向管壁聚合,之后回 油送至第一吸附裝置; 3) ,通過第一吸附裝置吸附回油中的磁性聚合微粒,之后回油送至旋轉磁場裝置; 4) ,旋轉磁場裝置利用旋轉磁場分離未吸附的磁化微粒,之后回油送至第二吸附裝置; 5) ,第二吸附裝置二次吸附回油中的磁性聚合微粒,之后回油送至U型管; 6) ,U型管通過其出口將回油排入過濾箱; 7) ,過濾箱滿溢的回油沿著消泡板的表面發生擴散,并與油箱體中的油液進行混合,使 油液的氣泡自然散發到空氣中;且消泡板上的磁性金屬網吸附油液中殘存的顆粒物體; 8) ,利用油箱體中的隔板和永久磁鐵去除進油時的空氣和顆粒; 9) ,通過吸油管將油箱體的油液吸出,并利用吸油管上的消磁器消除磁性微粒磁性。2. 如權利要求1所述的用起電、均勻磁場分離和旋轉磁場處理液壓油的方法,其特征在 于:所述起電裝造包括若干電極以及一電極控制器;所述若干電極安裝于第一回油管上,其 分別連接至電極控制器;所述電極控制器電性連接至ECU,并由ECU控制。3. 如權利要求1所述的用起電、均勻磁場分離和旋轉磁場處理液壓油的方法,其特征在 于:所述第一吸附裝置采用環形永久磁鐵,或同極相鄰型吸附環,或帶電擊錘的同極相鄰型 吸附環;所述第二吸附裝置和所述第一吸附裝置結構相同。4. 如權利要求1所述的用起電、均勻磁場分離和旋轉磁場處理液壓油的方法,其特征在 于:所述同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管以及鐵質導磁帽; 所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內并由ECU控制,兩者通有方向相 反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁 質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺 線管軸線的中間點。5. 如權利要求1所述的用起電、均勻磁場分離和旋轉磁場處理液壓油的方法,其特征在 于:所述帶電擊錘的同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質 導磁帽、隔板、電擊錘以及電磁鐵;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道 內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵 質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正 向螺線管和反向螺線管軸線的中間點;所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述 電擊錘和電磁鐵位于隔板之間;所述電磁鐵連接并能推動電擊錘,使電擊錘敲擊鋁質環形 管道內壁;所述ECU電性連接并控制正向螺線管、反向螺線管和電磁鐵。6. 如權利要求1所述的用起電、均勻磁場分離和旋轉磁場處理液壓油的方法,其特征在 于:所述吸油管的底部管口插于最低液面以下,其離油箱體的底部要大于其管徑的2-3倍, 離油箱體的箱壁距離為管徑的3倍;所述吸油管的底部管口截成45°斜角,并使斜角對著油 箱體的箱壁。7. 如權利要求1所述的用起電、均勻磁場分離和旋轉磁場處理液壓油的方法,其特征在 于:所述隔板上下留空,上部留空在最高油面位置以上;所述油箱體采用立方體結構,其底 部設有放油裝置。

  【文檔編號】F15B21/04GK105909600SQ201610310893

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年5月12日

  【發明人】張華芳

  【申請人】張華芳

  采用起電、分離、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾裝置的制造方法

  【專利摘要】本發明涉及一種采用起電、分離、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾裝置,其U型微粒分離模塊、回油筒、外桶依次置于底板上;U型微粒分離模塊上設有一液壓油進口,其包括一U型管,U型管上依次安裝有起電模塊、分離模塊、第一吸附模塊、旋轉磁場離心模塊、第二吸附模塊和消磁模塊;U型微粒分離模塊和回油筒的上方通過一回油筒進油管連接;內筒置于外桶內,其通過一頂板以及若干螺栓安裝于端蓋上;螺旋流道收容于內筒內,其和U型微粒分離模塊之間通過一內筒進油管連接;內筒進油管位于回油筒進油管內,并延伸入U型微粒分離模塊的中央;濾芯設置在內筒的內壁上。本發明具有過濾性能好,適應性和集成性高,使用壽命長等諸多優點。

  【專利說明】采用起電、分離、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾裝置 【技術領域】

  [0001] 本發明設及一種液壓油過濾裝置,具體設及一種采用起電、分離、吸附和旋轉磁場 的液壓系統用過濾裝置,屬于液壓設備技術領域。 【【背景技術】】

  [0002] 國內外的資料統計表明,液壓系統的故障大約有70%~85%是由于油液污染引起 的。固體顆粒則是油液污染中最普遍、危害作用最大的污染物。由固體顆粒污染物引起的液 壓系統故障占總污染故障的70%。在液壓系統油液中的顆粒污染物中,金屬磨屑占比在 20%~70%之間。采取有效措施濾除油液中的固體顆粒污染物,是液壓系統污染控制的關 鍵,也是系統安全運行的可靠保證。

  [0003] 過濾器是液壓系統濾除固體顆粒污染物的關鍵元件。液壓油中的固體顆粒污染 物,除油箱可沉淀一部分較大顆粒外,主要靠濾油裝置來濾除。尤其是高壓過濾裝置,主要 用來過濾流向控制閥和液壓缸的液壓油,W保護運類抗污染能力差的液壓元件,因此對液 壓油的清潔度要求更高。

  [0004] 然而,現有的液壓系統使用的高壓過濾器存在W下不足:(1)各類液壓元件對油液 的清潔度要求各不相同,油液中的固體微粒的粒徑大小亦各不相同,為此需要在液壓系統 的不同位置安裝多個不同類型濾波器,由此帶來了成本和安裝復雜度的問題;(2)液壓系統 中的過濾器主要采用濾餅過濾方式,過濾時濾液垂直于過濾元件表面流動,被截流的固體 微粒形成濾餅并逐漸增厚,過濾速度也隨之逐漸下降直至濾液停止流出,降低了過濾元件 的使用壽命。

  [0005] 因此,為解決上述技術問題,確有必要提供一種創新的采用起電、分離、吸附和旋 轉磁場的液壓系統用過濾裝置,W克服現有技術中的所述缺陷。 【

  【發明內容】

  】

  [0006] 為解決上述技術問題,本發明的目的在于提供一種過濾性能好,適應性和集成性 高,使用壽命長的采用起電、分離、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾裝置。

  [0007] 為實現上述目的,本發明采取的技術方案為:一種采用起電、分離、吸附和旋轉磁 場的液壓系統用過濾裝置,其包括底板、U型微粒分離模塊、回油筒、內筒、螺旋流道、濾忍、 外桶W及端蓋;其中,所述U型微粒分離模塊、回油筒、外桶依次置于底板上;所述U型微粒分 離模塊上設有一液壓油進口,其包括一U型管,U型管上依次安裝有起電模塊、分離模塊、第 一吸附模塊、旋轉磁場離屯、模塊、第二吸附模塊和消磁模塊;所述U型微粒分離模塊和回油 筒的上方通過一回油筒進油管連接;所述內筒置于外桶內,其通過一頂板W及若干螺栓安 裝于端蓋上;所述螺旋流道收容于內筒內,其和U型微粒分離模塊之間通過一內筒進油管連 接;所述內筒進油管位于回油筒進油管內,并延伸入U型微粒分離模塊的中央,其直徑小于 回油筒進油管直徑,且和回油筒進油管同軸設置;所述濾忍設置在內筒的內壁上,其精度為 1-5微米;所述外桶的底部設有一液壓油出油口。

  [0008] 本發明的采用起電、分離、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾裝置進一步設置為: 所述起電模塊包括若干電極W及一電極控制器;所述若干電極安裝于第一回油管上,其分 別連接至電極控制器。

  [0009] 本發明的采用起電、分離、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾裝置進一步設置為: 所述分離模塊采用均勻磁場分離模塊,該均勻磁場分離模塊包括侶質管道、兩個磁極W及 磁極控制器;其中,所述兩個磁極分別設置在侶質管道上,該兩個磁極的極性相反,并呈相 對設置;所述兩個磁極分別電性連接至磁極控制器上。

  [0010] 本發明的采用起電、分離、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾裝置進一步設置為: 所述分離模塊采用旋轉磁場分離模塊,該旋轉磁場分離模塊包括侶質管道、鐵質外殼、=相 對稱繞組W及=相對稱電流模塊;所述=相對稱繞組繞在侶質管道外;所述鐵質外殼包覆 于侶質管道上;所述=相對稱電流模塊連接所述=相對稱繞組。

  [0011] 本發明的采用起電、分離、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾裝置進一步設置為: 所述分離模塊采用螺旋管道磁場分離模塊,該螺旋管道磁場分離模塊包括侶質螺旋管道、 螺線管W及螺線管控制電路;其中,所述侶質螺旋管道設置在螺線管內;所述螺線管和螺線 管控制電路電性連接。

  [0012] 本發明的采用起電、分離、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾裝置進一步設置為: 所述第一吸附模塊和第二吸吸附模塊采用同極相鄰型吸附環,該同極相鄰型吸附環包括侶 質環形管道、正向螺線管、反向螺線管W及鐵質導磁帽;所述正向螺線管和反向螺線管分別 布置于侶質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處 產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于侶質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向 螺線管相鄰處、W及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點。

  [0013] 本發明的采用起電、分離、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾裝置進一步設置為: 所述第一吸附模塊和第二吸吸附模塊采用帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環,該帶電擊鍵的同 極相鄰型吸附環包括侶質環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、電擊鍵W 及電磁鐵;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于侶質環形管道內,兩者通有方向相反 的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于侶質 環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、W及正向螺線管和反向螺線 管軸線的中間點;所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述電擊鍵和電磁鐵位于 隔板之間;所述電磁鐵連接并能推動電擊鍵,使電擊鍵敲擊侶質環形管道內壁。

  [0014] 本發明的采用起電、分離、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾裝置進一步設置為: 所述旋轉磁場離屯、模塊包括侶質管道、鐵質外殼、=相對稱繞組、法蘭W及=相對稱電流模 塊;所述=相對稱繞組繞在侶質管道外;所述鐵質外殼包覆于侶質管道上;所述法蘭焊接在 侶質管道的兩端;所述=相對稱電流模塊連接所述=相對稱繞組。

  [0015] 本發明的采用起電、分離、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾裝置進一步設置為: 所述回油筒的底部設有一溢流閥,該溢流閥底部設有一電控調節螺絲;所述溢流閥上設有 一排油口,該排油口通過管道連接至一油箱。

  [0016] 本發明的采用起電、分離、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾裝置還設置為:所述 內筒的底部呈倒圓臺狀,其通過一內筒排油管和回油筒連接,內筒排油管上設有一電控止 回閥;所述內筒的中央豎直設有一空屯、圓柱,空屯、圓柱的上方設有壓差指示器,該壓差指示 器安裝于端蓋上;所述內筒進油管和螺旋流道相切連接。

  [0017] 與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:

  [0018] 1.液壓油在U型微粒分離模塊中實現固體微粒的分離,使油液中的固體微粒向管 壁運動,在U型微粒分離模塊出口處,富含固體微粒的管壁附近的油液通過回油筒進油管進 入回油筒后回流到油箱,而僅含微量小粒徑微粒的管道中屯、的油液則通過內筒進油管進入 內筒進行高精度過濾,提高了濾忍的使用壽命,降低了濾波成本和復雜度;進入內筒進油管 的油液W切向進流的方式流入內筒的螺旋流道,內筒壁為濾忍,則濾液在離屯、力的作用下 緊貼濾忍流動,濾液平行于濾忍的表面快速流動,過濾后的液壓油則垂直于濾忍表面方向 流出到外筒,運種十字流過濾方式對濾忍表面的微粒實施掃流作用,抑制了濾餅厚度的增 加,沉積在內筒底部的污染顆??啥〞r通過電控止回閥排出到回油筒,從而提高濾忍使用 壽命。

  [0019] 2.通過控制液壓油的溫度和向電極施加電壓使油液中的顆粒物質帶電聚合,并促 使膠質顆粒分解消融;通過吸附模塊形成高效吸附;利用旋轉磁場將油液中的微小顆粒"分 離"并聚集到管壁附近,用吸附裝置捕獲微小顆粒;通過消磁裝置對殘余顆粒消磁避免危害 液壓元件,從而使油液中固體微粒聚集成大顆粒運動到管壁附近。

  [0020] 3.磁化需要的非均勻磁場的產生,需要多對正逆線圈對并通過不同大小的電流, 且電流數值可在線數字設定。 【【附圖說明】】

  [0021] 圖1是本發明的采用起電、分離、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾裝置的結構示 意圖。

  [0022] 圖2是圖1中的U型微粒分離模塊的示意圖。

  [0023] 圖3是圖2中的起電模塊的結構示意圖。

  [0024] 圖4是圖2中的分離模塊為均勻磁場分離模塊的結構示意圖。

  [0025] 圖5是圖2中的分離模塊為旋轉磁場分離模塊的結構示意圖。

  [0026] 圖6是圖2中的分離模塊為螺旋管道磁場分離模塊的結構示意圖。

  [0027] 圖7是圖2中的第一吸附模塊(第二吸附模塊)為同極相鄰型吸附環的結構示意圖。

  [0028] 圖8是圖2中的第一吸附模塊(第二吸附模塊)為帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環的 結構示意圖。

  [0029] 圖9是圖2中的旋轉磁場離屯、模塊的結構示意圖。 【【具體實施方式】】

  [0030] 請參閱說明書附圖1至附圖9所示,本發明為一種采用起電、分離、吸附和旋轉磁場 的液壓系統用過濾裝置,其由底板6、U型微粒分離模塊3、回油筒7、內筒15、螺旋流道17、濾 忍18、外桶19W及端蓋25等幾部分組成。

  [0031] 其中,所述U型微粒分離模塊2、回油筒7、外桶19依次置于底板6上。所述U型微粒分 離模塊3上設有一用于通入液壓油的液壓油進口 1,其包括一 U型管31,U型管31上依次安裝 有起電模塊32、分離模塊33、第一吸附模塊34、旋轉磁場離屯、模塊36、第二吸附模塊37W及 消磁模塊35。

  [0032] 所述起電模塊32使油液中的金屬顆粒物質帶電,其由若干電極321W及一電極控 制器322組成。所述若干電極321安裝于U型管31上,其分別連接至電極控制器252。所述電極 控制器322電性連接向電極321施加電壓,使油液中的顆粒物質帶電。

  [0033] 所述分離模塊33使質量較大的顆粒帶電聚合并在離屯、力作用下甩向腔壁,其可采 用均勻磁場分離模塊、旋轉磁場分離模塊或螺旋管道磁場分離模塊。

  [0034] 所述分離模塊33采用均勻磁場分離模塊時,其由侶質管道331、兩個磁極332W及 磁極控制器333組成。其中,所述兩個磁極332分別設置在侶質管道331上,該兩個磁極332的 極性相反,并呈相對設置。所述兩個磁極332分別電性連接至磁極控制器333上。

  [0035] 所述均勻磁場分離模塊33的設計原理如下:帶電顆粒W速度V流入均勻磁場分離 模塊33,均勻磁場分離模塊33的兩個磁極332產生和速度V方向垂直的均勻磁場,根據左手 定則,則帶電顆粒在均勻磁場分離模塊33中受到垂直于速度方向和磁場方向的洛侖磁力的 作用,該力不改變帶電顆粒的速率,它只改變帶電顆粒的運動方向,使帶電顆粒在該力的作 用下向侶質管道331的管壁運動,從而使油液中的顆粒從油液中"分離"出來,向管壁聚集, 便于后續吸附捕獲。由于油液具有一定的粘性,顆粒向管壁運動過程中還受到粘性阻力的 作用。為了確保分離效果,需要調節磁場強度B使距離管壁最遠處的顆粒能在分離模塊的作 用時間內運動到管壁處,定量分析如下:

  [0036] 假定微粒質量為m,速度為V,磁場強度為B,帶電量為q,分離模塊的直徑為D,長度 為L,則:

  [0037] 作用在帶電顆粒上的洛侖磁力為 [003引 Fi 二 qvB

  [0039] 帶電顆粒受到的粘性阻力為

  [0040] Fd=GJT ? n ? r ? V

  [0041] n一一液壓油的粘度r一一帶電顆粒的半徑V-一帶電顆粒運動速度

  [0042] 不是一般性,假定油液中的顆粒進入分離模塊時已達到穩態,則帶電顆粒通過分 離模塊的時間可近似用下式表示

  [0043]

  [0044] 距離管壁最遠處的帶電顆粒運動到管壁處的時間t2可由下式求解

  [0045]

  [0046] 調節B,使得ti〉t2,即可達到分離效果。

  [0047] 所述分離模塊33采用旋轉磁場分離模塊時,其由侶質管道331、鐵質外殼334、=相 對稱繞組335W及=相對稱電流模塊336等部件組成。所述=相對稱繞組335繞在侶質管道 331外。所述鐵質外殼334包覆于侶質管道335上。所述S相對稱電流模塊336連接所述S相 對稱繞組335。

  [004引所述旋轉磁場分離模塊33的設計原理如下:帶電顆粒W速度V流入旋轉磁場分離 模塊33,=相對稱電流模塊336使=相對稱繞組335中流過=相對稱電流,該電流在侶質管 道331內產生旋轉磁場,帶電顆粒在旋轉磁場作用下受到垂直于速度方向和磁場方向的洛 侖磁力的作用,該力不改變帶電顆粒的速率,它只改變帶電顆粒的運動方向,使帶電顆粒在 該力的作用下W螺旋狀前進,并向管壁運動。合理調節磁場強度即可使油液中的顆粒從油 液中"分離"出來,聚集在管壁附近,便于后續吸附捕獲。由于油液具有一定的粘性,顆粒向 管壁運動過程中還受到粘性阻力的作用。為了確保分離效果,需要使侶質管道331軸線上的 微粒能在分離模塊的作用時間內運動到管壁處,定量分析如下:

  [0049] 假定微粒質量為m,速度為V,磁場強度為B,帶電量為q,分離模塊的直徑為D,長度 為L,則:

  [0050] 作用在帶電顆粒上的洛侖磁力為 [0化1] Fi=qvB

  [0052] 帶電顆粒受到的粘性阻力為

  [0053] Fd=63T . n . r ? V

  [0054] n一一液壓油的粘度r一一帶電顆粒的半徑V-一帶電顆粒運動速度

  [0055] 假定油液中的顆粒進入分離模塊時已達到穩態,則帶電顆粒通過分離模塊的時間 可近似用下式表示

  [0化6]

  [0057]管道軸線上的帶電顆粒運動到管壁處的時間t2可由下式求解 [0化引

  [0059] 調節B,使得ti〉t2,即可達到分離效果。

  [0060] 所述分離模塊33采用螺旋管道磁場分離模塊時,其由侶質螺旋管道338、螺線管 339W及螺線管控制電路336組成。其中,所述侶質螺旋管道338設置在螺線管339內。所述螺 線管339和螺線管控制電路336電性連接。

  [0061] 所述螺旋管道磁場分離模塊33的設計原理如下:攜帶帶電顆粒的油液沿侶質螺旋 管道338前進,從而在管道出口處產生具有一定自旋方向的旋流,質量較重的帶電顆粒隨著 油液旋轉,在離屯、力的作用下產生向管壁的徑向運動;同時,由于侶質螺旋管道338的入口 方向和通電螺線管339的軸向磁場方向垂直,W速度V進入侶質螺旋管道338的帶電顆粒受 到洛侖磁力的作用,方向垂直于磁場方向和侶質螺旋管道338的入口方向。洛侖磁力使帶電 顆粒在管道內做螺旋前進運動,由于侶質螺旋管道338的入口方向和磁場方向接近垂直,帶 電顆粒主要作周向旋轉運動,而油液則不受影響,從而實現顆粒從油液中的"分離",W便實 現對顆粒的吸附。為保證"分離"效果,需要使侶質管道軸線上的微粒能在分離模塊的作用 時間內運動到管壁處,定量分析如下:

  [0062] 假定微粒質量為m,速度為V,帶電量為q,侶質螺旋管道的直徑為D,侶質螺旋管道 的應數為n,侶質螺旋管道的入口方向和通電螺線管的軸向磁場方向的夾角為0,螺線管應 數為N,電流為I,磁場強度為B,真空磁導率為iio,則:

  [0063] 作用在帶電顆粒上的洛侖磁力為

  [0064] Fi=qvB

  [0065] 帶電顆粒受到的粘性阻力為

  [0066] Fd=63T ? q ? r ? V

  [0067] n一一液壓油的粘度r一一帶電顆粒的半徑V-一帶電顆粒運動速度

  [0069]

  [0068] 帶由顆綺通討A離橫塊的時間可巧似用下式表示

  [0070] t的時間t2可由下式求解

  [0071]

  [0072] I

  [0073]

  [0074] 調節I,使得ti〉t2,即可達到分離效果。

  [0075] 所述第一吸附模塊34用于吸附經分離模塊33分離后的磁性聚合大微粒,其可采用 同極相鄰型吸附環,該同極相鄰型吸附環由侶質環形管道341、正向螺線管342、反向螺線管 343W及鐵質導磁帽344等部件組成。其中,所述正向螺線管342和反向螺線管343分別布置 于侶質環形管道341,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管342和反向螺線管343相鄰 處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽344布置于侶質環形管道341的內壁上,其位于正向螺線 管342和反向螺線管343相鄰處、W及正向螺線管342和反向螺線管343軸線的中間點。

  [0076] 所述同極相鄰型吸附環的設計原理如下:通電正向螺線管342、反向螺線管343,相 鄰的正向螺線管342、反向螺線管343通有方向相反的電流,使得正向螺線管342、反向螺線 管343相鄰處產生同性磁極;同時,侶質環形管道341能夠改善磁路,加大管道內壁處的磁場 強度,增強鐵質導磁帽344對顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管342、反向螺線管343電流 可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,W獲得最佳吸附性能。

  [0077] 進一步的,所述第一吸附模塊34也可采用帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環,該帶電 擊鍵的同極相鄰型吸附環由侶質環形管道341、正向螺線管342、反向螺線管343、鐵質導磁 帽344、隔板345、電擊鍵346W及電磁鐵347等部件組成。其中,所述正向螺線管342和反向螺 線管343分別布置于侶質環形管道341,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管342和反 向螺線管343相鄰處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽344布置于侶質環形管道341的內壁上, 其位于正向螺線管342和反向螺線管343相鄰處、W及正向螺線管342和反向螺線管343軸線 的中間點。所述電擊鍵346和電磁鐵347位于隔板345之間。所述電磁鐵347連接并能推動電 擊鍵346,使電擊鍵346敲擊侶質環形管道342內壁。

  [0078] 所述帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環的設計原理如下:通電正向螺線管342、反向螺 線管%3,相鄰的正向螺線管%2、反向螺線管%3通有方向相反的電流,使得正向螺線管 342、反向螺線管343相鄰處產生同性磁極;同時,侶質環形管道341能夠改善磁路,加大管道 內壁處的磁場強度,增強鐵質導磁帽344對顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管342、反向螺 線管343電流可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,W獲得最佳吸附性能。而通過電擊 鍵346的設置,防止顆粒在鐵質導磁帽344處大量堆積,影響吸附效果。此時,通過電磁鐵347 控制電擊鍵%6敲擊管道341的內壁,使得被吸附的顆粒向兩側分散開。同時,在清洗管道 341時,電擊鍵346的敲擊還可W提高清洗效果。

  [0079] 所述第一吸附模塊34設計成U型,在油液進入U型吸附管道時,顆粒在重力、離屯、力 的作用下,向一側管壁移動,在加上磁場力作用,徑向移動速度加快,顆粒吸附的效率得W 提高;在油液離開U型吸附管道上升時,重力和磁場力的合力使得顆粒沿斜向下的方向運 動,延長了顆粒受力時間,提高了顆粒吸附的效率。

  [0080] 所述旋轉磁場離屯、模塊36利用旋轉磁場離屯、未被第一吸附裝置34吸附的微小磁 化顆粒,其由侶質管道361、鐵質外殼362、=相對稱繞組363、法蘭364W及=相對稱電流模 塊365組成。所述S相對稱繞組363繞在侶質管道361外。所述鐵質外殼362包覆于侶質管道 361上。所述法蘭364焊接在侶質管道361的兩端。所述=相對稱電流模塊365連接所述=相 對稱繞組363。

  [0081] 所述旋轉磁場離屯、模塊36的工作原理如下:未被吸附的微小磁化顆粒進入旋轉磁 場離屯、模塊36,=相對稱電流模塊365使=相對稱繞組363中流過=相對稱電流,該電流在 侶質管道361內產生旋轉磁場,磁化顆粒在旋轉磁場作用下受到磁場力的作用,并在該力的 作用下W螺旋狀前進,同時向管壁運動。因此,調節磁場強度即可使油液中的顆粒從油液中 "分離"出來,聚集在侶質管道361管壁附近,便于后續吸附捕獲。

  [0082] 所述第二吸附裝置37和所述第一吸附裝置34結構相同,功能和作用機理亦相同, 其能進一步吸附經旋轉磁場離屯、模塊36分離的顆粒。

  [0083] 所述消磁模塊35給磁化顆粒消磁,防止殘余磁性微粒通過回油筒進油管進入液壓 回路,對污染敏感液壓元件造成損傷。

  [0084] 所述U型微粒分離模塊3和回油筒7的上方通過一回油筒進油管22連接;通過U型微 粒分離模塊3處理后,U型管31管壁附近的油液富含聚合顆粒,通過回油筒進油管22進入回 油筒7后回流到油箱。

  [0085] 所述回油筒7的底部設有一溢流閥8,該溢流閥8底部設有一電控調節螺絲9;所述 溢流閥8上設有一排油口 10,該排油口 10通過管道20連接至一油箱11。

  [0086] 所述內筒15置于外桶19內,其通過一頂板13W及若干螺栓21安裝于端蓋25上。所 述螺旋流道17收容于內筒15內,其和U型微粒分離模塊3之間通過一內筒進油管12連接,具 體的說,所述內筒進油管12和螺旋流道17相切連接。U型管31管道中屯、的油液僅含微量小粒 徑微粒,通過內筒進油管12進入內筒15實現高精度過濾,從而實現固體微粒分離。進一步 的,所述內筒進油管12位于回油筒進油管22內,并延伸入U型微粒分離模塊3的中央,其直徑 小于回油筒進油管22直徑,且和回油筒進油管22同軸設置。

  [0087] 進一步的,所述內筒15的底部呈倒圓臺狀,其通過一內筒排油管23和回油筒7連 接,內筒排油管23上設有一電控止回閥24。所述內筒15的中央豎直設有一空屯、圓柱16,空屯、 圓柱16的上方設有壓差指示器14,該壓差指示器14安裝于端蓋25上。

  [0088] 所述濾忍18設置在內筒15的內壁上,其精度為1-5微米。

  [0089 ]所述外桶19的底部設有一液壓油出油口 5,通過液壓油出油口引尋過濾好的液壓油 排出。

  [0090]在本發明中,由于U型微粒分離模塊3對油液內固體微粒分離聚合作用,在U型微粒 分離模塊3出口處的油液中,中屯、的油液僅含微量小粒徑微粒,該部分油液從內筒進油管12 流入到內筒15進行高精度過濾;而管壁附近的油液富含聚合顆粒,該部分油液通過回油筒 進油管22進入回油筒7,再經溢流閥8的排油口 10流回油箱11,從而實現固體微粒按顆粒粒 徑分流濾波。此處,回油筒7和溢流閥8起到了前述的粗濾作用,從而節省了過濾器個數,降 低了系統成本和復雜度。溢流閥8的電控調節螺絲9用于調節溢流壓力,將其壓力調整到略 低于過濾出口處壓力,W保證內筒15過濾流量。

  [0091] 另外,傳統的過濾器主要采用濾餅過濾方式,過濾時濾液垂直于過濾元件表面流 動,被截流的固體微粒形成濾餅并逐漸增厚,過濾速度也隨之逐漸下降,直至濾液停止流 出,降低了過濾元件的使用壽命。在本本發明中,來自內筒進油管12攜帶小粒徑微粒的濾液 W切向進流的方式流入內筒15的螺旋流道17,螺旋通道17側面的內筒15壁為高精度濾忍 18,濾液在離屯、力的作用下緊貼濾忍18表面,濾液平行于濾忍18的表面快速流動,過濾后的 液壓油則垂直于濾忍18表面方向流出到外筒19,運兩個流動的方向互相垂直交錯,故稱其 為十字流過濾。濾液的快速流動對聚集在濾忍18表面的微粒施加了剪切掃流作用,從而抑 制了濾餅厚度的增加,使得過濾速度近乎恒定,過濾壓力也不會隨時間的流逝而升高,濾忍 的使用壽命因而大幅度提高。隨著過濾時間的累積,沉積在內筒15倒圓臺底部的污染顆粒 逐步增加,過濾速度緩慢下降,內筒15內未過濾的濾液沿中屯、的空屯、圓筒16上升,此時,壓 差指示器14起作用,監控其壓力變化,亦即內筒15底部濾忍18的堵塞情況,若超過闊值,貝U 調節電控調節螺絲9降低溢流壓力,并同時打開止回閥24,使內筒15底部含較多污染顆粒的 濾液在壓差作用下通過內筒排油管23排出到回油筒7,避免了底部濾忍18堵塞狀況惡化,從 而延長了濾忍18使用壽命。

  [0092] 采用上述濾油器對回流液壓有處理的工藝步驟如下:

  [0093] 1),回流液壓油進入U型微粒分離模塊3的起電模塊32,使油液中的顆粒物質帶電, 之后送至分離模塊33;

  [0094] 2),通過分離裝置33使油液中的帶電微粒在外力的作用下向管壁聚合,之后回油 送至第一吸附裝置34;

  [00M] 3),通過第一吸附模塊34吸附回油中的磁性聚合微粒,之后回油送至旋轉磁場離 屯、模塊36;

  [0096] 4),旋轉磁場離屯、模塊36利用旋轉磁場分離未吸附的磁化微粒,之后回油送至第 二吸附模塊37;

  [0097] 5),第二吸附模塊37二次吸附回油中的磁性聚合微粒;

  [0098] 6 ),通過消磁模塊35消除磁性微粒磁性;

  [0099] 7),之后U型微粒分離模塊3管壁附近的油液通過回油筒進油管22進入回油筒7后 回流到油箱,而含微量小粒徑微粒的管道中屯、的油液則通過內筒進油管12進入內筒15進行 局精度過濾;

  [0100] 8 ),攜帶小粒徑微粒的油液W切向進流的方式流入內筒15的螺旋流道17,油液在 離屯、力的作用下緊貼濾忍流動,并進行高精度過濾;

  [0101] 9),高精度過濾后的油液排入外筒19,并通過外筒19底部的液壓油出油口 5排出。

  [0102] W上的【具體實施方式】僅為本創作的較佳實施例,并不用W限制本創作,凡在本創 作的精神及原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本創作的保護范圍之 內。

  【主權項】

  1. 采用起電、分離、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾裝置,其特征在于:包括底板、U 型微粒分離模塊、回油筒、內筒、螺旋流道、濾芯、外桶以及端蓋;其中,所述U型微粒分離模 塊、回油筒、外桶依次置于底板上;所述U型微粒分離模塊上設有一液壓油進口,其包括一U 型管,U型管上依次安裝有起電模塊、分離模塊、第一吸附模塊、旋轉磁場離心模塊、第二吸 附模塊和消磁模塊;所述U型微粒分離模塊和回油筒的上方通過一回油筒進油管連接;所述 內筒置于外桶內,其通過一頂板以及若干螺栓安裝于端蓋上;所述螺旋流道收容于內筒內, 其和U型微粒分離模塊之間通過一內筒進油管連接;所述內筒進油管位于回油筒進油管內, 并延伸入U型微粒分離模塊的中央,其直徑小于回油筒進油管直徑,且和回油筒進油管同軸 設置;所述濾芯設置在內筒的內壁上,其精度為1-5微米;所述外桶的底部設有一液壓油出 油口。2. 如權利要求1所述的采用起電、分離、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾裝置,其特 征在于:所述起電模塊包括若干電極以及一電極控制器;所述若干電極安裝于第一回油管 上,其分別連接至電極控制器。3. 如權利要求1所述的采用起電、分離、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾裝置,其特 征在于:所述分離模塊采用均勻磁場分離模塊,該均勻磁場分離模塊包括鋁質管道、兩個磁 極以及磁極控制器;其中,所述兩個磁極分別設置在鋁質管道上,該兩個磁極的極性相反, 并呈相對設置;所述兩個磁極分別電性連接至磁極控制器上。4. 如權利要求1所述的采用起電、分離、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾裝置,其特 征在于:所述分離模塊采用旋轉磁場分離模塊,該旋轉磁場分離模塊包括鋁質管道、鐵質外 殼、三相對稱繞組以及三相對稱電流模塊;所述三相對稱繞組繞在鋁質管道外;所述鐵質外 殼包覆于鋁質管道上;所述三相對稱電流模塊連接所述三相對稱繞組。5. 如權利要求1所述的采用起電、分離、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾裝置,其特 征在于:所述分離模塊采用螺旋管道磁場分離模塊,該螺旋管道磁場分離模塊包括鋁質螺 旋管道、螺線管以及螺線管控制電路;其中,所述鋁質螺旋管道設置在螺線管內;所述螺線 管和螺線管控制電路電性連接。6. 如權利要求1所述的采用起電、分離、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾裝置,其特 征在于:所述第一吸附模塊和第二吸吸附模塊采用同極相鄰型吸附環,該同極相鄰型吸附 環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管以及鐵質導磁帽;所述正向螺線管和反向螺 線管分別布置于鋁質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線 管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線 管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點。7. 如權利要求1所述的采用起電、分離、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾裝置,其特 征在于:所述第一吸附模塊和第二吸吸附模塊采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環,該帶電 擊錘的同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、 電擊錘以及電磁鐵;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內,兩者通有 方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布 置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和 反向螺線管軸線的中間點;所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述電擊錘和電 磁鐵位于隔板之間;所述電磁鐵連接并能推動電擊錘,使電擊錘敲擊鋁質環形管道內壁。8. 權利要求1所述的采用起電、分離、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾裝置,其特征 在于:所述旋轉磁場離心模塊包括鋁質管道、鐵質外殼、三相對稱繞組、法蘭以及三相對稱 電流模塊;所述三相對稱繞組繞在鋁質管道外;所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上;所述法蘭 焊接在鋁質管道的兩端;所述三相對稱電流模塊連接所述三相對稱繞組。9. 權利要求1所述的采用起電、分離、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾裝置,其特征 在于:所述回油筒的底部設有一溢流閥,該溢流閥底部設有一電控調節螺絲;所述溢流閥上 設有一排油口,該排油口通過管道連接至一油箱。10. 權利要求1所述的采用起電、分離、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾裝置,其特征 在于:所述內筒的底部呈倒圓臺狀,其通過一內筒排油管和回油筒連接,內筒排油管上設有 一電控止回閥;所述內筒的中央豎直設有一空心圓柱,空心圓柱的上方設有壓差指示器,該 壓差指示器安裝于端蓋上;所述內筒進油管和螺旋流道相切連接。

  【文檔編號】F15B21/04GK105909601SQ201610312095

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年5月12日

  【發明人】李偉波

  【申請人】紹興文理學院

  一種采用起電、均勻磁場分離和吸附處理液壓油的方法

  【專利摘要】本發明涉及一種采用起電、均勻磁場分離和吸附處理液壓油的方法,處理時,液壓油依次通過第一回油管、起電裝置、均勻磁場分離裝置、吸附裝置、U型管、過濾箱、消泡板、永久磁鐵、隔板以及吸油管進行處理,從而使回油中游離的氣泡消融或析出,微米級顆粒吸附或消融。本發明將機械、電、磁等技術相結合,使固體顆粒聚集到管壁吸附,使空氣析出或消融,其處理成本低,處理效果好,油液凈化能力強,且不易造成二次污染。

  【專利說明】-種采用起電、均勻磁場分離和吸附處理液壓油的方法 【技術領域】

  [0001] 本發明設及一種液壓油的處理方法,具體設及一種采用起電、均勻磁場分離和吸 附處理液壓油的方法,屬于液壓油箱技術領域。 【【背景技術】】

  [0002] 國內外的資料統計說明,液壓系統的故障大約有70%~85%是由于油液污染引起 的。因此液壓系統污染控制已成為國內外液壓行業和各工業部口普遍關注的問題。而固體 污染、氣體污染是液壓污染的兩種主要方式。

  [0003] 在大氣壓力和室溫條件下油液中含有9%左右體積的空氣,一部分空氣溶入油液 中,運種溶解狀態的空氣對液壓系統的機械性能、油液的體積彈性系數和黏度也不會產生 明顯影響,一般可忽略不計;另一部分Wo. 05mm~0.5mm直徑的氣泡形式游離在油液中,形 成空穴現象,是噪聲、機體腐蝕和容積效率降低的主要原因。氣泡被急劇壓縮時產生熱量會 導致油溫升高,加速油液氧化和密封件老化,使油液潤滑性能下降。油液中滲雜氣泡還會降 低油液的剛度,導致自動控制失靈、工作機構間歇運動、定位不準確或定位漂移等不良后 果。

  [0004] 固體顆粒是液壓系統中最普遍、危害作用最大的污染物。據資料統計,由于固體顆 粒污染物引起的液壓系統故障占總污染故障的70%。在液壓系統油液中的顆粒污染物中, 金屬磨屑占有一定的比率,根據不同的情況,一般在20%~70%之間,運部分金屬磨屑主要 來自于元件的磨損。因此,采取有效措施去除油液中的固體顆粒污染物,是液壓系統污染控 制的另一個重要方面。

  [0005] 工廠的生產設備、施工機械中使用的液壓裝置由液壓回路和油箱構成。油箱儲存 向液壓回路提供的液壓油W及從液壓回路回流的回油。流入油箱的液壓系統回油中包含了 各種金屬和膠質顆粒污染物,同時還包括W氣泡形態存在的空氣,運些污染物的存在會導 致液壓系統性能下降甚至發生故障。

  [0006] 為解決上述顆粒消除問題,中國發明專利(授權公告號CN 203816790 U)公開了一 種離屯、式凈油機,其包括設備油箱及設備油箱引出的凈化前油管,該凈化前油管依次連接 輔助油箱、自吸累、離屯、轉筒,該離屯、轉筒連接凈化后油管接于設備油箱,還包括真空累與 輔助油箱連接;其中在所述輔助油箱內設有強磁磁鐵。因此,當在油液進入離屯、桶之前將油 液中的金屬雜質吸附,減少金屬顆粒對設備的磨損,有效提高了設備的使用壽命。

  [0007] 然后,上述凈油機存在W下幾方面問題:

  [000引1.需加設整套分離裝置,設備復雜,成本高,同時會給油液帶來二次污染。

  [0009] 2.油箱體積較大,且油液的導磁性差,強磁磁鐵對油液中微米級顆粒的作用力較 小,造成吸附時間長,吸附效果差等問題。

  [0010] 3.部分磁化微粒進入液壓回路,吸附在液壓元件上造成元件故障且難W清洗去 除。

  [0011] 而為解決上述氣泡消除問題,常規的做法是在油箱中設置縱向隔板,延長油液在 油箱中的停留時間,進、出油口應盡量設置得遠些,并增大油箱的容積。但是,由于混到回油 的氣泡很小且油的粘度相對較高,因此存在W下問題:氣泡上升至油面且散到空氣中需要 較長時間,在此期間液壓裝置無法進行工作。

  [0012] 中國實用發明專利申請(申請公布號CN 102762874 A)公開了一種油箱,該油箱通 過設置于油箱內的收納部和整流翼來延長回油油液在液面的停留時間,達到消除氣泡和避 免吸油口吸入氣泡的目的。然后,上述油箱的消泡機理是自然消泡,依舊存在消泡時間長, 效率低等問題,特別是對于流量變化劇烈的工況效果不佳。

  [0013] 因此,為解決上述技術問題,確有必要提供一種采用起電、均勻磁場分離和吸附處 理液壓油的方法,W克服現有技術中的所述缺陷。 【

  【發明內容】

  】

  [0014] 為解決上述技術問題,本發明的目的在于提供一種采用起電、均勻磁場分離和吸 附處理液壓油的方法,將機械、電、磁等技術相結合,使固體顆粒聚集到管壁吸附,使空氣析 出或消融,其結構簡單,成本低,且油液凈化能力強。

  [0015] 為實現上述目的,本發明采取的技術方案為:一種采用起電、均勻磁場分離和吸附 處理液壓油的方法,其利用一種油箱進行處理,該油箱包括油箱體、過濾箱、第一回油管、第 二回油管、U型管、均勻磁場分離裝置、吸附裝置、永久磁鐵、隔板、吸油管W及ECU;其中,所 述油箱體外的頂部設有空氣濾清器,油箱體內依次設有所述濾箱、永久磁鐵和隔板;所述第 一回油管插入油箱體內,并和U型管連接,其上設有起電裝置;所述第二回油管一端連接至 第一回油管,另一端延伸入過濾箱;所述第一回油管和第二回油管的連接處設有一溢流閥; 所述U型管位于過濾箱內,其上依次安裝有所述均勻磁場分離裝置和第一吸附裝置;所述過 濾箱底部設有隔磁支腳,頂部安裝有向下傾斜設置的消泡板;所述消泡板表面鋪設有一層 磁性金屬網;所述吸油管插入油箱體,其上設有濾油器、消磁器和剩磁傳感器;所述ECU分別 電性連接起電裝置、均勻磁場分離裝置、吸附裝置、消磁器和剩磁傳感器;;所述均勻磁場分 離裝置包括侶質管道、兩個磁極W及磁極控制器;其中,所述兩個磁極分別設置在侶質管道 上,該兩個磁極的極性相反,并呈相對設置;所述兩個磁極分別電性連接至磁極控制器上; 所述磁極控制器電性連接至ECU,并由ECU控制;其包括如下工藝步驟:

  [0016] 1),回流液壓油通過第一回油管送至起電裝置,通過電極控制器向電極施加電壓, 使油液中的顆粒物質帶電,之后送至均勻磁場分離裝置;

  [0017] 2),通過均勻磁場分離裝置使油液中的帶電微粒在外力的作用下向管壁聚合,之 后回油送至吸附裝置;

  [0018] 3),通過吸附裝置吸附回油中的磁性聚合微粒,之后回油送至U型管;

  [0019] 4),U型管通過其出口將回油排入過濾箱;

  [0020] 5),過濾箱滿溢的回油沿著消泡板的表面發生擴散,并與油箱體中的油液進行混 合,使油液的氣泡自然散發到空氣中;且消泡板上的磁性金屬網吸附油液中殘存的顆粒物 體;

  [0021] 6),利用油箱體中的隔板和永久磁鐵去除進油時的空氣和顆粒;

  [0022] 7),通過吸油管將油箱體的油液吸出,并利用吸油管上的消磁器消除磁性微粒磁 性。

  [0023] 本發明的采用起電、均勻磁場分離和吸附處理液壓油的方法進一步為:所述起電 裝造包括若干電極W及一電極控制器;所述若干電極安裝于第一回油管上,其分別連接至 電極控制器;所述電極控制器電性連接至ECU,并由ECU控制。

  [0024] 本發明的采用起電、均勻磁場分離和吸附處理液壓油的方法進一步為:所述吸附 裝置采用環形永久磁鐵,或同極相鄰型吸附環,或帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環。

  [0025] 本發明的采用起電、均勻磁場分離和吸附處理液壓油的方法進一步為:所述同極 相鄰型吸附環包括侶質環形管道、正向螺線管、反向螺線管W及鐵質導磁帽;所述正向螺線 管和反向螺線管分別布置于侶質環形管道內并由ECU控制,兩者通有方向相反的電流,使得 正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于侶質環形管道的內 壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、W及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間 點。

  [0026] 本發明的采用起電、均勻磁場分離和吸附處理液壓油的方法進一步為:所述帶電 擊鍵的同極相鄰型吸附環包括侶質環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、 電擊鍵W及電磁鐵;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于侶質環形管道內,兩者通有 方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布 置于侶質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、W及正向螺線管和 反向螺線管軸線的中間點;所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述電擊鍵和電 磁鐵位于隔板之間;所述電磁鐵連接并能推動電擊鍵,使電擊鍵敲擊侶質環形管道內壁;所 述ECU電性連接并控制正向螺線管、反向螺線管和電磁鐵。

  [0027] 本發明的采用起電、均勻磁場分離和吸附處理液壓油的方法進一步為:所述吸油 管的底部管口插于最低液面W下,其離油箱體的底部要大于其管徑的2-3倍,離油箱體的箱 壁距離為管徑的3倍;所述吸油管的底部管口截成45°斜角,并使斜角對著油箱體的箱壁。 [00%]本發明的采用起電、均勻磁場分離和吸附處理液壓油的方法還為:所述隔板上下 留空,上部留空在最高油面位置W上;所述油箱體采用立方體結構,其底部設有放油裝置。

  [0029] 與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:

  [0030] 1.通過向電極施加電壓使油液中的顆粒物質帶電聚合,通過分離裝置使質量較大 的帶電顆粒聚集在管壁附近,通過U形吸附裝置的磁力、重力、離屯、力形成高效吸附,利用消 泡板上的磁性金屬網吸附尚未吸附的小顆粒,最后在吸油管內對殘余顆粒消磁避免危害液 壓元件。

  [0031] 2.處理成本低,具有顆粒吸附和消泡功能,且不會產生二次污染。 【【附圖說明】】

  [0032] 圖1是本發明的采用起電、均勻磁場分離和吸附處理液壓油的油箱的結構示意圖。

  [0033] 圖2是圖1中的起電裝置的結構示意圖。

  [0034] 圖3是圖1中的均勻磁場分離裝置的結構示意圖。

  [0035] 圖4是圖1中的吸附裝置為同極相鄰型吸附環的結構示意圖。

  [0036] 圖5是圖1中的吸附裝置為帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環的結構示意圖。

  [0037] 圖6是圖1中的ECU的連接示意圖。 【【具體實施方式】】

  [0038] 請參閱說明書附圖1至附圖6所示,本發明為一種采用起電、均勻磁場分離和吸附 處理液壓油的油箱,其由油箱體1、過濾箱17、第一回油管12、第二回油管14、U型管20、均勻 磁場分離裝置26、吸附裝置21、永久磁鐵9、隔板8、吸油管2W及ECU3等幾部分組成。

  [0039] 其中,所述油箱體1采用立方體結構,使相同的容量下得到較大的散熱面積。所述 油箱體1外的頂部設有空氣濾清器10,油箱體1內依次設有所述過濾箱17、永久磁鐵9和隔板 8。所述油箱體1的底部設有放油裝置11,換油時將其打開放走油污。所述隔板用于將吸、回 油隔開,迫使油液循環流動,利于散熱和沉淀,其上下留空,上部留空在最高油面位置W上, 用W空氣流通和控制走線;而下部留空用W吸油,減少空氣和顆粒的吸入。所述永久磁鐵9 用于吸附金屬顆粒。所述空氣濾清器10使油箱體1與大氣相通,其能濾除空氣中的灰塵雜 物,有時兼作加油口,其具體可選用規格為EF4-50EF型空氣過濾器,其空氣過濾精度為 0.105mm2,加油流量和空氣流量分別為32L/min和26化/min。

  [0040] 所述第一回油管12插入油箱體1內,并和U型管20連接,其上起電裝置25。所述起電 裝置25如說明書附圖2所示,其由若干電極251W及一電極控制器252組成。所述若干電極 251安裝于第一回油管12上,其分別連接至電極控制器252。所述電極控制器252電性連接至 ECU3,并由ECU3控制。ECU3通過電極控制器252向電極251施加電壓,使油液中的顆粒物質帶 電。

  [0041] 所述第二回油管14一端連接至第一回油管12,另一端延伸入過濾箱17。所述第一 回油管12和第二回油管14的連接處設有一溢流閥13。所述溢流閥13在第一回油管12渺積堵 塞時打開,使液壓系統回油從第二回油管14流回過濾箱17,其可選擇YUKEN日本油研型號為 EBG-03-C-T-50的EBG型電一液比例溢流閥。該比例溢流閥的最高使用工作壓力為25MPa,最 大流量為l(K)L/rain,最小流量為化/rain,壓力調節范圍為0.4~16MPa,額定電流為770mA, 線圈電阻為10歐姆。

  [0042] 所述U型管20位于過濾箱17內,其上依次安裝有所述均勻磁場分離裝置26和吸附 裝置21。所述U型管20的出口位于靠近液面處的下方,目的是縮短氣泡上浮距離,加快油液 內氣泡的自然散發速度。

  [0043] 所述過濾箱17底部設有隔磁支腳18,頂部安裝有向下傾斜設置的消泡板23。所述 消泡板23表面鋪設有一層磁性金屬網24。為了避免過濾箱17液面低于回油出口而造成飛瓣 起泡,在過濾箱17靠近液面處設有止回閥30,該閥的位置位于最低液面W下,保證了過濾箱 17內油液的高度不低于外部油箱。U型管20出口的油液從過濾箱17溢流,并沿著消泡板23的 表面發生擴散并與油箱體1中的油液進行混合,消泡板23的最低端要在最低液位W下,W防 止飛瓣起泡。所述磁性金屬網24用于吸附油液中殘存的顆粒物體,使得回油攜帶的氣泡只 在過濾箱17的液面聚集,氣泡自然散發的距離短,速度快;經消泡板23和油箱內的液壓油也 是在液面混合,避免了油箱底部的吸油口吸入運些氣泡。

  [0044] 所述吸油管2插入油箱體1,其上設有濾油器6、消磁器5和剩磁傳感器4,其與第一 回油管12、第二回油管14之間的距離盡可能遠。該吸油管2的底部管口插于最低液面W下, 其離油箱體1的底部要大于其管徑的2-3倍,W免吸空和飛瓣起泡;離油箱體1的箱壁距離為 管徑的3倍,W便四面進油。進一步的,所述吸油管2的底部管口截成45°斜角,并使斜角對著 油箱體I的箱壁,W增大油口通流面積,并使斜面對著箱壁,W利散熱和沉淀雜質。所述濾油 器6用來保護與油箱連接的齒輪累,使其不致吸入較大的固體雜質,其具體采用過濾精度為 180um、壓力損失《O.OlMPa、流量為250L/min、通徑為50mm、采用法蘭聯接的型號為WU- 250X1S0F的網式過濾器。所述消磁器5能防止殘余磁性微粒進入液壓回路,對敏感液壓元件 造成損傷;且ECU3根據剩磁傳感器4的檢測值控制消磁器5的消磁強度。所述消磁器5的消磁 方法為電磁退磁,方法是通過加一適當的反向磁場,使得材料中的磁感應強度重新回到零 點,且磁場強度或電流必須按順序反轉和逐步降低,避免由于磁滯現象的存在,當鐵磁材料 磁化到飽和狀態后,即使撤消外加磁場,材料中的磁感應強度仍回不到零點的問題產生。

  [0045] 所述均勻磁場分離裝置26使質量較大的顆粒帶電聚合并在離屯、力作用下甩向腔 壁,而油液中的氣泡則在離屯、力作用下移向管道的中屯、軸線處。所述均勻磁場分離裝置26 由侶質管道261、兩個磁極262W及磁極控制器263組成。其中,所述兩個磁極262分別設置在 侶質管道261上,該兩個磁極262的極性相反,并呈相對設置。所述兩個磁極262分別電性連 接至磁極控制器263上。所述磁極控制器263電性連接至ECU3,并由ECU3控制。

  [0046] 所述均勻磁場分離裝置26的設計原理如下:帶電顆粒W速度V流入均勻磁場分離 裝置26,均勻磁場分離裝置26的兩個磁極262受ECU3控制產生和速度V方向垂直的均勻磁 場,根據左手定則,則帶電顆粒在均勻磁場分離裝置26中受到垂直于速度方向和磁場方向 的洛侖磁力的作用,該力不改變帶電顆粒的速率,它只改變帶電顆粒的運動方向,使帶電顆 粒在該力的作用下向侶質管道261的管壁運動,從而使油液中的顆粒從油液中"分離"出來, 向管壁聚集,便于后續吸附捕獲。由于油液具有一定的粘性,顆粒向管壁運動過程中還受到 粘性阻力的作用。為了確保分離效果,需要調節磁場強度B使距離管壁最遠處的顆粒能在分 離裝置的作用時間內運動到管壁處,定量分析如下:

  [0047] 假定微粒質量為m,速度為V,磁場強度為B,帶電量為q,分離裝置的直徑為D,長度 為L,則:

  [0048] 作用在帶電顆粒上的洛侖磁力為

  [0049] Fi=qvB

  [0050] 帶電顆粒受到的粘性阻力為 [0051 ] Fd=63T ? q ? r ? V

  [0052] n一一液壓油的粘度r一一帶電顆粒的半徑V-一帶電顆粒運動速度

  [0053] 不是一般性,假定油液中的顆粒進入分離裝置時已達到穩態,則帶電顆粒通過分 離裝置的時間可近似用下式表示

  [0化4]

  [0055]距離管壁最遠處的帶電顆粒運動到管壁處的時間t2可由下式求解

  [0化6]

  [0057]調節B,使得ti〉t2,即可達到分離效果。

  [005引請參閱說明書附圖4至附圖5所示,所述吸附裝置21用于吸附經均勻磁場分離裝置 26后的磁性聚合大微粒,其可W采用環形永久磁鐵,或同極相鄰型吸附環,或帶電擊鍵的同 極相鄰型吸附環。

  [0059] 進一步的,所述吸附裝置21采用同極相鄰型吸附環時,該同極相鄰型吸附環由侶 質環形管道211、正向螺線管212、反向螺線管213W及鐵質導磁帽214等部件組成。其中,所 述正向螺線管212和反向螺線管213分別布置于侶質環形管道211內并由ECU3控制,兩者通 有方向相反的電流,使得正向螺線管212和反向螺線管213相鄰處產生同性磁極。所述鐵質 導磁帽214布置于侶質環形管道211的內壁上,其位于正向螺線管212和反向螺線管213相鄰 處、W及正向螺線管212和反向螺線管213軸線的中間點。

  [0060] 所述同極相鄰型吸附環的設計原理如下:通電正向螺線管212、反向螺線管213,相 鄰的正向螺線管212、反向螺線管213通有方向相反的電流,使得正向螺線管212、反向螺線 管213相鄰處產生同性磁極;同時,侶質環形管道211能夠改善磁路,加大管道內壁處的磁場 強度,增強鐵質導磁帽214對顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管212、反向螺線管213電流 由ECU3直接控制,可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,W獲得最佳吸附性能。

  [0061] 進一步的,所述吸附裝置21也可采用帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環時,該帶電擊 鍵的同極相鄰型吸附環由侶質環形管道211、正向螺線管212、反向螺線管213、鐵質導磁帽 214、隔板215、電擊鍵216W及電磁鐵217等部件組成。其中,所述正向螺線管212和反向螺線 管213分別布置于侶質環形管道211內并由ECU3控制,兩者通有方向相反的電流,使得正向 螺線管212和反向螺線管213相鄰處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽214布置于侶質環形管 道211的內壁上,其位于正向螺線管212和反向螺線管213相鄰處、W及正向螺線管212和反 向螺線管213軸線的中間點。所述電擊鍵216和電磁鐵217位于隔板215之間。所述電磁鐵217 連接并能推動電擊鍵216,使電擊鍵216敲擊侶質環形管道212內壁。所述ECU3電性連接并控 制正向螺線管212、反向螺線管213和電磁鐵217。

  [0062] 所述帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環的設計原理如下:通電正向螺線管212、反向螺 線管213,相鄰的正向螺線管212、反向螺線管213通有方向相反的電流,使得正向螺線管 212、反向螺線管213相鄰處產生同性磁極;同時,侶質環形管道211能夠改善磁路,加大管道 內壁處的磁場強度,增強鐵質導磁帽214對顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管212、反向螺 線管213電流由ECU3直接控制,可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,W獲得最佳吸附 性能。而通過電擊鍵216的設置,防止顆粒在鐵質導磁帽214處大量堆積,影響吸附效果。此 時,通過電磁鐵217控制電擊鍵216敲擊管道211的內壁,使得被吸附的顆粒向兩側分散開。 同時,在清洗管道211時,電擊鍵216的敲擊還可W提高清洗效果。

  [0063] 請參閱說明書附圖6所示,所述ECU3可選擇Microchip公司的PIC16F877,其分別電 性連接起電裝置25、均勻磁場分離裝置26、吸附裝置21、消磁器5和剩磁傳感器4等部件。

  [0064] 采用上述油箱對回流液壓油處理的工藝步驟如下:

  [0065] 1),回流液壓油通過第一回油管12送至起電裝置25,通過電極控制器252向電極 251施加電壓,使油液中的顆粒物質帶電,之后送至均勻磁場分離裝置26;

  [0066] 2),通過均勻磁場分離裝置26使油液中的帶電微粒在外力的作用下向管壁聚合, 之后回油送至吸附裝置21;

  [0067] 3),通過吸附裝置21吸附回油中的磁性聚合微粒,之后回油送至U型管20;

  [006引 4),U型管20通過其出口將回油排入過濾箱17;

  [0069] 5),過濾箱17滿溢的回油沿著消泡板23的表面發生擴散,并與油箱體1中的油液進 行混合,使油液的氣泡自然散發到空氣中;且消泡板23上的磁性金屬網24吸附油液中殘存 的顆粒物體;

  [0070] 6),利用油箱化中的隔板8和永久磁鐵9去除進油時的空氣和顆粒;

  [0071] 7),通過吸油管2將油箱體1的油液吸出,并利用吸油管2上的消磁器5消除磁性微 粒磁性,防止殘余磁性微粒進入液壓回路,對敏感液壓元件造成損傷。

  [0072] W上的【具體實施方式】僅為本創作的較佳實施例,并不用W限制本創作,凡在本創 作的精神及原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本創作的保護范圍之 內。

  【主權項】

  1. 一種采用起電、均勻磁場分離和吸附處理液壓油的方法,其特征在于:利用一種油箱 進行處理,該油箱包括油箱體、過濾箱、第一回油管、第二回油管、U型管、均勻磁場分離裝 置、吸附裝置、永久磁鐵、隔板、吸油管以及ECU;其中,所述油箱體外的頂部設有空氣濾清 器,油箱體內依次設有所述濾箱、永久磁鐵和隔板;所述第一回油管插入油箱體內,并和U型 管連接,其上設有起電裝置;所述第二回油管一端連接至第一回油管,另一端延伸入過濾 箱;所述第一回油管和第二回油管的連接處設有一溢流閥;所述U型管位于過濾箱內,其上 依次安裝有所述均勻磁場分離裝置和第一吸附裝置;所述過濾箱底部設有隔磁支腳,頂部 安裝有向下傾斜設置的消泡板;所述消泡板表面鋪設有一層磁性金屬網;所述吸油管插入 油箱體,其上設有濾油器、消磁器和剩磁傳感器;所述ECU分別電性連接起電裝置、均勻磁場 分離裝置、吸附裝置、消磁器和剩磁傳感器;;所述均勻磁場分離裝置包括鋁質管道、兩個磁 極以及磁極控制器;其中,所述兩個磁極分別設置在鋁質管道上,該兩個磁極的極性相反, 并呈相對設置;所述兩個磁極分別電性連接至磁極控制器上;所述磁極控制器電性連接至 E⑶,并由E⑶控制;其包括如下工藝步驟: 1) ,回流液壓油通過第一回油管送至起電裝置,通過電極控制器向電極施加電壓,使油 液中的顆粒物質帶電,之后送至均勻磁場分離裝置; 2) ,通過均勻磁場分離裝置使油液中的帶電微粒在外力的作用下向管壁聚合,之后回 油送至吸附裝置; 3) ,通過吸附裝置吸附回油中的磁性聚合微粒,之后回油送至U型管; 4) ,U型管通過其出口將回油排入過濾箱; 5) ,過濾箱滿溢的回油沿著消泡板的表面發生擴散,并與油箱體中的油液進行混合,使 油液的氣泡自然散發到空氣中;且消泡板上的磁性金屬網吸附油液中殘存的顆粒物體; 6) ,利用油箱體中的隔板和永久磁鐵去除進油時的空氣和顆粒; 7) ,通過吸油管將油箱體的油液吸出,并利用吸油管上的消磁器消除磁性微粒磁性。2. 如權利要求1所述的采用起電、均勻磁場分離和吸附處理液壓油的方法,其特征在 于:所述起電裝造包括若干電極以及一電極控制器;所述若干電極安裝于第一回油管上,其 分別連接至電極控制器;所述電極控制器電性連接至ECU,并由ECU控制。3. 如權利要求1所述的采用起電、均勻磁場分離和吸附處理液壓油的方法,其特征在 于:所述吸附裝置采用環形永久磁鐵,或同極相鄰型吸附環,或帶電擊錘的同極相鄰型吸附 環。4. 如權利要求1所述的采用起電、均勻磁場分離和吸附處理液壓油的方法,其特征在 于:所述同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管以及鐵質導磁帽; 所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內并由ECU控制,兩者通有方向相 反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁 質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺 線管軸線的中間點。5. 如權利要求1所述的采用起電、均勻磁場分離和吸附處理液壓油的方法,其特征在 于:所述帶電擊錘的同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質 導磁帽、隔板、電擊錘以及電磁鐵;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道 內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵 質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正 向螺線管和反向螺線管軸線的中間點;所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述 電擊錘和電磁鐵位于隔板之間;所述電磁鐵連接并能推動電擊錘,使電擊錘敲擊鋁質環形 管道內壁;所述ECU電性連接并控制正向螺線管、反向螺線管和電磁鐵。6. 如權利要求1所述的采用起電、均勻磁場分離和吸附處理液壓油的方法,其特征在 于:所述吸油管的底部管口插于最低液面以下,其離油箱體的底部要大于其管徑的2-3倍, 離油箱體的箱壁距離為管徑的3倍;所述吸油管的底部管口截成45°斜角,并使斜角對著油 箱體的箱壁。7. 如權利要求1所述的采用起電、均勻磁場分離和吸附處理液壓油的方法,其特征在 于:所述隔板上下留空,上部留空在最高油面位置以上;所述油箱體采用立方體結構,其底 部設有放油裝置。

  【文檔編號】F15B21/04GK105909602SQ201610312192

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年5月12日

  【發明人】李偉波

  【申請人】李偉波

  一種采用起電、分離和吸附的液壓系統用濾油器的制造方法

  【專利摘要】本發明涉及一種采用起電、分離和吸附的液壓系統用濾油器,其U型微粒分離模塊、回油筒、外桶依次置于底板上;U型微粒分離模塊上設有一液壓油進口,其包括一U型管,U型管上依次安裝有起電模塊、分離模塊、吸附模塊和消磁模塊;U型微粒分離模塊和回油筒的上方通過一回油筒進油管連接;內筒置于外桶內,其通過一頂板以及若干螺栓安裝于端蓋上;螺旋流道收容于內筒內,其和U型微粒分離模塊之間通過一內筒進油管連接;內筒進油管位于回油筒進油管內,并延伸入U型微粒分離模塊的中央;濾芯設置在內筒的內壁上。本發明具有過濾性能好,適應性和集成性高,使用壽命長等諸多優點。

  【專利說明】-種采用起電、分離和吸附的液壓系統用濾油器 【技術領域】

  [0001] 本發明設及一種液壓油過濾器,具體設及一種采用起電、分離和吸附的液壓系統 用濾油器,屬于液壓設備技術領域。 【【背景技術】】

  [0002] 國內外的資料統計表明,液壓系統的故障大約有70%~85%是由于油液污染引起 的。固體顆粒則是油液污染中最普遍、危害作用最大的污染物。由固體顆粒污染物引起的液 壓系統故障占總污染故障的70%。在液壓系統油液中的顆粒污染物中,金屬磨屑占比在 20%~70%之間。采取有效措施濾除油液中的固體顆粒污染物,是液壓系統污染控制的關 鍵,也是系統安全運行的可靠保證。

  [0003] 過濾器是液壓系統濾除固體顆粒污染物的關鍵元件。液壓油中的固體顆粒污染 物,除油箱可沉淀一部分較大顆粒外,主要靠濾油裝置來濾除。尤其是高壓過濾裝置,主要 用來過濾流向控制閥和液壓缸的液壓油,W保護運類抗污染能力差的液壓元件,因此對液 壓油的清潔度要求更高。

  [0004] 然而,現有的液壓系統使用的高壓過濾器存在W下不足:(1)各類液壓元件對油液 的清潔度要求各不相同,油液中的固體微粒的粒徑大小亦各不相同,為此需要在液壓系統 的不同位置安裝多個不同類型濾波器,由此帶來了成本和安裝復雜度的問題;(2)液壓系統 中的過濾器主要采用濾餅過濾方式,過濾時濾液垂直于過濾元件表面流動,被截流的固體 微粒形成濾餅并逐漸增厚,過濾速度也隨之逐漸下降直至濾液停止流出,降低了過濾元件 的使用壽命。

  [0005] 因此,為解決上述技術問題,確有必要提供一種創新的采用起電、分離和吸附的液 壓系統用濾油器,W克服現有技術中的所述缺陷。 【

  【發明內容】

  】

  [0006] 為解決上述技術問題,本發明的目的在于提供一種過濾性能好,適應性和集成性 高,使用壽命長的采用起電、分離和吸附的液壓系統用濾油器。

  [0007] 為實現上述目的,本發明采取的技術方案為:一種采用起電、分離和吸附的液壓系 統用濾油器,其包括底板、U型微粒分離模塊、回油筒、內筒、螺旋流道、濾忍、外桶W及端蓋; 其中,所述U型微粒分離模塊、回油筒、外桶依次置于底板上;所述U型微粒分離模塊上設有 一液壓油進口,其包括一U型管,U型管上依次安裝有起電模塊、分離模塊、吸附模塊和消磁 模塊;所述U型微粒分離模塊和回油筒的上方通過一回油筒進油管連接;所述內筒置于外桶 內,其通過一頂板W及若干螺栓安裝于端蓋上;所述螺旋流道收容于內筒內,其和U型微粒 分離模塊之間通過一內筒進油管連接;所述內筒進油管位于回油筒進油管內,并延伸入U型 微粒分離模塊的中央,其直徑小于回油筒進油管直徑,且和回油筒進油管同軸設置;所述濾 忍設置在內筒的內壁上,其精度為1-5微米;所述外桶的底部設有一液壓油出油口。

  [000引本發明的采用起電、分離和吸附的液壓系統用濾油器進一步設置為:所述起電模 塊包括若干電極W及一電極控制器;所述若干電極安裝于U型管上,其分別連接至電極控制 器。

  [0009] 本發明的采用起電、分離和吸附的液壓系統用濾油器進一步設置為:所述分離模 塊采用均勻磁場分離模塊,該均勻磁場分離模塊包括侶質管道、兩個磁極W及磁極控制器; 其中,所述兩個磁極分別設置在侶質管道上,該兩個磁極的極性相反,并呈相對設置;所述 兩個磁極分別電性連接至磁極控制器上。

  [0010] 本發明的采用起電、分離和吸附的液壓系統用濾油器進一步設置為:所述分離模 塊采用旋轉磁場分離模塊,該旋轉磁場分離模塊包括侶質管道、鐵質外殼、=相對稱繞組W 及=相對稱電流模塊;所述=相對稱繞組繞在侶質管道外;所述鐵質外殼包覆于侶質管道 上;所述=相對稱電流模塊連接所述=相對稱繞組。

  [0011] 本發明的采用起電、分離和吸附的液壓系統用濾油器進一步設置為:所述分離模 塊采用螺旋管道磁場分離模塊,該螺旋管道磁場分離模塊包括侶質螺旋管道、螺線管W及 螺線管控制電路;其中,所述侶質螺旋管道設置在螺線管內;所述螺線管和螺線管控制電路 電性連接。

  [0012] 本發明的采用起電、分離和吸附的液壓系統用濾油器進一步設置為:所述吸附模 塊采用同極相鄰型吸附環,該同極相鄰型吸附環包括侶質環形管道、正向螺線管、反向螺線 管W及鐵質導磁帽;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于侶質環形管道內,兩者通有 方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布 置于侶質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、W及正向螺線管和 反向螺線管軸線的中間點。

  [0013] 本發明的采用起電、分離和吸附的液壓系統用濾油器進一步設置為:所述吸附模 塊采用帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環,該帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環包括侶質環形管 道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、電擊鍵W及電磁鐵;所述正向螺線管和反 向螺線管分別布置于侶質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向 螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于侶質環形管道的內壁上,其位于正向 螺線管和反向螺線管相鄰處、W及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點;所述隔板位于 正向螺線管和反向螺線管之間;所述電擊鍵和電磁鐵位于隔板之間;所述電磁鐵連接并能 推動電擊鍵,使電擊鍵敲擊侶質環形管道內壁。

  [0014] 本發明的采用起電、分離和吸附的液壓系統用濾油器進一步設置為:所述回油筒 的底部設有一溢流閥,該溢流閥底部設有一電控調節螺絲;所述溢流閥上設有一排油口,該 排油口通過管道連接至一油箱。

  [0015] 本發明的采用起電、分離和吸附的液壓系統用濾油器還設置為:所述內筒的底部 呈倒圓臺狀,其通過一內筒排油管和回油筒連接,內筒排油管上設有一電控止回閥;所述內 筒的中央豎直設有一空屯、圓柱,空屯、圓柱的上方設有壓差指示器,該壓差指示器安裝于端 蓋上;所述內筒進油管和螺旋流道相切連接。

  [0016] 與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:

  [0017] 1.液壓油在U型微粒分離模塊中實現固體微粒的分離,使油液中的固體微粒向管 壁運動,在U型微粒分離模塊出口處,富含固體微粒的管壁附近的油液通過回油筒進油管進 入回油筒后回流到油箱,而僅含微量小粒徑微粒的管道中屯、的油液則通過內筒進油管進入 內筒進行高精度過濾,提高了濾忍的使用壽命,降低了濾波成本和復雜度;進入內筒進油管 的油液W切向進流的方式流入內筒的螺旋流道,內筒壁為濾忍,則濾液在離屯、力的作用下 緊貼濾忍流動,濾液平行于濾忍的表面快速流動,過濾后的液壓油則垂直于濾忍表面方向 流出到外筒,運種十字流過濾方式對濾忍表面的微粒實施掃流作用,抑制了濾餅厚度的增 加,沉積在內筒底部的污染顆??啥〞r通過電控止回閥排出到回油筒,從而提高濾忍使用 壽命。

  [0018] 2.通過控制液壓油的溫度和向電極施加電壓使油液中的顆粒物質帶電聚合,并促 使膠質顆粒分解消融;通過吸附模塊形成高效吸附;利用旋轉磁場將油液中的微小顆粒"分 離"并聚集到管壁附近,用吸附裝置捕獲微小顆粒;通過消磁裝置對殘余顆粒消磁避免危害 液壓元件,從而使油液中固體微粒聚集成大顆粒運動到管壁附近。

  [0019] 3.磁化需要的非均勻磁場的產生,需要多對正逆線圈對并通過不同大小的電流, 且電流數值可在線數字設定。 【【附圖說明】】

  [0020] 圖1是本發明的采用起電、分離和吸附的液壓系統用濾油器的結構示意圖。

  [0021] 圖2是圖1中的U型微粒分離模塊的示意圖。

  [0022] 圖3是圖2中的起電模塊的結構示意圖。

  [0023] 圖4是圖2中的分離模塊為均勻磁場分離模塊的結構示意圖。

  [0024] 圖5是圖2中的分離模塊為旋轉磁場分離模塊的結構示意圖。

  [0025] 圖6是圖2中的分離模塊為螺旋管道磁場分離模塊的結構示意圖。

  [0026] 圖7是圖2中的吸附模塊為同極相鄰型吸附環的結構示意圖。

  [0027] 圖8是圖2中的吸附模塊為帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環的結構示意圖。 【【具體實施方式】】

  [0028] 請參閱說明書附圖1至附圖8所示,本發明為一種采用起電、分離和吸附的液壓系 統用濾油器,其由底板6、U型微粒分離模塊3、回油筒7、內筒15、螺旋流道17、濾忍18、外桶19 W及端蓋25等幾部分組成。

  [0029] 其中,所述U型微粒分離模塊2、回油筒7、外桶19依次置于底板6上。所述U型微粒分 離模塊3上設有一用于通入液壓油的液壓油進口 1,其包括一 U型管31,U型管31上依次安裝 有起電模塊32、分離模塊33、吸附模塊34、W及消磁模塊35。

  [0030] 所述起電模塊32使油液中的金屬顆粒物質帶電,其由若干電極321W及一電極控 制器322組成。所述若干電極321安裝于U型管31上,其分別連接至電極控制器252。所述電極 控制器322電性連接向電極321施加電壓,使油液中的顆粒物質帶電。

  [0031] 所述分離模塊33使質量較大的顆粒帶電聚合并在離屯、力作用下甩向腔壁,其可采 用均勻磁場分離模塊、旋轉磁場分離模塊或螺旋管道磁場分離模塊。

  [0032] 所述分離模塊33采用均勻磁場分離模塊時,其由侶質管道331、兩個磁極332W及 磁極控制器333組成。其中,所述兩個磁極332分別設置在侶質管道331上,該兩個磁極332的 極性相反,并呈相對設置。所述兩個磁極332分別電性連接至磁極控制器333上。

  [0033] 所述均勻磁場分離模塊33的設計原理如下:帶電顆粒W速度V流入均勻磁場分離 模塊33,均勻磁場分離模塊33的兩個磁極332產生和速度V方向垂直的均勻磁場,根據左手 定則,則帶電顆粒在均勻磁場分離模塊33中受到垂直于速度方向和磁場方向的洛侖磁力的 作用,該力不改變帶電顆粒的速率,它只改變帶電顆粒的運動方向,使帶電顆粒在該力的作 用下向侶質管道331的管壁運動,從而使油液中的顆粒從油液中"分離"出來,向管壁聚集, 便于后續吸附捕獲。由于油液具有一定的粘性,顆粒向管壁運動過程中還受到粘性阻力的 作用。為了確保分離效果,需要調節磁場強度B使距離管壁最遠處的顆粒能在分離模塊的作 用時間內運動到管壁處,定量分析如下:

  [0034] 假定微粒質量為m,速度為V,磁場強度為B,帶電量為q,分離模塊的直徑為D,長度 為L,則:

  [0035] 作用在帶電顆粒上的洛侖磁力為

  [0036] Fi=qvB

  [0037] 帶電顆粒受到的粘性阻力為 [003引 Fd=Gn ? q ? r ? V

  [0039] n一一液壓油的粘度r一一帶電顆粒的半徑V-一帶電顆粒運動速度

  [0040] 不是一般性,假定油液中的顆粒進入分離模塊時已達到穩態,則帶電顆粒通過分 離模塊的時間可近似用下式表示

  [0041]

  [0042] 距離管壁最遠處的帶電顆粒運動到管壁處的時間t2可由下式求解

  [0043]

  [0044] 調節B,使得ti〉t2,即可足到分離效果。

  [0045] 所述分離模塊33采用旋轉磁場分離模塊時,其由侶質管道331、鐵質外殼334、=相 對稱繞組335W及=相對稱電流模塊336等部件組成。所述=相對稱繞組335繞在侶質管道 331外。所述鐵質外殼334包覆于侶質管道335上。所述S相對稱電流模塊336連接所述S相 對稱繞組335。

  [0046] 所述旋轉磁場分離模塊33的設計原理如下:帶電顆粒W速度V流入旋轉磁場分離 模塊33,=相對稱電流模塊336使=相對稱繞組335中流過=相對稱電流,該電流在侶質管 道331內產生旋轉磁場,帶電顆粒在旋轉磁場作用下受到垂直于速度方向和磁場方向的洛 侖磁力的作用,該力不改變帶電顆粒的速率,它只改變帶電顆粒的運動方向,使帶電顆粒在 該力的作用下W螺旋狀前進,并向管壁運動。合理調節磁場強度即可使油液中的顆粒從油 液中"分離"出來,聚集在管壁附近,便于后續吸附捕獲。由于油液具有一定的粘性,顆粒向 管壁運動過程中還受到粘性阻力的作用。為了確保分離效果,需要使侶質管道331軸線上的 微粒能在分離模塊的作用時間內運動到管壁處,定量分析如下:

  [0047] 假定微粒質量為m,速度為V,磁場強度為B,帶電量為q,分離模塊的直徑為D,長度 為U則:

  [004引作用在帶電顆粒上的洛侖磁力為

  [0049] Fi=QvB

  [0050] 帶電顆粒受到的粘性阻力為

  [0051 ] Fd=63T ? q ? r ? V

  [0052] n一一液壓油的粘度r--帶電顆粒的半徑V-一帶電顆粒運動速度

  [0053] 假定油液中的顆粒進入分離模塊時已達到穩態,則帶電顆粒通過分離模塊的時間 可近似用下式表示

  [0化4]

  [0055]管道軸線上的帶電顆粒運動到管壁處的時間t2可由下式求解

  [0化6]

  [0057]調節B,使得ti〉t2,即可達到分離效果。

  [005引所述分離模塊33采用螺旋管道磁場分離模塊時,其由侶質螺旋管道338、螺線管 339W及螺線管控制電路336組成。其中,所述侶質螺旋管道338設置在螺線管339內。所述螺 線管339和螺線管控制電路336電性連接。

  [0059] 所述螺旋管道磁場分離模塊33的設計原理如下:攜帶帶電顆粒的油液沿侶質螺旋 管道338前進,從而在管道出口處產生具有一定自旋方向的旋流,質量較重的帶電顆粒隨著 油液旋轉,在離屯、力的作用下產生向管壁的徑向運動;同時,由于侶質螺旋管道338的入口 方向和通電螺線管339的軸向磁場方向垂直,W速度V進入侶質螺旋管道338的帶電顆粒受 到洛侖磁力的作用,方向垂直于磁場方向和侶質螺旋管道338的入口方向。洛侖磁力使帶電 顆粒在管道內做螺旋前進運動,由于侶質螺旋管道338的入口方向和磁場方向接近垂直,帶 電顆粒主要作周向旋轉運動,而油液則不受影響,從而實現顆粒從油液中的"分離",W便實 現對顆粒的吸附。為保證"分離"效果,需要使侶質管道軸線上的微粒能在分離模塊的作用 時間內運動到管壁處,定量分析如下:

  [0060] 假定微粒質量為m,速度為V,帶電量為q,侶質螺旋管道的直徑為D,侶質螺旋管道 的應數為n,侶質螺旋管道的入口方向和通電螺線管的軸向磁場方向的夾角為0,螺線管應 數為N,電流為I,磁場強度為B,真空磁導率為y〇,則:

  [0061] 作用在帶電顆粒上的洛侖磁力為

  [0062] Fi=QvB

  [0063] 帶電顆粒受到的粘性阻力為

  [0064] Fd=63T ? q ? r ? V

  [0065] n一一液壓油的粘度r一一帶電顆粒的半徑V-一帶電顆粒運動速度

  [0066] 帶電顆粒通過分離模塊的時間可近似用下式表示

  [0067]

  [0068] 管道軸線上的帶電顆粒運動到管壁處的時間t2可由下式求解 [0069

  [0070]螺線管內部的磁場強度可近似為恒值

  [0071]

  [0072] 調節

  i,便得ti〉t2,即可達到分離效果。

  [0073] 所述吸附模塊34用于吸附經分離模塊33分離后的磁性聚合大微粒,其可采用同極 相鄰型吸附環,該同極相鄰型吸附環由侶質環形管道341、正向螺線管342、反向螺線管343 W及鐵質導磁帽344等部件組成。其中,所述正向螺線管342和反向螺線管343分別布置于侶 質環形管道341,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管342和反向螺線管343相鄰處產 生同性磁極。所述鐵質導磁帽344布置于侶質環形管道341的內壁上,其位于正向螺線管342 和反向螺線管343相鄰處、W及正向螺線管342和反向螺線管343軸線的中間點。

  [0074] 所述同極相鄰型吸附環的設計原理如下:通電正向螺線管342、反向螺線管343,相 鄰的正向螺線管342、反向螺線管343通有方向相反的電流,使得正向螺線管342、反向螺線 管343相鄰處產生同性磁極;同時,侶質環形管道341能夠改善磁路,加大管道內壁處的磁場 強度,增強鐵質導磁帽344對顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管342、反向螺線管343電流 可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,W獲得最佳吸附性能。

  [0075] 進一步的,所述吸附模塊34也可采用帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環,該帶電擊鍵 的同極相鄰型吸附環由侶質環形管道%1、正向螺線管%2、反向螺線管%3、鐵質導磁帽 344、隔板345、電擊鍵346W及電磁鐵347等部件組成。其中,所述正向螺線管342和反向螺線 管343分別布置于侶質環形管道341,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管342和反向 螺線管343相鄰處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽344布置于侶質環形管道341的內壁上,其 位于正向螺線管342和反向螺線管343相鄰處、W及正向螺線管342和反向螺線管343軸線的 中間點。所述電擊鍵346和電磁鐵347位于隔板345之間。所述電磁鐵347連接并能推動電擊 鍵346,使電擊鍵346敲擊侶質環形管道342內壁。

  [0076] 所述帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環的設計原理如下:通電正向螺線管342、反向螺 線管%3,相鄰的正向螺線管%2、反向螺線管%3通有方向相反的電流,使得正向螺線管 342、反向螺線管343相鄰處產生同性磁極;同時,侶質環形管道341能夠改善磁路,加大管道 內壁處的磁場強度,增強鐵質導磁帽344對顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管342、反向螺 線管343電流可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,W獲得最佳吸附性能。而通過電擊 鍵346的設置,防止顆粒在鐵質導磁帽344處大量堆積,影響吸附效果。此時,通過電磁鐵347 控制電擊鍵%6敲擊管道341的內壁,使得被吸附的顆粒向兩側分散開。同時,在清洗管道 341時,電擊鍵346的敲擊還可W提高清洗效果。

  [0077] 所述吸附模塊34設計成U型,在油液進入U型吸附管道時,顆粒在重力、離屯、力的作 用下,向一側管壁移動,在加上磁場力作用,徑向移動速度加快,顆粒吸附的效率得W提高; 在油液離開U型吸附管道上升時,重力和磁場力的合力使得顆粒沿斜向下的方向運動,延長 了顆粒受力時間,提高了顆粒吸附的效率。

  [0078] 所述消磁模塊35給磁化顆粒消磁,防止殘余磁性微粒通過回油筒進油管進入液壓 回路,對污染敏感液壓元件造成損傷。

  [0079] 所述U型微粒分離模塊3和回油筒7的上方通過一回油筒進油管22連接;通過U型微 粒分離模塊3處理后,U型管31管壁附近的油液富含聚合顆粒,通過回油筒進油管22進入回 油筒7后回流到油箱。

  [0080] 所述回油筒7的底部設有一溢流閥8,該溢流閥8底部設有一電控調節螺絲9;所述 溢流閥8上設有一排油口 10,該排油口 10通過管道20連接至一油箱11。

  [0081] 所述內筒15置于外桶19內,其通過一頂板13W及若干螺栓21安裝于端蓋25上。所 述螺旋流道17收容于內筒15內,其和U型微粒分離模塊3之間通過一內筒進油管12連接,具 體的說,所述內筒進油管12和螺旋流道17相切連接。U型管31管道中屯、的油液僅含微量小粒 徑微粒,通過內筒進油管12進入內筒15實現高精度過濾,從而實現固體微粒分離。進一步 的,所述內筒進油管12位于回油筒進油管22內,并延伸入U型微粒分離模塊3的中央,其直徑 小于回油筒進油管22直徑,且和回油筒進油管22同軸設置。

  [0082] 進一步的,所述內筒15的底部呈倒圓臺狀,其通過一內筒排油管23和回油筒7連 接,內筒排油管23上設有一電控止回閥24。所述內筒15的中央豎直設有一空屯、圓柱16,空屯、 圓柱16的上方設有壓差指示器14,該壓差指示器14安裝于端蓋25上。

  [0083] 所述濾忍18設置在內筒15的內壁上,其精度為1-5微米。

  [0084] 所述外桶19的底部設有一液壓油出油口 5,通過液壓油出油口引尋過濾好的液壓油 排出。

  [0085] 在本發明中,由于U型微粒分離模塊3對油液內固體微粒分離聚合作用,在U型微粒 分離模塊3出口處的油液中,中屯、的油液僅含微量小粒徑微粒,該部分油液從內筒進油管12 流入到內筒15進行高精度過濾;而管壁附近的油液富含聚合顆粒,該部分油液通過回油筒 進油管22進入回油筒7,再經溢流閥8的排油口 10流回油箱11,從而實現固體微粒按顆粒粒 徑分流濾波。此處,回油筒7和溢流閥8起到了前述的粗濾作用,從而節省了過濾器個數,降 低了系統成本和復雜度。溢流閥8的電控調節螺絲9用于調節溢流壓力,將其壓力調整到略 低于過濾出口處壓力,W保證內筒15過濾流量。

  [0086] 另外,傳統的過濾器主要采用濾餅過濾方式,過濾時濾液垂直于過濾元件表面流 動,被截流的固體微粒形成濾餅并逐漸增厚,過濾速度也隨之逐漸下降,直至濾液停止流 出,降低了過濾元件的使用壽命。在本本發明中,來自內筒進油管12攜帶小粒徑微粒的濾液 W切向進流的方式流入內筒15的螺旋流道17,螺旋通道17側面的內筒15壁為高精度濾忍 18,濾液在離屯、力的作用下緊貼濾忍18表面,濾液平行于濾忍18的表面快速流動,過濾后的 液壓油則垂直于濾忍18表面方向流出到外筒19,運兩個流動的方向互相垂直交錯,故稱其 為十字流過濾。濾液的快速流動對聚集在濾忍18表面的微粒施加了剪切掃流作用,從而抑 制了濾餅厚度的增加,使得過濾速度近乎恒定,過濾壓力也不會隨時間的流逝而升高,濾忍 的使用壽命因而大幅度提高。隨著過濾時間的累積,沉積在內筒15倒圓臺底部的污染顆粒 逐步增加,過濾速度緩慢下降,內筒15內未過濾的濾液沿中屯、的空屯、圓筒16上升,此時,壓 差指示器14起作用,監控其壓力變化,亦即內筒15底部濾忍18的堵塞情況,若超過闊值,貝U 調節電控調節螺絲9降低溢流壓力,并同時打開止回閥24,使內筒15底部含較多污染顆粒的 濾液在壓差作用下通過內筒排油管23排出到回油筒7,避免了底部濾忍18堵塞狀況惡化,從 而延長了濾忍18使用壽命。

  [0087] 采用上述濾油器對回流液壓有處理的工藝步驟如下:

  [0088] 1),回流液壓油進入U型微粒分離模塊3的起電模塊32,使油液中的顆粒物質帶電, 之后送至分離模塊33;

  [0089] 2),通過分離裝置33使油液中的帶電微粒在外力的作用下向管壁聚合,之后回油 送至吸附裝置34;

  [0090] 3),通過吸附模塊34吸附回油中的磁性聚合微粒,之后回油送至消磁模塊35;

  [0091] 4),通過消磁模塊35消除磁性微粒磁性;

  [0092] 5),之后U型微粒分離模塊3管壁附近的油液通過回油筒進油管22進入回油筒7后 回流到油箱,而含微量小粒徑微粒的管道中屯、的油液則通過內筒進油管12進入內筒15進行 局精度過濾;

  [0093] 6 ),攜帶小粒徑微粒的油液W切向進流的方式流入內筒15的螺旋流道17,油液在 離屯、力的作用下緊貼濾忍流動,并進行高精度過濾;

  [0094] 7),高精度過濾后的油液排入外筒19,并通過外筒19底部的液壓油出油口 5排出。

  [0095] W上的【具體實施方式】僅為本創作的較佳實施例,并不用W限制本創作,凡在本創 作的精神及原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本創作的保護范圍之 內。

  【主權項】

  1. 一種采用起電、分離和吸附的液壓系統用濾油器,其特征在于:包括底板、U型微粒分 離模塊、回油筒、內筒、螺旋流道、濾芯、外桶以及端蓋;其中,所述U型微粒分離模塊、回油 筒、外桶依次置于底板上;所述U型微粒分離模塊上設有一液壓油進口,其包括一U型管,U型 管上依次安裝有起電模塊、分離模塊、吸附模塊和消磁模塊;所述U型微粒分離模塊和回油 筒的上方通過一回油筒進油管連接;所述內筒置于外桶內,其通過一頂板以及若干螺栓安 裝于端蓋上;所述螺旋流道收容于內筒內,其和U型微粒分離模塊之間通過一內筒進油管連 接;所述內筒進油管位于回油筒進油管內,并延伸入U型微粒分離模塊的中央,其直徑小于 回油筒進油管直徑,且和回油筒進油管同軸設置;所述濾芯設置在內筒的內壁上,其精度為 1-5微米;所述外桶的底部設有一液壓油出油口。2. 如權利要求1所述的采用起電、分離和吸附的液壓系統用濾油器,其特征在于:所述 起電模塊包括若干電極以及一電極控制器;所述若干電極安裝于U型管上,其分別連接至電 極控制器。3. 如權利要求1所述的采用起電、分離和吸附的液壓系統用濾油器,其特征在于:所述 分離模塊采用均勻磁場分離模塊,該均勻磁場分離模塊包括鋁質管道、兩個磁極以及磁極 控制器;其中,所述兩個磁極分別設置在鋁質管道上,該兩個磁極的極性相反,并呈相對設 置;所述兩個磁極分別電性連接至磁極控制器上。4. 如權利要求1所述的采用起電、分離和吸附的液壓系統用濾油器,其特征在于:所述 分離模塊采用旋轉磁場分離模塊,該旋轉磁場分離模塊包括鋁質管道、鐵質外殼、三相對稱 繞組以及三相對稱電流模塊;所述三相對稱繞組繞在鋁質管道外;所述鐵質外殼包覆于鋁 質管道上;所述三相對稱電流模塊連接所述三相對稱繞組。5. 如權利要求1所述的采用起電、分離和吸附的液壓系統用濾油器,其特征在于:所述 分離模塊采用螺旋管道磁場分離模塊,該螺旋管道磁場分離模塊包括鋁質螺旋管道、螺線 管以及螺線管控制電路;其中,所述鋁質螺旋管道設置在螺線管內;所述螺線管和螺線管控 制電路電性連接。6. 如權利要求1所述的采用起電、分離和吸附的液壓系統用濾油器,其特征在于:所述 吸附模塊采用同極相鄰型吸附環,該同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反 向螺線管以及鐵質導磁帽;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內,兩 者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導 磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺 線管和反向螺線管軸線的中間點。7. 如權利要求1所述的采用起電、分離和吸附的液壓系統用濾油器,其特征在于:所述 吸附模塊采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環,該帶電擊錘的同極相鄰型吸附環包括鋁質環 形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、電擊錘以及電磁鐵;所述正向螺線管 和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和 反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于 正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點;所述隔板 位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述電擊錘和電磁鐵位于隔板之間;所述電磁鐵連接 并能推動電擊錘,使電擊錘敲擊鋁質環形管道內壁。8. 權利要求1所述的采用起電、分離和吸附的液壓系統用濾油器,其特征在于:所述回 油筒的底部設有一溢流閥,該溢流閥底部設有一電控調節螺絲;所述溢流閥上設有一排油 口,該排油口通過管道連接至一油箱。9. 權利要求1所述的采用起電、分離和吸附的液壓系統用濾油器,其特征在于:所述內 筒的底部呈倒圓臺狀,其通過一內筒排油管和回油筒連接,內筒排油管上設有一電控止回 閥。10. 權利要求1所述的采用起電、分離和吸附的液壓系統用濾油器,其特征在于:所述內 筒的中央豎直設有一空心圓柱,空心圓柱的上方設有壓差指示器,該壓差指示器安裝于端 蓋上;所述內筒進油管和螺旋流道相切連接。

  【文檔編號】F15B21/04GK105909603SQ201610312206

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年5月12日

  【發明人】李偉波

  【申請人】紹興文理學院

  一種采用起電、分離、吸附和離心的液壓系統用過濾器的制造方法

  【專利摘要】本發明涉及一種采用起電、分離、吸附和離心的液壓系統用過濾器,其U型微粒分離模塊、回油筒、外桶依次置于底板上;U型微粒分離模塊上設有一液壓油進口,其包括一U型管,U型管上依次安裝有起電模塊、分離模塊、第一吸附模塊、機械離心模塊、第二吸附模塊和消磁模塊;U型微粒分離模塊和回油筒的上方通過一回油筒進油管連接;內筒置于外桶內,其通過一頂板以及若干螺栓安裝于端蓋上;螺旋流道收容于內筒內,其和U型微粒分離模塊之間通過一內筒進油管連接;內筒進油管位于回油筒進油管內,并延伸入U型微粒分離模塊的中央;濾芯設置在內筒的內壁上。本發明具有過濾性能好,適應性和集成性高,使用壽命長等諸多優點。

  【專利說明】-種采用起電、分離、吸附和離心的液壓系統用過濾器 【技術領域】

  [0001] 本發明設及一種液壓油過濾器,具體設及一種采用起電、分離、吸附和離屯、的液壓 系統用過濾器,屬于液壓設備技術領域。 【【背景技術】】

  [0002] 國內外的資料統計表明,液壓系統的故障大約有70%~85%是由于油液污染引起 的。固體顆粒則是油液污染中最普遍、危害作用最大的污染物。由固體顆粒污染物引起的液 壓系統故障占總污染故障的70%。在液壓系統油液中的顆粒污染物中,金屬磨屑占比在 20%~70%之間。采取有效措施濾除油液中的固體顆粒污染物,是液壓系統污染控制的關 鍵,也是系統安全運行的可靠保證。

  [0003] 過濾器是液壓系統濾除固體顆粒污染物的關鍵元件。液壓油中的固體顆粒污染 物,除油箱可沉淀一部分較大顆粒外,主要靠濾油裝置來濾除。尤其是高壓過濾裝置,主要 用來過濾流向控制閥和液壓缸的液壓油,W保護運類抗污染能力差的液壓元件,因此對液 壓油的清潔度要求更高。

  [0004] 然而,現有的液壓系統使用的高壓過濾器存在W下不足:(1)各類液壓元件對油液 的清潔度要求各不相同,油液中的固體微粒的粒徑大小亦各不相同,為此需要在液壓系統 的不同位置安裝多個不同類型濾波器,由此帶來了成本和安裝復雜度的問題;(2)液壓系統 中的過濾器主要采用濾餅過濾方式,過濾時濾液垂直于過濾元件表面流動,被截流的固體 微粒形成濾餅并逐漸增厚,過濾速度也隨之逐漸下降直至濾液停止流出,降低了過濾元件 的使用壽命。

  [0005] 因此,為解決上述技術問題,確有必要提供一種創新的采用起電、分離、吸附和離 屯、的液壓系統用過濾器,W克服現有技術中的所述缺陷。 【

  【發明內容】

  】

  [0006] 為解決上述技術問題,本發明的目的在于提供一種過濾性能好,適應性和集成性 高,使用壽命長的采用起電、分離、吸附和離屯、的液壓系統用過濾器。

  [0007] 為實現上述目的,本發明采取的技術方案為:一種采用起電、分離、吸附和離屯、的 液壓系統用過濾器,其包括底板、U型微粒分離模塊、回油筒、內筒、螺旋流道、濾忍、外桶W 及端蓋;其中,所述U型微粒分離模塊、回油筒、外桶依次置于底板上;所述U型微粒分離模塊 上設有一液壓油進口,其包括一U型管,U型管上依次安裝有起電模塊、分離模塊、第一吸附 模塊、機械離屯、模塊、第二吸附模塊和消磁模塊;所述U型微粒分離模塊和回油筒的上方通 過一回油筒進油管連接;所述內筒置于外桶內,其通過一頂板W及若干螺栓安裝于端蓋上; 所述螺旋流道收容于內筒內,其和U型微粒分離模塊之間通過一內筒進油管連接;所述內筒 進油管位于回油筒進油管內,并延伸入U型微粒分離模塊的中央,其直徑小于回油筒進油管 直徑,且和回油筒進油管同軸設置;所述濾忍設置在內筒的內壁上,其精度為1-5微米;所述 外桶的底部設有一液壓油出油口。

  [0008] 本發明的采用起電、分離、吸附和離屯、的液壓系統用過濾器進一步設置為:所述起 電模塊包括若干電極W及一電極控制器;所述若干電極安裝于第一回油管上,其分別連接 至電極控制器。

  [0009] 本發明的采用起電、分離、吸附和離屯、的液壓系統用過濾器進一步設置為:所述分 離模塊采用均勻磁場分離模塊,該均勻磁場分離模塊包括侶質管道、兩個磁極W及磁極控 制器;其中,所述兩個磁極分別設置在侶質管道上,該兩個磁極的極性相反,并呈相對設置; 所述兩個磁極分別電性連接至磁極控制器上。

  [0010] 本發明的采用起電、分離、吸附和離屯、的液壓系統用過濾器進一步設置為:所述分 離模塊采用旋轉磁場分離模塊,該旋轉磁場分離模塊包括侶質管道、鐵質外殼、=相對稱繞 組W及=相對稱電流模塊;所述=相對稱繞組繞在侶質管道外;所述鐵質外殼包覆于侶質 管道上;所述=相對稱電流模塊連接所述=相對稱繞組。

  [0011] 本發明的采用起電、分離、吸附和離屯、的液壓系統用過濾器進一步設置為:所述分 離模塊采用螺旋管道磁場分離模塊,該螺旋管道磁場分離模塊包括侶質螺旋管道、螺線管 W及螺線管控制電路;其中,所述侶質螺旋管道設置在螺線管內;所述螺線管和螺線管控制 電路電性連接。

  [0012] 本發明的采用起電、分離、吸附和離屯、的液壓系統用過濾器進一步設置為:所述第 一吸附模塊和第二吸吸附模塊采用同極相鄰型吸附環,該同極相鄰型吸附環包括侶質環形 管道、正向螺線管、反向螺線管W及鐵質導磁帽;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于 侶質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同 性磁極;所述鐵質導磁帽布置于侶質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管 相鄰處、W及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點。

  [0013] 本發明的采用起電、分離、吸附和離屯、的液壓系統用過濾器進一步設置為:所述第 一吸附模塊和第二吸吸附模塊采用帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環,該帶電擊鍵的同極相鄰 型吸附環包括侶質環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、電擊鍵W及電磁 鐵;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于侶質環形管道內,兩者通有方向相反的電流, 使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于侶質環形管道 的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、W及正向螺線管和反向螺線管軸線的 中間點;所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述電擊鍵和電磁鐵位于隔板之間; 所述電磁鐵連接并能推動電擊鍵,使電擊鍵敲擊侶質環形管道內壁。

  [0014] 本發明的采用起電、分離、吸附和離屯、的液壓系統用過濾器進一步設置為:所述機 械離屯、模塊采用旋流離屯、模塊;所述旋流離屯、模塊包括旋流管壁、第一導流片、第二導流 片、步進電機W及流量傳感器;其中,所述第一導流片設有3片,該3片第一導流片沿管壁內 圓周隔120°均勻分布,其安放角設為18%所述第二導流片和第一導流片結構相同,其設置 在第一導流片后,并和第一導流片錯開60°連接在管壁內,其安放角設為36°C;所述第一導 流片的長邊與管壁相連,短邊沿管壁的軸線延伸;其前緣挫成純形,后緣加工成翼形,其高 度為管壁直徑的0.4倍,長度為管壁直徑的1.8倍;所述步進電機連接并驅動第一導流片和 第二導流片,W調節安放角;所述流量傳感器設置在管壁內的中央。

  [0015] 本發明的采用起電、分離、吸附和離屯、的液壓系統用過濾器進一步設置為:所述回 油筒的底部設有一溢流閥,該溢流閥底部設有一電控調節螺絲;所述溢流閥上設有一排油 口,該排油口通過管道連接至一油箱。

  [0016] 本發明的采用起電、分離、吸附和離屯、的液壓系統用過濾器還設置為:所述內筒的 底部呈倒圓臺狀,其通過一內筒排油管和回油筒連接,內筒排油管上設有一電控止回閥;所 述內筒的中央豎直設有一空屯、圓柱,空屯、圓柱的上方設有壓差指示器,該壓差指示器安裝 于端蓋上;所述內筒進油管和螺旋流道相切連接。

  [0017] 與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:

  [0018] 1.液壓油在U型微粒分離模塊中實現固體微粒的分離,使油液中的固體微粒向管 壁運動,在U型微粒分離模塊出口處,富含固體微粒的管壁附近的油液通過回油筒進油管進 入回油筒后回流到油箱,而僅含微量小粒徑微粒的管道中屯、的油液則通過內筒進油管進入 內筒進行高精度過濾,提高了濾忍的使用壽命,降低了濾波成本和復雜度;進入內筒進油管 的油液W切向進流的方式流入內筒的螺旋流道,內筒壁為濾忍,則濾液在離屯、力的作用下 緊貼濾忍流動,濾液平行于濾忍的表面快速流動,過濾后的液壓油則垂直于濾忍表面方向 流出到外筒,運種十字流過濾方式對濾忍表面的微粒實施掃流作用,抑制了濾餅厚度的增 加,沉積在內筒底部的污染顆??啥〞r通過電控止回閥排出到回油筒,從而提高濾忍使用 壽命。

  [0019] 2.通過控制液壓油的溫度和向電極施加電壓使油液中的顆粒物質帶電聚合,并促 使膠質顆粒分解消融;通過吸附模塊形成高效吸附;利用機械離屯、將油液中的微小顆粒"分 離"并聚集到管壁附近,用吸附裝置捕獲微小顆粒;通過消磁裝置對殘余顆粒消磁避免危害 液壓元件,從而使油液中固體微粒聚集成大顆粒運動到管壁附近。

  [0020] 3.磁化需要的非均勻磁場的產生,需要多對正逆線圈對并通過不同大小的電流, 且電流數值可在線數字設定。 【【附圖說明】】

  [0021] 圖1是本發明的采用起電、分離、吸附和離屯、的液壓系統用過濾器的結構示意圖。

  [0022] 圖2是圖1中的U型微粒分離模塊的示意圖。

  [0023] 圖3是圖2中的起電模塊的結構示意圖。

  [0024] 圖4是圖2中的分離模塊為均勻磁場分離模塊的結構示意圖。

  [0025] 圖5是圖2中的分離模塊為旋轉磁場分離模塊的結構示意圖。

  [0026] 圖6是圖2中的分離模塊為螺旋管道磁場分離模塊的結構示意圖。

  [0027] 圖7是圖2中的第一吸附模塊(第二吸附模塊)為同極相鄰型吸附環的結構示意圖。

  [0028] 圖8是圖2中的第一吸附模塊(第二吸附模塊)為帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環的 結構示意圖。

  [0029] 圖9是圖2的機械離屯、模塊的橫向示意圖。

  [0030] 圖10是圖2的機械離屯、模塊的徑向示意圖。 【【具體實施方式】】

  [0031] 請參閱說明書附圖1至附圖10所示,本發明為一種采用起電、分離、吸附和離屯、的 液壓系統用過濾器,其由底板6、U型微粒分離模塊3、回油筒7、內筒15、螺旋流道17、濾忍18、 外桶19W及端蓋25等幾部分組成。

  [0032] 其中,所述U型微粒分離模塊2、回油筒7、外桶19依次置于底板6上。所述U型微粒分 離模塊3上設有一用于通入液壓油的液壓油進口 1,其包括一 U型管31,U型管31上依次安裝 有起電模塊32、分離模塊33、第一吸附模塊34、機械離屯、模塊36、第二吸附模塊37W及消磁 模塊35。

  [0033] 所述起電模塊32使油液中的金屬顆粒物質帶電,其由若干電極321W及一電極控 制器322組成。所述若干電極321安裝于U型管31上,其分別連接至電極控制器252。所述電極 控制器322電性連接向電極321施加電壓,使油液中的顆粒物質帶電。

  [0034] 所述分離模塊33使質量較大的顆粒帶電聚合并在離屯、力作用下甩向腔壁,其可采 用均勻磁場分離模塊、旋轉磁場分離模塊或螺旋管道磁場分離模塊。

  [0035] 所述分離模塊33采用均勻磁場分離模塊時,其由侶質管道331、兩個磁極332W及 磁極控制器333組成。其中,所述兩個磁極332分別設置在侶質管道331上,該兩個磁極332的 極性相反,并呈相對設置。所述兩個磁極332分別電性連接至磁極控制器333上。

  [0036] 所述均勻磁場分離模塊33的設計原理如下:帶電顆粒W速度V流入均勻磁場分離 模塊33,均勻磁場分離模塊33的兩個磁極332產生和速度V方向垂直的均勻磁場,根據左手 定則,則帶電顆粒在均勻磁場分離模塊33中受到垂直于速度方向和磁場方向的洛侖磁力的 作用,該力不改變帶電顆粒的速率,它只改變帶電顆粒的運動方向,使帶電顆粒在該力的作 用下向侶質管道331的管壁運動,從而使油液中的顆粒從油液中"分離"出來,向管壁聚集, 便于后續吸附捕獲。由于油液具有一定的粘性,顆粒向管壁運動過程中還受到粘性阻力的 作用。為了確保分離效果,需要調節磁場強度B使距離管壁最遠處的顆粒能在分離模塊的作 用時間內運動到管壁處,定量分析如下:

  [0037] 假定微粒質量為m,速度為V,磁場強度為B,帶電量為q,分離模塊的直徑為D,長度 為L,則:

  [0038] 作用在帶電顆粒上的洛侖磁力為

  [0039] Fi=qvB

  [0040] 帶電顆粒受到的粘性阻力為 [0041 ] Fd=Gn ? q ? r ? V

  [0042] n一一液壓油的粘度r 一一帶電顆粒的半徑V-一帶電顆粒運動速度

  [0043] 不是一般性,假定油液中的顆粒進入分離模塊時已達到穩態,則帶電顆粒通過分 離模塊的時間可近似用下式表示

  [0044]

  [0045] 距離管壁最遠處的帶電顆粒運動到管壁處的時間t2可由下式求解

  [0046]

  [0047] 調節B,使得ti〉t2,即可達到分離效果。

  [004引所述分離模塊33采用旋轉磁場分離模塊時,其由侶質管道331、鐵質外殼334、=相 對稱繞組335W及=相對稱電流模塊336等部件組成。所述=相對稱繞組335繞在侶質管道 331外。所述鐵質外殼334包覆于侶質管道335上。所述S相對稱電流模塊336連接所述S相 對稱繞組335。

  [0049] 所述旋轉磁場分離模塊33的設計原理如下:帶電顆粒W速度V流入旋轉磁場分離 模塊33,=相對稱電流模塊336使=相對稱繞組335中流過=相對稱電流,該電流在侶質管 道331內產生旋轉磁場,帶電顆粒在旋轉磁場作用下受到垂直于速度方向和磁場方向的洛 侖磁力的作用,該力不改變帶電顆粒的速率,它只改變帶電顆粒的運動方向,使帶電顆粒在 該力的作用下W螺旋狀前進,并向管壁運動。合理調節磁場強度即可使油液中的顆粒從油 液中"分離"出來,聚集在管壁附近,便于后續吸附捕獲。由于油液具有一定的粘性,顆粒向 管壁運動過程中還受到粘性阻力的作用。為了確保分離效果,需要使侶質管道331軸線上的 微粒能在分離模塊的作用時間內運動到管壁處,定量分析如下:

  [0050] 假定微粒質量為m,速度為V,磁場強度為B,帶電量為q,分離模塊的直徑為D,長度 為L,則:

  [0051] 作用在帶電顆粒上的洛侖磁力為 [0化2] Fi=qvB

  [0053] 帶電顆粒受到的粘性阻力為

  [0054] Fd=63T ? q ? r ? V

  [0055] n--液壓油的粘度r--帶電顆粒的半徑V--帶電顆粒運動速度

  [0056] 假定油液中的顆粒進入分離模塊時已達到穩態,則帶電顆粒通過分離模塊的時間 可近似,田下才棄兩

  [0化7]

  [0058]管道軸線上的帶電顆粒運動到管壁處的時間t2可由下式求解 [0化9]

  [0060] 調節B,使得ti〉t2,即可達到分離效果。

  [0061] 所述分離模塊33采用螺旋管道磁場分離模塊時,其由侶質螺旋管道338、螺線管 339W及螺線管控制電路336組成。其中,所述侶質螺旋管道338設置在螺線管339內。所述螺 線管339和螺線管控制電路336電性連接。所述螺線管控制電路336電性連接至ECU3。

  [0062] 所述螺旋管道磁場分離模塊33的設計原理如下:攜帶帶電顆粒的油液沿侶質螺旋 管道338前進,從而在管道出口處產生具有一定自旋方向的旋流,質量較重的帶電顆粒隨著 油液旋轉,在離屯、力的作用下產生向管壁的徑向運動;同時,由于侶質螺旋管道338的入口 方向和通電螺線管339的軸向磁場方向垂直,W速度V進入侶質螺旋管道338的帶電顆粒受 到洛侖磁力的作用,方向垂直于磁場方向和侶質螺旋管道338的入口方向。洛侖磁力使帶電 顆粒在管道內做螺旋前進運動,由于侶質螺旋管道338的入口方向和磁場方向接近垂直,帶 電顆粒主要作周向旋轉運動,而油液則不受影響,從而實現顆粒從油液中的"分離",W便實 現對顆粒的吸附。為保證"分離"效果,需要使侶質管道軸線上的微粒能在分離模塊的作用 時間內運動到管壁處,定量分析如下:

  [0063] 假定微粒質量為m,速度為V,帶電量為q,侶質螺旋管道的直徑為D,侶質螺旋管道 的應數為n,侶質螺旋管道的入口方向和通電螺線管的軸向磁場方向的夾角為0,螺線管應 數為N,電流為I,磁場強度為B,真空磁導率為y〇,則:

  [0064] 作用在帶電顆粒上的洛侖磁力為

  [00化]Fi 二 qvB

  [0066] 帶電顆粒受到的粘性阻力為

  [0067] Fd=63T ? q ? r ? V

  [0068] q--液壓油的粘度r--帶電顆粒的半徑v--帶電顆粒運動速度

  [0069] 帶電顆粒通過分離模塊的時間可近似用下式表示

  [0070]

  [0071] 處的時間t2可由下式求解

  [0072]

  [0073] 值

  [0074]

  [0075] 調節I,使得ti〉t2,即可達到分離效果。

  [0076] 所述第一吸附模塊34用于吸附經分離模塊33分離后的磁性聚合大微粒,其可采用 同極相鄰型吸附環,該同極相鄰型吸附環由侶質環形管道341、正向螺線管342、反向螺線管 343W及鐵質導磁帽344等部件組成。其中,所述正向螺線管342和反向螺線管343分別布置 于侶質環形管道341,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管342和反向螺線管343相鄰 處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽344布置于侶質環形管道341的內壁上,其位于正向螺線 管342和反向螺線管343相鄰處、W及正向螺線管342和反向螺線管343軸線的中間點。

  [0077] 所述同極相鄰型吸附環的設計原理如下:通電正向螺線管342、反向螺線管343,相 鄰的正向螺線管342、反向螺線管343通有方向相反的電流,使得正向螺線管342、反向螺線 管343相鄰處產生同性磁極;同時,侶質環形管道341能夠改善磁路,加大管道內壁處的磁場 強度,增強鐵質導磁帽344對顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管342、反向螺線管343電流 可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,W獲得最佳吸附性能。

  [0078] 進一步的,所述第一吸附模塊34也可采用帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環,該帶電 擊鍵的同極相鄰型吸附環由侶質環形管道341、正向螺線管342、反向螺線管343、鐵質導磁 帽344、隔板345、電擊鍵346W及電磁鐵347等部件組成。其中,所述正向螺線管342和反向螺 線管343分別布置于侶質環形管道341,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管342和反 向螺線管343相鄰處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽344布置于侶質環形管道341的內壁上, 其位于正向螺線管342和反向螺線管343相鄰處、W及正向螺線管342和反向螺線管343軸線 的中間點。所述電擊鍵346和電磁鐵347位于隔板345之間。所述電磁鐵347連接并能推動電 擊鍵346,使電擊鍵346敲擊侶質環形管道342內壁。

  [0079] 所述帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環的設計原理如下:通電正向螺線管342、反向螺 線管%3,相鄰的正向螺線管%2、反向螺線管%3通有方向相反的電流,使得正向螺線管 342、反向螺線管343相鄰處產生同性磁極;同時,侶質環形管道341能夠改善磁路,加大管道 內壁處的磁場強度,增強鐵質導磁帽344對顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管342、反向螺 線管343電流可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,W獲得最佳吸附性能。而通過電擊 鍵346的設置,防止顆粒在鐵質導磁帽344處大量堆積,影響吸附效果。此時,通過電磁鐵347 控制電擊鍵%6敲擊管道341的內壁,使得被吸附的顆粒向兩側分散開。同時,在清洗管道 341時,電擊鍵346的敲擊還可W提高清洗效果。

  [0080] 所述第一吸附模塊34設計成U型,在油液進入U型吸附管道時,顆粒在重力、離屯、力 的作用下,向一側管壁移動,在加上磁場力作用,徑向移動速度加快,顆粒吸附的效率得W 提高;在油液離開U型吸附管道上升時,重力和磁場力的合力使得顆粒沿斜向下的方向運 動,延長了顆粒受力時間,提高了顆粒吸附的效率。

  [0081] 所述機械離屯、模塊36使油液中的未被吸附的磁化聚合顆粒在離屯、作用下被甩向 管壁。所述機械離屯、模塊36選用旋流離屯、模塊36,該旋流離屯、模塊36采用沿程起旋的方式, 其設計原理如下:在管道中設置一定高度和長度的扭曲的導流片,并使葉面切線與軸線成 一定角度,因管流邊界發生改變可使流體產生圓管螺旋流,該螺旋流可分解為繞管軸的周 向流動和軸向平直流動,流體中攜帶的顆粒物產生偏軸線向屯、螺旋運動。該旋流離屯、裝置 36由旋流管壁361、第一導流片362、第二導流片363、步進電機364W及流量傳感器365等幾 部分組成。

  [0082] 其中,所述第一導流片362設有3片,該3片第一導流片362沿管壁361內圓周隔120° 均勻分布,其安放角(第一導流片362和旋流管壁361之間的夾角)設為18% W保證最佳切向 流動。所述第二導流片363和第一導流片362結構相同,其設置在第一導流片362后,并和第 一導流片362錯開60°連接在管壁361內,其安放角設為36°C,用于減少阻力并加大周向流動 的強度。另外,可根據實際分離效果同樣再設置第=或更多的導流片,安放角逐次增加。所 述步進電機364連接并驅動第一導流片362和第二導流片363, W調節安放角,從而可獲得更 好的離屯、效果,獲知使導流片362、363適應不同的工況。所述流量傳感器365設置在管壁361 內的中央,通過讀取流量傳感器365的數值分析旋流分離效果,并據此控制步進電機364,步 進電機364調節各導流片362、363的安放角,W獲得更加分離效果。

  [0083] 所述第二吸附裝置37和所述第一吸附裝置34結構相同,功能和作用機理亦相同, 其能進一步吸附經機械離屯、模塊36分離的顆粒。

  [0084] 所述消磁模塊35給磁化顆粒消磁,防止殘余磁性微粒通過回油筒進油管進入液壓 回路,對污染敏感液壓元件造成損傷。

  [0085] 所述U型微粒分離模塊3和回油筒7的上方通過一回油筒進油管22連接;通過U型微 粒分離模塊3處理后,U型管31管壁附近的油液富含聚合顆粒,通過回油筒進油管22進入回 油筒7后回流到油箱。

  [0086] 所述回油筒7的底部設有一溢流閥8,該溢流閥8底部設有一電控調節螺絲9;所述 溢流閥8上設有一排油口 10,該排油口 10通過管道20連接至一油箱11。

  [0087] 所述內筒15置于外桶19內,其通過一頂板13W及若干螺栓21安裝于端蓋25上。所 述螺旋流道17收容于內筒15內,其和U型微粒分離模塊3之間通過一內筒進油管12連接,具 體的說,所述內筒進油管12和螺旋流道17相切連接。U型管31管道中屯、的油液僅含微量小粒 徑微粒,通過內筒進油管12進入內筒15實現高精度過濾,從而實現固體微粒分離。進一步 的,所述內筒進油管12位于回油筒進油管22內,并延伸入U型微粒分離模塊3的中央,其直徑 小于回油筒進油管22直徑,且和回油筒進油管22同軸設置。

  [0088] 進一步的,所述內筒15的底部呈倒圓臺狀,其通過一內筒排油管23和回油筒7連 接,內筒排油管23上設有一電控止回閥24。所述內筒15的中央豎直設有一空屯、圓柱16,空屯、 圓柱16的上方設有壓差指示器14,該壓差指示器14安裝于端蓋25上。

  [0089] 所述濾忍18設置在內筒15的內壁上,其精度為1-5微米。

  [0090] 所述外桶19的底部設有一液壓油出油口 5,通過液壓油出油口引尋過濾好的液壓油 排出。

  [0091 ]在本發明中,由于U型微粒分離模塊3對油液內固體微粒分離聚合作用,在U型微粒 分離模塊3出口處的油液中,中屯、的油液僅含微量小粒徑微粒,該部分油液從內筒進油管12 流入到內筒15進行高精度過濾;而管壁附近的油液富含聚合顆粒,該部分油液通過回油筒 進油管22進入回油筒7,再經溢流閥8的排油口 10流回油箱11,從而實現固體微粒按顆粒粒 徑分流濾波。此處,回油筒7和溢流閥8起到了前述的粗濾作用,從而節省了過濾器個數,降 低了系統成本和復雜度。溢流閥8的電控調節螺絲9用于調節溢流壓力,將其壓力調整到略 低于過濾出口處壓力,W保證內筒15過濾流量。

  [0092] 另外,傳統的過濾器主要采用濾餅過濾方式,過濾時濾液垂直于過濾元件表面流 動,被截流的固體微粒形成濾餅并逐漸增厚,過濾速度也隨之逐漸下降,直至濾液停止流 出,降低了過濾元件的使用壽命。在本本發明中,來自內筒進油管12攜帶小粒徑微粒的濾液 W切向進流的方式流入內筒15的螺旋流道17,螺旋通道17側面的內筒15壁為高精度濾忍 18,濾液在離屯、力的作用下緊貼濾忍18表面,濾液平行于濾忍18的表面快速流動,過濾后的 液壓油則垂直于濾忍18表面方向流出到外筒19,運兩個流動的方向互相垂直交錯,故稱其 為十字流過濾。濾液的快速流動對聚集在濾忍18表面的微粒施加了剪切掃流作用,從而抑 制了濾餅厚度的增加,使得過濾速度近乎恒定,過濾壓力也不會隨時間的流逝而升高,濾忍 的使用壽命因而大幅度提高。隨著過濾時間的累積,沉積在內筒15倒圓臺底部的污染顆粒 逐步增加,過濾速度緩慢下降,內筒15內未過濾的濾液沿中屯、的空屯、圓筒16上升,此時,壓 差指示器14起作用,監控其壓力變化,亦即內筒15底部濾忍18的堵塞情況,若超過闊值,貝U 調節電控調節螺絲9降低溢流壓力,并同時打開止回閥24,使內筒15底部含較多污染顆粒的 濾液在壓差作用下通過內筒排油管23排出到回油筒7,避免了底部濾忍18堵塞狀況惡化,從 而延長了濾忍18使用壽命。

  [0093] 采用上述濾油器對回流液壓有處理的工藝步驟如下:

  [0094] 1),回流液壓油進入U型微粒分離模塊3的起電模塊32,使油液中的顆粒物質帶電, 之后送至分離模塊33;

  [00%] 2),通過分離裝置33使油液中的帶電微粒在外力的作用下向管壁聚合,之后回油 送至第一吸附裝置34;

  [0096] 3),通過第一吸附模塊34吸附回油中的磁性聚合微粒,之后回油送至機械離屯、模 塊36;

  [0097] 4),機械離屯、模塊36對未被吸附的磁化微粒進行離屯、,之后回油送至第二吸附模 塊37;

  [0098] 5),第二吸附模塊37二次吸附回油中的磁性聚合微粒;

  [0099] 6),通過消磁模塊35消除磁性微粒磁性;

  [0100] 7),之后U型微粒分離模塊3管壁附近的油液通過回油筒進油管22進入回油筒7后 回流到油箱,而含微量小粒徑微粒的管道中屯、的油液則通過內筒進油管12進入內筒15進行 局精度過濾;

  [0101] 8),攜帶小粒徑微粒的油液W切向進流的方式流入內筒15的螺旋流道17,油液在 離屯、力的作用下緊貼濾忍流動,并進行高精度過濾;

  [0102] 9),高精度過濾后的油液排入外筒19,并通過外筒19底部的液壓油出油口 5排出。

  [0103] W上的【具體實施方式】僅為本創作的較佳實施例,并不用W限制本創作,凡在本創 作的精神及原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本創作的保護范圍之 內。

  【主權項】

  1. 一種采用起電、分離、吸附和離心的液壓系統用過濾器,其特征在于:包括底板、U型 微粒分離模塊、回油筒、內筒、螺旋流道、濾芯、外桶以及端蓋;其中,所述U型微粒分離模塊、 回油筒、外桶依次置于底板上;所述U型微粒分離模塊上設有一液壓油進口,其包括一U型 管,U型管上依次安裝有起電模塊、分離模塊、第一吸附模塊、機械離心模塊、第二吸附模塊 和消磁模塊;所述U型微粒分離模塊和回油筒的上方通過一回油筒進油管連接;所述內筒置 于外桶內,其通過一頂板以及若干螺栓安裝于端蓋上;所述螺旋流道收容于內筒內,其和U 型微粒分離模塊之間通過一內筒進油管連接;所述內筒進油管位于回油筒進油管內,并延 伸入U型微粒分離模塊的中央,其直徑小于回油筒進油管直徑,且和回油筒進油管同軸設 置;所述濾芯設置在內筒的內壁上,其精度為1-5微米;所述外桶的底部設有一液壓油出油 □ 〇2. 如權利要求1所述的采用起電、分離、吸附和離心的液壓系統用過濾器,其特征在于: 所述起電模塊包括若干電極以及一電極控制器;所述若干電極安裝于第一回油管上,其分 別連接至電極控制器。3. 如權利要求1所述的采用起電、分離、吸附和離心的液壓系統用過濾器,其特征在于: 所述分離模塊采用均勻磁場分離模塊,該均勻磁場分離模塊包括鋁質管道、兩個磁極以及 磁極控制器;其中,所述兩個磁極分別設置在鋁質管道上,該兩個磁極的極性相反,并呈相 對設置;所述兩個磁極分別電性連接至磁極控制器上。4. 如權利要求1所述的采用起電、分離、吸附和離心的液壓系統用過濾器,其特征在于: 所述分離模塊采用旋轉磁場分離模塊,該旋轉磁場分離模塊包括鋁質管道、鐵質外殼、三相 對稱繞組以及三相對稱電流模塊;所述三相對稱繞組繞在鋁質管道外;所述鐵質外殼包覆 于鋁質管道上;所述三相對稱電流模塊連接所述三相對稱繞組。5. 如權利要求1所述的采用起電、分離、吸附和離心的液壓系統用過濾器,其特征在于: 所述分離模塊采用螺旋管道磁場分離模塊,該螺旋管道磁場分離模塊包括鋁質螺旋管道、 螺線管以及螺線管控制電路;其中,所述鋁質螺旋管道設置在螺線管內;所述螺線管和螺線 管控制電路電性連接。6. 如權利要求1所述的采用起電、分離、吸附和離心的液壓系統用過濾器,其特征在于: 所述第一吸附模塊和第二吸吸附模塊采用同極相鄰型吸附環,該同極相鄰型吸附環包括鋁 質環形管道、正向螺線管、反向螺線管以及鐵質導磁帽;所述正向螺線管和反向螺線管分別 布置于鋁質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處 產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向 螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點。7. 如權利要求1所述的采用起電、分離、吸附和離心的液壓系統用過濾器,其特征在于: 所述第一吸附模塊和第二吸吸附模塊采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環,該帶電擊錘的同 極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、電擊錘以 及電磁鐵;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內,兩者通有方向相反 的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質 環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線 管軸線的中間點;所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述電擊錘和電磁鐵位于 隔板之間;所述電磁鐵連接并能推動電擊錘,使電擊錘敲擊鋁質環形管道內壁。8. 權利要求1所述的采用起電、分離、吸附和離心的液壓系統用過濾器,其特征在于:所 述機械離心模塊采用旋流離心模塊;所述旋流離心模塊包括旋流管壁、第一導流片、第二導 流片、步進電機以及流量傳感器;其中,所述第一導流片設有3片,該3片第一導流片沿管壁 內圓周隔120°均勻分布,其安放角設為18°;所述第二導流片和第一導流片結構相同,其設 置在第一導流片后,并和第一導流片錯開60°連接在管壁內,其安放角設為36 °C ;所述第一 導流片的長邊與管壁相連,短邊沿管壁的軸線延伸;其前緣挫成鈍形,后緣加工成翼形,其 高度為管壁直徑的0.4倍,長度為管壁直徑的1.8倍;所述步進電機連接并驅動第一導流片 和第二導流片,以調節安放角;所述流量傳感器設置在管壁內的中央。9. 權利要求1所述的采用起電、分離、吸附和離心的液壓系統用過濾器,其特征在于:所 述回油筒的底部設有一溢流閥,該溢流閥底部設有一電控調節螺絲;所述溢流閥上設有一 排油口,該排油口通過管道連接至一油箱。10. 權利要求1所述的采用起電、分離、吸附和離心的液壓系統用過濾器,其特征在于: 所述內筒的底部呈倒圓臺狀,其通過一內筒排油管和回油筒連接,內筒排油管上設有一電 控止回閥;所述內筒的中央豎直設有一空心圓柱,空心圓柱的上方設有壓差指示器,該壓差 指示器安裝于端蓋上;所述內筒進油管和螺旋流道相切連接。

  【文檔編號】F15B21/04GK105909604SQ201610312210

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年5月12日

  【發明人】李偉波

  【申請人】紹興文理學院

  用變結構工況自適應濾波、起電和旋轉磁場的過濾方法

  【專利摘要】本發明涉及一種用變結構工況自適應濾波、起電和旋轉磁場的過濾方法,其通過過濾器衰減液壓油的壓力/流量脈動,其采用變結構工況自適應濾波器;通過U型微粒分離模塊實現固體微粒的分離,使油液中的固體微粒向管壁運動,并通過回油筒進油管進入回油筒后回流到油箱,含微量小粒徑微粒的管道中心的油液通過內筒進油管進入內筒進行高精度過濾,提高了濾芯使用壽命;進入內筒進油管的油液以切向進流的方式流入內筒的螺旋流道,內筒壁為濾芯,則濾液在離心力的作用下緊貼濾芯流動,濾液平行于濾芯的表面快速流動,過濾后的液壓油則垂直于濾芯表面方向流出到外筒;沉積在內筒底部的污染顆??啥〞r通過電控止回閥排出到回油筒,提高濾芯使用壽命。

  【專利說明】用變結構工況自適應濾波、起電和旋轉磁場的過濾方法 【技術領域】

  [0001] 本發明設及一種液壓油過濾方法,具體設及一種用變結構工況自適應濾波、起電 和旋轉磁場的過濾方法,屬于液壓設備技術領域。 【【背景技術】】

  [0002] 國內外的資料統計表明,液壓系統的故障大約有70%~85%是由于油液污染引起 的。固體顆粒則是油液污染中最普遍、危害作用最大的污染物。由固體顆粒污染物引起的液 壓系統故障占總污染故障的70%。在液壓系統油液中的顆粒污染物中,金屬磨屑占比在 20%~70%之間。采取有效措施濾除油液中的固體顆粒污染物,是液壓系統污染控制的關 鍵,也是系統安全運行的可靠保證。

  [0003] 過濾器是液壓系統濾除固體顆粒污染物的關鍵元件。液壓油中的固體顆粒污染 物,除油箱可沉淀一部分較大顆粒外,主要靠濾油裝置來濾除。尤其是高壓過濾裝置,主要 用來過濾流向控制閥和液壓缸的液壓油,W保護運類抗污染能力差的液壓元件,因此對液 壓油的清潔度要求更高。

  [0004] 然而,現有的液壓系統使用的高壓過濾器存在W下不足:(1)各類液壓元件對油液 的清潔度要求各不相同,油液中的固體微粒的粒徑大小亦各不相同,為此需要在液壓系統 的不同位置安裝多個不同類型濾波器,由此帶來了成本和安裝復雜度的問題;(2)液壓系統 中的過濾器主要采用濾餅過濾方式,過濾時濾液垂直于過濾元件表面流動,被截流的固體 微粒形成濾餅并逐漸增厚,過濾速度也隨之逐漸下降直至濾液停止流出,降低了過濾元件 的使用壽命。

  [0005] 因此,為解決上述技術問題,確有必要提供一種創新的用變結構工況自適應濾波、 起電和旋轉磁場的過濾方法,W克服現有技術中的所述缺陷。 【

  【發明內容】

  】

  [0006] 為解決上述技術問題,本發明的目的在于提供一種過濾性能好,適應性和集成性 高,使用壽命長的用變結構工況自適應濾波、起電和旋轉磁場的過濾方法。

  [0007] 為實現上述目的,本發明采取的技術方案為:用變結構工況自適應濾波、起電和旋 轉磁場的過濾方法,其采用一種過濾器,該過濾器包括底板、濾波器、U型微粒分離模塊、回 油筒、內筒、螺旋流道、濾忍、外桶W及端蓋;其中,所述濾波器、U型微粒分離模塊、回油筒、 外桶依次置于底板上;所述濾波器包括輸入管、外殼、輸出管、S型彈性薄壁、插入式H型濾波 器、插入式串聯H型濾波器W及膠體阻尼層;其中,所述輸入管連接于外殼的一端,其和一液 壓油進口對接;所述輸出管連接于外殼的另一端,其和U型微粒分離模塊對接;所述S型彈性 薄壁沿外殼的徑向安裝于外殼內,其內形成膨脹腔和收縮腔;所述輸入管、輸出管和S型彈 性薄壁共同形成一S型容腔濾波器;所述S型彈性薄壁和外殼之間形成串聯共振容腔I、串聯 共振容腔IIW及并聯共振容腔;所述串聯共振容腔I和串聯共振容腔II之間通過一彈性隔 板隔開;所述S型彈性薄壁的軸向上均勻開有若干錐形阻尼孔;所述彈性隔板的軸向上均勻 開有若干錐形插入管,所述錐形插入管連通串聯共振容腔I和串聯共振容腔II;所述插入式 H型濾波器位于并聯共振容腔內,其和錐形阻尼孔相連通;所述插入式串聯H型濾波器位于 串聯共振容腔I和串聯共振容腔II內,其亦和錐形阻尼孔相連通;所述插入式H型濾波器和 插入式串聯H型濾波器軸向呈對稱設置,并組成插入式串并聯H型濾波器;所述膠體阻尼層 設置在S型彈性薄壁的內側;所述U型微粒分離模塊包括一 U型管,U型管上依次安裝有起電 模塊、分離模塊、第一吸附模塊、旋轉磁場離屯、模塊、第二吸附模塊和消磁模塊;所述U型微 粒分離模塊和回油筒的上方通過一回油筒進油管連接;所述內筒置于外桶內,其通過一頂 板W及若干螺栓安裝于端蓋上;所述螺旋流道收容于內筒內,其和U型微粒分離模塊之間通 過一內筒進油管連接;所述內筒進油管位于回油筒進油管內,并延伸入U型微粒分離模塊的 中央,其直徑小于回油筒進油管直徑,且和回油筒進油管同軸設置;所述濾忍設置在內筒的 內壁上,其精度為1-5微米;所述外桶的底部設有一液壓油出油口;

  [000引其包括如下步驟:

  [0009] 1 ),液壓管路中的油液通過濾波器,濾波器衰減液壓系統中的高、中、低頻段的脈 動壓力,W及抑制流量波動;

  [0010] 2),回流液壓油進入U型微粒分離模塊的起電模塊,使油液中的顆粒物質帶電,之 后送至分離模塊;

  [0011] 3),通過分離裝置使油液中的帶電微粒在外力的作用下向管壁聚合,之后回油送 至第一吸附裝置;

  [0012] 4),通過第一吸附模塊吸附回油中的磁性聚合微粒,之后回油送至旋轉磁場離屯、 模塊;

  [0013] 5),旋轉磁場離屯、模塊利用旋轉磁場分離未吸附的磁化微粒,之后回油送至第二 吸附模塊;

  [0014] 6),第二吸附模塊二次吸附回油中的磁性聚合微粒;

  [0015] 7),通過消磁模塊消除磁性微粒磁性;

  [0016] 8),之后U型微粒分離模塊管壁附近的油液通過回油筒進油管進入回油筒后回流 到油箱,而含微量小粒徑微粒的管道中屯、的油液則通過內筒進油管進入內筒進行高精度過 濾;

  [0017] 9),攜帶小粒徑微粒的油液W切向進流的方式流入內筒的螺旋流道,油液在離屯、 力的作用下緊貼濾忍流動,并進行高精度過濾;

  [0018] 10),高精度過濾后的油液排入外筒,并通過外筒底部的液壓油出油口排出。

  [0019] 本發明的用變結構工況自適應濾波、起電和旋轉磁場的過濾方法進一步為:所述 輸入管和輸出管的軸線不在同一軸線上;所述錐形阻尼孔開口較寬處位于串聯共振容腔I 和并聯共振容腔內,其錐度角為10%所述錐形插入管開口較寬處位于串聯共振容腔II內, 其錐度角為10%所述錐形插入管和錐形阻尼孔的位置相互錯開;所述膠體阻尼層的內層和 外層分別為外層S型彈性薄壁和內層S型彈性薄壁,外層S型彈性薄壁和內層S型彈性薄壁之 間由若干支柱固定連接;所述外層S型彈性薄壁和內層S型彈性薄壁之間的夾層內填充有加 防凍劑的純凈水,純凈水內懸浮有多孔硅膠;所述膠體阻尼層靠近輸出管的一端和外殼相 連;所述膠體阻尼層靠近輸入管的一端設有圓環狀活塞,活塞和膠體阻尼層之間密封連接。

  [0020] 本發明的用變結構工況自適應濾波、起電和旋轉磁場的過濾方法進一步為:所述 起電模塊包括若干電極W及一電極控制器;所述若干電極安裝于U型管上,其分別連接至電 極控制器。

  [0021] 本發明的用變結構工況自適應濾波、起電和旋轉磁場的過濾方法進一步為:所述 分離模塊采用均勻磁場分離模塊,該均勻磁場分離模塊包括侶質管道、兩個磁極W及磁極 控制器;其中,所述兩個磁極分別設置在侶質管道上,該兩個磁極的極性相反,并呈相對設 置;所述兩個磁極分別電性連接至磁極控制器上。

  [0022] 本發明的用變結構工況自適應濾波、起電和旋轉磁場的過濾方法進一步為:所述 分離模塊采用旋轉磁場分離模塊,該旋轉磁場分離模塊包括侶質管道、鐵質外殼、=相對稱 繞組W及=相對稱電流模塊;所述=相對稱繞組繞在侶質管道外;所述鐵質外殼包覆于侶 質管道上;所述=相對稱電流模塊連接所述=相對稱繞組。

  [0023] 本發明的用變結構工況自適應濾波、起電和旋轉磁場的過濾方法進一步為:所述 分離模塊采用螺旋管道磁場分離模塊,該螺旋管道磁場分離模塊包括侶質螺旋管道、螺線 管W及螺線管控制電路;其中,所述侶質螺旋管道設置在螺線管內;所述螺線管和螺線管控 制電路電性連接。

  [0024] 本發明的用變結構工況自適應濾波、起電和旋轉磁場的過濾方法進一步為:所述 第一吸附模塊和第二吸吸附模塊采用同極相鄰型吸附環,該同極相鄰型吸附環包括侶質環 形管道、正向螺線管、反向螺線管W及鐵質導磁帽;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置 于侶質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生 同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于侶質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線 管相鄰處、W及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點。

  [0025] 本發明的用變結構工況自適應濾波、起電和旋轉磁場的過濾方法進一步為:所述 第一吸附模塊和第二吸吸附模塊采用帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環,該帶電擊鍵的同極相 鄰型吸附環包括侶質環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、電擊鍵W及電 磁鐵;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于侶質環形管道內,兩者通有方向相反的電 流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于侶質環形 管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、W及正向螺線管和反向螺線管軸 線的中間點;所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述電擊鍵和電磁鐵位于隔板 之間;所述電磁鐵連接并能推動電擊鍵,使電擊鍵敲擊侶質環形管道內壁。

  [0026] 本發明的用變結構工況自適應濾波、起電和旋轉磁場的過濾方法進一步為:所述 旋轉磁場離屯、模塊包括侶質管道、鐵質外殼、=相對稱繞組、法蘭W及=相對稱電流模塊; 所述=相對稱繞組繞在侶質管道外;所述鐵質外殼包覆于侶質管道上;所述法蘭焊接在侶 質管道的兩端;所述=相對稱電流模塊連接所述=相對稱繞組。

  [0027] 本發明的用變結構工況自適應濾波、起電和旋轉磁場的過濾方法還為:所述回油 筒的底部設有一溢流閥,該溢流閥底部設有一電控調節螺絲;所述溢流閥上設有一排油口, 該排油口通過管道連接至一油箱;所述內筒的底部呈倒圓臺狀,其通過一內筒排油管和回 油筒連接,內筒排油管上設有一電控止回閥;所述內筒的中央豎直設有一空屯、圓柱,空屯、圓 柱的上方設有壓差指示器,該壓差指示器安裝于端蓋上;所述內筒進油管和螺旋流道相切 連接。

  [0028] 與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:

  [0029] I.通過濾波器衰減液壓油的壓力/流量脈動,使濾忍在工作時不發生振動,W提高 過濾性能;液壓油在U型微粒分離模塊中實現固體微粒的分離,使油液中的固體微粒向管壁 運動,在U型微粒分離模塊出口處,富含固體微粒的管壁附近的油液通過回油筒進油管進入 回油筒后回流到油箱,而僅含微量小粒徑微粒的管道中屯、的油液則通過內筒進油管進入內 筒進行高精度過濾,提高了濾忍的使用壽命,降低了濾波成本和復雜度;進入內筒進油管的 油液W切向進流的方式流入內筒的螺旋流道,內筒壁為濾忍,則濾液在離屯、力的作用下緊 貼濾忍流動,濾液平行于濾忍的表面快速流動,過濾后的液壓油則垂直于濾忍表面方向流 出到外筒,運種十字流過濾方式對濾忍表面的微粒實施掃流作用,抑制了濾餅厚度的增加, 沉積在內筒底部的污染顆??啥〞r通過電控止回閥排出到回油筒,從而提高濾忍使用壽 命。

  [0030] 2.通過控制液壓油的溫度和向電極施加電壓使油液中的顆粒物質帶電聚合,并促 使膠質顆粒分解消融;通過吸附模塊形成高效吸附;利用旋轉磁場將油液中的微小顆粒"分 離"并聚集到管壁附近,用吸附裝置捕獲微小顆粒;通過消磁裝置對殘余顆粒消磁避免危害 液壓元件,從而使油液中固體微粒聚集成大顆粒運動到管壁附近。

  [0031] 3.磁化需要的非均勻磁場的產生,需要多對正逆線圈對并通過不同大小的電流, 且電流數值可在線數字設定。 【【附圖說明】】

  [0032] 圖1是本發明的用變結構工況自適應濾波、起電和旋轉磁場的過濾器的結構示意 圖。

  [0033] 圖2是圖1中的濾波器的結構示意圖。

  [0034] 圖3是圖2中沿A-A的剖面圖。

  [00對圖4是圖3中插入式H型濾波器示意圖。

  [0036] 圖5是圖3中插入式串聯H型濾波器示意圖。

  [0037] 圖6是插入式H型濾波器和插入式串聯H型濾波器頻率特性組合圖。其中,實線為插 入式串聯H型濾波器頻率特性。

  [0038] 圖7是插入式串并聯H型濾波器頻率特性圖。

  [0039] 圖8是S型容腔濾波器的結構示意圖。

  [0040] 圖9是S型彈性薄壁的橫截面示意圖。

  [0041 ]圖10是膠體阻尼層的縱截面示意圖。

  [0042] 圖11是圖1中的U型微粒分離模塊的示意圖。

  [0043] 圖12是圖11中的起電模塊的結構示意圖。

  [0044] 圖13是圖11中的分離模塊為均勻磁場分離模塊的結構示意圖。

  [0045] 圖14是圖11中的分離模塊為旋轉磁場分離模塊的結構示意圖。

  [0046] 圖15是圖11中的分離模塊為螺旋管道磁場分離模塊的結構示意圖。

  [0047] 圖16是圖11中的第一吸附模塊(第二吸附模塊)為同極相鄰型吸附環的結構示意 圖。

  [0048] 圖17是圖11中的第一吸附模塊(第二吸附模塊)為帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環 的結構示意圖。

  [0049] 圖18是圖11中的旋轉磁場離屯、模塊的結構示意圖。 【【具體實施方式】】

  [0050] 請參閱說明書附圖1至附圖18所示,本發明為一種用變結構工況自適應濾波、起電 和旋轉磁場的過濾器,其由底板6、濾波器8、U型微粒分離模塊3、回油筒7、內筒15、螺旋流道 17、濾忍18、外桶19W及端蓋25等幾部分組成。其中,所述濾波器8、U型微粒分離模塊2、回油 筒7、外桶19依次置于底板6上。

  [0051] 所述濾波器8用于將液壓油輸入,并可衰減液壓系統中的高、中、低頻段的脈動壓 力,和抑制流量波動。所述濾波器8由輸入管81、外殼89、輸出管811、S型彈性薄壁87、插入式 H型濾波器812W及插入式串聯H型濾波器813等幾部分組成。

  [0052] 其中,所述輸入管81連接于外殼89的一端,其和一液壓油進口 1對接;所述輸出管 811連接于外殼89的另一端,其和U型微粒分離模塊3對接。所述彈性薄壁87沿外殼的徑向安 裝于外殼89內,其內形成膨脹腔71和收縮腔72。所述輸入管81和輸出管811的軸線不在同一 軸線上,運樣可W提高10% W上的濾波效果。

  [0053] 所述輸入管81、輸出管811和S型彈性薄壁87共同形成一 S型容腔濾波器,從而衰減 液壓系締高麻店九喊動。巧隹總象擲決外理后得到的濾波器透射系數為:

  [0化4]

  [0055] a-介質中音速L一收縮腔長度D-膨脹腔直徑Z-特性阻抗 [0化6] 丫一透射系數f-壓力波動頻率di-輸入管直徑d-收縮腔直徑

  [0057] ki-膨脹腔系數k2-收縮腔系數

  [005引由上式可見,S型容腔的類n型抗性濾波器和電路中的電容作用類似。不同頻率的 壓力脈動波通過該濾波器時,透射系數隨頻率而不同。頻率越高,則透射系數越小,運表明 高頻的壓力脈動波在經過濾波器時衰減得越厲害,從而起到了消除高頻壓力脈動的作用。 同時,本發明的S型容腔結構中,膨脹腔和收縮腔之間過渡平滑,有助于降低腔體直徑突變 帶來的系統壓力損失。濾波器的輸入管和輸出管不在同一軸線上,可W提高10% W上的濾 波效果。

  [0059] 所述S型容腔濾波器的設計原理如下:當變化的流量通過輸入管進入S型容腔的膨 脹腔時,液流超過平均流量,擴大的膨脹腔可W吸收多余液流,而在低于平均流量時放出液 流,從而吸收壓力脈動能量。多級膨脹腔和收縮腔的組合則提高了濾波器的脈動壓力吸收 能力,也即濾波性能。膨脹腔和收縮腔之間采用曲面光滑過渡,則避免了由流體界面突變帶 來的沿程壓力損失及發熱。

  [0060] 所述S型彈性薄壁87通過受迫機械振動來削弱液壓系統中高頻壓力脈動。按集總 參數法處理后得到的S型彈性薄壁固有頻率為:

  [0061]

  [0062] k-S型彈性薄壁結構系數h-S型彈性薄壁厚度R-S型彈性薄壁半徑

  [0063] E-S型彈性薄壁的楊氏模量P-S型彈性薄壁的質量密度

  [0064] Tl-S型彈性薄壁的載流因子y-S型彈性薄壁的泊松比。

  [0065] 代入實際參數,對上式進行仿真分析可W發現,S型彈性薄壁87的固有頻率通常比 H型濾波器的固有頻率高,而且其衰減頻帶也比H型濾波器寬。在相對較寬的頻帶范圍內,S 型彈性薄壁對壓力脈動具有良好的衰減效果。同時,本發明的濾波器結構中的S型彈性薄壁 半徑較大且較薄,其固有頻率更靠近中頻段,可實現對液壓系統中的中高頻壓力脈動的有 效衰減。

  [0066] 所述S型彈性薄壁87的設計原理如下:管道中產生中頻壓力脈動時,S型容腔對壓 力波動的衰減能力較弱,流入濾波器S型容腔的周期性脈動壓力持續作用在S型彈性薄壁的 內外壁上,由于內外壁之間有支柱固定連接,內外彈性薄壁同時按脈動壓力的頻率做周期 性振動,該受迫振動消耗了流體的壓力脈動能量,從而實現中頻段壓力濾波。由虛功原理可 知,彈性薄壁消耗流體脈動壓力能量的能力和其受迫振動時的勢能和動能之和直接相關, 為了提高中頻段濾波性能,彈性薄壁的半徑設計為遠大于管道半徑,且薄壁的厚度較小,典 型值為小于0.1mm。

  [0067] 進一步的,所述S型彈性薄壁87和外殼89之間形成串聯共振容腔184、串聯共振容 腔II83W及并聯共振容腔85,所述容腔83、84、85橫跨整個濾波器,由此可W得到較大的共 振容腔體積,加強衰減效果。所述串聯共振容腔184和串聯共振容腔1183之間通過一彈性隔 板810隔開。所述S型彈性薄壁87的軸向上均勻開有若干錐形阻尼孔86,所述錐形阻尼孔86 開口較寬處位于串聯共振容腔184和并聯共振容腔85內,其錐度角為10°。所述彈性隔板810 的軸向上均勻開有若干錐形插入管82,所述錐形插入管82連通串聯共振容腔184和串聯共 振容腔1183。所述錐形插入管82開口較寬處位于串聯共振容腔1183內,其錐度角為10°,所 述錐形插入管82和錐形阻尼孔86的位置相互錯開。

  [0068] 所述插入式H型濾波器812位于并聯共振容腔85內,其和錐形阻尼孔86相連通。按 集總參數法處理后得到的濾波器固有角頻率為:

  [0069] (1)

  [0070] a-介質中音速L一阻尼孔長S-阻尼孔橫截面積V-并聯共振容腔體積。

  [0071] 所述插入式串聯H型濾波器813位于串聯共振容腔184和串聯共振容腔1183內,其 亦和錐形阻尼孔86相連通。按集總參數法處理后,濾波器的兩個固有角頻率為:

  [0074]其中;

  [007;

  [007;

  [0075]

  [0076]

  [0077] a-介質中音速h-阻尼孔長di-阻尼孔直徑l3-插入管長

  [0078] Cb-插入管直徑V2-串聯共振容腔1體積V4-串聯共振容腔2體積。

  [0079] 所述插入式H型濾波器812和插入式串聯H型濾波器813軸向呈對稱設置,并組成插 入式串并聯H型濾波器,用于展寬濾波頻率范圍并使整體結構更緊湊。本發明沿圓周界面分 布了多個插入式串并聯H型濾波器(圖中只畫出了 2個),彼此之間用隔板820隔開,運多個濾 波器的共振頻帶各不相同,組合在一起后可全面覆蓋整個中低頻濾波頻段,實現中低頻段 的全頻譜濾波。

  [0080] 由圖6插入式H型濾波器和插入式串聯H型濾波器頻率特性及公式(1)(2)(3)均可 發現,插入式串聯H型濾波器有2個固有角頻率,在波峰處濾波效果較好,而在波谷處則基本 沒有濾波效果;插入式H型濾波器有1個固有角頻率,同樣在波峰處濾波效果較好,而在波谷 處則基本沒有濾波效果;選擇合適的濾波器參數,使插入式H型濾波器的固有角頻率剛好落 在插入式串聯H型濾波器的2個固有角頻率之間,如圖7所示,既在一定的頻率范圍內形成了 3個緊鄰的固有共振頻率峰值,在該頻率范圍內,無論壓力脈動頻率處于波峰處還是波谷處 均能保證較好的濾波效果。多個插入式串并聯H型濾波器構成的濾波器組既可覆蓋整個中 低頻段,實現中低頻段的全頻譜濾波。

  [0081] 進一步的,所述S型彈性薄壁87的內側設有一膠體阻尼層88。所述膠體阻尼層88的 內層和外層分別為外層S型彈性薄壁81和內層S型彈性薄壁82,外層S型彈性薄壁81和內層S 型彈性薄壁82之間由若干支柱814固定連接。外層S型彈性薄壁81和內層S型彈性薄壁82之 間的夾層內填充有加防凍劑的純凈水816,純凈水816內懸浮有多孔硅膠815。所述膠體阻尼 層88靠近輸入管811的一端和外殼89相連;所述膠體阻尼層88靠近輸入管811的一端設有圓 環狀活塞817,活塞817和膠體阻尼層88之間密封連接。

  [0082] 由于外層S型彈性薄壁81和內層S型彈性薄壁82間距很小且由支柱814固定連接, 在壓力脈動垂直作用于薄壁時,內外壁產生近乎一致的形變,膠體阻尼層厚度幾乎保持不 變,對壓力脈動沒有阻尼作用;膠體阻尼層88的活塞817只感應水平方向的流量脈動,流量 脈動增強時,活塞817受壓使膠體阻尼層收縮,擠壓作用使得膠體阻尼層88中的水由納米級 輸送通道進入微米級中央空隙;流量脈動減弱時,活塞817受反壓,此時膠體阻尼層膨脹,膠 體阻尼層中的水從中央空隙經通道排出。在此過程中,由于硅膠815微通道吸附的力學效 應、通道表面分子尺度的粗糖效應及化學非均質效應,活塞跟隨膠體阻尼層收縮和膨脹過 程中做"氣-液-固"邊界的界面功,從而對流量脈動實現衰減,其實質上是一個并行R型濾波 器。該濾波器相對于一般的液體阻尼器的優勢在于:它通過"氣-液-固"邊界的界面功的方 式衰減流量脈動,可W在不產生熱量的情況下吸收大量機械能,且能量消耗不依賴于活塞 速度,衰減效率有了顯著提高。

  [0083] 本發明還能實線工況自適應壓力脈動衰減。當液壓系統工況變化時,既執行元件 突然停止或運行,W及閥的開口變化時,會導致管路系統的特性阻抗發生突變,從而使原管 道壓力隨時間和位置變化的曲線也隨之改變,則壓力峰值的位置亦發生變化。由于本發明 的濾波器的軸向長度設計為大于系統主要壓力脈動波長,且濾波器的插入式串并聯H型濾 波器組的容腔長度、S型容腔濾波器的長度和S型彈性薄壁87的長度和濾波器軸線長度相 等,保證了壓力峰值位置一直處于濾波器的有效作用范圍內;而錐形阻尼孔86開在S型彈性 薄壁87上,沿軸線方向均勻分布,在彈性隔板810的軸向上均勻開有多個相同參數的錐形插 入管82,錐形阻尼孔86和錐形插入管82位置相互錯開,使得壓力峰值位置變化對濾波器的 性能幾乎沒有影響,從而實現了工況自適應濾波功能??紤]到=種濾波結構軸向尺寸和濾 波器相當,運一較大的尺寸也保證了液壓濾波器具備較強的壓力脈動衰減能力。

  [0084] 采用本發明的濾波器進行液壓脈動濾波的方法如下:

  [0085] 1),液壓流體通過輸入管進入S型容腔濾波器,擴大的容腔吸收多余液流,完成高 頻壓力脈動的濾波;

  [0086] 2),通過S型彈性薄壁87受迫振動,消耗流體的壓力脈動能量,完成中頻壓力脈動 的濾波;

  [0087] 3),通過插入式串并聯H型濾波器組,W及錐形阻尼孔、錐形插入管和流體產生共 振,消耗脈動能量,完成低頻壓力脈動的濾波;

  [0088] 4),將濾波器的軸向長度設計為大于液壓系統主要壓力脈動波長,且插入式串并 聯H型濾波器長度、S型容腔濾波器長度和S型彈性薄壁87長度同濾波器長度相等,使壓力峰 值位置一直處于濾波器的有效作用范圍,實現系統工況改變時壓力脈動的濾波。

  [0089] 所述U型微粒分離模塊3包括一 U型管31,U型管31上依次安裝有起電模塊32、分離 模塊33、第一吸附模塊34、旋轉磁場離屯、模塊36、第二吸附模塊37W及消磁模塊35。

  [0090] 所述起電模塊32使油液中的金屬顆粒物質帶電,其由若干電極321W及一電極控 制器322組成。所述若干電極321安裝于U型管31上,其分別連接至電極控制器252。所述電極 控制器322電性連接向電極321施加電壓,使油液中的顆粒物質帶電。

  [0091] 所述分離模塊33使質量較大的顆粒帶電聚合并在離屯、力作用下甩向腔壁,其可采 用均勻磁場分離模塊、旋轉磁場分離模塊或螺旋管道磁場分離模塊。

  [0092] 所述分離模塊33采用均勻磁場分離模塊時,其由侶質管道331、兩個磁極332W及 磁極控制器333組成。其中,所述兩個磁極332分別設置在侶質管道331上,該兩個磁極332的 極性相反,并呈相對設置。所述兩個磁極332分別電性連接至磁極控制器333上。

  [0093] 所述均勻磁場分離模塊33的設計原理如下:帶電顆粒W速度V流入均勻磁場分離 模塊33,均勻磁場分離模塊33的兩個磁極332產生和速度V方向垂直的均勻磁場,根據左手 定則,則帶電顆粒在均勻磁場分離模塊33中受到垂直于速度方向和磁場方向的洛侖磁力的 作用,該力不改變帶電顆粒的速率,它只改變帶電顆粒的運動方向,使帶電顆粒在該力的作 用下向侶質管道331的管壁運動,從而使油液中的顆粒從油液中"分離"出來,向管壁聚集, 便于后續吸附捕獲。由于油液具有一定的粘性,顆粒向管壁運動過程中還受到粘性阻力的 作用。為了確保分離效果,需要調節磁場強度B使距離管壁最遠處的顆粒能在分離模塊的作 用時間內運動到管壁處,定量分析如下:

  [0094] 假定微粒質量為m,速度為V,磁場強度為B,帶電量為q,分離模塊的直徑為D,長度 為L,則:

  [OOM]作用在帶電顆粒上的洛侖磁力為

  [0096] Fi=qvB

  [0097] 帶電顆粒受到的粘性阻力為

  [009引 Fd=GJT ? n ? r ? V

  [0099] n一一液壓油的粘度r一一帶電顆粒的半徑V-一帶電顆粒運動速度

  [0100] 不是一般性,假定油液中的顆粒進入分離模塊時已達到穩態,則帶電顆粒通過分 離模塊的時間可近似用下式表示

  [0101]

  [0102] 距離管壁最遠處的帶電顆粒運動到管壁處的時間t2可由下式求解

  [0103]

  [0104] 調下。,'|義巧Wt2, 口 IJMJ訟壬U刀、罔鄉_宋。

  [0105] 所述分離模塊33采用旋轉磁場分離模塊時,其由侶質管道331、鐵質外殼334、=相 對稱繞組335W及=相對稱電流模塊336等部件組成。所述=相對稱繞組335繞在侶質管道 331外。所述鐵質外殼334包覆于侶質管道335上。所述S相對稱電流模塊336連接所述S相 對稱繞組335。

  [0106] 所述旋轉磁場分離模塊33的設計原理如下:帶電顆粒W速度V流入旋轉磁場分離 模塊33,=相對稱電流模塊336使=相對稱繞組335中流過=相對稱電流,該電流在侶質管 道331內產生旋轉磁場,帶電顆粒在旋轉磁場作用下受到垂直于速度方向和磁場方向的洛 侖磁力的作用,該力不改變帶電顆粒的速率,它只改變帶電顆粒的運動方向,使帶電顆粒在 該力的作用下W螺旋狀前進,并向管壁運動。合理調節磁場強度即可使油液中的顆粒從油 液中"分離"出來,聚集在管壁附近,便于后續吸附捕獲。由于油液具有一定的粘性,顆粒向 管壁運動過程中還受到粘性阻力的作用。為了確保分離效果,需要使侶質管道331軸線上的 微粒能在分離模塊的作用時間內運動到管壁處,定量分析如下:

  [0107] 假定微粒質量為m,速度為V,磁場強度為B,帶電量為q,分離模塊的直徑為D,長度 為L,則:

  [0108] 作用在帶電顆粒上的洛侖磁力為

  [0109] Fi=qvB

  [0110] 帶電顆粒受到的粘性阻力為

  [0111] Fd=63T ? q ? r ? V

  [0112] n一一液壓油的粘度r一一帶電顆粒的半徑V-一帶電顆粒運動速度

  [0113] 假定油液中的顆粒進入分離模塊時已達到穩態,則帶電顆粒通過分離模塊的時間 可近似用下式表示

  [0114]

  [0115] 管道軸線上的帶電顆粒運動到管壁處的時間t2可由下式求解

  [0116]

  [0117] 調節B,使得ti〉t2,即可達到分離效果。

  [0118] 所述分離模塊33采用螺旋管道磁場分離模塊時,其由侶質螺旋管道338、螺線管 339W及螺線管控制電路336組成。其中,所述侶質螺旋管道338設置在螺線管339內。所述螺 線管339和螺線管控制電路336電性連接。所述螺線管控制電路336電性連接至ECU3。

  [0119] 所述螺旋管道磁場分離模塊33的設計原理如下:攜帶帶電顆粒的油液沿侶質螺旋 管道338前進,從而在管道出口處產生具有一定自旋方向的旋流,質量較重的帶電顆粒隨著 油液旋轉,在離屯、力的作用下產生向管壁的徑向運動;同時,由于侶質螺旋管道338的入口 方向和通電螺線管339的軸向磁場方向垂直,W速度V進入侶質螺旋管道338的帶電顆粒受 到洛侖磁力的作用,方向垂直于磁場方向和侶質螺旋管道338的入口方向。洛侖磁力使帶電 顆粒在管道內做螺旋前進運動,由于侶質螺旋管道338的入口方向和磁場方向接近垂直,帶 電顆粒主要作周向旋轉運動,而油液則不受影響,從而實現顆粒從油液中的"分離",W便實 現對顆粒的吸附。為保證"分離"效果,需要使侶質管道軸線上的微粒能在分離模塊的作用 時間內運動到管壁處,定量分析如下:

  [0120] 假定微粒質量為m,速度為V,帶電量為q,侶質螺旋管道的直徑為D,侶質螺旋管道 的應數為n,侶質螺旋管道的入口方向和通電螺線管的軸向磁場方向的夾角為0,螺線管應 數為N,電流為I,磁場強度為B,真空磁導率為y〇,則:

  [0121] 作用在帶電顆粒上的洛侖磁力為

  [0122] Fi=QvB

  [0123] 帶電顆粒受到的粘性阻力為

  [0124] Fd=63T ? q ? r ? V

  [0125] n一-液壓油的粘度r一一帶電顆粒的半徑V-一帶電顆粒運動速度

  [0126] 帶電顆粒通過分離模塊的時間可近似用下式表示

  [0127]

  [01%]嘗追巧巧上W市電顆粒運動到管壁處的時間t2可由下式求解 [0129:

  [0130;

  [0131:

  [0132] 調節I,使得ti〉t2,即可達到分離效果。

  [0133] 所述第一吸附模塊34用于吸附經分離模塊33分離后的磁性聚合大微粒,其可采用 同極相鄰型吸附環,該同極相鄰型吸附環由侶質環形管道341、正向螺線管342、反向螺線管 343W及鐵質導磁帽344等部件組成。其中,所述正向螺線管342和反向螺線管343分別布置 于侶質環形管道341,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管342和反向螺線管343相鄰 處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽344布置于侶質環形管道341的內壁上,其位于正向螺線 管342和反向螺線管343相鄰處、W及正向螺線管342和反向螺線管343軸線的中間點。

  [0134] 所述同極相鄰型吸附環的設計原理如下:通電正向螺線管342、反向螺線管343,相 鄰的正向螺線管342、反向螺線管343通有方向相反的電流,使得正向螺線管342、反向螺線 管343相鄰處產生同性磁極;同時,侶質環形管道341能夠改善磁路,加大管道內壁處的磁場 強度,增強鐵質導磁帽344對顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管342、反向螺線管343電流 可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,W獲得最佳吸附性能。

  [0135] 進一步的,所述第一吸附模塊34也可采用帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環,該帶電 擊鍵的同極相鄰型吸附環由侶質環形管道341、正向螺線管342、反向螺線管343、鐵質導磁 帽344、隔板345、電擊鍵346W及電磁鐵347等部件組成。其中,所述正向螺線管342和反向螺 線管343分別布置于侶質環形管道341,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管342和反 向螺線管343相鄰處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽344布置于侶質環形管道341的內壁上, 其位于正向螺線管342和反向螺線管343相鄰處、W及正向螺線管342和反向螺線管343軸線 的中間點。所述電擊鍵346和電磁鐵347位于隔板345之間。所述電磁鐵347連接并能推動電 擊鍵346,使電擊鍵346敲擊侶質環形管道342內壁。

  [0136] 所述帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環的設計原理如下:通電正向螺線管342、反向螺 線管%3,相鄰的正向螺線管%2、反向螺線管%3通有方向相反的電流,使得正向螺線管 342、反向螺線管343相鄰處產生同性磁極;同時,侶質環形管道341能夠改善磁路,加大管道 內壁處的磁場強度,增強鐵質導磁帽344對顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管342、反向螺 線管343電流可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,W獲得最佳吸附性能。而通過電擊 鍵346的設置,防止顆粒在鐵質導磁帽344處大量堆積,影響吸附效果。此時,通過電磁鐵347 控制電擊鍵%6敲擊管道341的內壁,使得被吸附的顆粒向兩側分散開。同時,在清洗管道 341時,電擊鍵346的敲擊還可W提高清洗效果。

  [0137] 所述第一吸附模塊34設計成U型,在油液進入U型吸附管道時,顆粒在重力、離屯、力 的作用下,向一側管壁移動,在加上磁場力作用,徑向移動速度加快,顆粒吸附的效率得W 提高;在油液離開U型吸附管道上升時,重力和磁場力的合力使得顆粒沿斜向下的方向運 動,延長了顆粒受力時間,提高了顆粒吸附的效率。

  [0138] 所述旋轉磁場離屯、模塊36利用旋轉磁場離屯、未被第一吸附裝置34吸附的微小磁 化顆粒,其由侶質管道361、鐵質外殼362、=相對稱繞組363、法蘭364W及=相對稱電流模 塊365組成。所述S相對稱繞組363繞在侶質管道361外。所述鐵質外殼362包覆于侶質管道 361上。所述法蘭364焊接在侶質管道361的兩端。所述=相對稱電流模塊365連接所述=相 對稱繞組363。

  [0139] 所述旋轉磁場離屯、模塊36的工作原理如下:未被吸附的微小磁化顆粒進入旋轉磁 場離屯、模塊36,=相對稱電流模塊365使=相對稱繞組363中流過=相對稱電流,該電流在 侶質管道361內產生旋轉磁場,磁化顆粒在旋轉磁場作用下受到磁場力的作用,并在該力的 作用下W螺旋狀前進,同時向管壁運動。因此,調節磁場強度即可使油液中的顆粒從油液中 "分離"出來,聚集在侶質管道361管壁附近,便于后續吸附捕獲。

  [0140] 所述第二吸附裝置37和所述第一吸附裝置34結構相同,功能和作用機理亦相同, 其能進一步吸附經旋轉磁場離屯、模塊36分離的顆粒。

  [0141] 所述消磁模塊35給磁化顆粒消磁,防止殘余磁性微粒通過回油筒進油管進入液壓 回路,對污染敏感液壓元件造成損傷。

  [0142] 所述U型微粒分離模塊3和回油筒7的上方通過一回油筒進油管22連接;通過U型微 粒分離模塊3處理后,U型管31管壁附近的油液富含聚合顆粒,通過回油筒進油管22進入回 油筒7后回流到油箱。

  [0143] 所述回油筒7的底部設有一溢流閥8,該溢流閥8底部設有一電控調節螺絲9;所述 溢流閥8上設有一排油口 10,該排油口 10通過管道20連接至一油箱11。

  [0144] 所述內筒15置于外桶19內,其通過一頂板13W及若干螺栓21安裝于端蓋25上。所 述螺旋流道17收容于內筒15內,其和U型微粒分離模塊3之間通過一內筒進油管12連接,具 體的說,所述內筒進油管12和螺旋流道17相切連接。U型管31管道中屯、的油液僅含微量小粒 徑微粒,通過內筒進油管12進入內筒15實現高精度過濾,從而實現固體微粒分離。進一步 的,所述內筒進油管12位于回油筒進油管22內,并延伸入U型微粒分離模塊3的中央,其直徑 小于回油筒進油管22直徑,且和回油筒進油管22同軸設置。

  [0145] 進一步的,所述內筒15的底部呈倒圓臺狀,其通過一內筒排油管23和回油筒7連 接,內筒排油管23上設有一電控止回閥24。所述內筒15的中央豎直設有一空屯、圓柱16,空屯、 圓柱16的上方設有壓差指示器14,該壓差指示器14安裝于端蓋25上。

  [0146] 所述濾忍18設置在內筒15的內壁上,其精度為1-5微米。

  [0147] 所述外桶19的底部設有一液壓油出油口 5,通過液壓油出油口引尋過濾好的液壓油 排出。

  [0148] 在本發明中,由于U型微粒分離模塊3對油液內固體微粒分離聚合作用,在U型微粒 分離模塊3出口處的油液中,中屯、的油液僅含微量小粒徑微粒,該部分油液從內筒進油管12 流入到內筒15進行高精度過濾;而管壁附近的油液富含聚合顆粒,該部分油液通過回油筒 進油管22進入回油筒7,再經溢流閥8的排油口 10流回油箱11,從而實現固體微粒按顆粒粒 徑分流濾波。此處,回油筒7和溢流閥8起到了前述的粗濾作用,從而節省了過濾器個數,降 低了系統成本和復雜度。溢流閥8的電控調節螺絲9用于調節溢流壓力,將其壓力調整到略 低于過濾出口處壓力,W保證內筒15過濾流量。

  [0149] 另外,傳統的過濾器主要采用濾餅過濾方式,過濾時濾液垂直于過濾元件表面流 動,被截流的固體微粒形成濾餅并逐漸增厚,過濾速度也隨之逐漸下降,直至濾液停止流 出,降低了過濾元件的使用壽命。在本本發明中,來自內筒進油管12攜帶小粒徑微粒的濾液 W切向進流的方式流入內筒15的螺旋流道17,螺旋通道17側面的內筒15壁為高精度濾忍 18,濾液在離屯、力的作用下緊貼濾忍18表面,濾液平行于濾忍18的表面快速流動,過濾后的 液壓油則垂直于濾忍18表面方向流出到外筒19,運兩個流動的方向互相垂直交錯,故稱其 為十字流過濾。濾液的快速流動對聚集在濾忍18表面的微粒施加了剪切掃流作用,從而抑 制了濾餅厚度的增加,使得過濾速度近乎恒定,過濾壓力也不會隨時間的流逝而升高,濾忍 的使用壽命因而大幅度提高。隨著過濾時間的累積,沉積在內筒15倒圓臺底部的污染顆粒 逐步增加,過濾速度緩慢下降,內筒15內未過濾的濾液沿中屯、的空屯、圓筒16上升,此時,壓 差指示器14起作用,監控其壓力變化,亦即內筒15底部濾忍18的堵塞情況,若超過闊值,貝U 調節電控調節螺絲9降低溢流壓力,并同時打開止回閥24,使內筒15底部含較多污染顆粒的 濾液在壓差作用下通過內筒排油管23排出到回油筒7,避免了底部濾忍18堵塞狀況惡化,從 而延長了濾忍18使用壽命。

  [0150] 采用上述濾油器對回流液壓有處理的工藝步驟如下:

  [0151] 1),液壓管路中的油液通過濾波器8,濾波器8衰減液壓系統中的高、中、低頻段的 脈動壓力,W及抑制流量波動;

  [0152] 2),回流液壓油進入U型微粒分離模塊3的起電模塊32,使油液中的顆粒物質帶電, 之后送至分離模塊33;

  [0153] 3),通過分離裝置33使油液中的帶電微粒在外力的作用下向管壁聚合,之后回油 送至第一吸附裝置34;

  [0154] 4),通過第一吸附模塊34吸附回油中的磁性聚合微粒,之后回油送至旋轉磁場離 屯、模塊36;

  [0155] 5),旋轉磁場離屯、模塊36利用旋轉磁場分離未吸附的磁化微粒,之后回油送至第 二吸附模塊37;

  [0156] 6),第二吸附模塊37二次吸附回油中的磁性聚合微粒;

  [0157] 7),通過消磁模塊35消除磁性微粒磁性;

  [0158] 8),之后U型微粒分離模塊3管壁附近的油液通過回油筒進油管22進入回油筒7后 回流到油箱,而含微量小粒徑微粒的管道中屯、的油液則通過內筒進油管12進入內筒15進行 局精度過濾;

  [0159] 9 ),攜帶小粒徑微粒的油液W切向進流的方式流入內筒15的螺旋流道17,油液在 離屯、力的作用下緊貼濾忍流動,并進行高精度過濾;

  [0160] 10),高精度過濾后的油液排入外筒19,并通過外筒19底部的液壓油出油口 5排出。

  [0161] W上的【具體實施方式】僅為本創作的較佳實施例,并不用W限制本創作,凡在本創 作的精神及原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本創作的保護范圍之 內。

  【主權項】

  1. 用變結構工況自適應濾波、起電和旋轉磁場的過濾方法,其特征在于:其采用一種過 濾器,該過濾器包括底板、濾波器、U型微粒分離模塊、回油筒、內筒、螺旋流道、濾芯、外桶以 及端蓋;其中,所述濾波器、U型微粒分離模塊、回油筒、外桶依次置于底板上;所述濾波器包 括輸入管、外殼、輸出管、S型彈性薄壁、插入式H型濾波器、插入式串聯H型濾波器以及膠體 阻尼層;其中,所述輸入管連接于外殼的一端,其和一液壓油進口對接;所述輸出管連接于 外殼的另一端,其和U型微粒分離模塊對接;所述S型彈性薄壁沿外殼的徑向安裝于外殼內, 其內形成膨脹腔和收縮腔;所述輸入管、輸出管和S型彈性薄壁共同形成一 S型容腔濾波器; 所述S型彈性薄壁和外殼之間形成串聯共振容腔I、串聯共振容腔II以及并聯共振容腔;所 述串聯共振容腔I和串聯共振容腔II之間通過一彈性隔板隔開;所述S型彈性薄壁的軸向上 均勻開有若干錐形阻尼孔;所述彈性隔板的軸向上均勻開有若干錐形插入管,所述錐形插 入管連通串聯共振容腔I和串聯共振容腔II;所述插入式H型濾波器位于并聯共振容腔內, 其和錐形阻尼孔相連通;所述插入式串聯H型濾波器位于串聯共振容腔I和串聯共振容腔II 內,其亦和錐形阻尼孔相連通;所述插入式H型濾波器和插入式串聯H型濾波器軸向呈對稱 設置,并組成插入式串并聯H型濾波器;所述膠體阻尼層設置在S型彈性薄壁的內側;所述U 型微粒分離模塊包括一 U型管,U型管上依次安裝有起電模塊、分離模塊、第一吸附模塊、旋 轉磁場離心模塊、第二吸附模塊和消磁模塊;所述U型微粒分離模塊和回油筒的上方通過一 回油筒進油管連接;所述內筒置于外桶內,其通過一頂板以及若干螺栓安裝于端蓋上;所述 螺旋流道收容于內筒內,其和U型微粒分離模塊之間通過一內筒進油管連接;所述內筒進油 管位于回油筒進油管內,并延伸入U型微粒分離模塊的中央,其直徑小于回油筒進油管直 徑,且和回油筒進油管同軸設置;所述濾芯設置在內筒的內壁上,其精度為1-5微米;所述外 桶的底部設有一液壓油出油口; 其包括如下步驟: 1 ),液壓管路中的油液通過濾波器,濾波器衰減液壓系統中的高、中、低頻段的脈動壓 力,以及抑制流量波動; 2) ,回流液壓油進入U型微粒分離模塊的起電模塊,使油液中的顆粒物質帶電,之后送 至分離模塊; 3) ,通過分離裝置使油液中的帶電微粒在外力的作用下向管壁聚合,之后回油送至第 一吸附裝置; 4) ,通過第一吸附模塊吸附回油中的磁性聚合微粒,之后回油送至旋轉磁場離心模塊; 5) ,旋轉磁場離心模塊利用旋轉磁場分離未吸附的磁化微粒,之后回油送至第二吸附 豐旲塊; 6 ),第二吸附模塊二次吸附回油中的磁性聚合微粒; 7 ),通過消磁模塊消除磁性微粒磁性; 8),之后U型微粒分離模塊管壁附近的油液通過回油筒進油管進入回油筒后回流到油 箱,而含微量小粒徑微粒的管道中心的油液則通過內筒進油管進入內筒進行高精度過濾; 9 ),攜帶小粒徑微粒的油液以切向進流的方式流入內筒的螺旋流道,油液在離心力的 作用下緊貼濾芯流動,并進行高精度過濾; 10),高精度過濾后的油液排入外筒,并通過外筒底部的液壓油出油口排出。2. 如權利要求1所述的用變結構工況自適應濾波、起電和旋轉磁場的過濾方法,其特征 在于:所述輸入管和輸出管的軸線不在同一軸線上;所述錐形阻尼孔開口較寬處位于串聯 共振容腔I和并聯共振容腔內,其錐度角為10°;所述錐形插入管開口較寬處位于串聯共振 容腔II內,其錐度角為10°;所述錐形插入管和錐形阻尼孔的位置相互錯開;所述膠體阻尼 層的內層和外層分別為外層S型彈性薄壁和內層S型彈性薄壁,外層S型彈性薄壁和內層S型 彈性薄壁之間由若干支柱固定連接;所述外層S型彈性薄壁和內層S型彈性薄壁之間的夾層 內填充有加防凍劑的純凈水,純凈水內懸浮有多孔硅膠;所述膠體阻尼層靠近輸出管的一 端和外殼相連;所述膠體阻尼層靠近輸入管的一端設有圓環狀活塞,活塞和膠體阻尼層之 間密封連接。3. 如權利要求1所述的用變結構工況自適應濾波、起電和旋轉磁場的過濾方法,其特征 在于:所述起電模塊包括若干電極以及一電極控制器;所述若干電極安裝于U型管上,其分 別連接至電極控制器。4. 如權利要求1所述的用變結構工況自適應濾波、起電和旋轉磁場的過濾方法,其特征 在于:所述分離模塊采用均勻磁場分離模塊,該均勻磁場分離模塊包括鋁質管道、兩個磁極 以及磁極控制器;其中,所述兩個磁極分別設置在鋁質管道上,該兩個磁極的極性相反,并 呈相對設置;所述兩個磁極分別電性連接至磁極控制器上。5. 如權利要求1所述的用變結構工況自適應濾波、起電和旋轉磁場的過濾方法,其特征 在于:所述分離模塊采用旋轉磁場分離模塊,該旋轉磁場分離模塊包括鋁質管道、鐵質外 殼、三相對稱繞組以及三相對稱電流模塊;所述三相對稱繞組繞在鋁質管道外;所述鐵質外 殼包覆于鋁質管道上;所述三相對稱電流模塊連接所述三相對稱繞組。6. 如權利要求1所述的用變結構工況自適應濾波、起電和旋轉磁場的過濾方法,其特征 在于:所述分離模塊采用螺旋管道磁場分離模塊,該螺旋管道磁場分離模塊包括鋁質螺旋 管道、螺線管以及螺線管控制電路;其中,所述鋁質螺旋管道設置在螺線管內;所述螺線管 和螺線管控制電路電性連接。7. 如權利要求1所述的用變結構工況自適應濾波、起電和旋轉磁場的過濾方法,其特征 在于:所述第一吸附模塊和第二吸吸附模塊采用同極相鄰型吸附環,該同極相鄰型吸附環 包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管以及鐵質導磁帽;所述正向螺線管和反向螺線 管分別布置于鋁質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管 相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管 和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點。8. 如權利要求1所述的用變結構工況自適應濾波、起電和旋轉磁場的過濾方法,其特征 在于:所述第一吸附模塊和第二吸吸附模塊采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環,該帶電擊 錘的同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、電 擊錘以及電磁鐵;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內,兩者通有方 向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置 于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反 向螺線管軸線的中間點;所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述電擊錘和電磁 鐵位于隔板之間;所述電磁鐵連接并能推動電擊錘,使電擊錘敲擊鋁質環形管道內壁。9. 權利要求1所述的用變結構工況自適應濾波、起電和旋轉磁場的過濾方法,其特征在 于:所述旋轉磁場離心模塊包括鋁質管道、鐵質外殼、三相對稱繞組、法蘭以及三相對稱電 流模塊;所述三相對稱繞組繞在鋁質管道外;所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上;所述法蘭焊 接在鋁質管道的兩端;所述三相對稱電流模塊連接所述三相對稱繞組。10.權利要求1所述的用變結構工況自適應濾波、起電和旋轉磁場的過濾方法,其特征 在于:所述回油筒的底部設有一溢流閥,該溢流閥底部設有一電控調節螺絲;所述溢流閥上 設有一排油口,該排油口通過管道連接至一油箱;所述內筒的底部呈倒圓臺狀,其通過一內 筒排油管和回油筒連接,內筒排油管上設有一電控止回閥;所述內筒的中央豎直設有一空 心圓柱,空心圓柱的上方設有壓差指示器,該壓差指示器安裝于端蓋上;所述內筒進油管和 螺旋流道相切連接。

  【文檔編號】F15B21/04GK105909605SQ201610312230

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年5月12日

  【發明人】李 昊

  【申請人】李 昊

  一種采用變結構濾波、磁化、吸附和離心的濾油方法

  【專利摘要】本發明涉及一種采用變結構濾波、磁化、吸附和離心的濾油方法,其通過過濾器衰減液壓油的壓力/流量脈動,其采用變結構濾波器;通過U型微粒分離模塊實現固體微粒的分離,使油液中的固體微粒向管壁運動,并通過回油筒進油管進入回油筒后回流到油箱,含微量小粒徑微粒的管道中心的油液通過內筒進油管進入內筒進行高精度過濾,提高濾芯使用壽命;進入內筒進油管的油液以切向進流的方式流入內筒的螺旋流道,內筒壁為濾芯,則濾液在離心力的作用下緊貼濾芯流動,濾液平行于濾芯的表面快速流動,過濾后的液壓油垂直于濾芯表面方向流出到外筒;沉積在內筒底部的污染顆??啥〞r通過電控止回閥排出到回油筒,提高濾芯使用壽命。

  【專利說明】-種采用變結構濾波、磁化、吸附和離心的濾油方法 【技術領域】

  [0001] 本發明設及一種液壓油過濾方法,具體設及一種采用變結構濾波、磁化、吸附和離 屯、的濾油方法,屬于液壓設備技術領域。 【【背景技術】】

  [0002] 國內外的資料統計表明,液壓系統的故障大約有70%~85%是由于油液污染引起 的。固體顆粒則是油液污染中最普遍、危害作用最大的污染物。由固體顆粒污染物引起的液 壓系統故障占總污染故障的70%。在液壓系統油液中的顆粒污染物中,金屬磨屑占比在 20%~70%之間。采取有效措施濾除油液中的固體顆粒污染物,是液壓系統污染控制的關 鍵,也是系統安全運行的可靠保證。

  [0003] 過濾器是液壓系統濾除固體顆粒污染物的關鍵元件。液壓油中的固體顆粒污染 物,除油箱可沉淀一部分較大顆粒外,主要靠濾油裝置來濾除。尤其是高壓過濾裝置,主要 用來過濾流向控制閥和液壓缸的液壓油,W保護運類抗污染能力差的液壓元件,因此對液 壓油的清潔度要求更高。

  [0004] 然而,現有的液壓系統使用的高壓過濾器存在W下不足:(1)各類液壓元件對油液 的清潔度要求各不相同,油液中的固體微粒的粒徑大小亦各不相同,為此需要在液壓系統 的不同位置安裝多個不同類型濾波器,由此帶來了成本和安裝復雜度的問題;(2)液壓系統 中的過濾器主要采用濾餅過濾方式,過濾時濾液垂直于過濾元件表面流動,被截流的固體 微粒形成濾餅并逐漸增厚,過濾速度也隨之逐漸下降直至濾液停止流出,降低了過濾元件 的使用壽命。

  [0005] 因此,為解決上述技術問題,確有必要提供一種創新的采用變結構濾波、磁化、吸 附和離屯、的濾油方法,W克服現有技術中的所述缺陷。 【

  【發明內容】

  】

  [0006] 為解決上述技術問題,本發明的目的在于提供一種過濾性能好,適應性和集成性 高,使用壽命長的采用變結構濾波、磁化、吸附和離屯、的濾油方法。

  [0007] 為實現上述目的,本發明采取的技術方案為:一種采用變結構濾波、磁化、吸附和 離屯、的濾油方法,其采用一種濾油器,該濾油器包括底板、濾波器、U型微粒分離模塊、回油 筒、內筒、螺旋流道、濾忍、外桶W及端蓋;其中,所述濾波器、U型微粒分離模塊、回油筒、外 桶依次置于底板上;所述濾波器包括輸入管、外殼、輸出管、彈性薄壁、插入式H型濾波器W 及插入式串聯H型濾波器;其中,所述輸入管連接于外殼的一端,其和一液壓油進口對接;所 述輸出管連接于外殼的另一端,其和U型微粒分離模塊對接;所述彈性薄壁沿外殼的徑向安 裝于外殼內;所述輸入管、輸出管和彈性薄壁共同形成一 C型容腔濾波器;所述彈性薄壁和 外殼之間形成串聯共振容腔I、串聯共振容腔IIW及并聯共振容腔;所述串聯共振容腔I和 串聯共振容腔II之間通過一彈性隔板隔開;所述彈性薄壁的軸向上均勻開有若干錐形變結 構阻尼孔;所述錐形變結構阻尼孔由錐形彈性阻尼孔管和縫孔組成;所述彈性隔板靠近輸 入管側設有錐形插入管,所述錐形插入管連通串聯共振容腔I和串聯共振容腔II;所述插 入式H型濾波器位于并聯共振容腔內,其和錐形變結構阻尼孔相連通;所述插入式串聯H型 濾波器位于串聯共振容腔I和串聯共振容腔II內,其亦和錐形變結構阻尼孔相連通;所述插 入式H型濾波器和插入式串聯H型濾波器軸向呈對稱設置,并組成插入式串并聯H型濾波器; 所述U型微粒分離模塊包括一 U型管,U型管上依次安裝有溫控模塊、磁化模塊、機械離屯、模 塊、吸附模塊W及消磁模塊;所述U型微粒分離模塊和回油筒的上方通過一回油筒進油管連 接;所述內筒置于外桶內,其通過一頂板W及若干螺栓安裝于端蓋上;所述螺旋流道收容于 內筒內,其和U型微粒分離模塊之間通過一內筒進油管連接;所述內筒進油管位于回油筒進 油管內,并延伸入U型微粒分離模塊的中央,其直徑小于回油筒進油管直徑,且和回油筒進 油管同軸設置;所述濾忍設置在內筒的內壁上,其精度為1-5微米;所述外桶的底部設有一 液壓油出油口;

  [000引其包括如下步驟:

  [0009] 1 ),液壓管路中的油液通過濾波器,濾波器衰減液壓系統中的高、中、低頻段的脈 動壓力,W及抑制流量波動;

  [0010] 2),回流液壓油進入U型微粒分離模塊的溫控模塊,通過溫控模塊調節油溫到最佳 的磁化溫度40-50°C,之后進入磁化模塊;

  [0011] 3),通過磁化模塊使油液中的金屬顆粒在磁場中被磁化,并使微米級的金屬顆粒 聚合成大顆粒;之后進入機械離屯、模塊;

  [0012] 4),磁化聚合顆粒在機械離屯、模塊中離屯、;

  [0013] 5),通過吸附模塊吸附經機械離屯、模塊離屯、后聚集在管壁附近的磁化聚合大微 粒;之后進入消磁模塊;

  [0014] 6),通過消磁模塊消除磁性微粒磁性;

  [0015] 7),U型微粒分離模塊管壁附近的油液通過回油筒進油管進入回油筒后回流到油 箱,而含微量小粒徑微粒的管道中屯、的油液則通過內筒進油管進入內筒進行高精度過濾;

  [0016] 8),攜帶小粒徑微粒的油液W切向進流的方式流入內筒的螺旋流道,油液在離屯、 力的作用下緊貼濾忍流動,并進行高精度過濾;

  [0017] 9),高精度過濾后的油液排入外筒,并通過外筒底部的液壓油出油口排出。

  [0018] 本發明的采用變結構濾波、磁化、吸附和離屯、的濾油方法進一步設置為:所述輸入 管和輸出管的軸線不在同一軸線上;所述錐形變結構阻尼孔開口較寬處位于串聯共振容腔 I和并聯共振容腔內,其錐度角為10%其錐形彈性阻尼孔管的楊氏模量比彈性薄壁的楊氏 模量要大,能隨流體壓力變化拉伸或壓縮;縫孔的楊氏模量比錐形彈性阻尼孔管的楊氏模 量要大,能隨流體壓力開啟或關閉;所述錐形插入管開口較寬處位于串聯共振容腔II內,其 錐度角為10%所述錐形插入管和錐形變結構阻尼孔的位置相互錯開;所述彈性薄壁的內側 設有一膠體阻尼層;所述膠體阻尼層的內層和外層分別為外層彈性薄壁和內層彈性薄壁, 外層彈性薄壁和內層彈性薄壁之間由若干支柱固定連接;所述外層彈性薄壁和內層彈性薄 壁之間的夾層內填充有加防凍劑的純凈水,純凈水內懸浮有多孔硅膠;所述膠體阻尼層靠 近輸出管的一端和外殼相連;所述膠體阻尼層靠近輸出管的一端設有一活塞。

  [0019] 本發明的采用變結構濾波、磁化、吸附和離屯、的濾油方法進一步設置為:所述溫 控模塊包括加熱器、冷卻器和溫度傳感器;所述加熱器采用帶溫度檢測的重慶金鴻的潤滑 油加熱器;所述冷卻器選用表面蒸發式空冷器,冷卻器的翅片管選KLM型翅片管;溫度傳感 器采用銷電阻溫度傳感器。

  [0020] 本發明的采用變結構濾波、磁化、吸附和離屯、的濾油方法進一步設置為:所述磁化 模塊包括侶質管道、若干繞組、鐵質外殼、法蘭W及若干磁化電流輸出模塊;其中,所述若干 繞組分別繞在侶質管道外,各繞組由正繞組和逆繞組組成;所述鐵質外殼包覆于侶質管道 上;所述法蘭焊接在侶質管道的兩端;每一磁化電流輸出模塊連接至一繞組。

  [0021] 本發明的采用變結構濾波、磁化、吸附和離屯、的濾油方法進一步設置為:所述機械 離屯、模塊采用旋流離屯、模塊;所述旋流離屯、模塊包括旋流管壁、第一導流片、第二導流片、 步進電機W及流量傳感器;其中,所述第一導流片設有3片,該3片第一導流片沿管壁內圓周 隔120°均勻分布,其安放角設為18%所述第二導流片和第一導流片結構相同,其設置在第 一導流片后,并和第一導流片錯開60°連接在管壁內,其安放角設為36°C;所述第一導流片 的長邊與管壁相連,短邊沿管壁的軸線延伸;其前緣挫成純形,后緣加工成翼形,其高度為 管壁直徑的0.4倍,長度為管壁直徑的1.8倍;所述步進電機連接并驅動第一導流片和第二 導流片,W調節安放角;所述流量傳感器設置在管壁內的中央。

  [0022] 本發明的采用變結構濾波、磁化、吸附和離屯、的濾油方法進一步設置為:所述吸附 模塊具體采用同極相鄰型吸附環,該同極相鄰型吸附環包括侶質環形管道、正向螺線管、反 向螺線管W及鐵質導磁帽;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于侶質環形管道內,兩 者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導 磁帽布置于侶質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、W及正向螺 線管和反向螺線管軸線的中間點。

  [0023] 本發明的采用變結構濾波、磁化、吸附和離屯、的濾油方法進一步設置為:所述吸附 模塊具體采用帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環,該帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環包括侶質環 形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、電擊鍵W及電磁鐵;所述正向螺線管 和反向螺線管分別布置于侶質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和 反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于侶質環形管道的內壁上,其位于 正向螺線管和反向螺線管相鄰處、W及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點;所述隔板 位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述電擊鍵和電磁鐵位于隔板之間;所述電磁鐵連接 并能推動電擊鍵,使電擊鍵敲擊侶質環形管道內壁。

  [0024] 本發明的采用變結構濾波、磁化、吸附和離屯、的濾油方法進一步設置為:所述回油 筒的底部設有一溢流閥,該溢流閥底部設有一電控調節螺絲;所述溢流閥上設有一排油口, 該排油口通過管道連接至一油箱。

  [0025] 本發明的采用變結構濾波、磁化、吸附和離屯、的濾油方法進一步設置為:所述內筒 的底部呈倒圓臺狀,其通過一內筒排油管和回油筒連接,內筒排油管上設有一電控止回閥。

  [0026] 本發明的采用變結構濾波、磁化、吸附和離屯、的濾油方法還設置為:所述內筒的中 央豎直設有一空屯、圓柱,空屯、圓柱的上方設有壓差指示器,該壓差指示器安裝于端蓋上;所 述內筒進油管和螺旋流道相切連接。

  [0027] 與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:

  [00%] 1.通過濾波器衰減液壓油的壓力/流量脈動,使濾忍在工作時不發生振動,W提高 過濾性能;液壓油在U型微粒分離模塊中實現固體微粒的分離,使油液中的固體微粒向管壁 運動,在U型微粒分離模塊出口處,富含固體微粒的管壁附近的油液通過回油筒進油管進入 回油筒后回流到油箱,而僅含微量小粒徑微粒的管道中屯、的油液則通過內筒進油管進入內 筒進行高精度過濾,提高了濾忍的使用壽命,降低了濾波成本和復雜度;進入內筒進油管的 油液W切向進流的方式流入內筒的螺旋流道,內筒壁為濾忍,則濾液在離屯、力的作用下緊 貼濾忍流動,濾液平行于濾忍的表面快速流動,過濾后的液壓油則垂直于濾忍表面方向流 出到外筒,運種十字流過濾方式對濾忍表面的微粒實施掃流作用,抑制了濾餅厚度的增加, 沉積在內筒底部的污染顆??啥〞r通過電控止回閥排出到回油筒,從而提高濾忍使用壽 命。

  [0029] 2.通過控制液壓油的溫度和磁場強度,使油液中的顆粒強力磁化聚集成大顆粒, 并促使膠質顆粒分解消融,通過吸附模塊形成高效吸附,通過通過消磁裝置對殘余顆粒消 磁避免危害液壓元件,從而使油液中固體微粒聚集成大顆粒運動到管壁附近。

  [0030] 3.磁化需要的非均勻磁場的產生,需要多對正逆線圈對并通過不同大小的電流, 且電流數值可在線數字設定。 【【附圖說明】】

  [0031] 圖1是本發明的采用變結構濾波、磁化、吸附和離屯、的濾油器的結構示意圖。

  [0032] 圖2是圖1中的濾波器的結構示意圖。

  [0033] 圖3是圖2中沿A-A的剖面圖。

  [0034] 圖4-1是圖3中插入式H型濾波器示意圖。

  [003引圖4-2是圖3中插入式串聯H型濾波器示意圖。

  [0036] 圖5是插入式H型濾波器和插入式串聯H型濾波器頻率特性組合圖。其中,實線為插 入式串聯H型濾波器頻率特性。

  [0037] 圖6是插入式串并聯H型濾波器頻率特性圖。

  [0038] 圖7是C型容腔濾波器的結構示意圖。

  [0039] 圖8是彈性薄壁的橫截面示意圖。

  [0040] 圖9是膠體阻尼層的縱截面示意圖。

  [0041] 圖10是圖2中錐形變結構阻尼孔的示意圖。

  [0042] 圖10(a)至圖10(c)是錐形變結構阻尼孔的工作狀態圖。

  [0043] 圖11是圖1中的U型微粒分離模塊的示意圖。

  [0044] 圖12是圖11中的磁化模塊的結構示意圖。

  [0045] 圖13是圖12中的繞組的結構示意圖。

  [0046] 圖14是圖12中的磁化電流輸出模塊的電路圖。

  [0047] 圖15是圖11的吸附模塊為同極相鄰型吸附環的結構示意圖。

  [0048] 圖16是圖11中的吸附模塊為帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環的結構示意圖。

  [0049] 圖17是圖11的機械離屯、模塊的橫向示意圖。

  [0050] 圖18是圖11的機械離屯、模塊的徑向示意圖。 【【具體實施方式】】

  [0051] 請參閱說明書附圖1至附圖18所示,本發明為一種采用變結構濾波、磁化、吸附和 離屯、的濾油器,其由底板6、濾波器8、U型微粒分離模塊3、回油筒7、內筒15、螺旋流道17、濾 忍18、外桶19W及端蓋25等幾部分組成。其中,所述濾波器8、U型微粒分離模塊2、回油筒7、 外桶19依次置于底板6上。

  [0052] 所述濾波器8用于將液壓油輸入,并可衰減液壓系統中的高、中、低頻段的脈動壓 力,和抑制流量波動。所述濾波器8由輸入管81、外殼89、輸出管811、彈性薄壁87、插入式H型 濾波器812 W及插入式串聯H型濾波器813等幾部分組成。

  [0053] 其中,所述輸入管81連接于外殼89的一端,其和一液壓油進口 1對接;所述輸出管 811連接于外殼89的另一端,其和U型微粒分離模塊3對接。所述彈性薄壁87沿外殼的徑向安 裝于外殼89內。所述輸入管81和輸出管811的軸線不在同一軸線上,運樣可W提高10% W上 的濾波效果。

  [0054] 所述輸入管81、輸出管811和彈性薄壁87共同形成一 C型容腔濾波器,從而衰減液 壓系統高頻壓力脈動。按集總參數法處理后得到的濾波器透射系數為:

  [0化5]

  [0056] a-介質中音速Lv-C型容腔長度Sv-C型容腔體積Z-特性阻抗

  [0057] 丫一透射系數f-壓力波動頻率Si-輸入管橫截面積。

  [005引由上式可見,不同頻率的壓力脈動波通過該濾波器時,透射系數隨頻率而不同。頻 率越高,則透射系數越小,運表明高頻的壓力脈動波在經過濾波器時衰減得越厲害,從而起 到了消除高頻壓力脈動的作用。

  [0059] 所述C型容腔濾波器的設計原理如下:當管道中壓力脈動頻率較高時,波動的壓力 作用在流體上對流體產生壓縮效應。當變化的流量通過輸入管81進入C型容腔時,液流超過 平均流量,擴大的容腔可W吸收多余液流,而在低于平均流量時放出液流,從而吸收壓力脈 動能量。

  [0060] 所述彈性薄壁87通過受迫機械振動來削弱液壓系統中高頻壓力脈動。按集總參數 法處理后得到的彈性薄壁固有頻率為:

  [0061]

  [0062] k-彈性薄壁結構系數h-彈性薄壁厚度R-彈性薄壁半徑

  [0063] E-彈性薄壁的楊氏模量P-彈性薄壁的質量密度

  [0064] Tl-彈性薄壁的載流因子y-彈性薄壁的泊松比。

  [0065] 代入實際參數,對上式進行仿真分析可W發現,彈性薄壁87的固有頻率通常比H型 濾波器的固有頻率高,而且其衰減頻帶也比H型濾波器寬。在相對較寬的頻帶范圍內,彈性 薄壁對壓力脈動具有良好的衰減效果。同時,本發明的濾波器結構中的彈性薄壁半徑較大 且較薄,其固有頻率更靠近中頻段,可實現對液壓系統中的中高頻壓力脈動的有效衰減。

  [0066] 所述彈性薄壁87的設計原理如下:管道中產生中頻壓力脈動時,C型容腔對壓力波 動的衰減能力較弱,流入濾波器C型容腔的周期性脈動壓力持續作用在彈性薄壁87的內外 壁上,彈性薄壁87按脈動壓力的頻率做周期性振動,該受迫振動消耗了流體的壓力脈動能 量,從而實現中頻段壓力濾波。由虛功原理可知,彈性薄壁消耗流體脈動壓力能量的能力和 其受迫振動時的勢能和動能之和直接相關,為了提高中頻段濾波性能,彈性薄壁的半徑設 計為遠大于管道半徑,且薄壁的厚度較小,典型值為小于0.1mm。

  [0067] 進一步的,所述彈性薄壁87和外殼89之間形成串聯共振容腔184、串聯共振容腔 II83W及并聯共振容腔85,所述容腔83、84、85橫跨整個濾波器,由此可W得到較大的共振 容腔體積,加強衰減效果。所述串聯共振容腔184和串聯共振容腔1183之間通過一彈性隔板 810隔開。所述彈性薄壁87的軸向上均勻開有若干錐形變結構阻尼孔86,所述錐形變結構阻 尼孔86開口較寬處位于串聯共振容腔184和并聯共振容腔85內,其錐度角為10°。所述彈性 隔板810靠近輸入管81側設有錐形插入管82,所述錐形插入管82連通串聯共振容腔184和串 聯共振容腔1183。所述錐形插入管82開口較寬處位于串聯共振容腔1183內,其錐度角為 10%所述錐形插入管82和錐形變結構阻尼孔86的位置相互錯開。

  [0068] 所述插入式H型濾波器812位于并聯共振容腔85內,其和錐形變結構阻尼孔86相連 通。按集總參數法處理后得到的濾波器固有角頻率為:

  [0069] Cl)

  [0070] a-介質中音速L一阻尼孔長S-阻尼孔橫截面積V-并聯共振容腔體積。

  [0071] 所述插入式串聯H型濾波器813位于串聯共振容腔184和串聯共振容腔1183內,其 亦和錐形變結構阻尼孔86相連通。按集總參數法處理后,濾波器的兩個固有角頻率為:

  [0072]

  [0073]

  [0074]

  [0075]

  [0076]

  [0077] a_)「腳 T首化丄 1 _RHJbfLIX 曰1 _RHJbfL_aiSi3_目-1X

  [0078] d3-插入管直徑V2-串聯共振容腔1體積V4-串聯共振容腔2體積。

  [0079] 所述插入式H型濾波器812和插入式串聯H型濾波器813軸向呈對稱設置,并組成插 入式串并聯H型濾波器,用于展寬濾波頻率范圍并使整體結構更緊湊。本發明沿圓周界面分 布了多個插入式串并聯H型濾波器(圖中只畫出了 2個),彼此之間用隔板820隔開。

  [0080] 由圖5插入式H型濾波器和插入式串聯H型濾波器頻率特性及公式(1)(2)(3)均可 發現,插入式串聯H型濾波器有2個固有角頻率,在波峰處濾波效果較好,而在波谷處則基本 沒有濾波效果;插入式H型濾波器有1個固有角頻率,同樣在波峰處濾波效果較好,而在波谷 處則基本沒有濾波效果;選擇合適的濾波器參數,使插入式H型濾波器的固有角頻率剛好落 在插入式串聯H型濾波器的2個固有角頻率之間,如圖6所示,既在一定的頻率范圍內形成了 3個緊鄰的固有共振頻率峰值,在該頻率范圍內,無論壓力脈動頻率處于波峰處還是波谷處 均能保證較好的濾波效果。多個插入式串并聯H型濾波器構成的濾波器組既可覆蓋整個中 低頻段,實現中低頻段的全頻譜濾波。

  [0081] 進一步的,所述錐形變結構阻尼孔86由錐形彈性阻尼孔管16和縫孔15組成,錐形 較窄端開口于彈性薄壁87。其中錐形彈性阻尼孔管16的楊氏模量比彈性薄壁87的楊氏模量 要大,能隨流體壓力變化拉伸或壓縮;縫孔15的楊氏模量比錐形彈性阻尼孔管16的楊氏模 量要大,能隨流體壓力開啟或關閉。故當壓力脈動頻率落在高頻段時,C型容腔濾波器結構 起濾波作用,錐形彈性阻尼孔管16和縫孔15都處于圖10(a)狀態;而當脈動頻率落在中頻段 時,濾波器結構變為C型容腔濾波器結構和彈性薄壁87濾波結構共同起作用,錐形彈性阻尼 孔管16和縫孔15都處于圖10(a)狀態;當脈動頻率落在某些特定的低頻頻率時,濾波器結構 變為插入式串并聯H型濾波器、C型容腔濾波器結構和彈性薄壁濾波結構共同起作用,錐形 彈性阻尼孔管16和縫孔15都處于圖10(b)狀態,由于插入式串并聯H型濾波器的固有頻率被 設計為和運些特定低頻脈動頻率一致,對基頻能量大的系統可起到較好的濾波效果;當脈 動頻率落在某些特定頻率W外的低頻段時,錐形彈性阻尼孔管16和縫孔15都處于圖10(c) 狀態。運樣的變結構濾波器設計既保證了液壓系統的全頻段全工況濾波,又降低了正常工 況下濾波器的壓力損失,保證了系統的液壓剛度。

  [0082] 所述彈性薄壁87的內側設有一膠體阻尼層88。所述膠體阻尼層88的內層和外層分 別為外層彈性薄壁81和內層彈性薄壁82,外層彈性薄壁81和內層彈性薄壁82之間由若干支 柱814固定連接。外層彈性薄壁81和內層彈性薄壁82之間的夾層內填充有加防凍劑的純凈 水816,純凈水816內懸浮有多孔硅膠815。所述膠體阻尼層88靠近輸出管811的一端和外殼 89相連;所述膠體阻尼層88靠近輸出管811的一端還設有一活塞817。

  [0083] 由于外層彈性薄壁81和內層彈性薄壁82間距很小且由支柱814固定連接,在壓力 脈動垂直作用于薄壁時,內外壁產生近乎一致的形變,膠體阻尼層厚度幾乎保持不變,對壓 力脈動沒有阻尼作用;膠體阻尼層88的活塞817只感應水平方向的流量脈動,流量脈動增強 時,活塞817受壓使膠體阻尼層收縮,擠壓作用使得膠體阻尼層88中的水由納米級輸送通道 進入微米級中央空隙;流量脈動減弱時,活塞817受反壓,此時膠體阻尼層膨脹,膠體阻尼層 中的水從中央空隙經通道排出。在此過程中,由于硅膠815微通道吸附的力學效應、通道表 面分子尺度的粗糖效應及化學非均質效應,活塞跟隨膠體阻尼層收縮和膨脹過程中做"氣- 液-固"邊界的界面功,從而對流量脈動實現衰減,其實質上是一個并行R型濾波器。該濾波 器相對于一般的液體阻尼器的優勢在于:它通過"氣-液-固"邊界的界面功的方式衰減流量 脈動,可W在不產生熱量的情況下吸收大量機械能,且能量消耗不依賴于活塞速度,衰減效 率有了顯著提高。

  [0084] 本發明還能實線工況自適應壓力脈動衰減。當液壓系統工況變化時,既執行元件 突然停止或運行,W及閥的開口變化時,會導致管路系統的特性阻抗發生突變,從而使原管 道壓力隨時間和位置變化的曲線也隨之改變,則壓力峰值的位置亦發生變化。由于本發明 的濾波器的軸向長度設計為大于系統主要壓力脈動波長,且濾波器的插入式串并聯H型濾 波器組的容腔長度、C型容腔濾波器的長度和彈性薄壁87的長度和濾波器軸線長度相等,保 證了壓力峰值位置一直處于濾波器的有效作用范圍內;而錐形變結構阻尼孔86開在彈性薄 壁87上,沿軸線方向均勻分布,在彈性隔板810的軸向上均勻開有多個相同參數的錐形插入 管82,錐形變結構阻尼孔86和錐形插入管82位置相互錯開,使得壓力峰值位置變化對濾波 器的性能幾乎沒有影響,從而實現了工況自適應濾波功能??紤]到=種濾波結構軸向尺寸 和濾波器相當,運一較大的尺寸也保證了液壓濾波器具備較強的壓力脈動衰減能力。

  [0085] 采用本發明的液壓濾波器進行液壓脈動濾波的方法如下:

  [0086] 1),液壓流體通過輸入管進入C型容腔濾波器,擴大的容腔吸收多余液流,完成高 頻壓力脈動的濾波;

  [0087] 2),通過彈性薄壁87受迫振動,消耗流體的壓力脈動能量,完成中頻壓力脈動的濾 波;

  [0088] 3),通過插入式串并聯H型濾波器組,通過錐形變結構阻尼孔、錐形插入管和流體 產生共振,消耗脈動能量,完成低頻壓力脈動的濾波;

  [0089] 4),將濾波器的軸向長度設計為大于液壓系統主要壓力脈動波長,且插入式串并 聯H型濾波器長度、C型容腔濾波器長度和彈性薄壁87長度同濾波器長度相等,使壓力峰值 位置一直處于濾波器的有效作用范圍,實現系統工況改變時壓力脈動的濾波。

  [0090] 5),通過錐形變結構阻尼孔的錐形彈性阻尼孔管的伸縮和縫孔的開關,完成壓力 脈動自適應濾波。

  [0091] 所述U型微粒分離模塊3包括一 U型管31,U型管31上依次安裝有溫控模塊32、磁化 模塊33、吸附模塊34、機械離屯、模塊36 W及消磁模塊35。

  [0092] 所述溫控模塊32主要目的是為磁化模塊33提供最佳的磁化溫度40-5(TC,同時還 兼具油液降粘的作用,其包括加熱器、冷卻器和溫度傳感器。所述加熱器采用帶溫度檢測的 重慶金鴻的潤滑油加熱器。所述冷卻器可選用表面蒸發式空冷器,兼有水冷和空冷的優點, 散熱效果好,采用光管,流體阻力小;冷卻器翅片類型為高翅,翅片管選KLM型翅片管,傳熱 性能好,接觸熱阻小,翅片與管子接觸面積大,貼合緊密,牢固,承受冷熱急變能力佳,翅片 根部抗大氣腐蝕性能高;空冷器的管排數最優為8。所述溫度傳感器采用銷電阻溫度傳感 器。

  [0093] 所述磁化模塊33實現金屬顆粒的強力磁化,并使微米級的金屬顆粒聚合成大顆 粒,便于后續吸附分離。同時磁化模塊32還需要提供非均勻磁場,對液壓油中的膠質顆粒進 行磁化分解,使膠質微粒分解為更小粒徑尺寸的微粒,減輕污染。

  [0094] 所述磁化模塊33由侶質管道331、若干繞組332、鐵質外殼333、法蘭334W及若干磁 化電流輸出模塊335組成。其中,所述侶質管道331使油液從其中流過而受到磁化處理,且侶 的磁導率很低,可W使管道331中獲得較高的磁場強度。

  [00M]所述若干繞組332分別繞在侶質管道331外,由直徑為1.0mm左右的銅絲涂覆絕緣 漆制成。各繞組332都是相互獨立設置的,分別由相應的磁化電流輸出模塊335控制,其中電 流根據系統需要各不相同。由于每圈繞組332相互獨立,其引出端會造成該線圈組成的電流 環不是真正的"圓",而是有個缺口,運會造成侶質管道331內磁場的徑向分布不均勻,從而 影響磁化效果。為解決此問題,本創作的每圈繞組332都由正繞組336和逆繞組337組成,目 的是為了產生同極性方向的磁場并同時彌補缺口造成的磁場不均衡。正繞組和逆繞組內的 電流大小相等。在侶質管道331軸線方向上排列有多對正逆繞組,通過不同的電流,用W形 成前述要求的非均勻磁場。

  [0096] 所述鐵質外殼333包覆于侶質管道331上,鐵質的材料會屏蔽掉大部分的磁通。所 述法蘭334焊接在侶質管道331的兩端,并通過法蘭法蘭334在U型管20中。

  [0097] 每一磁化電流輸出模塊335連接至一繞組332,其利用數字電位計實時修改阻值的 特點,實現非均勻磁場的實時控制。所述磁化電流輸出模塊335的電路原理圖可參見附圖5, 其使用的數字電位計為AD5206,具有6通道的輸。運放AD8601和MOS管2N7002通過負反饋實 現了高精度的電壓跟隨輸出。恒定大電流輸出采用了德州儀器(TI)的高電壓、大電流的運 放OPA 549。

  [0098] 所述機械離屯、模塊36使油液中的磁化聚合顆粒在離屯、作用下被甩向管壁。所述機 械離屯、模塊36選用旋流離屯、模塊36,該旋流離屯、模塊36采用沿程起旋的方式,其設計原理 如下:在管道中設置一定高度和長度的扭曲的導流片,并使葉面切線與軸線成一定角度,因 管流邊界發生改變可使流體產生圓管螺旋流,該螺旋流可分解為繞管軸的周向流動和軸向 平直流動,流體中攜帶的顆粒物產生偏軸線向屯、螺旋運動。該旋流離屯、裝置36由旋流管壁 361、第一導流片362、第二導流片363、步進電機364W及流量傳感器365等幾部分組成。

  [0099] 其中,所述第一導流片362設有3片,該3片第一導流片362沿管壁361內圓周隔120° 均勻分布,其安放角(第一導流片362和旋流管壁361之間的夾角)設為18% W保證最佳切 向流動。所述第二導流片363和第一導流片362結構相同,其設置在第一導流片362后,并和 第一導流片362錯開60°連接在管壁361內,其安放角設為36°C,用于減少阻力并加大周向流 動的強度。另外,可根據實際分離效果同樣再設置第=或更多的導流片,安放角逐次增加。 所述步進電機364連接并驅動第一導流片362和第二導流片363, W調節安放角,從而可獲得 更好的離屯、效果,獲知使導流片362、363適應不同的工況。所述流量傳感器365設置在管壁 361內的中央,通過讀取流量傳感器365的數值分析旋流分離效果,并據此控制步進電機 364,步進電機364調節各導流片362、363的安放角,W獲得更加分離效果。

  [0100] 進一步的,所述第一導流片362的長邊與管壁361相連,短邊363沿管壁361的軸線 延伸;為減小阻力,其前緣挫成純形;為避免繞流,后緣加工成翼形;其高度為管壁361直徑 的0.4倍,使形成的螺旋流具有較大的強度;長度為管壁361直徑的1.8倍,W保證較大的對 油液的作用范圍。

  [0101] 所述吸附模塊34用于吸附經機械離屯、模塊36離屯、后的磁性聚合大微粒,其可采用 同極相鄰型吸附環,該同極相鄰型吸附環由侶質環形管道341、正向螺線管342、反向螺線管 343W及鐵質導磁帽344等部件組成。其中,所述正向螺線管342和反向螺線管343分別布置 于侶質環形管道341,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管342和反向螺線管343相鄰 處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽344布置于侶質環形管道341的內壁上,其位于正向螺線 管342和反向螺線管343相鄰處、W及正向螺線管342和反向螺線管343軸線的中間點。

  [0102] 所述同極相鄰型吸附環的設計原理如下:通電正向螺線管342、反向螺線管343,相 鄰的正向螺線管342、反向螺線管343通有方向相反的電流,使得正向螺線管342、反向螺線 管343相鄰處產生同性磁極;同時,侶質環形管道341能夠改善磁路,加大管道內壁處的磁場 強度,增強鐵質導磁帽344對顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管342、反向螺線管343電流 可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,W獲得最佳吸附性能。

  [0103] 進一步的,所述吸附模塊34也可采用帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環,該帶電擊鍵 的同極相鄰型吸附環由侶質環形管道%1、正向螺線管%2、反向螺線管%3、鐵質導磁帽 344、隔板345、電擊鍵346W及電磁鐵347等部件組成。其中,所述正向螺線管342和反向螺線 管343分別布置于侶質環形管道341,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管342和反向 螺線管343相鄰處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽344布置于侶質環形管道341的內壁上,其 位于正向螺線管342和反向螺線管343相鄰處、W及正向螺線管342和反向螺線管343軸線的 中間點。所述電擊鍵346和電磁鐵347位于隔板345之間。所述電磁鐵347連接并能推動電擊 鍵346,使電擊鍵346敲擊侶質環形管道342內壁。

  [0104] 所述帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環的設計原理如下:通電正向螺線管342、反向螺 線管%3,相鄰的正向螺線管%2、反向螺線管%3通有方向相反的電流,使得正向螺線管 342、反向螺線管343相鄰處產生同性磁極;同時,侶質環形管道341能夠改善磁路,加大管道 內壁處的磁場強度,增強鐵質導磁帽344對顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管342、反向螺 線管343電流可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,W獲得最佳吸附性能。而通過電擊 鍵%6的設置,防止顆粒在鐵質導磁帽%4處大量堆積,影響吸附效果。此時,通過電磁鐵 347控制電擊鍵346敲擊管道341的內壁,使得被吸附的顆粒向兩側分散開。同時,在清洗管 道341時,電擊鍵346的敲擊還可W提高清洗效果。

  [0105] 所述消磁模塊35給磁化顆粒消磁,防止殘余磁性微粒通過回油筒進油管進入液壓 回路,對污染敏感液壓元件造成損傷。

  [0106] 所述U型微粒分離模塊3和回油筒7的上方通過一回油筒進油管22連接;通過U型微 粒分離模塊3處理后,U型管31管壁附近的油液富含聚合顆粒,通過回油筒進油管22進入回 油筒7后回流到油箱。

  [0107] 所述回油筒7的底部設有一溢流閥8,該溢流閥8底部設有一電控調節螺絲9;所述 溢流閥8上設有一排油口 10,該排油口 10通過管道20連接至一油箱11。

  [0108] 所述內筒15置于外桶19內,其通過一頂板13W及若干螺栓21安裝于端蓋25上。所 述螺旋流道17收容于內筒15內,其和U型微粒分離模塊3之間通過一內筒進油管12連接,具 體的說,所述內筒進油管12和螺旋流道17相切連接。U型管31管道中屯、的油液僅含微量小粒 徑微粒,通過內筒進油管12進入內筒15實現高精度過濾,從而實現固體微粒分離。進一步 的,所述內筒進油管12位于回油筒進油管22內,并延伸入U型微粒分離模塊3的中央,其直徑 小于回油筒進油管22直徑,且和回油筒進油管22同軸設置。

  [0109] 進一步的,所述內筒15的底部呈倒圓臺狀,其通過一內筒排油管23和回油筒7連 接,內筒排油管23上設有一電控止回閥24。所述內筒15的中央豎直設有一空屯、圓柱16,空屯、 圓柱16的上方設有壓差指示器14,該壓差指示器14安裝于端蓋25上。

  [0110] 所述濾忍18設置在內筒15的內壁上,其精度為1-5微米。

  [0111] 所述外桶19的底部設有一液壓油出油口 5,通過液壓油出油口引尋過濾好的液壓油 排出。

  [0112] 在本發明中,由于U型微粒分離模塊3對油液內固體微粒分離聚合作用,在U型微粒 分離模塊3出口處的油液中,中屯、的油液僅含微量小粒徑微粒,該部分油液從內筒進油管12 流入到內筒15進行高精度過濾;而管壁附近的油液富含聚合顆粒,該部分油液通過回油筒 進油管22進入回油筒7,再經溢流閥8的排油口 10流回油箱11,從而實現固體微粒按顆粒粒 徑分流濾波。此處,回油筒7和溢流閥8起到了前述的粗濾作用,從而節省了過濾器個數,降 低了系統成本和復雜度。溢流閥8的電控調節螺絲9用于調節溢流壓力,將其壓力調整到略 低于過濾出口處壓力,W保證內筒15過濾流量。

  [0113] 另外,傳統的過濾器主要采用濾餅過濾方式,過濾時濾液垂直于過濾元件表面流 動,被截流的固體微粒形成濾餅并逐漸增厚,過濾速度也隨之逐漸下降,直至濾液停止流 出,降低了過濾元件的使用壽命。在本本發明中,來自內筒進油管12攜帶小粒徑微粒的濾液 W切向進流的方式流入內筒15的螺旋流道17,螺旋通道17側面的內筒15壁為高精度濾忍 18,濾液在離屯、力的作用下緊貼濾忍18表面,濾液平行于濾忍18的表面快速流動,過濾后的 液壓油則垂直于濾忍18表面方向流出到外筒19,運兩個流動的方向互相垂直交錯,故稱其 為十字流過濾。濾液的快速流動對聚集在濾忍18表面的微粒施加了剪切掃流作用,從而抑 制了濾餅厚度的增加,使得過濾速度近乎恒定,過濾壓力也不會隨時間的流逝而升高,濾忍 的使用壽命因而大幅度提高。隨著過濾時間的累積,沉積在內筒15倒圓臺底部的污染顆粒 逐步增加,過濾速度緩慢下降,內筒15內未過濾的濾液沿中屯、的空屯、圓筒16上升,此時,壓 差指示器14起作用,監控其壓力變化,亦即內筒15底部濾忍18的堵塞情況,若超過闊值,貝U 調節電控調節螺絲9降低溢流壓力,并同時打開止回閥24,使內筒15底部含較多污染顆粒的 濾液在壓差作用下通過內筒排油管23排出到回油筒7,避免了底部濾忍18堵塞狀況惡化,從 而延長了濾忍18使用壽命。

  [0114] 采用上述濾油裝置對回流液壓有處理的工藝步驟如下:

  [0115] 1),液壓管路中的油液通過濾波器8,濾波器8衰減液壓系統中的高、中、低頻段的 脈動壓力,W及抑制流量波動;

  [0116] 2),回流液壓油進入U型微粒分離模塊3的溫控模塊32,通過溫控模塊32調節油溫 到最佳的磁化溫度40-50°C,之后進入磁化模塊33;

  [0117] 3),通過磁化模塊33使油液中的金屬顆粒在磁場中被磁化,并使微米級的金屬顆 粒聚合成大顆粒;之后進入機械離屯、模塊36;

  [0118] 4),磁化聚合顆粒在機械離屯、模塊36中離屯、;

  [0119] 5),通過吸附模塊34吸附經機械離屯、模塊36離屯、后聚集在管壁附近的磁化聚合大 微粒;之后進入消磁模塊35;

  [0120] 6),通過消磁模塊35消除磁性微粒磁性;

  [0121] 7),U型微粒分離模塊3管壁附近的油液通過回油筒進油管22進入回油筒7后回流 到油箱,而含微量小粒徑微粒的管道中屯、的油液則通過內筒進油管12進入內筒15進行高精 度過濾;

  [0122] 8 ),攜帶小粒徑微粒的油液W切向進流的方式流入內筒15的螺旋流道17,油液在 離屯、力的作用下緊貼濾忍流動,并進行高精度過濾;

  [0123] 9),高精度過濾后的油液排入外筒19,并通過外筒19底部的液壓油出油口 5排出。

  [0124] W上的【具體實施方式】僅為本創作的較佳實施例,并不用W限制本創作,凡在本創 作的精神及原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本創作的保護范圍之 內。

  【主權項】

  1. 一種采用變結構濾波、磁化、吸附和離心的濾油方法,其特征在于:其采用一種濾油 器,該濾油器包括底板、濾波器、U型微粒分離模塊、回油筒、內筒、螺旋流道、濾芯、外桶以及 端蓋;其中,所述濾波器、U型微粒分離模塊、回油筒、外桶依次置于底板上;所述濾波器包括 輸入管、外殼、輸出管、彈性薄壁、插入式H型濾波器以及插入式串聯H型濾波器;其中,所述 輸入管連接于外殼的一端,其和一液壓油進口對接;所述輸出管連接于外殼的另一端,其和 U型微粒分離模塊對接;所述彈性薄壁沿外殼的徑向安裝于外殼內;所述輸入管、輸出管和 彈性薄壁共同形成一C型容腔濾波器;所述彈性薄壁和外殼之間形成串聯共振容腔I、串聯 共振容腔II以及并聯共振容腔;所述串聯共振容腔I和串聯共振容腔II之間通過一彈性隔 板隔開;所述彈性薄壁的軸向上均勻開有若干錐形變結構阻尼孔;所述錐形變結構阻尼孔 由錐形彈性阻尼孔管和縫孔組成;所述彈性隔板靠近輸入管側設有錐形插入管,所述錐形 插入管連通串聯共振容腔I和串聯共振容腔II;所述插入式H型濾波器位于并聯共振容腔 內,其和錐形變結構阻尼孔相連通;所述插入式串聯H型濾波器位于串聯共振容腔I和串聯 共振容腔II內,其亦和錐形變結構阻尼孔相連通;所述插入式H型濾波器和插入式串聯H型 濾波器軸向呈對稱設置,并組成插入式串并聯H型濾波器;所述U型微粒分離模塊包括一 U型 管,U型管上依次安裝有溫控模塊、磁化模塊、機械離心模塊、吸附模塊以及消磁模塊;所述U 型微粒分離模塊和回油筒的上方通過一回油筒進油管連接;所述內筒置于外桶內,其通過 一頂板以及若干螺栓安裝于端蓋上;所述螺旋流道收容于內筒內,其和U型微粒分離模塊之 間通過一內筒進油管連接;所述內筒進油管位于回油筒進油管內,并延伸入U型微粒分離模 塊的中央,其直徑小于回油筒進油管直徑,且和回油筒進油管同軸設置;所述濾芯設置在內 筒的內壁上,其精度為1-5微米;所述外桶的底部設有一液壓油出油口; 其包括如下步驟: 1 ),液壓管路中的油液通過濾波器,濾波器衰減液壓系統中的高、中、低頻段的脈動壓 力,以及抑制流量波動; 2) ,回流液壓油進入U型微粒分離模塊的溫控模塊,通過溫控模塊調節油溫到最佳的磁 化溫度40-50°C,之后進入磁化模塊; 3) ,通過磁化裝置使油液中的金屬顆粒在磁場中被磁化,并使微米級的金屬顆粒聚合 成大顆粒;之后進入機械離心模塊; 4) ,磁化聚合顆粒在機械離心模塊中離心; 5) ,通過吸附模塊吸附經機械離心模塊離心后聚集在管壁附近的磁化聚合大微粒;之 后進入消磁模塊; 6 ),通過消磁模塊消除磁性微粒磁性; 7) ,U型微粒分離模塊管壁附近的油液通過回油筒進油管進入回油筒后回流到油箱,而 含微量小粒徑微粒的管道中心的油液則通過內筒進油管進入內筒進行高精度過濾; 8) ,攜帶小粒徑微粒的油液以切向進流的方式流入內筒的螺旋流道,油液在離心力的 作用下緊貼濾芯流動,并進行高精度過濾; 9) ,高精度過濾后的油液排入外筒,并通過外筒底部的液壓油出油口排出。2. 如權利要求1所述的采用變結構濾波、磁化、吸附和離心的濾油方法,其特征在于:所 述輸入管和輸出管的軸線不在同一軸線上;所述錐形變結構阻尼孔開口較寬處位于串聯共 振容腔I和并聯共振容腔內,其錐度角為10° ;其錐形彈性阻尼孔管的楊氏模量比彈性薄壁 的楊氏模量要大,能隨流體壓力變化拉伸或壓縮;縫孔的楊氏模量比錐形彈性阻尼孔管的 楊氏模量要大,能隨流體壓力開啟或關閉;所述錐形插入管開口較寬處位于串聯共振容腔 II內,其錐度角為10°;所述錐形插入管和錐形變結構阻尼孔的位置相互錯開;所述彈性薄 壁的內側設有一膠體阻尼層;所述膠體阻尼層的內層和外層分別為外層彈性薄壁和內層彈 性薄壁,外層彈性薄壁和內層彈性薄壁之間由若干支柱固定連接;所述外層彈性薄壁和內 層彈性薄壁之間的夾層內填充有加防凍劑的純凈水,純凈水內懸浮有多孔硅膠;所述膠體 阻尼層靠近輸出管的一端和外殼相連;所述膠體阻尼層靠近輸出管的一端設有一活塞。3. 如權利要求1所述的采用變結構濾波、磁化、吸附和離心的濾油方法,其特征在于:所 述溫控模塊包括加熱器、冷卻器和溫度傳感器;所述加熱器采用帶溫度檢測的重慶金鴻的 潤滑油加熱器;所述冷卻器選用表面蒸發式空冷器,冷卻器的翅片管選KLM型翅片管;溫度 傳感器采用鉑電阻溫度傳感器。4. 如權利要求1所述的采用變結構濾波、磁化、吸附和離心的濾油方法,其特征在于:所 述磁化模塊包括鋁質管道、若干繞組、鐵質外殼、法蘭以及若干磁化電流輸出模塊;其中,所 述若干繞組分別繞在鋁質管道外,各繞組由正繞組和逆繞組組成;所述鐵質外殼包覆于鋁 質管道上;所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端;每一磁化電流輸出模塊連接至一繞組。5. 如權利要求1所述的采用變結構濾波、磁化、吸附和離心的濾油方法,其特征在于:所 述機械離心模塊采用旋流離心模塊;所述旋流離心模塊包括旋流管壁、第一導流片、第二導 流片、步進電機以及流量傳感器;其中,所述第一導流片設有3片,該3片第一導流片沿管壁 內圓周隔120°均勻分布,其安放角設為18°;所述第二導流片和第一導流片結構相同,其設 置在第一導流片后,并和第一導流片錯開60°連接在管壁內,其安放角設為36 °C ;所述第一 導流片的長邊與管壁相連,短邊沿管壁的軸線延伸;其前緣挫成鈍形,后緣加工成翼形,其 高度為管壁直徑的0.4倍,長度為管壁直徑的1.8倍;所述步進電機連接并驅動第一導流片 和第二導流片,以調節安放角;所述流量傳感器設置在管壁內的中央。6. 如權利要求1所述的采用變結構濾波、磁化、吸附和離心的濾油方法,其特征在于:所 述吸附模塊具體采用同極相鄰型吸附環,該同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺 線管、反向螺線管以及鐵質導磁帽;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管 道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述 鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及 正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點。7. 如權利要求1所述的采用變結構濾波、磁化、吸附和離心的濾油方法,其特征在于:所 述吸附模塊具體采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環,該帶電擊錘的同極相鄰型吸附環包括 鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、電擊錘以及電磁鐵;所述正向 螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺 線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上, 其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點;所 述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述電擊錘和電磁鐵位于隔板之間;所述電磁 鐵連接并能推動電擊錘,使電擊錘敲擊鋁質環形管道內壁。8. 如權利要求1所述的采用變結構濾波、磁化、吸附和離心的濾油方法,其特征在于:所 述回油筒的底部設有一溢流閥,該溢流閥底部設有一電控調節螺絲;所述溢流閥上設有一 排油口,該排油口通過管道連接至一油箱。9. 如權利要求1所述的采用變結構濾波、磁化、吸附和離心的濾油方法,其特征在于:所 述內筒的底部呈倒圓臺狀,其通過一內筒排油管和回油筒連接,內筒排油管上設有一電控 止回閥。10. 如權利要求1所述的采用變結構濾波、磁化、吸附和離心的濾油方法,其特征在于: 所述內筒的中央豎直設有一空心圓柱,空心圓柱的上方設有壓差指示器,該壓差指示器安 裝于端蓋上;所述內筒進油管和螺旋流道相切連接。

  【文檔編號】F15B21/04GK105909606SQ201610312239

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年5月12日

  【發明人】李 昊

  【申請人】李 昊

  用起電、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒檢測方法

  【專利摘要】本發明涉及一種用起電、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒檢測方法,其依次通過溫控模塊、起電模塊、電場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊和消磁模塊進行磨損微粒在線監測;所述溫控模塊的一端設有油液入口;所述吸附模塊具體為帶電擊錘的同極相鄰型吸附環。本發明引入基于電容邊緣效應的相鄰電容傳感器技術,實現磨損微粒非侵入、無約束監測;通過起電、電場離心使油液中的磨損微粒聚合成大顆粒并運動到管壁附近并被吸附模塊吸附,以提高相鄰電容傳感器的輸出監測信號強度;通過溫控模塊及合理設計相鄰電容傳感器極板層結構,抑制噪聲并最優化相鄰電容傳感器監測裝置的整體性能。

  【專利說明】用起電、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒檢測方法

  [0001]

  【技術領域】

  本發明涉及一種液壓管路油液中的磨損微粒在線監測方法,具體涉及一種用起電、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒檢測方法,屬于液壓系統技術領域。

  [0002]

  【【背景技術】】

  液壓系統油液中的磨損微粒不但可以使運動副產生磨粒磨損而且可以使運動副的相對運動受阻而導致控制部件動作失靈。國內外的資料統計表明,液壓機械70%故障源自油液的顆粒污染。因此,對油液中的磨損微粒進行在線監測已成為減少磨損及液壓系統故障的重要途徑之一。

  [0003]電容傳感器因其制作方便、成本低廉而被應用于機器油液的污染監測。專利文獻I(中國發明專利授權公告號CN101435788B)公開了一種基于介電常數測量的在線油液監測傳感器及其系統,該發明的傳感器包括支座及其固定在內部的三根極柱,三根極柱構成了差動式圓柱電容,能監測傳感器電容值的微小變化,從而反推油液介電常數的微小變化,進而實現對油液污染度的實施監測。該監測方法中的傳感器極柱浸入到油液中,造成了油液流態的改變,影響了測量精度;油液在傳感器極柱表面會形成沉積油膜,不僅造成測量精度下降,同時還帶來傳感器清洗問題。

  [0004]文獻2(趙新澤等,武漢水利電力大學(宜昌)學報,1999(3))公開了一種油液污染監測用電容傳感器探頭,該探頭由一圓筒玻璃管與緊貼該管外壁的兩半圓形電極組成,其實質為平行板電容傳感器。該電容傳感器激勵極板與接收極板間距受液壓管道直徑約束,由于液壓管道直徑相對較大,該傳感器靈敏度不夠理想。

  [0005]因此,為解決上述技術問題,確有必要提供一種創新的用起電、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒檢測方法,以克服現有技術中的所述缺陷。

  [0006]

  【

  【發明內容】

  】

  為解決上述技術問題,本發明的目的在于提供一種用起電、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒檢測方法,其采用非侵入的測量方式、對被測量的無約束性、監測信號強且靈敏度高、低成本、環境適應性強。

  [0007]為實現上述目的,本發明采取的技術方案為:用起電、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒檢測方法,其采用一種磨損微粒在線監測設備,該設備包括溫控模塊、起電模塊、電場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊以及消磁模塊;其中,所述溫控模塊、起電模塊、電場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊和消磁模塊依次連接;所述溫控模塊的一端設有油液入口;所述吸附模塊采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環;所述帶電擊錘的同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、電擊錘以及電磁鐵;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點;所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述電擊錘和電磁鐵位于隔板之間;所述電磁鐵連接并能推動電擊錘,使電擊錘敲擊鋁質環形管道內壁;

  其包括如下步驟:

  1),液壓管路中的油液攜帶磨損微粒通過溫控模塊,通過溫控模塊控制油液溫度恒定在 42°C;

  2),被調整到最佳磁化溫度的油液攜帶磨損微粒進入起電模塊,起電模塊使油液中的磨損微粒帶電;

  3),帶電磨損微粒在電場離心模塊中離心,使帶電聚合顆粒運動到管壁附近;

  4),吸附模塊吸附經電場離心模塊離心后聚集在管壁附近的磁化聚合微粒;之后吸附模塊斷電,使附著在管壁上的磁性聚合大顆粒隨油液沿管壁進入相鄰電容微粒監測模塊;

  5),通過相鄰電容微粒監測模塊在線監測液壓管路中磨損微粒狀況;

  6),消磁模塊給磁化顆粒消磁。

  [0008]本發明的用起電、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒檢測方法進一步為:所述溫控模塊包括加熱器、冷卻器和溫度傳感器;所述加熱器采用帶溫度檢測的重慶金鴻的潤滑油加熱器;所述冷卻器選用表面蒸發式空冷器,冷卻器的翅片管選KLM型翅片管;溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器。

  [0009]本發明的用起電、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒檢測方法進一步為:所述起電模塊包括若干電極以及一電極控制器;所述若干電極分別連接至電極控制器,并由電極控制器控制。

  [0010]本發明的用起電、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒檢測方法進一步為:所述電場離心模塊包括陽極板、陰極板、絕緣帶和極板控制器;其中,所述陽極板和陰極板呈相對設置,所述絕緣帶位于陽極板、陰極板之間,并將陽極板和陰極板電氣隔離;所述極板控制器電性連接至陽極板和陰極板上。

  [0011]本發明的用起電、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒檢測方法進一步為:所述相鄰電容微粒監測模塊包括有機玻璃內壁、接地屏蔽層、接收極板、激勵極板以及外壁;其中,所述機玻璃內壁、接地屏蔽層和外壁呈管狀結構,并依次自內而外設置;所述機玻璃內壁的厚度為0.5mm,介電常數為2.5;所述接地屏蔽層的介電常數為1.5-2.5,厚度為外壁厚度的I至IJ2倍;所述接收極板、激勵極板嵌設在接地屏蔽層上,并位于機玻璃內壁外側;所述接收極板、激勵極板均采用皮亞諾曲線結構極板層,兩者之間設有隔離層;所述隔離層的寬度為有機玻璃內壁厚度的0.8-1倍。

  [0012]本發明的用起電、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒檢測方法進一步為:所述消磁模塊的一端設有油液出口,其由剩磁傳感器和消磁器組成;

  本發明的用起電、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒檢測方法還為:其包括一 ECU,所述剩磁傳感器、消磁器、加熱器、冷卻器、溫度傳感器、起電模塊、電場離心模塊、吸附模塊以及相鄰電容微粒監測模塊均電性連接至E⑶上,并由E⑶控制。

  [0013]與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:

  1.本發明引入基于電容邊緣效應的相鄰電容傳感器,通過將磨損微粒起電、聚合成大顆粒并離心吸附磁化到管壁以提高顆粒濃度,增加管壁表面油液的介電常數,極大提高了傳感器輸出信號強度并巧妙解決了信號強度和穿透深度指標沖突的矛盾。

  [0014]2.在極板層設計中引入了有效邊緣長且結構復雜的皮亞諾曲線結構。該皮亞諾曲線結構極板層中,激勵極板、接收極板和隔離極板組成的曲線能遍歷正方形極板層中所有的點,得到一條充滿整個正方形極板層空間的曲線。在極板層面積固定的情況下,該結構具有最長有效邊緣、最大極板面積和最復雜結構,以此來獲得最佳信號強度。該技術路線尚未見報道。

  [0015]3.溫控模塊、起電模塊、電場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊相結合的液壓管路磨損微粒監測技術路線,既保證了監測可靠性,同時又使得監測系統的整體性能最優。

  [0016]

  【【附圖說明】】

  圖1是本發明的用起電、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒在線監測設備的結構示意圖。

  [0017]圖2是圖1中的起電模塊的結構圖。

  [0018]圖3-1是圖1中的電場離心模塊的結構示意圖。

  [0019]圖3-2是圖1中的電場離心模塊的連接示意圖。

  [0020]圖4是圖1中的吸附裝置為帶電擊錘的同極相鄰型吸附環的結構示意圖。

  [0021]圖5-1是圖1中的相鄰電容微粒監測模塊的徑向半剖圖。

  [0022]圖5-2是圖1中的相鄰電容微粒監測模塊的橫向剖面圖。

  [0023]圖5_3是圖5_1中的接收極板和激勵極板的不意圖。

  [0024]圖5-4是圖5-3中A處的局部放大圖。

  [0025]圖6是E⑶的連接示意圖。

  [0026]

  【【具體實施方式】】

  請參閱說明書附圖1至附圖6所示,本發明為一種用起電、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒在線監測設備,其由溫控模塊1、起電模塊2、電場離心模塊3、吸附模塊5、相鄰電容微粒監測模塊6以及消磁模塊8以及ECUlO等幾部分組成。其中,所述溫控模塊1、起電模塊2、電場離心模塊3、吸附模塊5、相鄰電容微粒監測模塊6和消磁模塊8依次連接。

  [0027]所述溫控模塊I的一端設有油液入口8,用于將液壓油輸人裝置,其由加熱器、冷卻器和溫度傳感器組成。該溫控模塊I主要目的是為磁化裝置提供最佳的磁化溫度約42°C。同時,溫度作為最主要的環境噪聲,不同的溫度會導致液壓管路中的油液介電常數發生顯著變化,保持溫度恒定即可避免相鄰電容傳感器受溫度噪聲的影響。

  [0028]所述加熱器為電加熱器,可采用本身帶溫度檢測的重慶金鴻的潤滑油加熱器。冷卻器可選用表面蒸發式空冷器,兼有水冷和空冷的優點,散熱效果好,采用光管,流體阻力小;冷卻器翅片類型為高翅,翅片管選KLM型翅片管,傳熱性能好,接觸熱阻小,翅片與管子接觸面積大,貼合緊密,牢固,承受冷熱急變能力佳,翅片根部抗大氣腐蝕性能高;空冷器的管排數最優為8 ο溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器。

  [0029]請參閱說明書附圖2所示,所述起電模塊2使磨損微粒帶電,其包括管壁21、若干電極22以及一電極控制器23。其中,所述若干電極22安裝于管壁21上,其分別連接至電極控制器23。被調整到最佳磁化溫度的油液攜帶金屬微粒進入起電模塊2,通過電極控制器23向電極22施加電壓,從而使電極22附近油液中的磨損微粒帶電。

  [0030]請參閱說明書附圖3-1和3-2所示,所述電場離心模塊3使液壓油中的磨損顆粒實現初步離心,其包括陽極板31、陰極板32、絕緣帶33和極板控制器34。其中,所述陽極板31和陰極板32呈相對設置,所述絕緣帶33位于陽極板31、陰極板32之間,并將陽極板31和陰極板32電氣隔離;所述極板控制器34電性連接至陽極板31和陰極板34上。

  [0031 ]帶電的磨損微粒隨油液以速度V流入電場消泡模塊3,電場離心模塊3的陽極板31、陰極板32受極板控制器34控制,產生和速度V方向垂直的均勻電場,則帶電磨損微粒在電場離心模塊中3受到垂直于速度方向的電場力的作用,使帶電顆粒在該力的作用下向極板做拋物線運動,帶電微粒沿運動方向吸附其它微粒形成聚合大顆粒。該拋物線運動具體是指帶電微粒在軸向跟隨油液做直線運動,徑向則在電場力作用下做勻速或變速運動,通過極板控制器改變電場強度即可改變運動速度,使帶電聚合大顆粒運動到管壁附近。

  [0032]請參閱說明書附圖4所示,所述吸附模塊5用于吸附經機電場離心模塊3離心后聚集在管壁附近的聚合大微粒。所述吸附模塊5采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環,該帶電擊錘的同極相鄰型吸附環由鋁質環形管道51、正向螺線管52、反向螺線管53、鐵質導磁帽54、隔板55、電擊錘56以及電磁鐵57等部件組成。其中,所述正向螺線管52和反向螺線管53分別布置于鋁質環形管道51內并由ECUlO控制,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管52和反向螺線管53相鄰處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽54布置于鋁質環形管道51的內壁上,其位于正向螺線管52和反向螺線管53相鄰處、以及正向螺線管52和反向螺線管53軸線的中間點。所述電擊錘56和電磁鐵57位于隔板55之間。所述電磁鐵57連接并能推動電擊錘56,使電擊錘56敲擊鋁質環形管道52內壁。所述ECUlO電性連接并控制正向螺線管52、反向螺線管53和電磁鐵57。

  [0033]所述帶電擊錘的同極相鄰型吸附環的設計原理如下:吸附環內部有多個帶鐵芯的通電螺線管,相鄰的螺線管線圈通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極。同時,正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線中間點的吸附環內壁處設有鐵質導磁帽,呈條狀和吸附環軸線平行,吸附環的外殼為順磁性鋁質外管壁,這種設置有利于改善磁路,加大吸附環內壁處的磁場強度,增強對顆粒的捕獲吸附能力。各螺線管電流由ECU直接控制,可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,以獲得最佳吸附性能。相鄰螺線管之間還設有由電磁鐵控制的電錘,兩端通過隔板和螺線管磁隔離。這一電擊錘的設置用于防止顆粒在鐵質導磁帽處大量堆積,影響吸附效果。此時,通過電磁鐵控制電錘敲擊吸附環的內壁,使得被吸附的顆粒向兩側分散開。同時,在清洗吸附環時,電擊錘的敲擊還可以提高清洗效果。吸附完成后,通過電磁鐵控制電錘敲擊吸附環的內壁,使得被吸附的顆粒向兩側分散開,隨后ECU控制電磁鐵斷電,順磁性鋁質管道失去磁性,附著在管道內壁上磁性聚合大顆粒隨油液沿管壁進入相鄰電容微粒監測模塊。

  [0034]請參閱說明書附圖5-1至附圖5-4所示,所述相鄰電容微粒監測模塊6在線監測液壓管路中磨損微粒狀況。所述相鄰電容微粒監測模塊6由有機玻璃內壁61、接地屏蔽層62、接收極板63、激勵極板64以及外壁65等幾部分組成。其中,所述機玻璃內壁61、接地屏蔽層62和外壁65呈管狀結構,并依次自內而外設置。

  [0035]所述機玻璃內壁61的厚度為0.5mm,介電常數為2.5(液壓油的介電常數約2.1左右),和液壓油的介電常數接近,因此邊緣電容為固定值;當有機玻璃內壁表面堆滿磁化聚合大顆粒時,磁化聚合大顆粒、液壓油與有機玻璃內壁形成混合電介質,對傳感器邊緣電容共同作用,磁化聚合大顆粒的介電常數通常大于10,是液壓油和有機玻璃內壁的介電常數的數倍,足夠引起電容傳感器邊緣電容的明顯變化,因此可利用相鄰電容傳感器電容值的變化,從而反推油液介電常數的微小變化,進而實現對磨損微粒的實施監測。

  [0036]基于電容邊緣效應的相鄰電容傳感器性能主要取決于穿透深度(電場線的穿透深度)、信號強度(電容值的大小)以及噪聲抑制、測量靈敏度(對電壓變化或電場變化的靈敏度)和傳感器的測量動態范圍?,F有的相鄰電容傳感器測量得到的電容值很微弱,通常為PF級甚至更小,對金屬微粒等低介電常數的介質的測量效果則更差,因此提升傳感器輸出信號強度尤為關鍵。同時,信號強度和穿透深度兩個指標是相互沖突的,這也是該傳感器性能提升難點。

  [0037]相鄰電容傳感器信號強度與傳感器極板面積,極板間距,以及傳感器與待測物體間的距離,待測物的介電常數都有著很大的關系。經磁化聚合、離心和吸附處理的磨損微粒在有機玻璃內壁表面聚集,顆粒數量的增加導致油液介電常數的增大,顆粒聚合帶來的粒徑增大也使得油液介電常數的增大,同時磁化也有增加介電常數的功能,三者同時作用,大大加強了信號強度;而又由于顆粒緊貼有機玻璃內壁表面,對穿透深度要求幾乎為零,也解決了指標沖關冋題。

  [0038]由于相鄰電容傳感器輸出信號強度非常微弱,噪聲對測量結果的影響顯著。通常噪聲主要來源于兩方面,傳感器自身的噪聲和環境噪聲。為此設計了接地屏蔽層來降低傳感器自身噪聲,接地屏蔽層62的介電常數為1.5-2.5,屏蔽層厚度為相鄰電容傳感器外壁65厚度的I到2倍之間為佳,以保證測量靈敏度。

  [0039]所述接收極板63、激勵極板64嵌設在接地屏蔽層62上,并位于機玻璃內壁61外側,兩者之間形成間隙磁場66,用于檢測聚合顆粒67。所述接收極板63、激勵極板64均采用有效邊緣長且結構復雜的皮亞諾曲線結構極板層。該皮亞諾曲線結構極板層中,激勵極板63、接收極板64組成的曲線能遍歷正方形極板層中所有的點,得到一條充滿整個正方形極板層空間的曲線。在極板層面積固定的情況下,該結構具有最長有效邊緣、最大極板面積和最復雜結構,增加了有效極板面積與極板邊緣,增加了傳感器邊緣電容值,降低了對外部接口電路靈敏度的要求。由此可獲得最佳信號強度,傳感器激勵極板與接收極板采用弧形邊緣也避免了極板拐角處的高靈敏性與不穩定性。進一步的,所述接收極板63、激勵極板64兩者之間設有隔離層69;所述隔離層69的寬度為有機玻璃內壁厚度的0.8-1倍,其能有效的將接收極板63、激勵極板64隔離。

  [0040]所述消磁模塊7的一端設有油液出口9,其由剩磁傳感器和消磁器組成。由于磁滯現象的存在,當鐵磁材料磁化到飽和狀態后,即使撤消外加磁場,材料中的磁感應強度仍回不到零點,需要外加磁場消磁。為了防止磁化微粒進入液壓回路,對污染敏感液壓元件造成損傷,所述消磁模塊7根據消磁器出口處剩磁傳感器的檢測值控制消磁器的消磁強度。此處采用的消磁方法為電磁退磁,方法是通過加一適當的反向磁場,使得材料中的磁感應強度重新回到零點,且磁場強度或電流必須按順序反轉和逐步降低。

  [0041]請參閱說明書附圖6所示,所述磨損微粒在線監測裝置進一步包括所述ECU10,其可選擇Microchip公司的PIC16F877。所述剩磁傳感器、消磁器、加熱器、冷卻器、溫度傳感器、起電模塊2、電場離心模塊3、吸附模塊5以及相鄰電容微粒監測模塊6均電性連接至ECUlO上,并由ECUlO控制。

  [0042]采用上述磨損微粒在線監測設備對液壓有中的磨損微粒監測包括如下方法:

  1),液壓管路中的油液攜帶磨損微粒通過溫控模塊I,通過溫控模塊I控制油液溫度恒定在42°C;

  2),被調整到最佳磁化溫度的油液攜帶磨損微粒進入起電模塊2,起電模塊2使油液中的磨損微粒帶電;

  3),帶電磨損微粒在電場離心模塊3中離心,使帶電聚合顆粒運動到管壁附近;

  4),吸附模塊5吸附經電場離心模塊3離心后聚集在管壁附近的磁化聚合微粒;之后吸附模塊5斷電,使附著在管壁上的磁性聚合大顆粒隨油液沿管壁進入相鄰電容微粒監測模塊6;

  5),通過相鄰電容微粒監測模塊6在線監測液壓管路中磨損微粒狀況;

  6),消磁模塊7給磁化顆粒消磁,防止磁化微粒進入液壓回路,對污染敏感液壓元件造成損傷。

  [0043]以上的【具體實施方式】僅為本創作的較佳實施例,并不用以限制本創作,凡在本創作的精神及原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本創作的保護范圍之內。

  【主權項】

  1.用起電、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒檢測方法,其特征在于:其采用一種磨損微粒在線監測設備,該設備包括溫控模塊、起電模塊、電場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊以及消磁模塊;其中,所述溫控模塊、起電模塊、電場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊和消磁模塊依次連接;所述溫控模塊的一端設有油液入口;所述吸附模塊采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環;所述帶電擊錘的同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、電擊錘以及電磁鐵;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點;所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述電擊錘和電磁鐵位于隔板之間;所述電磁鐵連接并能推動電擊錘,使電擊錘敲擊鋁質環形管道內壁; 其包括如下步驟: 1),液壓管路中的油液攜帶磨損微粒通過溫控模塊,通過溫控模塊控制油液溫度恒定在 42°C; 2),被調整到最佳磁化溫度的油液攜帶磨損微粒進入起電模塊,起電模塊使油液中的磨損微粒帶電; 3),帶電磨損微粒在電場離心模塊中離心,使帶電聚合顆粒運動到管壁附近; 4),吸附模塊吸附經電場離心模塊離心后聚集在管壁附近的磁化聚合微粒;之后吸附模塊斷電,使附著在管壁上的磁性聚合大顆粒隨油液沿管壁進入相鄰電容微粒監測模塊; 5),通過相鄰電容微粒監測模塊在線監測液壓管路中磨損微粒狀況; 6 ),消磁模塊給磁化顆粒消磁。2.如權利要求1所述的用起電、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒檢測方法,其特征在于:所述溫控模塊包括加熱器、冷卻器和溫度傳感器;所述加熱器采用帶溫度檢測的重慶金鴻的潤滑油加熱器;所述冷卻器選用表面蒸發式空冷器,冷卻器的翅片管選KLM型翅片管;溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器。3.如權利要求1所述的用起電、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒檢測方法,其特征在于:所述起電模塊包括若干電極以及一電極控制器;所述若干電極分別連接至電極控制器,并由電極控制器控制。4.如權利要求1所述的用起電、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒檢測方法,其特征在于:所述電場離心模塊包括陽極板、陰極板、絕緣帶和極板控制器;其中,所述陽極板和陰極板呈相對設置,所述絕緣帶位于陽極板、陰極板之間,并將陽極板和陰極板電氣隔離;所述極板控制器電性連接至陽極板和陰極板上。5.如權利要求1所述的用起電、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒檢測方法,其特征在于:所述相鄰電容微粒監測裝置包括有機玻璃內壁、接地屏蔽層、接收極板、激勵極板以及外壁;其中,所述機玻璃內壁、接地屏蔽層和外壁呈管狀結構,并依次自內而外設置;所述機玻璃內壁的厚度為0.5mm,介電常數為2.5;所述接地屏蔽層的介電常數為1.5-2.5,厚度為外壁厚度的I到2倍;所述接收極板、激勵極板嵌設在接地屏蔽層上,并位于機玻璃內壁外側;所述接收極板、激勵極板均采用皮亞諾曲線結構極板層,兩者之間設有隔離層;所述隔離層的寬度為有機玻璃內壁厚度的0.8-1倍。6.如權利要求1所述的用起電、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒檢測方法,其特征在于:所述消磁模塊的一端設有油液出口,其由剩磁傳感器和消磁器組成。7.如權利要求1所述的用起電、電擊錘吸附和相鄰電容的磨損微粒檢測方法,其特征在于:其進一步包括一 ECU,所述剩磁傳感器、消磁器、加熱器、冷卻器、溫度傳感器、起電模塊、電場離心模塊、吸附模塊以及相鄰電容微粒監測模塊均電性連接至ECU上,并由ECU控制。

  【文檔編號】F15B21/04GK105909607SQ201610312242

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年5月12日

  【發明人】張國云

  【申請人】張國云

  一種采用磁化和吸附的液壓系統用過濾方法

  【專利摘要】本發明涉及一種采用磁化和吸附的液壓系統用過濾方法,其通過U型微粒分離模塊實現固體微粒的分離,使油液中的固體微粒向管壁運動,在U型微粒分離模塊出口處,富含固體微粒的管壁附近的油液通過回油筒進油管進入回油筒后回流到油箱,含微量小粒徑微粒的管道中心的油液則通過內筒進油管進入內筒進行高精度過濾,提高了濾芯的使用壽命,降低了濾波成本和復雜度;進入內筒進油管的油液以切向進流的方式流入內筒的螺旋流道,內筒壁為濾芯,則濾液在離心力的作用下緊貼濾芯流動,濾液平行于濾芯的表面快速流動,過濾后的液壓油則垂直于濾芯表面方向流出到外筒;沉積在內筒底部的污染顆??啥〞r通過電控止回閥排出到回油筒,從而提高濾芯使用壽命。

  【專利說明】一種采用磁化和吸附的液壓系統用過濾方法

  [0001]

  【技術領域】

  本發明涉及一種液壓油過濾方法,具體涉及一種采用磁化和吸附的液壓系統用過濾方法,屬于液壓設備技術領域。

  [0002]

  【【背景技術】】

  國內外的資料統計表明,液壓系統的故障大約有70%~85%是由于油液污染引起的。固體顆粒則是油液污染中最普遍、危害作用最大的污染物。由固體顆粒污染物引起的液壓系統故障占總污染故障的70 %。在液壓系統油液中的顆粒污染物中,金屬磨肩占比在20 %?70%之間。采取有效措施濾除油液中的固體顆粒污染物,是液壓系統污染控制的關鍵,也是系統安全運行的可靠保證。

  [0003]過濾器是液壓系統濾除固體顆粒污染物的關鍵元件。液壓油中的固體顆粒污染物,除油箱可沉淀一部分較大顆粒外,主要靠濾油裝置來濾除。尤其是高壓過濾裝置,主要用來過濾流向控制閥和液壓缸的液壓油,以保護這類抗污染能力差的液壓元件,因此對液壓油的清潔度要求更高。

  [0004]然而,現有的液壓系統使用的高壓過濾器存在以下不足:(I)各類液壓元件對油液的清潔度要求各不相同,油液中的固體微粒的粒徑大小亦各不相同,為此需要在液壓系統的不同位置安裝多個不同類型濾波器,由此帶來了成本和安裝復雜度的問題;(2)液壓系統中的過濾器主要采用濾餅過濾方式,過濾時濾液垂直于過濾元件表面流動,被截流的固體微粒形成濾餅并逐漸增厚,過濾速度也隨之逐漸下降直至濾液停止流出,降低了過濾元件的使用壽命。

  [0005]因此,為解決上述技術問題,確有必要提供一種創新的采用磁化和吸附的液壓系統用過濾方法,以克服現有技術中的所述缺陷。

  [0006]

  【

  【發明內容】

  】

  為解決上述技術問題,本發明的目的在于提供一種過濾性能好,適應性和集成性高,使用壽命長的采用磁化和吸附的液壓系統用過濾方法。

  [0007]為實現上述目的,本發明采取的技術方案為:一種采用磁化和吸附的液壓系統用過濾方法,其采用一種過濾裝置,該裝置包括底板、U型微粒分離模塊、回油筒、內筒、螺旋流道、濾芯、外桶以及端蓋;其中,所述U型微粒分離模塊、回油筒、外桶依次置于底板上;所述U型微粒分離模塊上設有一液壓油進口,其包括一U型管,U型管上依次安裝有溫控模塊、磁化模塊、吸附模塊以及消磁模塊;所述U型微粒分離模塊和回油筒的上方通過一回油筒進油管連接;所述內筒置于外桶內,其通過一頂板以及若干螺栓安裝于端蓋上;所述螺旋流道收容于內筒內,其和U型微粒分離模塊之間通過一內筒進油管連接;所述內筒進油管位于回油筒進油管內,并延伸入U型微粒分離模塊的中央,其直徑小于回油筒進油管直徑,且和回油筒進油管同軸設置;所述濾芯設置在內筒的內壁上;所述外桶的底部設有一液壓油出油口;其包括如下步驟: 1),回流液壓油進入U型微粒分離模塊的溫控模塊,通過溫控模塊調節油溫到最佳的磁化溫度40-50°C,之后進入磁化模塊;

  2),通過磁化模塊使油液中的金屬顆粒在磁場中被磁化,并使微米級的金屬顆粒聚合成大顆粒;之后進入吸附模塊;

  3),通過吸附模塊吸附回油中的磁性聚合微粒;之后進入消磁模塊;

  4),通過消磁模塊消除磁性微粒磁性;

  5),U型微粒分離模塊管壁附近的油液通過回油筒進油管進入回油筒后回流到油箱,而含微量小粒徑微粒的管道中心的油液則通過內筒進油管進入內筒進行高精度過濾;

  6),攜帶小粒徑微粒的油液以切向進流的方式流入內筒的螺旋流道,油液在離心力的作用下緊貼濾芯流動,并進行高精度過濾;

  7),高精度過濾后的油液排入外筒,并通過外筒底部的液壓油出油口排出。

  [0008]本發明的采用磁化和吸附的液壓系統用過濾方法進一步為:所述溫控模塊包括加熱器、冷卻器和溫度傳感器;所述加熱器采用帶溫度檢測的重慶金鴻的潤滑油加熱器;所述冷卻器選用表面蒸發式空冷器,冷卻器的翅片管選KLM型翅片管;溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器。

  [0009]本發明的采用磁化和吸附的液壓系統用過濾方法進一步為:所述磁化模塊包括鋁質管道、若干繞組、鐵質外殼、法蘭以及若干磁化電流輸出模塊;其中,所述若干繞組分別繞在鋁質管道外,各繞組由正繞組和逆繞組組成;所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上;所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端;每一磁化電流輸出模塊連接至一繞組。

  [0010]本發明的采用磁化和吸附的液壓系統用過濾方法進一步為:所述吸附模塊具體采用同極相鄰型吸附環,該同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管以及鐵質導磁帽;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內并由ECU控制,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點。

  [0011]本發明的采用磁化和吸附的液壓系統用過濾方法進一步為:所述吸附模塊具體采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環,該帶電擊錘的同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、電擊錘以及電磁鐵;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點;所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述電擊錘和電磁鐵位于隔板之間;所述電磁鐵連接并能推動電擊錘,使電擊錘敲擊招質環形管道內壁。

  [0012]本發明的采用磁化和吸附的液壓系統用過濾方法進一步為:所述回油筒的底部設有一溢流閥,該溢流閥底部設有一電控調節螺絲;所述溢流閥上設有一排油口,該排油口通過管道連接至一油箱。

  [0013]本發明的采用磁化和吸附的液壓系統用過濾方法進一步為:所述內筒的底部呈倒圓臺狀,其通過一內筒排油管和回油筒連接,內筒排油管上設有一電控止回閥。

  [0014]本發明的采用磁化和吸附的液壓系統用過濾方法進一步為:所述內筒的中央豎直設有一空心圓柱,空心圓柱的上方設有壓差指示器,該壓差指示器安裝于端蓋上。

  [0015]本發明的采用磁化和吸附的液壓系統用過濾方法進一步為:所述內筒進油管和螺旋流道相切連接。

  [0016]本發明的采用磁化和吸附的液壓系統用過濾方法還為:所述濾芯的精度為1-5微米。

  [0017]與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:

  1.液壓油在U型微粒分離模塊中實現固體微粒的分離,使油液中的固體微粒向管壁運動,在U型微粒分離模塊出口處,富含固體微粒的管壁附近的油液通過回油筒進油管進入回油筒后回流到油箱,而僅含微量小粒徑微粒的管道中心的油液則通過內筒進油管進入內筒進行高精度過濾,提高了濾芯的使用壽命,降低了濾波成本和復雜度;進入內筒進油管的油液以切向進流的方式流入內筒的螺旋流道,內筒壁為濾芯,則濾液在離心力的作用下緊貼濾芯流動,濾液平行于濾芯的表面快速流動,過濾后的液壓油則垂直于濾芯表面方向流出到外筒,這種十字流過濾方式對濾芯表面的微粒實施掃流作用,抑制了濾餅厚度的增加,沉積在內筒底部的污染顆??啥〞r通過電控止回閥排出到回油筒,從而提高濾芯使用壽命。

  [0018]2.通過控制液壓油的溫度和磁場強度,使油液中的顆粒強力磁化聚集成大顆粒,并促使膠質顆粒分解消融,通過吸附模塊形成高效吸附,通過消磁裝置對殘余顆粒消磁避免危害液壓元件,從而使油液中固體微粒聚集成大顆粒運動到管壁附近。

  [0019]3.磁化需要的非均勻磁場的產生,需要多對正逆線圈對并通過不同大小的電流,且電流數值可在線數字設定。

  [0020]

  【【附圖說明】】

  圖1是本發明的采用磁化和吸附的液壓系統用過濾裝置的結構示意圖。

  [0021]圖2是圖1中的U型微粒分離模塊的示意圖。

  [0022]圖3是圖2中的磁化模塊的結構示意圖。

  [0023]圖4是圖3中的繞組的結構示意圖。

  [0024]圖5是圖3中的磁化電流輸出模塊的電路圖。

  [0025]圖6是圖2的吸附模塊為同極相鄰型吸附環的結構示意圖。

  [0026]圖7是圖2中的吸附模塊為帶電擊錘的同極相鄰型吸附環的結構示意圖。

  [0027]

  【【具體實施方式】】

  請參閱說明書附圖1至附圖7所示,本發明為一種采用磁化和吸附的液壓系統用過濾裝置,其由底板6、U型微粒分離模塊3、回油筒7、內筒15、螺旋流道17、濾芯18、外桶19以及端蓋25等幾部分組成。

  [0028]其中,所述U型微粒分離模塊2、回油筒7、外桶19依次置于底板6上。所述U型微粒分離模塊3上設有一用于通入液壓油的液壓油進口 I,其包括一U型管31,U型管31上依次安裝有溫控模塊32、磁化模塊33、吸附模塊34以及消磁模塊35。

  [0029]所述溫控模塊32主要目的是為磁化模塊33提供最佳的磁化溫度40-50°C,同時還兼具油液降粘的作用,其包括加熱器、冷卻器和溫度傳感器。所述加熱器采用帶溫度檢測的重慶金鴻的潤滑油加熱器。所述冷卻器可選用表面蒸發式空冷器,兼有水冷和空冷的優點,散熱效果好,采用光管,流體阻力小;冷卻器翅片類型為高翅,翅片管選KLM型翅片管,傳熱性能好,接觸熱阻小,翅片與管子接觸面積大,貼合緊密,牢固,承受冷熱急變能力佳,翅片根部抗大氣腐蝕性能高;空冷器的管排數最優為8。所述溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器。

  [0030]所述磁化模塊33實現金屬顆粒的強力磁化,并使微米級的金屬顆粒聚合成大顆粒,便于后續吸附分離。同時磁化模塊32還需要提供非均勻磁場,對液壓油中的膠質顆粒進行磁化分解,使膠質微粒分解為更小粒徑尺寸的微粒,減輕污染。

  [0031]所述磁化模塊33由鋁質管道331、若干繞組332、鐵質外殼333、法蘭334以及若干磁化電流輸出模塊335組成。其中,所述鋁質管道331使油液從其中流過而受到磁化處理,且鋁的磁導率很低,可以使管道331中獲得較高的磁場強度。

  [0032]所述若干繞組332分別繞在鋁質管道331外,由直徑為1.0mm左右的銅絲涂覆絕緣漆制成。各繞組332都是相互獨立設置的,分別由相應的磁化電流輸出模塊335控制,其中電流根據系統需要各不相同。由于每圈繞組332相互獨立,其引出端會造成該線圈組成的電流環不是真正的“圓”,而是有個缺口,這會造成鋁質管道331內磁場的徑向分布不均勻,從而影響磁化效果。為解決此問題,本創作的每圈繞組332都由正繞組336和逆繞組337組成,目的是為了產生同極性方向的磁場并同時彌補缺口造成的磁場不均衡。正繞組和逆繞組內的電流大小相等。在鋁質管道331軸線方向上排列有多對正逆繞組,通過不同的電流,用以形成前述要求的非均勻磁場。

  [0033]所述鐵質外殼333包覆于鋁質管道331上,鐵質的材料會屏蔽掉大部分的磁通。所述法蘭334焊接在鋁質管道331的兩端,并通過法蘭法蘭334在U型管20中。

  [0034]每一磁化電流輸出模塊335連接至一繞組332,其利用數字電位計實時修改阻值的特點,實現非均勻磁場的實時控制。所述磁化電流輸出模塊335的電路原理圖可參見附圖5,其使用的數字電位計為AD5206,具有6通道的輸。運放AD8601和MOS管2N7002通過負反饋實現了高精度的電壓跟隨輸出。恒定大電流輸出采用了德州儀器(TI)的高電壓、大電流的運放OPA 549。

  [0035]所述吸附模塊34用于吸附經磁化模塊33磁化后的磁性聚合大微粒,其可采用同極相鄰型吸附環,該同極相鄰型吸附環由鋁質環形管道341、正向螺線管342、反向螺線管343以及鐵質導磁帽344等部件組成。其中,所述正向螺線管342和反向螺線管343分別布置于鋁質環形管道341,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管342和反向螺線管343相鄰處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽344布置于鋁質環形管道341的內壁上,其位于正向螺線管342和反向螺線管343相鄰處、以及正向螺線管342和反向螺線管343軸線的中間點。

  [0036]所述同極相鄰型吸附環的設計原理如下:通電正向螺線管342、反向螺線管343,相鄰的正向螺線管342、反向螺線管343通有方向相反的電流,使得正向螺線管342、反向螺線管343相鄰處產生同性磁極;同時,鋁質環形管道341能夠改善磁路,加大管道內壁處的磁場強度,增強鐵質導磁帽344對顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管342、反向螺線管343電流可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,以獲得最佳吸附性能。

  [0037]進一步的,所述吸附模塊34也可采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環,該帶電擊錘的同極相鄰型吸附環由鋁質環形管道341、正向螺線管342、反向螺線管343、鐵質導磁帽344、隔板345、電擊錘346以及電磁鐵347等部件組成。其中,所述正向螺線管342和反向螺線管343分別布置于鋁質環形管道341,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管342和反向螺線管343相鄰處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽344布置于鋁質環形管道341的內壁上,其位于正向螺線管342和反向螺線管343相鄰處、以及正向螺線管342和反向螺線管343軸線的中間點。所述電擊錘346和電磁鐵347位于隔板345之間。所述電磁鐵347連接并能推動電擊錘346,使電擊錘346敲擊鋁質環形管道342內壁。

  [0038]所述帶電擊錘的同極相鄰型吸附環的設計原理如下:通電正向螺線管342、反向螺線管343,相鄰的正向螺線管342、反向螺線管343通有方向相反的電流,使得正向螺線管342、反向螺線管343相鄰處產生同性磁極;同時,鋁質環形管道341能夠改善磁路,加大管道內壁處的磁場強度,增強鐵質導磁帽344對顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管342、反向螺線管343電流可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,以獲得最佳吸附性能。而通過電擊錘346的設置,防止顆粒在鐵質導磁帽344處大量堆積,影響吸附效果。此時,通過電磁鐵347控制電擊錘346敲擊管道341的內壁,使得被吸附的顆粒向兩側分散開。同時,在清洗管道341時,電擊錘346的敲擊還可以提高清洗效果。

  [0039]所述吸附模塊34設計成U型,在油液進入U型吸附管道時,顆粒在重力、離心力的作用下,向一側管壁移動,在加上磁場力作用,徑向移動速度加快,顆粒吸附的效率得以提高;在油液離開U型吸附管道上升時,重力和磁場力的合力使得顆粒沿斜向下的方向運動,延長了顆粒受力時間,提高了顆粒吸附的效率。

  [0040]所述消磁模塊35給磁化顆粒消磁,防止殘余磁性微粒通過回油筒進油管進入液壓回路,對污染敏感液壓元件造成損傷。

  [0041]所述U型微粒分離模塊3和回油筒7的上方通過一回油筒進油管22連接;通過U型微粒分離模塊3處理后,U型管31管壁附近的油液富含聚合顆粒,通過回油筒進油管22進入回油筒7后回流到油箱。

  [0042]所述回油筒7的底部設有一溢流閥8,該溢流閥8底部設有一電控調節螺絲9;所述溢流閥8上設有一排油口 10,該排油口 10通過管道20連接至一油箱11。

  [0043]所述內筒15置于外桶19內,其通過一頂板13以及若干螺栓21安裝于端蓋25上。所述螺旋流道17收容于內筒15內,其和U型微粒分離模塊3之間通過一內筒進油管12連接,具體的說,所述內筒進油管12和螺旋流道17相切連接。U型管31管道中心的油液僅含微量小粒徑微粒,通過內筒進油管12進入內筒15實現高精度過濾,從而實現固體微粒分離。進一步的,所述內筒進油管12位于回油筒進油管22內,并延伸入U型微粒分離模塊3的中央,其直徑小于回油筒進油管22直徑,且和回油筒進油管22同軸設置。

  [0044]進一步的,所述內筒15的底部呈倒圓臺狀,其通過一內筒排油管23和回油筒7連接,內筒排油管23上設有一電控止回閥24。所述內筒15的中央豎直設有一空心圓柱16,空心圓柱16的上方設有壓差指示器14,該壓差指示器14安裝于端蓋25上。

  [0045]所述濾芯18設置在內筒15的內壁上,其精度為1-5微米。

  [0046]所述外桶19的底部設有一液壓油出油口 5,通過液壓油出油口 5將過濾好的液壓油排出。

  [0047]在本發明中,由于U型微粒分離模塊3對油液內固體微粒分離聚合作用,在U型微粒分離模塊3出口處的油液中,中心的油液僅含微量小粒徑微粒,該部分油液從內筒進油管12流入到內筒15進行高精度過濾;而管壁附近的油液富含聚合顆粒,該部分油液通過回油筒進油管22進入回油筒7,再經溢流閥8的排油口 10流回油箱11,從而實現固體微粒按顆粒粒徑分流濾波。此處,回油筒7和溢流閥8起到了前述的粗濾作用,從而節省了過濾器個數,降低了系統成本和復雜度。溢流閥8的電控調節螺絲9用于調節溢流壓力,將其壓力調整到略低于過濾出口處壓力,以保證內筒15過濾流量。

  [0048]另外,傳統的過濾器主要采用濾餅過濾方式,過濾時濾液垂直于過濾元件表面流動,被截流的固體微粒形成濾餅并逐漸增厚,過濾速度也隨之逐漸下降,直至濾液停止流出,降低了過濾元件的使用壽命。在本本發明中,來自內筒進油管12攜帶小粒徑微粒的濾液以切向進流的方式流入內筒15的螺旋流道17,螺旋通道17側面的內筒15壁為高精度濾芯18,濾液在離心力的作用下緊貼濾芯18表面,濾液平行于濾芯18的表面快速流動,過濾后的液壓油則垂直于濾芯18表面方向流出到外筒19,這兩個流動的方向互相垂直交錯,故稱其為十字流過濾。濾液的快速流動對聚集在濾芯18表面的微粒施加了剪切掃流作用,從而抑制了濾餅厚度的增加,使得過濾速度近乎恒定,過濾壓力也不會隨時間的流逝而升高,濾芯的使用壽命因而大幅度提高。隨著過濾時間的累積,沉積在內筒15倒圓臺底部的污染顆粒逐步增加,過濾速度緩慢下降,內筒15內未過濾的濾液沿中心的空心圓筒16上升,此時,壓差指示器14起作用,監控其壓力變化,亦即內筒15底部濾芯18的堵塞情況,若超過閾值,則調節電控調節螺絲9降低溢流壓力,并同時打開止回閥24,使內筒15底部含較多污染顆粒的濾液在壓差作用下通過內筒排油管23排出到回油筒7,避免了底部濾芯18堵塞狀況惡化,從而延長了濾芯18使用壽命。

  [0049]采用上述濾油裝置對回流液壓有處理的工藝步驟如下:

  1),回流液壓油進入U型微粒分離模塊3的溫控模塊32,通過溫控模塊32調節油溫到最佳的磁化溫度40-50 °C,之后進入磁化模塊33 ;

  2),通過磁化模塊33使油液中的金屬顆粒在磁場中被磁化,并使微米級的金屬顆粒聚合成大顆粒;之后進入吸附模塊34;

  3),通過吸附模塊34吸附回油中的磁性聚合微粒;之后進入消磁模塊35;

  4),通過消磁模塊35消除磁性微粒磁性;

  5),U型微粒分離模塊3管壁附近的油液通過回油筒進油管22進入回油筒7后回流到油箱,而含微量小粒徑微粒的管道中心的油液則通過內筒進油管12進入內筒15進行高精度過濾;

  6 ),攜帶小粒徑微粒的油液以切向進流的方式流入內筒15的螺旋流道17,油液在離心力的作用下緊貼濾芯流動,并進行高精度過濾;

  7),高精度過濾后的油液排入外筒19,并通過外筒19底部的液壓油出油口 5排出。

  [0050]以上的【具體實施方式】僅為本創作的較佳實施例,并不用以限制本創作,凡在本創作的精神及原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本創作的保護范圍之內。

  【主權項】

  1.一種采用磁化和吸附的液壓系統用過濾方法,其特征在于:其采用一種過濾裝置,該裝置包括底板、U型微粒分離模塊、回油筒、內筒、螺旋流道、濾芯、外桶以及端蓋;其中,所述U型微粒分離模塊、回油筒、外桶依次置于底板上;所述U型微粒分離模塊上設有一液壓油進口,其包括一U型管,U型管上依次安裝有溫控模塊、磁化模塊、吸附模塊以及消磁模塊;所述U型微粒分離模塊和回油筒的上方通過一回油筒進油管連接;所述內筒置于外桶內,其通過一頂板以及若干螺栓安裝于端蓋上;所述螺旋流道收容于內筒內,其和U型微粒分離模塊之間通過一內筒進油管連接;所述內筒進油管位于回油筒進油管內,并延伸入U型微粒分離模塊的中央,其直徑小于回油筒進油管直徑,且和回油筒進油管同軸設置;所述濾芯設置在內筒的內壁上;所述外桶的底部設有一液壓油出油口; 其包括如下步驟: 1),回流液壓油進入U型微粒分離模塊的溫控模塊,通過溫控模塊調節油溫到最佳的磁化溫度40-50°C,之后進入磁化模塊; 2),通過磁化模塊使油液中的金屬顆粒在磁場中被磁化,并使微米級的金屬顆粒聚合成大顆粒;之后進入吸附模塊; 3),通過吸附模塊吸附回油中的磁性聚合微粒;之后進入消磁模塊; 4),通過消磁模塊消除磁性微粒磁性; 5),U型微粒分離模塊管壁附近的油液通過回油筒進油管進入回油筒后回流到油箱,而含微量小粒徑微粒的管道中心的油液則通過內筒進油管進入內筒進行高精度過濾; 6),攜帶小粒徑微粒的油液以切向進流的方式流入內筒的螺旋流道,油液在離心力的作用下緊貼濾芯流動,并進行高精度過濾; 7),高精度過濾后的油液排入外筒,并通過外筒底部的液壓油出油口排出。2.如權利要求1所述的采用磁化和吸附的液壓系統用過濾方法,其特征在于:所述溫控模塊包括加熱器、冷卻器和溫度傳感器;所述加熱器采用帶溫度檢測的重慶金鴻的潤滑油加熱器;所述冷卻器選用表面蒸發式空冷器,冷卻器的翅片管選KLM型翅片管;溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器。3.如權利要求1所述的采用磁化和吸附的液壓系統用過濾方法,其特征在于:所述磁化模塊包括鋁質管道、若干繞組、鐵質外殼、法蘭以及若干磁化電流輸出模塊;其中,所述若干繞組分別繞在鋁質管道外,各繞組由正繞組和逆繞組組成;所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上;所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端;每一磁化電流輸出模塊連接至一繞組。4.如權利要求1所述的采用磁化和吸附的液壓系統用過濾方法,其特征在于:所述吸附模塊具體采用同極相鄰型吸附環,該同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管以及鐵質導磁帽;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內并由ECU控制,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點。5.如權利要求1所述的采用磁化和吸附的液壓系統用過濾方法,其特征在于:所述吸附模塊具體采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環,該帶電擊錘的同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、電擊錘以及電磁鐵;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點;所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述電擊錘和電磁鐵位于隔板之間;所述電磁鐵連接并能推動電擊錘,使電擊錘敲擊鋁質環形管道內壁。6.如權利要求1所述的采用磁化和吸附的液壓系統用過濾方法,其特征在于:所述回油筒的底部設有一溢流閥,該溢流閥底部設有一電控調節螺絲;所述溢流閥上設有一排油口,該排油口通過管道連接至一油箱。7.如權利要求1所述的采用磁化和吸附的液壓系統用過濾方法,其特征在于:所述內筒的底部呈倒圓臺狀,其通過一內筒排油管和回油筒連接,內筒排油管上設有一電控止回閥。8.如權利要求1所述的采用磁化和吸附的液壓系統用過濾方法,其特征在于:所述內筒的中央豎直設有一空心圓柱,空心圓柱的上方設有壓差指示器,該壓差指示器安裝于端蓋上。9.如權利要求1所述的采用磁化和吸附的液壓系統用過濾方法,其特征在于:所述內筒進油管和螺旋流道相切連接。10.如權利要求1所述的采用磁化和吸附的液壓系統用過濾方法,其特征在于:所述濾芯的精度為1-5微米。

  【文檔編號】F15B21/04GK105909608SQ201610312245

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年5月12日

  【發明人】張國云

  【申請人】張國云

  一種采用磁化、電控環吸附和旋轉磁場處理液壓油的油箱的制作方法

  【專利摘要】本發明涉及一種采用磁化、電控環吸附和旋轉磁場處理液壓油的油箱,其油箱內依次設有過濾箱、永久磁鐵、隔板和加熱器;第一回油管插入油箱體內,其上設有冷卻器和溫度傳感器;第二回油管一端連接至第一回油管,另一端延伸入過濾箱;U型管上依次安裝有磁化裝置、第一吸附裝置、旋轉磁場裝置和第二吸附裝置;過濾箱頂部安裝有向下傾斜設置的消泡板;消泡板表面鋪設有一層磁性金屬網;吸油管插入油箱體,其上設有濾油器、消磁器和剩磁傳感器;第一、第二吸附裝置均采用同極相鄰型吸附環。本發明將機械、電、磁等技術相結合,使固體顆粒聚集到管壁吸附,使空氣析出或消融,其結構簡單,成本低,且油液凈化能力強。

  【專利說明】一種采用磁化、電控環吸附和旋轉磁場處理液壓油的油箱

  [0001]

  【技術領域】

  本發明涉及一種液壓系統中的油箱,具體涉及一種采用磁化、電控環吸附和旋轉磁場處理液壓油的油箱,屬于液壓油箱技術領域。

  [0002]

  【【背景技術】】

  國內外的資料統計說明,液壓系統的故障大約有70%?85%是由于油液污染引起的。因此液壓系統污染控制已成為國內外液壓行業和各工業部門普遍關注的問題。而固體污染、氣體污染是液壓污染的兩種主要方式。

  [0003]在大氣壓力和室溫條件下油液中含有9%左右體積的空氣,一部分空氣溶入油液中,這種溶解狀態的空氣對液壓系統的機械性能、油液的體積彈性系數和黏度也不會產生明顯影響,一般可忽略不計;另一部分以0.05mm?0.5mm直徑的氣泡形式游離在油液中,形成空穴現象,是噪聲、機體腐蝕和容積效率降低的主要原因。氣泡被急劇壓縮時產生熱量會導致油溫升高,加速油液氧化和密封件老化,使油液潤滑性能下降。油液中摻雜氣泡還會降低油液的剛度,導致自動控制失靈、工作機構間歇運動、定位不準確或定位漂移等不良后果O

  [0004]固體顆粒是液壓系統中最普遍、危害作用最大的污染物。據資料統計,由于固體顆粒污染物引起的液壓系統故障占總污染故障的70%。在液壓系統油液中的顆粒污染物中,金屬磨肩占有一定的比率,根據不同的情況,一般在20%?70%之間,這部分金屬磨肩主要來自于元件的磨損。因此,采取有效措施去除油液中的固體顆粒污染物,是液壓系統污染控制的另一個重要方面。

  [0005]工廠的生產設備、施工機械中使用的液壓裝置由液壓回路和油箱構成。油箱儲存向液壓回路提供的液壓油以及從液壓回路回流的回油。流入油箱的液壓系統回油中包含了各種金屬和膠質顆粒污染物,同時還包括以氣泡形態存在的空氣,這些污染物的存在會導致液壓系統性能下降甚至發生故障。

  [0006]為解決上述顆粒消除問題,中國發明專利(授權公告號CN203816790 U)公開了一種離心式凈油機,其包括設備油箱及設備油箱引出的凈化前油管,該凈化前油管依次連接輔助油箱、自吸栗、離心轉筒,該離心轉筒連接凈化后油管接于設備油箱,還包括真空栗與輔助油箱連接;其中在所述輔助油箱內設有強磁磁鐵。因此,當在油液進入離心桶之前將油液中的金屬雜質吸附,減少金屬顆粒對設備的磨損,有效提高了設備的使用壽命。

  [0007]然后,上述凈油機存在以下幾方面問題:

  1.需加設整套離心裝置,設備復雜,成本高,同時會給油液帶來二次污染。

  [0008]2.油箱體積較大,且油液的導磁性差,強磁磁鐵對油液中微米級顆粒的作用力較小,造成吸附時間長,吸附效果差等問題。

  [0009]3.部分磁化微粒進入液壓回路,吸附在液壓元件上造成元件故障且難以清洗去除。

  [0010]而為解決上述氣泡消除問題,常規的做法是在油箱中設置縱向隔板,延長油液在油箱中的停留時間,進、出油口應盡量設置得遠些,并增大油箱的容積。但是,由于混到回油的氣泡很小且油的粘度相對較高,因此存在以下問題:氣泡上升至油面且散到空氣中需要較長時間,在此期間液壓裝置無法進行工作。

  [0011]中國實用發明專利申請(申請公布號CN102762874 A)公開了一種油箱,該油箱通過設置于油箱內的收納部和整流翼來延長回油油液在液面的停留時間,達到消除氣泡和避免吸油口吸入氣泡的目的。然后,上述油箱的消泡機理是自然消泡,依舊存在消泡時間長,效率低等問題,特別是對于流量變化劇烈的工況效果不佳。

  [0012]因此,為解決上述技術問題,確有必要提供一種采用磁化、電控環吸附和旋轉磁場處理液壓油的油箱,以克服現有技術中的所述缺陷。

  [0013]

  【

  【發明內容】

  】

  為解決上述技術問題,本發明的目的在于提供一種采用磁化、電控環吸附和旋轉磁場處理液壓油的油箱,將機械、電、磁等技術相結合,使固體顆粒聚集到管壁吸附,使空氣析出或消融,其結構簡單,成本低,且油液凈化能力強。

  [0014]為實現上述目的,本發明采取的技術方案為:一種采用磁化、電控環吸附和旋轉磁場處理液壓油的油箱,其包括油箱體、過濾箱、第一回油管、第二回油管、U型管、磁化裝置、第一吸附裝置、旋轉磁場裝置、第二吸附裝置、永久磁鐵、隔板、加熱器、吸油管以及ECU;其中,所述油箱體外的頂部設有空氣濾清器,油箱體內依次設有所述過濾箱、永久磁鐵、隔板和加熱器;所述第一回油管插入油箱體內,并和U型管連接,其上設有冷卻器和溫度傳感器;所述第二回油管一端連接至第一回油管,另一端延伸入過濾箱;所述第一回油管和第二回油管的連接處設有一溢流閥;所述U型管位于濾箱內,其上依次安裝有所述磁化裝置、第一吸附裝置、旋轉磁場裝置和第二吸附裝置;所述過濾箱底部設有隔磁支腳,頂部安裝有向下傾斜設置的消泡板;所述消泡板表面鋪設有一層磁性金屬網;所述吸油管插入油箱體,其上設有濾油器、消磁器和剩磁傳感器;所述ECU分別電性連接冷卻器、溫度傳感器、磁化裝置、第一吸附裝置、旋轉磁場裝置、第吸附裝置、加熱器、消磁器和剩磁傳感器;所述第一吸附裝置和第二吸附裝置均采用同極相鄰型吸附環;;所述同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管以及鐵質導磁帽;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內并由ECU控制,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點。

  [0015]本發明的采用磁化、電控環吸附和旋轉磁場處理液壓油的油箱進一步設置為:所述磁化裝造包括鋁質管道、若干繞組、鐵質外殼、法蘭以及若干磁化電流輸出模塊;其中,所述若干繞組分別繞在鋁質管道外,各繞組由正繞組和逆繞組組成;所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上;所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端;每一磁化電流輸出模塊連接至一繞組,并由ECU控制。

  [0016]本發明的采用磁化、電控環吸附和旋轉磁場處理液壓油的油箱進一步設置為:所述旋轉磁場裝置包括鋁質管道、鐵質外殼、三相對稱繞組、法蘭以及三相對稱電流模塊;所述三相對稱繞組繞在鋁質管道外;所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上;所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端;所述三相對稱電流模塊連接所述三相對稱繞組,并由ECU控制。

  [0017]本發明的采用磁化、電控環吸附和旋轉磁場處理液壓油的油箱進一步設置為:所述吸油管的底部管口插于最低液面以下,其離油箱體的底部要大于其管徑的2-3倍,離油箱體的箱壁距離為管徑的3倍;所述吸油管的底部管口截成45°斜角,并使斜角對著油箱體的箱壁。

  [0018]本發明的采用磁化、電控環吸附和旋轉磁場處理液壓油的油箱進一步設置為:所述隔板上下留空,上部留空在最高油面位置以上。

  [0019]本發明的采用磁化、電控環吸附和旋轉磁場處理液壓油的油箱還設置為:所述油箱體采用立方體結構,其底部設有放油裝置。

  [0020]與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:

  1、通過控制液壓油的溫度和磁場強度,使油液中的顆粒強力磁化聚集成大顆粒,并促使膠質顆粒分解消融;通過吸附裝置的磁力、重力、離心力形成高效吸附;利用旋轉磁場將油液中的微小顆?!胺蛛x”并聚集到管壁附近,用吸附裝置捕獲微小顆粒;利用消泡板上的磁性金屬網吸附尚未吸附的小顆粒,最后在吸油管內對殘余顆粒消磁,避免危害液壓元件的整體顆粒吸附。

  [0021]2、通過控制液壓油的溫度和磁場強度,使油液中的氣泡在磁力作用下部分消融;利用旋轉磁場將油液中的微粒排成針狀做螺旋外擴運動,從而達到刺破氣泡消除氣泡的目的;并通過U形管出口的設置強化氣泡的自然上升散發效率,利用消泡板散發殘余氣泡的整體油液消泡。

  [0022]3、結構簡單,體積小,處理成本低,具有顆粒吸附和消泡功能,且不會產生二次污染。

  [0023]

  【【附圖說明】】

  圖1是本發明的采用磁化、電控環吸附和旋轉磁場處理液壓油的油箱的結構示意圖。

  [0024]圖2是圖1中的磁化裝置的結構示意圖。

  [0025]圖3是圖2中的繞組的結構示意圖。

  [0026]圖4是圖3中的磁化電流輸出模塊的電路圖。

  [0027]圖5是圖1中的吸附裝置為同極相鄰型吸附環的結構示意圖。

  [0028]圖6是圖1中的旋轉磁場裝置的結構示意圖。

  [0029]圖7是圖1中E⑶的連接示意圖。

  [0030]

  【【具體實施方式】】

  請參閱說明書附圖1至附圖7所示,本發明為一種采用磁化、電控環吸附和旋轉磁場處理液壓油的油箱,其由油箱體1、過濾箱17、第一回油管12、第二回油管14、U型管20、磁化裝置19、第一吸附裝置21、旋轉磁場裝置27、第二吸附裝置28、永久磁鐵9、隔板8、加熱器7、吸油管2以及E⑶3等幾部分組成。

  [0031]其中,所述油箱體I采用立方體結構,使相同的容量下得到較大的散熱面積。所述油箱體I外的頂部設有空氣濾清器10,油箱體I內依次設有所述過濾箱17、永久磁鐵9、隔板8和加熱器7。所述油箱體I的底部設有放油裝置11,換油時將其打開放走油污。進一步的,所述加熱器7為電加熱器,其采用本身帶溫度檢測的重慶金鴻的潤滑油加熱器。所述隔板用于將吸、回油隔開,迫使油液循環流動,利于散熱和沉淀,其上下留空,上部留空在最高油面位置以上,用以空氣流通和控制走線;而下部留空用以吸油,減少空氣和顆粒的吸入。所述永久磁鐵9用于吸附金屬顆粒。所述空氣濾清器10使油箱體I與大氣相通,其能濾除空氣中的灰塵雜物,有時兼作加油口,其具體可選用規格為EF4—50EF型空氣過濾器,其空氣過濾精度為0.105mm2,加油流量和空氣流量分別為32L/min和265L/min。

  [0032]所述第一回油管12插入油箱體I內,并和U型管20連接,其上設有冷卻器15和溫度傳感器16。由于液壓介質正常油溫一般應控制在15-65°C范圍內。油溫過高,將使油液迅速老化變質,同時使油液的粘度降低,造成元件內泄露量增加,系統效率降低;油溫過低,將使油液的粘度過大,造成液壓油栗吸油困難。所述冷卻器15能夠降低回油溫度,為后續的磁化裝置19提供最佳的磁化溫度,同時還兼具油液降粘、油箱中電控設備散熱、使油箱安全工作等作用,其可選用表面蒸發式空冷器,兼有水冷和空冷的優點,散熱效果好,采用光管,流體阻力??;空冷器的翅片類型需為高翅,翅片管選KLM型翅片管,傳熱性能好,接觸熱阻小,翅片與管子接觸面積大,貼合緊密,牢固,承受冷熱急變能力佳,翅片根部抗大氣腐蝕性能高;空冷器的管排數為8。所述溫度傳感器16采用鉑電阻溫度傳感器,E⑶3根據溫度傳感器16檢測到的溫度數據去控制冷卻器15內的風扇轉速,以此調節回油液溫度。

  [0033]所述第二回油管14一端連接至第一回油管12,另一端延伸入過濾箱17。所述第一回油管12和第二回油管14的連接處設有一溢流閥13。所述溢流閥13在第一回油管12淤積堵塞時打開,使液壓系統回油從第二回油管14流回過濾箱17,其可選擇YUKEN日本油研型號為EBG-O3-C-T-50的EBG型電一液比例溢流閥。該比例溢流閥的最高使用工作壓力為25 MPa,最大流量為100L/rain,最小流量為3 L/rain,壓力調節范圍為0.4?16 MPa,額定電流為770mA,線圈電阻為10歐姆。

  [0034]所述U型管20位于過濾箱17內,其上依次安裝有所述磁化裝置19、第一吸附裝置21、旋轉磁場裝置27和第二吸附裝置28。所述U型管20的出口位于靠近液面處的下方,目的是縮短氣泡上浮距離,加快油液內氣泡的自然散發速度。

  [0035]所述過濾箱17底部設有隔磁支腳18,頂部安裝有向下傾斜設置的消泡板23。所述消泡板23表面鋪設有一層磁性金屬網24。為了避免過濾箱17液面低于回油出口而造成飛濺起泡,在過濾箱17靠近液面處設有止回閥25,該閥的位置位于最低液面以下,保證了過濾箱17內油液的高度不低于外部油箱。U型管20出口的油液從過濾箱17溢流,并沿著消泡板23的表面發生擴散并與油箱體I中的油液進行混合,消泡板23的最低端要在最低液位以下,以防止飛濺起泡。所述磁性金屬網24用于吸附油液中殘存的顆粒物體,使得回油攜帶的氣泡只在過濾箱17的液面聚集,氣泡自然散發的距離短,速度快;經消泡板23和油箱內的液壓油也是在液面混合,避免了油箱底部的吸油口吸入這些氣泡。

  [0036]所述吸油管2插入油箱體I,其上設有濾油器6、消磁器5和剩磁傳感器4,其與第一回油管12、第二回油管14之間的距離盡可能遠。該吸油管2的底部管口插于最低液面以下,其離油箱體I的底部要大于其管徑的2-3倍,以免吸空和飛濺起泡;離油箱體I的箱壁距離為管徑的3倍,以便四面進油。進一步的,所述吸油管2的底部管口截成45°斜角,并使斜角對著油箱體I的箱壁,以增大油口通流面積,并使斜面對著箱壁,以利散熱和沉淀雜質。所述濾油器6用來保護與油箱連接的齒輪栗,使其不致吸入較大的固體雜質,其具體采用過濾精度為180um、壓力損失< 0.01MPa、流量為250L/min、通徑為50mm、采用法蘭聯接的型號為WU-250XlS0F的網式過濾器。所述消磁器5能防止殘余磁性微粒進入液壓回路,對敏感液壓元件造成損傷;且ECU3根據剩磁傳感器4的檢測值控制消磁器5的消磁強度。所述消磁器5的消磁方法為電磁退磁,方法是通過加一適當的反向磁場,使得材料中的磁感應強度重新回到零點,且磁場強度或電流必須按順序反轉和逐步降低,避免由于磁滯現象的存在,當鐵磁材料磁化到飽和狀態后,即使撤消外加磁場,材料中的磁感應強度仍回不到零點的問題產生。

  [0037]請參閱說明書附圖2至附圖4所示,所述磁化裝置19能實現金屬顆粒的強力磁化,并使微米級的金屬顆粒聚合成大顆粒,便于后續吸附分離。同時磁化裝置19還需要提供非均勻磁場,對經過冷卻器15的合適油溫的液壓油中的膠質顆粒進行磁化分解,并促使游離的氣泡縮小或消融。

  [0038]所述磁化裝置19由鋁質管道191、若干繞組192、鐵質外殼193、法蘭194以及若干磁化電流輸出模塊195組成。其中,所述鋁質管道191使油液從其中流過而受到磁化處理,且鋁的磁導率很低,可以使管道191中獲得較高的磁場強度。

  [0039]所述若干繞組192分別繞在鋁質管道191外,由直徑為1.0mm左右的銅絲涂覆絕緣漆制成。各繞組19 2都是相互獨立設置的,分別由相應的磁化電流輸出模塊195控制,其中電流根據系統需要各不相同。由于每圈繞組192相互獨立,其引出端會造成該線圈組成的電流環不是真正的“圓”,而是有個缺口,這會造成鋁質管道191內磁場的徑向分布不均勻,從而影響磁化效果。為解決此問題,本創作的每圈繞組192都由正繞組196和逆繞組197組成,目的是為了產生同極性方向的磁場并同時彌補缺口造成的磁場不均衡。正繞組和逆繞組內的電流大小相等。在鋁質管道191軸線方向上排列有多對正逆繞組,通過不同的電流,用以形成前述要求的非均勻磁場。

  [0040]所述鐵質外殼193包覆于鋁質管道191上,鐵質的材料會屏蔽掉大部分的磁通。所述法蘭194焊接在鋁質管道191的兩端,并通過法蘭法蘭194在U型管20中。

  [0041 ]每一磁化電流輸出模塊195連接至一繞組192,并由ECU3控制,其利用數字電位計具有和ECU3實時通訊并實時修改阻值的特點,實現非均勻磁場的實時控制。所述磁化電流輸出模塊195的電路原理圖可參見附圖4,其使用的數字電位計為AD5206,具有6通道的輸出,可以和ECU之間實現單總線數據傳輸。ECU通過單總線實現對磁化繞組的多塊磁化電流輸出模塊的電流設定和恒定輸出。運放AD8601和MOS管2N7002通過負反饋實現了高精度的電壓跟隨輸出。恒定大電流輸出采用了德州儀器(TI)的高電壓、大電流的運放OPA 549。

  [0042]請參閱說明書附圖5所示,所述第一吸附裝置21用于吸附經磁化裝置19磁化后的磁性聚合大微粒,其采用同極相鄰型吸附環。該同極相鄰型吸附環由鋁質環形管道211、正向螺線管212、反向螺線管213以及鐵質導磁帽214等部件組成。其中,所述正向螺線管212和反向螺線管213分別布置于鋁質環形管道211內并由ECU3控制,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管212和反向螺線管213相鄰處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽214布置于鋁質環形管道211的內壁上,其位于正向螺線管212和反向螺線管213相鄰處、以及正向螺線管212和反向螺線管213軸線的中間點。

  [0043]所述同極相鄰型吸附環的設計原理如下:通電正向螺線管212、反向螺線管213,相鄰的正向螺線管212、反向螺線管213通有方向相反的電流,使得正向螺線管212、反向螺線管213相鄰處產生同性磁極;同時,鋁質環形管道211能夠改善磁路,加大管道內壁處的磁場強度,增強鐵質導磁帽214對顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管212、反向螺線管213電流由ECU3直接控制,可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,以獲得最佳吸附性能。

  [0044]請參閱說明書附圖6所示,所述旋轉磁場裝置27利用旋轉磁場離心未被第一吸附裝置21吸附的微小磁化顆粒,其由鋁質管道271、鐵質外殼272、三相對稱繞組273、法蘭274以及三相對稱電流模塊275組成。所述三相對稱繞組273繞在鋁質管道271外。所述鐵質外殼272包覆于鋁質管道271上。所述法蘭274焊接在鋁質管道271的兩端。所述三相對稱電流模塊275連接所述三相對稱繞組273,并由E⑶3控制。

  [0045]所述旋轉磁場裝置27的工作原理如下:未被吸附的微小磁化顆粒進入旋轉磁場裝置27,ECU3控制三相對稱電流模塊275,使三相對稱繞組273中流過三相對稱電流,該電流在鋁質管道271內產生旋轉磁場,磁化顆粒在旋轉磁場作用下受到磁場力的作用,并在該力的作用下以螺旋狀前進,同時向管壁運動。因此,調節磁場強度即可使油液中的顆粒從油液中“分離”出來,聚集在鋁質管道271管壁附近,便于后續吸附捕獲。

  [0046]所述第二吸附裝置28和所述第一吸附裝置21結構相同,功能和作用機理亦相同,其能進一步吸附未被旋轉磁場裝置27吸附的顆粒。

  [0047]請參閱說明書附圖7所示,所述E⑶3可選擇Microchip公司的PIC16F877,其分別電性連接冷卻器15、溫度傳感器16、磁化裝置19、第一吸附裝置21、旋轉磁場裝置27、第二吸附裝置28、加熱器7、消磁器5和剩磁傳感器4等部件。

  [0048]采用上述油箱對回流液壓油處理的工藝步驟如下:

  1),回流液壓油通過第一回油管12送至磁化裝置,并通過第一回油管上的冷卻器控制回油溫度,使液壓油溫度在40-50 °C ;

  2),通過磁化裝置19對回油進行磁化,使微米級的金屬顆粒聚合成大顆粒,之后回油送至第一吸附裝置21;

  3),通過第一吸附裝置21吸附回油中的磁性聚合微粒,之后回油送至旋轉磁場裝置27;

  4),旋轉磁場裝置27利用旋轉磁場分離未吸附的磁化微粒,之后回油送至第二吸附裝置28;

  5),第二吸附裝置28二次吸附回油中的磁性聚合微粒,之后回油送至U型管20;

  6),U型管20通過其出口將回油排入過濾箱17;

  7),過濾箱17滿溢的回油沿著消泡板23的表面發生擴散,并與油箱體I中的油液進行混合,使油液的氣泡自然散發到空氣中;且消泡板上23的磁性金屬網24吸附油液中殘存的顆粒物體;

  8),利用油箱體I中的隔板8和永久磁鐵9去除進油時的空氣和顆粒;

  9),通過吸油管2將油箱體I的油液吸出,以供液壓系統再次使用,并利用吸油管2上的消磁器5消除磁性微粒磁性,防止殘余磁性微粒進入液壓回路,對敏感液壓元件造成損傷。

  [0049]以上的【具體實施方式】僅為本創作的較佳實施例,并不用以限制本創作,凡在本創作的精神及原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本創作的保護范圍之內。

  【主權項】

  1.一種采用磁化、電控環吸附和旋轉磁場處理液壓油的油箱,其特征在于:包括油箱體、過濾箱、第一回油管、第二回油管、U型管、磁化裝置、第一吸附裝置、旋轉磁場裝置、第二吸附裝置、永久磁鐵、隔板、加熱器、吸油管以及ECU;其中,所述油箱體外的頂部設有空氣濾清器,油箱體內依次設有所述過濾箱、永久磁鐵、隔板和加熱器;所述第一回油管插入油箱體內,并和U型管連接,其上設有冷卻器和溫度傳感器;所述第二回油管一端連接至第一回油管,另一端延伸入過濾箱;所述第一回油管和第二回油管的連接處設有一溢流閥;所述U型管位于濾箱內,其上依次安裝有所述磁化裝置、第一吸附裝置、旋轉磁場裝置和第二吸附裝置;所述過濾箱底部設有隔磁支腳,頂部安裝有向下傾斜設置的消泡板;所述消泡板表面鋪設有一層磁性金屬網;所述吸油管插入油箱體,其上設有濾油器、消磁器和剩磁傳感器;所述ECU分別電性連接冷卻器、溫度傳感器、磁化裝置、第一吸附裝置、旋轉磁場裝置、第吸附裝置、加熱器、消磁器和剩磁傳感器;所述第一吸附裝置和第二吸附裝置均采用同極相鄰型吸附環;;所述同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管以及鐵質導磁帽;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內并由ECU控制,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點。2.如權利要求1所述的采用磁化、電控環吸附和旋轉磁場處理液壓油的油箱,其特征在于:所述磁化裝造包括鋁質管道、若干繞組、鐵質外殼、法蘭以及若干磁化電流輸出模塊;其中,所述若干繞組分別繞在鋁質管道外,各繞組由正繞組和逆繞組組成;所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上;所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端;每一磁化電流輸出模塊連接至一繞組,并由ECU控制。3.如權利要求1所述的采用磁化、電控環吸附和旋轉磁場處理液壓油的油箱,其特征在于:所述旋轉磁場裝置包括鋁質管道、鐵質外殼、三相對稱繞組、法蘭以及三相對稱電流模塊;所述三相對稱繞組繞在鋁質管道外;所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上;所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端;所述三相對稱電流模塊連接所述三相對稱繞組,并由ECU控制。4.如權利要求1所述的采用磁化、電控環吸附和旋轉磁場處理液壓油的油箱,其特征在于:所述吸油管的底部管口插于最低液面以下,其離油箱體的底部要大于其管徑的2-3倍,離油箱體的箱壁距離為管徑的3倍;所述吸油管的底部管口截成45°斜角,并使斜角對著油箱體的箱壁。5.如權利要求1所述的采用磁化、電控環吸附和旋轉磁場處理液壓油的油箱,其特征在于:所述隔板上下留空,上部留空在最高油面位置以上。6.如權利要求1所述的采用磁化、電控環吸附和旋轉磁場處理液壓油的油箱,其特征在于:所述油箱體采用立方體結構,其底部設有放油裝置。

  【文檔編號】F15B1/26GK105909609SQ201610312258

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年5月12日

  【發明人】李梅

  【申請人】紹興文理學院

  用全頻段濾波、起電、分離、吸附和旋轉磁場的濾油方法

  【專利摘要】本發明涉及一種用全頻段濾波、起電、分離、吸附和旋轉磁場的濾油方法,其通過過濾器衰減液壓油的壓力/流量脈動,其采用全頻段濾波器;通過U型微粒分離模塊實現固體微粒的分離,使油液中的固體微粒向管壁運動,并通過回油筒進油管進入回油筒后回流到油箱,含微量小粒徑微粒的管道中心的油液通過內筒進油管進入內筒進行高精度過濾,提高了濾芯使用壽命;進入內筒進油管的油液以切向進流的方式流入內筒的螺旋流道,內筒壁為濾芯,則濾液在離心力的作用下緊貼濾芯流動,濾液平行于濾芯的表面快速流動,過濾后的液壓油則垂直于濾芯表面方向流出到外筒;沉積在內筒底部的污染顆??啥〞r通過電控止回閥排出到回油筒,提高濾芯使用壽命。

  【專利說明】用全頻段濾波、起電、分離、吸附和旋轉磁場的濾油方法 【技術領域】

  [0001] 本發明設及一種液壓油過濾方法,具體設及一種用全頻段濾波、起電、分離、吸附 和旋轉磁場的濾油方法,屬于液壓設備技術領域。 【【背景技術】】

  [0002] 國內外的資料統計表明,液壓系統的故障大約有70%~85%是由于油液污染引起 的。固體顆粒則是油液污染中最普遍、危害作用最大的污染物。由固體顆粒污染物引起的液 壓系統故障占總污染故障的70%。在液壓系統油液中的顆粒污染物中,金屬磨屑占比在 20%~70%之間。采取有效措施濾除油液中的固體顆粒污染物,是液壓系統污染控制的關 鍵,也是系統安全運行的可靠保證。

  [0003] 過濾器是液壓系統濾除固體顆粒污染物的關鍵元件。液壓油中的固體顆粒污染 物,除油箱可沉淀一部分較大顆粒外,主要靠濾油裝置來濾除。尤其是高壓過濾裝置,主要 用來過濾流向控制閥和液壓缸的液壓油,W保護運類抗污染能力差的液壓元件,因此對液 壓油的清潔度要求更高。

  [0004] 然而,現有的液壓系統使用的高壓過濾器存在W下不足:(1)各類液壓元件對油液 的清潔度要求各不相同,油液中的固體微粒的粒徑大小亦各不相同,為此需要在液壓系統 的不同位置安裝多個不同類型濾波器,由此帶來了成本和安裝復雜度的問題;(2)液壓系統 中的過濾器主要采用濾餅過濾方式,過濾時濾液垂直于過濾元件表面流動,被截流的固體 微粒形成濾餅并逐漸增厚,過濾速度也隨之逐漸下降直至濾液停止流出,降低了過濾元件 的使用壽命。

  [0005] 因此,為解決上述技術問題,確有必要提供一種創新的用全頻段濾波、起電、分離、 吸附和旋轉磁場的濾油方法,W克服現有技術中的所述缺陷。 【

  【發明內容】

  】

  [0006] 為解決上述技術問題,本發明的目的在于提供一種過濾性能好,適應性和集成性 高,使用壽命長的用全頻段濾波、起電、分離、吸附和旋轉磁場的濾油方法。

  [0007] 為實現上述目的,本發明采取的技術方案為:用全頻段濾波、起電、分離、吸附和旋 轉磁場的濾油方法,其采用一種濾油系統,該系統包括底板、濾波器、U型微粒分離模塊、回 油筒、內筒、螺旋流道、濾忍、外桶W及端蓋;其中,所述濾波器、U型微粒分離模塊、回油筒、 外桶依次置于底板上;所述濾波器包括輸入管、外殼、輸出管、波紋管、彈性薄壁W及膠體阻 尼層;其中,所述輸入管連接于外殼的一端,其和一液壓油進口對接;所述輸出管連接于外 殼的另一端,其延伸入外殼內,并和U型微粒分離模塊對接;所述彈性薄壁沿外殼的徑向安 裝于外殼內;所述輸入管、輸出管和彈性薄壁共同形成一 K型濾波器;所述彈性薄壁和外殼 之間形成圓柱形的共振容腔;所述彈性薄壁的軸向上均勻開有若干錐形阻尼孔,錐形阻尼 孔連通共振容腔;所述波紋管呈螺旋狀繞在共振容腔外,和共振容腔通過多個錐形插入管 連通;所述波紋管各圈之間通過若干支管連通,支管上設有開關;所述波紋管和共振容腔組 成插入式螺旋異構串聯H型濾波器;所述U型微粒分離模塊包括一 U型管,U型管上依次安裝 有起電模塊、分離模塊、第一吸附模塊、旋轉磁場離屯、模塊、第二吸附模塊和消磁模塊;所述 U型微粒分離模塊和回油筒的上方通過一回油筒進油管連接;所述內筒置于外桶內,其通過 一頂板W及若干螺栓安裝于端蓋上;所述螺旋流道收容于內筒內,其和U型微粒分離模塊之 間通過一內筒進油管連接;所述內筒進油管位于回油筒進油管內,并延伸入U型微粒分離模 塊的中央,其直徑小于回油筒進油管直徑,且和回油筒進油管同軸設置;所述濾忍設置在內 筒的內壁上,其精度為1-5微米;所述外桶的底部設有一液壓油出油口;

  [000引其包括如下步驟:

  [0009] 1 ),液壓管路中的油液通過濾波器,濾波器衰減液壓系統中的高、中、低頻段的脈 動壓力,W及抑制流量波動;

  [0010] 2),回流液壓油進入U型微粒分離模塊的起電模塊,使油液中的顆粒物質帶電,之 后送至分離模塊;

  [0011] 3),通過分離裝置使油液中的帶電微粒在外力的作用下向管壁聚合,之后回油送 至第一吸附裝置;

  [0012] 4),通過第一吸附模塊吸附回油中的磁性聚合微粒,之后回油送至旋轉磁場離屯、 模塊;

  [0013] 5),旋轉磁場離屯、模塊利用旋轉磁場分離未吸附的磁化微粒,之后回油送至第二 吸附模塊;

  [0014] 6),第二吸附模塊二次吸附回油中的磁性聚合微粒;

  [0015] 7),通過消磁模塊消除磁性微粒磁性;

  [0016] 8),之后U型微粒分離模塊管壁附近的油液通過回油筒進油管進入回油筒后回流 到油箱,而含微量小粒徑微粒的管道中屯、的油液則通過內筒進油管進入內筒進行高精度過 濾;

  [0017] 9),攜帶小粒徑微粒的油液W切向進流的方式流入內筒的螺旋流道,油液在離屯、 力的作用下緊貼濾忍流動,并進行高精度過濾;

  [0018] 10),高精度過濾后的油液排入外筒,并通過外筒底部的液壓油出油口排出。

  [0019] 本發明的用全頻段濾波、起電、分離、吸附和旋轉磁場的濾油方法進一步為:所述 輸入管和輸出管的軸線不在同一軸線上;所述錐形阻尼孔開口較寬處位于共振容腔內,其 錐度角為10%所述錐形插入管開口較寬處位于波紋管內,其錐度角為10%所述錐形插入管 和錐形阻尼孔的位置相互錯開;所述膠體阻尼層的內層和外層分別為外層彈性薄壁和內層 彈性薄壁,外層彈性薄壁和內層彈性薄壁之間由若干支柱固定連接;所述外層彈性薄壁和 內層彈性薄壁之間的夾層內填充有加防凍劑的純凈水,純凈水內懸浮有多孔硅膠;所述膠 體阻尼層靠近輸出管的一端和外殼相連;所述膠體阻尼層靠近輸出管的一端設有一活塞。

  [0020] 本發明的用全頻段濾波、起電、分離、吸附和旋轉磁場的濾油方法進一步為:所述 起電模塊包括若干電極W及一電極控制器;所述若干電極安裝于U型管上,其分別連接至電 極控制器。

  [0021] 本發明的用全頻段濾波、起電、分離、吸附和旋轉磁場的濾油方法進一步為:所述 分離模塊采用均勻磁場分離模塊,該均勻磁場分離模塊包括侶質管道、兩個磁極W及磁極 控制器;其中,所述兩個磁極分別設置在侶質管道上,該兩個磁極的極性相反,并呈相對設 置;所述兩個磁極分別電性連接至磁極控制器上。

  [0022] 本發明的用全頻段濾波、起電、分離、吸附和旋轉磁場的濾油方法進一步為:所述 分離模塊采用旋轉磁場分離模塊,該旋轉磁場分離模塊包括侶質管道、鐵質外殼、=相對稱 繞組W及=相對稱電流模塊;所述=相對稱繞組繞在侶質管道外;所述鐵質外殼包覆于侶 質管道上;所述=相對稱電流模塊連接所述=相對稱繞組。

  [0023] 本發明的用全頻段濾波、起電、分離、吸附和旋轉磁場的濾油方法進一步為:所述 分離模塊采用螺旋管道磁場分離模塊,該螺旋管道磁場分離模塊包括侶質螺旋管道、螺線 管W及螺線管控制電路;其中,所述侶質螺旋管道設置在螺線管內;所述螺線管和螺線管控 制電路電性連接。

  [0024] 本發明的用全頻段濾波、起電、分離、吸附和旋轉磁場的濾油方法進一步為:所述 第一吸附模塊和第二吸吸附模塊采用同極相鄰型吸附環,該同極相鄰型吸附環包括侶質環 形管道、正向螺線管、反向螺線管W及鐵質導磁帽;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置 于侶質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生 同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于侶質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線 管相鄰處、W及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點。

  [0025] 本發明的用全頻段濾波、起電、分離、吸附和旋轉磁場的濾油方法進一步為:所述 第一吸附模塊和第二吸吸附模塊采用帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環,該帶電擊鍵的同極相 鄰型吸附環包括侶質環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、電擊鍵W及電 磁鐵;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于侶質環形管道內,兩者通有方向相反的電 流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于侶質環形 管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、W及正向螺線管和反向螺線管軸 線的中間點;所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述電擊鍵和電磁鐵位于隔板 之間;所述電磁鐵連接并能推動電擊鍵,使電擊鍵敲擊侶質環形管道內壁。

  [0026] 本發明的用全頻段濾波、起電、分離、吸附和旋轉磁場的濾油方法進一步為:所述 旋轉磁場離屯、模塊包括侶質管道、鐵質外殼、=相對稱繞組、法蘭W及=相對稱電流模塊; 所述=相對稱繞組繞在侶質管道外;所述鐵質外殼包覆于侶質管道上;所述法蘭焊接在侶 質管道的兩端;所述=相對稱電流模塊連接所述=相對稱繞組。

  [0027] 本發明的用全頻段濾波、起電、分離、吸附和旋轉磁場的濾油方法還為:所述回油 筒的底部設有一溢流閥,該溢流閥底部設有一電控調節螺絲;所述溢流閥上設有一排油口, 該排油口通過管道連接至一油箱;所述內筒的底部呈倒圓臺狀,其通過一內筒排油管和回 油筒連接,內筒排油管上設有一電控止回閥;所述內筒的中央豎直設有一空屯、圓柱,空屯、圓 柱的上方設有壓差指示器,該壓差指示器安裝于端蓋上;所述內筒進油管和螺旋流道相切 連接。

  [0028] 與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:

  [0029] 1.通過濾波器衰減液壓油的壓力/流量脈動,使濾忍在工作時不發生振動,W提高 過濾性能;液壓油在U型微粒分離模塊中實現固體微粒的分離,使油液中的固體微粒向管壁 運動,在U型微粒分離模塊出口處,富含固體微粒的管壁附近的油液通過回油筒進油管進入 回油筒后回流到油箱,而僅含微量小粒徑微粒的管道中屯、的油液則通過內筒進油管進入內 筒進行高精度過濾,提高了濾忍的使用壽命,降低了濾波成本和復雜度;進入內筒進油管的 油液W切向進流的方式流入內筒的螺旋流道,內筒壁為濾忍,則濾液在離屯、力的作用下緊 貼濾忍流動,濾液平行于濾忍的表面快速流動,過濾后的液壓油則垂直于濾忍表面方向流 出到外筒,運種十字流過濾方式對濾忍表面的微粒實施掃流作用,抑制了濾餅厚度的增加, 沉積在內筒底部的污染顆??啥〞r通過電控止回閥排出到回油筒,從而提高濾忍使用壽 命。

  [0030] 2.通過控制液壓油的溫度和向電極施加電壓使油液中的顆粒物質帶電聚合,并促 使膠質顆粒分解消融;通過吸附模塊形成高效吸附;利用旋轉磁場將油液中的微小顆粒"分 離"并聚集到管壁附近,用吸附裝置捕獲微小顆粒;通過消磁裝置對殘余顆粒消磁避免危害 液壓元件,從而使油液中固體微粒聚集成大顆粒運動到管壁附近。

  [0031] 3.磁化需要的非均勻磁場的產生,需要多對正逆線圈對并通過不同大小的電流, 且電流數值可在線數字設定。 【【附圖說明】】

  [0032] 圖1是本發明的用全頻段濾波、起電、分離、吸附和旋轉磁場的濾油系統的結構示 意圖。

  [0033] 圖2是圖1中的濾波器的結構示意圖。

  [0034] 圖3是插入式H型濾波器示意圖。

  [0035] 圖4是單個的H型濾波器和串聯的H型濾波器頻率特性組合圖。其中,實線為單個的 H型濾波器頻率特性。

  [0036] 圖5是K型濾波器的結構示意圖。

  [0037] 圖6是彈性薄壁的橫截面示意圖。

  [0038] 圖7是膠體阻尼層的縱截面示意圖。

  [0039] 圖8是圖1中的U型微粒分離模塊的示意圖。

  [0040] 圖9是圖8中的起電模塊的結構示意圖。

  [0041] 圖10是圖8中的分離模塊為均勻磁場分離模塊的結構示意圖。

  [0042] 圖11是圖8中的分離模塊為旋轉磁場分離模塊的結構示意圖。

  [0043] 圖12是圖8中的分離模塊為螺旋管道磁場分離模塊的結構示意圖。

  [0044] 圖13是圖8中的第一吸附模塊(第二吸附模塊)為同極相鄰型吸附環的結構示意 圖。

  [0045] 圖14是圖8中的第一吸附模塊(第二吸附模塊)為帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環的 結構示意圖。

  [0046] 圖15是圖8中的旋轉磁場離屯、模塊的結構示意圖。 【【具體實施方式】】

  [0047] 請參閱說明書附圖1至附圖15所示,本發明為一種用全頻段濾波、起電、分離、吸附 和旋轉磁場的濾油系統,其由底板6、濾波器8、U型微粒分離模塊3、回油筒7、內筒15、螺旋流 道17、濾忍18、外桶19W及端蓋25等幾部分組成。其中,所述濾波器8、U型微粒分離模塊2、回 油筒7、外桶19依次置于底板6上。

  [0048] 所述濾波器8用于將液壓油輸入,并可衰減液壓系統中的高、中、低頻段的脈動壓 力,和抑制流量波動。所述濾波器8由輸入管81、外殼89、輸出管811、波紋管83、彈性薄壁87 W及膠體阻尼層88等幾部分組成。

  [0049] 其中,所述輸入管81連接于外殼89的一端,其和一液壓油進口 1對接;所述輸出管 811連接于外殼89的另一端,其延伸入外殼89內,其和U型微粒分離模塊3對接。所述彈性薄 壁87沿外殼的徑向安裝于外殼89內。所述輸入管81和輸出管811的軸線不在同一軸線上,運 樣可W提高10% W上的濾波效果。

  [0050] 所述輸入管81、輸出管811和彈性薄壁87共同形成一 K型濾波器,從而衰減液壓系 統高頻壓力脈動。按集總參數法處理后得到的濾波器透射系數為:

  [0化1 ]

  [0052] a-介質中音速P-流體密度Cb-插入式輸出管直徑Z-特性阻抗。

  [0053] 由上式可見,K型濾波器和電路中的電容作用類似。不同頻率的壓力脈動波通過該 濾波器時,透射系數隨頻率而不同。頻率越高,則透射系數越小,運表明高頻的壓力脈動波 在經過濾波器時衰減得越厲害,從而起到了消除高頻壓力脈動的作用。

  [0054] 所述K型濾波器的設計原理如下:管道中壓力脈動頻率較高時,壓力波動作用在流 體上對流體產生壓縮效應。當變化的流量通過輸入管進入K型濾波器容腔時,液流超過平均 流量,擴大的容腔可W吸收多余液流,而在低于平均流量時放出液流,從而吸收壓力脈動能 量。

  [0055] 所述彈性薄壁87通過受迫機械振動來削弱液壓系統中高頻壓力脈動。按集總參數 法處理后得到的彈性薄壁固有頻率為:

  [0化6]

  [0057] k-彈性薄壁結構系數h-彈性薄壁厚度R-彈性薄壁半徑 [005引E-彈性薄壁的楊氏模量P-彈性薄壁的質量密度

  [0059] Tl-彈性薄壁的載流因子y-彈性薄壁的泊松比。

  [0060] 代入實際參數,對上式進行仿真分析可W發現,彈性薄壁87的固有頻率通常比H型 濾波器的固有頻率高,而且其衰減頻帶也比H型濾波器寬。在相對較寬的頻帶范圍內,彈性 薄壁對壓力脈動具有良好的衰減效果。同時,本發明的濾波器結構中的彈性薄壁半徑較大 且較薄,其固有頻率更靠近中頻段,可實現對液壓系統中的中高頻壓力脈動的有效衰減。

  [0061] 所述彈性薄壁87的設計原理如下:管道中產生中頻壓力脈動時,雙管插入式容腔 濾波器對壓力波動的衰減能力較弱,流入雙管插入式容腔的周期性脈動壓力持續作用在彈 性薄壁的內外壁上,由于內外壁之間有支柱固定連接,內外彈性薄壁同時按脈動壓力的頻 率做周期性振動,該受迫振動消耗了流體的壓力脈動能量,從而實現中頻段壓力濾波。由虛 功原理可知,彈性薄壁消耗流體脈動壓力能量的能力和其受迫振動時的勢能和動能之和直 接相關,為了提高中頻段濾波性能,彈性薄壁的半徑設計為遠大于管道半徑,且薄壁的厚度 較小,典型值為小于0.1mm。

  [0062] 進一步的,所述彈性薄壁87和外殼89之間形成圓柱形的共振容腔85。所述彈性薄 壁87的軸向上均勻開有若干錐形阻尼孔86, W保證在整個濾波器的范圍內均能實現插入式 串并聯濾波。錐形阻尼孔86連通共振容腔85。所述錐形阻尼孔開口較寬處位于共振容腔內, 其錐度角為10%用于展寬濾波頻率范圍,按集總參數法處理后得到的濾波器固有角頻率 為:

  [0063] (1 )

  [0064] a-介質中音速L一阻尼孔長S-阻尼孔橫截面積V-并聯共振容腔體積。

  [0065] 所述波紋管83呈螺旋狀繞在共振容腔85外,和共振容腔85通過多個錐形插入管82 連通。所述錐形插入管82開口較寬處位于波紋管83內,其錐度角為10°用于展寬濾波頻率范 圍。所述錐形插入管82和錐形阻尼孔86的位置相互錯開。所述波紋管83各圈之間通過若干 支管810連通,支管810上設有開關84。所述波紋管83和共振容腔85組成插入式螺旋異構串 聯H型濾波器。

  [0066] 由圖4可知,串聯H型濾波器有2個固有角頻率,在波峰處濾波效果較好,而在波谷 處則基本沒有濾波效果;插入式螺旋異構串聯H型濾波器中采用了螺旋異構的波紋管83結 構,波紋管本身具有彈性,當液壓系統的流量和壓力脈動經過波紋管時,流體介質導致液 壓-彈黃系統振動,抵消波動能量,從而起到濾波作用;同時,各圈波紋管83之間的若干支管 810的連通或斷開,引起波的干設和疊加,從而改變串聯H型濾波器的頻率特性;合理安排濾 波器參數W及連通支管的數量和位置,可使串聯H型濾波器的頻率特性的波谷抬高,使濾波 器在整個中低頻段均有良好的濾波性能,實現中低頻段的全頻譜濾波。

  [0067] 所述彈性薄壁87的內側設有一膠體阻尼層88。所述膠體阻尼層88的內層和外層分 別為外層彈性薄壁81和內層彈性薄壁82,外層彈性薄壁81和內層彈性薄壁82之間由若干支 柱814固定連接。外層彈性薄壁81和內層彈性薄壁82之間的夾層內填充有加防凍劑的純凈 水816,純凈水816內懸浮有多孔硅膠815。所述膠體阻尼層88靠近輸出管811的一端和外殼 89相連;所述膠體阻尼層88靠近輸出管811的一端還設有一活塞817。

  [0068] 由于外層彈性薄壁81和內層彈性薄壁82間距很小且由支柱814固定連接,在壓力 脈動垂直作用于薄壁時,內外壁產生近乎一致的形變,膠體阻尼層厚度幾乎保持不變,對壓 力脈動沒有阻尼作用;膠體阻尼層88的活塞817只感應水平方向的流量脈動,流量脈動增強 時,活塞817受壓使膠體阻尼層收縮,擠壓作用使得膠體阻尼層88中的水由納米級輸送通道 進入微米級中央空隙;流量脈動減弱時,活塞817受反壓,此時膠體阻尼層膨脹,膠體阻尼層 中的水從中央空隙經通道排出。在此過程中,由于硅膠815微通道吸附的力學效應、通道表 面分子尺度的粗糖效應及化學非均質效應,活塞跟隨膠體阻尼層收縮和膨脹過程中做"氣- 液-固"邊界的界面功,從而對流量脈動實現衰減,其實質上是一個并行R型濾波器。該濾波 器相對于一般的液體阻尼器的優勢在于:它通過"氣-液-固"邊界的界面功的方式衰減流量 脈動,可W在不產生熱量的情況下吸收大量機械能,且能量消耗不依賴于活塞速度,衰減效 率有了顯著提高。

  [0069] 本發明還能實線工況自適應壓力脈動衰減。當液壓系統工況變化時,既執行元件 突然停止或運行,W及閥的開口變化時,會導致管路系統的特性阻抗發生突變,從而使原管 道壓力隨時間和位置變化的曲線也隨之改變,則壓力峰值的位置亦發生變化。由于本發明 的濾波器的軸向長度設計為大于系統主要壓力脈動波長,且濾波器的插入式螺旋異構串聯 H型濾波器的容腔長度、K型濾波器的長度和彈性薄壁的長度和濾波器軸線長度相等,保證 了壓力峰值位置一直處于濾波器的有效作用范圍內;而插入式螺旋異構串聯H型濾波器的 錐形阻尼孔86開在彈性薄壁87上,沿軸線方向均勻分布,螺旋異構纏繞的波紋管83和共振 容腔85間的錐形插入管在軸向均勻分布,使得壓力峰值位置變化對濾波器的性能幾乎沒有 影響,從而實現了工況自適應濾波功能??紤]到=種濾波結構軸向尺寸和濾波器相當,運一 較大的尺寸也保證了液壓濾波器具備較強的壓力脈動衰減能力。

  [0070] 采用本發明的壓力脈動抑制裝置進行液壓脈動濾波的方法如下:

  [0071] 1),液壓流體通過輸入管進入K型濾波器,擴大的容腔吸收多余液流,完成高頻壓 力脈動的濾波;

  [0072] 2),通過彈性薄壁87受迫振動,消耗流體的壓力脈動能量,完成中頻壓力脈動的濾 波;

  [0073] 3),通過插入式螺旋異構串聯H型濾波器,通過錐形阻尼孔、錐形插入管和流體產 生共振,消耗脈動能量,完成低頻壓力脈動的濾波;

  [0074] 4),將濾波器的軸向長度設計為大于液壓系統主要壓力脈動波長,且插入式串并 聯H型濾波器長度、濾波器長度和彈性薄壁87長度同濾波器長度相等,使壓力峰值位置一直 處于濾波器的有效作用范圍,實現系統工況改變時壓力脈動的濾波。

  [0075] 所述U型微粒分離模塊3包括一 U型管31,U型管31上依次安裝有起電模塊32、分離 模塊33、第一吸附模塊34、旋轉磁場離屯、模塊36、第二吸附模塊37W及消磁模塊35。

  [0076] 所述起電模塊32使油液中的金屬顆粒物質帶電,其由若干電極321W及一電極控 制器322組成。所述若干電極321安裝于U型管31上,其分別連接至電極控制器252。所述電極 控制器322電性連接向電極321施加電壓,使油液中的顆粒物質帶電。

  [0077] 所述分離模塊33使質量較大的顆粒帶電聚合并在離屯、力作用下甩向腔壁,其可采 用均勻磁場分離模塊、旋轉磁場分離模塊或螺旋管道磁場分離模塊。

  [0078] 所述分離模塊33采用均勻磁場分離模塊時,其由侶質管道331、兩個磁極332W及 磁極控制器333組成。其中,所述兩個磁極332分別設置在侶質管道331上,該兩個磁極332的 極性相反,并呈相對設置。所述兩個磁極332分別電性連接至磁極控制器333上。

  [0079] 所述均勻磁場分離模塊33的設計原理如下:帶電顆粒W速度V流入均勻磁場分離 模塊33,均勻磁場分離模塊33的兩個磁極332產生和速度V方向垂直的均勻磁場,根據左手 定則,則帶電顆粒在均勻磁場分離模塊33中受到垂直于速度方向和磁場方向的洛侖磁力的 作用,該力不改變帶電顆粒的速率,它只改變帶電顆粒的運動方向,使帶電顆粒在該力的作 用下向侶質管道331的管壁運動,從而使油液中的顆粒從油液中"分離"出來,向管壁聚集, 便于后續吸附捕獲。由于油液具有一定的粘性,顆粒向管壁運動過程中還受到粘性阻力的 作用。為了確保分離效果,需要調節磁場強度B使距離管壁最遠處的顆粒能在分離模塊的作 用時間內運動到管壁處,定量分析如下:

  [0080] 假定微粒質量為m,速度為V,磁場強度為B,帶電量為q,分離模塊的直徑為D,長度 為L,則:

  [0081] 作用在帶電顆粒上的洛侖磁力為

  [0082] Fi=qvB

  [0083] 帶電顆粒受到的粘性阻力為

  [0084] Fd=63T . n . r ? V

  [0085] n一一液壓油的粘度r一一帶電顆粒的半徑V-一帶電顆粒運動速度

  [0086] 不是一般性,假定油液中的顆粒進入分離模塊時已達到穩態,則帶電顆粒通過分 離模塊的時間可近似用下式表示

  [0087]

  [0088] 距罔菅壁最遠處的帶電顆粒運動到管壁處的時間t2可由下式求解

  [0089]

  [0090] 調TtM史得ti〉t2,即Pj皮判分罔巧呆。

  [0091] 所述分離模塊33采用旋轉磁場分離模塊時,其由侶質管道331、鐵質外殼334、=相 對稱繞組335W及=相對稱電流模塊336等部件組成。所述=相對稱繞組335繞在侶質管道 331外。所述鐵質外殼334包覆于侶質管道335上。所述S相對稱電流模塊336連接所述S相 對稱繞組335。

  [0092] 所述旋轉磁場分離模塊33的設計原理如下:帶電顆粒W速度V流入旋轉磁場分離 模塊33,=相對稱電流模塊336使=相對稱繞組335中流過=相對稱電流,該電流在侶質管 道331內產生旋轉磁場,帶電顆粒在旋轉磁場作用下受到垂直于速度方向和磁場方向的洛 侖磁力的作用,該力不改變帶電顆粒的速率,它只改變帶電顆粒的運動方向,使帶電顆粒在 該力的作用下W螺旋狀前進,并向管壁運動。合理調節磁場強度即可使油液中的顆粒從油 液中"分離"出來,聚集在管壁附近,便于后續吸附捕獲。由于油液具有一定的粘性,顆粒向 管壁運動過程中還受到粘性阻力的作用。為了確保分離效果,需要使侶質管道331軸線上的 微粒能在分離模塊的作用時間內運動到管壁處,定量分析如下:

  [0093] 假定微粒質量為m,速度為V,磁場強度為B,帶電量為q,分離模塊的直徑為D,長度 為L,則:

  [0094] 作用在帶電顆粒上的洛侖磁力為

  [0095] Fi=qvB

  [0096] 帶電顆粒受到的粘性阻力為

  [0097] Fd=63T . n . r ? V

  [0098] n一一液壓油的粘度r一一帶電顆粒的半徑V-一帶電顆粒運動速度

  [0099] 假定油液中的顆粒進入分離模塊時已達到穩態,則帶電顆粒通過分離模塊的時間 可近似用下式表示

  [0100]

  [0101] 管道軸線上的帶電顆粒運動到管壁處的時間t2可由下式求解

  [0102]

  [0103] yaj叫,'|義1守11八2,口門_1^丈。刀-罔雙氷。

  [0104] 所述分離模塊33采用螺旋管道磁場分離模塊時,其由侶質螺旋管道338、螺線管 339W及螺線管控制電路336組成。其中,所述侶質螺旋管道338設置在螺線管339內。所述螺 線管339和螺線管控制電路336電性連接。所述螺線管控制電路336電性連接至ECU3。

  [0105] 所述螺旋管道磁場分離模塊33的設計原理如下:攜帶帶電顆粒的油液沿侶質螺旋 管道338前進,從而在管道出口處產生具有一定自旋方向的旋流,質量較重的帶電顆粒隨著 油液旋轉,在離屯、力的作用下產生向管壁的徑向運動;同時,由于侶質螺旋管道338的入口 方向和通電螺線管339的軸向磁場方向垂直,W速度V進入侶質螺旋管道338的帶電顆粒受 到洛侖磁力的作用,方向垂直于磁場方向和侶質螺旋管道338的入口方向。洛侖磁力使帶電 顆粒在管道內做螺旋前進運動,由于侶質螺旋管道338的入口方向和磁場方向接近垂直,帶 電顆粒主要作周向旋轉運動,而油液則不受影響,從而實現顆粒從油液中的"分離",W便實 現對顆粒的吸附。為保證"分離"效果,需要使侶質管道軸線上的微粒能在分離模塊的作用 時間內運動到管壁處,定量分析如下:

  [0106] 假定微粒質量為m,速度為V,帶電量為q,侶質螺旋管道的直徑為D,侶質螺旋管道 的應數為n,侶質螺旋管道的入口方向和通電螺線管的軸向磁場方向的夾角為0,螺線管應 數為N,電流為I,磁場強度為B,真空磁導率為iio,則:

  [0107] 作用在帶電顆粒上的洛侖磁力為 [010 引 Fi=QvB

  [0109] 帶電顆粒受到的粘性阻力為

  [0110] Fd=GJT-n-r-V

  [0111] n-一液壓油的粘度r一一帶電顆粒的半徑V-一帶電顆粒運動速度

  [0112] 帶由顆粒通巧分離橫塊的時間可近似用下式表示

  [0113]

  [0114] ?^^^^^。,,|,^/^粒運動到管壁處的時間*2可由下式求解

  [0115]

  [0116] 螺線管內部的磁場強度可近似為恒值

  [0117]

  [011引調節I,使得tl〉t2,即可達到分離效果。

  [0119] 所述第一吸附模塊34用于吸附經分離模塊33分離后的磁性聚合大微粒,其可采用 同極相鄰型吸附環,該同極相鄰型吸附環由侶質環形管道341、正向螺線管342、反向螺線管 343W及鐵質導磁帽344等部件組成。其中,所述正向螺線管342和反向螺線管343分別布置 于侶質環形管道341,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管342和反向螺線管343相鄰 處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽344布置于侶質環形管道341的內壁上,其位于正向螺線 管342和反向螺線管343相鄰處、W及正向螺線管342和反向螺線管343軸線的中間點。

  [0120] 所述同極相鄰型吸附環的設計原理如下:通電正向螺線管342、反向螺線管343,相 鄰的正向螺線管342、反向螺線管343通有方向相反的電流,使得正向螺線管342、反向螺線 管343相鄰處產生同性磁極;同時,侶質環形管道341能夠改善磁路,加大管道內壁處的磁場 強度,增強鐵質導磁帽344對顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管342、反向螺線管343電流 可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,W獲得最佳吸附性能。

  [0121] 進一步的,所述第一吸附模塊34也可采用帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環,該帶電 擊鍵的同極相鄰型吸附環由侶質環形管道341、正向螺線管342、反向螺線管343、鐵質導磁 帽344、隔板345、電擊鍵346W及電磁鐵347等部件組成。其中,所述正向螺線管342和反向螺 線管343分別布置于侶質環形管道341,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管342和反 向螺線管343相鄰處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽344布置于侶質環形管道341的內壁上, 其位于正向螺線管342和反向螺線管343相鄰處、W及正向螺線管342和反向螺線管343軸線 的中間點。所述電擊鍵346和電磁鐵347位于隔板345之間。所述電磁鐵347連接并能推動電 擊鍵346,使電擊鍵346敲擊侶質環形管道342內壁。

  [0122] 所述帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環的設計原理如下:通電正向螺線管342、反向螺 線管%3,相鄰的正向螺線管%2、反向螺線管%3通有方向相反的電流,使得正向螺線管 342、反向螺線管343相鄰處產生同性磁極;同時,侶質環形管道341能夠改善磁路,加大管道 內壁處的磁場強度,增強鐵質導磁帽344對顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管342、反向螺 線管343電流可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,W獲得最佳吸附性能。而通過電擊 鍵346的設置,防止顆粒在鐵質導磁帽344處大量堆積,影響吸附效果。此時,通過電磁鐵347 控制電擊鍵%6敲擊管道341的內壁,使得被吸附的顆粒向兩側分散開。同時,在清洗管道 341時,電擊鍵346的敲擊還可W提高清洗效果。

  [0123] 所述第一吸附模塊34設計成U型,在油液進入U型吸附管道時,顆粒在重力、離屯、力 的作用下,向一側管壁移動,在加上磁場力作用,徑向移動速度加快,顆粒吸附的效率得W 提高;在油液離開U型吸附管道上升時,重力和磁場力的合力使得顆粒沿斜向下的方向運 動,延長了顆粒受力時間,提高了顆粒吸附的效率。

  [0124] 所述旋轉磁場離屯、模塊36利用旋轉磁場離屯、未被第一吸附裝置34吸附的微小磁 化顆粒,其由侶質管道361、鐵質外殼362、=相對稱繞組363、法蘭364W及=相對稱電流模 塊365組成。所述S相對稱繞組363繞在侶質管道361外。所述鐵質外殼362包覆于侶質管道 361上。所述法蘭364焊接在侶質管道361的兩端。所述=相對稱電流模塊365連接所述=相 對稱繞組363。

  [0125] 所述旋轉磁場離屯、模塊36的工作原理如下:未被吸附的微小磁化顆粒進入旋轉磁 場離屯、模塊36,=相對稱電流模塊365使=相對稱繞組363中流過=相對稱電流,該電流在 侶質管道361內產生旋轉磁場,磁化顆粒在旋轉磁場作用下受到磁場力的作用,并在該力的 作用下W螺旋狀前進,同時向管壁運動。因此,調節磁場強度即可使油液中的顆粒從油液中 "分離"出來,聚集在侶質管道361管壁附近,便于后續吸附捕獲。

  [0126] 所述第二吸附裝置37和所述第一吸附裝置34結構相同,功能和作用機理亦相同, 其能進一步吸附經旋轉磁場離屯、模塊36分離的顆粒。

  [0127] 所述消磁模塊35給磁化顆粒消磁,防止殘余磁性微粒通過回油筒進油管進入液壓 回路,對污染敏感液壓元件造成損傷。

  [0128] 所述U型微粒分離模塊3和回油筒7的上方通過一回油筒進油管22連接;通過U型微 粒分離模塊3處理后,U型管31管壁附近的油液富含聚合顆粒,通過回油筒進油管22進入回 油筒7后回流到油箱。

  [0129] 所述回油筒7的底部設有一溢流閥8,該溢流閥8底部設有一電控調節螺絲9;所述 溢流閥8上設有一排油口 10,該排油口 10通過管道20連接至一油箱11。

  [0130] 所述內筒15置于外桶19內,其通過一頂板13W及若干螺栓21安裝于端蓋25上。所 述螺旋流道17收容于內筒15內,其和U型微粒分離模塊3之間通過一內筒進油管12連接,具 體的說,所述內筒進油管12和螺旋流道17相切連接。U型管31管道中屯、的油液僅含微量小粒 徑微粒,通過內筒進油管12進入內筒15實現高精度過濾,從而實現固體微粒分離。進一步 的,所述內筒進油管12位于回油筒進油管22內,并延伸入U型微粒分離模塊3的中央,其直徑 小于回油筒進油管22直徑,且和回油筒進油管22同軸設置。

  [0131] 進一步的,所述內筒15的底部呈倒圓臺狀,其通過一內筒排油管23和回油筒7連 接,內筒排油管23上設有一電控止回閥24。所述內筒15的中央豎直設有一空屯、圓柱16,空屯、 圓柱16的上方設有壓差指示器14,該壓差指示器14安裝于端蓋25上。

  [0132] 所述濾忍18設置在內筒15的內壁上,其精度為1-5微米。

  [0133] 所述外桶19的底部設有一液壓油出油口 5,通過液壓油出油口引尋過濾好的液壓油 排出。

  [0134] 在本發明中,由于U型微粒分離模塊3對油液內固體微粒分離聚合作用,在U型微粒 分離模塊3出口處的油液中,中屯、的油液僅含微量小粒徑微粒,該部分油液從內筒進油管12 流入到內筒15進行高精度過濾;而管壁附近的油液富含聚合顆粒,該部分油液通過回油筒 進油管22進入回油筒7,再經溢流閥8的排油口 10流回油箱11,從而實現固體微粒按顆粒粒 徑分流濾波。此處,回油筒7和溢流閥8起到了前述的粗濾作用,從而節省了過濾器個數,降 低了系統成本和復雜度。溢流閥8的電控調節螺絲9用于調節溢流壓力,將其壓力調整到略 低于過濾出口處壓力,W保證內筒15過濾流量。

  [0135] 另外,傳統的過濾器主要采用濾餅過濾方式,過濾時濾液垂直于過濾元件表面流 動,被截流的固體微粒形成濾餅并逐漸增厚,過濾速度也隨之逐漸下降,直至濾液停止流 出,降低了過濾元件的使用壽命。在本本發明中,來自內筒進油管12攜帶小粒徑微粒的濾液 W切向進流的方式流入內筒15的螺旋流道17,螺旋通道17側面的內筒15壁為高精度濾忍 18,濾液在離屯、力的作用下緊貼濾忍18表面,濾液平行于濾忍18的表面快速流動,過濾后的 液壓油則垂直于濾忍18表面方向流出到外筒19,運兩個流動的方向互相垂直交錯,故稱其 為十字流過濾。濾液的快速流動對聚集在濾忍18表面的微粒施加了剪切掃流作用,從而抑 制了濾餅厚度的增加,使得過濾速度近乎恒定,過濾壓力也不會隨時間的流逝而升高,濾忍 的使用壽命因而大幅度提高。隨著過濾時間的累積,沉積在內筒15倒圓臺底部的污染顆粒 逐步增加,過濾速度緩慢下降,內筒15內未過濾的濾液沿中屯、的空屯、圓筒16上升,此時,壓 差指示器14起作用,監控其壓力變化,亦即內筒15底部濾忍18的堵塞情況,若超過闊值,貝U 調節電控調節螺絲9降低溢流壓力,并同時打開止回閥24,使內筒15底部含較多污染顆粒的 濾液在壓差作用下通過內筒排油管23排出到回油筒7,避免了底部濾忍18堵塞狀況惡化,從 而延長了濾忍18使用壽命。

  [0136] 采用上述濾油器對回流液壓有處理的工藝步驟如下:

  [0137] 1),液壓管路中的油液通過濾波器8,濾波器8衰減液壓系統中的高、中、低頻段的 脈動壓力,W及抑制流量波動;

  [0138] 2),回流液壓油進入U型微粒分離模塊3的起電模塊32,使油液中的顆粒物質帶電, 之后送至分離模塊33;

  [0139] 3),通過分離裝置33使油液中的帶電微粒在外力的作用下向管壁聚合,之后回油 送至第一吸附裝置34;

  [0140] 4),通過第一吸附模塊34吸附回油中的磁性聚合微粒,之后回油送至旋轉磁場離 屯、模塊36;

  [0141] 5),旋轉磁場離屯、模塊36利用旋轉磁場分離未吸附的磁化微粒,之后回油送至第 二吸附模塊37;

  [0142] 6),第二吸附模塊37二次吸附回油中的磁性聚合微粒;

  [0143] 7),通過消磁模塊35消除磁性微粒磁性;

  [0144] 8),之后U型微粒分離模塊3管壁附近的油液通過回油筒進油管22進入回油筒7后 回流到油箱,而含微量小粒徑微粒的管道中屯、的油液則通過內筒進油管12進入內筒15進行 局精度過濾;

  [0145] 9 ),攜帶小粒徑微粒的油液W切向進流的方式流入內筒15的螺旋流道17,油液在 離屯、力的作用下緊貼濾忍流動,并進行高精度過濾;

  [0146] 10),高精度過濾后的油液排入外筒19,并通過外筒19底部的液壓油出油口 5排出。

  [0147] W上的【具體實施方式】僅為本創作的較佳實施例,并不用W限制本創作,凡在本創 作的精神及原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本創作的保護范圍之 內。

  【主權項】

  1. 用全頻段濾波、起電、分離、吸附和旋轉磁場的濾油方法,其特征在于:其采用一種濾 油系統,該系統包括底板、濾波器、U型微粒分離模塊、回油筒、內筒、螺旋流道、濾芯、外桶以 及端蓋;其中,所述濾波器、U型微粒分離模塊、回油筒、外桶依次置于底板上;所述濾波器包 括輸入管、外殼、輸出管、波紋管、彈性薄壁以及膠體阻尼層;其中,所述輸入管連接于外殼 的一端,其和一液壓油進口對接;所述輸出管連接于外殼的另一端,其延伸入外殼內,并和U 型微粒分離模塊對接;所述彈性薄壁沿外殼的徑向安裝于外殼內;所述輸入管、輸出管和彈 性薄壁共同形成一 K型濾波器;所述彈性薄壁和外殼之間形成圓柱形的共振容腔;所述彈性 薄壁的軸向上均勻開有若干錐形阻尼孔,錐形阻尼孔連通共振容腔;所述波紋管呈螺旋狀 繞在共振容腔外,和共振容腔通過多個錐形插入管連通;所述波紋管各圈之間通過若干支 管連通,支管上設有開關;所述波紋管和共振容腔組成插入式螺旋異構串聯H型濾波器;所 述U型微粒分離模塊包括一 U型管,U型管上依次安裝有起電模塊、分離模塊、第一吸附模塊、 旋轉磁場離心模塊、第二吸附模塊和消磁模塊;所述U型微粒分離模塊和回油筒的上方通過 一回油筒進油管連接;所述內筒置于外桶內,其通過一頂板以及若干螺栓安裝于端蓋上;所 述螺旋流道收容于內筒內,其和U型微粒分離模塊之間通過一內筒進油管連接;所述內筒進 油管位于回油筒進油管內,并延伸入U型微粒分離模塊的中央,其直徑小于回油筒進油管直 徑,且和回油筒進油管同軸設置;所述濾芯設置在內筒的內壁上,其精度為1-5微米;所述外 桶的底部設有一液壓油出油口; 其包括如下步驟: 1 ),液壓管路中的油液通過濾波器,濾波器衰減液壓系統中的高、中、低頻段的脈動壓 力,以及抑制流量波動; 2) ,回流液壓油進入U型微粒分離模塊的起電模塊,使油液中的顆粒物質帶電,之后送 至分離模塊; 3) ,通過分離裝置使油液中的帶電微粒在外力的作用下向管壁聚合,之后回油送至第 一吸附裝置; 4) ,通過第一吸附模塊吸附回油中的磁性聚合微粒,之后回油送至旋轉磁場離心模塊; 5) ,旋轉磁場離心模塊利用旋轉磁場分離未吸附的磁化微粒,之后回油送至第二吸附 豐旲塊; 6 ),第二吸附模塊二次吸附回油中的磁性聚合微粒; 7 ),通過消磁模塊消除磁性微粒磁性; 8),之后U型微粒分離模塊管壁附近的油液通過回油筒進油管進入回油筒后回流到油 箱,而含微量小粒徑微粒的管道中心的油液則通過內筒進油管進入內筒進行高精度過濾; 9 ),攜帶小粒徑微粒的油液以切向進流的方式流入內筒的螺旋流道,油液在離心力的 作用下緊貼濾芯流動,并進行高精度過濾; 10),高精度過濾后的油液排入外筒,并通過外筒底部的液壓油出油口排出。2. 如權利要求1所述的用全頻段濾波、起電、分離、吸附和旋轉磁場的濾油方法,其特征 在于:所述輸入管和輸出管的軸線不在同一軸線上;所述錐形阻尼孔開口較寬處位于共振 容腔內,其錐度角為10° ;所述錐形插入管開口較寬處位于波紋管內,其錐度角為10° ;所述 錐形插入管和錐形阻尼孔的位置相互錯開;所述膠體阻尼層的內層和外層分別為外層彈性 薄壁和內層彈性薄壁,外層彈性薄壁和內層彈性薄壁之間由若干支柱固定連接;所述外層 彈性薄壁和內層彈性薄壁之間的夾層內填充有加防凍劑的純凈水,純凈水內懸浮有多孔硅 膠;所述膠體阻尼層靠近輸出管的一端和外殼相連;所述膠體阻尼層靠近輸出管的一端設 有一活塞。3. 如權利要求1所述的用全頻段濾波、起電、分離、吸附和旋轉磁場的濾油方法,其特征 在于:所述起電模塊包括若干電極以及一電極控制器;所述若干電極安裝于U型管上,其分 別連接至電極控制器。4. 如權利要求1所述的用全頻段濾波、起電、分離、吸附和旋轉磁場的濾油方法,其特征 在于:所述分離模塊采用均勻磁場分離模塊,該均勻磁場分離模塊包括鋁質管道、兩個磁極 以及磁極控制器;其中,所述兩個磁極分別設置在鋁質管道上,該兩個磁極的極性相反,并 呈相對設置;所述兩個磁極分別電性連接至磁極控制器上。5. 如權利要求1所述的用全頻段濾波、起電、分離、吸附和旋轉磁場的濾油方法,其特征 在于:所述分離模塊采用旋轉磁場分離模塊,該旋轉磁場分離模塊包括鋁質管道、鐵質外 殼、三相對稱繞組以及三相對稱電流模塊;所述三相對稱繞組繞在鋁質管道外;所述鐵質外 殼包覆于鋁質管道上;所述三相對稱電流模塊連接所述三相對稱繞組。6. 如權利要求1所述的用全頻段濾波、起電、分離、吸附和旋轉磁場的濾油方法,其特征 在于:所述分離模塊采用螺旋管道磁場分離模塊,該螺旋管道磁場分離模塊包括鋁質螺旋 管道、螺線管以及螺線管控制電路;其中,所述鋁質螺旋管道設置在螺線管內;所述螺線管 和螺線管控制電路電性連接。7. 如權利要求1所述的用全頻段濾波、起電、分離、吸附和旋轉磁場的濾油方法,其特征 在于:所述第一吸附模塊和第二吸吸附模塊采用同極相鄰型吸附環,該同極相鄰型吸附環 包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管以及鐵質導磁帽;所述正向螺線管和反向螺線 管分別布置于鋁質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管 相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管 和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點。8. 如權利要求1所述的用全頻段濾波、起電、分離、吸附和旋轉磁場的濾油方法,其特征 在于:所述第一吸附模塊和第二吸吸附模塊采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環,該帶電擊 錘的同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、電 擊錘以及電磁鐵;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內,兩者通有方 向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置 于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反 向螺線管軸線的中間點;所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述電擊錘和電磁 鐵位于隔板之間;所述電磁鐵連接并能推動電擊錘,使電擊錘敲擊鋁質環形管道內壁。9. 權利要求1所述的用全頻段濾波、起電、分離、吸附和旋轉磁場的濾油方法,其特征在 于:所述旋轉磁場離心模塊包括鋁質管道、鐵質外殼、三相對稱繞組、法蘭以及三相對稱電 流模塊;所述三相對稱繞組繞在鋁質管道外;所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上;所述法蘭焊 接在鋁質管道的兩端;所述三相對稱電流模塊連接所述三相對稱繞組。10. 權利要求1所述的用全頻段濾波、起電、分離、吸附和旋轉磁場的濾油方法,其特征 在于:所述回油筒的底部設有一溢流閥,該溢流閥底部設有一電控調節螺絲;所述溢流閥上 設有一排油口,該排油口通過管道連接至一油箱;所述內筒的底部呈倒圓臺狀,其通過一內 筒排油管和回油筒連接,內筒排油管上設有一電控止回閥;所述內筒的中央豎直設有一空 心圓柱,空心圓柱的上方設有壓差指示器,該壓差指示器安裝于端蓋上;所述內筒進油管和 螺旋流道相切連接。

  【文檔編號】F15B21/04GK105909610SQ201610312268

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年5月12日

  【發明人】李 昊

  【申請人】李 昊

  一種全頻段工況自適應液壓濾波器的制造方法

  【專利摘要】本發明涉及一種全頻段工況自適應液壓濾波器,其輸入管和輸出管分別連接于外殼兩端;彈性薄壁安裝于外殼內;彈性薄壁和外殼之間形成串聯共振容腔I、串聯共振容腔II和并聯共振容腔;串聯共振容腔I和II之間通過一彈性隔板隔開;彈性薄壁的軸向上均勻開有若干錐形阻尼孔;彈性隔板的軸向上均勻開有若干錐形插入管,錐形插入管連通串聯共振容腔I和II;插入式H型濾波器位于并聯共振容腔內;插入式串聯H型濾波器位于串聯共振容腔I和II內;插入式H型濾波器和插入式串聯H型濾波器軸向呈對稱設置,并組成插入式串并聯H型濾波器。本發明可衰減液壓系統中的高、中、低頻段的脈動壓力,從而起到全頻段工況自適應濾波作用。

  【專利說明】-種全頻段工況自適應液壓濾波器 【技術領域】

  [0001 ]本發明設及一種液壓濾波器,具體設及一種全頻段工況自適應液壓濾波器,屬于 液壓設備技術領域。 【【背景技術】】

  [0002] 液壓系統具有功率密度大、運行穩定性好等特點,在工程領域得到廣泛應用。隨著 液壓技術向高壓、高速和大流量方向發展,液壓系統中固有的壓力脈動的影響日益突出。相 關研究表明,當壓力脈動幅值超過液壓系統工作壓力的10%時,管路將形成較高的壓力而 導致管路系統破壞;當壓力脈動幅值超過液壓系統工作壓力的2~10%時,管路及閥口將產 生磨損,危及整個液壓系統的可靠性。

  [0003] 壓力脈動是由流量脈動通過系統阻抗產生的,而流量脈動起源于液壓累的輸出的 流量的脈動,在液壓累處消除壓力脈動是液壓濾波最直接的方法。國內外學者對此進行了 許多研究,雖然采取了許多改進措施,但因液壓累周期性排油機制的約束,要根除流量脈動 是不可能的。除了從源頭考慮如何衰減脈動,還可W從系統負載的角度來考慮,在管路上加 裝液壓濾波器可W降低系統的輸入阻抗(即減小累的輸出阻抗)也能增加對壓力脈動的衰 減和吸收。

  [0004] 液壓濾波器是從負載系統出發來衰減壓力脈動,從作用機理上可分為阻性濾波和 抗性濾波兩大類??剐詾V波原理是利用阻抗失配,使壓力波在阻抗突變的界面處發生反射 達到濾波的目的。但目前的抗性濾波器存在著W下不足:(1)液壓管道中的壓力脈動是時間 和位置的函數,定位安裝的液壓濾波器無法適應變工況情況;(2)抗性濾波器只對特定頻率 點及狹窄頻段才有良好濾波效果,無法實現廣譜濾波;(3)液壓濾波器對壓力脈動的衰減效 果不夠理想;(4)對流量脈動沒有濾波作用。

  [0005] 為解決上述問題,專利文獻1(中國發明專利申請,公開號CN101614231)公開了一 種液壓系統減振消聲器,其結構是擴張腔式減振器,固定聯接共振板黃上裝有不同質量的 質量體,質量體上有阻尼孔,運樣帶有不同質量體的共振板黃與阻尼孔組成"質量+彈黃+阻 尼"集中參數式禪合彈黃振動系統,從而達到廣譜濾波效果。該專利的減振消聲器的濾波效 果和彈性薄板上每個濾波單元的半徑W及厚度密切相關,由于在彈性薄板上設有多個濾波 單元W實現廣譜濾波,而每個單元的半徑和厚度都受限制,因此對濾波效果造成影響;同時 該專利的減振消聲器沒有解決壓力脈動隨位置變化的問題,對變工況情況的適應性欠佳; 對流量脈動沒有濾波作用。

  [0006] 因此,為解決上述技術問題,確有必要提供一種創新的全頻段工況自適應液壓濾 波器,W克服現有技術中的所述缺陷。 【

  【發明內容】

  】

  [0007] 為解決上述技術問題,本發明的目的在于提供一種全頻段工況自適應液壓濾波 器,其可衰減液壓系統中的高、中、低頻段的脈動壓力,從而起到全頻段工況自適應濾波作 用。

  [000引為實現上述目的,本發明采取的技術方案為:一種全頻段工況自適應液壓濾波器, 其包括輸入管、外殼、輸出管、彈性薄壁、插入式H型濾波器W及插入式串聯H型濾波器;其 中,所述輸入管連接于外殼的一端;所述輸出管連接于外殼的另一端;所述彈性薄壁沿外殼 的徑向安裝于外殼內;所述彈性薄壁和外殼之間形成串聯共振容腔I、串聯共振容腔IIW及 并聯共振容腔;所述串聯共振容腔I和串聯共振容腔II之間通過一彈性隔板隔開;所述彈性 薄壁的軸向上均勻開有若干錐形阻尼孔;所述彈性隔板的軸向上均勻開有若干錐形插入 管,所述錐形插入管連通串聯共振容腔I和串聯共振容腔II;所述插入式H型濾波器位于并 聯共振容腔內,其和錐形阻尼孔相連通;所述插入式串聯H型濾波器位于串聯共振容腔I和 串聯共振容腔II內,其亦和錐形阻尼孔相連通;所述插入式H型濾波器和插入式串聯H型濾 波器軸向呈對稱設置,并組成插入式串并聯H型濾波器。

  [0009] 本發明的全頻段工況自適應液壓濾波器進一步設置為:所述輸入管和輸出管的軸 線不在同一軸線上;所述輸入管、輸出管和彈性薄壁共同形成一 C型容腔濾波器。

  [0010] 本發明的全頻段工況自適應液壓濾波器進一步設置為:所述錐形阻尼孔開口較寬 處位于串聯共振容腔I和并聯共振容腔內,其錐度角為10°。

  [0011] 本發明的全頻段工況自適應液壓濾波器進一步設置為:所述錐形插入管開口較寬 處位于串聯共振容腔II內,其錐度角為10%所述錐形插入管和錐形阻尼孔的位置相互錯 開。

  [0012] 本發明的全頻段工況自適應液壓濾波器進一步設置為:所述彈性薄壁的內側設有 一膠體阻尼層;所述膠體阻尼層的內層和外層分別為外層彈性薄壁和內層彈性薄壁,外層 彈性薄壁和內層彈性薄壁之間由若干支柱固定連接;所述外層彈性薄壁和內層彈性薄壁之 間的夾層內填充有加防凍劑的純凈水,純凈水內懸浮有多孔硅膠。

  [0013] 本發明的全頻段工況自適應液壓濾波器還設置為:所述膠體阻尼層靠近輸出管的 一端和外殼相連;所述膠體阻尼層靠近輸出管的一端設有一活塞。

  [0014] 與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:

  [0015] 1、本發明具有不同固有頻率的插入式串并聯H型濾波器組,在中低頻壓力波動頻 率范圍內形成了平坦的衰減頻帶;插入式串聯H型濾波器的兩個共振容腔之間由彈性隔板 隔開,拓寬了其衰減頻帶寬度;濾波器的共振容腔橫跨整個自適應濾波器,由此可W得到較 大的共振容腔體積,加強衰減效果;錐形阻尼孔和錐形插入管插入到相應的共振容腔內,錐 度角均為10°,展寬了濾波頻率范圍并使整體結構更緊湊。

  [0016] 2、本發明采用膠體阻尼層和C型容腔濾波器相結合,在衰減壓力的同時吸收流量 脈動,并具有較好的流量脈動衰減效率,濾波器的輸入管和輸出管不在同一軸線上,提高了 10% W上的濾波效果。

  [0017] 3、本發明的軸向長度被設計為大于壓力脈動波長,在彈性薄壁的軸向上均勻開有 多個相同參數的錐形阻尼孔,在彈性隔板的軸向上均勻開有多個相同參數的錐形插入管, 錐形阻尼孔和錐形插入管位置相互錯開,保證了濾波器內的=種濾波結構在軸向長度范圍 內具有一致的壓力脈動衰減效果,使濾波器具備工況自適應能力。=種濾波結構軸向尺寸 和濾波器一致,其較大的尺寸也保證了液壓濾波器的濾波性能。

  [0018] 4、本發明將插入式串并聯H型濾波器組、C型容腔濾波器、彈性薄壁W及膠體阻尼 層相互結合成一個整體,使濾波器具備全頻段工況自適應壓力脈動濾波和流量脈動濾波性 能。 【【附圖說明】】

  [0019] 圖1是本發明的全頻段工況自適應液壓濾波器的結構示意圖。

  [0020] 圖2是圖1中沿A-A的剖面圖。

  [0021] 圖3是圖帥插入式H型濾波器示意圖。

  [0022] 圖4是圖2中插入式串聯H型濾波器示意圖。

  [0023] 圖5是插入式H型濾波器和插入式串聯H型濾波器頻率特性組合圖。其中,實線為插 入式串聯H型濾波器頻率特性。

  [0024] 圖6是插入式串并聯H型濾波器頻率特性圖。

  [0025] 圖7是C型容腔濾波器的結構示意圖。

  [0026] 圖8是彈性薄壁的橫截面示意圖。

  [0027] 圖9是膠體阻尼層的縱截面示意圖。 【【具體實施方式】】

  [00%]請參閱說明書附圖1至附圖9所示,本發明為一種全頻段工況自適應液壓濾波器, 其由輸入管1、外殼9、輸出管11、彈性薄壁7、插入式H型濾波器12W及插入式串聯H型濾波器 13等幾部分組成。

  [0029] 其中,所述輸入管1連接于外殼9的一端;所述輸出管11連接于外殼9的另一端。所 述彈性薄壁7沿外殼的徑向安裝于外殼9內。所述輸入管1和輸出管11的軸線不在同一軸線 上,運樣可W提高10% W上的濾波效果。

  [0030] 所述輸入管1、輸出管11和彈性薄壁7共同形成一 C型容腔濾波器,從而衰減液壓系 統高頻壓力脈動。按集總參數法處理后得到的濾波器透射系數為:

  [0031]

  [0032] a-介質中音速Lv-C型容腔長度Sv-C型容腔體積

  [0033] Z-特性阻抗

  [0034] 丫一透射系數f-壓力波動頻率Si-輸入管橫截面積。

  [0035] 由上式可見,不同頻率的壓力脈動波通過該濾波器時,透射系數隨頻率而不同。頻 率越高,則透射系數越小,運表明高頻的壓力脈動波在經過濾波器時衰減得越厲害,從而起 到了消除高頻壓力脈動的作用。

  [0036] 所述C型容腔濾波器的設計原理如下:當管道中壓力脈動頻率較高時,波動的壓力 作用在流體上對流體產生壓縮效應。當變化的流量通過輸入管1進入C型容腔時,液流超過 平均流量,擴大的容腔可W吸收多余液流,而在低于平均流量時放出液流,從而吸收壓力脈 動能量。

  [0037] 所述彈性薄壁7通過受迫機械振動來削弱液壓系統中高頻壓力脈動。按集總參數 法處理后得到的彈性薄壁固有頻率為:

  [00;3 引

  [0039] k-彈性薄壁結構系數h-彈性薄壁厚度R-彈性薄壁半徑

  [0040] E-彈性薄壁的楊氏模量P-彈性薄壁的質量密度 [0041 ] n-彈性薄壁的載流因子y-彈性薄壁的泊松比。

  [0042] 代入實際參數,對上式進行仿真分析可W發現,彈性薄壁7的固有頻率通常比H型 濾波器的固有頻率高,而且其衰減頻帶也比H型濾波器寬。在相對較寬的頻帶范圍內,彈性 薄壁對壓力脈動具有良好的衰減效果。同時,本發明的濾波器結構中的彈性薄壁半徑較大 且較薄,其固有頻率更靠近中頻段,可實現對液壓系統中的中高頻壓力脈動的有效衰減。

  [0043] 所述彈性薄壁7的設計原理如下:管道中產生中頻壓力脈動時,C型容腔對壓力波 動的衰減能力較弱,流入濾波器C型容腔的周期性脈動壓力持續作用在彈性薄壁7的內外壁 上,彈性薄壁7按脈動壓力的頻率做周期性振動,該受迫振動消耗了流體的壓力脈動能量, 從而實現中頻段壓力濾波。由虛功原理可知,彈性薄壁消耗流體脈動壓力能量的能力和其 受迫振動時的勢能和動能之和直接相關,為了提高中頻段濾波性能,彈性薄壁的半徑設計 為遠大于管道半徑,且薄壁的厚度較小,典型值為小于0.1mm。

  [0044] 進一步的,所述彈性薄壁7和外殼9之間形成串聯共振容腔14、串聯共振容腔II3W 及并聯共振容腔5,所述容腔3、4、5橫跨整個濾波器,由此可W得到較大的共振容腔體積,加 強衰減效果。所述串聯共振容腔14和串聯共振容腔II5之間通過一彈性隔板10隔開。所述彈 性薄壁7的軸向上均勻開有若干錐形阻尼孔6,所述錐形阻尼孔6開口較寬處位于串聯共振 容腔14和并聯共振容腔5內,其錐度角為10°。所述彈性隔板10的軸向上均勻開有若干錐形 插入管2,所述錐形插入管2連通串聯共振容腔14和串聯共振容腔113。所述錐形插入管2開 口較寬處位于串聯共振容腔II3內,其錐度角為10°,所述錐形插入管2和錐形阻尼孔6的位 置相互錯開。

  [0045] 所述插入式H型濾波器12位于并聯共振容腔5內,其和錐形阻尼孔6相連通。按集總 參數法處理后得到的濾波器固有角頻率為:

  [0046] (1)

  [0047] a-介質中音速L一阻尼孔長S-阻尼孔橫截面積V-并聯共振容腔體積。

  [0048] 所述插入式串聯H型濾波器13位于串聯共振容腔14和串聯共振容腔II3內,其亦和 錐形阻尼孔6相連通。按集總參數法處理后,濾波器的兩個固有角頻率為:

  [00/

  [(K)加 ]

  [0化1 ]

  [0化2]

  [0化3]

  [0化4] a-介質中音速Ii-阻尼孔長di-阻尼孔直徑13-插入管長

  [0055] Cb-插入管直徑V2-串聯共振容腔1體積V4-串聯共振容腔2體積。

  [0056] 所述插入式H型濾波器12和插入式串聯H型濾波器13軸向呈對稱設置,并組成插入 式串并聯H型濾波器,用于展寬濾波頻率范圍并使整體結構更緊湊。本發明沿圓周界面分布 了多個插入式串并聯H型濾波器(圖中只畫出了 2個),彼此之間用隔板20隔開。

  [0057] 由圖5插入式H型濾波器和插入式串聯H型濾波器頻率特性及公式(1)(2)(3)均可 發現,插入式串聯H型濾波器有2個固有角頻率,在波峰處濾波效果較好,而在波谷處則基本 沒有濾波效果;插入式H型濾波器有1個固有角頻率,同樣在波峰處濾波效果較好,而在波谷 處則基本沒有濾波效果;選擇合適的濾波器參數,使插入式H型濾波器的固有角頻率剛好落 在插入式串聯H型濾波器的2個固有角頻率之間,如圖6所示,既在一定的頻率范圍內形成了 3個緊鄰的固有共振頻率峰值,在該頻率范圍內,無論壓力脈動頻率處于波峰處還是波谷處 均能保證較好的濾波效果。多個插入式串并聯H型濾波器構成的濾波器組既可覆蓋整個中 低頻段,實現中低頻段的全頻譜濾波。

  [0058] 進一步的,所述彈性薄壁7的內側設有一膠體阻尼層8。所述膠體阻尼層8的內層和 外層分別為外層彈性薄壁81和內層彈性薄壁82,外層彈性薄壁81和內層彈性薄壁82之間由 若干支柱14固定連接。外層彈性薄壁81和內層彈性薄壁82之間的夾層內填充有加防凍劑的 純凈水16,純凈水16內懸浮有多孔硅膠15。所述膠體阻尼層8靠近輸出管11的一端和外殼9 相連;所述膠體阻尼層8靠近輸出管11的一端還設有一活塞17。

  [0059] 由于外層彈性薄壁81和內層彈性薄壁82間距很小且由支柱14固定連接,在壓力脈 動垂直作用于薄壁時,內外壁產生近乎一致的形變,膠體阻尼層厚度幾乎保持不變,對壓力 脈動沒有阻尼作用;膠體阻尼層8的活塞17只感應水平方向的流量脈動,流量脈動增強時, 活塞17受壓使膠體阻尼層收縮,擠壓作用使得膠體阻尼層8中的水由納米級輸送通道進入 微米級中央空隙;流量脈動減弱時,活塞17受反壓,此時膠體阻尼層膨脹,膠體阻尼層中的 水從中央空隙經通道排出。在此過程中,由于硅膠15微通道吸附的力學效應、通道表面分子 尺度的粗糖效應及化學非均質效應,活塞跟隨膠體阻尼層收縮和膨脹過程中做"氣-液-固" 邊界的界面功,從而對流量脈動實現衰減,其實質上是一個并行R型濾波器。該濾波器相對 于一般的液體阻尼器的優勢在于:它通過"氣-液-固"邊界的界面功的方式衰減流量脈動, 可W在不產生熱量的情況下吸收大量機械能,且能量消耗不依賴于活塞速度,衰減效率有 了顯著提高。

  [0060]本發明還能實線工況自適應壓力脈動衰減。當液壓系統工況變化時,既執行元件 突然停止或運行,W及閥的開口變化時,會導致管路系統的特性阻抗發生突變,從而使原管 道壓力隨時間和位置變化的曲線也隨之改變,則壓力峰值的位置亦發生變化。由于本發明 的濾波器的軸向長度設計為大于系統主要壓力脈動波長,且濾波器的插入式串并聯H型濾 波器組的容腔長度、C型容腔濾波器的長度和彈性薄壁7的長度和濾波器軸線長度相等,保 證了壓力峰值位置一直處于濾波器的有效作用范圍內;而錐形阻尼孔6開在彈性薄壁7上, 沿軸線方向均勻分布,在彈性隔板10的軸向上均勻開有多個相同參數的錐形插入管2,錐形 阻尼孔6和錐形插入管2位置相互錯開,使得壓力峰值位置變化對濾波器的性能幾乎沒有影 響,從而實現了工況自適應濾波功能??紤]到=種濾波結構軸向尺寸和濾波器相當,運一較 大的尺寸也保證了液壓濾波器具備較強的壓力脈動衰減能力。

  [0061 ]采用本發明的液壓濾波器進行液壓脈動濾波的方法如下:

  [0062] 1),液壓流體通過輸入管進入C型容腔濾波器,擴大的容腔吸收多余液流,完成高 頻壓力脈動的濾波;

  [0063] 2),通過彈性薄壁7受迫振動,消耗流體的壓力脈動能量,完成中頻壓力脈動的濾 波;

  [0064] 3 ),通過插入式串并聯H型濾波器組,通過錐形阻尼孔、錐形插入管和流體產生共 振,消耗脈動能量,完成低頻壓力脈動的濾波;

  [0065] 4),將濾波器的軸向長度設計為大于液壓系統主要壓力脈動波長,且插入式串并 聯H型濾波器長度、C型容腔濾波器長度和彈性薄壁7長度同濾波器長度相等,使壓力峰值位 置一直處于濾波器的有效作用范圍,實現系統工況改變時壓力脈動的濾波。

  [0066] W上的【具體實施方式】僅為本創作的較佳實施例,并不用W限制本創作,凡在本創 作的精神及原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本創作的保護范圍之 內。

  【主權項】

  1. 一種全頻段工況自適應液壓濾波器,其特征在于:包括輸入管、外殼、輸出管、彈性薄 壁、插入式H型濾波器以及插入式串聯H型濾波器;其中,所述輸入管連接于外殼的一端;所 述輸出管連接于外殼的另一端;所述彈性薄壁沿外殼的徑向安裝于外殼內;所述輸入管、輸 出管和彈性薄壁共同形成一 C型容腔濾波器;所述彈性薄壁和外殼之間形成串聯共振容腔 I、串聯共振容腔II以及并聯共振容腔;所述串聯共振容腔I和串聯共振容腔II之間通過一 彈性隔板隔開;所述彈性薄壁的軸向上均勻開有若干錐形阻尼孔;所述彈性隔板的軸向上 均勻開有若干錐形插入管,所述錐形插入管連通串聯共振容腔I和串聯共振容腔II;所述插 入式H型濾波器位于并聯共振容腔內,其和錐形阻尼孔相連通;所述插入式串聯H型濾波器 位于串聯共振容腔I和串聯共振容腔II內,其亦和錐形阻尼孔相連通;所述插入式H型濾波 器和插入式串聯H型濾波器軸向呈對稱設置,并組成插入式串并聯H型濾波器。2. 如權利要求1所述的全頻段工況自適應液壓濾波器,其特征在于:所述輸入管和輸出 管的軸線不在同一軸線上。3. 如權利要求1所述的全頻段工況自適應液壓濾波器,其特征在于:所述錐形阻尼孔開 口較寬處位于串聯共振容腔I和并聯共振容腔內,其錐度角為10°。4. 如權利要求1所述的全頻段工況自適應液壓濾波器,其特征在于:所述錐形插入管開 口較寬處位于串聯共振容腔II內,其錐度角為10° ;所述錐形插入管和錐形阻尼孔的位置相 互錯開。5. 如權利要求1所述的全頻段工況自適應液壓濾波器,其特征在于:所述彈性薄壁的內 側設有一膠體阻尼層;所述膠體阻尼層的內層和外層分別為外層彈性薄壁和內層彈性薄 壁,外層彈性薄壁和內層彈性薄壁之間由若干支柱固定連接;所述外層彈性薄壁和內層彈 性薄壁之間的夾層內填充有加防凍劑的純凈水,純凈水內懸浮有多孔硅膠。6. 如權利要求5所述的全頻段工況自適應液壓濾波器,其特征在于:所述膠體阻尼層靠 近輸出管的一端和外殼相連;所述膠體阻尼層靠近輸出管的一端設有一活塞。

  【文檔編號】F15B21/04GK105909611SQ201610312275

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年5月12日

  【發明人】顧巍

  【申請人】紹興文理學院

  一種工況自適應液壓濾波器的制造方法

  【專利摘要】本發明涉及一種工況自適應液壓濾波器,其輸入管和輸出管分別連接于外殼兩端;彈性薄壁安裝于外殼內;輸入管、輸出管和彈性薄壁共同形成一雙管插入式濾波器;彈性薄壁和外殼之間形成串聯共振容腔I和并聯共振容腔;串聯共振容腔I的外側設一串聯共振容腔II,串聯共振容腔I和II之間通過一錐形插入管連通;該錐形插入管靠近輸入管側;H型濾波器位于并聯共振容腔內,其和錐形變結構阻尼孔相連通;串聯H型濾波器位于串聯共振容腔I和II內,其亦和錐形變結構阻尼孔相連通;H型濾波器和串聯H型濾波器軸向呈對稱設置,并組成串并聯H型濾波器。本發明可衰減液壓系統中的高、中、低頻段的脈動壓力,從而起到全頻段工況自適應濾波作用。

  【專利說明】-種工況自適應液壓濾波器 【技術領域】

  [0001 ]本發明設及一種液壓濾波器,具體設及一種工況自適應液壓濾波器,屬于液壓設 備技術領域。 【【背景技術】】

  [0002] 液壓系統具有功率密度大、運行穩定性好等特點,在工程領域得到廣泛應用。隨著 液壓技術向高壓、高速和大流量方向發展,液壓系統中固有的壓力脈動的影響日益突出。相 關研究表明,當壓力脈動幅值超過液壓系統工作壓力的10%時,管路將形成較高的壓力而 導致管路系統破壞;當壓力脈動幅值超過液壓系統工作壓力的2~10%時,管路及閥口將產 生磨損,危及整個液壓系統的可靠性。

  [0003] 壓力脈動是由流量脈動通過系統阻抗產生的,而流量脈動起源于液壓累的輸出的 流量的脈動,在液壓累處消除壓力脈動是液壓濾波最直接的方法。國內外學者對此進行了 許多研究,雖然采取了許多改進措施,但因液壓累周期性排油機制的約束,要根除流量脈動 是不可能的。除了從源頭考慮如何衰減脈動,還可W從系統負載的角度來考慮,在管路上加 裝液壓濾波器可W降低系統的輸入阻抗(即減小累的輸出阻抗)也能增加對壓力脈動的衰 減和吸收。

  [0004] 液壓濾波器是從負載系統出發來衰減壓力脈動,從作用機理上可分為阻性濾波和 抗性濾波兩大類??剐詾V波原理是利用阻抗失配,使壓力波在阻抗突變的界面處發生反射 達到濾波的目的。但目前的抗性濾波器存在著W下不足:(1)液壓管道中的壓力脈動是時間 和位置的函數,定位安裝的液壓濾波器無法適應變工況情況;(2)抗性濾波器只對特定頻率 點及狹窄頻段才有良好濾波效果,無法實現廣譜濾波;(3)液壓濾波器對壓力脈動的衰減效 果不夠理想;(4)對流量脈動沒有濾波作用。

  [0005] 為解決上述問題,專利文獻1(中國發明專利申請,公開號CN101614231)公開了一 種液壓系統減振消聲器,其結構是擴張腔式減振器,固定聯接共振板黃上裝有不同質量的 質量體,質量體上有阻尼孔,運樣帶有不同質量體的共振板黃與阻尼孔組成"質量+彈黃+阻 尼"集中參數式禪合彈黃振動系統,從而達到廣譜濾波效果。該專利的減振消聲器的濾波效 果和彈性薄板上每個濾波單元的半徑W及厚度密切相關,由于在彈性薄板上設有多個濾波 單元W實現廣譜濾波,而每個單元的半徑和厚度都受限制,因此對濾波效果造成影響;同時 該專利的減振消聲器沒有解決壓力脈動隨位置變化的問題,對變工況情況的適應性欠佳。

  [0006] 因此,為解決上述技術問題,確有必要提供一種創新的工況自適應液壓濾波器,W 克服現有技術中的所述缺陷。 【

  【發明內容】

  】

  [0007] 為解決上述技術問題,本發明的目的在于提供一種具有頻帶自適應、工況自適應 的工況自適應液壓濾波器。

  [000引為實現上述目的,本發明采取的技術方案為:一種工況自適應液壓濾波器,其包括 輸入管、外殼、輸出管、彈性薄壁、H型濾波器W及串聯H型濾波器;其中,所述輸入管連接于 外殼的一端,其延伸入外殼內;所述輸出管連接于外殼的另一端,其延伸入外殼內;所述彈 性薄壁沿外殼的徑向安裝于外殼內;所述輸入管、輸出管和彈性薄壁共同形成一雙管插入 式濾波器;所述彈性薄壁的軸向上均勻開有若干錐形變結構阻尼孔;所述錐形變結構阻尼 孔由錐形彈性阻尼孔管和縫孔組成;所述彈性薄壁和外殼之間形成串聯共振容腔IW及并 聯共振容腔;所述串聯共振容腔I的外側設一串聯共振容腔II,所述串聯共振容腔I和串聯 共振容腔II之間通過一錐形插入管連通;該錐形插入管靠近輸入管側;所述H型濾波器位于 并聯共振容腔內,其和錐形變結構阻尼孔相連通;所述串聯H型濾波器位于串聯共振容腔I 和串聯共振容腔II內,其亦和錐形變結構阻尼孔相連通;所述H型濾波器和串聯H型濾波器 軸向呈對稱設置,并組成串并聯H型濾波器。

  [0009] 本發明的工況自適應液壓濾波器進一步設置為:所述輸入管和輸出管的軸線不在 同一軸線上。

  [0010] 本發明的工況自適應液壓濾波器進一步設置為:所述錐形變結構阻尼孔開口較寬 處位于串聯共振容腔I和并聯共振容腔內,其錐度角為10%所述錐形變結構阻尼孔錐形彈 性阻尼孔管的楊氏模量比彈性薄壁的楊氏模量要大,能隨流體壓力變化拉伸或壓縮;縫孔 的楊氏模量比錐形彈性阻尼孔管的楊氏模量要大,能隨流體壓力開啟或關閉。

  [0011] 本發明的工況自適應液壓濾波器還設置為:所述錐形插入管開口較寬處位于串聯 共振容腔II內,其錐度角為10°。

  [0012] 與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:

  [0013] 1、本發明具有不同固有頻率的串并聯H型濾波器組,在中低頻壓力波動頻率范圍 內形成了平坦的衰減頻帶;串聯H型濾波器的兩個共振容腔之間由彈性薄壁隔開,拓寬了其 衰減頻帶寬度;濾波器的共振容腔橫跨整個自適應濾波器,由此可W得到較大的共振容腔 體積,加強衰減效果;錐形阻尼孔和錐形共振管的錐度角均為10°,展寬了濾波頻率范圍;錐 形共振管開在靠近輸入管側,使共振容腔1和2形成非對稱結構,W降低濾波器固有共振頻 率;W上技術路線尚未見報道。

  [0014] 2、本發明的雙管插入式容腔濾波器對高頻的壓力脈動波具有良好衰減效果,濾波 器的輸入管和輸出管不在同一軸線上,提高了 10% W上的濾波效果。

  [0015] 3、本發明采用錐形變結構阻尼孔,不同脈動頻率和幅度的流體壓力可使濾波器改 變結構,既保證了液壓系統的全頻段全工況濾波,又降低了正常工況下濾波器的壓力損失, 保證了系統的液壓剛度。

  [0016] 4、本發明的濾波器的軸向長度被設計為大于壓力脈動波長,在彈性薄壁的軸向上 均勻開有多個相同參數的錐形阻尼孔,保證了濾波器內的=種濾波結構在軸向長度范圍內 具有一致的壓力脈動衰減效果,使濾波器具備工況自適應能力。=種濾波結構軸向尺寸和 濾波器一致,其較大的尺寸也保證了液壓濾波器的濾波性能。

  [0017] 5、本發明的串并聯H型濾波器組、雙管插入式容腔濾波器、彈性薄壁濾波器W及錐 形變結構阻尼孔相互結合成一個整體,使濾波器具備全頻段自適應壓力變結構脈動濾波性 能。 【【附圖說明】】

  [0018]圖I是本發明的工況自適應液壓濾波器的結構示意圖。

  [0019]圖視圖1中沿A-A的剖面圖。

  [0020]圖3是圖2中H型濾波器示意圖。

  [0021 ]圖4是圖2中串聯H型濾波器示意圖。

  [0022] 圖5是H型濾波器和串聯H型濾波器頻率特性組合圖。其中,實線為串聯H型濾波器 頻率特性。

  [0023] 圖6是串并聯H型濾波器頻率特性圖。

  [0024] 圖7是雙管插入式濾波器的結構示意圖。

  [0025] 圖8是彈性薄壁的橫截面示意圖。

  [0026] 圖9是圖2中錐形變結構阻尼孔的示意圖。

  [0027] 圖9(a)至圖9(c)是錐形變結構阻尼孔的工作狀態圖。 【【具體實施方式】】

  [00%]請參閱說明書附圖1至附圖9所示,本發明為一種工況自適應液壓濾波器,其由輸 入管1、外殼8、輸出管9、彈性薄壁7、H型濾波器12W及串聯H型濾波器13等幾部分組成。

  [0029] 其中,所述輸入管1連接于外殼8的一端,其延伸入外殼8內;所述輸出管9連接于外 殼8的另一端,其延伸入外殼8內。所述彈性薄壁7沿外殼的徑向安裝于外殼8內,其內形成膨 脹腔71和收縮腔72。所述輸入管1和輸出管9的軸線不在同一軸線上,運樣可W提高10% W 上的濾波效果。

  [0030] 所述輸入管1、輸出管9和彈性薄壁7共同形成一雙管插入式濾波器,從而衰減液壓 系統高頻壓力脈動。按集總參數法處理后得到的濾波器透射系數為:

  [0031]

  [0032] 入管直徑Z-特性阻抗

  [0033]

  [0034]

  [0035]

  [0036]

  [0037] d2-輸出管直徑D-容腔直徑Ii-輸入端插入管長度b-輸出端插入管長度 L-容腔總長度和輸入端輸出端插入管長度和的差值

  [0038] 由上式可見,雙管插入式容腔濾波器和電路中的電容作用類似。不同頻率的壓力 脈動波通過該濾波器時,透射系數隨頻率而不同。頻率越高,則透射系數越小,運表明高頻 的壓力脈動波在經過濾波器時衰減得越厲害,從而起到了消除高頻壓力脈動的作用。

  [0039] 所述雙管插入式濾波器的設計原理如下:管道中壓力脈動頻率較高時,壓力波動 作用在流體上對流體產生壓縮效應。當變化的流量通過輸入管進入雙管插入式容腔時,液 流超過平均流量,擴大的容腔可W吸收多余液流,而在低于平均流量時放出液流,從而吸收 壓力脈動能量。

  [0040] 所述彈性薄壁7通過受迫機械振動來削弱液壓系統中高頻壓力脈動。按集總參數 法處理后得到的彈性薄壁固有頻率為:

  [0041]

  [0042] k-彈性薄壁結構系數h-彈性薄壁厚度R-彈性薄壁半徑

  [0043] E-彈性薄壁的楊氏模量P-彈性薄壁的質量密度

  [0044] Tl-彈性薄壁的載流因子y-彈性薄壁的泊松比。

  [0045] 代入實際參數,對上式進行仿真分析可W發現,彈性薄壁7的固有頻率通常比H型 濾波器的固有頻率高,而且其衰減頻帶也比H型濾波器寬。在相對較寬的頻帶范圍內,彈性 薄壁對壓力脈動具有良好的衰減效果。同時,本發明的濾波器結構中的彈性薄壁半徑較大 且較薄,其固有頻率更靠近中頻段,可實現對液壓系統中的中高頻壓力脈動的有效衰減。

  [0046] 所述彈性薄壁7的設計原理如下:管道中產生中頻壓力脈動時,S型容腔對壓力波 動的衰減能力較弱,流入濾波器S型容腔的周期性脈動壓力持續作用在彈性薄壁7的內外壁 上,由于內外壁之間有支柱固定連接,內外彈性薄壁同時按脈動壓力的頻率做周期性振動, 該受迫振動消耗了流體的壓力脈動能量,從而實現中頻段壓力濾波。由虛功原理可知,彈性 薄壁消耗流體脈動壓力能量的能力和其受迫振動時的勢能和動能之和直接相關,為了提高 中頻段濾波性能,彈性薄壁的半徑設計為遠大于管道半徑,且薄壁的厚度較小,典型值為小 于0.1 mnin

  [0047] 進一步的,所述彈性薄壁7和外殼8之間形成串聯共振容腔I4W及并聯共振容腔5。 所述串聯共振容腔14的外側設一串聯共振容腔113,所述串聯共振容腔14和串聯共振容腔 II3之間通過一錐形插入管2連通,該錐形插入管2靠近輸入管1側,使共振容腔I和II形成非 對稱結構,W降低濾波器固有共振頻率。所述錐形插入管2開口較寬處位于串聯共振容腔 II3內,其錐度角為10°。所述彈性薄壁7的軸向上均勻開有若干錐形變結構阻尼孔6。

  [004引所述H型濾波器12位于并聯共振容腔5內,其和錐形變結構阻尼孔6相連通。所述錐 形變結構阻尼孔6開口較寬處位于串聯共振容腔14和并聯共振容腔5內,其錐度角為10°。按 集總參數法處理后得到的濾波器固有角頻率為:

  [0049;

  [(K)加]a一一介質中音速^一一阻尼孔長化一一阻尼孔直徑 [0化1] L2一一并聯共振容腔高度化一一并聯共振容腔直徑。

  [0052] 所述串聯H型濾波器13位于串聯共振容腔14和串聯共振容腔II3內,其亦和錐形變 結構阻尼孔4相連通。按集總參數法處理后,串聯H型濾波器13的兩個固有角頻率為:

  [0化3]

  [0

  [0化5] a-介質中音速Ii-阻尼孔長山一阻尼孔直徑13-共振管長 [0056] Cb-共振管直徑b-串聯共振容腔1高度Cb-串聯共振容腔1直徑 [0化7] 14 -串聯共振容腔2高度cU-串聯共振容腔2直徑。

  [0化引所述H型濾波器12和串聯H型濾波器13軸向呈對稱設置,并組成串并聯H型濾波器, 用于展寬濾波頻率范圍并使整體結構更緊湊。本發明沿圓周界面分布了多個串并聯H型濾 波器(圖中只畫出了2個),彼此之間用隔板20隔開,運多個濾波器的共振頻帶各不相同,組 合在一起后可全面覆蓋整個中低頻濾波頻段,實現中低頻段的全頻譜濾波。

  [0059] 由圖5H型濾波器和串聯H型濾波器頻率特性及公式均可發現,串聯H型濾波器有2 個固有角頻率,在波峰處濾波效果較好,而在波谷處則基本沒有濾波效果;H型濾波器有1個 固有角頻率,同樣在波峰處濾波效果較好,而在波谷處則基本沒有濾波效果;選擇合適的濾 波器參數,使H型濾波器的固有角頻率剛好落在串聯H型濾波器的2個固有角頻率之間,如圖 6所示,既在一定的頻率范圍內形成了3個緊鄰的固有共振頻率峰值,在該頻率范圍內,無論 壓力脈動頻率處于波峰處還是波谷處均能保證較好的濾波效果。多個串并聯H型濾波器構 成的濾波器組既可覆蓋整個中低頻段,實現中低頻段的全頻譜濾波。

  [0060] 進一步的,所述錐形變結構阻尼孔6由錐形彈性阻尼孔管16和縫孔15組成,錐形較 窄端開口于彈性薄壁7。其中錐形彈性阻尼孔管16的楊氏模量比彈性薄壁7的楊氏模量要 大,能隨流體壓力變化拉伸或壓縮;縫孔15的楊氏模量比錐形彈性阻尼孔管16的楊氏模量 要大,能隨流體壓力開啟或關閉。故當壓力脈動頻率落在高頻段時,C型容腔濾波器結構起 濾波作用,錐形彈性阻尼孔管16和縫孔15都處于圖9(a)狀態;而當脈動頻率落在中頻段時, 濾波器結構變為C型容腔濾波器結構和彈性薄壁7濾波結構共同起作用,錐形彈性阻尼孔管 16和縫孔15都處于圖9(a)狀態;當脈動頻率落在某些特定的低頻頻率時,濾波器結構變為 插入式串并聯H型濾波器、C型容腔濾波器結構和彈性薄壁濾波結構共同起作用,錐形彈性 阻尼孔管16和縫孔15都處于圖9(b)狀態,由于插入式串并聯H型濾波器的固有頻率被設計 為和運些特定低頻脈動頻率一致,對基頻能量大的系統可起到較好的濾波效果;當脈動頻 率落在某些特定頻率W外的低頻段時,錐形彈性阻尼孔管16和縫孔15都處于圖9(c)狀態。 運樣的變結構濾波器設計既保證了液壓系統的全頻段全工況濾波,又降低了正常工況下濾 波器的壓力損失,保證了系統的液壓剛度。

  [0061 ] 本發明還能實線工況自適應壓力脈動衰減。當液壓系統工況變化時,既執行元件 突然停止或運行,W及閥的開口變化時,會導致管路系統的特性阻抗發生突變,從而使原管 道壓力隨時間和位置變化的曲線也隨之改變,則壓力峰值的位置亦發生變化。由于本發明 的濾波器的軸向長度設計為大于系統主要壓力脈動波長,且濾波器的串并聯H型濾波器組 的容腔長度、雙管插入式容腔濾波器的長度和彈性薄壁的長度和濾波器軸線長度相等,保 證了壓力峰值位置一直處于濾波器的有效作用范圍內;而串并聯H型濾波器的錐形變結構 阻尼孔開在彈性薄壁上,沿軸線方向均勻分布,使得壓力峰值位置變化對濾波器的性能幾 乎沒有影響,從而實現了工況自適應濾波功能??紤]到=種濾波結構軸向尺寸和濾波器相 當,運一較大的尺寸也保證了液壓濾波器具備較強的壓力脈動衰減能力。

  [0062] 采用本發明的液壓濾波器進行液壓脈動濾波的方法如下:

  [0063] 1),液壓流體通過輸入管進入雙管插入式濾波器,擴大的容腔吸收多余液流,完成 高頻壓力脈動的濾波;

  [0064] 2),通過彈性薄壁7受迫振動,消耗流體的壓力脈動能量,完成中頻壓力脈動的濾 波;

  [0065] 3),通過串并聯H型濾波器組,W及錐形變結構阻尼孔、錐形插入管和流體產生共 振,消耗脈動能量,完成低頻壓力脈動的濾波;

  [0066] 4),將濾波器的軸向長度設計為大于液壓系統主要壓力脈動波長,且串并聯H型濾 波器長度、雙管插入式濾波器長度和彈性薄壁7長度同濾波器長度相等,使壓力峰值位置一 直處于濾波器的有效作用范圍,實現系統工況改變時壓力脈動的濾波;

  [0067] 5),通過錐形變結構阻尼孔的錐形彈性阻尼孔管的伸縮和縫孔的開關,完成壓力 脈動自適應濾波。

  [0068] W上的【具體實施方式】僅為本創作的較佳實施例,并不用W限制本創作,凡在本創 作的精神及原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本創作的保護范圍之 內。

  【主權項】

  1. 一種工況自適應液壓濾波器,其特征在于:包括輸入管、外殼、輸出管、彈性薄壁、H型 濾波器以及串聯H型濾波器;其中,所述輸入管連接于外殼的一端,其延伸入外殼內;所述輸 出管連接于外殼的另一端,其延伸入外殼內;所述彈性薄壁沿外殼的徑向安裝于外殼內;所 述輸入管、輸出管和彈性薄壁共同形成一雙管插入式濾波器;所述彈性薄壁的軸向上均勻 開有若干錐形變結構阻尼孔;所述錐形變結構阻尼孔由錐形彈性阻尼孔管和縫孔組成;所 述彈性薄壁和外殼之間形成串聯共振容腔I以及并聯共振容腔;所述串聯共振容腔I的外側 設一串聯共振容腔II,所述串聯共振容腔I和串聯共振容腔II之間通過一錐形插入管連通; 該錐形插入管靠近輸入管側;所述H型濾波器位于并聯共振容腔內,其和錐形變結構阻尼孔 相連通;所述串聯H型濾波器位于串聯共振容腔I和串聯共振容腔II內,其亦和錐形變結構 阻尼孔相連通;所述H型濾波器和串聯H型濾波器軸向呈對稱設置,并組成串并聯H型濾波 器。2. 如權利要求1所述的工況自適應液壓濾波器,其特征在于:所述輸入管和輸出管的軸 線不在同一軸線上。3. 如權利要求1所述的工況自適應液壓濾波器,其特征在于:所述錐形變結構阻尼孔開 口較寬處位于串聯共振容腔I和并聯共振容腔內,其錐度角為10° ;所述錐形變結構阻尼孔 錐形彈性阻尼孔管的楊氏模量比彈性薄壁的楊氏模量要大,能隨流體壓力變化拉伸或壓 縮;縫孔的楊氏模量比錐形彈性阻尼孔管的楊氏模量要大,能隨流體壓力開啟或關閉。4. 如權利要求1所述的工況自適應液壓濾波器,其特征在于:所述錐形插入管開口較寬 處位于串聯共振容腔Π 內,其錐度角為10°。

  【文檔編號】F15B21/04GK105909612SQ201610312286

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年5月12日

  【發明人】顧巍

  【申請人】紹興文理學院

  一種變結構的液壓濾波方法

  【專利摘要】本發明涉及一種變結構的液壓濾波方法,其采用C型容腔濾波器衰減液壓系統高頻壓力脈動;利用彈性薄壁的受迫機械振動來削弱液壓系統中高頻壓力脈動;串并聯H型濾波器組在中低頻段對壓力脈動具有較好的濾波效果;由此實現了全頻譜的壓力脈動濾波。濾波器的軸向長度被設計為大于壓力脈動波長,且濾波器內的三種濾波結構在軸向長度范圍內具有一致的壓力脈動衰減效果,使濾波器具備工況自適應能力;三種濾波結構軸向尺寸和濾波器一致,其較大的尺寸也保證了液壓濾波器的濾波性能;自動適應壓力波動,濾波器的結構隨壓力變化而改變,可減少濾波壓力損耗,并降低濾波對液壓剛度的影響。

  【專利說明】-種變結構的液壓濾波方法 【技術領域】

  [0001] 本發明設及一種液壓濾波方法,具體設及一種變結構的液壓濾波方法,屬于液壓 設備技術領域。 【【背景技術】】

  [0002] 液壓系統具有功率密度大、運行穩定性好等特點,在工程領域得到廣泛應用。隨著 液壓技術向高壓、高速和大流量方向發展,液壓系統中固有的壓力脈動的影響日益突出。相 關研究表明,當壓力脈動幅值超過液壓系統工作壓力的10%時,管路將形成較高的壓力而 導致管路系統破壞;當壓力脈動幅值超過液壓系統工作壓力的2~10%時,管路及閥口將產 生磨損,危及整個液壓系統的可靠性。

  [0003] 壓力脈動是由流量脈動通過系統阻抗產生的,而流量脈動起源于液壓累的輸出的 流量的脈動,在液壓累處消除壓力脈動是液壓濾波最直接的方法。國內外學者對此進行了 許多研究,雖然采取了許多改進措施,但因液壓累周期性排油機制的約束,要根除流量脈動 是不可能的。除了從源頭考慮如何衰減脈動,還可W從系統負載的角度來考慮,在管路上加 裝液壓濾波器可W降低系統的輸入阻抗(即減小累的輸出阻抗)也能增加對壓力脈動的衰 減和吸收。

  [0004] 液壓濾波器是從負載系統出發來衰減壓力脈動,從作用機理上可分為阻性濾波和 抗性濾波兩大類??剐詾V波原理是利用阻抗失配,使壓力波在阻抗突變的界面處發生反射 達到濾波的目的。但目前的抗性濾波器存在著W下不足:(1)液壓管道中的壓力脈動是時間 和位置的函數,定位安裝的液壓濾波器無法適應變工況情況;(2)抗性濾波器只對特定頻率 點及狹窄頻段才有良好濾波效果,無法實現廣譜濾波;(3)液壓濾波器對壓力脈動的衰減效 果不夠理想;(4)對流量脈動沒有濾波作用。

  [0005] 為解決上述問題,專利文獻1(中國發明專利申請,公開號CN101614231)公開了一 種液壓系統減振消聲器,其結構是擴張腔式減振器,固定聯接共振板黃上裝有不同質量的 質量體,質量體上有阻尼孔,運樣帶有不同質量體的共振板黃與阻尼孔組成"質量+彈黃+阻 尼"集中參數式禪合彈黃振動系統,從而達到廣譜濾波效果。該專利的減振消聲器的濾波效 果和彈性薄板上每個濾波單元的半徑W及厚度密切相關,由于在彈性薄板上設有多個濾波 單元W實現廣譜濾波,而每個單元的半徑和厚度都受限制,因此對濾波效果造成影響;同時 該專利的減振消聲器沒有解決壓力脈動隨位置變化的問題,對變工況情況的適應性欠佳。

  [0006] 因此,為解決上述技術問題,確有必要提供一種創新的變結構的液壓濾波方法,W 克服現有技術中的所述缺陷。 【

  【發明內容】

  】

  [0007] 為解決上述技術問題,本發明的目的在于提供一種具有頻帶自適應、工況自適應 的變結構的液壓濾波方法。

  [000引為實現上述目的,本發明采取的技術方案為:一種變結構的液壓濾波方法,其采用 一種濾波裝置,該裝置包括輸入管、外殼、輸出管、彈性薄壁、H型濾波器W及串聯H型濾波 器;其中,所述輸入管連接于外殼的一端;所述輸出管連接于外殼的另一端;所述彈性薄壁 沿外殼的徑向安裝于外殼內;所述輸入管、輸出管和彈性薄壁共同形成一 C型容腔濾波器; 所述彈性薄壁的軸向上均勻開有若干錐形變結構阻尼孔;所述錐形變結構阻尼孔由錐形彈 性阻尼孔管和縫孔組成;所述彈性薄壁和外殼之間形成串聯共振容腔IW及并聯共振容腔; 所述串聯共振容腔I的外側設一串聯共振容腔II,所述串聯共振容腔I和串聯共振容腔II之 間通過若干均勻排布的錐形插入管連通;所述H型濾波器位于并聯共振容腔內,其和錐形變 結構阻尼孔相連通;所述串聯H型濾波器位于串聯共振容腔I和串聯共振容腔II內,其亦和 錐形變結構阻尼孔相連通;所述H型濾波器和串聯H型濾波器軸向呈對稱設置,并組成串并 聯H型濾波器;

  [0009] 其包括如下方法:

  [0010] 1),液壓流體通過輸入管進入C型容腔濾波器,擴大的容腔吸收多余液流,完成高 頻壓力脈動的濾波;

  [0011] 2),通過彈性薄壁受迫振動,消耗流體的壓力脈動能量,完成中頻壓力脈動的濾 波;

  [0012] 3),通過串并聯H型濾波器組,W及錐形變結構阻尼孔、錐形插入管和流體產生共 振,消耗脈動能量,完成低頻壓力脈動的濾波;

  [0013] 4),通過錐形變結構阻尼孔的錐形彈性阻尼孔管的伸縮和縫孔的開關,完成壓力 脈動自適應濾波。

  [0014] 本發明的變結構的液壓濾波方法進一步設置為:所述輸入管和輸出管的軸線不在 同一軸線上。

  [0015] 本發明的變結構的液壓濾波方法進一步設置為:所述錐形變結構阻尼孔開口較寬 處位于串聯共振容腔I和并聯共振容腔內,其錐度角為10%所述錐形變結構阻尼孔錐形彈 性阻尼孔管的楊氏模量比彈性薄壁的楊氏模量要大,能隨流體壓力變化拉伸或壓縮;縫孔 的楊氏模量比錐形彈性阻尼孔管的楊氏模量要大,能隨流體壓力開啟或關閉。

  [0016] 本發明的變結構的液壓濾波方法還設置為:所述錐形插入管開口較寬處位于串聯 共振容腔II內,其錐度角為10%所述錐形插入管和錐形變結構阻尼孔的位置相互錯開。

  [0017] 與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:

  [0018] 1、本發明具有不同固有頻率的串并聯H型濾波器組,在中低頻壓力波動頻率范圍 內形成了平坦的衰減頻帶;串聯H型濾波器的兩個共振容腔之間由彈性薄壁隔開,拓寬了其 衰減頻帶寬度;濾波器的共振容腔橫跨整個自適應濾波器,由此可W得到較大的共振容腔 體積,加強衰減效果;錐形變結構阻尼孔和錐形共振管的錐度角均為10%展寬了濾波頻率 范圍。

  [0019] 2、本發明的C型容腔抗性濾波器對高頻的壓力脈動波具有良好衰減效果,濾波器 的輸入管和輸出管不在同一軸線上,提高了 10% W上的濾波效果

  [0020] 3、本發明的錐形變結構阻尼孔對不同脈動頻率和幅度的流體壓力可使濾波器改 變結構,既保證了液壓系統的全頻段全工況濾波,又降低了正常工況下濾波器的壓力損失, 保證了系統的液壓剛度。

  [0021] 4、本發明的4、濾波器的軸向長度被設計為大于壓力脈動波長,在彈性薄壁的軸向 上均勻開有多個相同參數的錐形變結構阻尼孔,共振容腔I和共振容腔II由多個軸向均勻 分布的相同參數的錐形共振管相連,錐形變結構阻尼孔和錐形共振管位置相互錯開,保證 了濾波器內的=種濾波結構在軸向長度范圍內具有一致的壓力脈動衰減效果,使濾波器具 備工況自適應能力。=種濾波結構軸向尺寸和濾波器一致,其較大的尺寸也保證了液壓濾 波器的濾波性能。

  [0022] 5、本發明的串并聯H型濾波器組、C型容腔濾波器、彈性薄壁W及錐形變結構阻尼 孔相互結合成一個整體,使濾波器具備全頻段自適應壓力變結構脈動濾波性能。 【【附圖說明】】

  [0023] 圖1是本發明的變結構的液壓濾波裝置的結構示意圖。

  [0024] 圖2是圖1中沿A-A的剖面圖。

  [0025] 圖3是圖2中H型濾波器示意圖。

  [0026] 圖4是圖2中串聯H型濾波器示意圖。

  [0027] 圖5是H型濾波器和串聯H型濾波器頻率特性組合圖。其中,實線為串聯H型濾波器 頻率特性。

  [0028] 圖6是串并聯H型濾波器頻率特性圖。

  [0029] 圖7是C型容腔濾波器的結構示意圖。

  [0030] 圖8是彈性薄壁的橫截面示意圖。

  [0031 ]圖9是圖2中錐形變結構阻尼孔的示意圖。

  [0032] 圖9(a)至圖9(c)是錐形變結構阻尼孔的工作狀態圖。 【【具體實施方式】】

  [0033] 請參閱說明書附圖1至附圖9所示,本發明為一種變結構的液壓濾波裝置,其由輸 入管1、外殼8、輸出管9、彈性薄壁7、H型濾波器12W及串聯H型濾波器13等幾部分組成。

  [0034] 其中,所述輸入管1連接于外殼8的一端;所述輸出管9連接于外殼8的另一端。所述 彈性薄壁7沿外殼的徑向安裝于外殼8內。所述輸入管1和輸出管9的軸線不在同一軸線上, 運樣可W提高10% W上的濾波效果。

  [0035] 所述輸入管1、輸出管9和彈性薄壁7共同形成一 C型容腔濾波器,從而衰減液壓系 統高挪店九獻云-格隹總泉撕'法化理后得到的濾波器透射系數為:

  [0036

  [0037] a-介質中音速Lv-C型容腔長度Sv-C型容腔體積 [003引 Z-特性阻抗

  [0039] 丫一透射系數 f-壓力波動頻率Si-輸入管橫截面積。

  [0040] 由上式可見,C型濾波器和電路中的電容作用類似。不同頻率的壓力脈動波通過該 濾波器時,透射系數隨頻率而不同。頻率越高,則透射系數越小,運表明高頻的壓力脈動波 在經過濾波器時衰減得越厲害,從而起到了消除高頻壓力脈動的作用。

  [0041] 所述C型容腔濾波器的設計原理如下:管道中壓力脈動頻率較高時,波動的壓力作 用在流體上對流體產生壓縮效應。當變化的流量通過輸入管進入C型容腔時,液流超過平均 流量,擴大的容腔可W吸收多余液流,而在低于平均流量時放出液流,從而吸收壓力脈動能 量。

  [0042] 所述彈性薄壁7通過受迫機械振動來削弱液壓系統中高頻壓力脈動。按集總參數 法處理后得到的彈忡薄壁固有頻率為:

  [0043]

  [0044] k-彈性薄壁結構系數 h-彈性薄壁厚度R-彈性薄壁半徑

  [0045] E-彈性薄壁的楊氏模量P-彈性薄壁的質量密度

  [0046] Tl-彈性薄壁的載流因子y-彈性薄壁的泊松比。

  [0047] 代入實際參數,對上式進行仿真分析可W發現,彈性薄壁7的固有頻率通常比H型 濾波器的固有頻率高,而且其衰減頻帶也比H型濾波器寬。在相對較寬的頻帶范圍內,彈性 薄壁對壓力脈動具有良好的衰減效果。同時,本發明的濾波器結構中的彈性薄壁半徑較大 且較薄,其固有頻率更靠近中頻段,可實現對液壓系統中的中高頻壓力脈動的有效衰減。 [004引所述彈性薄壁7的設計原理如下:管道中產生中頻壓力脈動時,C型容腔對壓力波 動的衰減能力較弱,流入濾波器C型容腔的周期性脈動壓力持續作用在彈性薄壁7上。彈性 薄壁則按脈動壓力的頻率做周期性振動,該受迫振動消耗了流體的壓力脈動能量,從而實 現中頻段壓力濾波。由虛功原理可知,彈性薄壁消耗流體脈動壓力能量的能力和其受迫振 動時的勢能和動能之和直接相關,為了提高中頻段濾波性能,彈性薄壁的半徑設計為遠大 于管道半徑,且薄壁的厚度較小,典型值為小于0.1mm。

  [0049] 進一步的,所述彈性薄壁7和外殼8之間形成串聯共振容腔I4W及并聯共振容腔5。 所述串聯共振容腔14的外側設一串聯共振容腔113,所述串聯共振容腔14和串聯共振容腔 II3之間通過若干均勻排布的錐形插入管2連通,所述錐形插入管2開口較寬處位于串聯共 振容腔II3內,其錐度角為10°。所述彈性薄壁7的軸向上均勻開有若干錐形變結構阻尼孔6, 錐形變結構阻尼孔6和錐形插入管2的位置相互錯開。

  [0050] 所述H型濾波器12位于并聯共振容腔5內,其和錐形變結構阻尼孔6相連通。所述錐 形變結構阻尼孔6開口較寬處位于串聯共振容腔14和并聯共振容腔5內,其錐度角為10°。按 集總參數法處理后得到的濾波器固有角頻率為:

  [0化1 ]

  [0化2] a一一介質中音速 ^一一阻尼孔長化一一阻尼孔直徑

  [0化3] L2一一并聯共振容腔高度化一一并聯共振容腔直徑。

  [0054] 所述串聯H型濾波器13位于串聯共振容腔14和串聯共振容腔II3內,其亦和錐形變 結構阻尼孔4相連通。按集總參數法處理后,串聯H型濾波器13的兩個固有角頻率為:

  [0化5]

  [0057] a-介質中音速h-阻尼孔長di-阻尼孔直徑l3-共振管長 [005引Cb-共振管直徑b-串聯共振容腔1高度Cb-串聯共振容腔1直徑

  [0059] 14 一串聯共振容腔2高度Ck-串聯共振容腔2直徑。

  [0060] 所述H型濾波器12和串聯H型濾波器13軸向呈對稱設置,并組成串并聯H型濾波器, 用于展寬濾波頻率范圍并使整體結構更緊湊。本發明沿圓周界面分布了多個串并聯H型濾 波器(圖中只畫出了2個),彼此之間用隔板20隔開,運多個濾波器的共振頻帶各不相同,組 合在一起后可全面覆蓋整個中低頻濾波頻段,實現中低頻段的全頻譜濾波。

  [0061 ]由圖5 H型濾波器和串聯H型濾波器頻率特性及公式均可發現,串聯H型濾波器有2 個固有角頻率,在波峰處濾波效果較好,而在波谷處則基本沒有濾波效果;H型濾波器有1個 固有角頻率,同樣在波峰處濾波效果較好,而在波谷處則基本沒有濾波效果;選擇合適的濾 波器參數,使H型濾波器的固有角頻率剛好落在串聯H型濾波器的2個固有角頻率之間,如圖 6所示,既在一定的頻率范圍內形成了3個緊鄰的固有共振頻率峰值,在該頻率范圍內,無論 壓力脈動頻率處于波峰處還是波谷處均能保證較好的濾波效果。多個串并聯H型濾波器構 成的濾波器組既可覆蓋整個中低頻段,實現中低頻段的全頻譜濾波。

  [0062] 進一步的,所述錐形變結構阻尼孔6由錐形彈性阻尼孔管16和縫孔15組成,錐形較 窄端開口于彈性薄壁7。其中錐形彈性阻尼孔管16的楊氏模量比彈性薄壁7的楊氏模量要 大,能隨流體壓力變化拉伸或壓縮;縫孔15的楊氏模量比錐形彈性阻尼孔管16的楊氏模量 要大,能隨流體壓力開啟或關閉。故當壓力脈動頻率落在高頻段時,C型容腔濾波器結構起 濾波作用,錐形彈性阻尼孔管16和縫孔15都處于圖9(a)狀態;而當脈動頻率落在中頻段時, 濾波器結構變為C型容腔濾波器結構和彈性薄壁7濾波結構共同起作用,錐形彈性阻尼孔管 16和縫孔15都處于圖9(a)狀態;當脈動頻率落在某些特定的低頻頻率時,濾波器結構變為 插入式串并聯H型濾波器、C型容腔濾波器結構和彈性薄壁濾波結構共同起作用,錐形彈性 阻尼孔管16和縫孔15都處于圖9(b)狀態,由于插入式串并聯H型濾波器的固有頻率被設計 為和運些特定低頻脈動頻率一致,對基頻能量大的系統可起到較好的濾波效果;當脈動頻 率落在某些特定頻率W外的低頻段時,錐形彈性阻尼孔管16和縫孔15都處于圖9(c)狀態。 運樣的變結構濾波器設計既保證了液壓系統的全頻段全工況濾波,又降低了正常工況下濾 波器的壓力損失,保證了系統的液壓剛度。

  [0063] 本發明還能實線工況自適應壓力脈動衰減。當液壓系統工況變化時,既執行元件 突然停止或運行,W及閥的開口變化時,會導致管路系統的特性阻抗發生突變,從而使原管 道壓力隨時間和位置變化的曲線也隨之改變,則壓力峰值的位置亦發生變化。由于本發明 的濾波器的軸向長度設計為大于系統主要壓力脈動波長,且濾波器的串并聯H型濾波器組 的容腔長度、C型容腔濾波器的長度和彈性薄壁的長度和濾波器軸線長度相等,保證了壓力 峰值位置一直處于濾波器的有效作用范圍內;而串并聯H型濾波器的錐形變結構阻尼孔開 在彈性薄壁上,沿軸線方向均勻分布,共振容腔1和共振容腔2由多個軸向均勻分布的相同 參數的錐形共振管相連,錐形阻尼孔和錐形共振管位置相互錯開,使得壓力峰值位置變化 對濾波器的性能幾乎沒有影響,從而實現了工況自適應濾波功能??紤]到=種濾波結構軸 向尺寸和濾波器相當,運一較大的尺寸也保證了液壓濾波器具備較強的壓力脈動衰減能 力。

  [0064] 采用本發明的液壓濾波器進行液壓脈動濾波的方法如下:

  [0065] 1),液壓流體通過輸入管進入C型容腔濾波器,擴大的容腔吸收多余液流,完成高 頻壓力脈動的濾波;

  [0066] 2),通過彈性薄壁7受迫振動,消耗流體的壓力脈動能量,完成中頻壓力脈動的濾 波;

  [0067] 3),通過串并聯H型濾波器組,W及錐形變結構阻尼孔、錐形插入管和流體產生共 振,消耗脈動能量,完成低頻壓力脈動的濾波;

  [0068] 4),將濾波器的軸向長度設計為大于液壓系統主要壓力脈動波長,且串并聯H型濾 波器長度、C型容腔濾波器長度和彈性薄壁7長度同濾波器長度相等,使壓力峰值位置一直 處于濾波器的有效作用范圍,實現系統工況改變時壓力脈動的濾波;

  [0069] 5),通過錐形變結構阻尼孔的錐形彈性阻尼孔管的伸縮和縫孔的開關,完成壓力 脈動自適應濾波。

  [0070] W上的【具體實施方式】僅為本創作的較佳實施例,并不用W限制本創作,凡在本創 作的精神及原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本創作的保護范圍之 內。

  【主權項】

  1. 一種變結構的液壓濾波方法,其特征在于:其采用一種濾波裝置,該裝置包括輸入 管、外殼、輸出管、彈性薄壁、H型濾波器以及串聯H型濾波器;其中,所述輸入管連接于外殼 的一端;所述輸出管連接于外殼的另一端;所述彈性薄壁沿外殼的徑向安裝于外殼內;所述 輸入管、輸出管和彈性薄壁共同形成一 C型容腔濾波器;所述彈性薄壁的軸向上均勻開有若 干錐形變結構阻尼孔;所述錐形變結構阻尼孔由錐形彈性阻尼孔管和縫孔組成;所述彈性 薄壁和外殼之間形成串聯共振容腔I以及并聯共振容腔;所述串聯共振容腔I的外側設一串 聯共振容腔II,所述串聯共振容腔I和串聯共振容腔II之間通過若干均勻排布的錐形插入 管連通;所述H型濾波器位于并聯共振容腔內,其和錐形變結構阻尼孔相連通;所述串聯H型 濾波器位于串聯共振容腔I和串聯共振容腔II內,其亦和錐形變結構阻尼孔相連通;所述H 型濾波器和串聯H型濾波器軸向呈對稱設置,并組成串并聯H型濾波器; 其包括如下方法: 1) ,液壓流體通過輸入管進入C型容腔濾波器,擴大的容腔吸收多余液流,完成高頻壓 力脈動的濾波; 2) ,通過彈性薄壁受迫振動,消耗流體的壓力脈動能量,完成中頻壓力脈動的濾波; 3) ,通過串并聯H型濾波器組,以及錐形變結構阻尼孔、錐形插入管和流體產生共振,消 耗脈動能量,完成低頻壓力脈動的濾波; 4) ,通過錐形變結構阻尼孔的錐形彈性阻尼孔管的伸縮和縫孔的開關,完成壓力脈動 自適應濾波。2. 如權利要求1所述的變結構的液壓濾波方法,其特征在于:所述輸入管和輸出管的軸 線不在同一軸線上。3. 如權利要求1所述的變結構的液壓濾波方法,其特征在于:所述錐形變結構阻尼孔開 口較寬處位于串聯共振容腔I和并聯共振容腔內,其錐度角為10° ;所述錐形變結構阻尼孔 錐形彈性阻尼孔管的楊氏模量比彈性薄壁的楊氏模量要大,能隨流體壓力變化拉伸或壓 縮;縫孔的楊氏模量比錐形彈性阻尼孔管的楊氏模量要大,能隨流體壓力開啟或關閉。4. 如權利要求1所述的變結構的液壓濾波方法,其特征在于:所述錐形插入管開口較寬 處位于串聯共振容腔II內,其錐度角為10° ;所述錐形插入管和錐形變結構阻尼孔的位置相 互錯開。

  【文檔編號】F15B21/04GK105909613SQ201610312288

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年5月12日

  【發明人】顧巍

  【申請人】紹興文理學院

  一種采用吸附和相鄰電容的磨損微粒在線監測方法

  【專利摘要】本發明涉及一種采用吸附和相鄰電容的磨損微粒在線監測方法,其依次通過溫控模塊、磁化模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊和消磁模塊進行磨損微粒在線監測;所述溫控模塊的一端設有油液入口;消磁模塊的一端設有油液出口,其由剩磁傳感器和消磁器組成。本發明引入基于電容邊緣效應的相鄰電容傳感器技術,實現磨損微粒非侵入、無約束監測;通過磁化模塊使油液中的磨損微粒磁化,并被吸附模塊吸附,以提高相鄰電容傳感器的輸出監測信號強度;通過溫控模塊及合理設計相鄰電容傳感器極板層結構,抑制噪聲并最優化相鄰電容傳感器監測裝置的整體性能。

  【專利說明】一種采用吸附和相鄰電容的磨損微粒在線監測方法

  [0001]

  【技術領域】

  本發明涉及一種液壓管路油液中的磨損微粒在線監測方法,具體涉及一種采用吸附和相鄰電容的磨損微粒在線監測方法,屬于液壓系統技術領域。

  [0002]

  【【背景技術】】

  液壓系統油液中的磨損微粒不但可以使運動副產生磨粒磨損而且可以使運動副的相對運動受阻而導致控制部件動作失靈。國內外的資料統計表明,液壓機械70%故障源自油液的顆粒污染。因此,對油液中的磨損微粒進行在線監測已成為減少磨損及液壓系統故障的重要途徑之一。

  [0003]電容傳感器因其制作方便、成本低廉而被應用于機器油液的污染監測。專利文獻I(中國發明專利授權公告號CN101435788B)公開了一種基于介電常數測量的在線油液監測傳感器及其系統,該發明的傳感器包括支座及其固定在內部的三根極柱,三根極柱構成了差動式圓柱電容,能監測傳感器電容值的微小變化,從而反推油液介電常數的微小變化,進而實現對油液污染度的實施監測。該監測方法中的傳感器極柱浸入到油液中,造成了油液流態的改變,影響了測量精度;油液在傳感器極柱表面會形成沉積油膜,不僅造成測量精度下降,同時還帶來傳感器清洗問題。

  [0004]文獻2(趙新澤等,武漢水利電力大學(宜昌)學報,1999(3))公開了一種油液污染監測用電容傳感器探頭,該探頭由一圓筒玻璃管與緊貼該管外壁的兩半圓形電極組成,其實質為平行板電容傳感器。該電容傳感器激勵極板與接收極板間距受液壓管道直徑約束,由于液壓管道直徑相對較大,該傳感器靈敏度不夠理想。

  [0005]因此,為解決上述技術問題,確有必要提供一種創新的采用吸附和相鄰電容的磨損微粒在線監測方法,以克服現有技術中的所述缺陷。

  [0006]

  【

  【發明內容】

  】

  為解決上述技術問題,本發明的目的在于提供一種采用吸附和相鄰電容的磨損微粒在線監測方法,其采用非侵入的測量方式、對被測量的無約束性、監測信號強且靈敏度高、低成本、環境適應性強。

  [0007]為實現上述目的,本發明采取的技術方案為:一種采用吸附和相鄰電容的磨損微粒在線監測方法,其采用一種磨損微粒在線監測設備,該設備包括溫控模塊、磁化模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊以及消磁模塊;其中,所述溫控模塊、磁化模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊和消磁模塊依次連接;所述溫控模塊的一端設有油液入口 ;所述消磁模塊的一端設有油液出口,其由剩磁傳感器和消磁器組成;

  其包括如下步驟:

  1),液壓管路中的油液攜帶磨損微粒通過溫控模塊,通過溫控模塊控制油液溫度恒定在 42°C;

  2),磁化模塊將油液中攜帶的磨損微粒的強力磁化,使微米級的磨損微粒聚合成磁性大顆粒;

  3),吸附模塊吸附經磁化模塊磁化后的磁化聚合大微粒;

  4),通過相鄰電容微粒監測模塊在線監測液壓管路中磨損微粒狀況;

  5),消磁模塊7給磁化顆粒消磁。

  [0008]本發明的采用吸附和相鄰電容的磨損微粒在線監測方法進一步為:所述溫控模塊包括加熱器、冷卻器和溫度傳感器;所述加熱器采用帶溫度檢測的重慶金鴻的潤滑油加熱器;所述冷卻器選用表面蒸發式空冷器,冷卻器的翅片管選KLM型翅片管;溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器。

  [0009]本發明的采用吸附和相鄰電容的磨損微粒在線監測方法進一步為:所述磁化裝置包括鋁質管道、若干繞組、鐵質外殼、法蘭以及若干磁化電流輸出模塊;其中,所述若干繞組分別繞在鋁質管道外,各繞組由正繞組和逆繞組組成,正繞組和逆繞組內的電流大小相等;所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上;所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端;每一磁化電流輸出模塊連接至一繞組。

  [0010]本發明的采用吸附和相鄰電容的磨損微粒在線監測方法進一步為:所述吸附模塊采用同極相鄰型吸附環;所述同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管以及鐵質導磁帽;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點。

  [0011]本發明的采用吸附和相鄰電容的磨損微粒在線監測方法進一步為:所述吸附模塊采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環;所述帶電擊錘的同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、電擊錘以及電磁鐵;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點;所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述電擊錘和電磁鐵位于隔板之間;所述電磁鐵連接并能推動電擊錘,使電擊錘敲擊鋁質環形管道內壁。

  [0012]本發明的采用吸附和相鄰電容的磨損微粒在線監測方法進一步為:所述相鄰電容微粒監測模塊包括有機玻璃內壁、接地屏蔽層、接收極板、激勵極板以及外壁;其中,所述機玻璃內壁、接地屏蔽層和外壁呈管狀結構,并依次自內而外設置;所述機玻璃內壁的厚度為0.5mm,介電常數為2.5;所述接地屏蔽層的介電常數為1.5-2.5,厚度為外壁厚度的I到2倍;所述接收極板、激勵極板嵌設在接地屏蔽層上,并位于機玻璃內壁外側;所述接收極板、激勵極板均采用皮亞諾曲線結構極板層,兩者之間設有隔離層;所述隔離層的寬度為有機玻璃內壁厚度的0.8-1倍。

  [0013]本發明的采用吸附和相鄰電容的磨損微粒在線監測方法還為:其包括一ECU,所述剩磁傳感器、消磁器、加熱器、冷卻器、溫度傳感器、磁化電流輸出模塊、吸附模塊和相鄰電容微粒監測模塊均電性連接至E⑶上。

  [0014]與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:

  1.本發明的多對正逆線圈結構的磁化模塊,線圈電流可在線數字設定,以產生磁化需要的非均勻磁場,使油液中的磨損微粒強力磁化并聚合成大顆粒,同時使膠質顆粒分解消融并抑制氣泡生長;通過吸附模塊捕獲管壁表面磁化顆粒。

  [0015]2.在液壓管路磨損微粒監測裝置中引入基于電容邊緣效應的相鄰電容傳感器,通過將磨損微粒磁化聚合成大顆粒,增加管壁表面油液的介電常數,極大提高了傳感器輸出信號強度并巧妙解決了信號強度和穿透深度指標沖突的矛盾。

  [0016]3.在極板層設計中引入了有效邊緣長且結構復雜的皮亞諾曲線結構。該皮亞諾曲線結構極板層中,激勵極板、接收極板和隔離極板組成的曲線能遍歷正方形極板層中所有的點,得到一條充滿整個正方形極板層空間的曲線。在極板層面積固定的情況下,該結構具有最長有效邊緣、最大極板面積和最復雜結構,以此來獲得最佳信號強度。

  [0017]4.溫控模塊、磁化模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊相結合的液壓管路磨損微粒監測技術路線,既保證了監測可靠性,同時又使得監測系統的整體性能最優。

  [0018]

  【【附圖說明】】

  圖1是本發明的采用吸附和相鄰電容的磨損微粒在線監測方法的結構示意圖。

  [0019]圖2是圖1中的磁化模塊的結構圖。

  [0020]圖3是圖2中的磁化線圈的結構圖。

  [0021]圖4是圖2中的磁化電流輸出模塊的結構圖。

  [0022]圖5是圖1中的吸附裝置為同極相鄰型吸附環的結構示意圖。

  [0023]圖6是圖1中的吸附裝置為帶電擊錘的同極相鄰型吸附環的結構示意圖。

  [0024]圖7-1是圖1中的相鄰電容微粒監測模塊的徑向半剖圖。

  [0025]圖7-2是圖1中的相鄰電容微粒監測模塊的橫向剖面圖。

  [0026]圖7_3是圖7_1中的接收極板和激勵極板的不意圖。

  [0027]圖7-4是圖7-3中A處的局部放大圖。

  [0028]圖8是E⑶的連接示意圖。

  [0029]

  【【具體實施方式】】

  請參閱說明書附圖1至附圖8所示,本發明為一種采用吸附和相鄰電容的磨損微粒在線監測方法,其由溫控模塊1、磁化模塊2、吸附模塊5、相鄰電容微粒監測模塊6、消磁模塊7以及ECUlO等幾部分組成。其中,所述溫控模塊1、磁化模塊2、吸附模塊5、相鄰電容微粒監測模塊6和消磁模塊7依次連接。

  [0030]所述溫控模塊I的一端設有油液入口8,用于將液壓油輸人裝置,其由加熱器、冷卻器和溫度傳感器組成。該溫控模塊I主要目的是為磁化裝置提供最佳的磁化溫度約42°C。同時,溫度作為最主要的環境噪聲,不同的溫度會導致液壓管路中的油液介電常數發生顯著變化,保持溫度恒定即可避免相鄰電容傳感器受溫度噪聲的影響。

  [0031]所述加熱器為電加熱器,可采用本身帶溫度檢測的重慶金鴻的潤滑油加熱器。冷卻器可選用表面蒸發式空冷器,兼有水冷和空冷的優點,散熱效果好,采用光管,流體阻力小;冷卻器翅片類型為高翅,翅片管選KLM型翅片管,傳熱性能好,接觸熱阻小,翅片與管子接觸面積大,貼合緊密,牢固,承受冷熱急變能力佳,翅片根部抗大氣腐蝕性能高;空冷器的管排數最優為8 ο溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器。

  [0032]所述磁化裝置2能將油液中攜帶的磨損微粒的強力磁化,并使微米級的磨損微粒聚合成大顆粒,可提高相鄰電容傳感器的輸出信號強度。同時,由電磁學理論可知,磁場強度越大,對鐵磁性顆粒的吸引力也就越大,大尺寸的鐵微粒移動速度比小尺寸的鐵微??斓枚?,將磨損微粒聚合成大顆粒也便于后續分離。

  [0033]油液中攜帶的膠質顆粒和氣泡的介電常數和液壓油以及磨損顆粒的介電常數都不相同,為了避免對后面的相鄰電容傳感器監測造成影響,需要設計非均勻磁場分解或去除膠質顆粒和氣泡。

  [0034]根據磁場使分子取向排列論,當油液流過磁場時,磁場對油液中的膠質顆粒的運動會產生一定的影響,使得膠質顆粒在管路中作有序流動,減少了膠質顆粒的相互連接,從而起到分離膠質顆粒的降粘作用。同時,磁化的顆粒之間存在著內聚力,此力限制了氣泡的形成和長大。無氣泡時油液中的磁力線分布均勻,處于磁穩狀態。當油液中有氣泡時,氣泡局部的磁力線發生彎由,彎曲的磁力線有恢復成原來均勻、平行、穩定狀態的趨勢,因而產生指向氣泡中心的磁張力,此力能限制氣泡的長大。

  [0035]但磁場太強或太弱都很難取得好的磁處理效果。當磁感應強度在某一值附近時,磁處理具有最佳效果。同樣,溫度太高和太低降粘效果都不好。液壓油中的膠質顆粒的分解降粘需要一定的溫度和磁場強度,典型值為磁場強度在200mT左右,溫度約42°C。設計非均勻磁場時要考慮到磁場的邊緣效應所造成的影響,磁感應強度應設計為在油液流入的一端較強,而在油液流出的一端較弱,滿足油液流出端,降低磁場、減輕邊緣效應影響的要求,同時保證在油液的流入端的磁化效果。

  [0036]本發明的磁化裝置由鋁質管道21、若干繞組22、鐵質外殼23、法蘭24以及若干磁化電流輸出模塊25組成。其中,所述鋁質管道21使油液從其中流過而受到磁化處理,且鋁的磁導率很低,可以使管道21中獲得較高的磁場強度。

  [0037]所述若干繞組22分別繞在鋁質管道21外,由直徑為1.0mm左右的銅絲涂覆絕緣漆制成。各繞組22都是相互獨立設置的,分別由相應的磁化電流輸出模塊25控制,其中電流根據系統需要各不相同。由于每圈繞組22相互獨立,其引出端會造成該線圈組成的電流環不是真正的“圓”,而是有個缺口,這會造成鋁質管道21內磁場的徑向分布不均勻,從而影響磁化效果。為解決此問題,本創作的每圈繞組22都由正繞組26和逆繞組27組成,目的是為了產生同極性方向的磁場并同時彌補缺口造成的磁場不均衡。正繞組和逆繞組內的電流大小相等。在鋁質管道21軸線方向上排列有多對正逆繞組,通過不同的電流,用以形成前述要求的非均勾磁場。

  [0038]所述鐵質外殼23包覆于鋁質管道21上,鐵質的材料會屏蔽掉大部分的磁通。所述法蘭24焊接在鋁質管道21的兩端。

  [0039]每一磁化電流輸出模塊25連接至一繞組22,并由ECUlO控制,其利用數字電位計具有和ECUlO實時通訊并實時修改阻值的特點,實現非均勻磁場的實時控制。所述磁化電流輸出模塊25使用的數字電位計為AD5206,具有6通道的輸出,可以和ECU之間實現單總線數據傳輸。ECU通過單總線實現對磁化繞組的多塊磁化電流輸出模塊的電流設定和恒定輸出。運放AD8601和MOS管2N7002通過負反饋實現了高精度的電壓跟隨輸出。恒定大電流輸出采用了德州儀器(TI)的高電壓、大電流的運放OPA 549。

  [0040]所述吸附模塊5用于吸附經磁化裝置2磁化后的磁化聚合大微粒。請參閱說明書附圖5所示,所述吸附模塊5采用同極相鄰型吸附環時,該同極相鄰型吸附環由鋁質環形管道51、正向螺線管52、反向螺線管53以及鐵質導磁帽54等部件組成。其中,所述正向螺線管52和反向螺線管53分別布置于鋁質環形管道51內并由ECUlO控制,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管52和反向螺線管53相鄰處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽54布置于鋁質環形管道51的內壁上,其位于正向螺線管52和反向螺線管53相鄰處、以及正向螺線管52和反向螺線管53軸線的中間點。

  [0041]所述同極相鄰型吸附環的設計原理如下:吸附環內部有多個帶鐵芯的通電螺線管,相鄰的螺線管線圈通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極。同時,正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線中間點的吸附環內壁處設有鐵質導磁帽,呈條狀和吸附環軸線平行,吸附環的外殼為順磁性鋁質外管壁,這種設置有利于改善磁路,加大吸附環內壁處的磁場強度,增強對顆粒的捕獲吸附能力。各螺線管電流由ECU直接控制,可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,以獲得最佳吸附性能。吸附完成后,ECU控制電磁鐵斷電,順磁性鋁質管道失去磁性,附著在管道內壁上磁性聚合大顆粒隨油液沿管壁進入相鄰電容微粒監測模塊。

  [0042]進一步的,所述吸附裝置5也可采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環,該帶電擊錘的同極相鄰型吸附環由鋁質環形管道51、正向螺線管52、反向螺線管53、鐵質導磁帽54、隔板55、電擊錘56以及電磁鐵57等部件組成。其中,所述正向螺線管52和反向螺線管53分別布置于鋁質環形管道51內并由ECUlO控制,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管52和反向螺線管53相鄰處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽54布置于鋁質環形管道51的內壁上,其位于正向螺線管52和反向螺線管53相鄰處、以及正向螺線管52和反向螺線管53軸線的中間點。所述電擊錘56和電磁鐵57位于隔板55之間。所述電磁鐵57連接并能推動電擊錘56,使電擊錘56敲擊鋁質環形管道52內壁。所述ECUlO電性連接并控制正向螺線管52、反向螺線管53和電磁鐵57。

  [0043]所述帶電擊錘的同極相鄰型吸附環的設計原理如下:吸附環內部有多個帶鐵芯的通電螺線管,相鄰的螺線管線圈通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極。同時,正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線中間點的吸附環內壁處設有鐵質導磁帽,呈條狀和吸附環軸線平行,吸附環的外殼為順磁性鋁質外管壁,這種設置有利于改善磁路,加大吸附環內壁處的磁場強度,增強對顆粒的捕獲吸附能力。各螺線管電流由ECU直接控制,可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,以獲得最佳吸附性能。相鄰螺線管之間還設有由電磁鐵控制的電錘,兩端通過隔板和螺線管磁隔離。這一電擊錘的設置用于防止顆粒在鐵質導磁帽處大量堆積,影響吸附效果。此時,通過電磁鐵控制電錘敲擊吸附環的內壁,使得被吸附的顆粒向兩側分散開。同時,在清洗吸附環時,電擊錘的敲擊還可以提高清洗效果。吸附完成后,通過電磁鐵控制電錘敲擊吸附環的內壁,使得被吸附的顆粒向兩側分散開,隨后ECU控制電磁鐵斷電,順磁性鋁質管道失去磁性,附著在管道內壁上磁性聚合大顆粒隨油液沿管壁進入相鄰電容微粒監測模塊。

  [0044]請參閱說明書附圖7-1至附圖7-4所示,所述相鄰電容微粒監測模塊6在線監測液壓管路中磨損微粒狀況。所述相鄰電容微粒監測模塊6由有機玻璃內壁61、接地屏蔽層62、接收極板63、激勵極板64以及外壁65等幾部分組成。其中,所述機玻璃內壁61、接地屏蔽層62和外壁65呈管狀結構,并依次自內而外設置。

  [0045]所述機玻璃內壁61的厚度為0.5mm,介電常數為2.5(液壓油的介電常數約2.1左右),和液壓油的介電常數接近,因此邊緣電容為固定值;當有機玻璃內壁表面堆滿磁化顆粒時,磁化顆粒、液壓油與有機玻璃內壁形成混合電介質,對傳感器邊緣電容共同作用,磁化顆粒的介電常數通常大于10,是液壓油和有機玻璃內壁的介電常數的數倍,足夠引起電容傳感器邊緣電容的明顯變化,因此可利用相鄰電容傳感器電容值的變化,從而反推油液介電常數的微小變化,進而實現對磨損微粒的實施監測。

  [0046]基于電容邊緣效應的相鄰電容傳感器性能主要取決于穿透深度(電場線的穿透深度)、信號強度(電容值的大小)以及噪聲抑制、測量靈敏度(對電壓變化或電場變化的靈敏度)和傳感器的測量動態范圍?,F有的相鄰電容傳感器測量得到的電容值很微弱,通常為PF級甚至更小,對金屬微粒等低介電常數的介質的測量效果則更差,因此提升傳感器輸出信號強度尤為關鍵。同時,信號強度和穿透深度兩個指標是相互沖突的,這也是該傳感器性能提升難點。

  [0047]相鄰電容傳感器信號強度與傳感器極板面積,極板間距,以及傳感器與待測物體間的距離,待測物的介電常數都有著很大的關系。經磁化聚合、離心和吸附處理的磨損微粒在有機玻璃內壁表面聚集,顆粒數量的增加導致油液介電常數的增大,顆粒聚合帶來的粒徑增大也使得油液介電常數的增大,同時磁化也有增加介電常數的功能,三者同時作用,大大加強了信號強度;而又由于顆粒緊貼有機玻璃內壁表面,對穿透深度要求幾乎為零,也解決了指標沖關冋題。

  [0048]由于相鄰電容傳感器輸出信號強度非常微弱,噪聲對測量結果的影響顯著。通常噪聲主要來源于兩方面,傳感器自身的噪聲和環境噪聲。為此設計了接地屏蔽層來降低傳感器自身噪聲,接地屏蔽層62的介電常數為1.5-2.5,屏蔽層厚度為相鄰電容傳感器外壁65厚度的I到2倍之間為佳,以保證測量靈敏度。

  [0049]所述接收極板63、激勵極板64嵌設在接地屏蔽層62上,并位于機玻璃內壁61外側,兩者之間形成間隙磁場66,用于檢測聚合顆粒67。所述接收極板63、激勵極板64均采用有效邊緣長且結構復雜的皮亞諾曲線結構極板層。該皮亞諾曲線結構極板層中,激勵極板63、接收極板64組成的曲線能遍歷正方形極板層中所有的點,得到一條充滿整個正方形極板層空間的曲線。在極板層面積固定的情況下,該結構具有最長有效邊緣、最大極板面積和最復雜結構,增加了有效極板面積與極板邊緣,增加了傳感器邊緣電容值,降低了對外部接口電路靈敏度的要求。由此可獲得最佳信號強度,傳感器激勵極板與接收極板采用弧形邊緣也避免了極板拐角處的高靈敏性與不穩定性。進一步的,所述接收極板63、激勵極板64兩者之間設有隔離層69;所述隔離層69的寬度為有機玻璃內壁厚度的0.8-1倍,其能有效的將接收極板63、激勵極板64隔離。

  [0050]所述消磁模塊7的一端設有油液出口9,其由剩磁傳感器和消磁器組成。由于磁滯現象的存在,當鐵磁材料磁化到飽和狀態后,即使撤消外加磁場,材料中的磁感應強度仍回不到零點,需要外加磁場消磁。為了防止磁化微粒進入液壓回路,對污染敏感液壓元件造成損傷,所述消磁模塊7根據消磁器出口處剩磁傳感器的檢測值控制消磁器的消磁強度。此處采用的消磁方法為電磁退磁,方法是通過加一適當的反向磁場,使得材料中的磁感應強度重新回到零點,且磁場強度或電流必須按順序反轉和逐步降低。

  [0051]請參閱說明書附圖8所示,所述磨損微粒在線監測裝置進一步包括所述ECU10,其可選擇Microchip公司的PIC16F877。所述剩磁傳感器、消磁器、加熱器、冷卻器、溫度傳感器、磁化電流輸出模塊25、吸附模塊5、相鄰電容微粒監測模塊6均電性連接至ECU上,并受ECU控制。

  [0052]采用上述磨損微粒在線監測設備對液壓有中的磨損微粒監測包括如下方法:

  1),液壓管路中的油液攜帶磨損微粒通過溫控模塊I,通過溫控模塊I控制油液溫度恒定在42°c;

  2),磁化模塊2將油液中攜帶的磨損微粒的強力磁化,使微米級的磨損微粒聚合成磁性大顆粒;

  3),吸附模塊5吸附經磁化模塊2磁化后的磁化聚合大微粒;

  4),通過相鄰電容微粒監測模塊6在線監測液壓管路中磨損微粒狀況;

  5),消磁模塊7給磁化顆粒消磁,防止磁化微粒進入液壓回路,對污染敏感液壓元件造成損傷。

  [0053]以上的【具體實施方式】僅為本創作的較佳實施例,并不用以限制本創作,凡在本創作的精神及原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本創作的保護范圍之內。

  【主權項】

  1.一種采用吸附和相鄰電容的磨損微粒在線監測方法,其特征在于:其采用一種磨損微粒在線監測設備,該設備包括溫控模塊、磁化模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊以及消磁模塊;其中,所述溫控模塊、磁化模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊和消磁模塊依次連接;所述溫控模塊的一端設有油液入口 ;所述消磁模塊的一端設有油液出口,其由剩磁傳感器和消磁器組成; 其包括如下步驟: 1),液壓管路中的油液攜帶磨損微粒通過溫控模塊,通過溫控模塊控制油液溫度恒定在 42°C; 2),磁化模塊將油液中攜帶的磨損微粒的強力磁化,使微米級的磨損微粒聚合成磁性大顆粒; 3),吸附模塊吸附經磁化模塊磁化后的磁化聚合大微粒; 4),通過相鄰電容微粒監測模塊在線監測液壓管路中磨損微粒狀況; 5 ),消磁模塊7給磁化顆粒消磁。2.如權利要求1所述的采用吸附和相鄰電容的磨損微粒在線監測方法,其特征在于:所述溫控模塊包括加熱器、冷卻器和溫度傳感器;所述加熱器采用帶溫度檢測的重慶金鴻的潤滑油加熱器;所述冷卻器選用表面蒸發式空冷器,冷卻器的翅片管選KLM型翅片管;溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器。3.如權利要求1所述的采用吸附和相鄰電容的磨損微粒在線監測方法,其特征在于:所述磁化裝置包括鋁質管道、若干繞組、鐵質外殼、法蘭以及若干磁化電流輸出模塊;其中,所述若干繞組分別繞在鋁質管道外,各繞組由正繞組和逆繞組組成,正繞組和逆繞組內的電流大小相等;所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上;所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端;每一磁化電流輸出模塊連接至一繞組。4.如權利要求3所述的采用吸附和相鄰電容的磨損微粒在線監測方法,其特征在于:所述吸附模塊采用同極相鄰型吸附環;所述同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管以及鐵質導磁帽;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點。5.如權利要求3所述的采用吸附和相鄰電容的磨損微粒在線監測方法,其特征在于:所述吸附模塊采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環;所述帶電擊錘的同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、電擊錘以及電磁鐵;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點;所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述電擊錘和電磁鐵位于隔板之間;所述電磁鐵連接并能推動電擊錘,使電擊錘敲擊鋁質環形管道內壁。6.如權利要求1所述的采用吸附和相鄰電容的磨損微粒在線監測方法,其特征在于:所述相鄰電容微粒監測裝置包括有機玻璃內壁、接地屏蔽層、接收極板、激勵極板以及外壁;其中,所述機玻璃內壁、接地屏蔽層和外壁呈管狀結構,并依次自內而外設置;所述機玻璃內壁的厚度為0.5mm,介電常數為2.5;所述接地屏蔽層的介電常數為1.5-2.5,厚度為外壁厚度的I到2倍;所述接收極板、激勵極板嵌設在接地屏蔽層上,并位于機玻璃內壁外側;所述接收極板、激勵極板均采用皮亞諾曲線結構極板層,兩者之間設有隔離層;所述隔離層的寬度為有機玻璃內壁厚度的0.8-1倍。7.如權利要求1所述的采用吸附和相鄰電容的磨損微粒在線監測方法,其特征在于:其進一步包括一 E⑶,所述剩磁傳感器、消磁器、加熱器、冷卻器、溫度傳感器、磁化電流輸出模塊、吸附模塊和相鄰電容微粒監測模塊均電性連接至ECU上。

  【文檔編號】F15B21/04GK105909614SQ201610312311

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年5月12日

  【發明人】張國云

  【申請人】張國云

  一種采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾方法

  【專利摘要】本發明涉及一種采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾方法,其通過U型微粒分離模塊實現固體微粒的分離,使油液中的固體微粒向管壁運動,在U型微粒分離模塊出口處,富含固體微粒的管壁附近的油液通過回油筒進油管進入回油筒后回流到油箱,含微量小粒徑微粒的管道中心的油液通過內筒進油管進入內筒進行高精度過濾,提高了濾芯的使用壽命,降低了濾波成本和復雜度;進入內筒進油管的油液以切向進流的方式流入內筒的螺旋流道,內筒壁為濾芯,則濾液在離心力的作用下緊貼濾芯流動,濾液平行于濾芯的表面快速流動,過濾后的液壓油則垂直于濾芯表面方向流出到外筒;沉積在內筒底部的污染顆粒通過電控止回閥排出到回油筒,提高濾芯使用壽命。

  【專利說明】一種采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾方法

  [0001]

  【技術領域】

  本發明涉及一種液壓油過濾方法,具體涉及一種采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾方法,屬于液壓設備技術領域。

  [0002]

  【【背景技術】】

  國內外的資料統計表明,液壓系統的故障大約有70%~85%是由于油液污染引起的。固體顆粒則是油液污染中最普遍、危害作用最大的污染物。由固體顆粒污染物引起的液壓系統故障占總污染故障的70 %。在液壓系統油液中的顆粒污染物中,金屬磨肩占比在20 %?70%之間。采取有效措施濾除油液中的固體顆粒污染物,是液壓系統污染控制的關鍵,也是系統安全運行的可靠保證。

  [0003]過濾器是液壓系統濾除固體顆粒污染物的關鍵元件。液壓油中的固體顆粒污染物,除油箱可沉淀一部分較大顆粒外,主要靠濾油裝置來濾除。尤其是高壓過濾裝置,主要用來過濾流向控制閥和液壓缸的液壓油,以保護這類抗污染能力差的液壓元件,因此對液壓油的清潔度要求更高。

  [0004]然而,現有的液壓系統使用的高壓過濾器存在以下不足:(I)各類液壓元件對油液的清潔度要求各不相同,油液中的固體微粒的粒徑大小亦各不相同,為此需要在液壓系統的不同位置安裝多個不同類型濾波器,由此帶來了成本和安裝復雜度的問題;(2)液壓系統中的過濾器主要采用濾餅過濾方式,過濾時濾液垂直于過濾元件表面流動,被截流的固體微粒形成濾餅并逐漸增厚,過濾速度也隨之逐漸下降直至濾液停止流出,降低了過濾元件的使用壽命。

  [0005]因此,為解決上述技術問題,確有必要提供一種創新的采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾方法,以克服現有技術中的所述缺陷。

  [0006]

  【

  【發明內容】

  】

  為解決上述技術問題,本發明的目的在于提供一種過濾性能好,適應性和集成性高,使用壽命長的采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾方法。

  [0007]為實現上述目的,本發明采取的技術方案為:一種采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾方法,其采用一種過濾器,該過濾器包括底板、U型微粒分離模塊、回油筒、內筒、螺旋流道、濾芯、外桶以及端蓋;其中,所述U型微粒分離模塊、回油筒、外桶依次置于底板上;所述U型微粒分離模塊上設有一液壓油進口,其包括一U型管,U型管上依次安裝有溫控模塊、磁化模塊、第一吸附模塊、旋轉磁場離心模塊、第二吸附模塊以及消磁模塊;所述U型微粒分離模塊和回油筒的上方通過一回油筒進油管連接;所述內筒置于外桶內,其通過一頂板以及若干螺栓安裝于端蓋上;所述螺旋流道收容于內筒內,其和U型微粒分離模塊之間通過一內筒進油管連接;所述內筒進油管位于回油筒進油管內,并延伸入U型微粒分離模塊的中央,其直徑小于回油筒進油管直徑,且和回油筒進油管同軸設置;所述濾芯設置在內筒的內壁上;所述外桶的底部設有一液壓油出油口; 其包括如下步驟:

  1),回流液壓油進入U型微粒分離模塊的溫控模塊,通過溫控模塊調節油溫到最佳的磁化溫度40-50°C,之后進入磁化模塊;

  2),通過磁化模塊對回油進行磁化,使微米級的金屬顆粒聚合成大顆粒,之后送至第一吸附模塊;

  3),通過第一吸附模塊吸附回油中的磁性聚合微粒,之后回油送至旋轉磁場離心模塊;

  4),旋轉磁場離心模塊利用旋轉磁場分離未吸附的磁化微粒,之后回油送至第二吸附豐旲塊;

  5),第二吸附模塊二次吸附回油中的磁性聚合微粒;

  6),通過消磁模塊消除磁性微粒磁性;

  6),之后U型微粒分離模塊管壁附近的油液通過回油筒進油管進入回油筒后回流到油箱,而含微量小粒徑微粒的管道中心的油液則通過內筒進油管進入內筒進行高精度過濾;

  7),攜帶小粒徑微粒的油液以切向進流的方式流入內筒的螺旋流道,油液在離心力的作用下緊貼濾芯流動,并進行高精度過濾;

  8),高精度過濾后的油液排入外筒,并通過外筒底部的液壓油出油口排出。

  [0008]本發明的采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾方法進一步為:所述溫控模塊包括加熱器、冷卻器和溫度傳感器;所述加熱器采用帶溫度檢測的重慶金鴻的潤滑油加熱器;所述冷卻器選用表面蒸發式空冷器,冷卻器的翅片管選KLM型翅片管;溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器。

  [0009]本發明的采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾方法進一步為:所述磁化模塊包括鋁質管道、若干繞組、鐵質外殼、法蘭以及若干磁化電流輸出模塊;其中,所述若干繞組分別繞在鋁質管道外,各繞組由正繞組和逆繞組組成;所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上;所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端;每一磁化電流輸出模塊連接至一繞組。

  [0010]本發明的采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾方法進一步為:所述第一吸附模塊和第二吸附模塊均采用同極相鄰型吸附環,該同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管以及鐵質導磁帽;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點。

  [0011]本發明的采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾方法進一步為:所述第一吸附模塊和第二吸附模塊均采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環,該帶電擊錘的同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、電擊錘以及電磁鐵;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點;所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述電擊錘和電磁鐵位于隔板之間;所述電磁鐵連接并能推動電擊錘,使電擊錘敲擊鋁質環形管道內壁。

  [0012]本發明的采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾方法進一步為:所述旋轉磁場離心模塊包括鋁質管道、鐵質外殼、三相對稱繞組、法蘭以及三相對稱電流模塊;所述三相對稱繞組繞在鋁質管道外;所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上;所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端;所述三相對稱電流模塊連接所述三相對稱繞組。

  [0013]本發明的采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾方法進一步為:所述回油筒的底部設有一溢流閥,該溢流閥底部設有一電控調節螺絲;所述溢流閥上設有一排油口,該排油口通過管道連接至一油箱。

  [0014]本發明的采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾方法進一步為:所述內筒的底部呈倒圓臺狀,其通過一內筒排油管和回油筒連接,內筒排油管上設有一電控止回閥。

  [0015]本發明的采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾方法進一步為:所述內筒的中央豎直設有一空心圓柱,空心圓柱的上方設有壓差指示器,該壓差指示器安裝于端蓋上;所述內筒進油管和螺旋流道相切連接。

  [0016]本發明的采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾方法還為:所述濾芯的精度為1-5微米。

  [0017]與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:

  1.液壓油在U型微粒分離模塊中實現固體微粒的分離,使油液中的固體微粒向管壁運動,在U型微粒分離模塊出口處,富含固體微粒的管壁附近的油液通過回油筒進油管進入回油筒后回流到油箱,而僅含微量小粒徑微粒的管道中心的油液則通過內筒進油管進入內筒進行高精度過濾,提高了濾芯的使用壽命,降低了濾波成本和復雜度;進入內筒進油管的油液以切向進流的方式流入內筒的螺旋流道,內筒壁為濾芯,則濾液在離心力的作用下緊貼濾芯流動,濾液平行于濾芯的表面快速流動,過濾后的液壓油則垂直于濾芯表面方向流出到外筒,這種十字流過濾方式對濾芯表面的微粒實施掃流作用,抑制了濾餅厚度的增加,沉積在內筒底部的污染顆??啥〞r通過電控止回閥排出到回油筒,從而提高濾芯使用壽命。

  [0018]2.通過控制液壓油的溫度和磁場強度,使油液中的顆粒強力磁化聚集成大顆粒,并促使膠質顆粒分解消融;通過吸附模塊形成高效吸附;利用旋轉磁場將油液中的微小顆?!胺蛛x”并聚集到管壁附近,用吸附裝置捕獲微小顆粒;通過消磁裝置對殘余顆粒消磁避免危害液壓元件,從而使油液中固體微粒聚集成大顆粒運動到管壁附近。

  [0019]3.磁化需要的非均勻磁場的產生,需要多對正逆線圈對并通過不同大小的電流,且電流數值可在線數字設定。

  [0020]

  【【附圖說明】】

  圖1是本發明的采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾器的結構示意圖。

  [0021]圖2是圖1中的U型微粒分離模塊的示意圖。

  [0022]圖3是圖2中的磁化模塊的結構示意圖。

  [0023]圖4是圖3中的繞組的結構示意圖。

  [0024]圖5是圖3中的磁化電流輸出模塊的電路圖。

  [0025]圖6是圖2的第一吸附模塊(第二吸附模塊)為同極相鄰型吸附環的結構示意圖。

  [0026]圖7是圖2中的第一吸附模塊(第二吸附模塊)為帶電擊錘的同極相鄰型吸附環的結構示意圖。

  [0027]圖8是圖2中的旋轉磁場離心模塊的結構示意圖。

  [0028]

  【【具體實施方式】】

  請參閱說明書附圖1至附圖8所示,本發明為一種采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾器,其由底板6、U型微粒分離模塊3、回油筒7、內筒15、螺旋流道17、濾芯18、外桶19以及端蓋25等幾部分組成。

  [0029]其中,所述U型微粒分離模塊2、回油筒7、外桶19依次置于底板6上。所述U型微粒分離模塊3上設有一用于通入液壓油的液壓油進口 I,其包括一U型管31,U型管31上依次安裝有溫控模塊32、磁化模塊33、第一吸附模塊34、旋轉磁場離心模塊36、第二吸附模塊37以及消磁模塊35。

  [0030]所述溫控模塊32主要目的是為磁化模塊33提供最佳的磁化溫度40_50°C,同時還兼具油液降粘的作用,其包括加熱器、冷卻器和溫度傳感器。所述加熱器采用帶溫度檢測的重慶金鴻的潤滑油加熱器。所述冷卻器可選用表面蒸發式空冷器,兼有水冷和空冷的優點,散熱效果好,采用光管,流體阻力小;冷卻器翅片類型為高翅,翅片管選KLM型翅片管,傳熱性能好,接觸熱阻小,翅片與管子接觸面積大,貼合緊密,牢固,承受冷熱急變能力佳,翅片根部抗大氣腐蝕性能高;空冷器的管排數最優為8。所述溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器。

  [0031]所述磁化模塊33實現金屬顆粒的強力磁化,并使微米級的金屬顆粒聚合成大顆粒,便于后續吸附分離。同時磁化模塊32還需要提供非均勻磁場,對液壓油中的膠質顆粒進行磁化分解,使膠質微粒分解為更小粒徑尺寸的微粒,減輕污染。

  [0032]所述磁化模塊33由鋁質管道331、若干繞組332、鐵質外殼333、法蘭334以及若干磁化電流輸出模塊335組成。其中,所述鋁質管道331使油液從其中流過而受到磁化處理,且鋁的磁導率很低,可以使管道331中獲得較高的磁場強度。

  [0033]所述若干繞組332分別繞在鋁質管道331外,由直徑為1.0mm左右的銅絲涂覆絕緣漆制成。各繞組332都是相互獨立設置的,分別由相應的磁化電流輸出模塊335控制,其中電流根據系統需要各不相同。由于每圈繞組332相互獨立,其引出端會造成該線圈組成的電流環不是真正的“圓”,而是有個缺口,這會造成鋁質管道331內磁場的徑向分布不均勻,從而影響磁化效果。為解決此問題,本創作的每圈繞組332都由正繞組336和逆繞組337組成,目的是為了產生同極性方向的磁場并同時彌補缺口造成的磁場不均衡。正繞組和逆繞組內的電流大小相等。在鋁質管道331軸線方向上排列有多對正逆繞組,通過不同的電流,用以形成前述要求的非均勻磁場。

  [0034]所述鐵質外殼333包覆于鋁質管道331上,鐵質的材料會屏蔽掉大部分的磁通。所述法蘭334焊接在鋁質管道331的兩端,并通過法蘭法蘭334在U型管20中。

  [0035]每一磁化電流輸出模塊335連接至一繞組332,其利用數字電位計實時修改阻值的特點,實現非均勻磁場的實時控制。所述磁化電流輸出模塊335的電路原理圖可參見附圖5,其使用的數字電位計為AD5206,具有6通道的輸。運放AD8601和MOS管2N7002通過負反饋實現了高精度的電壓跟隨輸出。恒定大電流輸出采用了德州儀器(TI)的高電壓、大電流的運放OPA 549。

  [0036]所述第一吸附模塊34用于吸附經磁化模塊33磁化后的磁性聚合大微粒,其可采用同極相鄰型吸附環,該同極相鄰型吸附環由鋁質環形管道341、正向螺線管342、反向螺線管343以及鐵質導磁帽344等部件組成。其中,所述正向螺線管342和反向螺線管343分別布置于鋁質環形管道341,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管342和反向螺線管343相鄰處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽344布置于鋁質環形管道341的內壁上,其位于正向螺線管342和反向螺線管343相鄰處、以及正向螺線管342和反向螺線管343軸線的中間點。

  [0037]所述同極相鄰型吸附環的設計原理如下:通電正向螺線管342、反向螺線管343,相鄰的正向螺線管342、反向螺線管343通有方向相反的電流,使得正向螺線管342、反向螺線管343相鄰處產生同性磁極;同時,鋁質環形管道341能夠改善磁路,加大管道內壁處的磁場強度,增強鐵質導磁帽344對顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管342、反向螺線管343電流可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,以獲得最佳吸附性能。

  [0038]進一步的,所述第一吸附模塊34也可采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環,該帶電擊錘的同極相鄰型吸附環由鋁質環形管道341、正向螺線管342、反向螺線管343、鐵質導磁帽344、隔板345、電擊錘346以及電磁鐵347等部件組成。其中,所述正向螺線管342和反向螺線管343分別布置于鋁質環形管道341,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管342和反向螺線管343相鄰處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽344布置于鋁質環形管道341的內壁上,其位于正向螺線管342和反向螺線管343相鄰處、以及正向螺線管342和反向螺線管343軸線的中間點。所述電擊錘346和電磁鐵347位于隔板345之間。所述電磁鐵347連接并能推動電擊錘346,使電擊錘346敲擊招質環形管道342內壁。

  [0039]所述帶電擊錘的同極相鄰型吸附環的設計原理如下:通電正向螺線管342、反向螺線管343,相鄰的正向螺線管342、反向螺線管343通有方向相反的電流,使得正向螺線管342、反向螺線管343相鄰處產生同性磁極;同時,鋁質環形管道341能夠改善磁路,加大管道內壁處的磁場強度,增強鐵質導磁帽344對顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管342、反向螺線管343電流可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化,以獲得最佳吸附性能。而通過電擊錘346的設置,防止顆粒在鐵質導磁帽344處大量堆積,影響吸附效果。此時,通過電磁鐵347控制電擊錘346敲擊管道341的內壁,使得被吸附的顆粒向兩側分散開。同時,在清洗管道341時,電擊錘346的敲擊還可以提高清洗效果。

  [0040]所述第一吸附模塊34設計成U型,在油液進入U型吸附管道時,顆粒在重力、離心力的作用下,向一側管壁移動,在加上磁場力作用,徑向移動速度加快,顆粒吸附的效率得以提高;在油液離開U型吸附管道上升時,重力和磁場力的合力使得顆粒沿斜向下的方向運動,延長了顆粒受力時間,提高了顆粒吸附的效率。

  [0041]所述旋轉磁場離心模塊36利用旋轉磁場離心未被第一吸附裝置34吸附的微小磁化顆粒,其由鋁質管道361、鐵質外殼362、三相對稱繞組363、法蘭364以及三相對稱電流模塊365組成。所述三相對稱繞組363繞在鋁質管道361外。所述鐵質外殼362包覆于鋁質管道361上。所述法蘭364焊接在鋁質管道361的兩端。所述三相對稱電流模塊365連接所述三相對稱繞組363。

  [0042]所述旋轉磁場離心模塊36的工作原理如下:未被吸附的微小磁化顆粒進入旋轉磁場離心模塊36,三相對稱電流模塊365使三相對稱繞組363中流過三相對稱電流,該電流在鋁質管道361內產生旋轉磁場,磁化顆粒在旋轉磁場作用下受到磁場力的作用,并在該力的作用下以螺旋狀前進,同時向管壁運動。因此,調節磁場強度即可使油液中的顆粒從油液中“分離”出來,聚集在鋁質管道361管壁附近,便于后續吸附捕獲。

  [0043]所述第二吸附裝置37和所述第一吸附裝置34結構相同,功能和作用機理亦相同,其能進一步吸附經旋轉磁場離心模塊36分離的顆粒。

  [0044]所述消磁模塊35給磁化顆粒消磁,防止殘余磁性微粒通過回油筒進油管進入液壓回路,對污染敏感液壓元件造成損傷。

  [0045]所述U型微粒分離模塊3和回油筒7的上方通過一回油筒進油管22連接;通過U型微粒分離模塊3處理后,U型管31管壁附近的油液富含聚合顆粒,通過回油筒進油管22進入回油筒7后回流到油箱。

  [0046]所述回油筒7的底部設有一溢流閥8,該溢流閥8底部設有一電控調節螺絲9;所述溢流閥8上設有一排油口 10,該排油口 10通過管道20連接至一油箱11。

  [0047]所述內筒15置于外桶19內,其通過一頂板13以及若干螺栓21安裝于端蓋25上。所述螺旋流道17收容于內筒15內,其和U型微粒分離模塊3之間通過一內筒進油管12連接,具體的說,所述內筒進油管12和螺旋流道17相切連接。U型管31管道中心的油液僅含微量小粒徑微粒,通過內筒進油管12進入內筒15實現高精度過濾,從而實現固體微粒分離。進一步的,所述內筒進油管12位于回油筒進油管22內,并延伸入U型微粒分離模塊3的中央,其直徑小于回油筒進油管22直徑,且和回油筒進油管22同軸設置。

  [0048]進一步的,所述內筒15的底部呈倒圓臺狀,其通過一內筒排油管23和回油筒7連接,內筒排油管23上設有一電控止回閥24。所述內筒15的中央豎直設有一空心圓柱16,空心圓柱16的上方設有壓差指示器14,該壓差指示器14安裝于端蓋25上。

  [0049]所述濾芯18設置在內筒15的內壁上,其精度為1-5微米。

  [0050]所述外桶19的底部設有一液壓油出油口 5,通過液壓油出油口 5將過濾好的液壓油排出。

  [0051 ]在本發明中,由于U型微粒分離模塊3對油液內固體微粒分離聚合作用,在U型微粒分離模塊3出口處的油液中,中心的油液僅含微量小粒徑微粒,該部分油液從內筒進油管12流入到內筒15進行高精度過濾;而管壁附近的油液富含聚合顆粒,該部分油液通過回油筒進油管22進入回油筒7,再經溢流閥8的排油口 10流回油箱11,從而實現固體微粒按顆粒粒徑分流濾波。此處,回油筒7和溢流閥8起到了前述的粗濾作用,從而節省了過濾器個數,降低了系統成本和復雜度。溢流閥8的電控調節螺絲9用于調節溢流壓力,將其壓力調整到略低于過濾出口處壓力,以保證內筒15過濾流量。

  [0052]另外,傳統的過濾器主要采用濾餅過濾方式,過濾時濾液垂直于過濾元件表面流動,被截流的固體微粒形成濾餅并逐漸增厚,過濾速度也隨之逐漸下降,直至濾液停止流出,降低了過濾元件的使用壽命。在本本發明中,來自內筒進油管12攜帶小粒徑微粒的濾液以切向進流的方式流入內筒15的螺旋流道17,螺旋通道17側面的內筒15壁為高精度濾芯18,濾液在離心力的作用下緊貼濾芯18表面,濾液平行于濾芯18的表面快速流動,過濾后的液壓油則垂直于濾芯18表面方向流出到外筒19,這兩個流動的方向互相垂直交錯,故稱其為十字流過濾。濾液的快速流動對聚集在濾芯18表面的微粒施加了剪切掃流作用,從而抑制了濾餅厚度的增加,使得過濾速度近乎恒定,過濾壓力也不會隨時間的流逝而升高,濾芯的使用壽命因而大幅度提高。隨著過濾時間的累積,沉積在內筒15倒圓臺底部的污染顆粒逐步增加,過濾速度緩慢下降,內筒15內未過濾的濾液沿中心的空心圓筒16上升,此時,壓差指示器14起作用,監控其壓力變化,亦即內筒15底部濾芯18的堵塞情況,若超過閾值,則調節電控調節螺絲9降低溢流壓力,并同時打開止回閥24,使內筒15底部含較多污染顆粒的濾液在壓差作用下通過內筒排油管23排出到回油筒7,避免了底部濾芯18堵塞狀況惡化,從而延長了濾芯18使用壽命。

  [0053]采用上述濾油器對回流液壓有處理的工藝步驟如下:

  1),回流液壓油進入U型微粒分離模塊3的溫控模塊32,通過溫控模塊32調節油溫到最佳的磁化溫度40-50 °C,之后進入磁化模塊33 ;

  2),通過磁化模塊33對回油進行磁化,使微米級的金屬顆粒聚合成大顆粒,之后送至第一吸附模塊34;

  3),通過第一吸附模塊34吸附回油中的磁性聚合微粒,之后回油送至旋轉磁場離心模塊36;

  4),旋轉磁場離心模塊36利用旋轉磁場分離未吸附的磁化微粒,之后回油送至第二吸附模塊37;

  5),第二吸附模塊37二次吸附回油中的磁性聚合微粒;

  6),通過消磁模塊35消除磁性微粒磁性;

  6),之后U型微粒分離模塊3管壁附近的油液通過回油筒進油管22進入回油筒7后回流到油箱,而含微量小粒徑微粒的管道中心的油液則通過內筒進油管12進入內筒15進行高精度過濾;

  7),攜帶小粒徑微粒的油液以切向進流的方式流入內筒15的螺旋流道17,油液在離心力的作用下緊貼濾芯流動,并進行高精度過濾;

  8),高精度過濾后的油液排入外筒19,并通過外筒19底部的液壓油出油口 5排出。

  [0054]以上的【具體實施方式】僅為本創作的較佳實施例,并不用以限制本創作,凡在本創作的精神及原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本創作的保護范圍之內。

  【主權項】

  1.一種采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾方法,其特征在于:其采用一種過濾器,該過濾器包括底板、U型微粒分離模塊、回油筒、內筒、螺旋流道、濾芯、外桶以及端蓋;其中,所述U型微粒分離模塊、回油筒、外桶依次置于底板上;所述U型微粒分離模塊上設有一液壓油進口,其包括一U型管,U型管上依次安裝有溫控模塊、磁化模塊、第一吸附模塊、旋轉磁場離心模塊、第二吸附模塊以及消磁模塊;所述U型微粒分離模塊和回油筒的上方通過一回油筒進油管連接;所述內筒置于外桶內,其通過一頂板以及若干螺栓安裝于端蓋上;所述螺旋流道收容于內筒內,其和U型微粒分離模塊之間通過一內筒進油管連接;所述內筒進油管位于回油筒進油管內,并延伸入U型微粒分離模塊的中央,其直徑小于回油筒進油管直徑,且和回油筒進油管同軸設置;所述濾芯設置在內筒的內壁上;所述外桶的底部設有一液壓油出油口; 其包括如下步驟: 1),回流液壓油進入U型微粒分離模塊的溫控模塊,通過溫控模塊調節油溫到最佳的磁化溫度40-50°C,之后進入磁化模塊; 2),通過磁化模塊對回油進行磁化,使微米級的金屬顆粒聚合成大顆粒,之后送至第一吸附模塊; 3),通過第一吸附模塊吸附回油中的磁性聚合微粒,之后回油送至旋轉磁場離心模塊; 4),旋轉磁場離心模塊利用旋轉磁場分離未吸附的磁化微粒,之后回油送至第二吸附豐旲塊; 5),第二吸附模塊二次吸附回油中的磁性聚合微粒; 6),通過消磁模塊消除磁性微粒磁性; 6),之后U型微粒分離模塊管壁附近的油液通過回油筒進油管進入回油筒后回流到油箱,而含微量小粒徑微粒的管道中心的油液則通過內筒進油管進入內筒進行高精度過濾; 7),攜帶小粒徑微粒的油液以切向進流的方式流入內筒的螺旋流道,油液在離心力的作用下緊貼濾芯流動,并進行高精度過濾; 8),高精度過濾后的油液排入外筒,并通過外筒底部的液壓油出油口排出。2.如權利要求1所述的采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾方法,其特征在于:所述溫控模塊包括加熱器、冷卻器和溫度傳感器;所述加熱器采用帶溫度檢測的重慶金鴻的潤滑油加熱器;所述冷卻器選用表面蒸發式空冷器,冷卻器的翅片管選KLM型翅片管;溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器。3.如權利要求1所述的采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾方法,其特征在于:所述磁化模塊包括鋁質管道、若干繞組、鐵質外殼、法蘭以及若干磁化電流輸出模塊;其中,所述若干繞組分別繞在鋁質管道外,各繞組由正繞組和逆繞組組成;所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上;所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端;每一磁化電流輸出模塊連接至一繞組。4.如權利要求1所述的采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾方法,其特征在于:所述第一吸附模塊和第二吸附模塊均采用同極相鄰型吸附環,該同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管以及鐵質導磁帽;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點。5.如權利要求1所述的采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾方法,其特征在于:所述第一吸附模塊和第二吸附模塊均采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環,該帶電擊錘的同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、電擊錘以及電磁鐵;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內,兩者通有方向相反的電流,使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極;所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上,其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點;所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間;所述電擊錘和電磁鐵位于隔板之間;所述電磁鐵連接并能推動電擊錘,使電擊錘敲擊鋁質環形管道內壁。6.權利要求1所述的采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾方法,其特征在于:所述旋轉磁場離心模塊包括鋁質管道、鐵質外殼、三相對稱繞組、法蘭以及三相對稱電流模塊;所述三相對稱繞組繞在鋁質管道外;所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上;所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端;所述三相對稱電流模塊連接所述三相對稱繞組。7.權利要求1所述的采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾方法,其特征在于:所述回油筒的底部設有一溢流閥,該溢流閥底部設有一電控調節螺絲;所述溢流閥上設有一排油口,該排油口通過管道連接至一油箱。8.權利要求1所述的采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾方法,其特征在于:所述內筒的底部呈倒圓臺狀,其通過一內筒排油管和回油筒連接,內筒排油管上設有一電控止回閥。9.權利要求1所述的采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾方法,其特征在于:所述內筒的中央豎直設有一空心圓柱,空心圓柱的上方設有壓差指示器,該壓差指示器安裝于端蓋上;所述內筒進油管和螺旋流道相切連接。10.如權利要求1所述的采用磁化、吸附和旋轉磁場的液壓系統用過濾方法,其特征在于:所述濾芯的精度為1-5微米。

  【文檔編號】F15B21/04GK105909615SQ201610312386

  【公開日】2016年8月31日

  【申請日】2016年5月12日

  【發明人】張國云

  【申請人】張國云

  一種采用抑波、起電、分離和吸附的過濾裝置的制造方法

  【專利摘要】本發明涉及一種采用抑波、起電、分離和吸附的過濾裝置,其濾波器、U型微粒分離模塊、回油筒、外桶依次置于底板上;濾波器和U型微粒分離模塊連接,其采用工況自適應抑波濾波器;U型微粒分離模塊包括一U型管,U型管上依次安裝有起電模塊、分離模塊、吸附模塊和消磁模塊;U型微粒分離模塊和回油筒的上方通過一回油筒進油管連接;內筒置于外桶內,其通過一頂板以及若干螺栓安裝于端蓋上;螺旋流道收容于內筒內,其和U型微粒分離模塊之間通過內筒進油管連接;內筒進油管位于回油筒進油管內,并延伸入U型微粒分離模塊的中央;濾芯設置在內筒的內壁上。本發明具有過濾性能好,適應性和集成性高,使用壽命長等諸多優點。

  【專利說明】-種采用抑波、