CN101460747A - 流体系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于泵回路(10)、特别是液压的高压泵回路的流体系统，具有一功能块(12)，在其壳体内分布引导流体的路径，至少部分阀元件(32，46)可连接在它们上面。由此，一过滤装置(46)可用其过滤器壳体(56)这样与功能块(12)连接，使至少一个过滤元件(70)容纳在功能块(12)的安装空腔(72)内，过滤装置至少部分是流体系统功能块的内置的组成部分。

Description

流体系统
技术领域
本发明涉及一种用于泵回路、特别是液压高压泵回路的流体系统，具有一功能块，引导流体的路径在其壳体内延伸，至少部分阀元件可连接在所述路径上。
背景技术
由DE 19934574C2已知一种这一类型的流体系统，具有用于气体和/或液体的流动路径，具有棱柱体形的功能以及结构单元，它们具有作为引导流体的路径的流道，并在端面上具有用于相邻功能单元和结构单元的连接孔。此外可以设置一安装板，用来固定所述的功能和结构单元。所述单元具有一底面，它由一具有标准边长的正方形组成，或由多个这种正方形组合而成。为了建立由块状的功能和结构单元及阀元件组成的模块式结构系统，所述单元在其底面和安装板上具有成相应图案的用于规定的固定可能性的孔，其中结构单元在相应的固定位置以其侧面相互贴合，连接孔在相应的阀块内作为单元被环形凹槽包围，在凹槽内分别设置至少一个密封圈，它密封地贴合在凹槽的壁上。
用已知流体系统制造一种模块式系统，用它可以解决多个流体任务，其中采用阀元件来控制引导流体的路径，如换向阀、限压阀、节流阀等等，但是也存在其它可能性，连接传感器和其余的显示器，例如压力表等等。
但是如果已知功能块应该和其他流体元件共同作用，例如液压泵、冷却器、换热器、过滤单元等等，上述附加的元件单独地通过在已知功能块上额外的孔连接，这导致在结构大型构造的方案，另一方面由于比较长的流体输送路径造成热不集中性，这可能对上述流体系统的效率产生不利影响。
发明内容
从这种现有技术出发本发明的目的是，将已知流体系统进一步改进如下，使得对于采用过滤元件作为附加流体元件只需较小的安装空间，使得特别是在出现不同的运行温度范围时得到效率的进一步改善。上述目的在其总体上用具有权利要求1特征的流体系统实现。
由于按权利要求1特征部分，过滤装置可以以其过滤器壳体和功能块这样连接，使至少一个过滤元件安装在功能块的安装空间内，过滤装置至少部分是流体系统功能块内置的组成部分。这造成结构做得小的流体系统，其中其各个元件紧凑地集中在带有阀元件的功能块区域内。此外因为对于功能块可以取消用来连接相应过滤元件的附加孔，从热运行条件来看达到对于本发明流体系统平衡的运行状态，为此功能块做得比较厚的壁件可能对此是有利的。因为此外缩短了对于流体可能的转向路径，就此而言也改善本发明流体系统的效率。
在本发明流体系统一种特别优选的实施形式中，设置了采用多个过滤元件的过滤装置，它们是可以沿双向流通的，用以过滤或回流清洗，其中一个过滤元件在过滤位置进行过滤，至少另一个过滤元件可在一回流清洗位置进行回流清洗，以清洗其有效过滤面。因此对于流体系统可以自动运行，其中可通过污染的自动检测进行回流清洗过程。这里采用一带电机的回转装置，其中相应的过滤元件可依次回转到其过滤位置和回流清洗位置。
本发明的具有其主要元件，带阀元件的功能块和所用的过滤装置的流体系统，在用在所谓的高压泵回路时证明是特别有利的，其中在流体系统的流体出口上连接一高压泵，这里流体系统确保，只有高度清洁过的流体才供给高压泵继续输送，以便对于液压回路保证无摩擦的泵吸过程。事实表明，此外已经是极小的污物已经可能是足够的，特别是在特殊设计的高压泵中对其功能造成损害。
附图说明
下面借助于一个实施例按照附图详细说明本发明的流体系统，这里以原理性的不按比例的视图示出：
图1以液压线路图的形式示出本发明的流体系统用于所谓的液压高压泵回路，
图2示出不带连接的高压泵的流体系统的俯视透视图，
图3示出按图2的流体系统的纵剖视。
具体实施方式
图1示出一用于泵回路10、特别是液压高压泵回路形式的泵回路的流体系统。上述泵回路10具有一总体用12表示的功能块，它在按图1的液压线路图中用点划线框形象地表示。所述功能块12具有一泵入口14及一泵出口16形式的连接部位。这样连接在连接部位上的高压泵18连同其驱动电机20一起画出，在其他方面它设计成一种抽吸泵。其次功能块12具有一流体出口22，在它上面连接一未详细画出的需要液压介质的工作机械，它又以其流体出口连接在功能块12的流体入口14上。此外存在一输出接头26，它例如可以通向所述工作机械的未详细画出的切屑输送机。上述应用仅仅是举例性的，代替工作机械也可以是其他液压负载，例如形式为液压传动箱、可液压控制的升降机、叉车的液压马达等等。代替高压泵18也可以出现一低压泵，或者功能块12按其他关系连接在液压回路内，例如一液压换热器或冷却循环回路内。
但是在所述情况下在通向工作机械的引导流体的路径内除一个高压开关30外还连接两个两位两通高压换向阀32，34，其中在换向阀32的输入端由于安全性的原因设置一限压阀36，其输出端通入一回流清洗管38。两位两通换向阀32在输出端通过一可调的节流阀40同样连接在回流清洗管38上，使得对于流体可通过节流阀40实现完全无压力的循环。一从工作机械的流体入口到功能块12的泵入口14的相应流体管道用作另一条导流路径42。在路径42内与流体入口24相邻地同样连接一这次作为低压开关的压力开关44，后面向入口14方向连接一过滤装置46，其污染程度可通过一电动压差开关48检测，它安装在通向过滤装置46的路径42的一旁路管道内。如果在一种优选实施形式中过滤装置46设计成回流清洗过滤装置，如在所述情况下那样，那么在过滤装置46上连接回流清洗管38，它可通过回流清洗阀50关断。此外可通过传感器、例如压力计52测出流体回路的系统值，例如流体压力。
通过所述两位两通换向阀32，34可以给机器供给流体，在所示的阀32，34的关闭状态下，高压泵18通过节流阀40将流体回输给功能块12的输出接头26，因此高压泵18可以设计成具有恒定输送功率的定量泵，在未详细画出的工作机械相应的需求时，所述换向阀32，34按分散的规定时间间隔开启。因此也存在这样的可能性，即确保恒定的过滤运行，其中来自流体入口24的流体借助于过滤装置46过滤，通过泵48输送到液压回路内，并通过输出接头26重新从功能块12中输出。如果过滤装置46设计成回流清洗过滤器，那么可以手工起动上述回流清洗过程；但是优选考虑自动回流清洗运行，它采用一用于各个过滤元件的回转装置，它可借助于一电机54控制，这在后面还要详细说明。但是在最简单的结构情况下过滤装置46可以只有一个过滤元件，它在被污染的状态下可以用新的过滤元件更换。
图2以一透视的侧视图示出功能块12，可以看到，在图2中示出了在图1中提到的元件的结构方案。如按图2的视图所示，整个功能块12连同内置过滤装置46以一个长方体形式结构做得很小，按照按图1的视图的泵回路10的所有元件可以显而易见节省位置地集成在功能块12内。
在功能块12壳体内部，导流路径、特别是路径28和42连同其支路管道最好这样在内部相互连接，使得形成一种由导流管道的横列和纵列组成的矩阵结构，它具有内置在功能块12内的用来安装已经提到过的相应的阀元件的位置固定器，通过上述位置固定器方案，除了矩阵式连接结构外通过相应的连接管道使它可以完成极其大量的系统任务，其中根据对位置固定器希望的功能的不同还可以安装其他阀元件。使用过的基本系统也可以以液压的组合构件的方式在现场方便地改装，其中在迄今为止采用的阀元件的部位也可以采用其他阀元件。特别是在出现较大的流量和压力时也可以在现场达到系统的匹配。除了常用的控制阀和换向阀外也可以采用限压阀、单向阀或其他可控的控制阀作为用于位置固定器的阀元件，这样构成的功能块12也可以集成在其他液压功能系统中，例如在一未详细画出的移动式液压系统的油箱单元内。
在图3中所示的过滤装置46做成一种回流清洗式过滤装置，并具有一圆柱形壳体件56作为过滤器壳体。上述过滤器壳体件56沿向图3的观察方向看，安装在功能块12的顶面上，并通过一阶梯形的凸台58嵌入功能块12相应的壳体件内。壳体件56通过法兰体60向外加宽，使它在其底面上具有一用于未画出的密封圈的安装槽，用该密封圈使壳体件56内部相对于外界密封。因此壳体件56通过相应的连接螺钉62(参见图2)与功能块12的壳体可拆卸地连接。为了过滤装置46的流体供应，功能块12的壳体具有一通向流体入口24的流体通道64，以及通入回流清洗管38的另一流体通道66，其包括回流阀50，该回流阀50按照按图3的视图做成拧入筒形式的且装入功能块12中。此外图3的左半部分上示出功能块12的泵入口14，它通过流体连接管68通入功能块的内部以及通入过滤装置46壳体件56的内部。
向上圆锥形收缩的过滤元件70装入过滤装置46中，在圆锥形过滤元件70的部位处也可以出现至少局部圆柱形的过滤元件(未画出)。所述尤其是由所谓的条缝筛管过滤元件组成的圆锥形过滤元件70沿一圆柱形圆弧线相互离开一定距离设置在过滤器壳体件56以及功能块12对应的壳体件内。为了安装单个过滤元件70，功能块12配备一杯形孔72，其界壁与壳体件56的内壁对齐。
按图3的带过滤元件70的结构这样选择，以便能够进行回流清洗；但是在结构简单的功能块中也存在这样的可能性，即在功能性12内仅仅这样内置单独一个过滤元件，使它沿其轴向长度看大致一半装在功能块12内，特别是杯形孔72内，另一半从底面伸入壳体件56内部。用这种方式方法过滤装置46可以以非常紧凑的方式局部用其功能元件内置在功能块12内，此外因此也借助于功能块12的壁部分，使过滤元件70免受机械损坏，因为功能块12在过滤元件70的安装区内配备比较厚的壁厚。在热工技术方面也达到有效过滤元件可靠的嵌合，这促使在过滤时功率损失的减小，特别是如果待过滤介质在使用温度方面非常不同的话。
在按图3所选择的结构中，除所示的两个过滤元件70外沿观察方向看并在径向离所述的两个过滤元件70相同的距离处还设置另一对过滤元件70，其中一个突出于图纸平面，另一个位于图纸平面后面。也就是说，相对于过滤装置46的纵轴74设置相互径向布置的总共四个过滤元件70，它们相对于纵轴74相互面对面成对设置。这里也可以考虑其他构形。沿向图3的观察方向看右面的过滤元件70位于另一个流体通道66的上方，就此而言它借助于位于壳体件56内的滤液进行回流清洗。这里滤液从外向内穿过所回流清洗的过滤元件，通过回流清洗液清洗的污物通过另一条流体通道66及打开的回流清洗阀50到达功能块12的输出接头26，然后脏的回流清洗液例如可以输送给一未详细画出的工作机械的切屑输送机。
其他三个过滤元件70以其相应的底面环形地连接在流体通道64上，滤液通过它从工作机械通过流体入口24输送给过滤装置46。因此通过单个过滤元件70从内向外进行过滤，滤液通过流体连接管68到达按图1的未详细画出的高压泵18。因为上述高压泵可以实现非常高的抽吸功率。按照本发明保证，流体连接管68在圆锥形过滤元件70下部的根部区域内伸出，使它们可以克服相对于强的流体流相应的阻力。即使在对于各个过滤元件70加宽的根部支承区域内，也进行特别高程度的有效过滤，这又对流体系统总的能量运行起有利作用。
借助于回转装置76可以使各个过滤元件70依次从其过滤位置转到回流清洗位置并重新回到过滤位置，其中对于各个过滤元件70的旋转运动既可以顺时针也可以逆时针进行。回转装置76本身具有一用于在末端支承各个过滤元件70的支承件78，其中支承件78借助于电机54绕回转轴80可旋转地安装在过滤器壳体56内。上述回转轴线80基本上与过滤装置46的纵轴74重合。
支承件78具有两个相互面对面的末端件82，84，各个过滤元件70在它们之间延伸，其中下末端件84具有用于流体输送的通道口，上末端件82对外亦即在壳体件56内部流体密封地封闭。如果将壳体件56从功能块12上取下，便可以通过上末端件82将过滤元件70从功能块12中拔出，更换新的元件。
过滤装置46的马达54可以是一电动机；但是优选做成一种气动马达的形式。上述气动马达的特征是，其轴颈形的输出件根据气动马达活塞件的抽吸运动进行交替的往复运动，上述往复运动可借助于一个超越离合器88转变成沿过滤装置46回转轴80驱动方向的恒定的驱动运动。上述用于气动马达的超越离合器装置是公知的，因此在这里不再详细说明。但是用所述驱动方案可以使作为驱动装置的气动马达54的交替往复运动借助于回转装置76转变成用于过滤元件70的旋转相应90°的回转运动，以便依次地始终有一个过渡元件70在回流清洗位置进行清洗，而用其他三个过滤元件保持正常的过滤工作，也就是说对于过滤元件70相应的回流清洗过程可以几乎以连续的时间间隔进行；但是也存在这样的可能性，即通过例如借助于电动的压差开关48的对过滤元件70的压差测量分别自动地确定，什么时候它对于回流清洗是合适的。
由于各个过滤元件70的圆锥形结构加上壳体件56的空腔造型已经得到证实，上述结构在过滤运行中对于节能特别有利，因为在正常过滤运行中流过过滤元件70时由壳体56的壳体件的阻力形成的流动阻力显著减小。由于上述结构还造成基本上层流的流动特性，这有助于降低在正常过滤运行时的流动阻力，并确保可以直接减少在与高压泵18的流体连接管68处的过滤量。
已经提到过的和优先采用的条缝筛管-过滤元件具有向过滤装置纵轴74方向倾斜的支承杆，以便在留出可由流体流过的缝隙的情况下将铁丝绕成各个圈，其中在铁丝与支承杆的每个接触部位区域内设置一焊点。用于流体自由流通的缝隙尺寸，亦即两条缝隙之间的距离，防止污物流过，如果颗粒尺寸大于上述缝隙宽度的话。但是卡在缝隙内的污物可以通过所述的回流清洗可靠地从过滤装置中去除。然后这样清洗过的过滤元件70从回流清洗位置退回到过滤位置，并可以在那里直接用来继续过滤。
为了过滤元件70稳固的支承采用这样的结构，即回转轴80在末端既在功能块12内又在过滤装置46的过滤器壳体56上壁部区域内导引。因此在气动马达54中出现的振动既通过壳体件56又通过回转轴80可靠地传到功能块12的基础结构内。这有助于减小有害的振动分量。过滤元件70相对于回转轴80密封安装的同轴结构在这方面也确保功能可靠的运行，其中过滤元件70整体移动到所示的回流清洗位置。

Claims (10)

1.用于泵回路(10)、特别是液压高压泵回路的流体系统，具有一功能块(12)，在该功能块的壳体内分布引导流体的路径(28，42)，并且阀元件(32，34，36)至少部分可连接在所述路径上，其特征为：一过滤装置(46)可以以其过滤器壳体(56)这样与功能块(12)连接，使得至少一个过滤元件(70)容纳在功能块(12)的安装空腔(72)内。
2.按权利要求1的流体系统，其特征为：设置采用多个过滤元件(70)的过滤装置(46)，所述过滤元件可双向流通，以用于过滤或回流清洗，其中一个过滤元件(70)在一过滤位置进行过滤，并且至少另一个过滤元件(70)可以在一回流清洗位置进行回流清洗，以清洗其有效过滤面。
3.按权利要求1或2的流体系统，其特征为：相应的过滤元件(70)以其轴向结构长度的大约一半容纳在功能块(12)的安装空腔(72)内，构成过滤器入口和过滤器出口的引导流体的路径(64，68)内置在功能块(12)内。
4.按权利要求1至3之任一项的流体系统，其特征为：相应的过滤元件(70)借助于一回转装置(76)可从其过滤位置回转到其回流清洗位置并又重新回到过滤位置，回转装置(76)具有用于支承过滤元件(70)的支承件(78)，该过滤元件借助一驱动装置(54)绕回转轴(80)可旋转地安装在过滤器壳体(56)内。
5.按权利要求1至4之任一项的流体系统，其特征为：过滤装置(46)的过滤器壳体(56)套装到功能块(12)上，并且大约容纳相应过滤元件(70)安装长度的上半部分。
6.按权利要求4或5的流体系统，其特征为：驱动装置(54)借助于一超越离合器装置(88)作用到回转装置(76)的回转轴(80)上，各个过滤元件(70)绕回转轴同轴地设置，并且其在末端在过滤器壳体(56)和功能块(12)内可旋转地导引。
7.按权利要求6的流体系统，其特征为：驱动装置(54)以其驱动装置壳体套装到超越离合器装置(88)的壳体上，所述超越离合器装置的壳体又套装在过滤器壳体(56)上。
8.按权利要求1至7之任一项的流体系统，其特征为：相应的过滤元件(70)设计成圆锥形的缝筛管-过滤元件。
9.按权利要求1至8之任一项的流体系统，其特征为：功能块(12)除了阀元件如换向阀(32，34)和限压阀(36)之外具有压力开关(30，44)以及至少一个压力计(52)。
10.按权利要求1至9之任一项的流体系统，其特下为：液压泵、特别是高压泵(18)引导流体地从外部可连接到功能块(12)上。
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