CN101561076B - 润滑剂分配系统监控方法及采用该方法的润滑剂分配系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种润滑系统的监控方法及采用该方法的润滑系统，当压力控制阀的控制流体压力或其压力变化与设置在润滑系统中润滑剂供应源下游的压力控制阀的压力特性相匹配时，压力控制阀动作；根据润滑剂的流向，在所述压力控制阀的上游设置流量传感器，用来采集流过的润滑剂流量值；在所述压力控制阀的控制流体的通路上设置压力传感器I，用来采集控制流体的压力值；将采集到的润滑剂流量值和控制流体压力值传送给智能控制器；智能控制器中存储有比较判断程序，并判断润滑点是否出现堵塞及确定堵塞润滑点的位置。本发明不需要在分配器上设置检测元件、油路连接口少又能指出堵塞润滑点具体位置，实现了润滑点故障位置的智能检测。

Description

润滑剂分配系统监控方法及采用该方法的润滑剂分配系统 

技术领域

本发明涉及一种润滑剂分配系统的监控方法，尤其是一种可指出润滑剂分配系统中堵塞的润滑点位置或堵塞润滑点所在的分配器位置，却不需要在分配器上设置检测元件的监控方法，并涉及使用该方法的润滑剂分配系统。 

背景技术

目前，钢厂连铸机广泛采用的是双线式润滑方法。其优点是：每个工作段只有两个油路连接口；各润滑点相互独立，一个润滑点的堵塞不影响其它润滑点。其缺点是：无法知道哪个润滑点堵了；分配器的指示杆处的动密封易老化漏油。如果在双线分配器的每一个指示杆处安装行程开关等检测元件的话，双线式润滑方法能监控哪个指示杆不动了，从而判断哪个润滑点堵了，但是由于连铸机工作段处的温度高、湿度大，目前没有合适的检测元件和检测电路。 

连铸机还采用包括多个电磁阀和单线递进式分配器的润滑方法，其电磁阀连接在主油管和单线递进式分配器的入口之间，单线递进式分配器的出口连接到润滑点，单线递进式分配器多采用六出口的。由于电磁阀及其控制电路同样不宜安装到连铸机的工作段上，这种润滑方式的连接口设在电磁阀的出口和单线递进式分配器的入口之间，因此，此种润滑剂分配系统的连接口的个数就是电磁阀的个数。这种润滑方法的优点是：可以知道哪个单线递进式分配器堵了。其缺点是：一个润滑点堵塞往往影响到同一个单线递进式分配器的所有六个润滑点；每个工作段的油路连接口太多，以90个润滑点的扇形段为例，需要90÷6＝15个油路连接口。 

目前还没有不需要在分配器上设置检测元件、油路连接口少、又能指出堵塞润滑点具体位置的监控方法和润滑剂分配系统。 

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、减少油路连接又能够确定堵塞润滑点具体位置、确定润滑点油量的监控方法，并提供采用该方法的润滑剂分配系统。 

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 

本发明中的润滑剂分配系统监控方法，当压力控制阀的控制流体压力或其压力变化与设置在润滑系统中润滑剂供应源下游的压力控制阀的压力特性相匹配时，压力控制阀动作；根据润滑剂的流向，在所述压力控制阀的上游设置流量传感器，用来采集流过的润滑剂流量值；在所述压力控制阀的控制流体的通路上设置压力传感器I，用来采集控制流体的压力值；将采集到的润滑剂流量 值和控制流体压力值传送给智能控制器；智能控制器中存储有比较判断程序，所述的比较判断程序将实时采集到的流量、压力值与智能控制器中存储的或计算出的流量、压力值相比较，判断润滑点是否出现堵塞及确定堵塞润滑点的位置。 

根据润滑剂的流向，在所述压力控制阀的上游设置压力传感器II检测润滑剂的压力，将采集到的润滑剂压力值传送给智能控制器，智能控制器根据润滑剂的压力判断润滑剂供应源是否故障；所述的智能控制器根据实时采集到的流量、压力值计算润滑点或分配器的给油量。 

上述的润滑剂分配系统监控方法还具有以下特征： 

a.所述的压力控制阀的控制流体为润滑剂本身； 

b.所述的压力控制阀是二位二通通断阀，所述压力控制阀在其控制流体的压力值大于压力控制阀的额定压力值时，压力控制阀打开，反之，控制流体的压力值小于压力控制阀的额定压力值时，压力控制阀关闭； 

c.在所述的压力控制阀中，至少有两个的额定压力值不同； 

d.所述的压力控制阀还与分配器相连接，所述的分配器具有其入口压力从低到高变化时，只有定量的润滑剂从分配器中排出，定量的润滑剂从分配器中排出后，压力保持在高压不变或继续升压时也没有润滑剂再排出的特性。 

上述的压力控制阀还可以为多位多通换向阀，该多位多通换向阀具有至少两个额定压力值，且所述多位多通换向阀的换向位置由控制流体的压力值确定。 

上述的压力控制阀还可以为多稳态位多通换向阀，该多稳态位多通换向阀具有至少两个稳态位置；当压力控制阀的控制流体压力值保持不变时，多稳态位多通换向阀处于其中一个稳态位置，压力控制阀控制流体压力值的上升过程或下降过程，可以将该多稳态位多通换向阀触发到另一个稳态位置；所述的多稳态位多通换向阀的多个稳态循环交替采用圆圈循环法或摆动循环法。 

上述的压力控制阀还与分配器相连接，这样可以增加系统所润滑的润滑点数，降低整个系统的成本；分配器具有其入口压力从低到高变化时，只有定量的润滑剂从分配器中排出，定量的润滑剂从分配器中排出后，压力保持在高压不变或继续升压时也没有润滑剂再排出。 

本发明中的润滑剂分配系统，它包括油泵站、压力控制阀、智能控制器、流量传感器和压力传感器I，上述的油泵站与智能控制器相连接；在润滑系统中润滑剂供应源的下游设置压力控制阀，在压力控制阀的上游设置流量传感器，在压力控制阀的控制流体的通道上设置压力传感器I，且流量传感器和压力传感器I均与智能控制器电气连接，上述的智能控制器是一种根据流量传感器和 压力传感器I的测量值判断润滑点是否堵塞并确定堵塞点位置的智能控制器；所述的油泵站通过流量传感器与压力控制阀相连接；压力控制阀与润滑点连接。 

根据润滑剂的流向，在压力控制阀的上游设置压力传感器II检测润滑剂的压力，将采集到的润滑剂压力值传送给智能控制器，智能控制器根据润滑剂的压力判断润滑剂供应源是否故障；上述的智能控制器根据实时采集到的流量、压力值计算润滑点或分配器的给油量。 

上述的压力控制阀还与分配器相连接，可以增加系统所润滑的润滑点数，降低整个系统的成本。 

上述的润滑剂分配系统可以增加单线容积式分配器，此时压力控制阀为至少两个具有不同额定压力值的二位二通压力控制通断阀，与压力控制阀相连接的分配器为至少一个单线容积式分配器；单线容积式分配器的上游设置流量传感器和压力传感器I，油泵站通过流量传感器与分配器相连。 

上述的润滑剂分配系统可以增加双线分配器，此时压力控制阀为至少两个具有不同额定压力值的二位二通压力控制通断阀，与压力控制阀相连接的分配器为至少一个双线分配器；油泵站与换向装置相连接，换向装置的一个输出端与流量传感器相连接，并通过流量传感器与双线分配器的一个输入端相连接；上述换向装置的另一个输出端直接或也通过流量传感器与双线分配器的另一个输入端相连接。 

上述增加了单线容积式分配器或双线分配器的润滑剂分配系统，可以将分配器分为至少两组，在每组分配器的上游分别设置流量传感器和压力传感器I。 

在流量传感器和压力控制阀的两端还可以分别并联设置单向阀，单向阀在系统中的安装方向使得其中的流体方向与所并联元件相反，参与分配器的卸压复位。 

上述润滑剂分配的压力控制阀还可以采用多位多通换向阀；多位多通换向阀的换向位置由所控制的流体压力值确定；多位多通换向阀的出口直接或通过分配器连接至润滑点；智能控制器与控制流体处理输出中心相连，且控制流体处理输出中心的输出端连接至多位多通换向阀的控制流体接口。 

上述润滑剂分配的压力控制阀还可以采用多稳态位多通换向阀；多稳态位多通换向阀的出口直接或通过分配器连接至润滑点，其输入口与流量传感器相连接；所述智能控制器与控制流体处理输出中心相连，且控制流体处理输出中心的输出端连接至多位多通换向阀的控制流体接口；上述的润滑剂分配系统还包括多稳态位多通换向阀初始位置识别装置，该初始位置识别装置与流量传感器或智能控制器相连接。 

润滑剂分配系统还可以增加受控通断阀，受控通断阀与智能控制器电气连接，用以控制润滑点的给油量。 

采用上述技术方案的本发明，是一种不需要在分配器上设置检测元件、油路连接口少又能指出堵塞润滑点具体位置、确定润滑点油量的润滑剂分配系统监控方法。另外，本发明中的润滑剂分配系统特别适合分配器安装在温度较高或泥泞潮湿等不能安装电子检测元件的恶劣环境，并可实现润滑点故障位置的智能检测。本发明的典型应用在温度高、湿度大的连铸机、经常没入泥土泥水中的牙轮钻等大型工程机械行走轮的润滑监控。 

附图说明

图1为本发明实施例1中的润滑剂分配系统结构图； 

图2为本发明实施例1中所采用的一种单线容积式分配器常态时的状态图； 

图3为本发明实施例1中所采用的一种单线容积式分配器进油口压力上升时向润滑点供油时的状态图； 

图4为本发明实施例1中所采用的一种单线容积式分配器进油口卸压时内部机构复位时的状态图； 

图5为本发明实施例1中认为油管是刚性的、润滑剂是不能压缩的情况下，系统工作正常时的“油量----压力”曲线图； 

图6为本发明实施例1中按线性考虑油管膨胀和润滑剂压缩的“油量----压力”曲线图； 

图7为本发明实施例1中根据图6所示的考虑了油管膨胀和润滑剂压缩的“油量----压力”曲线来判断分配器堵塞的程序流程图； 

图8为本发明实施例2中的润滑剂分配系统结构图； 

图9为本发明实施例4中的润滑剂分配系统中油泵站通过上供油管往各个双线分配器供油的示意图； 

图10为本发明实施例4中的润滑剂分配系统换向阀换向，各个分配器的柱塞向上运动到中间的情形； 

图11为本发明实施例5中的润滑剂分配系统结构图； 

图12为本发明实施例8中采用的多稳态位多通换向阀，其齿条在左极限位置的情形； 

图13为图12中多稳态位多通换向阀的换向机构位置，与图12中的齿条位置对应； 

图14为本发明实施例8中采用的多稳态位多通换向阀，其齿条在右极限位置的情形； 

图15为图14中多稳态位多通换向阀的换向机构位置，与图14中的齿条位置对应； 

图16为本发明实施例8中的润滑剂分配系统结构图； 

图17为本发明实施例8中的润滑剂分配系统的工作波形图。 

具体实施方式

实施例1 

本发明的监控方法是指，在润滑剂分配系统分配器的上游设置流量传感器和压力传感器I，且每个分配器与参数值不同的压力控制阀相连接。在本实施例中，控制压力控制阀的控制流体为润滑剂本身，压力控制阀为一种二位二通通断型压力控制阀。当油泵站7输出的润滑剂的压力值大于与分配器连接的某一个压力控制阀的打开压力值时，该压力控制阀打开，供油管8和分配器的入口接通，润滑剂从分配器出口流出；继续增大油泵站的输出压力时，具有更大压力参数的压力控制阀相继打开。反之，当油泵站7输出的润滑剂的压力值小于与分配器连接的某一个压力控制阀的关闭压力值时，该压力控制阀关闭。同时，通过在润滑剂分配系统中分配器上游设置的流量传感器5和压力传感器6将油泵站7输出的润滑剂的流量值和压力值传送给智能控制器，智能控制器将实际采集到的流量、压力值与理论值相比较，确定分配器连接的润滑点是否出现堵塞及堵塞润滑点的位置，智能控制器还能根据实际采集到的流量、压力值确定润滑点的给油量，根据压力传感器6的压力值判断油泵站7是否正常工作。上述的理论值可以是智能控制器中预先存储的润滑剂分配系统正常工作时实际测量所得的流量、压力值，也可以是智能控制器依据压力控制阀压力特性和管道、流体参数理论计算所得。 

如图1所示，本实施例中的润滑剂分配系统包括油泵站7和三个单线容积式分配器2A、2B、2C。前两个单线容积式分配器2A、2B中包括三个独立的容积单元18，后一个单线容积式分配器2C由两个独立的容积单元18构成。在本实施例中，所有的容积单元18都是5ml规格的，即一次油压上升过程中，每个容积单元18向相应的出口20输出5ml的润滑剂。其中，每个容积单元18的工作原理是：如图2所示的初始状态，该状态中，分配器的容积单元18没有新的润滑剂流入，活塞32在下极限位置，柔性活塞31的边缘张开。如图3所示，当润滑剂从下面的入口流入时，由于分配的容积单元18下部的压力增大，使得柔性活塞31的边缘收缩，润滑剂流入腔体35下部55内，推动腔体35内的活塞32上移，从而压缩腔体35上部54中的润滑剂，使润滑剂从出口20流出至润滑点。如图4所示，当卸压时，由于弹簧33的作用，活塞32上部的压力大于其 下部压力，从而推动活塞32下移，同时柔性活塞31的边缘张开，柔性活塞31向下离开固定管53的下端，腔体35下部55的润滑剂向下沿柔性活塞31和固定管53下端的间隙、固定管53的内部流动到腔体35的上部54。这样，腔体下部55的润滑剂流至腔体上部54，分配的容积单元又回到初始状态。上述所描述的容积单元18的工作原理为本领域普通技术人员所熟知的技术。由上述可知，本发明所指的单线容积式分配器具有其入口压力从低到高变化时，只有定量的润滑剂从分配器中排出，定量的润滑剂从分配器排出后，压力保持在高压不变或继续升压时也没有润滑剂再排出的特性。 

上述的油泵站7与智能控制器9电气连接；油泵站7同时连接有卸压阀12，卸压阀12也与智能控制器9电气连接。在三个分配器2A、2B、2C的上游设置流量传感器5和压力传感器6，而压力传感器6同时起着检测控制流体的压力传感器I和检测润滑剂流体的压力传感器II双重作用，这样，油泵站7通过流量传感器5、压力传感器6和供油管8与分配器相连，同时流量传感器5和压力传感器6均与智能控制器9电气连接。在每个分配器的入口处分别设置压力控制阀，即在第一个分配器2A的入口处设置压力控制阀1A，在第二个分配器2B的入口处设置压力控制阀1B，在第三个分配器2C的入口处设置压力控制阀1C，当油泵站7的输出压力超过压力控制阀的打开压力时，压力控制阀接通。在本实施例中，与第一个分配器2A相连的压力控制阀1A的动作压力为6MPa，与第二个分配器2B相连的压力控制阀1B的动作压力为8MPa，与第三个分配器2C相连的压力控制阀1C的动作压力为10MPa。另外，在流量传感器5和压力控制阀1A、1B、1C的两端分别并联设置单向阀13，且单向阀中流体方向与相应的器件相反，单向阀13用于系统卸压。 

设供油管8是刚性不可膨胀、且润滑剂是不可压缩的，并且由于在本实施例中，控制流体为润滑剂本身，所以压力传感器6采集到的润滑剂压力值即为控制流体的压力值。当油泵站7通过流量传感器5往供油管8中供油时，供油管8的压力等于压力传感器6检测的压力，该压力从0MPa到6MPa的过程中，流过流量传感器5的润滑剂为零；当供油管8的压力从6MPa升到8MPa的过程中，只有压力控制阀1A打开，只有分配器2A有润滑剂流入，由于每个容积单元18需要5ml润滑剂，分配器2A有三个容积单元18，故正常情况下有5ml×3＝15ml的润滑剂流过流量传感器5，如果达不到15ml，假设只有10ml，说明分配器2A中有些容积单元18工作失常，智能控制器9可以检测到该状况，并据此发出报警，指明故障部位在分配器2A。当供油管8的压力从8MPa升到10MPa的过程中，只有压力控制阀1B新打开，此时，由于压力控制阀1A保持打开， 但分配器1A已经充满润滑剂，不再有润滑剂流入，因此只有分配器2B有润滑剂流入，由于每个容积单元18需要5ml润滑剂，分配器2B有三个容积单元18，故正常情况下又有5ml×3＝15ml的润滑剂流过流量传感器5。同理，当供油管8的压力从10MPa升到12MPa或其他大于12MPa压力的过程中，只有压力控制阀1C新打开，只有分配器2C有新的润滑剂流入，由于每个容积单元18需要5ml润滑剂，分配器2C有两个容积单元18，故正常情况下又有5ml×2＝10ml的润滑剂流过流量传感器5。 

图5为上述工作过程所描述的关系曲线图，其横坐标是压力传感器6的压力，纵坐标是流过流量传感器5的润滑剂流量。 

实际使用中供油管8有微小膨胀特性且润滑剂也有一定的压缩性，它们使得压力升高时管子的容积加大和管子内润滑剂的体积减小，因此压力升高时，即使没有压力控制阀打开，也会有润滑剂流过流量传感器5。但这个现象是有规律的，通常可按线性考虑，比如，在管子膨胀和润滑剂压缩导致每1MPa的压力上升有2ml的润滑剂通过流量传感器5的情况下，图5所描述的关系曲线就要修正为图6所示的流量---压力关系曲线。这些因素都可以在编制智能控制器9的控制程序时予以考虑。 

图7是一个故障判断程序的流程图，对应图6所示的流量---压力关系曲线。程序的设计思想是压力控制阀打开前后的流量累积值之差应该等于相应单线容积式分配器的润滑剂补给量与管子膨胀导致的增量之和，如果压力控制阀打开前后的流量累积值之差偏小，则相应分配器有堵塞现象，当然，如果偏大则应是泄漏。图7中V_5MPa是压力从零增加到5MPa时流过流量传感器的流量累积值，其余下标所代表的意义相同。由于程序是每隔2MPa取一个流量累积值，故管子膨胀和润滑剂压缩导致的额外增量为4ml，即V_Δ2MPa＝4ml。程序是采用压力由3MPa变到5MPa的流量累积值计算出V_Δ2MPa，因此即使膨胀不是2ml/MPa，该程序也能正常工作。程序中采用14ml、9ml作为判断堵塞的基准而不是采用分配器2A、2B、2C的理论给油量15ml和10ml，可减少误判断的发生。如果还要计算每个分配器的给油量，简单的做法是某个分配器没有故障，就将分配器2A、2B的给油量记为15ml，将分配器2C给油量记为10ml，并相应增加各分配器的累加值。 

一次升压过程结束，智能控制器9接通卸压阀12，各个分配器通过单向阀13、供油管8卸压，使油管和各个分配器的入口的压力降到零。各个分配器也同时回到初始状态。 

本实施例通过实测“压力——流量”曲线与理论曲线的比较，可以判断哪一个分配器发生故障了，不需要在分配器上安装检测元件。采用本实施例所述 办法的连铸机润滑剂分配系统，每个扇段的90个润滑点选用15个二位二通通断型压力控制阀、15个单向阀、15个六个容积单元的单线容积式分配器，只需要一个油路接口，而且每个润滑点的堵塞不会影响其他润滑点。系统还能根据实测的压力流量值计算各个分配器的给油量，计算每个润滑点的给油量。 

该系统用在连铸机的扇段润滑，可以通过安装在良好环境中的智能控制器、流量传感器、压力传感器远程监控安装在环境恶劣的扇段上的分配器的工作情况，直接指出发生故障的分配器或润滑点，并通过编制功能完备的程序可精确控制润滑点的给油量。 

实施例2 

如图8所示，本实施例与实施例1不同的是，在本实施例中，润滑剂分配系统中分配器分为两组：第一组包括三个分配器2A、2B、2C，第二组包括两个分配器2D、2E，第二组中的每个分配器配置压力控制阀1D，1E。在本实施例中，每个分配器仍然采用单线容积式分配器，第一组分配器与实施例1中描述的相同，第二组分配器中，每个分配器均包括三个容积单元18，每个容积单元18也同样为5ml规格的，即一次油压上升过程中，每个容积单元18向相应的出口20输出5ml的润滑剂。 

并且，在每组分配器的上游分别设置流量传感器和压力传感器，流量传感器的输出端连接压力传感器的输入端，这样可以避免流量传感器出入口压降所带来的压力测量误差。即：第一组分配器的上游设置流量传感器5A和压力传感器6A，第二组分配器的上游设置流量传感器5B和压力传感器6B。这样，从油泵站7的出油口分成两路，一路经流量传感器5和供油管8A，分别通过压力控制阀1A、1B、1C到达分配器2A、2B、2C的进油口，压力传感器6A与流量传感器5A的出口连通；另一路经流量传感器5B和供油管8C，分别通过压力控制阀1D、1E到达分配器2D、2E的进油口，压力传感器6B与流量传感器5B的出口连通。由于在本实施例中，控制流体为润滑剂本身，所以压力传感器6A、6B采集到的压力值即是润滑剂的压力值，也是控制流体的压力值。 

本实施例的工作原理是：当压力传感器6B的压力从6MPa升到8MPa的过程中，只有压力控制阀1D打开，正常情况下有15ml的润滑剂流过流量传感器5B；当压力传感器6B的压力从8MPa升到12MPa或其他大于12MPa压力的过程中，只有压力控制阀1E新打开，正常情况下又有15ml的润滑剂流过流量传感器5B。第一组分配器的工作原理与实施例1中描述的相同。 

连铸机使用该润滑剂分配系统，一般每个工作段的分配器为一组，配套相应的流量传感器和压力传感器。 

其他技术特征与实施例1相同。 

实施例3 

本实施例与实施例1不同的是，在本实施例中，多个二位二通通断型压力控制阀分别位于分配器2A、2B、2C的出口处，且分配器2A、2B、2C有八个出口，故共需要八个压力控制阀。这样，油泵站7输出的压力值大于相应润滑点压力控制阀的额定压力值时，才能打开该压力控制阀，使润滑剂经容积单元和压力控制阀流出至润滑点上。 

连铸机使用该润滑剂分配系统，一般每个工作段的分配器为一组，配套相应的流量传感器和压力传感器。 

其他技术特征与实施例1相同。 

实施例4 

如图9、图10所示，本实施例与实施例1不同的是，本实施例包括油泵站7和三个双线分配器3A、3B、3C，每个双线分配器中均包括两个分配单元22。上述的双线分配器为本领域普通技术人员所熟知的技术。本实施例中，在前后两个双线分配器3A、3C中，每个分配单元22有两个规格为5ml的出口20，即每循环每个输出口输出5ml；而中间分配器3B中的分配单元仅设有一个规格为10ml的出口20，每循环每个输出口输出10ml。虽然分配器3B的输出口出油量是分配器3A、3C的两倍，但由于分配器3B的每个分配单元22只有一个输出口20，所以，实际上这三个分配器的分配单元22的计量腔的大小相等。 

上述的油泵站7与智能控制器9相连接；在三个分配器的上游设置流量传感器5和压力传感器6，油泵站7通过流量传感器5和压力传感器6与三个分配器相连，且流量传感器5和压力传感器6均与智能控制器9电气连接。在每个分配器的入口处连接有压力控制阀，即包括：与第一个双线分配器3A相连接压力控制阀1A，与第二个双线分配器3B相连接压力控制阀1B，与第三个双线分配器3C相连接压力控制阀1C。当压力超过压力控制阀的打开压力时，压力控制阀接通。在本实施例中，压力控制阀1A的动作压力为6MPa，压力控制阀1B的动作压力为8MPa，压力控制阀1C的动作压力为10MPa。在流量传感器5和压力控制阀1A、1B、1C的两端分别并联设置单向阀13，单向阀13中的流体方向与相应的器件相反，单向阀13用于系统卸压。 

并且，在本实施例中，油泵站7与换向阀14相连接，换向阀14的一个输出端通过供油管8A与流量传感器5相连接，并通过流量传感器5与双线分配器3A，3B，3C的一个输入端相连接；换向阀14的另一个输出端直接通过供油管8B与双线分配器3A，3B，3C的另一个输入端相连接。 

如图9所示，经压力控制阀依次往各个双线分配器供油的示意图。在图中，分配器3A的柱塞已经向下完全运动到底部，分配器3B的柱塞正向下运动到中间，分配器3C的柱塞还没有开始运动。换向阀14的左边油管通过流量传感器5向供油管8A供油时，流过流量传感器5的流量和压力传感器6的压力同样有特定的关系。与实施例1的原理基本相同：当供油管8A中的压力从零升到6MPa的过程中，流过流量传感器5的润滑剂为零；当供油管8A的压力从6MPa升到8MPa的过程中，只有压力控制阀1A打开，只有分配器3A有润滑剂流入，由于每个分配单元22动作半个循环需要5ml润滑剂，分配器3A有两个分配单元22，故正常情况下有5ml×2＝10ml的润滑剂流过流量传感器5，同时分配器3A的两个下输出口分别各自输出5ml的润滑剂，如果达不到10ml，假设只有5ml，说明分配器3A中有一个分配单元22工作失常或两个分配单元22都部分失常，智能控制器9可以据此发出报警，并指明故障部位在分配器3A。当供油管8A的压力从8MPa升到10MPa的过程中，只有压力控制阀1B新打开，由于压力控制阀1A保持打开，但分配器3A已经充满润滑剂，不再有润滑剂流入，所以只有分配器3B有润滑剂流入，正常情况下又有10ml的润滑剂流过流量传感器5，同时分配器3B的两个输出口分别各自输出5ml的润滑剂；当供油管8A的压力从10MPa升到12MPa或其他大于12MPa压力的过程中，只有压力控制阀1C新打开，只有分配器3C有润滑剂流入，正常情况下又有10ml的润滑剂流过流量传感器5，同时分配器3C的两个下输出口分别各自输出5ml的润滑剂。 

如图10所示，换向阀换向后各个分配器的柱塞向上运动到中间的情形。当换向阀14换向时，换向阀14的右边供油管8B向双线分配器3A、3B、3C的另一边入口供压力油，供油管8A和各分配器的上入口通过单向阀13卸压，各分配器中的柱塞向上运动，分配器3A、3C的每个上输出口分别各自输出5ml的润滑剂，分配器3B的两个输出口分别各自输出5ml的润滑剂，由于分配器3B在柱塞上下行程都向同一输出口输出润滑剂，故其每循环为10ml。 

虽然该实施例中只有一条供油管8A安装了压力控制阀1A、1B、1C，只能在柱塞的向下行程检测故障，但由于双线分配器上下行程关联的特性，系统可以指出故障所发生的分配器位置。 

采用该实施例办法的连铸机润滑剂分配系统，每个扇段的90个润滑点选用15个压力控制阀、15个单向阀、15个六出口的双线分配器，只需要两个油路接口。选用单边出油口的双线分配器时，每个润滑点的堵塞不会影响其他润滑点；选用双边出油口的双线分配器时，每个润滑点的堵塞只会影响与其关联的另一个润滑点，其他润滑点不受影响。 

其他技术特征与实施例1相同。 

实施例5 

本实施例与实施例1不同的是，压力控制阀为一种多位多通型压力控制阀，这种多位多通型压力控制阀的换向位置由控制流体的压力确定；润滑剂通过压力控制阀和分配器流出至润滑点；同时通过在润滑剂分配系统上游设置的流量传感器5A、5B和在控制流体的上游连接的压力传感器I6A将油泵站输出的润滑剂的流量值和控制流体的压力值传送给智能控制器；上述的智能控制器根据实际采集到的流量值、压力值来控制和判断送到每个分配器的润滑剂量，并根据多位多通控制阀的换向位置，根据系统在此位置是否能加够设定的润滑剂量或润滑剂的加注速度大小，综合确定润滑点是否出现堵塞及堵塞润滑点的位置，并控制和计算润滑点的润滑剂加注量。压力传感器II6C检测润滑剂流体的压力，可判断油泵站7是否正常工作。 

如图11所示，本实施例中的润滑剂分配系统包括油泵站7和两组分配器，每组分配器中包括三个或四个单线递进式器21。上述的油泵站7与智能控制器9相连接；在每组分配器的上游均设置流量传感器，即第一组分配器的上游设置流量传感器5A，第二组分配器的上有设置流量传感器5B，流量传感器5A，5B均与压力传感器II6C相连接。油泵站7通过流量传感器5A，5B与两组分配器相通，且流量传感器5A，5B和压力传感器I6A，压力传感器II6C均与智能控制器9电气连接。 

在本实施例中，每个分配器组的各个单线递进式分配器21的入口与多位多通型压力控制阀的换向出口46连接，即第一组分配器21的入口连接多位多通压力换向阀4A，第二组分配器21的入口连接多位多通压力换向阀4B，该种多位多通压力换向阀包括阀体41、位于阀体41内部的阀芯42和位于阀芯42右端的弹簧43，多位多通压力换向阀上部为进油口44，左边为控制流体接口45，下边有四个换向出口46，四个换向出口46对应分配器组中的四个单线递进式分配器21。上述多位多通压力换向阀的工作原理为本领域技术人员易于理解的技术，即当控制流体的压力被控制在所要求的压力值时，阀芯42处于一个平衡位置，在此位置控制流体在阀芯42左边形成的压力与右边弹簧43的弹力相等。当该压力值是多位多通换向阀的一个换向压力时，该阀的进油口44与下边四个出口46中的其中一个出口46相通。在本实施例中，控制流体的压力为0.1MPa时，多位多通压力换向阀4A接通最左边换向出口；控制流体的压力为0.2MPa时，多位多通压力换向阀4A接通从左边数第二个换向出口；当控制流体的压力为0.3MPa时，多位多通压力换向阀4A接通从左边数第三个换向出口；当控制流体的压力为0.4MPa时，多位多通压力换向阀4A接通最右边换向出口。压力控制阀4B也具有相同特性。 

为更好地实施本发明，流量传感器通过受控通断阀连接至多位多通压力换向阀，在本实施例中，受控通断阀采用电磁通断阀，另外还可以采用其他利用程序控制的通断阀；通过设置受控通断阀，智能控制器可以控制润滑点的给油量。这样，本实施例中，流量传感器5A，5B均通过电磁通断阀15A，15B连接至多位多通压力换向阀的进油口44，上述的电磁通断阀15A，15B与智能控制器9相连接，由智能控制器9控制电磁通断阀15A，15B的通断。智能控制器9还与控制流体处理输出中心17相连，且控制流体处理输出中心17的输出端连接至两个多位多通压力换向阀4A、4B的控制流体接口45。控制流体处理输出中心17可以输出满足控制要求的控制流体，控制流体经控制流体管道16与多位多通压力换向阀4A，4B的控制流体接口45连通，控制流体的压力由压力传感器I6A测得。本实施例中，控制流体处理输出中心17至少可以输出0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa四种压力规格的控制流体。 

在本实施例中，油泵站7输出的润滑剂分成两路，一路经流量传感器5A、电磁通断阀15A、供油管8A连接到多位多通压力换向阀4A的入口44；另一路经流量传感器5B、电磁通断阀15B供油管8B连接到多位多通压力换向阀4B的入口44。多位多通压力换向阀4A的每一个换向出口46分别经过一个六出口的单线递进式分配器21连接润滑点；压力控制阀4B的左边三个换向出口46也分别经过一个六出口的单线递进式分配器21连接润滑点，其最右边的换向出口46直接连接润滑点。本实施例中，每周期每个单线递进式分配器21的出口油量为5ml，故每组分配器的入口为5ml×6＝30ml，压力控制阀4B最右边的换向出口46连接到比较大的轴承，每周期需要给油20ml。 

本实施例的工作原理是： 

智能控制器9使控制流体处理输出中心17输出0.1MPa的控制压力，启动油泵站7，延时打开电磁通断阀15A、15B，润滑剂一路经流量传感器5A、电磁通断阀15A、供油管8A、多位多通压力换向阀4A向多位多通压力换向阀4A最左边换向出口46输出，当流量传感器5A流过30ml润滑剂时，关断电磁通断阀15A；同时另一路经流量传感器5B、电磁通断阀15B供油管8B多位多通压力换向阀4B向多位多通压力换向阀4B最左边换向出口46输出，当流量传感器5B流过30ml润滑剂时，关断电磁通断阀15B。以上是5B先流过30ml润滑剂的情形，实际上5A、5B谁先谁后并不确定，先达到的先关断相应电磁通断阀就可以了。 

当输出的润滑剂达到设定的供油量，两个电磁通断阀15A、15B都关断时，压力换向阀4A、4B的第一个换向出口46工作完成。接下来控制流体处理输出中心17输出0.2MPa的控制压力，开始第二个换向出口46工作。再次同时打开电磁通断阀15A、15B，然后当输出的润滑剂达到设定的供油量时再次关断相应的通断阀。 

如果有一个输出点堵塞了，系统往该输出口供油时，相应的流量传感器就不会检测到流量，输出的润滑剂不能达到设定的供油量，智能控制器9据此判断该点故障，并输出相应信号。此种故障出现时，仅靠“油量达到设定值”控制润滑程序继续执行已经不行，通常可以设个“最长加油时间”，一旦达到该时间，无论油量够否，皆往下执行，避免了程序锁死。 

再接下来，控制流体处理输出中心17依次输出0.3MPa、0.4MPa的控制压力。当其输出0.4MPa控制压力为压力控制阀4A、4B最右边换向出口46供油时，流量传感器5B计够20ml就要关闭电磁通断阀15B，因为其设定为20ml。 

连铸机采用此润滑剂分配系统，每个扇段的90个润滑点可以选用一个有十五换向出口的压力控制阀、15个六出口的单线递进式分配器，控制流体选用压缩空气。此种方案只需要一个油路接口和一个压缩空气接口。故障点可以指出是哪一个分配器。同时可以用智能控制器9的软件方便的控制润滑剂的加注量。 

其他技术特征与实施例1相同。 

实施例6 

本实施例与实施例5不同的是，在本实施例中，多位多通压力换向阀的每一个换向出口均通过油管直接连接至润滑点，不再设置分配器。这是一个不需要分配器的润滑剂分配系统。 

其他技术特征与实施例5相同。 

实施例7 

本实施例与实施例5不同的是，如图11所示，在本实施例中，用单线容积式分配器代替实施例5中的单线递进式分配器，且多位多通压力换向阀4B最右边的换向口46也接上单线容积式分配器，这这种情况一般也会取消电磁通断阀15A、15B，因为单线容积式分配器加够其额定润滑剂量后会自动停止。 

该系统改变为润滑剂压力升高过程中加注润滑剂，当单线容积式分配器一次注油完成后，继续升压也不再注油。润滑剂压力归零时单线容积式分配器复位。 

工作过程为：控制流体处理输出中心17输出0.1MPa压力的控制流体，润滑剂流体的压力从零升到12MPa，与多位多通压力换向阀4A、4B最左边换向口 46连接的每个单线容积式分配器排出额定量的润滑剂，再将润滑剂流体的压力从12MPa降到零，与多位多通压力换向阀4A、4B最左边换向口46连接的每个单线容积式分配器复位。 

接下来控制流体处理输出中心17输出0.2MPa压力的控制流体，润滑剂流体的压力从零升到12MPa，与多位多通压力换向阀4A、4B最左边第二换向口46连接的每个单线容积式分配器排出额定量的润滑剂，再将润滑剂流体的压力从12MPa降到零，与多位多通压力换向阀4A、4B最左边第二换向口46连接的每个单线容积式分配器复位。 

左边第三第四换向口的工作与以上相同。智能控制器根据在某个换向口处润滑剂压力从低到高的过程中是否有与单线容积式分配器的额定量相同的润滑剂流量流过流量传感器来判断润滑点的堵塞。 

实施例8 

本实施例采用多稳态位多通换向阀10，如图12、图13、图14、图15所示，图13、图15的剖面图是多稳态位多通换向阀10的换向机构图，可参考中国专利200420029881.1，图13所示的换向机构位置与图12的齿条24的位置相对应，图15所示的换向机构位置与图14的齿条24的位置相对应。图13、图15中，旋转芯26中心有进油通道19，旋转芯26沿径向设有通道48，换向机构本体49上设有八个出油通道23A至23H，当通道48与某个出油通道连通时，该出油通道与进油通道19连通。旋转芯26使每个出油通道23A至23H与通道48连通的位置是多稳态位多通换向阀10的稳态位。稳态位的变化由触发器驱动。 

图12的左边是触发器，阀芯29在触发器本体28中左右移动，触发器控制流体入口34连接控制流体，控制流体在阀芯29的左端面形成压力，当控制流体压力升高时，该压力随之增大，当该压力大于弹簧30的预压力时，阀芯29开始向右移动。当阀芯29移动到右边极限位置时，控制流体压力再升高，阀芯29停在该极限位置。当控制流体压力减小，阀芯29在弹簧30的作用下向左移动。阀芯29移动到左边极限位置时，控制流体压力再降低，阀芯29停在该极限位置。 

左右移动的阀芯29通过齿条14带动齿轮25转动，由于齿轮25内侧有单向齿，旋转芯26上安装有单向机构27，当齿轮25顺时针转动时，旋转芯26跟着转动，当齿轮25逆时针转动时，旋转芯26停止不动。 

触发器和换向机构的联合工作情况是：图12是控制流体压力为零，齿条24在左极限位置，换向机构在出油通道23A的位置；当控制流体压力升高时，齿条24在阀芯29的作用下向右运动，齿轮25向右旋转，带动旋转芯26顺时针 方向旋转，当阀芯29达到右极限位置，旋转芯26使进油通道19和出油通道23B接通，如图11所示；当控制流体压力降低时，齿条24向左运动，齿轮15逆时针旋转，由于单向机构27的作用，旋转芯26继续使进油通道19和出油通道23B接通，控制流体压力降到零，齿条24复位到左极限位置；当控制流体再一次升压时，旋转芯26使进油通道19和出油通道23C接通。即：控制流体的每一次升压，换向机构将进油通道19与下一个出油通道接通，出油通道23H的下一个出油通道是23A，降压或压力不变时换向机构保持稳态位不变。 

实施例8的系统如图16，该润滑剂分配系统包括多稳态位多通换向阀10、智能控制器9、存储元件11。其中的多稳态位多通换向阀10的出油通道23A连接存储元件11。其余出油通道23B至23H都各自连接一个单线容积式分配器，该单线容积式分配器具有三个容积单元18，图中只画出了与出油通道23G、23B连接的单线容积式分配器，其余的单线容积式分配器未画。 

图16所示润滑剂分配系统的工作波形图见图17。P1是压力传感器I6A测得的控制流体的压力，P2是压力传感器II6C测得的被分配润滑剂的压力。L是流量传感器5测得的被分配的润滑剂的流量。V1是L的累积。V2也是L的累积，与V1不同的是，V2这个累积量在23A位处进行了归零，这样的归零使得累计曲线V2的一个上升过程与多稳态位多通阀10的一个循环对应，有利于提高累积流量分辨率和简化控制程序。系统的初始状态是多稳态位多通换向阀10在23H位，控制流体压力为零，被分配润滑剂压力为零，存储元件11中存储的润滑剂量为零。系统的工作步骤如下： 

1、控制流体处理输出中心17执行一个升压降压过程，如图16中50所示，多稳态位多通换向阀10被切换到23A位； 

2、润滑剂压力升高，如图17中51处上升部分所示，润滑剂进入存储元件11，流量传感器5检测到润滑剂流向多稳态位多通换向阀10，如图17中52所示，该方向的润滑剂流量记为正值； 

3、润滑剂压力降低，如图17中51处下降部分所示，存储元件11排出润滑剂，流量传感器5检测到润滑剂流回油泵站7，如图17中40所示，该方向的润滑剂流量记为负值； 

4、控制流体处理输出中心17执行一个升压降压过程，多稳态位多通换向阀10被切换到23B位； 

5、润滑剂压力升高，润滑剂进入与出油通道23B连通的单线容积式分配器2B，流量传感器5检测到润滑剂流向多稳态位多通换向阀10。这些润滑剂被分配到与单线容积式分配器2B连接的润滑点。当润滑点堵塞时，检测到的流量累 积值减小，智能控制器9据此判断故障，并指出故障位置在23B； 

6、润滑剂压力降低，没有润滑剂流回油泵站7； 

以下按上面规律重复。 

本例采用“圆圈”循环法。设置存储元件11可以通过润滑剂的回流判断多稳态位多通换向阀10的位置在23A。这是一种初始位置识别方法，也可以采用其他位置识别方法。流量累积值V2在润滑剂的回流以后，即V2曲线的39处，对应V1曲线的38处归零，使得V2曲线与稳态位的对应关系比V1曲线简单，有利于简化控制程序，同时减小了流量累积值的最大值，提高了累积流量的分辨率。 

所谓的“圆圈”循环法，以多稳态位多通换向阀有五个稳态为例，所述的“圆圈”循环法为：……1-2-3-4-5-1-2-3-4-5-1-2-3……，还可以采用“摆动”循环法，即：……1-2-3-4-5-4-3-2-1-2-3-4-5-4-3-2-1……。 

以上描述是一种理想状态，实际中由于管道的膨胀和润滑剂的压缩，导致每个稳态位都有少量回流，但稳态位23A处的回流不同与其他稳态位。我们按实际情况对智能控制器9中的控制程序给与修正。 

其他技术特征与实施例1相同。 

实施例9 

本实施例与实施例8不同的是多稳态换向阀的换向出口直接接润滑点，而不采用单线容积式分配器，同时，与实施例5的用法相同，本实施例也采用电磁通断阀连接在润滑剂通路中以便控制润滑剂补加量。 

实施例10 

本实施例是实施例5和实施例8结合思想而来。相当于把实施例5中的多位多通换向阀换成实施例8中多稳态位多通换向阀，或者说相当于把实施例8中的单线容积式分配器换成实施例5中单线递进式分配器，并加上通断阀用来控制每个换向口的润滑剂加注量。 

本实施例采用多稳态位多通换向阀，每个换向口连接一个单线递进式分配器，为了控制润滑剂加注量，本实施例在润滑剂通路中设置电磁通断阀。 

本发明包括但不限于上述实施例，可以变换压力控制阀和分配器的种类，也可以通过设计将实施例8中的控制流体采用其分配的润滑剂本身。这些润滑剂分配系统的分配器也可以安装到牙轮钻等大型工程机械的履带架上，检测系统电气元件安装于牙轮钻的操作室，避免了分配器上安装电气元件，避免了电气元件受到雨水、泥水的侵害。以上种种变换，均落在本发明的保护范围之内。 

需要指出的是，通过将压力控制阀安装在连铸机的工作段上、退火炉或链 篦机的炉体上、大型机械行走机构上；压力传感器I、II或流量传感器设置在温度小于100℃的干燥环境中，从而解决了上述机械润滑剂分配系统的监控问题。 

Claims (16)

1.一种润滑剂分配系统监控方法，其特征在于：当压力控制阀的控制流体压力或其压力变化与设置在润滑系统中润滑剂供应源下游的压力控制阀的压力特性相匹配时，压力控制阀动作；根据润滑剂的流向，在所述压力控制阀的上游设置流量传感器，用来采集流过的润滑剂流量值；在所述压力控制阀的控制流体的通路上设置压力传感器I，用来采集控制流体的压力值；将采集到的润滑剂流量值和控制流体压力值传送给智能控制器；智能控制器中存储有比较判断程序，所述的比较判断程序将实时采集到的流量、压力值与智能控制器中存储的或计算出的流量、压力值相比较，判断润滑点是否出现堵塞及确定堵塞润滑点的位置。

2.根据权利要求1所述的润滑剂分配系统监控方法，其特征在于：根据润滑剂的流向，在所述压力控制阀的上游设置压力传感器II检测润滑剂的压力，将采集到的润滑剂压力值传送给智能控制器，智能控制器根据润滑剂的压力判断润滑剂供应源是否故障；所述的智能控制器根据实时采集到的流量、压力值计算润滑点的给油量。

3.根据权利要求1所述的润滑剂分配系统监控方法，其特征在于：

a.所述的压力控制阀的控制流体为润滑剂本身；

b.所述的压力控制阀是二位二通通断阀，所述压力控制阀在其控制流体的压力值大于压力控制阀的额定压力值时，压力控制阀打开，反之，控制流体的压力值小于压力控制阀的额定压力值时，压力控制阀关闭；

c.在所述的压力控制阀中，至少有两个的额定压力值不同；

d.所述的压力控制阀还与分配器相连接，所述的分配器具有其入口压力从低到高变化时，只有定量的润滑剂从分配器中排出，定量的润滑剂从分配器中排出后，压力保持在高压不变或继续升压时也没有润滑剂再排出的特性。

4.根据权利要求1所述的润滑剂分配系统监控方法，其特征在于：所述的压力控制阀为多位多通换向阀，该多位多通换向阀具有至少两个额定压力值，且所述多位多通换向阀的换向位置由控制流体的压力值确定。

5.根据权利要求1所述的润滑剂分配系统监控方法，其特征在于：所述的压力控制阀为多稳态位多通换向阀，该多稳态位多通换向阀具有至少两个稳态位置；当压力控制阀的控制流体压力值保持不变时，多稳态位多通换向阀处于其中一个稳态位置，压力控制阀控制流体压力值的上升过程或下降过程，可以将该多稳态位多通换向阀触发到另一个稳态位置；所述的多稳态位多通换向阀的多个稳态循环交替采用圆圈循环法或摆动循环法。

6.根据权利要求4或5所述的润滑剂分配系统监控方法，其特征在于：所 述的压力控制阀还与分配器相连接，所述的分配器具有其入口压力从低到高变化时，只有定量的润滑剂从分配器中排出，定量的润滑剂从分配器中排出后，压力保持在高压不变或继续升压时也没有润滑剂再排出的特性。

7.一种采用了如权利要求1所述监控方法的润滑剂分配系统，它包括油泵站、压力控制阀、智能控制器、流量传感器和压力传感器I，其特征在于：所述的油泵站与智能控制器相连接；在润滑剂供应源的下游设置压力控制阀，在所述压力控制阀的上游设置流量传感器，在压力控制阀的控制流体的通道上设置压力传感器I，且流量传感器和压力传感器I均与智能控制器电气连接，所述的智能控制器是一种根据流量传感器和压力传感器I的测量值判断润滑点是否堵塞并确定堵塞点位置的智能控制器；所述的油泵站通过流量传感器与压力控制阀相连接；压力控制阀与润滑点连接。

8.根据权利要求7所述的润滑剂分配系统，其特征在于：根据润滑剂的流向，在所述压力控制阀的上游设置压力传感器II检测润滑剂的压力，将采集到的润滑剂压力值传送给智能控制器，智能控制器根据润滑剂的压力判断润滑剂供应源是否故障；所述的智能控制器根据实时采集到的流量、压力值计算润滑点的给油量。

9.根据权利要求7或8所述的润滑剂分配系统，其特征在于：所述的压力控制阀还与分配器相连接。

10.根据权利要求9所述的润滑剂分配系统，其特征在于：所述的压力控制阀为至少两个具有不同额定压力值的二位二通压力控制通断阀，与压力控制阀相连接的分配器为至少一个单线容积式分配器；所述单线容积式分配器的上游设置流量传感器和压力传感器I，油泵站通过流量传感器与分配器相连。

11.根据权利要求9所述的润滑剂分配系统，其特征在于：所述的压力控制阀为至少两个具有不同额定压力值的二位二通压力控制通断阀，与压力控制阀相连接的分配器为至少一个双线分配器；所述的油泵站与换向装置相连接，换向装置的一个输出端与流量传感器相连接，并通过流量传感器与双线分配器的一个输入端相连接；所述换向装置的另一个输出端直接或也通过流量传感器与双线分配器的另一个输入端相连接。

12.根据权利要求10或11所述的润滑剂分配系统，其特征在于：所述与压力控制阀相连接的分配器被分为至少两组，在每组分配器的上游分别设置流量传感器和压力传感器I。

13.根据权利要求10或11所述的润滑剂分配系统，其特征在于：在所述流量传感器和压力控制阀的两端分别并联设置单向阀，单向阀在系统中的安装方向使得其中的流体方向与所并联元件相反。

14.根据权利要求7所述的润滑剂分配系统，其特征在于：所述的压力控制阀为多位多通换向阀；所述的多位多通换向阀的换向位置由所控制的流体压力值确定；多位多通换向阀的出口直接或通过分配器连接至润滑点；智能控制器与控制流体处理输出中心相连，且控制流体处理输出中心的输出端连接至多位多通换向阀的控制流体接口。

15.根据权利要求7所述的润滑剂分配系统，其特征在于：所述的压力控制阀为多稳态位多通换向阀；多稳态位多通换向阀的出口直接或通过分配器连接至润滑点，其输入口与流量传感器相连接；所述智能控制器与控制流体处理输出中心相连，且控制流体处理输出中心的输出端连接至多位多通换向阀的控制流体接口；所述的润滑剂分配系统还包括多稳态位多通换向阀初始位置识别装置，该初始位置识别装置与流量传感器或智能控制器相连接。

16.根据权利要求14或15所述的润滑剂分配系统，其特征在于：润滑剂分配系统还包括受控通断阀，所述的受控通断阀与智能控制器电气连接。 

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