CN102817883A - 多功能深海液压系统专用注油装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能深海液压系统专用注油装置。本发明的真空罐内安装有电加热器、多点液位控制继电器，罐体外安装有电接点压力表、电接点真空表、液位计、电接点温度计和配电箱，真空罐进油口通过第一低压球阀和加油精滤油器与外置油箱相连，真空罐出油口通过第二低压球阀和第一快速接头与待注油液压设备进油口相连，真空罐第一通气口通过节流阀与第二快速接头相连，三通接头第一路通过第三低压球阀与真空罐第二通气口相连，三通接头第二路通过第四低压球阀与旋片式真空泵相连，三通接头第三路通过第六低压球阀和第三快速接头与待注油液压设备出油口相连。本发明能够为深海各种用油设备提供低含气量、低杂质和低含水率的高纯度油品。

Description

多功能深海液压系统专用注油装置

技术领域

本发明涉及一种用于向深海液压系统注油的装置，具有注油、过滤、脱气、脱水等功能，尤其适用于对品质要求很高的深海液压系统。

背景技术

随着海洋资源开发的不断扩大，对深海装备的需求不断增加。深海设备上重要、关键部件常采用液压油外接压力补偿器的结构来实现压力补偿。在海洋里，随着下潜深度的增加深海装备周围的压力会越来越大，液压系统的压力补偿型器会改变自身的体积来保证内外压平衡。压力的增大液压油的体积会减小，如果液压油的体积减少量过大，设计压力补偿型的液压系统时，需要配备大容量的压力补偿器，否则深海设备就会产生塑性变形甚至破损。所以提前对深海液压系统的液压油施加压力，可以减少使用时液压油的相对体积减小量。

在陆地上液压传动设备中，允许周围空气介质与液压传动设备工作油液之间有某些交换。而在水下，要求液压系统完全密封，工作油液中的水份会使元器件的内表面锈蚀，破坏电气的绝缘性能。因此，除去液压油内的水份可以提高深海设备的工作性能和可靠性能。

深海液压充油设备的内部结构一般都设计比较复杂，加油时一些角落缝隙内部的空气因为结构原因无法排出，造成设备内部有一定的空气残留。同时日常液压系统使用的加油泵、滤油车在工作过程中，会使空气和液压油混合。如果液压油在大深度海洋中使用，这种含有一定空气的液压油，经过外界压力的作用，其体积会产生较大的体积改变量，影响深海设备的在深海高压环境中的使用。

当固体微粒进入液压泵或者液压阀时，可能使液压泵或液压阀卡死，或堵塞控制液压阀的节流孔，引起突发失效。有时颗粒或污染物妨碍液压阀的归位，使液压阀不能完全闭合，导致液压系统不能正常工作，所以液压油内固体微粒要严格控制。

中国专利CN 101328911A公开一种全封闭液压注油装置，该结构具有与外部环境完全隔绝的特点，避免使用气体补油，可使补充油中含气量降低，降低绝缘油的老化和劣化，该专利虽然采用全封闭的结构设计保证在注油时不会有空气进入，但是无法去除在液压油里残留的空气、水份和固体微粒。中国专利CN 1975183A公开一种去除液压油中气体的压力油箱，该发明能有效去除液压油中的气体，采用惰性气体充入环，加快吸附在液压油箱壁上吸附的气泡排出速度，交变压力施加装置能排出液压油中的微小气泡，泵工作时，压力油箱内的压力与大气压相适应，防止泵吸空，该专利虽然很好的去除了液压油中的气体，但是功能比较单一，仅限于去除空气。中国专利CN1171976公开一种多功能真空滤油机，该发明加热效率高，能自动控制油温、压力、真空罐内油位高低并能对油耐压值实时监视，该专利可以实现对液压油的多功能净化，但是滤油完成后注入液压系统之前不可避免的都又暴露在敞开环境，造成液压油又混入空气和水份。现有的各种注油方式不能同时实现注油、过滤、脱气、脱水等功能，很难满足深海液压系统的使用要求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明旨在提供深海液压系统专用的注油装置。集注油、过滤、脱气、脱水等功能于一身。采用先真空注油再高压注油的方式，真空注油时可使因结构原因无法排出的空气大大减少，再高压注油使液压设备内压强增加，减少在深海高压环境使用时液压油的相对体积减小量。该注油装置集注油、过滤、脱气、脱水等功能于一体，有效地减少液压设备内空气的残留，采用低位负压注油，可有效避免高位注油时油、气交汇而导致空气二次进入液压油，同时还可以继续利用负压的特性，继续去除在液压油里残留的空气、水份和固体微粒。本发明是根据深海液压系统安全可靠的使用要求所设计，能够为深海液压系统提供低含气量、低杂质和低含水率的高纯度油品。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明包括加油精滤油器、第一低压球阀、电加热器、第二低压球阀、第一快速接头、液位计、电接点温度计、真空罐、配电箱、节流阀、第二快速接头、压力表开关、电接点压力表、多点液位控制继电器、电接点真空表、真空表开关、第三低压球阀、第四低压球阀、旋片式真空泵、压力表、第五低压球阀、待注油液压设备、第三快速接头、第六低压球阀、三通接头。所述的真空罐内安装有电加热器、多点液位控制继电器，罐体外安装有电接点压力表、电接点真空表、液位计、电接点温度计和配电箱，真空罐进油口通过第一低压球阀和加油精滤油器与外置油箱相连，真空罐出油口通过第二低压球阀和第一快速接头与待注油液压设备进油口相连，真空罐第一通气口通过节流阀与第二快速接头相连，三通接头第一路通过第三低压球阀与真空罐第二通气口相连，三通接头第二路通过第四低压球阀与旋片式真空泵相连，三通接头第三路通过第六低压球阀和第三快速接头与待注油液压设备出油口相连。

所述的配电箱内设有油位、压力、油温控制电路。

所述的加油精滤油器可以根据液压系统对油品洁净度的不同要求，更换过滤精度模块。

本发明具有以下有益效果：

本发明在工作时先将待注油液压设备内抽成真空，利用真空罐和待注油液压设备之间的空气压力差使过滤净化好的液压油缓慢注入待注油液压设备中，在真空的环境中完成低位注油过程，减少待注油液压设备内的空气残留，避免在注油过程中对液压油的二次污染，完全隔绝了外界环境对油品质的影响。再将本发明设为高压注油模式，增加待注油液压设备内油压。本发明集注油、过滤、脱气、脱水等功能于一体，使用时先对待注油深海用油设备进行低位真空注油，然后再高压注油，该设备可以有效减少待注油液压设备的残留空气，可以调节待注油液压设备内的液压油的油压，同时将有效地避免往待注油设备注油时容易造成二次空气、潮气、杂质进入液压油，还可以继续去除在液压油里残留的空气、水份和固体微粒，本发明专利能够为深海各种用油设备提供低含气量、低杂质和低含水率的高纯度油品，同时能够确保在对深海用油设备注油过程中，避免油品纯度的下降，满足深海液压系统对油品的需求，为深海用油设备渴望的高可靠性、高安全性提供保障。

附图说明

图1是本发明的结构原理图；

图2真空注油模式时本发明的连接图；

图3高压注油模式时本发明的连接图；

其中实心箭头表示装置中液压油的流向，空心箭头表示装置中空气的流向。

图中：1.外置油箱，2.加油精滤油器，3.第一低压球阀，4.真空罐进油口，5.电加热器，6.真空罐出油口，7.第二低压球阀，8.第一快速接头，9.待注油液压设备注油口，10.液位计，11.电接点温度计，12.真空罐，13.配电箱，14.第一通气口，15.节流阀，16.第二快速接头，17.压力表开关，18.电接点压力表，19.多点液位控制继电器，20.电接点真空表，21.真空表开关，22.第二通气口，23.第三低压球阀，24.三通接头第一路，25.三通接头第二路，26.第四低压球阀，27.旋片式真空泵，28.压力表，29.第五低压球阀，30.待注油液压设备，31.待注油液压设备出油口，32.第三快速接头，33.第六低压球阀，34.三通接头第三路，35.三通接头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。

如图1所示，本发明包括加油精滤油器2、第一低压球阀3、电加热器5、第二低压球阀7、第一快速接头8、液位计10、电接点温度计11、真空罐12、配电箱13、节流阀15、第二快速接头16、压力表开关17、电接点压力表18、多点液位控制继电器19、电接点真空表20、真空表开关21、第三低压球阀23、第四低压球阀26、旋片式真空泵27、压力表28、第五低压球阀29、待注油液压设备30、第三快速接头32、第六低压球阀33、三通接头35。所述的真空罐12内安装有电加热器5、多点液位控制继电器19，罐体外安装有电接点压力表18、电接点真空表20、液位计10、电接点温度计11和配电箱13，真空罐进油口4通过第一低压球阀3和加油精滤油器2与外置油箱1相连，真空罐出油口6通过第二低压球阀7和第一快速接头8与待注油液压设备进油口9相连，真空罐第一通气口14通过节流阀15与第二快速接头16相连，三通接头第一路24通过第三低压球阀23与真空罐第二通气口22相连，三通接头第二路25通过第四低压球阀26与旋片式真空泵27相连，三通接头第三路34通过第六低压球阀33和第三快速接头32与待注油液压设备出油口31相连。

配电箱13内设有油位、压力、油温控制电路。多点液位控制继电器19是一种液面高度电发讯控制装置，配合配电箱13内装有的油位控制电路，用于箱内液体位置与旋片式真空泵27电机的自动控制，多点液位控制继电器19可设置多个发讯液面位置，通过配电箱13内设置的油位控制电路，当液面达到一定高度时继电器就会动作切断电源，液面低于一定位置时接通电源使旋片式真空泵27工作，在设置本发明高低液面时，最低液面在电加热器5加热时保证液压油的液面高于电加热器5，最高液面要保证不会影响电接点压力表18和电接点真空表20的正常使用。

电接点压力表18、电接点真空表20具有测量控制功能，可根据待注油液压设备30的耐压情况任意设定上、下控制压力值，配合配电箱13内装有的压力控制电路，通过控制旋片式真空泵27，使压力保持在正待注油液压设备30的耐压范围内。

电接点温度计11的信号通过配电箱13内装有的温度控制单元，控制电加热器5的加热速率、加热功率等参数。

本发明工作时可以分为吸油过程，过滤过程，脱气过程和注油过程。其中注油模式可以分为真空注油模式和高压注油模式。在使用时先使用真空注油模式将待注油液压设备30内注满液压油，再断开第三快速接头32，第三快速接头32是两端开闭式的快速接头，可以保证待注油液压设备30密封。再利用高压注油模式调节待注油液压设备30内的油压。

其工作原理如下：

1.吸油过程：吸油过程是指液压油进入真空罐12的过程。外置油箱1是外部加油装置，液压油在外置油箱1简单静置后，通过加油精滤油器2进入真空罐12。其工作原理如下，关闭第二低压球阀7、第六低压球阀33、节流阀15，关闭压力表开关17，打开真空表开关21，打开旋片式真空泵27，对真空罐12抽真空，液压油因为外部空气气压大于真空罐12内的气压，所以经过加油精滤油器2，从真空罐进油口4缓慢进入真空罐12内。

2.过滤过程：随吸油过程液压油经过加油精滤油器2，完成过滤功能。可以根据液压系统对油品洁净度的不同要求，提供相应的过滤精度模块，以满足其对油品洁净度的要求。

3.脱气过程：完成吸油、过滤过程后，关闭第一低压球阀3，液压油处于真空罐12内，全程液面高度在多点液位控制继电器19制定的范围内，此时真空罐12内气压低于一个大气压强，液压油内空气溶解率会随压强的减小而减小，液压油析出一部分的空气，该部分空气被旋片式真空泵27排出注油装置。启动电加热器5，液压油内空气溶解率会随油温的升高而再次减小，可以大大提高液压油中空气析出速度，进一步减少液压油内的空气含量。

4.脱水过程：对油品进行脱水处理，水的沸点低于液压油，在低气压环境下水的沸点进一步降低，所以配备的旋片式真空泵27可以使液压油中的水份在较低的温度条件下就能够方便地从油品中沸腾析出。真空罐12配备电加热器5后，可以对油品进行电加热，配电箱13内装有电加热器5的温度控制单元，可以控制加热速率、加热功率等参数。将油品中含有的水份去除掉，配合温度控制单元，在对油品进行脱气与脱水同时完成。

5.注油过程：

注油模式可以分为真空注油模式和高压注油模式。

（1）真空注油模式：

如图2所示，该多功能深海液压系统专用注油装置在使用时，第一快速接头8与待注油液压设备30进油口连接，第三快速接头32与待注油液压设备30出油口连接。真空罐12吸油完毕后关闭第一低压球阀3，打开节流阀15，关闭第三低压球阀23，打开第二低压球阀7、第四低压球阀26和第六低压球阀33，打开旋片式真空泵27对待注油液压设备30抽真空，当电接点真空表20读数达到预期数值后（具体真空度根据待注油液压设备30的可以承受负压来制定），真空罐12与待注油液压设备30之间会产生气压差，真空罐12内压力较大，液压油因压力差缓慢注入待注油液压设备30中。

（2）高压注油模式：

如图3所示，待液压油注满后，停止旋片式真空泵27，断开第三快速接头32与待注油液压设备30出油口，连接旋片式真空泵27出气口与第二快速接头16，使多功能深海液压系统专用注油装置处于高压补油状态连接，关闭真空表开关20，防止高压状态对电接点真空表20造成损害。打开旋片式真空泵27，使真空罐12处于高压状态，液压油受到真空罐12内空气的挤压，通过真空罐出油口6从待注油液压设备出油口31进入待注油液压设备30内，对内部液压油施加一定的压力，过完成高压补油。

以上对本发明所提供的海液压系统专用注油装置进行了详细的介绍，本发明应用具体个例对本发明的使用原理和实施方案进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的工作原理及其核心思想，凡是根据本发明的核心思想，在具体实施方式和适用范围内有变化之处的相同或相近技术方案均在其保护范围之内。

Claims (3)

1. 多功能深海液压系统专用注油装置，包括加油精滤油器（2）、第一低压球阀（3）、电加热器（5）、第二低压球阀（7）、第一快速接头（8）、液位计（10）、电接点温度计（11）、真空罐（12）、配电箱（13）、节流阀（15）、第二快速接头（16）、压力表开关（17）、电接点压力表（18）、多点液位控制继电器（19）、电接点真空表（20）、真空表开关（21）、第三低压球阀（23）、第四低压球阀（26）、旋片式真空泵（27）、压力表（28）、第五低压球阀（29）、待注油液压设备（30）、第三快速接头（32）、第六低压球阀（33）、三通接头（35），其特征在于：所述的真空罐（12）内安装有电加热器（5）、多点液位控制继电器（19），罐体外安装有电接点压力表（18）、电接点真空表（20）、液位计（10）、电接点温度计（11）和配电箱（13），真空罐进油口（4）通过第一低压球阀（3）和加油精滤油器（2）与外置油箱（1）相连，真空罐出油口（6）通过第二低压球阀（7）和第一快速接头（8）与待注油液压设备进油口（9）相连，真空罐第一通气口（14）通过节流阀（15）与第二快速接头（16）相连，三通接头第一路（24）通过第三低压球阀（23）与真空罐第二通气口（22）相连，三通接头第二路（25）通过第四低压球阀（26）与旋片式真空泵（27）相连，三通接头第三路（34）通过第六低压球阀（33）和第三快速接头（32）与待注油液压设备出油口（31）相连。

2.根据权利要求1所述的多功能深海液压系统专用注油装置，其特征在于：配电箱（13）内设有油位、压力、油温控制电路。

3.根据权利要求1所述的多功能深海液压系统专用注油装置，其特征在于：加油精滤油器（2）可以根据液压系统对油品洁净度的不同要求，更换过滤精度模块。

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