CN1041713A - 用于冲洗液压管路系统或类似系统的装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于冲洗所谓标准规格的液压管路系统的装置。在管路系统(1)和液压机组(2)之间连接有双作用液压缸(8)，液压缸(8)装有一个共用活塞杆(12)，以使得当液压机组(2)将压力液泵入包含活塞杆(12)的腔室(15、16)中的一个时，另一个相应的腔室(16、15)和两个外侧腔室(13、14)中的一个腔室(13)将冲洗液送到管路系统(1)的进油口(6)，同时外侧腔室中的另一个腔室(14)充入通过过滤器(23)从管路系统(1)的出油口来的液体，且回流的剩余部分直接送回液压机组(2)。用这种方法，可得到明显超出液压机组(2)流量能力的冲洗流量。

Description

本发明涉及一种冲洗液压管路系统或类似系统的装置。
液压或其它类似的管路系统在投入使用前，必须清除安装后在其内部残留的污染颗粒，否则在以后的使用中，这些污染颗粒将引起严重的破坏。
在本领域中，行家们认为，要使冲洗结果令人满意，则冲洗工作要在很高的体积流量下完成。该体积流量须高至足以产生紊流，即体积流量达到大约4000雷诺数。
在所谓标准液压传动装置中，要求大约300至400升/分的体积流量。所谓标准液压传动装置是指那些尺寸相对较小和中等尺寸(最大达50mm左右)管径的装置。实际上在液压系统的冲洗方面，现有的液压机组成本太高，尺寸较大且价格昂贵。尤其那些所谓冲洗是一次性操作的液压机组更是如此。
由于上述原因，要用在现场可得到的较小的液压机组完成冲洗工作已受到很大制约。这种液压机组的流量大约是100至150升/分，因此，使用这种液压机组只能得到一种几乎没有冲洗效果的层流，而得不到一种紊流，或者也可以说使用它根本不能进行任何冲洗。这将导致在日后的使用中逐步发展为严重的破坏。
本发明的目的在于提供一种利用现场已有的液压机组即可对液压或其它类似的标准管路系统进行有效冲洗的新装置。
本发明装置的主要特征在于，在管路系统和现有的液压机组之间连接一个双作用液压缸机构，所说的液压缸机构包含一个为液压缸机构的两部分所共有的活塞杆，为分隔出四个液压缸腔室，在液压缸机构的两部分中各有一个活塞，四个液压缸腔室的两个腔室截面积小于另外两个腔室，
具有较小截面积的两个液压缸腔室设置成可交替地与液压机组的出油口相通，因此当较大的液压缸腔室之一通过过滤器与管路系统的出油口相通时，在任何情况下不与液压机组相通的那个较小的液压缸腔室和另一较大的液压缸腔室均与管路系统的进油口相通，
在过滤器的下游侧提供一支路，最好是在一定的背压下将部分冲洗液送回液压机组中。
本发明所包含的液压缸(包括过滤器)可方便地组装成一个整体，下面将其称为冲洗机构。只有冲洗机构需要相对于所需冲洗的管路系统往复移动。冲洗机构体积小，价格低，无需特殊的专业技能即可操作使用。在冲洗机构中没有必须使用电源的机构，因此本发明很适合于冲洗诸如采掘机械或设置在室外不易接近位置且可使用其机械液压机组的设备。
例如，造纸机械的液压主管路或油船用货船泵的主管路，或其它类似的具有许多支环路的系统均构成一种本申请所期望的液压管路系统，它们均可作为液压机组使用。在任何情况下，通过在主管路和支环路间连接一冲洗机构，在主系统的正常运转期间，可将该环路冲洗干净。
由于部分冲洗液是恒定地再循环至液压机组的油箱中，因此对周围温度的敏感性是平稳较低的，且可在很大程度上避免过热和过冷。
下面将结合对应的附图对本发明作进一步说明，附图中以实施例的形式给出了本发明的一个最佳实施方案。
图1以流程图的形式表示本发明。
图2表示一个沿纵轴方向局部剖的液压缸结构的最佳实施方案。
图1中，序号1表示需要冲洗的管路系统，2表示驱动装置，即一台惯用的液压机组，本发明所包含的冲洗机构在虚线框内，用3表示。从液压机组2至冲洗机构3的进、回油管用4和5表示，从冲洗机构3至管路系统1的进、回油管用6和7表示。
冲洗机构3包括一个最好是缸壁厚度均匀的液压缸8，液压缸8由隔墙9分成两部分。每一部分中分别具有一可移动的活塞10和11，所说的活塞装在一个公共活塞杆12上，活塞杆12穿过隔墙9并可相对其移动。活塞10和11的外侧液压缸腔室用13和14表示，活塞与隔墙9之间的环形液压缸腔室用15和16表示。17表示一个用于将液压机组2的油引入液压缸腔室15或16中去的导阀，在图示位置上，阀17将油引入液压缸腔室15。18至22表示单向阀，其中阀22具有一定的背压，例如3巴。23是一个过滤器，用于滤除从管路系统1返回的冲洗液中的污染物，24是机组2至阀17的压力管路中的过滤器。
本发明装置以下述方式操作：
首先在整个管路系统1和冲洗机构3中充满冲洗液，一般是油。当管路系统和冲洗机构(包括液压缸8和连接管)充满冲洗液时，液压机组2进行所谓的标准驱动，所谓标准驱动特指其输出为：体积流量达100升/分，工作压力达200巴。
当阀17处于图1所示位置时，油从液压机组2流入液压腔室15，然后活塞10被推至图1中右边的极限位置。在活塞10向其右极限位置运动期间，活塞10将油从液压缸腔室13中排出，通过单向阀18和连接管6使其进入管路系统1。通过连接管7和过滤器23从管路系统1来的部分回油通过单向阀21进入液压缸8中活塞11外侧的液压缸腔室14，其剩余部分经单向阀22和连接管5流入液压机组2的油箱。
当活塞10已到达其右极限位置时，导阀17从图1所示位置向右移动，然后油从液压机组2流入液压缸腔室16，活塞11开始向左移。油从液压缸腔室14通过阀20和连接管6压入管路系统1，同时也从液压缸腔室15经阀17压入管路系统1。当活塞10向左移动时，经过过滤器23的部分回油通过单向阀19进入液压缸腔室13，其剩余部分经单向阀22流回液压机组2的油箱。
阀17最好设置成贯穿液压缸8的隔墙9，且在此情况下，当对应的活塞到达隔墙9时，活塞10和11均使阀17换向。图2所示为这种结构的最佳实施例，下面将就此做进一步说明。
阀17有一个布置在中间的压力油口30和两个回油口31和32，两个回油口分别布置在压力油口两侧。在隔墙9中，有一个容纳阀芯33并紧靠液压缸缸壁的孔，孔中开有与开口30、31、32相对应的环形凹槽34。阀芯33具有一个支撑在孔壁上的中间凸台35和两端相对的凸台36。阀芯33的两端各有一个轴向通孔37，其孔底大约与阀芯中间凸台35位于同一平面。在中间凸台35和两端凸台36之间，阀芯33具有一直径较小部分且其上开有开口38，它通入相应的轴向孔37。
在图2所示位置，阀芯33被移向右侧并伸到液压缸腔室15中，借此压力液从开口30进入腔室16并驱动活塞11向左。当从腔室15至回油口32的相应通路被打开时，阀芯33的左凸台36切断腔室16至回油口31的通道。
活塞10也向左移动直至其与阀芯33相遇并将其推至它的左极限位置为止。在此位置上，当腔室15至回油的通道被切断时，从压力口30至腔室15及回油口31至腔室16的通道被打开。活塞10和11向右运动直至活塞11再将阀芯33向右移至其右极限位置，如此循环往复。
但在阀芯33从一个极限位置移至另一个极限位置的运动中，中间凸台35会瞬间将压力油口30完全关闭。同样，回油口31与32也由凸台36瞬间关闭。在这样的连接位置上，阀芯33有很强的在此死点上“卡住”的趋势，并将中断整个装置的运转。
为保证冲洗装置连续运转，需要一定的辅加能量以带动阀芯33通过死点。图中所示的最佳实施例中包含一个用于此目的的蓄能器，在图1中以序号25表示该蓄能器，图2中详细表示了蓄能器的结构。
活塞杆12由一根有两个固定端头40和41的管子组成，在40和41之间装有一个可移动的活塞42。43和44分别表示在活塞42和相对的端头40和41之间所形成的两个液压缸腔室。在每一个腔室43和44中均装有一个螺旋弹簧45和46，弹簧未端支承在活塞42及对应端头40、41上。活塞42和端头40、41最好具有短轴，该短轴伸入螺旋弹簧的端部将螺旋弹簧定位。腔室43通过开口47与腔室16相连，腔室46通过开口48与腔室15相通。
在图2所示位置，压力液体从腔室16进入腔室43并驱动活塞42向右移动，直至腔室44中的弹簧46被逐步压缩，借此聚集能量。当阀芯33达到其中间位置时，关闭压力油口30，腔室16和43中的压力不再增加，弹簧46被释放。在弹簧46的压力下，通过活塞42将多余的液体从腔室43中推入腔室16，从而推动活塞11进一步向左移动，并通过活塞10推动阀芯33进一步向左移动通过死点，最终连通从压力油口30至腔室15的通道。从腔室43中由弹簧46和活塞42压出的液体量由腔室15通过开口48进入腔室44的对应液流补偿。
压力液体通过开口30一到达腔室15和44，活塞42便被推向左侧，并在腔室43中装设的弹簧45中聚集能量。
具有由上述40～48组成的液压蓄能器25的优点是：整个冲洗装置由一个十分普通的液压机组2独立操作。
如果在液压缸8的外侧使用一个电驱动导阀17，则可省去阀芯33和蓄能器25。但这时需要电源及电缆等，且另一方面还需要缓冲装置(已知的)以减缓活塞在液压缸8端部附近的运动，使活塞10和11不会剧烈地撞击缸体两端。在未端减速运动期间，从液压机组2来的部分油液可直接进入带有一块隔膜的液压蓄能器，所说的隔膜由一种易变形结构件和一种压缩气体组成。在活塞10和11改变运动方向后，液压蓄能器排空液体并以此推动活塞向前运动。虽然根据图示的措施是优先推荐的，但上述措施亦在本发明范围之内。
在上述方法中，管路系统1的冲洗是连续进行的，直至该系统被清洗干净。
下面将通过设计实例对本发明作进一步说明。
假设液压机组2的输出为100升/分，200巴压力的压力油，液压缸腔室13和14的截面为A1，液压缸腔室15和16的截面为A2。活塞杆的直径可选择成使A1∶A2＝3。
按上述假设值，液压缸腔室15在图示位置将以100升/分的流量充液，液压缸腔室16以100升/分的流量排空。而液压缸腔室13以300升/分的流量排空且液压缸腔室14以300升/分的流量充液。对于管路系统1的冲洗将以从腔室13和16来的400升/分的流量进行。100升/分的流量从单向阀22流回液压机组2，即回流量等于供液量。由于实际上阀22具有一定的背压，如3巴，所以液压缸腔室13和14中产生空穴现象的危险被消除。
当液压机组2的工作压力为P1，由管路系统1的流阻所产生且腔室13和16在图2所示位置中所存在的背压是P2，则可建立下述等式：
P1×A2＝P2(A1+A2)
由此，根据上述的A1∶A2＝3的假设，可得：
P1∶P2＝4
因此，在50巴压力下，对于管路系统1以400升/分流量进行冲洗是可以实现的。
图中所示装置表示的是最适宜的结构，但其细节可在权利要求所限定的本发明范围内做很大的变化。

Claims (6)

1.一种用于冲洗液压管路系统或类似系统的装置，其特征在于：
在管路系统(1)和一种公知的液压机组(2)之间连接一个双作用液压缸装置(8)，所说的液压缸装置包括一根为液压缸装置的两部分所公用的活塞杆(12)，为分隔出四个液压缸腔室(13、14、15、16)在活塞杆的两端装有活塞(10、11)，其中两个腔室(15、16)的截面积较另外两个腔室(13、14)的截面积小，
具有较小截面积的两个液压缸腔室(15、16)被布置成可交替地与液压机组(2)的出油口(4)相通，因此，当截面积较大的液压缸腔室之一通过过滤器(23)与管路系统(1)的出油口(7)相通时，在任何情况下不与液压机组(2)相通的那个较小的液压缸腔室和另一个较大的液压缸腔室(13、14)与管路系统(1)的进油口(6)相通，
在过滤器(23)下游侧提供一支路，最好是在一定的背压下，将部分冲洗液送回液压机组(2)。
2.如权利要求1所述装置，其特征在于，液压缸装置由被隔墙(9)分成两部分的液压缸(8)和在其两端带有活塞(10、11)的贯通活塞杆(12)组成。
3.如权利要求2所述装置，其特征在于，导阀(17)安装在隔墙(9)中，它在各个活塞(10、11)作用下交替地将各个相邻的液压缸腔室(16、15)连接到液压机组(2)的出油口(4)上。
4.如权利要求3所述装置，其特征在于，导阀(17)包括一个安装在隔墙(9)中且可在两个极限位置之间运动的阀芯(33)，芯缸(33)设置成可由两个活塞(10、11)驱动以交替地将各个相邻的液压缸腔室(16、15)连接到液压机组(2)的出油口(4)上，
活塞杆(12)制成一个液压缸，并由可移动活塞(42)将其分成两个腔室(43、44)，每个腔室通过(47、48)分别与安装在隔墙(9)中的阀芯(33)相邻的液压缸腔室(16、15)相通，
在活塞杆(12)中的每一个腔室(43、44)中装有弹簧件(45、46)，弹簧件(45、46)装在所说的活塞(42)和相应的液压缸端部(40、41)上，用于保证阀芯(33)通过其中点位置的运动。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，引导从过滤器(23)到液压机组(2)的回流的回流管路中设有一个弹簧加载单向阀，用于产生背压。
6.如权利要求1所述装置，其特征在于，包含阀机构(17、18～22)和过滤器(23)的液压装置(8)组装成一个完整的机构(3)。
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