CN104235122A - 调节液压流体的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种调节液压流体的装置。所述调节液压流体的装置具有入口、浓缩物容器、浓缩物泵和带有出口的混合室，其中浓缩物泵可通过液压流体来驱动。

Description

调节液压流体的装置
本发明涉及一种用于通过计量加入浓缩物来调节液压流体的装置。
在采矿中的液压流体含水量达95％-98％，其中余下的成分是所谓浓缩物的化学物质，该化学物质提供防腐蚀保护、防止细菌滋生或真菌生长，与此同时还润滑滑动元件。实际上，准确地达到相应设备特有的混合比例是很重要的。如果添加的浓缩物过少，则会使设备功能受损。如果使用的浓缩物过多，则会不必要地增加运行成本。
从现有技术来看混合设备是已知的，其中用流量传感器测量清水的进水量，然后根据水量来添加浓缩物。使用这些已知的设备时要测量浓度并根据测量值对其进行调整。因此所述设备构造复杂并使用多个高压电机，这尤其在地下开采中是不可取的。
本发明的任务在于，提供一种调节液压流体的装置，所述装置用简单的方法仅提供少量电能就可使液压流体与浓缩物的混合比保持恒定。
此任务通过权利要求1的特征以及尤其是通过一种计量加入浓缩物来调节液压流体(优选水)的装置来得以实现，其中所述装置具有用于使未被调节的液压流体流入的入口、浓缩物容器、浓缩物泵和混合室，所述混合室具有让经过调节的液压流体流出的出口。同时根据本发明，浓缩物泵可通过从入口引入的未被调节的液压流体来驱动。
本发明是基于这种认识，即在地下开采中水被用作液压介质，其中通常用从至少10bar到不超过100bar的压力来供给水(清水)。根据本发明，水压还被用于驱动浓缩物泵，从而能够不使用电动马达以及不使用高电压。
本发明的有利实施方式在说明书、附图以及从属权利要求中进行了描述。
根据第一个有利的实施方式，浓缩物泵可以是具有至少一个活塞的活塞泵。所述活塞泵可借助电动液压控制器用相对简单的方式来操控，方法是交替地给泵的驱动活塞的活塞室和环形空间施加压力。
根据另一个有利的实施方式，可为浓缩物泵布置使经过调节的液压流体流出的出口，所述出口与混合室连接。由此，在液压流体中存在的能量被用来驱动浓缩物泵之后，同时以有利的方式将被用来驱动浓缩物泵的流体流量用于混合浓缩物。
根据另一个有利的实施方式，还可这样设计浓缩物泵，即通过活塞冲程将固定混合比的、未被调节的液压流体和浓缩物输送到混合室。可以为浓缩物泵设置浓缩物出口以用于改变混合比，所述出口一方面与混合室相连，而另一方面与可通过阀来关闭的通往浓缩物容器的再循环管相连。用这种方式，可将由浓缩物泵输送的浓缩物引入到混合室或者通过再循环管输送回到浓缩物容器，从而不添加浓缩物。因此通过控制阀的开启可调节混合比。
根据另一个有利的实施方式，可布置行程测量系统，用于活塞泵的活塞运动，其中借助行程测量系统可确定输送到混合室的浓缩物和/或未被调节的液压流体的体积。也就是说，通过检测活塞冲程可用简单的方式确定通过驱动活塞引入到混合室的未被调节的液压流体的量，因为驱动缸的活塞室和环形空间的横截面的面积是已知的，其中驱动活塞在所述驱动缸内往复运动。换句话说，用于浓缩物泵的驱动活塞同时还用作量瓶，用来测量被引入的未被调节的液压流体的量。同样地，通过检测活塞泵的活塞冲程，也可用非常精确的方式来确定所引入的浓缩物的量(体积)。由此既可得知被泵送的浓缩物的量还可得知被泵送的未被调节的液压流体(水)的量。通过所述体积计量可非常精确地调节所需混合比，而无需连续比较实际值/额定值。更确切地说，只需初始校准就足以持续精确地调节所需混合比。
如果布置了控制器，则所述控制器根据活塞的冲程来控制再循环管的阀，即在活塞到达预定的部分冲程时阀会开启和关闭，由此实现特别准确的计量。
根据另一个有利的实施方式，整个装置可用在低电压范围内的电压来操作，即例如用12V的电压来操作。所述电压也可在地下开采时无危险地且实质上安全地使用，还足以操纵电液控制器以及由其控制的电磁阀，所述电磁阀可特别设计成先导阀。
根据本发明的另一个有利的实施方式，装置可具有用于连接液压容器的容器连接部，其中在该装置中布置了具有液面计的液位管，所述液位管与容器连接部连通以便测量容器中的液位。通过这种方式，容器不需要单独的液位计，并且调节所需的所有组件或传感器被布置在根据本发明的混合装置上。因此，所述装置可设计成容器上的耦合模块，其中容器上的泵连接可用作紧固点。由此，根据本发明的装置可用简单的方式与已有的系统结合，但所述系统不必通过新容器来改进。
下面只示例性地借助有利的实施方式并参考附图来对本发明进行描述。
附图示出了用于调节液压流体的装置的侧视图。
如图所示，被示出的用于通过计量加入浓缩物来调节液压流体的装置具有紧凑的模块10作为混合装置，其根据耦合模块的类型装配到容器模块12上。容器模块12包括装有液压流体16的容器14，其中在容器底部布置了在水平方向上开启的连接部18，在常规设备中液压泵与所述连接部连接。然而根据本发明，混合装置作为耦合模块10被连接到连接部18上，即通过容器连接部20来连接，混合室22在混合设备10内部连接到所述容器连接部。
在所示实施例中，混合室22基本上在水平方向上延伸，而从混合室22将垂直延伸的液位管24布置在容器连接部20区域中，其中根据连通管原理，液压流体处于与液压容器14中的液压流体相同的水平位置上。在液位管24中布置了液面计26，所述液面计将其信号进一步传送给控制器30，该控制器通过具有在低电压范围内的电压(例如12V)的线路31来驱动并连接到数据线32上以便输出测量和控制信号。因此，借助控制器30和液面计26可确定容器14中的液位。
此外还如图所示，混合装置10具有用于使未被调节的液压流体(在所示实施例中为清水)流入的入口34、浓缩物容器36、布置在浓缩物容器36中的浓缩物泵38以及上述混合室22，所述混合室与用于使经过调节的液压流体流出的出口28连接。
在所示实施例中，浓缩物泵38被设计成活塞泵并且尤其被设计成柱塞泵。活塞泵38具有驱动活塞40和泵活塞42，其中驱动活塞40在驱动缸41中往复运动并且泵活塞42在泵缸43中往复运动。此时，驱动缸41的活塞室和环形空间与泵缸43的活塞室和环形空间分开构成。为了使两个彼此刚性连接的活塞40和42往复运动，在驱动缸41的活塞室中布置活塞室连接部44且在驱动缸41的环形空间中布置环形空间连接部46。由此，可通过从入口34引入的、未被调节的液压流体来操作浓缩物泵38，其操作方式是适当地切换将在下面详细描述的阀。
通过泵活塞42来泵送位于浓缩物容器36中的浓缩物17，所述泵活塞在泵缸43的环形室与活塞室之间具有止回阀48，其中在泵缸43底部还布置了另一个止回阀49。在泵活塞42向上冲程时，通过所示止回阀48和49的布置将浓缩物17吸入泵缸的活塞室，而与此同时浓缩物从泵缸43的环形室中排出到出口50。在向下冲程时，下止回阀49关闭并且浓缩物通过止回阀48从活塞室泵送到出口50。用于使被泵送的浓缩物17流出的出口50一方面经由管52与混合室22相连。另一方面还存在连接计量阀60的管，所述计量阀将通往浓缩物容器36的再循环管54关闭或打开。在计量阀60关闭时，浓缩物泵38将浓缩物17通过管52输送至混合室22中的至少一个喷嘴56，其中浓缩物通过止回阀62被喷射到混合室22，从而使得浓缩物总是在压力下被喷射到混合室22中。在计量阀60打开时，浓缩物泵38不将浓缩物泵送到混合室22而是通过再循环管54将浓缩物泵送回浓缩物容器36，因为管52不能够形成足以打开止回阀62的压力。
为了使浓缩物泵38能产生泵运动，因此布置两个三位两通换向阀64和66，其通过两电磁先导阀74和76来控制。同样，先导阀78布置成用于控制计量阀60。所有先导阀74、76和78都与控制器30相连并由其接通。
通过相应地控制先导阀74或76来接通阀64或66，从而使得从入口34流入的清水馈入浓缩物泵38的连接部44中或连接部46中。而相应的另一连接部46或44则分别与再循环管80相连，其通过至少一个喷嘴通向混合室22。因此，浓缩物泵38通过由入口34引入的未被调节的液压流体来驱动，并且用于驱动浓缩物泵38的液压流体在泵运转时被排出到混合室22。在这种情况下，通过控制器30来适当地操纵阀。
压力传感器27确定在入口34区域中的压力，并借助控制器30来确保仅当入口处有足够的水压时才可操作混合设备。液位传感器57布置成测量浓缩物容器36中的液位，所述液位传感器与控制器30相连。最后，根据本发明的混合设备也具有行程测量系统87，其与控制器30相连，并检测活塞泵38的活塞40或活塞42的运动。在所示实施例中，行程测量系统87具有中心簧片杆，通过它可精确地确定活塞40的冲程。由此，同时还可确定在泵运转时引入混合室22的、未被调节的液压流体的体积以及被泵送的浓缩物的量。
如图所示，混合模块10具有紧凑的结构形式。所有所需元件可布置在所述模块10上，其中模块10可通过泵连接部18布置在容器14上。
根据本发明，入口34处的水压范围为至少10bar以上直到约100bar左右，所述水压被用来驱动浓缩物泵38。通往驱动活塞40两侧的入口分别布置了三位两通的导向阀74或76，它们分别将驱动缸41的一侧与清水供给装置34连接或与混合室22连接。
如果泵运转时不采取任何行动的话，则会按照工作活塞40和泵活塞42的面积比而产生混合比。可这样改变流量，即根据活塞的冲程将浓缩物通过计量阀60输送回到浓缩物容器36中。整个过程通过控制器30来控制，所述控制器实质上安全地用低电压来操作。

Claims (10)

1.一种通过计量加入浓缩物来调节液压流体的装置(10)，所述装置(10)具有用于使未被调节的液压流体流入的入口(34)、浓缩物容器(36)、浓缩物泵(38)和混合室(22)，所述混合室(22)具有让经过调节的液压流体流出的出口(28)，其中所述浓缩物泵(38)能够通过从所述入口(34)引入的、未被调节的液压流体来驱动。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述浓缩物泵(38)是具有至少一个活塞(40、42)的活塞泵。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述浓缩物泵(38)布置有用于使未被调节的液压流体流入的连接部(46)，所述连接部与所述混合室(22)连接。
4.如前述权利要求2或3中至少一项所述的装置，其特征在于，通过所述浓缩物泵(38)的活塞冲程能够将固定混合比的未被调节的液压流体和浓缩物输送到混合室(22)。
5.如前述权利要求中至少一项所述的装置，其特征在于，所述浓缩物泵(38)设置有用于使浓缩物(17)流出的出口(50)，所述浓缩物泵(38)的出口与混合室(22)相连，以及与能够通过计量阀(60)关闭的、通往浓缩物容器(36)的再循环管(54)相连。
6.如前述权利要求2到5中至少一项所述的装置，其特征在于，布置了行程测量系统(87)，用于所述活塞泵的活塞(40、42)的运动，而且借助所述行程测量系统(87)能够确定被输送到所述混合室(22)的、未被调节的液压流体的体积。
7.如前述权利要求中至少一项所述的装置，其特征在于，布置了量瓶(40)，所述量瓶(40)用来确定所引入的浓缩物和/或未被调节的液压流体的量，而且所述量瓶(40)同时还用作所述浓缩物泵(38)的驱动活塞。
8.如权利要求2和5所述的装置，其特征在于，布置了控制器(30)，所述控制器根据所述活塞(40)的冲程来控制计量阀(60)。
9.如前述权利要求中至少一项所述的装置，其特征在于，所述装置能够用在低电压范围内的电压来操作。
10.如前述权利要求中至少一项所述的装置，其特征在于，所述装置具有用于连接液压容器(14)的容器连接部(20)，而且在所述装置中布置了具有液面计(26)的液位管(24)，所述液位管与容器连接部(20)连通，用于测量所连接的容器(14)中的液位。
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