CN104405731A - 液压油液加热系统 - Google Patents

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刘文杰
赵锋涛
潘耀勤
张镐京
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    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/04—Special measures taken in connection with the properties of the fluid
    • F15B21/042—Controlling the temperature of the fluid

Abstract

本发明涉及一种液压油液加热系统及利用该系统进行加热调控的方法，以解决现有技术加热油液量大，功率浪费严重等问题。本法明所提供的加热系统的液压油液主回路由油箱、供油管路、调压阀以及回油管路组成，供油管路上串接设置有泵组、加热器以及温度传感器；回油管路通过比例二位三通换向阀分出两个支路，其中第一支路回油至泵组吸油口，第二支路经散热装置回油至油箱，在散热装置的循环液冷回路上设置有通断电磁阀。本发明的优点是：加热功率浪费少，油液加热功率小；油液加热速率高，可提高油液加热速率达到10℃/min；油液温控精度高，可实现线性变化且其控温精度可达±1℃。

Description

液压油液加热系统
技术领域
本发明涉及一种液压油液加热系统，特别是一种液压高温设备中使用的油液加热系统。
背景技术
传统的液压油液加热系统是在油箱内直接加热(如图1)或在供油管路加热(如图2)，在回油管路进行适度冷却，从而使液压系统内的油液升温并维持在合适的温度。可以看出，这两种典型的方案都需要将油箱内的全部油液加热至所需的温度。具有存在以下缺点：
1、加热油液量大，功率浪费严重。
2、升降温速率低，难以实现温度线性变化。
3、温度控制精度差，一般控制精度为±10℃。
4、油箱直接加热存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型液压油液加热系统，以解决现有技术加热油液量大，功率浪费严重等问题。
本发明的解决方案如下：
液压油液加热系统，其液压油液的主回路由油箱、供油管路、调压阀以及回油管路组成，供油管路上串接设置有泵组、加热器以及温度传感器；其特征在于：回油管路通过比例二位三通换向阀分出两个支路，其中第一支路回油至泵组吸油口，第二支路经过散热装置回油至油箱，在散热装置的循环液冷回路上设置有通断电磁阀。
基于以上解决方案，本发明还进一步作如下优化：
在上述循环液冷回路上还设置有节流阀，与通断电磁阀串接。
上述加热器采用电加热器。
采用上述液压油液加热系统，可以按照以下方式进行加热调控：
对供油管路中泵组输出的油液进行加热，温度传感器实时检测流经调压阀的油液温度；
当油液温度远低于目标温度值时，保持或提高加热器的加热功率，回油油液全部通过比例二位三通换向阀的第一支路直接回泵组吸油口进行循环加热；
当油液温度接近或等于目标值时，降低加热器的加热功率，回油油液全部通过比例二位三通换向阀的第一支路直接回泵组吸油口进行循环加热；
当油液温度高于目标值时，降低加热器的加热功率，调节比例二位三通换向阀，使回油油液的一部分继续经第一支路回泵组吸油口(由于只回油了一部分，所以泵组会自然同时吸入部分油箱内的冷油)，另一部分经第二支路回油箱；若油液温度继续上升，则打开散热装置的循环液冷回路上的通断电磁阀，并通过节流阀调节制冷量，进行冷却。
以上几种实时状态的划分无需精确严格的分界，可以根据具体需求、对象和具体调控需求来确定，进行相应的调节操作。为达到(能耗、油液加热效率及温控精度方面的)最佳效果，实践中通常都需要有一个调试的过程；对于不同的液压系统，对应于上述几种实时状态的最佳参数通常也是不同的。
本发明具有以下优点：
1、加热功率浪费少，油液加热功率小。本发明只加热液压管道中使用的油液(减少了被加热油液量)，同时循环利用液压系统工作时产生的热量，且可将多余的热量通过直接回油的方式(通断电磁阀关闭)实现油箱内热量储存，从而尽可能的减少了加热功率浪费，可大幅降低加热功率。
2、油液加热速率高。本发明采用循环加热方式有效防止了因管路加热器表面温度过高产生油液碳化的问题，且由于加热油量少，可提高油液加热速率达到10℃/min。
3、油液温控精度高。本发明通过比例二位三通换向阀和通断电磁阀实现了闭环控制回路油液分流及冷却循环水的开关，基于本发明的管路结构设计，油液温度控制可实现线性变化且其控温精度可达±1℃。
附图说明
图1为现有技术一种方案的原理示意图。
图2为现有技术另一种方案的原理示意图。
图3为本发明的液压油液加热系统的原理示意图。
附图标号说明：
1-温度传感器；2-电加热器；3-油箱；4-泵组；5-调压阀；6-散热器；7-冷却水源；8-通断电磁阀；9-节流阀；10-比例二位三通换向阀。
具体实施方式
如图3所示，本发明的液压油液加热系统，泵组输出的供油管路串接电加热器2给油液加热，供油管路温度传感器1检测油液温度。回油管路通过比例二位三通换向阀10控制分两支路回油，第一条回油支路直接回泵组4吸油口，第二条回油支路通过散热器6回油箱3。
当油液温度远低于目标温度值时(如：油液温度未接近目标温度值的10％)，回油油液不经过油箱3全部通过第一条支路直接回泵组4吸油口进行第二次循环温度加热，有效防止了油箱3内冷油进入液压系统，极大地减少了被加热油液量，从而可降低加热功率浪费。当油液温度接近目标值时(如：油液温度接近目标温度值的5％)，逐渐降低泵组4输出供油管路中串接的电加热器2加热功率；当油液温度高于目标值时(如：油液温度高于目标温度值0.2℃)，控制比例二位三通换向阀10开启一小开口，使一部分油液继续经第一条支路回泵组4吸油口，泵组4同时吸入部分油箱3内的冷油；另一少部分油液经第二条支路回油箱3，油箱3内存储热油。如油液温度继续上升(如：油液温度高于目标温度值0.5℃)，控制比例二位三通换向阀10开启口增大，使第二条支路上的油液流量增加，串接散热器6的通断电磁阀8打开，冷却水对第二条支路上流经的油液进行降温冷却，节流阀9调节冷却水量的大小。
经试验验证，通过此液压油液加热系统可实现油液的加热速率达10℃/min，可实现油液温度线性变化、精度达±1℃，同时大幅降低了系统加热功率、减少功率浪费50％以上。

Claims (4)

1.液压油液加热系统，其液压油液的主回路由油箱、供油管路、调压阀以及回油管路组成，供油管路上串接设置有泵组、加热器以及温度传感器；其特征在于：回油管路通过比例二位三通换向阀分出两个支路，其中第一支路回油至泵组吸油口，第二支路经过散热装置回油至油箱，在散热装置的循环液冷回路上设置有通断电磁阀。
2.根据权利要求1所述的液压油液加热系统，其特征在于：在所述循环液冷回路上还设置有节流阀，与通断电磁阀串接。
3.根据权利要求2所述的液压油液加热系统，其特征在于：所述加热器采用电加热器。
4.采用如权利要求3所述液压油液加热系统进行加热调控的方法，包括以下环节：
对供油管路中泵组输出的油液进行加热，温度传感器实时检测流经调压阀的油液温度；
当油液温度远低于目标温度值时，保持或提高加热器的加热功率，回油油液全部通过比例二位三通换向阀的第一支路直接回泵组吸油口进行循环加热；
当油液温度接近或等于目标值时，降低加热器的加热功率，回油油液全部通过比例二位三通换向阀的第一支路直接回泵组吸油口进行循环加热；
当油液温度高于目标值时，降低加热器的加热功率，调节比例二位三通换向阀，使回油油液的一部分继续经第一支路回泵组吸油口，另一部分经第二支路回油箱；若油液温度继续上升，则打开散热装置的循环液冷回路上的通断电磁阀，并通过节流阀调节制冷量，进行冷却。
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