CN104607424B - 一种气液联合激振下的液压系统管路除污装置及其方法 - Google Patents

Abstract

一种气液联合激振下的液压系统管路除污装置及其方法，本发明采用全新的激振机理，对液压系统的清洗来说是一种新技术与新方法，尤其对于工况恶劣及结构复杂的液压系统，由于组成系统的集成块、接头、管路、液压阀等组件较多，采用气液联合激振进行污染物去除，清洗效率将更高，本发明可代替现有的将系统拆卸后进行人工清洗、或单纯采用冲洗泵清洗的方法，可针对不同液压系统，方便实现气液两相激振参数的无级调节，节能环保，经济效益显著等。

Description

一种气液联合激振下的液压系统管路除污装置及其方法

【技术领域】

本发明涉及一种液压系统管路的除污装置及其方法，具体涉及一种气液联合激振下的液压系统管路除污装置及其方法。

【背景技术】

已知的，液压传动因具有结构紧凑、功率密度大及控制方便等优点，被广泛应用在社会的各个行业中，它已成为衡量一个国家工业水平高低的重要指标，而液压系统的清洁度是影响系统可靠工作的关键因素，据资料统计表明，液压系统的故障有70%～80%是由于系统内部受到污染造成的，尤其是对于工况恶劣及结构复杂的液压系统，由于组成系统的集成块、接头、管路、液压阀等组件较多，污染物在以上组件内表面形成沉积后，使得清洗过程变得非常困难。

为了解决上述问题，本领域技术人员进行了大量的研究，其中技术比较成熟的液压系统清洗方法主要包括物理清洗和化学清洗，简单的物理清洗为更换液压油，或将液压系统拆卸之后，采用毛刷及清洗油对阀块组件进行逐件去污，这种方法清洗效率低，系统易造成二次污染。国内对较复杂的液压系统的物理清洗大多采用专门的冲洗泵和冲洗油，首先将所有的中间管路短接，只对管路冲洗，然后用工作泵站和工作油，将所有的管路和集成块接入系统（比例阀、伺服阀等采用冲洗板替代）以便形成回路，油液在高压高速下循环流动对系统进行冲洗，清洗成本过大，而且操作起来也较为繁琐；化学清洗方面主要有溶剂加温浸洗和酸处理法，溶剂加温浸洗是将拆卸下来的待清洗液压件浸入带有加热设备的清洗槽中（加热温度一般为 35～85 ℃），并在清洗液中通入压缩空气或蒸汽，必要时可在清洗液中加入添加剂，以提高防锈去污和清洗能力，但是由于化学清洗的排放物会对环境造成污染等，因此，探索一种更有效的清洗方式是本领域技术人员的长期技术诉求。

【发明内容】

为克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种气液联合激振下的液压系统管路除污装置及其方法，本发明将乳化液与外加气体结合起来的气液联合激振除污方式，通过乳化液泵站送出的乳化液与气体波动发生器产生的脉动气流进行混合，使管道内部的乳化液形成脉动的气液两相流，在脉动气液两相流的作用下对液压系统管路内部的污垢进行去除，实现液压系统的在线不拆卸清洗。

为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：

一种气液联合激振下的液压系统管路除污装置，包括乳化液箱、柱塞泵、液压系统、波动发生器、储气罐和空气压缩机，所述柱塞泵的进液口通过管道连接乳化液箱，柱塞泵的出液口通过管道依次连接单向阀和节流阀，所述节流阀通过管道连接待清洗的液压系统一端，在液压系统与节流阀之间的管道上设有单向节流阀，所述单向节流阀通过管道连接波动发生器，所述波动发生器通过管道连接储气罐，所述储气罐通过管道连接空气压缩机，液压系统的另一端通过管道连接乳化液箱形成所述的气液联合激振下的液压系统管路除污装置。

所述的气液联合激振下的液压系统管路除污装置，所述柱塞泵的进液口与乳化液箱之间的管道上设有进液过滤器。

所述的气液联合激振下的液压系统管路除污装置，所述单向阀与柱塞泵之间的管道上设有溢流阀，所述溢流阀的出液口通过管道连接乳化液箱。

所述的气液联合激振下的液压系统管路除污装置，所述波动发生器的转轴连接电动机，所述电动机连接变频器。

所述的气液联合激振下的液压系统管路除污装置，所述波动发生器与储气罐之间的管道上设有减压阀。

所述的气液联合激振下的液压系统管路除污装置，所述减压阀与波动发生器之间的管道上设有压力表。

所述的气液联合激振下的液压系统管路除污装置，所述液压系统另一端与乳化液箱之间的管道上设有流量计。

所述的气液联合激振下的液压系统管路除污装置，所述流量计与乳化液箱之间的管道上设有回液过滤器。

一种气液联合激振下的液压系统管路除污方法，首先依次启动电动机、空气压缩机，此时空气经储气罐、减压阀和压力表进入波动发生器；波动发生器由电动机驱动，并由变频器控制，进一步，将溢流阀开启到最小压力，启动柱塞泵，缓慢调节溢流阀，根据负载工况调节系统压力，乳化液经进液过滤器进入柱塞泵，压力和流量可调的乳化液经单向阀和节流阀进入待清洗的液压系统，由波动发生器形成的压力、频率可调的脉动气流再经相连的单向节流阀与回路中的乳化液混合，形成脉动的气液两相流，在高频振荡的波动发生器的作用下，气液两相流中气泡破灭时产生的瞬时压力使附着在管道内部表面的污染物受到急剧破坏，从而发生剥离、分散达到除污目的，待清洗的液压系统的另一端设有回液过滤器，乳化液和气体的混合物通过回液过滤器过滤后，又进入乳化液箱，制动时，首先调节溢流阀降低系统压力至最小，接下来关闭柱塞泵，然后依次关闭空气压缩机和电动机。

采用如上所述的技术方案，本发明具有如下所述的优越性：

本发明所述的一种气液联合激振下的液压系统管路除污装置及其方法，本发明采用全新的激振机理，对液压系统的清洗来说是一种新技术与新方法，尤其对于工况恶劣及结构复杂的液压系统，由于组成系统的集成块、接头、管路、液压阀等组件较多，采用气液联合激振进行污染物去除，清洗效率将更高，本发明可代替现有的将系统拆卸后进行人工清洗、或单纯采用冲洗泵清洗的方法，可针对不同液压系统，方便实现气液两相激振参数的无级调节，节能环保，经济效益显著等。

【附图说明】

图1是本发明的结构原理图；

在图中：1、进液过滤器；2、乳化液箱；3、柱塞泵；4、溢流阀；5、单向阀；6、节流阀；7、液压系统；8、变频器；9、电动机；10、波动发生器；11、流量计；12、储气罐；13、回液过滤器；14、空气压缩机；15、减压阀；16、压力表；17、单向节流阀。

【具体实施方式】

通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例；

结合附图1所述的一种气液联合激振下的液压系统管路除污装置，包括乳化液箱2、柱塞泵3、液压系统7、波动发生器10、储气罐12和空气压缩机14，所述柱塞泵3的进液口通过管道连接乳化液箱2，在柱塞泵3的进液口与乳化液箱2之间的管道上设有用于过滤乳化液的进液过滤器1，柱塞泵3的出液口通过管道依次连接单向阀5和节流阀6，所述单向阀5与柱塞泵3之间的管道上设有起保护作用的溢流阀4，所述溢流阀4的出液口通过管道连接乳化液箱2；所述节流阀6通过管道连接待清洗的液压系统7一端，在液压系统7与节流阀6之间的管道上设有单向节流阀17，所述单向节流阀17通过管道连接波动发生器10，所述波动发生器10的转轴连接电动机9，所述电动机9连接变频器8；波动发生器10通过管道连接储气罐12，在波动发生器10与储气罐12之间的管道上设有减压阀15，所述减压阀15与波动发生器10之间的管道上设有压力表16，所述储气罐12通过管道连接空气压缩机14，液压系统7的另一端通过管道连接乳化液箱2，液压系统7另一端与乳化液箱2之间的管道上设有流量计11，所述流量计11与乳化液箱2之间的管道上设有回液过滤器13形成所述的气液联合激振下的液压系统管路除污装置。

本发明所述的一种气液联合激振下的液压系统管路除污方法，首先依次启动电动机9、空气压缩机14，此时空气经储气罐12、减压阀15和压力表16进入波动发生器10；波动发生器10由电动机9驱动，并由变频器8控制，进一步，将溢流阀4开启到最小压力，启动柱塞泵3，缓慢调节溢流阀4，根据负载工况调节系统压力， 乳化液经进液过滤器1进入柱塞泵3，压力和流量可调的乳化液经单向阀5和节流阀6进入待清洗的液压系统7，由波动发生器10形成的压力、频率可调的脉动气流再经相连的单向节流阀17与回路中的乳化液混合，形成脉动的气液两相流，在高频振荡的波动发生器10的作用下，气液两相流中气泡破灭时产生的瞬时压力使附着在管道内部表面的污染物受到急剧破坏，从而发生剥离、分散达到除污目的，待清洗的液压系统7的另一端设有回液过滤器13，乳化液和气体的混合物通过回液过滤器13过滤后，又进入乳化液箱2，制动时，首先调节溢流阀4降低系统压力至最小，接下来关闭柱塞泵3，然后依次关闭空气压缩机14和电动机9。

本发明的具体实施例如下：

本发明包括乳化液泵站、气动发生系统和变频控制系统，其中乳化液泵站包括柱塞泵3、进液过滤器1、溢流阀4、单向阀5、节流阀6；气动发生系统包括波动发生器10、空气压缩机14、储气罐12、减压阀15、压力表16；变频控制系统包括配电箱、变频器8和电动机9。柱塞泵3入口处为进液过滤器1，出口处依次为溢流阀4、单向阀5和节流阀6；气动发生系统的气源由空气压缩机14产生，经储气罐12、减压阀15和压力表16进入波动发生器10；波动发生器的转轴连接电动机9，电动机9的转速由变频器8控制，波动发生器10后面连接单向节流阀17；气液混合之后进入待清洗的液压系统7，液压系统管路上安装有流量计11；回液过滤器13安装在待清洗的液压系统7之后，并与乳化液箱2相连。

本发明先通过变频器8低速启动波动发生器10连接的电动机9，接着启动空气压缩机14。调节溢流阀4至最小压力，启动柱塞泵3，根据负载工况调节溢流阀4。乳化液经单向阀5进入节流阀6，由于波动发生器10和空气压缩机14已经启动，支路中的气体经储气罐12，减压阀15和波动发生器10进入单向节流阀17，脉动的气流与乳化液混合后进入液压系统7。在此过程中，液体压力由溢流阀4调节，流量由节流阀6调节，气体压力由减压阀15调节，流量由单向节流阀17调节。气液混合后，在高频振荡的波动发生器10的作用下形成脉动的气液两相流，流体中的气泡会在正负压的作用下发生长大和溃灭，溃灭时产生的瞬时压力使附着在管道内部表面的污染物受到急剧破坏，从而发生剥离、分散达到除污目的。待清洗的液压系统之后设有回液过滤器13，乳化液和气体的混合物通过回液过滤器过滤后，又进入乳化液箱2。

启动时，首先波动发生器10连接的电动机9变频启动，接下来启动空气压缩机14。然后将溢流阀4开启到最小压力，柱塞泵3启动，缓慢调节溢流阀4，根据负载工况调节系统压力。制动时，首先调节溢流阀4降低系统压力至最小，接下来关闭柱塞泵3，然后依次关闭空气压缩机14和波动发生器10连接的电动机9。

本发明的工作原理为：启动柱塞泵3，乳化液经进液过滤器1进入柱塞泵3，压力和流量可调的液体经单向阀5和节流阀6进入待清洗的液压系统7；启动空气压缩机14，空气经储气罐12、减压阀15和压力表16进入波动发生器10；波动发生器10由电动机9驱动，并由变频器8控制，形成的压力、频率可调的脉动气流再经相连的单向节流阀17与主回路中的乳化液混合，形成脉动的气液两相流；在高频振荡的波动发生器10的作用下，气液两相流中气泡破灭时产生的瞬时压力使附着在管道内部表面的污染物受到急剧破坏，从而发生剥离、分散达到除污目的；待清洗的液压系统7之后设有回液过滤器13，乳化液和气体的混合物通过回液过滤器13过滤后，又进入乳化液箱2。

本发明的工作过程为：启动时，首先电动机9变频启动，接下来启动空气压缩机14。然后将溢流阀4开启到最小压力，柱塞泵3启动，缓慢调节溢流阀4，根据负载工况调节系统压力。制动时，首先调节溢流阀4降低系统压力至最小，接下来关闭柱塞泵3，然后依次关闭空气压缩机14和电动机9。

本发明装置的优点和效果在于：

⑴ 本发明中的激振流体是气液混合的两相流，在波动发生器10的作用下，其流动状态是脉动的，且脉动频率可通过变频器8控制下的波动发生器10的运动频率进行调节，相比于液压系统7目前常采用的专门的冲洗泵和冲洗油清洗，其在脉动作用下对管道内部污染物的剥离作用要比单纯的冲洗泵强的多，除污效果显著；

⑵ 本发明中气液混合的两相流在运动过程中，由于波动发生器10的高频振荡，流体中的气泡会在正负压的作用下发生长大和溃灭，在溃灭时会产生瞬时压力，会对附着在管道内壁的污染物进行强制剥离，因此具有较强的除污能力；

⑶ 本发明中气液参数可进行单独调节，液体压力由溢流阀4调节，流量由节流阀6调节；气体压力由与空气压缩机14相连的减压阀15调节，流量由单向节流阀17调节。因此，气液两相之间的参数匹配灵活，可根据系统具体情况对相关参数进行方便调整，较单纯采用冲洗泵清洗具有绝对的优势；

⑷ 本发明属物理清洗方式，相比于管道的化学清洗，不会对环境产生污染，符合国家节能减排政策。

本发明采用全新的激振机理，对液压系统的清洗来说是一种新技术与新方法，尤其对于工况恶劣及结构复杂的液压系统，由于组成系统的集成块、接头、管路、液压阀等组件较多，采用气液联合激振进行污染物去除，清洗效率将更高。本发明可代替现有的将系统拆卸后进行人工清洗、或单纯采用冲洗泵清洗的方法，可针对不同液压系统，方便实现气液两相激振参数的无级调节，节能环保，经济效益显著。

本发明未详述部分为现有技术。

为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (5)

1.一种气液联合激振下的液压系统管路除污装置，包括乳化液箱（2）、柱塞泵（3）、液压系统（7）、波动发生器（10）、储气罐（12）和空气压缩机（14），其特征是：所述柱塞泵（3）的进液口通过管道连接乳化液箱（2），柱塞泵（3）的进液口与乳化液箱（2）之间的管道上设有进液过滤器（1），柱塞泵（3）的出液口通过管道依次连接单向阀（5）和节流阀（6），所述单向阀（5）与柱塞泵（3）之间的管道上设有溢流阀（4），所述溢流阀（4）的出液口通过管道连接乳化液箱（2），所述节流阀（6）通过管道连接待清洗的液压系统（7）一端，所述液压系统（7）另一端与乳化液箱（2）之间的管道上设有流量计（11），所述流量计（11）与乳化液箱（2）之间的管道上设有回液过滤器（13），在液压系统（7）与节流阀（6）之间的管道上设有单向节流阀（17），所述单向节流阀（17）通过管道连接波动发生器（10），所述波动发生器（10）通过管道连接储气罐（12），所述储气罐（12）通过管道连接空气压缩机（14），液压系统（7）的另一端通过管道连接乳化液箱（2）形成所述的气液联合激振下的液压系统管路除污装置。

2.根据权利要求1所述的气液联合激振下的液压系统管路除污装置，其特征是：所述波动发生器（10）的转轴连接电动机（9），所述电动机（9）连接变频器（8）。

3.根据权利要求1所述的气液联合激振下的液压系统管路除污装置，其特征是：所述波动发生器（10）与储气罐（12）之间的管道上设有减压阀（15）。

4.根据权利要求3所述的气液联合激振下的液压系统管路除污装置，其特征是：所述减压阀（15）与波动发生器（10）之间的管道上设有压力表（16）。

5. 实施权利要求1～4任一权利要求所述的一种气液联合激振下的液压系统管路除污装置的一种气液联合激振下的液压系统管路除污方法，其特征是：首先依次启动电动机（9）、空气压缩机（14），此时空气经储气罐（12）、减压阀（15）和压力表（16）进入波动发生器（10）；波动发生器（10）由电动机（9）驱动，并由变频器（8）控制，进一步，将溢流阀（4）开启到最小压力，启动柱塞泵（3），缓慢调节溢流阀（4），根据负载工况调节系统压力， 乳化液经进液过滤器（1）进入柱塞泵（3），压力和流量可调的乳化液经单向阀（5）和节流阀（6）进入待清洗的液压系统（7），由波动发生器（10）形成的压力、频率可调的脉动气流再经相连的单向节流阀（17）与回路中的乳化液混合，形成脉动的气液两相流，在高频振荡的波动发生器（10）的作用下，气液两相流中气泡破灭时产生的瞬时压力使附着在管道内部表面的污染物受到急剧破坏，从而发生剥离、分散达到除污目的，待清洗的液压系统（7）的另一端设有回液过滤器（13），乳化液和气体的混合物通过回液过滤器（13）过滤后，又进入乳化液箱（2），制动时，首先调节溢流阀（4）降低系统压力至最小，接下来关闭柱塞泵（3），然后依次关闭空气压缩机（14）和电动机（9）。