CN105465101B - 一种液压油缸内泄漏检测设备及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压油缸内泄漏检测设备及装置，其至少包括缸筒、配合安装在所述缸筒内部的活塞杆组件以及固定安装在所述缸筒中、用于感测所述活塞杆组件的运动速度的速度检测机构。本发明能为液压油缸的内泄漏提供准确的判断依据。

Description

一种液压油缸内泄漏检测设备及装置

技术领域

本发明涉及工程技术领域，特别是涉及一种液压油缸内泄漏检测设备及设置有该设备的液压油缸内泄漏检测装置。

背景技术

液压油缸作为液压系统的执行部件，应用十分广泛。在实际使用过程中，存在油缸泄漏故障，油缸泄漏分为外泄漏和内泄漏两种。一旦油缸发生泄漏，必须及时采取相应的措施保证液压系统的正常运行。因此，需要及时判断油缸是否泄漏。

外泄漏会造成环境的污染和资源的浪费，外泄漏较容易发现，只要仔细的观察即可做出正确的判断。而内泄漏会影响液压油缸的技术性能，出现运力不足,运动速度缓慢和工作不平稳等现象。液压油缸内漏油有两处：一处是活塞与活塞杆之间的静密封部分；另一处是活塞与缸壁之间的动密封部分。这些内泄漏部位均发生在油缸内部，不能直接观察得到。而且内泄漏量往往比较小，这就造成对内泄漏现象难以做出正确及时的判断。

液压油缸内泄漏检测的理论基础：

增压效应：由于活塞密封圈的磨损，老化或机械损伤丧失密封作用，液压油缸的有杆腔和无杆腔变成了连通器，有效承压面积由活塞截面积变成了活塞杆截面积，在载荷不变的情况下，压力会增大。

密封失效前：

P1＝F/A

式中：

P1：液压油缸无杆腔压力；

F：液压油缸外载荷；

A：液压油缸活塞截面积；

密封失效后：

P2＝F/B

式中：

B：液压油缸活塞杆截面积；

因为A>B，故P2>P1，该压力突变现象称为增压效应。

液压油缸发生内泄漏不会迅速处于增压效应的状态，内泄漏液压油缸的表现为：液压油缸的无杆腔的压力会下降，有杆腔的压力会升高，最终表现为两腔的压力一致。在压力变化过程中，无杆腔的容积会变小，有杆腔的容积会变大，即液压油缸的伸出距离会变小。

目前存在着一种负载油缸内泄漏在线检测阀，图1表示的是现有技术中的检测阀的结构。检测阀包括阀体4’、配合安装在阀体4’内部的活塞杆组件6’和弹簧3’以及第一叠加式单向阀1’和第二叠加式单向阀2’，阀体4’上开设有进油口7’和出油口8’。

检测阀主要是对关键点油缸进行检测，检测时，首先，将本检测阀直接安装在待检测液压油缸的无杆腔，代替原有系统中单向阀的作用，即打开第一叠加式单向阀1’和第二叠加式单向阀2’，正常工作状态下，按照第一通路11’——第二通路12’——第三通路13’——第四通路14’——第五通路15’的流向作为上述固装式单向阀使用。

需要作为检测阀使用时，关闭第二单向阀2’，打开第一单向阀1’，内泄压通过第一通路11’——第二通路12’进入无杆腔内，活塞受压下移，直至活塞端面触通第五通路15’泄压，退回，循环上述动作过程，活塞杆往复运动。其动作频率慢表示泄漏量小，往复频繁表示泄漏量大，活塞杆顶出不动作表示内泄严重，处于内泄直通危险状态，活塞杆无动作表示油缸活塞无泄漏。检测完毕后，打开第二叠加式单向阀2’，恢复单向阀作用。

对普通液压油缸的巡检检查时，在原有单向阀的前后加装两个测量点，正常工作是开启单向阀循环通路，当发生异常需要检测时，携带检测阀，单向阀与油缸无压腔中间的测压点连接测压阀进油口，另一检测点连接检测阀出油口。关闭检测阀中的第二叠加式单向阀2’，打开检测阀中的第一叠加式单向阀1’，同时关闭系统单向阀即可进行检测油缸内泄作业。内泄压通过第一通路11’——第二通路12’进入无杆腔内，活塞受压下移，直至活塞端面触通第五通路15’泄压，退回，循环上述动作过程，活塞杆往复动作。活塞杆的动作频率慢表示泄漏量小，往复频繁表示泄漏量大，活塞杆顶出不动作表示内泄严重，处于内泄直通危险状态，活塞杆无动作表示油缸活塞无泄漏。完毕后打开系统单向阀即可恢复正常工作。

尽管负载油缸内泄漏在线检测阀可以解决并改变以往在线油缸不能安全又便捷地检测液压油缸内泄漏的问题，但是仍然存在以下缺陷：

1、检测阀开设有多个通油孔，且集成两个单向阀，结构比较复杂。检测阀油路截面突变位置多，液压油通过此检测阀，局部压力损失较大，对内泄漏量检测正确性有一定影响。

2、待检测液压油缸的内泄漏量通过观察活塞杆顶出、缩回往复动作的频率来判断。如内泄漏量较小，往复运动频率极低，则通过观察的方式无法判断内泄漏是否存在。如内泄漏量较大，往复运动频率高，则通过观察的方式很难分辨运动频率的多少。上述分析说明：该方法能够判断出是否存在内泄漏及内泄漏的程度是多少，无法量化液压油缸内泄漏量。如用于不同规格的油缸内泄检测，则在油缸内泄漏程度的判断上存在一定问题。

3、相同泄漏量的情况下，往复运动频率和弹簧的刚度有关，弹簧刚度大，则往复运动频率低，弹簧刚度小，则往复运动频率高，甚至经常处于内泄直通状态。检测阀检测内泄时，活塞杆频繁运动，亦即弹簧是频繁使用的，一段时间后，弹簧刚度一般会衰减，则相同内泄漏量的情况下，往复运动频率变大。

发明内容

本发明的目的是提出一种液压油缸内泄漏检测设备及装置，其能为液压油缸的内泄漏提供准确的判断依据。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种液压油缸内泄漏检测设备，其至少包括缸筒、配合安装在所述缸筒内部的活塞杆组件以及固定安装在所述缸筒中、用于感测所述活塞杆组件的运动速度的速度检测机构。

进一步地，所述速度检测机构至少包括位移传感器，所述活塞杆组件具有能够容许所述位移传感器伸入其内的中空腔。

进一步地，所述活塞杆组件使所述缸筒分成流体连通的有杆腔和无杆腔。

进一步地，所述缸筒中沿所述活塞杆组件的伸出方向设置有调整螺栓，所述调整螺栓与所述活塞杆组件的伸出端之间设置有复位弹簧。

进一步地，所述无杆腔具有油口。

本发明还提供一种液压油缸内泄漏检测装置，其至少包括上述各实施例中的液压油缸内泄漏检测设备。

进一步地，还包括单向阀，其进油口与所述待检测液压油缸的有杆腔流体连通，出油口与所述液压油缸内泄漏检测设备的油口流体连通。

进一步地，还包括换向阀，其设置在所述单向阀与所述液压油缸内泄漏检测设备的油口之间。

进一步地，还包括溢流阀，其进油口与所述液压油缸内泄漏检测设备的油口流体连通。

基于上述技术方案，本发明的优点是：

由于本发明设置了缸筒、活塞杆组件以及固定安装在缸筒中用于感测活塞杆组件的运动速度的速度检测机构，与现有技术相比，本发明提供的检测油缸的油路截面突变位置较少，局部压力损失较小，对内泄漏量检测准确性影响较小；另外，通过速度检测机构可以获取活塞杆组件的运动速度信息，再根据该运动速度信息便可得出准确而可靠的待检测液压油缸的内泄漏量，因此，本发明既能够检测出待检测液压油缸是否存在内泄漏，还能对内泄漏量进行量化，为液压油缸的内泄漏提供准确的判断依据。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中负载油缸内泄漏在线检测阀的截面图；

图2为本发明一实施例的液压油缸内泄漏检测设备的截面图；

图3为本发明一实施例的液压油缸内泄漏检测装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

图2表示的是本发明一实施例的液压油缸内泄漏检测设备100的结构，图2是液压油缸内泄漏检测设备100的截面图。首先，参照图2说明液压油缸内泄漏检测设备100的概略构成。本实施方式中，至少包括缸筒、配合安装在所述缸筒内部的活塞杆组件以及固定安装在所述缸筒中、用于感测所述活塞杆组件的运动速度的速度检测机构，其中：

所述缸筒是液压油缸内泄漏检测设备的重要组成部件之一，通常为圆管状结构，其内部与所述活塞组件配合。所述缸筒至少包括同轴且顺序连接的连接座6、筒状结构1、导向套5和套筒13，亦即，筒状结构1的一端与导向套5连接，另一端可以焊接(或装配)连接座6。导向套5中间开孔用于穿过所述活塞组件，其上开设有液压沟槽(图中未示出)，用于安装密封元件及导向环等，在所述活塞组件伸出和缩回动作时起到密封和支撑导向的作用，从而保证有杆腔Ⅰ的密封性以及所述活塞组件和筒状结构1的同轴度。所述活塞组件行程越长，通常情况下，导向套5的轴向尺寸越大。

如图2所示，本例中的筒状结构1的内径大于连接座6的内径，检测器8安装在连接座6的内径孔中。在连接座6的端面形成对所述活塞杆组件中的活塞2进行限位的起点台阶。导向套5内嵌在筒状结构1中，形成对所述活塞杆组件中的活塞2的行程进行限位的终点台阶。

所述活塞组件也是液压油缸内泄漏检测设备的重要组成部件，通常情况由活塞2与活塞杆3连接，并配合安装在所述缸筒的筒状结构1的内部，使所述缸筒分成有杆腔Ⅰ和无杆腔Ⅱ。其中：有杆腔Ⅰ由筒状结构1的内腔、活塞2的右端面、导向套5的左端面和活塞杆3的外圆面构成。无杆腔Ⅱ由活塞2的左端面、活塞杆3的左端面、筒状结构1的内孔、连接座6的右端面和检测器8的右端面构成。容腔III实际上是所述速度检测机构信号输出线的输出孔。

活塞2上开设有环形沟槽(图中未示出)，用于安装支撑环4等，以防止活塞2和筒状结构1直接接触；另外，通过支撑环4与筒状结构1的内壁之间的间隙，有杆腔Ⅰ和无杆腔Ⅱ流体连通。由于有杆腔Ⅰ和无杆腔Ⅱ流体连通，因此可以将油口A设置在无杆腔Ⅱ，油口A用于连接外部管路，同时与有杆腔Ⅰ和无杆腔Ⅱ流体连通。此时的油口A既可以相当于进油口，起到进油作用；也可以相当于出油口，起到出油的作用。

综上，与现有技术相比，本发明提供的液压油缸内泄漏检测设备100采用的是油缸，相比于现有技术中使用的内泄在线检测阀(如图1所示)，其油路截面突变位置较少，局部压力损失较小，对内泄漏量检测准确性影响较小；另外，通过速度检测机构可以获取活塞杆组件的运动速度信息，再根据该运动速度信息便可得出准确而可靠的待检测液压油缸的内泄漏量，因此，本发明既能够检测出待检测液压油缸是否存在内泄漏，还能对内泄漏量进行量化，为液压油缸的内泄漏提供准确的判断依据。

所述速度检测机构至少包括位移传感器和计时器(图中未示出)，该计时器用于根据位移传感器测得的位移计算所述活塞杆组件的运行速度。所述活塞杆组件具有能够容许位移传感器伸入其内的中空腔7。

本实施例中，位移传感器采用的是磁致伸缩位移传感器，可直接购买，其由检测器8和磁环9组成。其中：

检测器8包括外管81和法兰外壳82，二者为一体结构。其中，外管81为耐压器件，内置有一条铁磁材料的磁致感应元件(图中未示出)。外管81的伸出端完全伸入到活塞杆3的中空腔7内。法兰外壳82内置有电子装置和信号转换器(图中未示出)，用于接收并转换检测信号。法兰外壳82固定在连接座6中，因此检测器8整体随连接座6一起运动。法兰外壳82通过密封件进行密封，能够保证无杆腔II中的液压油不能通过容腔III(如图2所示)。

磁环9可以是一个移动的永磁铁，其由挡圈10固定在活塞杆3的中空腔7内。磁环9与外管81之间具有间隙，不相接触。磁环9固定在活塞杆3上随活塞杆3一起运动。检测器8通过测量磁环9的位置来确定活塞杆3的位移。

检测器8和磁环9相配合实时检测活塞杆3的位移的工作原理是：磁环9和外管81中的磁致感应元件分别会产生一个纵向的磁场。每当电流脉冲(即询问信号)由法兰外壳82中的电子装置送出并通过外管81中的磁致感应元件时，第二个磁场便由外管81的径向方面制造出来。当这两个磁场在外管81相交的瞬间，外管81产生“磁致伸缩”现象，一个应变脉冲及时产生。该应变脉冲称为“返回信号”，其以超声的速度从产生点运行回法兰外壳82中的电子装置并被检测出来。磁环9的位置由法兰外壳82中的计时器对询问信号发出到返回信号到达的时间周期探测而计算得到。磁环9与检测器8不接触，其距离被设置为所述位移传感器的零点，由此活塞杆3的位移即为外管81相对于磁环9所产生的位移，因此能被实时检测出来。

根据活塞杆3的位移及其对应的时间，便可以获取准确的活塞杆3的运动速度信息，再根据该运动速度信息便可得出准确而可靠的待检测液压油缸的内泄漏量，因此，本实施例既能够检测出待检测液压油缸是否存在内泄漏，还能对内泄漏量进行准确量化，进一步为液压油缸的内泄漏提供准确的判断依据。

另外，考虑到在相同泄漏量的情况下，往复运动频率和弹簧的刚度有关，弹簧刚度大，则往复运动频率低，弹簧刚度小，则往复运动频率高，甚至经常处于内泄直通状态。因此，本实施例中的所述活塞杆组件中活塞杆3的伸出端设置有调整螺栓12，活塞杆3的伸出端和调整螺栓12之间设置有复位弹簧11。通过调整螺母12可以调节复位弹簧11的刚度，从而保持液压油缸内泄漏检测设备100的刚度不变，解决了因长时间使用弹簧刚度变化而影响内泄漏量判断的问题，进而提高了内泄漏判断的准确度。同理，还可以根据不同的待检测液压油缸的规格，调节合适的复位弹簧11的刚度。

上文已经介绍，液压油缸内泄漏检测设备100的缸筒由连接座6、筒状结构1、导向套5和套筒13共同构成，上述实施例中的调整螺栓12设置在套筒13的底部，未产生位移的活塞杆3的伸出端已伸入套筒13中，因此，复位弹簧11始终位于套筒13中。

需要说明的是，上述分段结构的缸筒主要是为了方便所述位移传感器的拆装操作，实质上，一体结构的缸筒也在本发明的保护范围之内。

如图3所示，本发明还提供一种液压油缸内泄漏检测装置，其包括上述各实施例中的液压油缸内泄漏检测设备100。上面已经介绍，通过液压油缸内泄漏检测设备100既能够检测出待检测液压油缸是否存在内泄漏，还能对内泄漏量进行准确量化，为液压油缸的内泄漏提供准确的判断依据。

上述实施例中，液压油缸内泄漏检测装置还包括单向阀200，其进油口与待检测液压油缸300的有杆腔301流体连通，出油口与液压油缸内泄漏检测设备100的油口A流体连通。待检测液压油缸300如发生内泄漏，一般由无杆腔302内泄漏到有杆腔301，则有杆腔301的压力会升高。内泄漏量越大，有杆腔301的压力升高越多。内泄漏液压油会通过单向阀200进入液压油缸内泄漏检测设备100的油口A，从而进入液压油缸内泄漏检测设备100的无杆腔Ⅱ，进而推动液压油缸内泄漏检测设备100的活塞杆3运动。液压油缸内泄漏检测设备100的活塞杆3运动速度越快，则表示待检测液压油缸300的内泄漏量大，反之亦然。

上述各实施例中，液压油缸内泄漏检测装置还包括换向阀400，其设置在单向阀200与液压油缸内泄漏检测设备100的油口A之间。待检测液压油缸300发生内泄漏，液压油缸内泄漏检测设备100的活塞杆3到导向套5的端面的时候，则说明待检测液压油缸300的内泄漏严重。此时通过手动换或电磁阀控制换向阀400进行换向，所述活塞杆组件通过复位弹簧11进行复位，进入下一个检测周期。

上述各实施例中，液压油缸内泄漏检测装置还包括溢流阀500，其进油口与液压油缸内泄漏检测设备100的油口A流体连通。当待检测液压油缸300发生内泄漏，液压油缸内泄漏检测设备100的活塞杆3到导向套5的端面，并通过溢流阀500溢流，则说明待检测液压油缸300的内泄漏非常严重。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (8)

1.一种液压油缸内泄漏检测设备，其特征在于:至少包括缸筒、配合安装在所述缸筒内部的活塞杆组件以及固定安装在所述缸筒中、用于感测所述活塞杆组件的运动速度的速度检测机构；

所述缸筒中沿所述活塞杆组件的伸出方向设置有调整螺栓，所述调整螺栓与所述活塞杆组件的伸出端之间设置有复位弹簧。

2.如权利要求1所述的液压油缸内泄漏检测设备，其特征在于：所述速度检测机构至少包括位移传感器，所述活塞杆组件具有能够容许所述位移传感器伸入其内的中空腔。

3.如权利要求1或2所述的液压油缸内泄漏检测设备，其特征在于:所述活塞杆组件使所述缸筒分成流体连通的有杆腔和无杆腔。

4.如权利要求3所述的液压油缸内泄漏检测设备，其特征在于：所述无杆腔具有油口。

5.一种液压油缸内泄漏检测装置，其特征在于：至少包括如权利要求1至4任一项所述的液压油缸内泄漏检测设备。

6.如权利要求5所述的液压油缸内泄漏检测装置，其特征在于：还包括单向阀，其进油口与待检测液压油缸的有杆腔流体连通，出油口与所述液压油缸内泄漏检测设备的油口流体连通。

7.如权利要求6所述的液压油缸内泄漏检测装置，其特征在于：还包括换向阀，其设置在所述单向阀与所述液压油缸内泄漏检测设备的油口之间。

8.如权利要求7所述的液压油缸内泄漏检测装置，其特征在于：还包括溢流阀，其进油口与所述液压油缸内泄漏检测设备的油口流体连通。