CN105711781B - 一种自动检测油量的油箱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动检测油量的油箱，属于液压系统总体集成设计技术领域。油箱包括油箱体、活塞体、油箱底板、拉线位移传感器、开关阀、排气阀、固定支架和堵头；油箱体与活塞体、油箱底板、O形圈组成密封油箱，油箱顶部布置拉线位移传感器，拉线位移传感器一端通过固定支架与油箱体固联，另一端与活塞体固联，密封油箱在外力的作用下通过进出油孔向外排油，活塞体在外部气压的作用下克服摩擦力带动拉线位移传感器拉头向油箱底板方向运动，拉线牵出距离即为活塞体运动的位移，位移与密封油箱截面积的乘积即为排油的体积。本发明的油箱能够精确的反应油箱进出的油量，进而达到精确控制深海潜器浮力的目的。
Description
技术领域
发明涉及一种应用于深海潜器浮力驱动单元的油箱，具体涉及一种能自动检测油箱内剩余油量的油箱，属于液压系统总体集成设计技术领域。
背景技术
目前，用于深海潜器实现上下运动的浮力驱动单元，一般采用闭式液压系统，利用潜器质量不变、改变潜器排水体积达到改变潜器浮力原理，向暴露于外部海水中的皮囊充排油得到潜器排水体积变化，从而实现潜器上浮下潜；在液压系统向外部皮囊充排油时，需要实时控制皮囊中油量的多少，这就有必要利用一种简单可靠的装置检测控制。
传统检测油箱油量方法是在密封油箱内布置一个内皮囊(橡胶)，内皮囊中充入一定量的惰性气体，应用温度传感器和气体压力传感器实时检测气体的温度和压力，利用理想气体状态方程pV＝nRT计算得到此刻气体体积，油箱内总体积不变，可推算出此刻油箱中油量多少。此方法的缺点是：一是温度传感器易受环境温度影响产生温漂，以及将惰性气体假设为理想气体，从而影响计算结果精确度；二是油箱中配置气体压力传感器和内皮囊(橡胶)，为了保证气体压力传感器高精度，传感器价格高，内皮囊需要制作专用的模具，这样总体来说成本相对高，且结构复杂。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种自动检测油量的油箱，通过精确的实时检测油箱内的油量来控制外部皮囊中油量的多少，进而达到精确控制深海潜器浮力的目的。
一种自动检测油量的油箱，包括油箱体、活塞体、油箱底板、拉线位移传感器、开关阀、排气阀、固定支架和堵头；
所述油箱体的底部安装油箱底板，所述油箱底板将油箱体的底部密封，油箱底板上开有进出油孔，所述开关阀安装在油箱底板上对应进出油孔的位置；所述活塞体上套装O形圈后与油箱体配合，使油箱体内部形成密封的空间；所述活塞体上开有排气孔，所述排气阀安装在活塞体上对应排气孔的位置，所述排气阀在油箱体内排气完毕且关闭后由堵头进行密封；所述油箱体上方固定连接有固定支架，所述拉线位移传感器一端与固定支架固定连接，另一端与活塞体固定连接，拉线牵出距离即为活塞体运动的位移。
进一步地，所述固定支架由安装板和支柱组成，所述支柱的一端与油箱体的上方固定连接，另一端与安装板固定连接。
进一步地，所述的密封油箱在外力的作用下通过进出油孔向外排油，密封油箱内形成一定的真空度，这时，活塞体在外部气压的作用下克服摩擦力带动拉线位移传感器拉头向油箱底板方向运动，拉线牵出距离即为活塞体运动的位移，位移与油箱体截面积的乘积即为排油的体积；
所述的密封油箱在外力的作用下通过进出油孔向内注油，密封油箱内形成一定压力，当压力大于外部气压及摩擦力时，活塞体向远离油箱底板方向运动，拉线回收的距离即为活塞体运动的位移，位移与油箱体截面积的乘积即为注油的体积。
进一步地，所述的密封油箱采用垂直方向、水平方向或任意角度安装。
进一步地，所述的油箱体采用相对较硬的不锈钢金属材质，所述的活塞体采用相对较软的聚四氟乙烯非金属材质，这样的材质组合在二者相对运动时，可增加润滑性减小摩擦力，且二者不会引起摩擦损伤或碰伤。
进一步地，所述的活塞体与液压油的接触面为内凹型弧面，在排气过程中便于排净油箱中空气，不留气泡，为液压系统可靠工作提供干净的液压源。
有益效果：
1、本发明采用拉线位移传感器检测活塞体运动位移的距离来计算出油箱向外的排油量以及注油量，不受温度影响产生温漂现象，反映出的数据直观可靠并且准确、精度高。
2、本发明的密封油箱可以在水平、垂直或任意角度安装，不受姿态影响，具有便于安装和布置的特点。
3、本发明的密封油箱采用拉线位移传感器替代传统的温度传感器和气体压力传感器，结构上去除传统配置的内油箱橡胶皮囊，总体上来说，结构简单、紧凑、可靠、成本低。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
其中，1-油箱体、2-活塞体、3-油箱底板、4-拉线位移传感器、5-进出油孔、6-开关阀、7-排气孔、8-排气阀、9-安装板、10-支柱、11-堵头、12-O形圈。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
如附图1所示，本发明提供了一种自动检测油量的油箱，包括油箱体1、活塞体2、油箱底板3、拉线位移传感器4、开关阀6、排气阀8、安装板9、支柱10和堵头11；
所述油箱体1的底部安装油箱底板3，所述油箱底板3将油箱体1的底部密封，油箱底板3上开有进出油孔5，所述开关阀6安装在油箱底板3上对应进出油孔5的位置；所述活塞体2上套装O形圈12后与油箱体1配合，使油箱体1内部形成密封的空间；所述活塞体2上开有排气孔7，所述排气阀8安装在活塞体2上对应排气孔7的位置；所述支柱10的一端与油箱体1的上方固定连接，另一端与安装板9固定连接，所述拉线位移传感器4一端与安装板9固定连接，另一端与活塞体2固定连接，拉线牵出距离即为活塞体2运动的位移。
安装过程：将油箱体1与油箱底板3、开关阀6组装为一体；在活塞体2上套入O形圈12，并将排气阀8旋入排气孔内；关闭开关阀6，将定量液压油注入油箱体1内，此时再将活塞体2从油箱体1开口一端安装于油箱体1内，施加外力克服O形圈12与油箱体1壁之间的摩擦力，将活塞体2平稳的向下压，此时有空气从排气阀8中排出，当有液压油从排气阀8流出时，关闭排气阀8，插入堵头11，油箱密封完毕。
将拉线位移传感器4的拉线一端与活塞体2固联，将拉线位移传感器4通过安装板9、支柱10安装于油箱体1顶部。
通过外力使得油箱内部液压油经进开关阀6向外排油，这样油箱体1内会形成一定的真空度，活塞体2在外部气压的作用下，克服O形圈12与油箱体1壁之间的摩擦力向油箱底板3方向运动，从而带动拉线位移传感器4拉头向油箱底板3方向运动，拉线牵出距离即为活塞体2运动的位移，位移与油箱体1截面积的乘积即为排油的体积；
通过外力使得外部液压油经进开关阀6向油箱体1内注油，这样油箱体1内会形成一定的压力，活塞体2在内部油压的作用下，克服O形圈12与油箱体1壁之间的摩擦力、外部气压的作用，从而向远离油箱底板3方向运动，拉线位移传感器4拉线自动回收，拉线回收的距离即为活塞体运动的位移，位移与油箱体1截面积的乘积即为注油的体积。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种自动检测油量的油箱，其特征在于，该油箱包括油箱体(1)、活塞体(2)、油箱底板(3)、拉线位移传感器(4)、开关阀(6)、排气阀(8)、固定支架和堵头(11)；
所述油箱体(1)的底部安装油箱底板(3)，所述油箱底板将油箱体(1)的底部密封，油箱底板(3)上开有进出油孔(5)，所述开关阀(6)安装在油箱底板(3)上对应进出油孔(5)的位置；所述活塞体(2)上套装O形圈(12)后与油箱体(1)配合，使油箱体(1)内部形成密封的空间；所述活塞体(2)上开有排气孔(7)，所述排气阀(8)安装在活塞体(2)上对应排气孔(7)的位置，所述排气阀(8)在油箱体(1)内排气完毕且关闭后由堵头(11)进行密封；所述油箱体(1)上方固定连接有固定支架，所述拉线位移传感器(4)一端与固定支架固定连接，另一端与活塞体(2)固定连接，拉线牵出距离即为活塞体(2)运动的位移。
2.如权利要求1所述的自动检测油量的油箱，其特征在于，所述固定支架由安装板(9)和支柱(10)组成，所述支柱的一端与油箱体(1)的上方固定连接，另一端与安装板(9)固定连接。
3.如权利要求1或2所述的自动检测油量的油箱，其特征在于，所述的油箱体(1)在外力的作用下通过进出油孔(5)向外排油，油箱体(1)内形成一定的真空度，活塞体(2)在外部气压的作用下克服摩擦力带动拉线位移传感器(4)拉头向油箱底板(3)方向运动，拉线牵出距离即为活塞体(2)运动的位移，位移与油箱体(1)截面积的乘积即为排油的体积；
所述的油箱体(1)在外力的作用下通过进出油孔(5)向内注油，油箱体(1)内形成一定压力，当压力大于外部气压及摩擦力时，活塞体(2)向远离油箱底板(3)方向运动，拉线回收的距离即为活塞体(2)运动的位移，位移与油箱体(1)截面积的乘积即为进油的体积。
4.如权利要求1或2所述的自动检测油量的油箱，其特征在于，所述的油箱体采用垂直方向安装、水平方向安装或其他任意角度安装。
5.如权利要求1或2所述的自动检测油量的油箱，其特征在于，所述的油箱体(1)为不锈钢金属材料，所述的活塞体(2)为聚四氟乙烯非金属材料。
6.如权利要求1或2所述的自动检测油量的油箱，其特征在于，所述的活塞体(2)与液压油的接触面为内凹型弧面。
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