CN105805085A - 液压油在线监测装置和工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压油在线监测装置，所述在线监测装置包括减压降速单元和监测模块(4)，所述减压降速单元的入口与待监测的液压系统连接，所述减压降速单元的出口与所述监测模块(4)的入口连接。由于液压油在线监测装置设置了减压降速单元，在减压降速单元下游设置监测模块，在不影响液压系统正常使用的情况下，使待监测的高压、高流速液压油实现了向低压、低流速液压油的转化，由于监测的液压油压力和流速降低，能提高液压油在线监测的安全性。

Description

液压油在线监测装置和工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种液压油在线监测装置和工程机械。

背景技术

液压系统是依靠一定的介质通过不同的液压元件组合成能实现某种规定功能的系统。液压系统在工程机械和生产设备中被广泛应用。

据统计，工程机械的液压系统的故障有近2/3的来源于液压油介质的污染。工程机械的液压系统多数是高压、高流速的液压系统，而现有技术中，工程机械行业对液压油进行在线监测的技术仍处于低压、低流速或静止状态，对于动态的液压油性能监测在工程机械行业相对比较少。对于高压、高流速的液压油监测在行业内仍处于停滞状态，现有的监测手段及监测设备并不能满足对工程机械液压系统液压油性能监测的要求，高压、高流速的监测条件使得液压油在线监测装置在工程机械行业的运用仍处于起步阶段。

图1是现有技术的液压系统及液压油在线监测装置原理示意图。如图1所示，液压油泵5’将液压油箱6’中的液压油加压后形成高压的液压油并泵送至液压油在线监测装置的监测模块4’，经过监测模块4’后高压的液压油依次进入主阀3’和工作油路2’，从工作油路2’流出的排油再经主阀3’流回液压油箱6’。溢流阀1’连接在监测模块4’出口和液压油箱6’之间以在液压系统超压时保护液压系统。监测模块4’中含有抗高压的油品清洁度传感器、粘度传感器和水分传感器等相关监测设备。

该现有技术的液压油在线监测装置直接将抗高压的传感器安装在高压、高流速液压系统中，抗高压的传感器可以实时的监测高压、高流速的液压系统中液压油的性能参数。

在实现本发明的过程中，本发明的发明人发现以上现有技术具有如下不足之处：

1、监测成本高。现有液压油在线监测装置需要特制的抗高压的传感器，相关监测设备的工作条件相对较为恶劣，对监测设备的成本和技术要求相对较高，且极易造成监测设备的损坏。

2、危险系数高。液压系统的压力和流速相对较高，在对液压油监测的过程中极易造成系统喷油等故障，易造成人员伤亡和设备的损坏。

3、监测精度低。在高压、高流速液压系统的液压油在线监测装置中，监测模块安装在液压油泵的出口和主阀之间，一方面，监测设备受压力和流量的冲击比较大，采集的数据波动范围大，压力、流量越大，监测设备监测的数据越不稳定，测定值与离线测试值比较偏差越大；另一方面，现有技术的液压油在线监测装置并未考虑温度对监测设备的影响，油品的粘度、水分、介电常数等性能受温度的影响远超过传感器自身的误差范围；而且在高压、高流速液压系统中液压油分子之间的运动剧烈，分子之间的剧烈运动对监测设备的使用精度会造成不同程度的损伤，以上原因均会造成液压油监测精度相对较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液压油在线监测装置和工程机械，旨在提高液压油在线监测的安全性。

本发明第一方面提供一种液压油在线监测装置，所述在线监测装置包括减压降速单元和监测模块，所述减压降速单元的入口与待监测的液压系统连接，所述减压降速单元的出口与所述监测模块的入口连接。

进一步地，所述减压降速单元包括减压装置或节流装置。

进一步地，所述减压降速单元包括减压装置和节流装置，所述减压装置和所述节流装置串联。

进一步地，所述在线监测装置还包括连接于所述减压降速单元的出口与所述监测模块的入口之间的参数检测组件，所述参数检测组件包括流量检测装置、温度检测装置和/或压力检测装置。

进一步地，所述在线监测装置还包括控制阀，其中，所述控制阀与所述监测模块并联。

进一步地，所述在线监测装置还包括连接于所述减压降速单元的出口与所述监测模块的入口之间的参数检测组件，所述参数检测组件包括流量检测装置、温度检测装置和/或压力检测装置。

进一步地，所述参数检测组件与所述控制阀耦合。

进一步地，所述液压油在线监测装置还包括限流阀，所述限流阀连接于所述减压降速单元的出口与所述监测模块的入口之间。

进一步地，所述减压装置为减压阀。

进一步地，所述节流装置为可变阻尼装置。

本发明第二方面提供一种工程机械，包括液压系统和液压油在线监测装置，其中，所述液压油在线监测装置包括本发明第一方面中任一项所述的液压油在线监测装置。

基于本发明提供的液压油在线监测装置和工程机械，由于液压油在线监测装置设置了减压降速单元，在减压降速单元下游设置监测模块，在不影响液压系统正常使用的情况下，使待监测的高压、高流速液压油实现了向低压、低流速液压油的转化，由于监测的液压油压力和流速降低，能提高液压油在线监测的安全性。进一步地，可以利用具有低压、低流速监测设备的监测模块实时监测高压、高流速液压系统的液压油性能。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

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为现有技术的液压系统及液压油在线监测装置原理示意图。

图2为本发明具体实施例的液压系统及液压油在线监测装置原理示意图。

图3为图2所示实施例的液压油在线监测装置原理示意图。

图2和图3中，各附图标记分别代表：

1、溢流阀

2、主阀

3、工作油路

4、监测模块

5、液压油泵

6、液压油箱

7、液压油在线监测装置

8、流量检测装置

9、减压装置

10、节流装置

11、温度检测装置

12、压力检测装置

13、控制阀

具体实施方式

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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图2为本发明具体实施例的液压系统及液压油在线监测装置原理示意图。如图2所示，液压系统包括溢流阀1、主阀2、工作油路3、液压油泵5和液压油箱6。在液压系统的液压油泵5的出口连接有液压油在线监测装置7。

液压油泵5将液压油箱6中的液压油加压后形成高压液压油泵送至主阀3，液压油经主阀3后进入工作油路2，从工作油路2流出的排油再经主阀3流回液压油箱6。溢流阀1连接在液压油泵5的出口和液压油箱6之间以在液压系统超压时保护液压系统。

液压油在线监测装置7的入口与液压油泵5的出口连接，液压油在线监测装置7的出口与液压油箱6连通。液压油在线监测装置7可以直接对液压油泵5的出口处的高压、高流速的液压油进行监测。

当然，在未示出的实施例中，液压油在线监测装置7的入口还可以连接至液压系统中其它具有高压、高流速的液压油的系统管路中，例如可以连接至从主阀3向工作油路2输送液压油的系统管路中，或者可以连接至工作油路2的执行元件等压力较高的位置。

图3为图2所示实施例的液压油在线监测装置原理示意图。如图3所示，本实施例中，液压油在线监测装置7包括减压降速单元、监测模块4、参数检测组件和控制阀13。

减压降速单元的入口与待监测的液压系统连接，减压降速单元的出口与监测模块4的入口连接。

由于设置了减压降速单元，在减压降速单元下游设置监测模块4，在不影响液压系统正常使用的情况下，使待监测的高压、高流速液压油实现了向低压、低流速液压油的转化。由于监测压力和流速降低，能提高液压油在线监测的安全性。进一步地，可以利用具有低压、低流速监测设备的监测模块实时监测高压、高流速液压系统的液压油性能。

本实施例中减压降速单元包括串联接的减压装置9和节流装置10。节流装置10连接于减压装置9的下游。通过减压阀可以将高压的液压油转换为压力适当的液压油。设置节流装置10可以对液压油的流量进行更有效地控制，保证流经液压油在线监测装置7的流量较小，由于从液压系统引出的用于液压油在线监测的流量较小，并不影响高压、高流速液压系统的正常使用。

在一个具体示例中，减压装置9为减压阀。节流装置10为可变阻尼装置。可变阻尼装置主要是实现对进入液压油在线监测装置7的液压油流量进行控制，保证流经监测模块4的液压油流量维持在某一相对稳定的值。如果可变阻尼装置处于关闭状态，则进入监测模块4的液压油被切断，监测模块4不能对液压系统液压油的性能进行监测。

在未示出的实施例中，减压降速单元可以仅具有减压装置9或仅具有节流装置10。节流装置10除采用可变阻尼装置外，还可以采用节流孔板等定阻尼装置或者采用流量阀等等。减压装置9也可以采用例如比例阀等其它具有减压功能的装置。

监测模块4中设有用于监测油品清洁度、粘度和/或水分的传感器等相关监测设备。监测模块4用于监测流体清洁度、粘度和/或水分等液压油的参数。

控制阀13与监测模块4并联。控制阀13用于控制液压油在线监测装置7处于工作状态或者卸荷。

本实施例中，控制阀13为二位二通电磁阀。当二位二通电磁阀工作在弹簧位即图3所示的左侧位时，二位二通电磁阀处于断开状态，此时进入液压油在线监测装置7的液压油从监测模块4中通过，监测模块4可以正常对液压系统液压油的性能进行监测。当二位二通电磁阀得电工作在右位时，进入液压油在线监测装置7的液压油全部通过二位二通电磁阀实现卸荷，监测模块4无液压油通过，不能对液压系统液压油的性能进行监测。

参数检测组件连接于所述减压降速单元的出口与所述监测模块4的入口之间。参数检测组件可以包括流量检测装置8、温度检测装置11和压力检测装置12中的至少一种。

本实施例中，检测装置包括流量检测装置8、温度检测装置11和压力检测装置12。流量检测装置8用于检测进入监测模块4的液压油的流量。温度检测装置11用于检测进入监测模块4的液压油的温度。压力检测装置12用于检测进入监测模块4的液压油的压力。

流量检测装置8、温度检测装置11和压力检测装置12主要保证进入监测模块4的液压油在一定的工作参数范围内工作，防止液压油温度、压力偏高和流量波动过大引起监测模块4内的监测设备的损坏或者监测数据的不精确，保证监测模块4工作在最优的工作条件下。

优选地，参数检测组件与控制阀13耦合。参数检测组件与控制阀13耦合包括参数检测组件中任意一个或多个检测装置与控制阀13耦合。

在流量检测装置8与控制阀13耦合的情况下，如果流量波动过大，可以自动打开控制阀13，使液压油在线监测装置7中的液压油经控制阀13旁通至液压油箱6。

在温度检测装置11与控制阀13耦合的情况下，如果液压油温度过高，可以自动打开控制阀13，使液压油在线监测装置7中的液压油经控制阀13旁通至液压油箱6。

在压力检测装置12与控制阀13耦合的情况下，如果液压油温度过高，可以自动打开控制阀13，使液压油在线监测装置7中的液压油经控制阀13旁通至液压油箱6。

在本实施例中，流量检测装置8、温度检测装置11和压力检测装置12分别与控制阀13耦合。由于控制阀13的得电失电受流量检测装置8、温度检测装置11和压力检测装置12控制，只有当液压油在线监测装置7的液压油温度、压力和流量三者均工作在正常范围内时，控制阀13失电工作在左位，监测模块4工作在正常状态；一旦液压油在线监测装置7的液压油温度、压力和流量有一个超过设定的工作值，控制阀13得电实现右位卸荷，且可变阻尼装置关闭，切断进入液压油在线监测装置7的液压油，可以更有效地保护液压油在线监测装置7，提高液压油在线监测装置7的监测模块4的监测精度和使用寿命。

为了控制进入监测模块4的液压油的流量，流量检测装置8和控制阀之间可以无耦合关系，而代之以在监测模块4的入口和流量检测装置8之间设置限流阀以维持监测模块4的流量恒定。

需要说明的是，以上实施例中可以利用具有低压、低流速监测设备的监测模块实时监测高压、高流速液压系统的液压油性能，但本发明并不排除在监测模块中采用抗高压的监测设备对高压、高流速液压系统的液压油性能进行实时监测。

本实施例还提供一种工程机械。该工程机械包括液压系统和前述的液压油在线监测装置7。优选地，液压油在线监测装置7的入口与液压系统的液压油泵5的出口连接，液压油在线监测装置7的出口与液压油箱6连接。

根据以上描述可知，本发明以上实施例的液压油在线监测装置具有如下技术效果：

1、由于减压降速单元将液压系统的高压、高流速的液压油转化成低压、低流速的液压油之后进行监测，将高压危险工况转化成低压正常工况，测试人员在正常情况下可以进行液压油性能监测，危险系数相对较低，提高液压油在线监测的安全性。

2、减压降速单元将液压系统的高压、高流速的液压油转化成低压、低流速的液压油，且不影响原液压系统的使用；使用低压的传感器和检测设备即可实现对高压的液压系统中液压油性能的在线监测并减少低压监测模块所需的动力源，从而降低监测成本。

3、由于将液压系统的高压、高流速的液压油转化成低压、低流速的液压油之后进行监测，既可以实现较高的检测精度也可以对监测模块中各监测设备和液压元件起到保护作用。

4、在保证液压系统可以正常工作的前提下，通过在液压油在线监测装置设置压力、流量、温度检测装置，解决恶劣条件下温度、压力、流量过大引起的监测精度差和监测设备的损坏等问题。

5、在减压降速单元中设置可变阻尼装置，保证液压油在线监测装置流速恒定，一旦出现故障，立即切断液压油在线监测装置与液压系统之间的联系，也对监测模块中各监测设备和液压元件起到保护作用。

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 (11)

1.一种液压油在线监测装置，其特征在于，所述在线监测装置包括减压降速单元和监测模块(4)，所述减压降速单元的入口与待监测的液压系统连接，所述减压降速单元的出口与所述监测模块(4)的入口连接。

2.根据权利要求1所述的液压油在线监测装置，其特征在于，所述减压降速单元包括减压装置(9)或节流装置(10)。

3.根据权利要求1所述的液压油在线监测装置，其特征在于，所述减压降速单元包括减压装置(9)和节流装置(10)，所述减压装置(9)和所述节流装置(10)串联。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的液压油在线监测装置，其特征在于，所述在线监测装置还包括连接于所述减压降速单元的出口与所述监测模块(4)的入口之间的参数检测组件，所述参数检测组件包括流量检测装置(8)、温度检测装置(11)和/或压力检测装置(12)。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的液压油在线监测装置，其特征在于，所述在线监测装置还包括控制阀(13)，其中，所述控制阀(13)与所述监测模块(4)并联。

6.根据权利要求5所述的液压油在线监测装置，其特征在于，所述在线监测装置还包括连接于所述减压降速单元的出口与所述监测模块(4)的入口之间的参数检测组件，所述参数检测组件包括流量检测装置(8)、温度检测装置(11)和/或压力检测装置(12)。

7.根据权利要求6所述的液压油在线监测装置，其特征在于，所述参数检测组件与所述控制阀(13)耦合。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的液压油在线监测装置，其特征在于，所述液压油在线监测装置还包括限流阀，所述限流阀连接于所述减压降速单元的出口与所述监测模块(4)的入口之间。

9.根据权利要求2或3所述的液压油在线监测装置，其特征在于，所述减压装置(9)为减压阀或比例阀。

10.根据权利要求2或3所述的液压油在线监测装置，其特征在于，所述节流装置(10)为可变阻尼装置。

11.一种工程机械，包括液压系统和液压油在线监测装置，其特征在于，所述液压油在线监测装置包括如权利要求1至10中任一项所述的液压油在线监测装置。