CN106573278B - 用于冲洗在液压系统的管道的进程以及用于冲洗的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于液压系统（3）的内部的管道冲洗的进程，所述进程通过提供流体（4）通过所述液压系统（3），所述流体（4）为至少Re 2300雷诺的流。根据本发明，包括在所利用的设备（2）中的电机（5）、泵（6）以及期望的净化度被控制单元（1）通过对电机速度、油流量、油温度以及经由粒子计数器（23）污染度的反馈调控。在这方面，利用在所称的闭环系统中的油（4）或者另外的流体的自动净化被提供以修正，所述修正在所述净化度的预定期望的最终结果之后、在能够传送批准的结果报告之前，由所述控制单元（1）自动进行。本发明还涉及用于实现所述进程的设备（2）。

Description

用于冲洗在液压系统的管道的进程以及用于冲洗的设备

技术领域

本发明涉及用于液压系统的内部的管道冲洗的进程，该进程通过使流体通过所述液压系统，该流体为至少Re 2300雷诺的流。

背景技术

管道的冲洗,即内部地清洁液压系统，根据与利用至少Re 3000的湍流的流体相关的已知进程，尤其按照如下方式发生，既流体的污染度的测量是通过尤其是根据ISO 4406:1999或者NAS 1648的粒子计数器，或者通过其它已知的类似进程。在用于液压设备的管道系统中，存在问题的是可靠地且有效地能够在短时间内并且结果良好地使船舶的所有部件处于可用状态。

自从在二十世纪70年代至80年代进入现代液压系统以来，在全球范围内已经证明实现恰当的冲洗是非常成问题的。这本身表现为如下形式：液压故障、泄漏的密封件、损坏的和固定的阀门，这带来了高维修成本并且令顾客失望，引起供应商信心的下降。

在船上（例如，船舶），在交付建造完成和已安装的船舶之前，需要清洁所有液压控制的舷梯（ramp）、闸门（gate）、车辆甲板、以及门（door），以及那些具有至少双管道的部段。在这方面，每个管道部段必须联接到并联接自所讨论的冲洗站，以便进行意图的清洁。总体上地，对每个船舶可能存在超过数千次的单独冲洗，这可能需要超过一个月的时间。因此，这表明需要自动化。

主要原因在很大程度上是由于对冲洗技术领域中的知识的普遍缺乏以及清洁的系统的重要性经常被最小化。同样，已经显示出在事后不完全更换部件而处理受污染的系统实际上是多么困难并且昂贵的，如果这多少是可能的话。

同样重要的是，执行这一工作的操作者具有使用具有足够能力以传送所需的流的站。恰恰这已经被证明是非常令人沮丧的，这是由于自往以来极少有使用者能够确定何种尺寸的电机和泵等是执行符合至少Re 3000的冲洗所需要的。Re 3000是国际上认可的用于该目的的给进流，但也发现了Re 4000。

为了判定现有站的能力，还需要流体力学上的计算技能，而从业者通常来说都不拥有这种计算技能或者不能被要求知晓这种计算技能。

上面提到的是一个国际性的问题，这一问题持续影响着，例如，在近海和海洋产业中的大型OEM制造商。

发明内容

因此，本发明的主要目的在于：首要地，尤其是解决上面提到的问题，并且，与如今的手动进程相反，提供更短的冲洗时间长度、自动化的冲洗、以及自动地记录获取的值。

所述目的是借助根据本发明的进程实现的，该进程实质上特征在于：通过控制单元，该控制单元通过电机速度、油流量和油温度的反馈调控包括在所利用的设备中的电机、泵，以及期望的净化度，通过控制单元做出的自动修正，提供了所称的闭环系统中的管道的自动净化，以便在净化度的预定期望最终结果之后，在传送批准的结果报告之前，维持至少Re雷诺数的预定值。

本发明还涉及一种用于以可靠的、良好的且节约成本的方式来实现上面提到的这种进程的设备。

所述设备的特征尤其在于包括在该设备中的控制单元，该控制单元包括允许控制包括在所述设备中的电机、泵，以及期望的净化度的装置；所述控制单元布置为接收来自电机速度、油流量和油温度的反馈的值；并且所述控制单元被布置为在所称的闭环系统中提供油的自动净化；该控制单元包括允许在净化度的预定期望的最终结果之后、在传送批准的结果报告之前，对设备进行自动修正的装置。

根据本发明，有关冲洗的知识现在从操作者移动至用于实现用于管道冲洗的进程的控制单元，以及移动至用于根据本发明实现所述进程的设备。所述控制单元可包括在计算机中利用的并且根据本发明的软件，意图的管道净化是借助在与先前利用的“开环系统”形成对比的所称的闭环系统中的油或者另外的流体提供的。

根据本发明，该知识现在从从业者移动至了软件并且提供非常简单的用户界面14。

该软件使用多个数学公式来调控泵的流出流，以便无论流体温度和管道大小如何都总是实现至少Re 3000或者4000的给进流，同时，由于内建函数（build-in function）保证在传送批准的结果报告之前总是已经获得了期望的纯净度。因此提供了完全自动的冲洗站。

传统冲洗系统根据开环系统的原理来操作，这意味着该系统不处理反馈参数并且相应地不能采取改正措施以实现预定结果。

传统系统不处理反馈参数或者，在某些情况下，完全缺乏来自系统的反馈，并且不能相应地保证在给定的管道系统中应用冲洗时的正确条件。

通常，电机以约1500 V/min运行，这继而驱动固定式泵或者压力补偿式泵。

该传统方法尤其具有下面提到的缺点：

*没有向系统提供指示冲洗是否可以的反馈。

*大量生热，通常需要同时将这种热冷却掉。

*需要大的电机和/或泵以执行期望的操作。

*大的设备尺寸以处理工作。

*操作者本身不得不对冲洗进行监控并且采取主动措施来保持Re 3000。

*操作噪声非常高。

*不能够记录例如流量、压力、温度、ISO/NAS代码等，因为这需要进行手动地归档。在最好的情况下，能够向粒子计数器转储信息，但这然后仅显示污染度而不显示同时的油流量，油流量本来可以证明不仅油是清洁的而且管道也是清洁的。

*记录操作耗费大量时间。

*对操作者来说非常容易作出误导的肯定报告，该报告此后可能会被用于针对OEM以免除可能的担保问题。

*由于一切变得相当大，所以构建费用昂贵并且在经济上很快不断升级。

*高运行成本。

*在传统冲洗中，在最好的情况下，油温度是操作者能够控制的因素，以便在清洁进行期间增加管道长度或者达到期望的雷诺数。这通常是不够的，并且泵站更换因此成为解决方案。

*在传统上需要多个昂贵的外部仪器来执行操纵。

根据本发明，现在是根据“闭环系统”的进程，这意味着根据本发明的所讨论的进程和系统具有来自最终结果的反馈，并且这种反馈允许所讨论的控制单元1中的软件或者另外的输入信息采取意图的改正修正措施以实现期望实现的预定结果。

根据本发明，现在尤其实现了如下优点：

*反馈至软件，还在触控面板/用户界面中向操作者显示该反馈。

*仅仅产生油流造成的摩擦热。这适用于整个管道调节器（pipe register）。

*需要小的电机和泵，因为现在能够以高达每分钟3700转的速度运行。

*给定相对更小的设备尺寸并且该设备允许通过堆码机（palletiser）移动。与市场上已知的设备相比，通过相对更紧凑的设计增加移动性，且具有相同或者更高的功率。尺寸和重量现在尤其允许航空运输。

*由于软件负责冲洗，所以操作者不需要对装备进行任何调节。

*由于利用了特定的泵（例如，叶片泵）以及通过深思熟虑出的容器设计，实现了非常低的操作噪声。

*记录所有冲洗并且在用户界面中显示结果，其中能够看到油如何从污油变为清洁的油。当打印输出时，所有需要的数据均由独特的识别编号接收，该独特的识别编号尤其指示日期、时间、管道尺寸、以及名称。

*结果历史保存在用户界面中并且可以简单地被转移至，例如，闪存/USB存储器中。

*不能够篡改结果，并且如果流量过低则不会接收到批准的结果。因此，这避免了仅仅油是清洁的但管道是脏的情况，这种情况如今非常常见。

*通过更少且更便宜的部件来实现在经济上有利的替代。

*由于更低的功率消耗相对于传统技术降低了运行成本。

*可以存在黏度计，其中，该设备在冲洗时可以延伸以用于液压系统之外的其它流体和目的。

附图说明

下面参照附图对本发明进行描述，在附图中：

图1示出了根据本发明的设备的示意性截面图；以及

图2示出了设备以及其使用的进程的框图。

具体实施方式

一种用于实现对液压系统3的管道的内部的所称的冲洗的进程，该进程是通过提供流体通过所述液压系统3，该流体4为至少Re 2300（雷诺）的流，根据本发明该进程按照如下方式实现：借助油4或者另外的合适流体提供对液压管道的自动净化，该油4或者另外的合适流体利用在所称的闭环系统中。通过在用户界面14中选择的管道大小以及借助控制单元1，该控制单元1调控包括在所利用的设备2中的电机5、泵6，以及期望的净化度，提供有所讨论的电机5或者多个电机5的旋转速度、湍流油流量、以及油温度的反馈。

根据“闭环”的本发明包括下面指出的步骤。

Ⅰ、操作者在用户界面14中选择管道大小。

Ⅱ、通过管道大小的选择，控制单元1调控电机5和泵6。

Ⅲ、温度传感器、粒子计数器23、来自频率转换器17的油流量被反馈至控制单元1。

Ⅳ、控制单元1处理在所述第Ⅲ点中的参数并且调控加热器元件16、频率转换器17以及冷却风扇24进行以便维持至少Re 2300。

Ⅴ、当流体的纯净度是期望的，以及相应地液压管道的纯净度是期望的时，在用户界面14中呈现批准的报告。

在这方面，在净化度的预定期望的最终结果后，控制单元1自动地执行所述管道的冲洗的意图的修正。在这方面，获取的测量值提供反馈至所述控制单元1中的软件或者任何其它合适控制装置，并且控制单元1进而控制以便在传送批准的结果报告之前在所讨论的设备2中自动地获取期望的参数。也就是说，不需要任何人和手动调节。合适的是，所讨论的冲洗被记录，以便可以自始至终地监控净化过程，并且，如果期望和需要的话，则能够提供从设备2的可靠的期望数据的提取。例如，独特的编号尤其可以表示日期、时间、管道尺寸、位置、名称等。获取的结果被布置为能够被保存在例如设备2中的内部存储器中或者按另外的方式保存，并且该获取的结果能够经由例如USB存储器被提取或者被提取至另外的提取器。例如，能够进行屏幕转储以通过邮件传送至中心，例如用于技术支持。

在所述软件或另外的控制装置中，使用多个数学公式以能够正确地调控使得所讨论的泵的流出流是所期望的正确流出流，以及能够确保总是提供正确的给进流，并且确保在给出净化的批准之前检查净化的最终结果。在这方面，布置为使得仅在通过管道3A的流获得某种确定的最小流量值时，才允许给出净化的批准的结果。自然地假定也已经获得了用于净化的其他必要参数。在开始之前，通过用户界面14输入利用在液压系统3中的意图就其进行检查的管道3A的尺寸。

在这方面，例如，绿色闪光可以表示批准了完成的程序。此外，红色闪光可以表示设备错误并且然后立即停止机器，并且在用户界面14中指示特定的警报。

*可以在用户界面中直接研究保存的记录曲线。

*用户可以确定保存在内部存储器中的记录文件的文件名。

*电机的旋转方向独立于相位变得正确。

*所有的电机都被保护以防超载。

*能够本地紧急停机，并且能够经由缆线远程停机。

*可存用于填充/清空容器的内建函数，利用功率反馈函数，该内建函数感测例如油桶是否是空的以防止泵干转。

*可存在具有选择器的多个回流过滤器，以便无需为更换过滤器而停止地操作。

*可以布置为能够执行的“增强冲洗”（Boost Flush），即，由操作者启动的状态并且在该状态下给予设备满功率（即，多于所需的功率），以便在短时间内在管道中提供最大流量。当怀疑眼下的液压系统为超高污染度时，利用所述“增强冲洗”。

设备2布置用于实现上面描述的类型的进程，该进程通过提供至少Re 2300（雷诺）的流的流体通过液压系统3，以提供所述液压系统3处的内部的管道冲洗，该设备2包括意图的控制单元1，该控制单元1具有包括在其中的装置，该装置允许尤其是对所包括的电机5、泵6，以及期望的净化度等进行控制。在这方面，所述控制单元1被布置为接收来自电机速度、污染度、油流量、以及油温度（这些来自对其进行感测的装置）的反馈值。控制单元1还被布置为提供在闭环系统中执行油的自动净化，并且控制单元1包括允许在计划修正的液压系统3及其管道3A中的清洁的油的净化度的预定期望的最终结果之后，在传送批准的结果报告之前，进行设备2的自动修正的装置。

在控制系统1中，包括有软件或者另外的控制装置，该软件或者另外的控制装置被布置为进行控制以便获得期望的参数。

包括在所述设备2中的单元被包含在紧凑的台架（stand）8中，该紧凑台架8上具有外部覆盖的盖9并且适合于借助例如一个或多个叉车或者其它合适的升降装置和/或运输装置（例如，堆码机或者起重机）进行处理。此外，存在用于接收设备2底部的流体的容器10并且具有位于该容器10顶部和/或侧面的用于该容器10的驱动和控制单元。

用于压力及回流管12和13的联接器11连接至设备2，该压力及回流管12和13用于被检查的流体4。在该设备2中，诸如在图1作为例子示出的，包括有具有触控面板的用户界面14，用于调节期望的函数、用于获取结果，并且用于通过打印提取和/或获取的结果的数据，和/或用于向设备2中的控制程序输入文件。此外，包括用于选择过滤器15的装置。控制单元1允许在过滤器15肮脏时报警，以及选择泵6、电机5、容器10中的油4的填充水平、用于加热容器10中的油4的加热器元件16、用于冷却容器10中的油4的冷却风扇24，并且控制以便开始和结束。设备2中还包括若干频率转换器17，用于电机5，例如，叶片泵6以及用于管道清洗、压力测试和液压控制的多个分开的系统。用于管道清洗的所述程序中包括用于记录流体的流量、压力传感器25、温度18、时间、黏性、冲洗时间、粒子计数器状态、批准的测量的数量、油位等的装置。

在用于进行管道的压力测试的程序中，包括用于记录压力、压力曲线以及显示该压力和该压力曲线的装置，并且在用于液压进程的程序中，包括用于操作液压装备的装置以及用于选择最大液压压力和最大流体流量的装置。同样，在设备2中，还包括有用于提供油的备用加热的装置、以及用于保护工作人员和设备免于误接的误接装置等。

*压力测试时最大压力为420巴。

*逐渐增加压力以避免压力激增。

*自动地释放压力，以防管道在压力测试或者填充阶段期间破裂。

*容易在用户界面14中选择期望的压力。

*记录压力曲线并且显示其例如60分钟的历史。

用于设备2的软件等在用户界面14中包括用于设备2的操作的描述页面和关于其中的部件的信息，诸如，过滤器类型、服务点（service point）等。

现在，在上面提到的和附图中描述的内容的帮助下，应该已经清楚地理解了设备2的性质和功能。所述设备2是紧凑的且相对轻，例如，当设备2空的时，其重量稍多于1吨且当容器10装满时，其重量是空的时的两倍，该设备2具有的尺寸为约1.8×1.25×1.6 m。

在经由联接器11在环路中连接液压系统3至设备2后，启动进程，这时，首先油4在容器10中被加热至正确温度，并且在系统中可以存在备用加热以便在低温下（例如，在冬天）使加热时间最小化。当运行时，借助粒子计数器23油4被经由电缆线19和19A测量，能够容易地看到油的纯净度值是如何改变的并且结果可以在用户界面14中的图表中读出。数据自动地储存在设备中并且可以经由USB存储器或者以另外的期望的方式提取。返回的废油被引导经过过滤器15并且经由管道20至容器10。在系统3的清洁期间，清洁的油被再次经由输出管道21引导出至系统3，并且其中管道20和21包括在所述“闭环系统”中。

*根据Re 2300、3000和4000清洗管道。

*最大流量为322 l/min。

*处理至少在8-70 mm之间的管道直径，这是液压系统中最常见的尺寸，但也可以是更大的管道直径。

*软件为冲洗提供并且确保给进流量总是Re 2300、3000或者可替代地Re 4000、或者“增强冲洗”。

*如果由于外部因素而流量不足，存在具有完整解决方案的软件的内建函数，因此操作者仅面临非常简单的选择并且那能够继续操作。

*通过良好的过滤器技术进行快速的冲洗。

*能够在Re 2300、3000和4000、以及“增强冲洗”之间进行选择。

*能够监控油的黏性。

*记录流量、压力、温度、时间、黏性（理论的）、冲洗时间、粒子计数器状态、批准的测量的数量、油位、环路数量等。

*当油冷却为低于5℃时，冲洗站给出50 l/min以便保护泵免于汽蚀。当油已升至操作温度（＞5℃）时，系统恢复正常操作。

当对系统3以及包括在其中的管道进行压力测试时，测试可以一直进行到高达约420巴。当油4变得太热时，冷却风扇24开始运行并且使油4冷却。

如果需要，液压系统可以由设备驱动。最大压力为250巴并且最大流量为80 l/min。

自然地，设备2中具有安全装备以便在异常操作时自动地起作用，该异常操作诸如，如果油管可能破裂、误接、或者错误控制等。设备2被布置处理对具有大于8 mm的直径的管道进行清洁，但至少是对在船舶上使用的最常见的管道尺寸（直径在8-70 mm之间）的管道进行清洁，在50-420巴对安装的管道系统进行压力测试，并且设备2被用作传统的泵站，并因此，为例如近海和海洋生产行业中存在的大多数液压需求，提供相对于已知的用于此目的的传统系统而言更好的性能和易用性。

1. 控制单元

2. 设备

3. 液压系统

4. 流体（油）

5. 电机

6. 泵（叶片泵）

7. 闭环系统

8. 台架

9. 盖

10. 容器

11. 联接器

12. 压力及回流管

13. 压力及回流管

14. 触控面板/用户界面

15. 过滤器

16. 加热器元件

17. 频率转换器

18. 温度

19. 及19A. 用于油容器的电缆线

20. 输入管道管

21. 输出管道管

22. 用于粒子计数器的电缆线

23. 粒子计数器

24. 冷却风扇

25. 压力传感器。

从上面提到的内容以及也关于附图中示出的内容的知识应该已经清楚地理解了本发明的功能和性质，但本发明自然不限制于上文描述的和附图中示出的实施例。修改是可行的，尤其是关于不同部分的性质的修改，或者通过使用等同技术的修改，这不会背离诸如在权利要求书中限定的本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种用于液压系统（3）的内部的管道冲洗的过程，所述过程通过使流体（4）通过所述液压系统（3），所述流体（4）为以雷诺数衡量至少Re 2300的流，其特征在于：通过控制单元（1）提供管道的自动净化，所述控制单元（1）通过电机速度、油流量、油净化度和油温度的反馈调控包括在用于所述过程的设备（2）中的电机（5）、泵（6），以及期望的净化度，该管道的自动净化借助被利用在闭环系统（7）中的油（4）或者另外的流体，由所述控制单元（1）自动地进行修正，以便在净化度的预定期望的最终结果之后、在能够在用户界面（14）中传送批准的结果报告之前，维持至少Re雷诺数的预定值。

2.根据权利要求1所述的过程，其特征在于：所述反馈被以测量值提供至所述控制单元（1）中的软件，并且所述控制单元（1）继而控制在所讨论的设备（2）中自动地获得期望的参数。

3.根据权利要求2所述的过程，其特征在于：所讨论的所述管道冲洗被记录在用户界面（14）中，由此能够自始至终地监控净化过程并且能够从所述设备（2）可靠地提取期望的数据用于所选择的管道尺寸，并且由此获取的结果在用户界面（14）中被保存在内部存储器中。

4.根据权利要求2至3中任一项所述的过程，其特征在于：在所述软件中，使用多个数学公式以调控所述泵的流出流是期望的正确的流出流，以及总是提供正确的给进流，并且在给出所述净化的批准之前检查所述净化的最终结果。

5.根据权利要求4所述的过程，其特征在于：所述净化的结果的批准被布置为仅在通过所述管道的所述流同时达到某确定的最小流量值时才给出。

6.一种用于实现根据上述权利要求中任一项所述的过程的设备（2），所述过程用于液压系统（3）的内部的管道冲洗，所述过程通过使流体（4）通过所述液压系统（3），所述流体（4）为以雷诺数衡量至少Re 2300的流，其特征在于：包括在所述设备中的控制单元（1）包括允许控制包括在所述设备中的电机（5）、泵（6），以及期望净化度的装置；所述控制单元（1）被布置为接收来自电机速度、油流量、油净化度和油温度的反馈的值；并且所述控制单元（1）被布置为借助被利用在闭环系统（7）中的油（4）或者另外的流体提供管道的自动净化，所述控制单元（1）包括在所述净化度的预定期望的最终结果之后、在能够在用户界面（14）中传送批准的结果报告之前，允许进行所述设备（2）的自动修正的装置。

7.根据权利要求6所述的设备（2），其特征在于：在所述控制单元（1）中，包括有软件以控制获得期望的参数。

8.根据权利要求 6至7中任一项所述的设备（2），其特征在于：包括在所述设备中的单元被包含在紧凑的台架（8）中，所述紧凑台架（8）具有设置在外部的盖（9）并且适合于由一个或多个叉车、起重机、或者堆码机处理，并且所述紧凑的台架（8）具有在底部的用于流体的容器（10）以及在所述容器（10）顶部或者旁边的驱动和控制单元。

9.根据权利要求8所述的设备（2），其特征在于：用于压力及回流管（12、13）的联接器（11）连接至所述设备（2），所述压力及回流管（12、13）用于受控流体。

10.根据权利要求6所述的设备（2），其特征在于：在所述设备（2）中包括用户界面（14），所述用户界面（14）用于调节期望的函数，用于获取结果，并且用于通过打印提取和/或获取的结果的数据和/或用于向所述设备（2）中的控制程序的文件输入。

11.根据权利要求6所述的设备（2），其特征在于：装置被连接至所述设备（2），所述装置用于过滤器（15）的选择、泵（6）、电机（5）、填充水平、油温度、用于加热油（4）的加热器元件（16）、用于冷却油（4）的冷却风扇（24）、以及对开始和结束进行控制。

12.根据权利要求6所述的设备（2），其特征在于：所述设备（2）中包括用于电机（5）、泵（6）的频率转换器（17），以及用于管道清洗、压力测试和液压操作的多个分开的系统。

13.根据权利要求6所述的设备（2），其特征在于：用于管道清洗的程序中包括用于在用户界面（14）中记录如下获取的值的装置：用于选择的管道尺寸的流、压力、温度（18）、时间、黏性、清洁时间、粒子计数器状态（23）、批准的测量的数量、油位、纯净度、油的温度、流量、Re雷诺数、污染曲线、流量曲线。

14.根据权利要求6所述的设备（2），其特征在于：用于管道的压力测量的程序中包括用于记录压力、压力曲线以及显示所述压力和所述压力曲线的装置。

15.根据权利要求6所述的设备（2），其特征在于：用于液压过程的程序中包括用于操作液压装备的装置以及用于选择最大液压压力和最大流量的装置。

16.根据权利要求6所述的设备（2），其特征在于：所述设备（2）中包括用于提供所述油（4）的备用加热和备用冷却的装置，以及以保护工作人员和所述设备（2）免于误接的误接装置。

17.根据权利要求7所述的设备（2），其特征在于：在所述用户界面（14）中，所述软件包括用于所述设备（2）的操作的描述页面和关于所述设备（2）中的部件的信息。