CN108136280A - 用于对于一种液体进行排气的装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于对于一种液体进行排气的装置，特别是用于对于液压油的排气，该装置具有一种驱动单元，所述驱动单元包括一种马达和一种由马达驱动的泵，待排气的液体从驱动单元流经一种喷嘴，具有相比于喷嘴的通流横截面明显地更大的横截面的流动通道连接到喷嘴上。所述驱动单元、喷嘴以及流动通道联合成为一种作为整体能够操控的排气模块。

Description

用于对于一种液体进行排气的装置

本发明涉及一种用于对于一种液体进行排气的液压的装置，特别是用于对于液压流体进行排气。该装置包括一种马达和一种由该马达驱动的泵，从该泵开始，待排气的液体流过一种喷嘴，一种流动通道连接到该喷嘴上，该流动通道具有相比于所述喷嘴的通流横截面明显地更大的横截面。所述液压流体通常是一种液压油。

在液压流体中包含的空气在液压设备中由于不同的原因是一个问题。游离的或者未溶解的空气比例越高，液压油的不期望的可压缩性就越大。如果在泵抽吸的液压油中也包含气泡，那么这可能导致差的效率和高的噪声级。在液压油中存在的游离的空气越多，液压油老化得就越快。一般地，人们试图通过一种大尺寸的储存容器以液压的压力介质的相应的大的停留时间使得在一种液压的设备中出现的气泡从位于储存容器中的液压油中升起并且排出。这个过程根据气泡的大小可能进行得相对缓慢。

也已经被建议的是，液压流体的排气通过超声的作用或者通过一种低压的产生来加速和完善。如果人们通过超声或者一种真空来促进排气，那么需要附加的整套设备，该整套设备造成了开销，提高了易受干扰性，并且必要时消耗能量。另外，该方法可能引起附加的油的负载。

由CN 203023182 U已经知道一种用于对于液压油进行排气的系统，在其中由一种泵从一种油箱中抽吸和输送的液压油经过一种喷嘴系统流回到油箱中。在流过所述喷嘴系统之后，在液压油中包含的空气可以通过空穴作用（Kavitation）被分离，并且通过一种像在该文献中所命名的那样的排气装置而被导出。

从CN 1087375中已知一种液压的设备，在该设备中一种油容器通过一种达到直至一定的高度的分隔壁而被划分成两个部分空间。一种第一液压泵从所述油容器的一个部分空间中在底侧抽吸液压油。一种第二泵经过一种节流元件将液压油从底侧输运到第二部分空间中，其中在节流元件之后形成气泡，这些气泡在位于第二部分空间中的油中升起并且被吸出。在第二部分空间中的油位通过分隔壁的高度被确定。

本发明以此任务为基础：完成一种装置，该装置使得对于一种液压流体进行高效的、成本有利的、并且快速的排气成为可能。

该任务利用一种装置来解决，该装置包括：具有一种马达和一种由该马达能够驱动的泵的一种驱动单元；一种喷嘴，被泵输运的和待排气的液体流经该喷嘴；以及一种流动通道，该流动通道在下游连接到所述喷嘴上并且与该喷嘴的通流横截面相比具有一种明显更大的横截面，其中所述驱动单元、喷嘴和流动通道联合成一种作为整体能够操纵的排气模块。在特别优选的方式中，所述排气模块被构造用于安装在一种液体主储存箱上或者在其旁边，其中该排气模块至少部分地位于该液体主储存箱中。

利用一种根据本发明的排气模块所实现的排气以超空蚀效应（Superkavitation）的出现为基础。在这种情况中，流经所述喷嘴的流体量和所述喷嘴的通流横截面这样地相互协调，以使在所述喷嘴下游在流动通道中产生一种液体射流，该液体射流被一种由液体蒸汽和空气所组成的连续的区域包围。在所述喷嘴下游就出现了超空蚀效应。如果一种非常快速地通过一种流体而运动的物体在周围被这种液体的蒸汽包围，那么人们通常提到超空蚀效应。此外在一种方向上中心地有一种固体—该方向垂直于在固体和液体之间的相对的运动的方向，在所述固体的外侧面处有一种充满气体的区域，然后是所述液体。在根据本发明的排气模块中有一种倒转的布置。液体射流位于中间，并且随之是液体。液体射流被一种充满气体的区域包围，该区域被所述形成了流体通道的固体所限制。在蒸汽区域中的液体凝结时产生了比较大的气泡。所述气泡可以轻易地被析出，这导致了油的一种快速的排气。

一种根据本发明的排气装置的有利的构造可以由从属权利要求中得出。

尤其有利的是，若用于形成所述流动通道的构件被设置一种具有朝向环境的开口的包围壳，经过该开口，产生的气泡到达到环境中，特别地不是只到达主储存箱，而是直接到达大气中。可以给所述开口分配一种通风器，该通风器从包围壳的内部空间向环境方向输送气体。

在此，一种第二——特别地配备了一种空气过滤器的——开口对于流入的空气是有利的。

仍然在所述流动通道内凝结的液体和保留的气泡在所述流动通道的远离喷嘴的端部处到达到所述包围壳中。有利地，在包围壳中的液体的液面高度保持到如此高，以使得至少所述流动通道的远离喷嘴的端部浸入到液体中。特别地，至少差不多整个管浸入到液体中。由此，在装置的运行中保持低的噪声级。

在所述包围壳之内的液体液面高度能够以简单的方式通过一种溢流机构而保持恒定，其中所述装置当然如此布置，以使所述溢流机构的液面高度位于在一种主储存罐中的液体的液面高度之上。

所述溢流机构优选地通过一种溢流管道来形成，该溢流管道从所述包围壳之内穿过一种贯穿引导部向外引导，并且优选地在所述包围壳的下方结束。

为了使泵不主要吸入刚被排气的油，有利的是，所述溢流管道的端部具有到泵的一种抽吸管道的自由的端部的大的距离。因此有利的是，溢流管道和抽吸管道如此地被引导，以使在抽吸管道的自由的端部和溢流管道的位于包围壳之外的端部之间的距离在水平的方向上看起来要比溢流管道在它穿过包围壳的贯穿引导部的区域中到抽吸管道具有的距离更大。

泵的抽吸管道和溢流管道可以从穿过包围壳的溢流管道的贯穿引导部开始首先相互平行地延伸。有利的是，然后溢流管道的一种端部区段从抽吸管道远离地弯曲。原则上，所述抽吸管道也可以被远离地弯曲。但是，若抽吸管道尽可能地少被弯曲，则对于泵的吸入特性是有利的。

所述溢流管道也可以通过一种柔性的软管来形成。所述软管可以非常长，并且因此以它的端部在主储存罐之内远离所述泵的抽吸管道地放置，而不会妨碍所述排气模块在主储存罐的安装孔中的安装。

尤其优选的是，所述泵在包围壳内也布置在液体液面高度以下。这种构造同样对于在装置的运行中的低噪声级作出贡献。所述泵的一种抽吸管道通过在包围壳中的贯穿引导部向外部出来。该抽吸管道可以直接地浸入到位于一种主储存罐中的液体中。在这种情况下，所述抽吸管道的贯穿引导部有利地借助于一种弹性地柔顺的密封件进行密封，以使在贯穿引导部处阻止液体从包围壳流出到主储存器中。此外，通过该弹性的密封件，发生一种在泵和包围壳之间的声音解耦。

有利地，在喷嘴和流动通道之间的区域在包围壳之内布置在液体液位以下。这同样对减少噪声做出了贡献。另外，防止了通过在喷嘴和形成了流动通道的构件之间的一种接合位置来抽吸空气。

所述排气模块包括至少一个具有优选地电的驱动马达的泵以及所述喷嘴和形成了流动通道的构件，它总起来也可以称为排气单元。一种液压块也可以属于所述排气模块，在该液压块中或者在该液压块上布置了：喷嘴和另外的阀，例如一种限压阀，该限压阀连接到从泵引导到喷嘴的流体路径上；或者一种阀，通过该阀可以将泵接通到一种无压力的循环上；以及传感器，例如一种压力传感器，通过该压力传感器获得在喷嘴上游的压力。一种从泵引导到液压块的压力管路有利地实施为软管，以使一种从泵到液压块的振动传递保持得较小。

所述液压块有利地弹性地与另外的构件机械地相连接。

所述排气模块有利地包括一种安装法兰，在该安装法兰上固定了包括一种电的驱动马达的泵、液压块以及包围壳。所有的固定有利地如此构造，以使机械的振动的传递被减弱。

在喷嘴和流动管道之间的接合位置应该被良好地密封。当不密封时存在以下可能性：所述装置像一种喷水泵一样工作，并且气体被带入到液体中。

一种根据本发明的用于对于液体进行排气的排气模块的三种实施例在附图中示出。示出的排气模块用于对于液压油进行排气。现在借助于附图详细地解释本发明。

在此示出：

图1 在单独展示图中的第一实施例，

图2 根据在一种用于液压油的油箱上的一种安装的第二实施例，以及

图3 根据在一种用于液压油的油箱上的一种安装的第三实施例。

根据图1的排气模块11包括一种安装法兰30，在该安装法兰上在一侧固定了一种包围壳31（Umhausung）。所述安装法兰同时形成一种用于所述包围壳31的顶盖。在安装法兰上还固定了一种电动机-泵-组合机构（Elektromotor-Pumpe-Kombination）32、一种液压块36和一种具有喷嘴38和管39的排气单元37，所述电动机-泵-组合机构具有一种电动机33、一种拥有恒定的工作容积的静液压的泵34以及一种泵支座35，泵34通过该泵支座弹性地可回缩地固定在电动机33上。泵支座35—在该泵支座上在一侧支撑着所述电动机33并且在另一侧支撑着泵34—由所述电动机-泵-组合机构32固定在安装法兰30上，其中所述泵和泵支座的最大部分位于所述包围壳31中。在电动机33旁边、并且因此在与包围壳31相对置的一侧上，在安装法兰30上固定了所述液压块36，在该液压块上布置了一种限压阀45、一种用于无压力的循环的旁通阀46和一种压力测量指示器47。液压块36与安装法兰30弹性地相连接，以便避免一种振动传递。

管39被旋入到液压块36中，并且穿过安装法兰30中的孔突入到所述包围壳31中，为此所述包围壳在容纳着泵34的扁平的区域的旁边具有一种明显更低的区域，用来容纳所述管39。喷嘴38作为中间件被装入到管39中，并且能够和两个管段在其前方和其后方被拧紧或者焊接。

一种吸管55属于所述排气模块11，该吸管在扁平的区域中被引导贯穿过所述包围壳31的底板。所述贯穿引导部通过一种弹性的密封件来进行密封。吸管55在包围壳31的更低的区域的底部的对面结束。

除了所述吸管55之外，一种溢流管56紧密地穿过所述包围壳31的扁平的部分的底板。该溢流管56与包围壳的底部紧固地连接，并且由此保持位置。所述溢流管56的一端以很小的距离位于所述安装法兰30的下方，另一端位于吸管55的自由端的高度上。通过该溢流管的在包围壳31之内的所述一个敞开的端部的位置，就确定了在包围壳31之内的油液面高度。具有喷嘴38的管39的中间件位于该油液面高度以下。

所述泵34的压力接口经过一种只是示意性地展示出来的软管管道57与液压块36的一种压力接口相连接，在所述液压块中压力液体线路被继续引导到管39以及引导到喷嘴38。在所述液压块之内，所述限压阀45、旁通阀46以及压力测量指示器47连接到压力液体线路上。所述限压阀45和旁通阀46的出口与液压块36的一种油箱接口相连接，从该油箱接口使得液压油能够流出到所述包围壳31中。

所述液压块36通过没有更详细地展示的弹性的介质与所述安装法兰30机械地相连接。

一种放油螺塞58位于所述包围壳31的较低的区域的底板中，以便在拆卸所述排气模块时可以从包围壳中放出所述液压油。

根据图2的液压装置包括一种液压的工作回路10。一种以挤压器构造形式的静液压的主泵12属于该工作回路，所述主泵在它的工作容积方面是可以调节的，并且能够由一种马达13来驱动，该马达例如是一种内燃机或者一种电动机。由挤压泵12给一种液压的设备16供应液压油，一个或者多个液压的负载以及需要时一个或多个液压阀属于该设备。挤压泵12从油箱15中对于待流过所述液压的负载的液压油进行抽吸，从液压的负载流出的液压流体流回到所述油箱中。在所述液压油流过所述概略地描述的回路期间，液压油会积聚空气。在主油箱中的油液面高度根据多少油位于液压的设备中而位于一种最大的液面高度和一种最小的液面高度之间。

在油箱15的顶盖的孔中装入一种排气模块11，并且利用超出该孔的安装法兰30而固定在所述顶盖上。根据图2的排气模块除了一种小的不同之外，与在图1中所展示的排气模块相同。与在根据图1的排气模块的情况下不同的是，在根据图2的排气模块中，溢流管道不是一种完全直的、而是一种折弯的管56。从它引导穿过所述包围壳31的扁平的部分的底板开始，所述吸管55和溢流管56首先相互平行地延伸，并且在如同所述管39那样的同一方向上，也即垂直地在重力的方向上延伸。在所述包围壳31的低的部分的底板下方，所述溢流管56的一种端部区段被弯折，并且倾斜地远离所述吸管地延伸。但是，溢流管的端部仍保持在一种通过所述孔的平面在主油箱中所界定的直的柱体之内，以使所述管55和56以及包围壳可以轻松地垂直地通过所述孔向内运动到主油箱15中。通过所述溢流管56的折弯，它的位于包围壳之外的自由端到吸管的自由端的距离变大，以至于被排出的通过溢流管56到达主油箱中的油不立刻再被泵34经过吸管55抽吸。

所述泵34的吸管55和排气模块的溢流管56是如此长，以至于它们在主油箱15中在最小的油液面高度之下结束，并且因此一直浸入到在主油箱中含有的液压油中。

所述包围壳31的内部空间通过一种在平行于安装法兰30延伸的上表面中的孔与主油箱15之外的环境相连接。该孔被分配了一种空气过滤器61，所述空气过滤器主要在排气模块不运行时保护包围壳31的内部空间不受来自外界的污染。

在排气运行时，所述泵34经过吸管55从主油箱15中抽吸液压油，并且经过管路57将液压油输送到液压块36中。液压油流过喷嘴38，其中经过该喷嘴出现一种压力下降，该压力下降通过泵的输运量以及喷嘴的通流阻力来确定。输运量和通流阻力这样相互协调，以使在喷嘴38的下游通过超空蚀效应（Superkavitation）产生一种液体射流，所述液体射流在某个距离上被一种由液体蒸汽（在当前情况下是油蒸汽）和空气所组成的连续的区域包围住。由于已被蒸发的油的凝结，一种具有泡沫的区域连接到上述区域上，该具有泡沫的区域同样地包围住中间的液体射流。最终，所有的油凝结，并且得到一种液体，在该液体中存在大的气泡。所述这样产生的、由液体状态的油和气泡所组成的混合物在所述管39的端部处进入到包围壳31中，通过所述包围壳形成了一种辅助油箱，在该辅助油箱中液压油的液面高度是恒定的。这个液面高度通过所述溢流管56的上部的端部的位置来确定。在此，所述溢流如此地布置，以使所出现的液压油液面高度在泵34之上并且在喷嘴38之上，但是与所述包围壳31的上壁保持距离。

所形成的气泡离开所述管39并且在所述包围壳内向上上升，并且能够通过所述空气过滤器61向外泄漏到所述主油箱15之外的环境中。在图1中通过线62勾画出了该气泡的路径。

因为在油箱中通常存在着大气压力，所以经过喷嘴38的压力差例如由此来出现：使具有一种恒定的工作容积的泵34被具有一种一定的转速的电动机33来驱动。由此，出现一种确定的体积流量，该体积流量利用所述喷嘴的一种确定的通流横截面来产生经过该喷嘴38的希望的压力差。代替泵34，也可以使用一种具有一种能够调节的工作容积和一种压力调整的泵。所述体积流量因此通过所述喷嘴的被选择的孔横截面以及在压力调节器上调节出来的泵压力来产生。通常，一种较大的体积流量导致较快的排气，但是也导致进入到油中的升高了的热量输入。通过一种小的体积流量可以减小所述热量输入。在排气速度和热量输入之间的协调取决于各自的设备地实现。当马达33的转速强烈地变化时，泵34的一种压力调整就特别地是有利的。

为了改善空气的泄漏，可以给所述空气过滤器配备一种马达驱动的通风器，该通风器在包围壳之内主动地向环境方向输送空气，或者可以安装具有一种马达驱动的通风器的一种第二空气过滤器。

根据图3的液压设备完全像根据图2的液压设备那样包括一种液压的工作回路10。一种以压出器构造形式的、静液压的主泵12又属于该工作回路，所述主泵在它的工作容积上是可以调节的，并且能够被一种马达13驱动，该马达例如是一种内燃机或者一种电动机。一种液压的设备16由所述挤压泵12供应液压油，一个或者多个液压的负载以及需要时一个或者多个液压阀属于该液压的设备。所述挤压泵12从一种油箱15中吸取待流向所述液压负载的液压油，从液压的负载流出的液压流体流回到所述油箱中。在液压油流过所述概略地描述的回路期间，该液压油将会积聚空气。在主油箱中的油液面高度根据多少油位于所述液压设备中而位于一种最高的液面高度和一种最低的液面高度之间。

在根据图3的实施例时，将一种排气模块11也装入到油箱15的顶盖的一种孔中，并且利用突出于所述孔的安装法兰30而固定在该顶盖上。根据图3的排气模块除了一种小的不同之外，与在图1和2中所展示的排气模块一样。与在根据图1和2的排气模块的情况中不同，在根据图3的排气模块11时，所述溢流管道不是一种完全直的或者一种弯折的管，而是一种柔性的溢流软管65，该溢流软管明显地比所述吸管55长。所述溢流软管65的位于包围壳31之外的端部能够位于主油箱15的一种远离所述吸管55的区域中，在主油箱的最低的油液面高度以下，以使刚被排出气体的液压油以大的可靠性不再通过吸管55再次被吸取。另一方面，所述溢流软管65可以没有困难地通过在主油箱15的顶盖中的用于排气模块11的安装孔而被导入到该主油箱中。选择一种具有如此的灵活性的软管，以使短的一段在包围壳31中垂直地竖立，并且如此在所述包围壳中保持所希望的油液面高度。

当这里在说明书或者在权利要求书中使用了陈述“在..之上”或者“在..之下”时，那么这些应该被理解为是关于重力的方向并且在排气模块的工作位置中。

正如所描述的那样，在图1至3中所展示的排气模块中，析出的空气从包围壳31直接到达到环境中。但是也可以考虑一种排气模块，它的包围壳以该包围壳的上部的边缘到一安装法兰有一种距离，并且通过各个斜撑与安装法兰相连接。析出的空气因此可以泄漏到一种主油箱中，并且通过在主油箱中的一种孔到达到环境中，该孔因为在主油箱中变化的油液面高度反正是存在的。

附图标记列表：

10 液压的工作回路；

11 排气模块；

12 主泵；

13 马达；

15 油箱；

16 液压的装置；

30 安装法兰；

31 包围壳；

32 电动机-泵-组合机构；

33 电动机；

34 泵；

35 泵支座；

36 液压块；

37 排气单元；

38 喷嘴；

39 管；

45 限压阀；

46 旁通阀；

47 压力测量指示器；

55 吸管；

56 溢流管；

57 软管管道；

58 放油螺塞；

61 空气过滤器；

65 溢流软管。

Claims (18)

1.用于对于一种液体进行排气的装置，特别是用于对于液压油进行排气，具有一种驱动单元（32），该驱动单元包括一种马达（33）和一种能够被马达（33）驱动的泵（34），待排气的液体从所述泵开始流经一种喷嘴（38），一种具有一种相比于该喷嘴（38）的通流横截面明显地更大的横截面的流动通道（39）连接到所述喷嘴上，其特征在于，所述驱动单元（32）、喷嘴（38）以及流动通道联合成一种作为整体能够操纵的排气模块（11）。

2.根据权利要求1所述的装置，其中对于形成了所述流动通道（39）的构件设置了一种被流体填充的包围壳（31），该包围壳具有一种朝向环境的开口，通过该开口，所产生的气泡到达环境中，特别地直接到达大气中。

3.根据权利要求2所述的装置，其中将一种通风器（61）分配给所述开口，该通风器将气体从包围壳（31）的内部空间向环境方向输送。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其中流动通道（39）的端部浸入到位于所述包围壳（31）中的液体里。

5.根据权利要求4所述的装置，其中在包围壳（31）中的液体液面高度是恒定的，并且包括着所述喷嘴（38）和流动通道（39）的排气单元（11）深地浸入到液体中。

6.根据权利要求4或5所述的装置，其中在包围壳（31）之内的液体液面高度借助于一种溢流机构而保持恒定。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述溢流机构通过一种溢流管道（56；65）形成，所述溢流管道从包围壳（31）之内通过一种贯穿引导部向外引导，并且优选地在包围壳（31）的下方结束。

8.根据权利要求7所述的装置，其中一种抽吸管道（55）连接到所述泵（34）的一种抽吸接头上，并且其中所述溢流管道（55；60）和抽吸管道（55）被如此地引导，以使抽吸管道（55）的在所述包围壳（31）之外的自由的端部和溢流管道（56；65）的位于包围壳（31）之外的端部之间的距离在水平方向上观察要比所述溢流管道（56；65）在它穿过包围壳（31）的贯穿引导部的区域中到所述抽吸管道（55）的距离更大。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述泵（34）的抽吸管道（55）与溢流管道（56）从该溢流管道（56）穿过所述包围壳（31）的贯穿引导部开始首先相互平行地延伸，并且所述溢流管道（56）的一端部区段与抽吸管道（55）远离地被弯折。

10.根据权利要求8所述的装置，其中所述溢流管道（65）通过一种柔性的软管形成。

11.根据权利要求4至12中的任一项所述的装置，其中在包围壳（31）之内的泵（34）布置在液体液面高度之下，并且泵（34）的抽吸管道（55）通过在包围壳（31）内的一种贯穿引导部向外部出来。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述抽吸管道（55）的贯穿引导部借助于一种弹性地柔顺的密封件进行密封。

13.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中被泵（34）输运的液体经过一种液压块（36）到达到喷嘴（38），并且其中一种由泵（34）引导到液压块（36）的压力管路（57）被实施成软管。

14.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中设置一种压力传感器（47），利用该压力传感器获得在喷嘴（38）上游的压力。

15.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中一种限压阀（45）连接到从泵（34）向喷嘴（38）引导的流体线路上。

16.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中一种液压块（36）—在该液压块中或者在该液压块上存在所述喷嘴（38）和/或限压阀（45）和/或压力传感器（47）和/或一种用于无压力的循环的阀（46）—弹性地与另外的构件（30）机械地相连接。

17.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中存在一种安装法兰（30），在该安装法兰上至少固定了所述包围壳（1）、喷嘴（38）以及连同安装法兰一起构成了所述流动通道（39）的构件、还有特别是所述泵（34）与液压块（36）。

18.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中在所述喷嘴（38）和流动通道（39）之间的一种接合位置被密封。