CN108457936A - 一种闭式无动力补油装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种闭式无动力补油装置，包括缸体、缸盖、工作气囊、密封圈、过渡连接件、进气单向阀、排气单向阀、充气气囊；缸盖上设有进出油口，缸盖与缸体固定连接；工作气囊设置在缸体内，缸体上设有充气口，过渡连接件设置在缸体外，工作气囊通过充气口与过度连接件相连；进气单向阀一端安装在过渡连接件的进气口处，另一端与充气气囊相连；排气单向阀一端安装在过渡连接件的排气口处，另一端与空气相通；充气口处设置密封圈密封，防止液压油通过充气口泄漏。本发明的补油装置通过单向阀自动控制工作气囊内压力，从而控制密闭压力油罐内的油液压力，避免了油液与空气的直接接触所造成的气穴等现象，结构简单，操作方便，可实现程度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种液压系统补油装置，特别涉及一种闭式液压系统无动力补油装置。
背景技术
闭式液压系统结构紧凑，压力损失小，在工程车辆、船舶中有着广泛的应用。但是闭式液压系统存在缓慢的油液泄漏，为了补充这些泄漏往往需要额外的补油系统，常用的补油系统多采用小型的开式油箱和补油泵，这样使液压系统的液压和电气控制复杂化，成本提高。另一种方法是密闭压力油罐为液压系统提供一种无动力补油方案，密闭压力油罐主要有两种实现形式，一是密闭压力油罐上安装预压式空气滤清器，通过控制油罐内空气体积控制油罐内压力，但是此种方法油液与空气直接接触，液压系统工作时油液中的空气易分离出来，产生气泡，从而造成液压泵吸油能力下降，导致液压系统产生爬行和噪音；二是密闭压力油罐内置气囊，在气囊内预先充入空气，保证油罐内有一定的工作压力，但是此种方法中气囊的体积根据油罐内的油液变化量小幅度改变，对油罐内工作压力调节小，当油罐内油液变化量大时，作用效果不明显。
针对液压系统补油装置或系统，现有技术如下：
以中国专利201510062282.2为例，通过补油阀向串并联马达补充油液，阀体形状复杂，通过阀芯的不同位置控制不同阀口的导通，对阀芯的表面精度要求高，制造难度大。
以中国专利201510108780.6为例，通过液压气缸实现对液压系统的补油，由于气缸的气体腔和液体腔通过缸体活塞实现密封，对缸体活塞制造精度要求高，此外液压气缸的液体腔的油液量通过调节气体缸气源实现，故补油系统需要添加额外的气源系统，操作复杂。
以中国专利21410603787.0为例，通过补油泵实现对工作油箱的补油，油箱的油液与空气，当液压系统某处油液的绝对压力小于此时空气分离压时，易产生气穴，因此不适用于闭式液压系统。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明在于提供一种闭式无动力补油装置，用于液压系统的补油。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种闭式无动力补油装置，包括缸体、缸盖、工作气囊、密封圈、过渡连接件、进气单向阀、排气单向阀、充气气囊；缸盖上设有进出油口，缸盖与缸体固定连接；工作气囊设置在缸体内，缸体上设有充气口，过渡连接件设置在缸体外，工作气囊通过充气口与过度连接件相连；进气单向阀一端安装在过渡连接件的进气口处，另一端与充气气囊相连；排气单向阀一端安装在过渡连接件的排气口处，另一端与空气相通；充气口处设置密封圈密封，防止液压油通过充气口泄漏。
进一步地，当工作气囊内压力低于进气单向阀设定压力时，进气单向阀开启；当工作气囊内压力高于排气单向阀设定压力时，排气单向阀开启。
进一步地，过渡连接件呈圆柱形，过渡连接件的一侧端面设有连接口，连接口伸入缸体的充气口并与工作气囊相连，过渡连接件的另一侧端面设置一个进气口和一个排气口。
进一步地，当缸体内液压油过少时，工作气囊体积变大，保证缸体内的压力不会过低，使得缸体能够有效地向液压系统补油；当缸体内液压油过多时，工作气囊体积变小，保证缸体内压力不会过高，在安全使用范围内。
进一步地，工作气囊的体积变大时，其内压力变小，达到进气单向阀设定压力时，进气单向阀打开，充气气囊向工作气囊充气，当工作气囊内压力高于进气单向阀设定压力时，进气单向阀关闭；当工作气囊体积变小时，其内压力变大，达到排气单向阀设定压力时，排气单向阀打开，将工作气囊内气体排出到空气中，当工作气囊内压力低于排气单向阀设定压力时，排气单向阀关闭。
本发明的有益效果是：
(1)本发明通过密闭压力油罐、工作气囊组成的闭式液压系统补油装置，有效避免了液压油与空气的接触，减少了液压系统中当绝对压力小于空气分离压，油液中的空气析出，造成的气穴、噪音等现象。
(2)本发明通过进气单向阀和排气单向阀控制工作气囊中的工作压力，可以有效保证密闭压力油罐中油液量波动较大时，液压系统高效率吸油性能，并且工作气囊的工作压力可以通过进气单向阀和排气单向阀自动调节，不需要额外的气源手动控制工作气囊内的压力，操作简便。
(3)本发明通过密闭压力油罐和气囊组成的无动力补油装置，不需要外在的动力源，节省成本，结构紧凑。
(4)本发明的补油装置可以为非对称油缸、马达、泵等液压元件进行补油，适用性强。
附图说明
图1是本发明的闭式液压系统无动力补油装置示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案作具体描述，实施例仅用于进一步说明本发明，而并非对本发明的限定。
参照附图1，本发明提供一种闭式液压系统无动力补油装置，包括缸体2、缸盖1、工作气囊3、密封圈4、过渡连接件5、进气单向阀6、排气单向阀8、充气气囊7；缸盖1上设有进出油口，缸盖1与缸体2通过螺栓连接，二者共同组成密闭压力油罐，工作气囊3通过缸体2上的充气口与过渡连接件5相连，进气单向阀6一端安装在过渡连接件5进气口处，另一端与充气气囊7相连，排气单向阀8一端安装在过渡连接件5排气口处，另一端与空气相通，缸体2充气口与过渡连接件5、工作气囊3接触部位通过密封圈4密封，防止液压油通过缸体2上的充气口泄漏。
密闭压力油罐为钢结构，缸体2与缸盖1通过螺栓连接，为防止此处的液压油泄漏，可以在螺栓连接处加弹性垫片。缸盖1上设有一进出油口，密闭压力油罐内的液压油通过进出油口为闭式液压系统补油。缸体2上设有一充气口，完成对工作气囊3的充气。密闭压力油罐可以通过液控单向阀与液压系统相连，其内液压油保持一定的压力，保证向液压系统有效补油，。
工作气囊3可采用丁晴橡胶，其体积可以根据油罐内的液压油量而变化，使用时放置到密闭压力油罐内部。工作气囊3体积变化时，内部气压改变，可通过进气单向阀6、排气单向阀8调节气囊内气压，使工作压力始终保持在安全、稳定的范围内，保证此补油装置的高效率补油。
过渡连接件5为钢结构，外形为一圆柱体，圆柱的一侧端面是一圆形充气口，另一侧端面是设有一个进气口和一个排气口，主要将外形不固定的工作气囊3与充气气囊7通过阀体连在一起。
进气单向阀6、排气单向阀8通过设定初始压力，可以自动开启阀门，实现气囊内压力的自动调节。当工作气囊3内压力低于进气单向阀6设定压力时，进气单向阀6开启；当工作气囊3内压力高于排气单向阀8压力时，排气单向阀8开启。
充气气囊7可采用丁晴橡胶，使用前，充气气囊7内预先充入一定量的气体，使充气气囊7内压力大于工作气囊3内压力，保证进气单向阀6开启时，充气气囊7可以有效的为工作气囊3充气。
实施例1，第一种工作状态。
当液压系统需要大流量补油时，液压系统油液压力低，密闭压力油罐内油液压力大于液控单向阀开启压力，液控单向阀打开，密闭压力油罐向液压系统大量补油。当密闭压力油罐内油液流出较多时，罐内压力减小，工作气囊3内压力大于罐内压力，工作气囊3体积变大，罐内压力增大，此时工作气囊内压力减小，当压力减小到进气单向阀6开启压力时，进气单向阀6开启，充气气囊7向工作气囊3充气，当工作气囊3内压力大于进气单向阀6开启压力时，进气单向阀7关闭。此时，若油罐内压力比较低，还未与工作气囊3内压力达到平衡状态时，工作气囊3体积变大，罐内压力进一步变大，进气单向阀6开启，再进行一次充气循环，直到罐内压力与气囊压力达到平衡状态。由于工作气囊3的充气，密闭压力油罐内压力提高到油液流出前压力状态，为下次补油做好准备。
实施例2，第二种工作状态。
当液压系统需要大流量回油时，液压系统油液压力高，大于液控单向阀开启压力，液控单向阀打开，向密闭压力油罐内回油，罐内压力增大，当大于工作气囊3内压力时，工作气囊体积变小，气囊内压力增大，当大于排气单向阀8开启压力时，排气单向阀8打开，工作气囊3开始排气，直至压力低于排气单向阀8开启压力，排气单向阀8关闭。此时罐内压力与工作气囊3压力达到平衡。工作气囊3的及时排气，避免其内压力过大，保证工作气囊3的安全可靠工作。
实施例3，第三种工作状态。
当液压系统需要小流量补油时，液压系统油液压力低，密闭压力油罐内油液压力大于液控单向阀开启压力，液控单向阀打开，密闭压力油罐向液压系统大量补油。此时密闭压力油罐内油液流出不多，油罐内压力变化不会引起工作气囊3体积的大范围增大，工作气囊3内压力增大也未达到进气单向阀6开启压力时，密闭压力油罐内压力与工作气囊3压力可以通过工作气囊3的体积变化达到平衡状态，保证密闭压力油罐内压力可以高效为下次补油做好准备。
实施例4，第四种工作状态。
当液压系统需要小流量排油时，液压系统油液压力高，大于液控单向阀开启压力，液控单向阀打开，向密闭压力油罐回油，罐内压力增大，工作气囊3体积变小，但未达到排气单向阀8开启压力时，密闭压力油罐内压力与工作气囊3压力可以通过工作气囊3的体积变化达到平衡状态，工作气囊3工作在安全范围内。
Claims (5)
1.一种闭式无动力补油装置，其特征是：包括缸体、缸盖、工作气囊、密封圈、过渡连接件、进气单向阀、排气单向阀、充气气囊；缸盖上设有进出油口，缸盖与缸体固定连接；工作气囊设置在缸体内，缸体上设有充气口，过渡连接件设置在缸体外，工作气囊通过充气口与过度连接件相连；进气单向阀一端安装在过渡连接件的进气口处，另一端与充气气囊相连；排气单向阀一端安装在过渡连接件的排气口处，另一端与空气相通；充气口处设置密封圈密封，防止液压油通过充气口泄漏。
2.根据权利要求1所述的一种闭式无动力补油装置，其特征是，当工作气囊内压力低于进气单向阀设定压力时，进气单向阀开启；当工作气囊内压力高于排气单向阀设定压力时，排气单向阀开启。
3.根据权利要求1所述的一种闭式无动力补油装置，其特征是，过渡连接件呈圆柱形，过渡连接件的一侧端面设有连接口，连接口伸入缸体的充气口并与工作气囊相连，过渡连接件的另一侧端面设置一个进气口和一个排气口。
4.根据权利要求1所述的一种闭式无动力补油装置，其特征是，当缸体内液压油过少时，工作气囊体积变大，保证缸体内的压力不会过低，使得缸体能够有效地向液压系统补油；当缸体内液压油过多时，工作气囊体积变小，保证缸体内压力不会过高，在安全使用范围内。
5.根据权利要求1所述的一种闭式无动力补油装置，其特征是，工作气囊的体积变大时，其内压力变小，达到进气单向阀设定压力时，进气单向阀打开，充气气囊向工作气囊充气，当工作气囊内压力高于进气单向阀设定压力时，进气单向阀关闭；当工作气囊体积变小时，其内压力变大，达到排气单向阀设定压力时，排气单向阀打开，将工作气囊内气体排出到空气中，当工作气囊内压力低于排气单向阀设定压力时，排气单向阀关闭。
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