CN109915440A - 一种液压机构的液压油除气系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压机构的液压油除气系统及方法，包括：油箱、高压泵、液压机构、以及油管，在油箱与高压泵之间设置有液压油除气系统，液压机构的液压油除气系统包括：真空除气仓，真空除气仓内的空间被挡板分隔为震动腔体和除气腔体，震动腔体和除气腔体的上部空间相通；震动器，设置在震动腔体内，用于对进入的油液进行震动搅拌；导流板，设置在除气腔体内，用于接收从震动腔体溢流过来的油液，并将其从除气腔体的上部导流至底部；真空泵，用于抽取空气并使真空除气仓内空间形成预定的负压；与现有技术相比，本油液除气装置具有结构简单，操作方便，实用性强等特点，能够有效去除油液中的气体。

Description

一种液压机构的液压油除气系统及方法

技术领域

本发明涉及一种液压机构的液压油除气系统及方法，属于液压机构油液供给技术领域。

背景技术

作为液压系统常用工作介质的液压油液不仅传递动力，而且对液压系统及其它装置起着润滑和冷却的作用，但是液压油中的气体对机构的稳定运行操作有较大的不利影响。因为，对大功率液压操动机构，要分析液压系统各处的压力变化，特别是缓冲腔的动态压力变化，就不能不考虑液压油的可压缩性及弹性变形。而液压系统弹性变形所引起的载荷和作用力的动态变化，不仅会对断路器的机械特性产生影响，也会对操动机构的可靠性产生影响。因此，有必要控制液压系统中的含气量(包括在液压油中的游离和溶解空气)，提高液压机构运行的稳定性和操作的可靠性。

如果液压机构油液循环系统内混入气体，会导致系统内压力不稳定，当气体存在于油液中时，会大幅降低油液的弹性模量，造成系统响应迟缓，影响系统的刚性和相应特性。当油液中有大量游离气体存在时，在气体被急剧压缩时会产生局部高温，引起油液碳化。当油液在系统内由于局部流速过高，压力变化剧烈，油液由高压进入低压时，液压油中的气体会分离出来，气泡会瞬间膨胀破裂，此时产生局部的高压冲击，造成液压元件表面汽蚀。空气含量增多必然会对油液产生氧化腐蚀作用，增加油液酸值，缩短油液的使用寿命。

目前，国内外在液压油除气方面的研究主要均是集中在其气体的溶入机制，气体的产生原理，多种气体的色谱分析。而在去除油中气体方面，也有相关机械设备来支撑。但这些都是属于常规的通用机械装置，没有从物理原理上来设计一台专业的可对油液进行物理除气的系统装置。另外，在将除气系统安装在液压机构中时，还需考虑如何减小其对原系统动力的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种液压机构的液压油除气系统，利用物理原理，可简单快捷的对液压油进行除气，以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案是：一种液压机构的液压油除气系统，包括：油箱、高压泵、液压机构、以及油管，高压泵从油箱内吸入液压油后泵送出，供液压机构使用后再经油管返回至油箱内，在所述油箱与高压泵之间设置有液压机构的液压油除气系统，所述液压机构的液压油除气系统包括：

真空除气仓，所述真空除气仓内的空间被挡板分隔为震动腔体和除气腔体，震动腔体和除气腔体的上部空间相通，在震动腔体一侧设有进油口，在除气腔体一侧设有出油口；

震动器，设置在所述震动腔体内，用于对进入的油液进行震动搅拌；

导流板，设置在所述除气腔体内，用于接收从震动腔体溢流过来的油液，并将其从除气腔体的上部导流至底部；

真空泵，与真空除气仓连接，适于油液在导流板上流动时，抽取空气并使真空除气仓内空间形成预定的负压；

所述真空除气仓上的进油口通过油管与油箱连接，所述真空除气仓上的出油口通过油管与高压泵连接。

优选地，所述真空除气仓的出油口与高压泵之间设置具有封闭腔体的常压暂存仓，所述常压暂存仓的进油口通过油管与所述真空除气仓的出油口连通，所述常压暂存仓的出油口通过油管与所述高压泵连接。

优选地，所述常压暂存仓包括油液储存腔体，以及配套设置在油液储存腔体内的可活动的常压活塞，通过改变常压活动在油液储存腔体内的移动位置，来调节油液储存腔体内的气压。

优选地，所述常压暂存仓还包括驱动所述常压活塞移动的驱动装置；所述油液储存腔体内设置有空气压力传感器，用于检测油液储存腔体内的气压，所述空气压力传感器的信号输出端与控制器的信号输入端电连接；所述空气压力传感器将检测的气压值传输给控制器，所述驱动装置根据控制器的命令，驱动所述常压活动在油液储存腔体内移动，以调节油液储存腔体内的气压。

优选地，所述导流板为若干个，依次交错设置于所述挡板和所述除气腔体一侧的内壁上，油液从若干导流板上依次流过并进入到除气腔体的底部。

优选地，所述导流板分别向下倾斜设置，且相邻两个所述导流板之间无接触。

优选地，所述真空泵的抽气口设置在所述真空除气仓的上部位置。

优选地，所述真空除气仓内设有液位传感器，所述液位传感器的信号输出端与控制器的信号输入端电连接，所述控制器的信号输出端与所述真空泵的控制端电连接，所述液位传感器将真空除气仓内的液位值传输给控制器，真空泵根据控制器的命令决定启动或关闭抽气。

优选地，所述油箱与真空除气仓之间的油管上设置有机油过滤器。

优选地，所述真空除气仓的出油口设置在所述除气腔体的底部，以将经除气后的油液向外排出。

本发明的有益效果是：本装置通过将真空除气仓、真空泵、震动器和导流板组合起来并安装在液压油的循环回路中，油液从油箱出来后先进入到震动腔体内被震动器震动搅拌，并在局部形成负压，促使油液内的气体分子向小气泡转变；然后溢出进入到除气腔体中，油液在若干导流板上流动，增加液面和环境的接触面积，油液中的气泡被真空泵抽出，从而实现除气功能，除气后的油液进入到高压泵中，被泵送给液压机构使用后再经油管返回至油箱内。与现有技术相比，本油液除气装置具有结构简单，操作方便，实用性强等特点，能够有效去除油液中的气体。

另外，本装置中的常压暂存仓可将真空除气仓内的油压调节至正常水平，以便在不调节高压泵的动力参数而能实现液压机构的正常工作。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的控制结构图；

附图标记说明：1油箱，2机油过滤器，3真空除气仓，4震动腔体，5除气腔体，6震动器，7挡板，8导流板，9真空泵，10液位传感器，11油液储存腔体，12常压活塞，13驱动装置，14高压泵。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍：

参考图1，根据本发明一种液压机构的液压油除气系统，包括：油箱1、高压泵14、液压机构、油管和液压油除气系统，在油箱1与高压泵14之间设置有液压机构的液压油除气系统，工作时高压泵14启动，此时油液从油箱1出来后先经过液压油除气系统后，被除气后再进入到高压泵14中泵送出，供液压机构使用后再经油管返回至油箱1内。

液压油除气系统包括：真空除气仓3、震动器6、导流板8和真空泵9，其中：

真空除气仓3，其内的空间被挡板7分隔为震动腔体4和除气腔体5，震动腔体4和除气腔体5的上部空间相通，在震动腔体4一侧设有进油口，在除气腔体5一侧设有出油口。具体地，挡板7将真空除气仓3内的下部空间分隔为两个不流通的腔体，即震动腔体4和除气腔体5，而震动腔体4和除气腔体5的上部空间相连通，例如，挡板7上端与真空除气仓3的内顶留有间隙，或者在挡板7上部开设通孔，以使震动腔体4内的油液能够流到除气腔体5内。进油口的位置例如可设置在震动腔体4的侧壁上，优选设置在上部位置，而出油口的位置例如可设置在除气腔体5的侧壁及底面位置，优选设置在侧壁靠近底部的位置处。

震动器6，设置在所述震动腔体4内，用于对进入的油液进行震动搅拌，在震动过程中局部会形成负压，促进油液内的气体分子向小气泡转变。具体地，震动器6优选为高频震动器6，例如高频震动棒，高频震动棒竖向安装在震动腔体4内，例如，其底座安装在震动腔体4的内顶，而震动棒的端部与震动腔体4的底面留有间隙。当然，震动器6也可以其它方式来安装，只要能够对油液进行震动搅拌即可。

导流板8，设置在除气腔体5内，用于接收从震动腔体4溢流过来的油液，并将其从除气腔体5的上部导流至底部，并从出油口排出。具体地，导流板8为若干个，依次交错设置于挡板7和相对的除气腔体5一侧的内壁上，优选地，导流板8分别向下倾斜设置，且相邻两个导流板8之间无接触，油液从若干导流板8上依次流过并进入到除气腔体5的底部，在这过程中由于油液在导流板8上流动，增加了液面和环境的接触面积，因此可进行除气。

真空泵9，与真空除气仓3连接，适于油液在导流板8上流动时，抽取空气并使真空除气仓3内空间形成预定的负压，即将油液在导流板8上流动散发的气体抽出。具体地，真空泵9的抽气口设置在真空除气仓3的上部位置，以避免油液进入到真空泵9中影响其工作。优选地，真空除气仓3内的压力在-0.1～0.01MPa之间。

真空除气仓3上的进油口通过油管与油箱1连接，真空除气仓3上的出油口通过油管与高压泵14连接，通常在油箱1与真空除气仓3之间的油管上设置有机油过滤器2。

液压油除气系统的工作原理是：高压泵14启动工作后，油液先从油箱1进入到震动腔体4内被震动器6震动搅拌，并在局部形成负压，促使油液内的气体分子向小气泡转变；然后溢出进入到除气腔体5中，油液在若干导流板8上流动，增加液面和环境的接触面积，油液中的气泡被真空泵9抽出，从而实现除气功能，除气后的油液进入到高压泵14中，被泵送给液压机构使用后再经油管返回至油箱1内。

由于真空除气仓3在除气时具有负压，此时高压泵14若按液压机构原先设定的参数工作，则有可能会使泵送动力达不到要求，即将油液从真空除气仓3内吸出来会消耗部分油压。为此，在真空除气仓3的出油口与高压泵14之间设置具有封闭腔体的常压暂存仓，常压暂存仓的进油口通过油管与真空除气仓3的出油口连通，常压暂存仓的出油口通过油管与高压泵14连接，常压暂存仓主要将真空除气仓3内的油压调节至正常水平，以便在不调节高压泵14的动力参数而能实现液压机构的正常工作。

具体地，常压暂存仓包括油液储存腔体11，以及配套设置在油液储存腔体11内的可活动的常压活塞12，常压活塞12套接于油液储存腔体11内，通过改变常压活动在油液储存腔体11内的移动位置，来调节油液储存腔体11内的气压。优选地，常压暂存仓还包括驱动常压活塞12移动的驱动装置13，例如电动推杆，电动推杆的伸缩方向与常压活塞12的活动方向相同，当然，也可采用其它结构形式的驱动装置13，只要能够将常压活塞12驱动伸缩即可。

优选地，参考图2，为了实现自动控制，在油液储存腔体11内设置有空气压力传感器，用于检测油液储存腔体11内的气压，空气压力传感器的信号输出端与控制器的信号输入端电连接；空气压力传感器将检测的气压值传输给控制器，驱动装置13根据控制器的命令，驱动常压活动在油液储存腔体11内移动，以调节油液储存腔体11内的气压。例如，预先设定好油液储存腔体11的油压范围值，当检测到的气压值大于设定范围值时，驱动装置13驱动常压活动朝向增大油液储存腔体11空间的方向移动，即向外移动，以使油压调整至正常范围。当检测到的气压值小于设定范围值时，驱动装置13驱动常压活动朝向减小油液储存腔体11空间的方向移动，即向内移动，以将油压调整至正常范围。

另外，当油液处于较高位置时，其可能会进入到真空泵9中，从而影响到真空泵9的正常工作。为此，在真空除气仓3内安装有液位传感器10，以监测油液的高度，液位传感器10的信号输出端与控制器的信号输入端电连接，控制器的信号输出端与真空泵9的控制端电连接，液位传感器10将真空除气仓3内的液位值传输给控制器，当液位值超过预定值时，即其可能会进入到真空泵9时，控制器控制真空泵9停止抽气。在实际应用中，控制器还与将油液压入到真空除气仓3的高压泵14电连接，当液位值超过预定值时，控制器还控制高压泵14暂停油液的输送。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种液压机构的液压油除气系统，包括：油箱(1)、高压泵(14)、液压机构、以及油管，高压泵(14)从油箱(1)内吸入液压油后泵送出，供液压机构使用后再经油管返回至油箱(1)内，其特征在于：在所述油箱(1)与高压泵(14)之间设置有液压机构的液压油除气系统，所述液压机构的液压油除气系统包括：

真空除气仓(3)，所述真空除气仓(3)内的空间被挡板(7)分隔为震动腔体(4)和除气腔体(5)，震动腔体(4)和除气腔体(5)的上部空间相通，在震动腔体(4)一侧设有进油口，在除气腔体(5)一侧设有出油口；

震动器(6)，设置在所述震动腔体(4)内，用于对进入的油液进行震动搅拌；

导流板(8)，设置在所述除气腔体(5)内，用于接收从震动腔体(4)溢流过来的油液，并将其从除气腔体(5)的上部导流至底部；

真空泵(9)，与真空除气仓(3)连接，适于油液在导流板(8)上流动时，抽取空气并使真空除气仓(3)内空间形成预定的负压；

所述真空除气仓(3)上的进油口通过油管与油箱(1)连接，所述真空除气仓(3)上的出油口通过油管与高压泵(14)连接。

2.根据权利要求1所述的液压机构的液压油除气系统，其特征在于：所述真空除气仓(3)的出油口与高压泵(14)之间设置具有封闭腔体的常压暂存仓，所述常压暂存仓的进油口通过油管与所述真空除气仓(3)的出油口连通，所述常压暂存仓的出油口通过油管与所述高压泵(14)连接。

3.根据权利要求2所述的液压机构的液压油除气系统，其特征在于：所述常压暂存仓包括油液储存腔体(11)，以及配套设置在油液储存腔体(11)内的可活动的常压活塞(12)，通过改变常压活动在油液储存腔体(11)内的移动位置，来调节油液储存腔体(11)内的气压。

4.根据权利要求3所述的液压机构的液压油除气系统，其特征在于：所述常压暂存仓还包括驱动所述常压活塞(12)移动的驱动装置(13)；

所述油液储存腔体(11)内设置有空气压力传感器，用于检测油液储存腔体(11)内的气压，所述空气压力传感器的信号输出端与控制器的信号输入端电连接；

所述空气压力传感器将检测的气压值传输给控制器，所述驱动装置(13)根据控制器的命令，驱动所述常压活动在油液储存腔体(11)内移动，以调节油液储存腔体(11)内的气压。

5.根据权利要求1至4任一所述的液压机构的液压油除气系统，其特征在于：所述导流板(8)为若干个，依次交错设置于所述挡板(7)和所述除气腔体(5)一侧的内壁上，油液从若干导流板(8)上依次流过并进入到除气腔体(5)的底部。

6.根据权利要求5所述的液压机构的液压油除气系统，其特征在于：所述导流板(8)分别向下倾斜设置，且相邻两个所述导流板(8)之间无接触。

7.根据权利要求5所述的液压机构的液压油除气系统，其特征在于：所述真空泵(9)的抽气口设置在所述真空除气仓(3)的上部位置。

8.根据权利要求7所述的液压机构的液压油除气系统，其特征在于：所述真空除气仓(3)内设有液位传感器(10)，所述液位传感器(10)的信号输出端与控制器的信号输入端电连接，所述控制器的信号输出端与所述真空泵(9)的控制端电连接，所述液位传感器(10)将真空除气仓(3)内的液位值传输给控制器，真空泵(9)根据控制器的命令决定启动或关闭抽气。

9.根据权利要求5所述的液压机构的液压油除气系统，其特征在于：所述油箱(1)与真空除气仓(3)之间的油管上设置有机油过滤器(2)。

10.根据权利要求5所述的液压机构的液压油除气系统，其特征在于：所述真空除气仓(3)的出油口设置在所述除气腔体(5)的底部，以将经除气后的油液向外排出。