CN110081044B - 一种液压检漏阀及在线检漏方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压检漏阀，其包括接近开关、触发杆、五个单向阀、设置在上阀块的阀腔中的上柱塞和设置在下阀块的阀腔中的下柱塞，所述上柱塞和下柱塞均由其侧壁上的两个环形凹槽分割成沿其轴向依次排列的左活塞、中活塞和右活塞，所述上阀块和下阀块的阀腔的侧壁上均设有自阀腔左端至右端依次排列的七个油孔，本发明同时给出了利用上述液压检漏阀进行在线检漏的方法。本发明利用液压检漏阀精确测量流入液压缸单个油腔的液压油的体积，并根据测量值判断该油腔及其所连接的管路是否漏油，由于液压油的体积基本不受温度、压力、流量、负载等因素的影响，因此测量结果准确、可靠。本发明可及时、准确地检测出漏油点，为故障的排除提供可靠信息。

Description

一种液压检漏阀及在线检漏方法

技术领域

本发明涉及一种适用于大型或超大型液压系统的，可在生产状态下对液压缸及其管路的漏油情况进行监测的液压检漏阀及检漏方法，属于检测技术领域。

背景技术

随着钢铁冶金行业的发展，液压设备由于其自身的技术优点得到了更广泛的应用，液压系统由小型化逐步向大型化或超大型化发展，比如原来一个液压系统只能控制几个油缸，现在一个十二机十二流小方坯拉矫液压系统就能控制36个液压缸，这36个油缸安装在拉坯机、矫直机和辅助拉矫机上，和这36个油缸相连接的油管安装在拉坯机、矫直机下和辅助拉矫机下，连铸机生产时，这些油缸、油管都工作于高温、高湿的环境中，给液压系统的检漏造成了困难，尤其是在生产过程中，发生漏油且泄漏量不是很大的情况下，检查漏油更加困难。

目前，液压系统漏油的检测方法主要有以下几种：

1. 采用液压泵站漏油监控方式，也就是对油箱的液位进行监控，监测到液位变动就报警。中国专利号201610096652. 9公开的《一种检测液压油漏油的装置和方法》、中国专利号201420385942.1公开的《一种液压系统漏油快速检测装置》就是采用这种全局监控方式。在大型液压系统或超大系统中，只知道有漏油却不知道漏点在那个液压缸或管路。查找时间一长液压站就会停泵瘫痪，造成大面积的设备事故。

2. 采用流量传感器、压力传感器对各部位进行监控

如中国专利申请号201711172685.8公开的《漏油检测装置》，在液压系统中各管路安装流量传感器，通过和以前的流量数据进行对比来判断是否漏油，液压管路的流量，是指某一时刻流过某一截面的液压油的体积，它与系统的压力、温度有关，在大型液压系统中，由于生产的状态不同，负载不同，使液压系统压力产生波动，造成监测的流量值偏差值过大，极易造成漏油的误判。中国专利号201610370718.9公开的《一种判断液压站漏油与压力波动的方法》是利用液位和压力传感器对压力瞬时监控，从“变化率”和“累积量”两个方面对液压站的漏油和压力波动做出判断，分别进行瞬时监控报警和历史监控报警。这种方法受设备运行状态、压力波动、液位波动及其他一些因素的影响，也会出现误报的情况，只能应用于小型液压站，工作油缸不多，负载变化不大，液压系统工作环境较好的场合。

3. 图像采集方式，如中国专利号201620474093.6公开的《一种液压管路漏油检测装置》就是采用这种办法，使用摄像头等光学和电子元件对液压管路进行图像采集，这种方法的缺点是在大型液压设备中投入高且不适于恶劣环境。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种适用于大型或超大型液压系统的液压检漏阀及在线检漏方法，以及时、准确地检测出漏油故障点，为故障的排除提供可靠信息。

本发明所述问题是以下述技术方案实现的：

一种液压检漏阀，其包括接近开关、触发杆、五个单向阀、设置在上阀块的阀腔中的上柱塞和设置在下阀块的阀腔中的下柱塞，所述上柱塞和下柱塞均由其侧壁上的两个环形凹槽分割成沿其轴向依次排列的左活塞、中活塞和右活塞，所述上阀块和下阀块的阀腔的侧壁上均设有自阀腔左端至右端依次排列的七个油孔，上阀块的第一油孔、第三油孔、第五油孔和第七油孔分别与下阀块的第三油孔、第七油孔、第一油孔和第五油孔连接，上阀块和下阀块的第四油孔与高压油路连接，上阀块和下阀块的第二油孔和第六油孔分别通过四个单向阀与低压油路连接，另一单向阀接于低压油路与高压油路之间，所述触发杆的一端穿入上阀块并与上柱塞的左端对接，另一端与接近开关相对应，所述接近开关的输出端与工控机连接。

上述液压检漏阀，构成中还包括中阀块，所述中阀块夹在上阀块与下阀块之间，上阀块与下阀块相连接的油孔通过中阀块中的油孔连通。

上述液压检漏阀，所述的五个单向阀均设置在下阀块中。

上述液压检漏阀，所述接近开关为光电接近开关。

一种液压在线检漏方法，利用上述液压检漏阀进行在线检漏的方法包括以下步骤：

a.将液压检漏阀连接在液压系统的液压缸的某个油腔所连接的管路中；

b.在液压缸的该油腔中的液压油由最少到最多的变化过程中，利用工控机监测接近开关输出的脉冲个数N；

c.在液压缸的每个工作周期内，利用工控机监测油腔中的液压油由最少到最多的过程中接近开关输出的脉冲个数n；

d. 将n与N进行比较，若n=N，则液压缸的该油腔及该油腔到液压检漏阀之间的管路不漏油；若N＜n≤2N，则液压缸的该油腔及该油腔到液压检漏阀之间的管路有微量渗漏；若n＞2N，则液压缸的该油腔及该油腔到液压检漏阀之间的管路漏油，需闭锁该管路，防止事故进一步扩大。

上述液压在线检漏方法，所述液压检漏阀安装在液压控制阀台的集成块上。

本发明利用液压检漏阀精确测量流入液压缸单个油腔的液压油的体积，并根据测量值判断该油腔及其所连接的管路是否漏油，由于液压油的体积基本不受温度、压力、流量、负载等因素的影响，因此测量结果准确、可靠。本发明可及时、准确地检测出漏油点，为故障的排除提供可靠信息。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明液压检漏阀的初始状态示意图(上柱塞居右，下柱塞居右)；

图2是本上阀块结构示意图；

图3是下阀块结构示意图；

图4是液压检漏阀第一工作状态(下柱塞左移后，上柱塞居右，下柱塞居左)；

图5是液压检漏阀第二工作状态(上柱塞左移后，上柱塞居左，下柱塞居左)；

图6是液压检漏阀第三工作状态(下柱塞右移后，上柱塞居左，下柱塞居右)；

图7是本发明在线查漏原理图。

图中标记如下：1、第一单向阀，2、第二单向阀，3、下阀块，4、下柱塞，5、上阀块，6、上柱塞，7、中阀块，8、第三单向阀，9、第四单向阀，10、第五单向阀，11、接近开关，12、触发杆，13、上左油腔，14、上左活塞，15、上左凹槽，16、上中活塞，17、上右凹槽，18、上右活塞，19、下左油腔，20、下左活塞，21、下左凹槽，22、下中活塞，23、下右凹槽，24、下右活塞，25、下右油腔，26、上右油腔，27、第六单向阀，28、截止阀，29、三位四通换向阀，30、双液控单向阀，31、第二液压检漏阀，32、第一液压检漏阀，33、液压缸，F、上阀块第一油孔，A、上阀块第二油孔，B、上阀块第三油孔，C、上阀块第四油孔，D、上阀块第五油孔，E、上阀块第六油孔，G、上阀块第七油孔，f、下阀块第一油孔，a、下阀块第二油孔，b、下阀块第三油孔，c、下阀块第四油孔，d、下阀块第五油孔，e、下阀块第六油孔，g、下阀块第七油孔，K、M、高压油管，H、低压油管。

具体实施方式

本发明提供了一种液压检漏阀及在线查漏的方法，这种液压检漏阀及在线查漏的方法能够监控在线液压设备是否漏油，其检测精度高，能够检测到漏油的管路，缩小查找范围。当突发大量液压油泄漏故障时，能自动切断油源，防止液压油箱的液压油全部漏完，避免造成更大的设备事故。

参看图1、图2和图3，本发明的液压检漏阀包括五个单向阀（即第一单向阀1、第二单向阀2、第三单向阀8、第四单向阀9和第五单向阀10）、下阀块3、下柱塞4、上阀块5、上柱塞6、中阀块7、接近开关11和触发杆12。

下柱塞4位于下阀块3的阀腔内，下柱塞4的侧壁上设有两个环形凹槽，分别为下左凹槽21和下右凹槽23，二者将下柱塞4分割成沿其轴向依次排列的下左活塞20、下中活塞22和下右活塞24，下阀块3的阀腔侧壁上设有七个油孔，从左到右依次为下阀块第一油孔f、下阀块第二油孔a、下阀块第三油孔b、下阀块第四油孔c、下阀块第五油孔d、下阀块第六油孔e和下阀块第七油孔g。下左活塞20、下中活塞22和下右活塞24是下柱塞4与下阀块3的阀腔内壁紧密配合的部分，下左凹槽21、下右凹槽23是下柱塞4用于连通下阀3的阀腔内壁上的两个油孔。当下柱塞4移动到最右端时，由下左活塞20的左端和下阀块3的阀腔内壁围成的腔为下左油腔19，当下柱塞4移动到最左端时，由下左活塞20的右端和下阀块3的阀腔内壁围成的腔为下右油腔25。

上柱塞6位于上阀块5的阀腔内，上柱塞6的侧壁上设有两个环形凹槽，分别为上左凹槽15和上右凹槽17，二者将上柱塞6分割成沿其轴向依次排列的上左活塞14、上中活塞16和上右活塞18，上阀块5的阀腔侧壁上设有七个油孔，从左到右依次为上阀块第一油孔F、上阀块第二油孔A、上阀块第三油孔B、上阀块第四油孔C、上阀块第五油孔D、上阀块第六油孔E、上阀块第七油孔G。上左活塞14、上中活塞16和上右活塞18是上柱塞6与上阀块5的阀腔内壁紧密配合的部分，上左凹槽15和上右凹槽17用于连通上阀块5的阀腔内壁上的两个油孔。当上柱塞6移动到最右端时，由上左活塞14左端和上阀块5的阀腔内壁围成的腔为上左油腔13，当上柱塞6移动到最左端时，由上右活塞18右端和上阀块5的阀腔内壁围成的腔为上右油腔26。

触发杆12安装在上左活塞14的左端面上，随上柱塞6的移动而移动，接近开关11安装在上阀块5的外面，用于计量触发杆12往复移动的次数（即上柱塞6往复移动的次数）。

上柱塞6与下柱塞4相同，二者所处的阀腔也相同，上左油腔13、上右油腔26、下左油腔19、下右油腔25四个腔也相同，都是体积相等的计量油腔。在下阀块3中安装了五个单向阀（第一单向阀1、第二单向阀2、第三单向阀8、第四单向阀9、第五单向阀10），用于油液的单向流动。

中阀块7在上阀块5和下阀块3的中部，主要加工有液压油流动的各种油路。

下面结合图1～图6对液压检漏阀的工作原理进行说明。

如图1示，K、M为连通的高压油路，上柱塞6居右，下柱塞4居右，此时与高压油路K相连的上阀块第四油孔C 通过上左凹槽15连通上阀块第三油孔B 和和下阀块第七油孔g,高压油作用在下柱塞4的下右活塞24的右侧，推动下柱塞4向左移动，同时下左油腔19的液压油依次经下阀块第一油孔f、上阀块第五油孔D、上右凹槽17、上阀块第六油孔E、第四单向阀9，由低压油管H流出，当下柱塞4移动到左端时，此时上柱塞6仍然居右，如图4示，与高压油路M相连的下阀块第四油孔c 通过下右凹槽23连通下阀块第五油孔d 和上阀块第七油孔G，高压油作用在上柱塞6的上右活塞18的右侧，推动上柱塞6向左移动，同时上左油腔13中的液压油经上阀块第一油孔F、下阀块第三油孔b、下左凹槽21、下阀块第二油孔a、第二单向阀2经低压油路H流出，当上柱塞6移动到左端时，上柱塞6的上右活塞18左侧的触发杆12伸出，上阀块5外侧的接近开关11被触发，此时下柱塞4也居左端，如图5示，与高压油路K相连的上阀块第四油孔C通过上右凹槽17连通上阀块第五油孔D 和下阀块第一油孔f，液压油作用在下柱塞4的下左活塞的左端面上，推动下柱塞4向右移动，同时下右油腔25中的液压油经下阀块第七油孔g、上阀块第三油孔B、上左凹槽15、上阀块第二油孔A、第一单向阀1，由低压油路H流出，当下柱塞4移动到左端时，上柱塞6仍然在右端，如图6示，与高压油路M相连的下阀块第四油孔c经下左凹槽21、下阀块第三油孔b 与上阀块第一油孔F连通，液压油作用在上柱塞6的上左活塞14的左侧，推动柱塞6向右移动，同时上右油腔26的液压油由上阀块第七油孔G、下阀块第五油孔d、下右凹槽23、下阀块第六油孔e、第三单向阀8，由低压油路H流出，当上柱塞6移动到右端时，上柱塞6的上右活塞18左侧的触发杆12缩回，上阀块5外侧的接近开关11监测不到触发杆12，下柱塞4仍然在右端，此时的状态如图1示，这样液压检漏阀就完成了一个供油周期，只要高压油路K、M中液压油的压力大于低压油路H中液压油的压力，那么高压油路K、M中液压油将通过液压检漏阀流到低压油路H中，在每一个供油周期中，接近开关11每监测到触发杆12一次，将有四个4个体积相等的计量油腔的液压油流过液压检漏阀，液压油源源不断地通过液压检漏阀，接近开关11不断地监测到触发杆12并由工控机进行记录，如果低压油路H中为压力油，高压油路K与回油管路相连，那么低压油路H中的压力油经第五单向阀10流到高压油路K。

下面结合图7给出的实施例对本发明的在线检漏方法作进一步说明。

图7为本发明液压检漏阀应用的一个液压系统，它由第六单向阀27、截止阀28、三位四通换向阀29、双液控单向阀30、第二液压检漏阀31、第一液压检漏阀32、液压缸33组成，投入使用前进行调试，保证液压管路与液压缸33无渗漏。

检漏的工作流程如下：

1、将第一液压检漏阀32和第二液压检漏阀31分别安装在与液压缸33的无杆腔和有杆腔相连的液压管路中，并使二者的高压油路K、M位于双液控单向阀30一侧，低压油路H位于液压缸33一侧，检漏前先确定液压缸33的活塞从上缸底向下移动到下缸底和活塞从下缸底向下移动到上缸底时，第一液压检漏阀32和第二液压检漏阀31的触发杆伸出的次数N1和N2。

1）确定液压缸33的活塞从上缸底向下移动到下缸底时，第一液压检漏阀32的触发杆伸出的次数N1：

三位四通换向阀29电磁铁1DT得电，2DT失电，高压油经截止阀28、三位四通换向阀29、双液控单向阀30、第一液压检漏阀32进入液压缸33的无杆腔，推动活塞向下运动，同时有杆腔的液压油由第二液压检漏阀31、双液控单向阀30、三位四通换向阀29、第六单向阀27及回油管路流回油箱，当活塞到达液压缸33的最低端时，工控机记录第一液压检漏阀32的触发杆12伸出的次数为N1。

2）确定液压缸33的活塞从下缸底向下移动到上缸底时，第二液压检漏阀31的触发杆伸出的次数N2：

三位四通换向阀29电磁铁1DT失电，2DT得电，高压油经截止阀28、三位四通换向阀29、双液控单向阀30、第二液压检漏阀31进入液压缸33的有杆腔，推动活塞向上运动，同时无杆腔的液压油由第一液压检漏阀32、双液控单向阀30、三位四通换向阀29、第六单向阀27及回油管路流回油箱，当活塞到达液压缸33的最高端时，工控机记录第二液压检漏阀31的触发杆12伸出的次数N2。

2、在线监测液压缸33的活塞从上缸底向下移动到下缸底时，第一液压检漏阀32的触发杆伸出的次数n1：

三位四通换向阀29电磁铁1DT得电，2DT失电，高压油经截止阀28、三位四通换向阀29、双液控单向阀30、第一液压检漏阀32进入液压缸33的无杆腔，推动活塞向下运动，同时有杆腔的液压油由第二液压检漏阀31、双液控单向阀30、三位四通换向阀29、第六单向阀27及回油管路流回油箱，当活塞到达液压缸33的最低端时，工控机记录第一液压检漏阀32的触发杆12伸出的次数，当三位四通换向阀29电磁铁1DT一直得电，2DT一直失电，工控制从三位四通换向阀29电磁铁1DT得电，2DT失电时起记录光电接近开关监测到的触发杆伸出次数并累加，直到三位四通换向阀29电磁铁1DT失电，监测到第一液压检漏阀32的触发杆12伸出的次数为n1。

1）当n1=N1时，从液压控制阀台到液压缸33无杆腔之间的液压管路和液压缸33无杆腔无漏油。

2）当N1＜n1≤2N1时，从液压控制阀台到液压缸33无杆腔之间的液压管路或液压缸33无杆腔有微量渗漏，工控机发出漏油报警信号。

3）当n1＞2N1时，从液压控制阀台到液压缸33无杆腔之间的液压管路或液压缸33的无杆腔漏油，工控机发出漏油报警信号并使三位四通换向阀29电磁铁1DT失电，2DT失电，双液控单向阀30闭锁，切断从液压控制阀台到液压缸33无杆腔之间的液压管路，防止事故进一步扩大。

3、在线监测液压缸33活塞从下缸底向下移动到上缸底时，第二液压检漏阀31的触发杆伸出的次数n2：

三位四通换向阀29电磁铁1DT失电，2DT得电，高压油经截止阀28、三位四通换向阀29、双液控单向阀30、第二液压检漏阀31进入液压缸33的有杆腔，推动活塞向上运动，同时无杆腔的液压油由第一液压检漏阀32、双液控单向阀30、三位四通换向阀29、第六单向阀27及回油管路流回油箱，当活塞到达液压缸33的最高端时，工控机记录第二液压检漏阀31的触发杆伸出的次数，当三位四通换向阀29电磁铁1DT一直失电，2DT一直得电，工控制从三位四通换向阀29电磁铁1DT失电，2DT得电时起记录光电接近开关监测到的触发杆伸出次数并累加，直到三位四通换向阀29电磁铁2DT失电，监测到第二液压检漏阀31的触发杆伸出的次数为n2。

1）当n2=N2时，从液压控制阀台到液压缸33有杆腔之间的液压管路和液压缸33有杆腔无漏油。

2）当N2＜n2≤2N2时，从液压控制阀台到液压缸33有杆腔之间的液压管路和液压缸33有杆腔有微量渗漏，工控机发出漏油报警信号。

3）当n2＞2N2时，从液压控制阀台到液压缸33有杆腔之间的液压管路和液压缸33有杆腔漏油，工控机发出漏油报警信号并使三位四通换向阀29电磁铁1DT失电，2DT失电，双液控单向阀30闭锁，切断从液压控制阀台到液压缸33有杆腔之间的液压管路，防止事故进一步扩大。

Claims (5)

1.一种液压在线检漏方法，其特征在于，使用的液压检漏阀包括接近开关（11）、触发杆（12）、五个单向阀、设置在上阀块（5）的阀腔中的上柱塞（6）和设置在下阀块（3）的阀腔中的下柱塞（4），所述上柱塞（6）和下柱塞（4）均由其侧壁上的两个环形凹槽分割成沿其轴向依次排列的左活塞、中活塞和右活塞，所述上阀块（5）和下阀块（3）的阀腔的侧壁上均设有自阀腔左端至右端依次排列的七个油孔，上阀块（5）的第一油孔、第三油孔、第五油孔和第七油孔分别与下阀块（3）的第三油孔、第七油孔、第一油孔和第五油孔连接，上阀块（5）和下阀块（3）的第四油孔与高压油路连接，上阀块（5）和下阀块（3）的第二油孔和第六油孔分别通过四个单向阀与低压油路连接，另一单向阀接于低压油路与高压油路之间，所述触发杆（12）的一端穿入上阀块（5）并与上柱塞（6）的左端对接，另一端与接近开关（11）相对应，所述接近开关（11）的输出端与工控机连接；液压在线检漏方法包括以下步骤：

a.将液压检漏阀连接在液压系统的液压缸的某个油腔所连接的管路中；

b.在液压缸的该油腔中的液压油由最少到最多的变化过程中，利用工控机监测接近开关（11）输出的脉冲个数N；

c.在液压缸的每个工作周期内，利用工控机监测油腔中的液压油由最少到最多的过程中接近开关（11）输出的脉冲个数n；

d. 将n与N进行比较，若n=N，则液压缸的该油腔及该油腔到液压检漏阀之间的管路不漏油；若N＜n≤2N，则液压缸的该油腔及该油腔到液压检漏阀之间的管路有微量渗漏；若n＞2N，则液压缸的该油腔及该油腔到液压检漏阀之间的管路漏油，需闭锁该管路，防止事故进一步扩大。

2.根据权利要求1所述的液压在线检漏方法，其特征在于，所述液压检漏阀安装在液压控制阀台的集成块上。

3.根据权利要求1或2所述的液压在线检漏方法，其特征在于，所述液压检漏阀构成中还包括中阀块（7），所述中阀块（7）夹在上阀块（5）与下阀块（3）之间，上阀块（5）与下阀块（3）相连接的油孔通过中阀块（7）中的油孔连通。

4.根据权利要求1或2所述的液压在线检漏方法，其特征在于，所述的五个单向阀均设置在下阀块（3）中。

5.根据权利要求1或2所述的液压在线检漏方法，其特征在于，所述接近开关（11）为光电接近开关。