CN111350724A - 用于给液压油脱气和/或脱水的装置和具有储箱和这种装置的液压设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于给液压油脱气和/或脱水的装置，该装置具有流枪，流枪具有节流部位和处在该节流部位下游的形式为管的流动通道，液压油在高压降下流过该节流部位，其中，流过该节流部位的油量和节流部位的通流横截面这样彼此协调一致，使得在节流部位的下游构成了空穴区或超空穴区，以及其中，流动通道具有相比节流部位的通流横截面大得多的横截面。为了所述装置的安静的运行而规定，流枪保持在去耦模块中，流枪能通过该去耦模块振动去耦地固定在储箱上。本发明也涉及一种具有储箱和具有这种装置的液压设备。

Description

用于给液压油脱气和/或脱水的装置和具有储箱和这种装置 的液压设备

技术领域

本发明涉及一种用于给液压油脱气和/或脱水的装置，该装置具有流枪，流枪具有节流部位和处在该节流部位下游的形式为管的流动通道，液压油在高压降下流过该节流部位，其中，流过该节流部位的油量和节流部位的通流横截面这样彼此协调一致，使得在节流部位的下游构成了空穴区或超空穴区，以及其中，流动通道具有相比节流部位的通流横截面大得多的横截面。本发明也涉及一种具有储箱和具有上述类型的装置的液压设备。

背景技术

包含在液压流体中的空气在液压系统中出于不同的理由表现出一个问题。自由的或未溶解的空气份额越高，那么液压油的本身不期望的可压缩性就越大。若在泵所抽吸的液压油中也含有空气泡，那么这可能导致糟糕的效率并且导致高的噪声水平。在液压油中的自由的空气越多，液压油老化得就越快。通常尝试通过大尺寸的贮存容器伴随液压的压力介质的相应较长的停留持续时间可以使在液压系统内出现的气泡从处在贮存容器中的液压油升起并且排气。这个过程可以视气泡的大小而定进行得较为缓慢。

所述类型的装置例如由DE 10 2015 216 173 A1、DE 10 2015 216 174 A1或DE10 2016 216 002 A1已知。

由DE 10 2015 216 174 A1已知，为用于脱气的装置规定间歇性的或经调节的运行，其中，为经调节的运行确定了液压油中的氧含量或空气含量并且用于脱气的装置根据固定的极限值来运行。

由DE 10 2015 216 173 A1已知，用围件包围流枪，该围件具有直接通往大气的开口。气泡由此应当不是先进入主储箱，而是直接进入大气。不过围件为此必须尽可能相对主储箱分离。设置溢流管作为到主储箱的流体连接，溢流管被这样设计，使得至少几乎整个流动通道都浸入到液压油中。由此在装置运行时将噪声水平保持得很低。

在DE 10 2016 216 002 A1中说明了，本文开头所述类型的装置如何能既用于液压油的脱气又用于液压油的脱水。在此也通过恰当地选择通过节流部位的压力损失和体积流量在节流部位的下游构成了空穴区或超空穴区（Superkavitationszone），在空穴区或超空穴区中由油蒸汽和空气构成了一个连贯的区域。在油冷凝时产生了气泡，气泡能被轻轻地分离。为了使所述装置也能用于给液压油脱水，基于这样的思想，即，空气可以吸收一定量的水。之前溶解在油中的水因此以分子的形式处在气泡中并且与气泡分离。为了使水的分离率与在油中含有的空气无关，在DE 10 2016 216 002 A1中建议，在节流部位的下游从外部将附加的空气导入到（超）空穴区中。这引起了从所导入的空气产生了大量极小的气泡，所述气泡有一个在所有气泡的总和上极大的气泡表面。从油进入由从外部输入的空气产生的气泡中的扩散的水的量和因此水的分离率随着气泡表面的尺寸变大。基于在空穴区内的负压，可以实现直接来自周围环境的空气输入。但也可以设置一种空气供应装置，以便引入压缩空气、热空气、冷空气、干燥空气，即有不同于周围环境空气的参数值的空气。

为了更好地分离气泡并且为了调整液压系统内的恒定不变的空气含量，可以在脉冲运行中将空气从外部输入，因而空穴或超空穴被用于交替地在少量分离水时脱气或者可以由附加抽吸的空气或主动输入的空气产生气泡并且大幅度分离出水。

因为空穴或超空穴的物理效应激发流枪（Strömungslanze）发生振动，振动在公知的装置中传递到主储箱的壁上，从而使这些壁被激发发出声波。当通过围件保证流动通道尽可能浸入到油中时，尽管程度减轻但也是这样的情形。

发明内容

本发明的任务在于，创造一种装置，其具有本文开头所述的特征并且能用极低的噪声水平实现对液压油的高效、利于成本和快速的脱气和/或脱水。

在具有本文开头所述特征的、用于给液压油脱气和/或脱水的装置中，所述任务由此解决，即，流枪保持在去耦模块中，流枪能通过该去耦模块振动去耦地固定在储箱上。所述装置基于去耦模块能在没有直接的刚性连接的情况下保持在储箱上。流枪的振动因此没有传递到储箱的壁上并且所述装置尤为低噪声地工作。具有储箱和插入到储箱的开口中的按本发明的装置的液压设备尤为低噪声。

按本发明的用于脱气和/或脱水的装置可以以有利的方式进一步加以设计。

流枪有利地被去耦模块局部沿径向包围并且也沿轴向支撑在该去耦模块上。

去耦模块可以构造成具有容纳流枪的通道的缓冲器、特别是构造成去耦衬套，并且具有内凸缘，流枪在轴向安放在该内凸缘上。

可以想到的是，缓冲器设置用于直接固定在储箱上。为此在缓冲器上存在用于固定螺钉的通道。

可以规定，缓冲器沿轴向被压紧并且流枪由此被牢固地包围和保持。不过压紧不应过强，因为否则的话，声音去耦会变弱。

看上去特别有利的是，缓冲器被设置用于固定在储箱上的壳体包围。所述壳体可以具有包围流枪的空心枢轴，壳体能用该空心枢轴插入到储箱的开口中。用壳体提高了装置的稳定性。

为了间歇性地以固定的间隔或为了经调节地运行所述装置，可以设一个阀或多个阀。这种阀有利地布置在去耦模块上。

为了使在（超）空穴区中产生的气泡不在所述装置所使用的储箱中广泛分散，有利的是，流动通道在围件中终止，围件在其处在流动通道之前的第一端部上是闭合的、在流动通道的长度的至少一部分上包围该流动通道并且围件在其处在流动通道的长度内的第二端部上是敞开的。所述围件可以通过接片与流动通道连接，以便能共同操作和安装流枪和围件。出于减噪的原因，可能有利的是，围件的敞开的第二端部处在储箱中的流体水平之下。围件用于将从流动通道出来的气泡立即沿储箱的流体表面的方向偏转，以便限制气泡在储箱中的分配并且促进空气分离。为了在流体表面上不出现一种喷泉，可以以一定的间隔在围件的敞开的端部之前布置偏转板，偏转板大约在流体表面下方水平地偏转从围件出来的流体流。

所述装置有利地包括用于确定在液压油中含有的水的湿度传感器并且能根据含水量运行，以便将含水量保持在一定的极限值下。

所述装置除了湿度传感器外或者即使在没有这种湿度传感器的情况下还可以包括用于确定在液压油中含有的空气的氧气传感器并且能根据所求出的空气含量这样来运行，使得氧气分压处在160 mbar和190 mbar之间。因为氧气分压低于160 mbar的空气含量造成了液压油的“硬度”，所述硬度可能加剧泵的磨损，所以在氧气分压低于160 mbar时不脱气。氧气分压超过190 mbar的空气含量造成了提前老化并且造成了液压油的过大的可压缩性。因此在氧气分压超过190 mbar时脱气。在大气中氧气分压在海平面上为212 mbar。

附图说明

附图中示出了按本发明的用于给液压油脱气和/或脱水的装置的多个实施例。现在借助附图所示详细阐释本发明。附图中：

图1在强烈简化的图中示出了主要用于给液压油脱气的第一个实施例，具有流枪和橡胶缓冲器；

图2同样强烈简化地示出了第二个实施例，具有和按图1的实施例一样的脱气功能并且具有围件；

图3同样强烈简化地示出了与图3的实施例类似的第三个实施例，具有来自周围环境的空气输入以给液压油脱水；

图4同样强烈简化地示出了与图3的实施例类似的第四个实施例，具有来自周围环境的受控制的空气输入以给液压油脱气和脱水；

图5同样强烈简化地示出了与图3的实施例类似的第五个实施例，具有来自周围环境的受控制的空气输入以能接通和关断地给液压油脱气和脱水；

图6示出了第六个实施例，具有在包围流枪的第一种类型的橡胶缓冲器的区域内的结构设计细节；并且

图7示出了第七个实施例，具有在包围流枪的第二种类型的橡胶缓冲器的区域内的结构设计细节。

具体实施方式

按图1的用于给液压油脱气的装置11包括流枪12和由弹性材料制成的形式为衬套状的缓冲器的去耦模块、特别是橡胶缓冲器13，流枪12插入到该橡胶缓冲器中。流枪又包括直角弯曲的流入管14和笔直的流动管15，在它们之间在橡胶缓冲器包围流枪12的区域内嵌入喷嘴16。流动管15和流入管14的一条边一起基本上垂直地布置并且穿过在储箱19的水平的储箱壁18内的开口17地伸入到储箱19中。在这个储箱中，流动管在油平面20下方终止。

橡胶缓冲器13具有外圆周，该外圆周大于在储箱中的开口17的直径并且密封地安放在储箱壁18上。多个未详细示出的钻孔彼此间以相同的角距穿过橡胶缓冲器13，固定螺钉21穿过所述钻孔插入并且拧入到储箱壁18中。橡胶缓冲器13由此固定在储箱壁18上并且流枪12也通过橡胶缓冲器以隔绝固体声的方式固定在储箱壁上。流枪的由在流动管15内的（超）空穴引起的振动因此没有或仅以减弱的形式传递到储箱壁18上并且因此传递到整个储箱上。

在按图2的实施例中，具有直角弯曲的流入管14、喷嘴16、流动管15和橡胶缓冲器13的流枪12的结构与按图1的实施例的结构相同。与按图1的实施例的不同之处在于流入管的外径略小于流动管的外径。流动管15在储箱19内被围件25包围，围件构造成管，所述管在流动管15的浸入到处于储箱中的油中的敞开的端部之前是闭合的并且通过接片26与流动管15机械地连接以及因此与流枪一起形成了一个单元。管25在上方敞口并且在油平面20下方终止，因而油平面在所述管中没有比在储箱中更高。围件用于将从流动管15出来的气泡直接偏转到储箱中的油表面并且因此限制了气泡在储箱中的分布以及促进了空气分离。为了在油表面上部不产生一种喷泉，间隔地在围件25的敞开的端部之前、但在油平面20下方水平地将板27安装在流动管15上，所述板几乎在油表面下方水平地偏转流体流。

在脱气运行中，泵从储箱19抽吸液压油并且将液压油输送到流入管14中。液压油流过喷嘴16，其中，通过喷嘴产生了一个压降，该压降由泵的输送量和喷嘴的通流阻力决定。输送量和通流阻力这样彼此协调一致，使得在喷嘴16的下游通过超空穴产生了液体束，该液体束在一定的距离上被由在当前情况下为油蒸汽的液体蒸汽和空气构成的连贯的区域包围。基于蒸发的油的冷凝，具有泡沫的区域连接在这个区域上，所述具有泡沫的区域同样包围居中的液体束。最后，所有的油冷凝并且获得了一种液体，该液体中有大的空气泡。这样产生的由液态的油和气泡构成的混合物在流动管15的端部上进入围件25。所产生的空气泡在围件25内向上升，围绕板27到达油表面20和进入在油表面上方的空间内并且通过相应的开口向外离开储箱19进入周围环境。

在液压油的所述的脱气过程中，也以很小的程度发生了脱水，因为在气泡中含有的空气可能吸收水并且这个水随空气泡一起从储箱向外传。为了提高水从液压油分离出来的分离率，在按图3的实施例中设有空气路径30，该空气路径穿过橡胶缓冲器13并且穿过流动管15的壁。所述空气路径30朝着周围环境敞开并且在喷嘴16下游通入流动管15的内部。在运行中，当液压油流过喷嘴16时，附加地从外部输入的空气现在通过空气路径30进入空穴区。由这个空气从蒸汽区吸收附加的水并且将其向外导引。基于在空穴区内的负压，可以通过空气路径30实现直接来自周围环境的空气输入。但也可以设置一种空气供应装置，以便引入压缩空气、热空气、冷空气、干燥空气，即有不同于周围环境空气的参数值的空气。

按图3的装置特别适用于给液压油脱水。

与此相对，这样来设计按图4的实施例，即，用该实施例能极为有效地给液压油脱气和脱水。为此，在橡胶缓冲器13上设置开关阀35，开关阀嵌入空气路径30。开关阀35在静止位置中中断空气路径30，因而没有空气从周围环境进入空穴区。通过驱控电磁体可以将开关阀35带到开关位置中，在开关位置中空气路径30是开放的。空气然后从周围环境进入空穴区。按图4的装置11因此在开关阀35的静止位置中和按图2的装置11一样地工作。首先发生了液压油的脱气。反之，若开关阀35被打开，那么按图4的装置11如按图3的装置那样工作。液压油首先被脱水。

在图5中示出的装置11和图4的装置一样具有开关阀35，用该开关阀能关闭和打开空气路径30。因此按图5的装置11和按图4的装置一样既能用于给液压油脱气也能用于给液压油脱水。

按图5的装置11此外还具有附加的开关阀36，该附加的开关阀嵌入流入管14中并且可以中断液压油到喷嘴16的流入，而无需关断泵。借助开关阀36因此能实现装置11的有固定的运行时间和固定的静止时间的间隔式运行，其中，时间可以是可调的。但借助开关阀36也还这样实现了装置11的经调节的运行，使得液压油的空气含量保持在两个极限值之间、例如在160 mbar和190 mbar的氧气分压之间的范围内并且湿度保持在极限值之下。为了求出在储箱19中的液压油的空气含量，设有氧气传感器37。为了求出液压油中的湿度或含水量，设有湿度传感器38。两个传感器37和38的电气的输出信号被发送给调节器39，由调节器能驱控开关阀35和36的电磁体。

若例如通过氧气传感器37确认了液压油的空气含量这样高，使得氧气分压为190mbar，那么开关阀36就由调节器39打开，而开关阀35则保持关闭。具有高空气含量的液压油现在流向喷嘴16。这种液压油以已经结合按图2的装置说明的方式加以脱气。若空气含量这样低，使得氧气分压仅还为160 mbar，那么开关阀36被关闭。

若通过湿度传感器38确认了液压油的湿度即将超过一定的值，那么通过调节器39打开两个开关阀35和36。具有高湿度的液压油现在流向喷嘴16。这种液压油以已经结合按图3的装置说明的方式加以脱水。

在按图6和7的两个实施例中，流枪12具有基本上圆柱形的喷嘴单元45，穿过一条具有钻孔区段47、48和49的通道46，所述钻孔区段的直径彼此不同。流动管15插入到钻孔区段47中，该流动管穿过在储箱壁18内的开口17地伸入到储箱19中并且延伸至油平面20下方。钻孔区段49设置用于，使流入管插入到喷嘴单元45中。喷嘴16拧入到三个钻孔区段中具有最小的直径的中央的钻孔区段48中。径向钻孔50在喷嘴16的下游通入钻孔区段48，来自周围环境的空气穿过该径向钻孔可以进入在喷嘴16下游的流动通道并且该径向钻孔对应图3至5的实施例的空气路径30。与这些实施例不同的是，在按图6和7的实施例中，所述空气路径并没有延伸穿过弹性的材料。

在径向钻孔50和喷嘴单元的面朝储箱壁18的端部之间，喷嘴单元45被起到去耦模块作用的衬套状的橡胶缓冲器51包围并且插入到该橡胶缓冲器中。这个橡胶缓冲器又被具有底部53的刚性的壳体52容纳，开口54居中地处在该底部中，流动管15穿过该开口。在底部53的外侧上，壳体52围绕开口54地具有环形的突出部或空心枢轴55，突出部或空心枢轴的外径略小于在储箱壁18内的开口17的直径并且所述壳体52用所述突出部或空心枢轴这样插入到开口17中，使得底部53安放在储箱壁18上。通过在突出部55和开口17的壁之间的径向密封和/或通过在底部53和储箱壁18之间的轴向密封，可以密封开口17。

在按图6的实施例中，橡胶缓冲器51具有内凸缘56，喷嘴单元45用其面朝储箱壁18的端部安放在该内凸缘上。在壳体的与底部53对置的侧面上，壳体由紧贴地围绕喷嘴单元45延伸的、用螺钉58固定在壳体51上的带孔圆盘57封闭，因而橡胶缓冲器51受到保护并且保持在壳体52中。在带孔圆盘57被拧固之前，橡胶缓冲器51可以略微突出于壳体51的边缘，因而该橡胶缓冲器在带孔圆盘拧固时被略微压紧。由此充分固定流枪12。压紧应当仅如正好所需那样地强烈，因为所述压紧减小了在流枪12和壳体52以及因此储箱19之间的声音去耦的效果。

在按图7的实施例中，橡胶缓冲器51是没有内凸缘的衬套。在橡胶缓冲器51的两个端侧的每一个端侧上贴靠着带孔圆盘59。长的夹紧螺钉60穿过一个带孔圆盘59并且穿过橡胶缓冲器51以及因此拧入到另一个带孔圆盘59中。视夹紧螺钉60以何种强度被拧紧而定，橡胶缓冲器51或多或少被压紧。通过所述压紧在流枪12、橡胶缓冲器51和壳体52之间产生了一种满足在牢固结合方面的要求的复合结构。由弹性的材料制成的环61处在壳体52的底部53和喷嘴单元45之间。

按图6和7的实施例的功能与按图3的实施例的功能相同。

所公开的用于给液压油脱气和/或脱水的装置尤其具有下列优点：

它构造得极为紧凑；

不需要自己的压力供应机构，因而成本很低并且需要很少的构件；

实现了模块化的使用。这就是说，能为较大的脱气和脱水功率使用多个相同构造的装置并且尽管如此对结构空间的需求仍很小；

所述装置是能缩放的。这就是说，所述装置基于简单的构件而能极为简单地与较大的脱气和脱水功率相匹配；

所述装置与储箱声音去耦，因而储箱被激发至振动并且因此由空穴和超空穴产生的噪声很小。

附图标记列表：

11 装置

12 流枪

13 橡胶缓冲器

14 流入管

15 流动管

16 喷嘴

17 在18中的开口

18 储箱壁

19 储箱

20 油平面

21 固定螺钉

25 围件

26 接片

27 板

30 空气路径

35 开关阀

36 开关阀

37 氧气传感器

38 湿度传感器

39 调节器

45 喷嘴单元

46 在45中的通道

47 46的钻孔区段

48 46的钻孔区段

49 46的钻孔区段

50 在45中的径向钻孔

51 橡胶缓冲器

52 壳体

53 52的底部

54 53中的开口

55 围绕54的环形的突出部

56 在51上的内凸缘

57 带孔圆盘

58 螺钉

59 带孔圆盘

60 夹紧螺钉

61 环。

Claims (15)

1.用于给液压油脱气和/或脱水的装置，该装置具有流枪（12），该流枪具有节流部位（16）和处在该节流部位（16）下游的形式为管的流动通道（15），液压油在高压降下流过该节流部位，其中，流过该节流部位（16）的油量和该节流部位（16）的通流横截面这样彼此协调一致，使得在该节流部位（16）的下游构成了空穴区或超空穴区，以及其中，流动通道（15）具有相比节流部位（16）的通流横截面大得多的横截面，其特征在于，流枪（12）保持在去耦模块（13、51）中，流枪能通过该去耦模块振动去耦地固定在储箱（19）上。

2.按照权利要求1所述的装置，其中，所述流枪（12）被所述去耦模块（13、51）局部沿径向包围。

3.按照权利要求1或2所述的装置，其中，所述流枪（12）沿轴向支撑在所述去耦模块（13、51）上。

4.按照权利要求2或3所述的装置，其中，所述去耦模块构造成具有容纳流枪（12）的通道的缓冲器、特别是构造成去耦衬套（51）。

5.按照权利要求4所述的装置，其中，所述缓冲器（51）具有内凸缘（56），所述流枪（12）能沿轴向安放在该内凸缘上。

6.按照权利要求4或5所述的装置，其中，所述缓冲器（51）具有用于固定螺钉（21）的通道。

7.按照权利要求4、5或6中任一项所述的装置，其中，所述缓冲器（51）沿轴向被压紧。

8.按照权利要求4至7中任一项所述的装置，其中，所述缓冲器（51）被设置用于固定在储箱（19）上的壳体（52）包围。

9.按照权利要求8所述的装置，其中，所述壳体（52）具有包围所述流枪（12）的空心枢轴（55），所述壳体能用该空心枢轴插入到储箱（19）的开口（17）中。

10.按照前述权利要求中任一项所述的装置，其中，在所述去耦模块（13）上布置着至少一个阀（35、36）。

11.按照前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述流动通道（12）在围件（25）中终止，围件在其处在所述流动通道（12）之前的端部上闭合、在流动通道的长度的至少一部分上包围所述流动通道（12）并且围件在其处在所述流动通道（12）的长度内的端部上是敞开的。

12.按照权利要求11所述的装置，其中，以一定的间隔在围件（25）的敞开的端部之前布置偏转板（27）。

13.按照前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述装置包括用于确定在液压油中含有的水的湿度传感器（38），以及其中，所述装置能根据含水量运行。

14.按照前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述装置包括用于确定在液压油中含有的空气的氧气传感器（37），以及其中，所述装置能根据所求出的空气含量这样运行，使得氧气分压处在160 mbar和190 mbar之间。

15.液压设备，具有储箱（19）和按照前述权利要求中任一项所述的装置（11），其中，装置（11）插入到储箱（19）的开口（17）中。

Images