CN112747012B - 一种自动排气阀装置及排气方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于液压技术领域，公开了一种自动排气阀装置及排气方法，包括排气阀、空腔、节流阀、排油阀和驱动电路；其中，排气阀是二位二通的电磁阀，由驱动电路控制；排气阀的进气口连接需排气的闭式容器，排气阀的排气口连接空腔，排气阀进气口压力作用于排气阀芯一端，产生排气阀芯关闭方向的力，排气阀排气口作用于排气阀芯另一端，产生排气阀芯开启方向的力；节流阀一端连接空腔的顶部，另一端通大气；排油阀的一个端口连接空腔的底部，另一端口通大气。本发明根据气体和液压存在的密度、粘度等物理特性的显著差别，提出了一种新型的自动排气阀原理。本发明具有液压被动关闭功能，还具有工作可靠，安全性高、结构简单等优点。

Description

一种自动排气阀装置及排气方法

技术领域

本发明属于液压技术领域，涉及一种排气阀，具体涉及一种自动排气阀。

背景技术

液压系统利用液压油进行能量的传递，要求液压油具有良好的刚度和连续性。若液压系统中混入空气，会显著降低液压油的刚度和连续性，使液压系统产生振动冲击，加剧液压部件磨损，导致系统使用寿命减少，系统可靠性降低。

排气阀是液压系统的重要部件，安装于闭式液压系统的最高点，用于排出液压系统产生的气体，保证液压系统使用寿命和工作可靠性。排气阀的发展经历了手动排气阀、机械式自动排气阀和电控式自动排气阀三个阶段。

手动式排气阀不能够自动打开进行排气，需要操作人员进行手动开启，并实现自动关闭，因此可称之为半自动排气阀。手动式排气阀依靠操作人员的经验，不能进行有效的排气。

机械式自动排气阀利用液体和气体运动粘度的不同，流过阻尼管时产生不同的压降，进而控制排气阀芯的开关。由于飞机液压系统的温度变化范围很大，一般为-55～135℃，液压油的运动粘度随温度呈现显著的变化。若液压油温度过高，液压油的运动粘度接近于空气的运动粘度，机械式自动排气阀容易失效。

电控式自动排气阀由电磁阀和液位检测系统组成，其利用光电或声波等检测元件检测液位是否达到排气液位水平，发送排气使能信号给控制器，并由控制器进行决策是否排气和驱动排气电磁阀进行排气。相关技术已被国外的parker、伊顿等公司申请专利保护，且产品价格昂贵。

本发明根据气体和液压存在的密度、粘度等物理特性的显著差别，提出了一种新型的自动排气阀原理。

发明内容

本发明目的：提供了一种自动排气阀，具有工作可靠，安全性高、结构简单等优点，可适用于如液压系统等存在闭式容器且需排气的场合。

本发明的技术方案是：

一种自动排气阀装置，包括排气阀、空腔、节流阀、排油阀和驱动电路；其中，排气阀是二位二通的电磁阀，由驱动电路控制；排气阀的进气口连接需排气的闭式容器，排气阀的排气口连接空腔，排气阀进气口压力作用于排气阀芯一端，产生排气阀芯关闭方向的力，排气阀排气口作用于排气阀芯另一端，产生排气阀芯开启方向的力；节流阀有两个端口，一个端口连接空腔的顶部，另一端口通大气；排油阀的一个端口连接空腔的底部，另一端口通大气。

进一步的，排气阀是一种常闭的二位二通阀。

进一步的，排油阀进气口压力作用于排油阀芯一端，产生排油阀芯关闭方向的力。

进一步的，排气阀阀芯打开后具有节流作用，排油阀阀芯打开后具有节流作用。

进一步的，排油阀是一种常开的二位二通阀。

第一种自动排气阀原理，使用上述的一种自动排气阀装置：

第一步，启动驱动电路，使驱动电路向排气阀输出驱动电流，驱动电流具有启动瞬间电流大，启动后维持排气阀开启的电流较小的特点；

第二步，驱动电路给排气阀的电磁线圈通电，驱动排气阀开启；

第三步，闭式容器中的气体经由排气阀流向空腔2；

第四步，气体到达空腔后分成两路，一路经由空腔流向节流阀，另一路经由空腔流向排油阀；

第五步，排油阀的进气口产生压力，该压力作用于排油阀的阀芯上，驱动排油阀的阀芯关闭，此时排油通道关闭，气体全部从节流阀排出；

第六步，当闭式容器中气体排尽后，液体开始流入排气阀；

第七步，液体首先流到排气阀，在排气阀的进、排气口之间产生较大的压降，该压降作用于排气阀的阀芯两端，形成大于维持阀芯开启的力，驱动排气阀的阀芯关闭；

第八步，流过排气阀的液体聚集在空腔中，实现防止液体进入节流阀的作用；

第九步，排气阀的阀芯关闭后，由于节流阀无气体流过，使得排油阀的进气口无压力，排油阀阀芯在弹簧力的作用下开启；

第十步，排油阀阀芯开启后，积聚在空腔中的液体经由排油阀流出至自动排气阀外部。

进一步的，排油阀的阀芯与排气阀的阀芯之间存在机械连接，且排油阀的常开/常闭状态和排气阀的常开/常闭状态相反。

第二种自动排气阀的排气方法，使用上述的一种自动排气阀装置：

第一步，启动驱动电路，使驱动电路向排气阀输出驱动电流，驱动电流具有启动瞬间电流大，启动后维持排气阀开启的电流较小的特点；

第二步，驱动电路给排气阀的电磁线圈通电，驱动排气阀开启；

第三步，排气阀的阀芯通过机械装置驱动排油阀阀芯关闭；

第四步，闭式容器中的气体经由排气阀流向空腔；

第五步，气体到达空腔后分成两路，一路经由空腔流向节流阀，另一路经由空腔流向排油阀；

第六步，排油阀的阀芯在第四步时被关闭，此时排油通道关闭，气体全部从节流阀排出；

第七步，当闭式容器中气体排尽后，液体开始流入排气阀；

第八步，液体首先流到排气阀，在排气阀的进、排气口之间产生较大的压降，该压降作用于排气阀的阀芯两端，形成大于维持阀芯开启的力，驱动排气阀的阀芯关闭；

第九步，排气阀的阀芯通过机械装置驱动排油阀阀芯打开；

第十步，流过排气阀的液体聚集在空腔中，实现防止液体进入节流阀的作用；

第十一步，排油阀阀芯开启后，积聚在空腔中的液体经由排油阀流出至自动排气阀外部。

本发明的优点是：

本发明根据气体和液压存在的密度、粘度等物理特性的显著差别，提出了一种新型的自动排气阀原理。本发明一种自动排气阀原理具有液压被动关闭功能，具有工作可靠，安全性高、结构简单等优点。

附图说明

图1是本发明的一种自动排气阀的原理示意图。

图2是本发明的另一种自动排气阀的原理示意图；

其中，1—排气阀，2—空腔，3—节流阀，4—排油阀，5—驱动电路。

具体实施方式

本部分是本发明的实施例，用于解释和说明本发明的技术方案。

一种自动排气阀装置，其特征在于：包括排气阀1、空腔2、节流阀3、排油阀4、驱动电路5；排气阀1是一种二位二通电磁阀，进气口连接需排气的闭式容器，排气口连接空腔2；排气阀1进气口压力作用于排气阀芯一端，产生排气阀芯关闭方向的力，排气阀1排气口作用于排气阀芯另一端，产生排气阀芯开启方向的力；节流阀3有2个端口，一个端口连接空腔2的顶部，另一端口通大气；排油阀4是一种二位二通阀，一个端口连接空腔2的底部，另一端口通大气；驱动电路5连接排气阀的电磁线圈，用于驱动排气阀1的开闭。

排气阀1是一种常闭的二位二通电磁阀。

排油阀4是一种常开的二位二通阀。

排油阀4进气口压力作用于排油阀芯一端，产生排油阀芯关闭方向的力。

驱动电路5具有启动瞬间输出大电流和启动后维持排气阀1开启的电流较小的功能。

排气阀1阀芯打开后具有节流作用。

排油阀1阀芯打开后具有节流作用。

节流阀3的一个端口连接于空腔2的顶部。

排油阀4的一个端口连接于空腔2的底部。

第一种自动排气阀排气方法，使用上述的一种自动排气阀装置：

第一步，将排气阀1的进气口连接于待排气的闭式容器；

第二步，启动驱动电路，使驱动电路向排气阀1输出驱动电流，驱动电流具有启动瞬间电流大，启动后维持排气阀1开启的电流较小的特点；

第三步，驱动电路5给排气阀1的电磁线圈通电，驱动排气阀1开启；

第四步：闭式容器中的气体经由排气阀1流向空腔2；

第五步：气体到达空腔2后分成两路，一路经由空腔2流向节流阀3，另一路经由空腔2流向排油阀4；

第六步：排油阀4的进气口产生压力，该压力作用于排油阀4的阀芯上，驱动排油阀4的阀芯关闭，此时排油通道关闭，气体全部从节流阀3排出；

第七步：当闭式容器中气体排尽后，液体开始流入排气阀1；

第八步：液体首先流到排气阀1，在排气阀1的进、排气口之间产生较大的压降(由于液体的动力粘度比气体的大，使得该压降比排气过程中压降大)，该压降作用于排气阀1的阀芯两端，形成大于维持阀芯开启的力，驱动排气阀1的阀芯关闭；

第九步：流过排气阀1的液体聚集在空腔2中，实现防止液体进入节流阀3的作用；

第十步：排气阀1的阀芯关闭后，由于节流阀3无气体流过，使得排油阀4的进气口无压力连通大气，排油阀4阀芯在弹簧力的作用下开启；

第十一步：排油阀4阀芯开启后，积聚在空腔2中的液体经由排油阀4流出至自动排气阀外部。

具体实施方式2：

排油阀4的阀芯与排气阀1的阀芯之间存在机械连接，且排油阀4的常开/常闭状态和排气阀1的常开/常闭状态相反。

第二种自动排气阀原理，使用上述的一种自动排气阀装置：

第一步，将排气阀1的进气口连接于待排气的闭式容器；

第二步，启动驱动电路，使驱动电路向排气阀1输出驱动电流，驱动电流具有启动瞬间电流大，启动后维持排气阀1开启的电流较小的特点；

第三步，驱动电路5给排气阀1的电磁线圈通电，驱动排气阀1开启；

第四步：排气阀1的阀芯通过机械装置驱动排油阀4阀芯关闭；

第五步：闭式容器中的气体经由排气阀1流向空腔2；

第六步：气体到达空腔2后分成两路，一路经由空腔2流向节流阀3，另一路经由空腔2流向排油阀4；

第七步：排油阀4的阀芯在第四步时被关闭，此时排油通道关闭，气体全部从节流阀3排出；

第八步：当闭式容器中气体排尽后，液体开始流入排气阀1；

第九步：液体首先流到排气阀1，在排气阀1的进、排气口之间产生较大的压降(由于液体的动力粘度比气体的大，使得该压降比排气过程中压降大)，该压降作用于排气阀1的阀芯两端，形成大于维持阀芯开启的力，驱动排气阀1的阀芯关闭；

第十步：排气阀1的阀芯通过机械装置驱动排油阀4阀芯打开；

第十一步：流过排气阀1的液体聚集在空腔2中，实现防止液体进入节流阀3的作用；

第十二步：排油阀4阀芯开启后，积聚在空腔2中的液体经由排油阀4流出至自动排气阀外部。

Claims (8)

1.一种自动排气阀装置，其特征在于，包括排气阀(1)、空腔(2)、节流阀(3)、排油阀(4)和驱动电路(5)；其中，排气阀(1)是二位二通的电磁阀，由驱动电路(5)控制；排气阀(1)的进气口连接需排气的闭式容器，排气阀(1)的排气口连接空腔(2)，排气阀(1)进气口压力作用于排气阀芯一端，产生排气阀芯关闭方向的力，排气阀(1)排气口作用于排气阀芯另一端，产生排气阀芯开启方向的力；节流阀(3)有两个端口，一个端口连接空腔(2)的顶部，另一端口通大气；排油阀(4)的一个端口连接空腔(2)的底部，另一端口通大气。

2.根据权利要求1所述的一种自动排气阀装置，其特征在于，排气阀(1)是一种常闭的二位二通阀。

3.根据权利要求1所述的一种自动排气阀装置，其特征在于，排油阀(4)进气口压力作用于排油阀芯一端，产生排油阀芯关闭方向的力。

4.根据权利要求3所述的一种自动排气阀装置，其特征在于，排气阀(1)阀芯打开后具有节流作用，排油阀(4)阀芯打开后具有节流作用。

5.根据权利要求4所述的一种自动排气阀装置，其特征在于，排油阀(4)是一种常开的二位二通阀。

6.一种自动排气阀排气方法，其特征在于，使用如权利要求5所述的一种自动排气阀装置，包括以下步骤：

第一步，启动驱动电路，使驱动电路向排气阀(1)输出驱动电流，驱动电流具有启动瞬间电流大，启动后维持排气阀(1)开启的电流较小的特点；

第二步，驱动电路(5)给排气阀(1)的电磁线圈通电，驱动排气阀(1)开启；

第三步，闭式容器中的气体经由排气阀(1)流向空腔2；

第四步，气体到达空腔(2)后分成两路，一路经由空腔(2)流向节流阀(3)，另一路经由空腔(2)流向排油阀(4)；

第五步，排油阀(4)的进气口产生压力，该压力作用于排油阀(4)的阀芯上，驱动排油阀(4)的阀芯关闭，此时排油通道关闭，气体全部从节流阀(3)排出；

第六步，当闭式容器中气体排尽后，液体开始流入排气阀(1)；

第七步，液体首先流到排气阀(1)，在排气阀(1)的进、排气口之间产生较大的压降，该压降作用于排气阀(1)的阀芯两端，形成大于维持阀芯开启的力，驱动排气阀(1)的阀芯关闭；

第八步，流过排气阀(1)的液体聚集在空腔(2)中，实现防止液体进入节流阀(3)的作用；

第九步，排气阀(1)的阀芯关闭后，由于节流阀(3)无气体流过，使得排油阀(4)的进气口无压力，排油阀(4)阀芯在弹簧力的作用下开启；

第十步，排油阀(4)阀芯开启后，积聚在空腔(2)中的液体经由排油阀(4)流出至自动排气阀外部。

7.根据权利要求4所述的一种自动排气阀装置，其特征在于，排油阀(4)的阀芯与排气阀(1)的阀芯之间具有机械连接，机械连接使得排油阀(4)的常开/常闭状态和排气阀(1)的常开/常闭状态相反。

8.一种自动排气阀排气方法，使用如权利要求7所述的一种自动排气阀装置，包括以下步骤：

第一步，启动驱动电路，使驱动电路向排气阀(1)输出驱动电流，驱动电流具有启动瞬间电流大，启动后维持排气阀(1)开启的电流较小的特点；

第二步，驱动电路(5)给排气阀(1)的电磁线圈通电，驱动排气阀(1)开启；

第三步，排气阀(1)的阀芯通过机械装置驱动排油阀(4)阀芯关闭；

第四步，闭式容器中的气体经由排气阀(1)流向空腔(2)；

第五步，气体到达空腔(2)后分成两路，一路经由空腔(2)流向节流阀(3)，另一路经由空腔(2)流向排油阀(4)；

第六步，排油阀(4)的阀芯在第四步时被关闭，此时排油通道关闭，气体全部从节流阀(3)排出；

第七步，当闭式容器中气体排尽后，液体开始流入排气阀(1)；

第八步，液体首先流到排气阀(1)，在排气阀(1)的进、排气口之间产生较大的压降，该压降作用于排气阀(1)的阀芯两端，形成大于维持阀芯开启的力，驱动排气阀(1)的阀芯关闭；

第九步，排气阀(1)的阀芯通过机械装置驱动排油阀(4)阀芯打开；

第十步，流过排气阀(1)的液体聚集在空腔(2)中，实现防止液体进入节流阀(3)的作用；

第十一步，排油阀(4)阀芯开启后，积聚在空腔(2)中的液体经由排油阀(4)流出至自动排气阀外部。