CN113856248A - 一种全自动除气泡充油装置 - Google Patents

Abstract

一种全自动除气泡充油装置，适用于除气泡和充油作业。该装置包括：油箱(1)，第一电磁阀(2)，真空罐(3)，加热装置(4)，真空泵(5)，真空计(6)，空气阀(7)，磁流体密封装置(8)，第一驱动电机(9)，平衡罩(10)，同步带轮机构(11)，第二驱动电机(12)，磁场单元(13)，待充油装置(14)，连杆(15)，曲柄(16)，第三驱动电机(17)，充油泵(18)，第二电磁阀(19)，过滤器(20)，液位传感器(21)，搅拌装置(22)，超声波振子(23)，中央控制机(24)。该装置通过对油液的加热、超声振动、搅拌和平板分散，结合待充油装置(14)的摆动和内部油液轴向旋转在真空环境下去除油液中的气泡，全程自动化完成。

Description

一种全自动除气泡充油装置

技术领域

本发明属于真空领域，适用于多种装置的除气泡充油过程。

背景技术

目前随着仪器仪表和石油化工行业的发展，越来越多的场合需要对密封设备进行充油作业，充油过程要求尽可能多的去除油液气泡，同时去除密封设备内的气泡，保证充油结束后密封设备内部完全被油液填充，避免密封设备在高温环境的作业过程中由于油液内部气泡高温膨胀造成密封设备的寿命降低。

目前对密封设备的充油主要利用的原理是将油液置于密封罐体中，对罐体上部抽真空，利用油液上部的真空环境使得油液中的气泡排出。在专利《一种液浮仪表内腔充油装置》(申请号201620961095.8)中，通过大的真空罩将待充油仪表和油杯全部罩住进行抽真空，对待充油仪表和油杯的尺寸有严格的要求，且由于真空腔室巨大，抽真空作业的效率不高，且加热装置位于真空腔内，高真空环境下热传导、热辐射以及热对流几乎都不存在，因此加热效率极低；在专利《无线随钻测斜仪脉冲发生器的快速充油装置及其使用方法》(申请号200910199666.3)中，采用快插接头改善了传统的真空充油装置的密封问题，但是除气泡的过程仅依靠油液的循环和上部的真空环境，效率仍然较低；在专利《一种泥浆脉冲发生器充油装置及使用方法》(申请号201610440101.X)中，提出了目前最常用的一种充油装置，该装置能够实现自动化作业，有效提升充油效率，但是除气泡的手段单一，待充油装置内部死角处的气泡很难排出，影响待充油装置的使用寿命。由此可见，设计一种能够实现全程自动化作业，多种除气泡手段并举的高效除气泡充油装置十分必要。

发明内容

本发明需要解决的技术问题：现有的除气泡充油装置手段单一，除气泡和充油效果不佳的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种全自动除气泡充油装置，该装置包括：油箱，第一电磁阀，真空罐，加热装置，真空泵，真空计，空气阀，磁流体密封装置，第一驱动电机，平衡罩，同步带轮机构，第二驱动电机，磁场单元，待充油装置，连杆，曲柄，第三驱动电机，充油泵，第二电磁阀，过滤器，液位传感器，搅拌装置，超声波振子，中央控制机。

该装置各部分之间的连接：

油箱经第一电磁阀与真空罐相连，真空罐的下部外侧固定有加热装置，真空罐的中部适当位置固定有液位传感器，真空罐的底部固定有超声波振子，真空罐顶部有三个开口，左端开口经真空管路与真空泵相连，在真空管路上通过三通阀门连接真空计和空气阀，同时通过三通阀门连接平衡罩；中间开口通过磁流体密封装置进行密封，磁流体密封装置的大气侧与第一驱动电机相连，磁流体密封装置的真空侧与搅拌装置相连，其中搅拌装置包含两部分，位于液位传感器上方真空侧的为三层直径不同的平板，用于液滴分散，位于液位传感器下方油液侧的为螺旋叶片，用于搅拌油液；右端开口通过管路经过滤器与待充油装置的出油口相连；待充油装置通过转动副与机架固定，待充油装置上固定有磁场单元，第二驱动电机通过同步带轮机构控制磁场单元的旋转，待充油装置通过连杆与曲柄相连，第三驱动电机用于控制曲柄的整周转动，曲柄、连杆、待充油装置连同机架共同构成了曲柄摇杆机构；待充油装置的进油口通过充油泵和第二电磁阀与真空罐的底部相连。

全自动除气泡充油装置的工作过程如下：初始状态油液全部位于油箱中，拧紧空气阀使管路和各个腔体与大气隔绝，此时开机打开真空泵，在真空泵的作用下，真空罐和平衡罩内形成真空环境，当真空计检测到真空罐内的真空度达到10^-4Pa以下时，真空计向中央控制机发出信号，中央控制机控制第一电磁阀开启，油箱中的油液在负压的作用下进入油箱中，当油液液面高度达到液位传感器所设定的高度后，液位传感器向中央控制机发出高液位信号，中央控制机控制第一电磁阀关闭，真空罐完成充油；此时加热装置开启加热功能，同时超声波振子开启超声振动，第一驱动电机通过磁流体密封装置带动搅拌装置旋转，旋转过程液位传感器下方油液侧的螺旋叶片使得真空罐中在负压作用下去除部分气泡的表层油液运输至底部，并带动底层油液向上运动；真空泵继续抽真空，当真空计检测到真空罐内的真空度达到20Pa以下时，真空计向中央控制机发出信号，中央控制机控制第二电磁阀和充油泵开启，真空罐中的油液经第二电磁阀和充油泵后，从进油口进入待充油装置中，此时液位传感器检测到真空罐中油液的液面下降，液位传感器向中央控制机发出低液位信号，中央控制机控制第二驱动电机和第三驱动电机启动运行；第二驱动电机通过同步带轮机构带动磁场单元绕着待充油装置的轴线发生转动，通过磁场的变化带动待充油装置内部的油液绕着待充油装置的轴线发生转动，待充油装置本身不发生绕轴线的转动；第三驱动电机带动曲柄做整周转动，在连杆的作用下，待充油装置绕着与机架之间的转动副左右摆动，待充油装置中的油液在摆动运动的作用下逐渐充满待充油装置；当待充油装置充满油液后，油液从出油口流出，经过滤器后从真空罐的顶部开口流入真空罐，流入的油液将落在位于液位传感器上方真空侧的平板上，此时油液液滴分散成平面后更有利于气泡的去除，经过三层平板的作用后，油液液滴重新回到真空罐的底部，如此循环往复多次，当真空计检测到真空罐内的真空度达到5Pa以下时，真空罐油液中的气泡被彻底排出，待充油装置被去除气泡的油液充分填满，此时真空计向中央控制机发出信号，系统停机。除气泡和充油完成后，打开空气阀，平衡压力后可取下充油完成的待充油装置，更换其他需要充油的装置继续充油作业。

本发明的有益效果：

该装置单人操作即可完成全自动除气泡充油工作，将油液置于负压环境中，通过对油液的加热、超声振动、搅拌和平板分散，保证了每一滴油液都能够与负压环境充分接触，该装置综合运用超声波振子的振动作用，加热装置的加热作用和搅拌装置的循环作用，结合真空泵和磁流体密封装置提供的真空环境，极大提高了系统除气泡的效率，磁场单元与待充油装置、连杆和曲柄组成的曲柄摇杆机构协同工作，保证待充油装置内部液体的轴向旋转和平面摆动，极大促进了气泡在待充油装置中的快速排出，同时在该装置的结构基础上，通过加入三通阀门和相关管路，能够同时对多个待充油装置进行充油作业，多措并举大幅提升了充油装置的充油效率和待充油装置的使用寿命。

附图说明

图1一种全自动除气泡充油装置。

图中：油箱1，第一电磁阀2，真空罐3，加热装置4，真空泵5，真空计6，空气阀7，磁流体密封装置8，第一驱动电机9，平衡罩10，同步带轮机构11，第二驱动电机12，磁场单元13，待充油装置14，连杆15，曲柄16，第三驱动电机17，充油泵18，第二电磁阀19，过滤器20，液位传感器21，搅拌装置22，超声波振子23，中央控制机24。

图2一种全自动除气泡充油装置工作流程图。

具体实施方式

以附图1和附图2为具体实施方式对本发明作进一步说明：

一种全自动除气泡充油装置，该装置包括：油箱1，第一电磁阀2，真空罐3，加热装置4，真空泵5，真空计6，空气阀7，磁流体密封装置8，第一驱动电机9，平衡罩10，同步带轮机构11，第二驱动电机12，磁场单元13，待充油装置14，连杆15，曲柄16，第三驱动电机17，充油泵18，第二电磁阀19，过滤器20，液位传感器21，搅拌装置22，超声波振子23，中央控制机24。

该装置各部分之间的连接：

油箱1经第一电磁阀2与真空罐3相连，真空罐3的下部外侧固定有加热装置4，真空罐3的中部适当位置固定有液位传感器20，真空罐3的底部固定有超声波振子23，真空罐3顶部有三个开口，如图1所示，左端开口经真空管路与真空泵5相连，在真空管路上通过三通阀门连接真空计6和空气阀7，同时通过三通阀门连接平衡罩10；中间开口通过磁流体密封装置8进行密封，磁流体密封装置8的大气侧与第一驱动电机9相连，磁流体密封装置8的真空侧与搅拌装置22相连，其中搅拌装置22包含两部分，位于液位传感器21上方真空侧的为三层直径不同的平板，用于液滴分散，位于液位传感器21下方油液侧的为螺旋叶片，用于搅拌油液；右端开口通过管路经过滤器20与待充油装置14的出油口相连；待充油装置14通过转动副与机架固定，待充油装置14上固定有磁场单元13，第二驱动电机12通过同步带轮机构11控制磁场单元13的旋转，待充油装置14通过连杆15与曲柄16相连，第三驱动电机17用于控制曲柄16的整周转动，曲柄16、连杆15、待充油装置14连同机架共同构成了曲柄摇杆机构；待充油装置14的进油口通过充油泵18和第二电磁阀19与真空罐3的底部相连。

全自动除气泡充油装置的工作过程如图2所示：初始状态油液全部位于油箱1中，拧紧空气阀7使管路和各个腔体与大气隔绝，此时开机打开真空泵5，在真空泵5的作用下，真空罐3和平衡罩10内形成真空环境，当真空计6检测到真空罐3内的真空度达到10^-4Pa以下时，真空计6向中央控制机24发出信号，中央控制机24控制第一电磁阀2开启，油箱1中的油液在负压的作用下进入油箱1中，当油液液面高度达到液位传感器21所设定的高度后，液位传感器21向中央控制机24发出高液位信号，中央控制机24控制第一电磁阀2关闭，真空罐3完成充油；此时加热装置4开启加热功能，同时超声波振子23开启超声振动，第一驱动电机9通过磁流体密封装置8带动搅拌装置22旋转，旋转过程液位传感器21下方油液侧的螺旋叶片使得真空罐3中在负压作用下去除部分气泡的表层油液运输至底部，并带动底层油液向上运动；真空泵5继续抽真空，当真空计6检测到真空罐3内的真空度达到20Pa以下时，真空计6向中央控制机24发出信号，中央控制机24控制第二电磁阀19和充油泵18开启，真空罐3中的油液经第二电磁阀19和充油泵18后，从进油口进入待充油装置14中，此时液位传感器21检测到真空罐3中油液的液面下降，液位传感器21向中央控制机24发出低液位信号，中央控制机24控制第二驱动电机12和第三驱动电机17启动运行；第二驱动电机12通过同步带轮机构11带动磁场单元13绕着待充油装置14的轴线发生转动，通过磁场的变化带动待充油装置14内部的油液绕着待充油装置14的轴线发生转动，待充油装置14本身不发生绕轴线的转动；第三驱动电机17带动曲柄16做整周转动，在连杆15的作用下，待充油装置14绕着与机架之间的转动副左右摆动，待充油装置14中的油液在摆动运动的作用下逐渐充满待充油装置14；当待充油装置14充满油液后，油液从出油口流出，经过滤器20后从真空罐3的顶部开口流入真空罐3，流入的油液将落在位于液位传感器21上方真空侧的平板上，此时油液液滴分散成平面后更有利于气泡的去除，经过三层平板的作用后，油液液滴重新回到真空罐3的底部，如此循环往复多次，当真空计6检测到真空罐3内的真空度达到5Pa以下时，真空罐3油液中的气泡被彻底排出，待充油装置14被去除气泡的油液充分填满，此时真空计6向中央控制机24发出信号，系统停机。除气泡和充油完成后，打开空气阀7，平衡压力后可取下充油完成的待充油装置14，更换其他需要充油的装置继续充油作业。

该装置单人操作即可完成全自动除气泡充油工作，将油液置于负压环境中，通过对油液的加热、超声振动、搅拌和平板分散，保证了每一滴油液都能够与负压环境充分接触，该装置综合运用超声波振子23的振动作用，加热装置4的加热作用和搅拌装置22的循环作用，结合真空泵5和磁流体密封装置8提供的真空环境，极大提高了系统除气泡的效率，磁场单元13与待充油装置14、连杆15和曲柄16组成的曲柄摇杆机构协同工作，保证待充油装置14内部液体的轴向旋转和平面摆动，极大促进了气泡在待充油装置14中的快速排出，同时在该装置的结构基础上，通过加入三通阀门和相关管路，能够同时对多个待充油装置14进行充油作业，多措并举大幅提升了充油装置的充油效率和待充油装置14的使用寿命。

Claims (1)

1.一种全自动除气泡充油装置，其特征在于：

该装置包括：油箱(1)，第一电磁阀(2)，真空罐(3)，加热装置(4)，真空泵(5)，真空计(6)，空气阀(7)，磁流体密封装置(8)，第一驱动电机(9)，平衡罩(10)，同步带轮机构(11)，第二驱动电机(12)，磁场单元(13)，待充油装置(14)，连杆(15)，曲柄(16)，第三驱动电机(17)，充油泵(18)，第二电磁阀(19)，过滤器(20)，液位传感器(21)，搅拌装置(22),超声波振子(23)，中央控制机(24)；

油箱(1)经第一电磁阀(2)与真空罐(3)相连，真空罐(3)的下部外侧固定有加热装置(4)，真空罐(3)的中部适当位置固定有液位传感器(20)，真空罐(3)的底部固定有超声波振子(23)，真空罐(3)顶部左端开口经真空管路与真空泵(5)相连，在真空管路上通过三通阀门连接真空计(6)和空气阀(7)，同时通过三通阀门连接平衡罩(10)；中间开口通过磁流体密封装置(8)进行密封，磁流体密封装置(8)的大气侧与第一驱动电机(9)相连，磁流体密封装置(8)的真空侧与搅拌装置(22)相连，其中搅拌装置(22)包含两部分，位于液位传感器(21)上方真空侧的为三层直径不同的平板，位于液位传感器(21)下方油液侧的为螺旋叶片；右端开口通过管路经过滤器(20)与待充油装置(14)的出油口相连；待充油装置(14)通过转动副与机架固定，待充油装置(14)上固定有磁场单元(13)，第二驱动电机(12)通过同步带轮机构(11)控制磁场单元(13)的旋转，待充油装置(14)通过连杆(15)与曲柄(16)相连，第三驱动电机(17)用于控制曲柄(16)的整周转动，曲柄(16)、连杆(15)、待充油装置(14)连同机架共同构成了曲柄摇杆机构；待充油装置(14)的进油口通过充油泵(18)和第二电磁阀(19)与真空罐(3)的底部相连。

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