CN207212835U - 高压大流量气液脉冲控制系统 - Google Patents

Abstract

一种高压大流量气液脉冲控制系统，其液压系统的输出端、气动系统的输出端和透明管的输入端构成三通，透明管的输出端通过背压阀与回油过滤器相连，回油过滤器与油箱相连；电气系统包括上位机、PLC控制器、变频器，PLC控制器、变频器设置在PLC控制柜内，与上位机实时通信的PLC控制器通过变频器与变量泵的驱动电机相连；PLC控制器的压力采集端与压力变送器信号线相连，流量采集端与流量计信号线相连，液压采集端与压力表信号线相连；液压系统的电磁阀、气动系统的脉冲阀由PLC控制器控制实现互锁，二者在同一时刻只有一个开启，即脉冲阀打开时电磁阀是关闭的，或电磁阀打开时脉冲阀是关闭的，从而彻底消除气液两相流在混合处发生回流问题。

Description

高压大流量气液脉冲控制系统

技术领域

本实用新型属于液压系统控制技术领域，主要涉及一种高压大流量气液脉冲控制系统。

背景技术

资料统计表明，液压系统的故障有70％-80％是由于系统内部受到污染造成的。尤其是对于工况恶劣及结构复杂的液压系统，由于组成系统的集成块、接头、管路、液压阀等组件较多，污染物在以上组件内表面形成沉积后，使得清洗过程变得非常困难。

有鉴于此，发明人在前期研究的一些基础上，提出了将气脉冲与液体脉冲交替混合的气液两相流试验装置，在脉动气液两相流的作用下对液压系统管路内部的污垢进行去除，可实现对液压系统的在线不拆卸清洗。该装置与方法符合国家节能减排相关政策，具有较重要的学术价值与广泛的应用前景。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型提出一种高压大流量气液脉冲控制系统，该系统可产生高压大流量的脉动频率可调的气液两相流，在脉动气液两相流的作用下对液压系统管路内部的污垢进行去除，实现了液压系统的在线不拆卸清洗。并且该系统实现了气液两相流的可控调节，解决了高压大流量流体的两相流混合问题，提升了气液混合的效率及自动化水平。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本实用新型提出的高压大流量气液脉冲控制系统，包括液压系统、气动系统、电气系统，该液压系统的输出端、气动系统的输出端和透明管23的输入端构成三通，透明管23的输出端通过背压阀24与回油过滤器25相连，回油过滤器25另一端与油箱1相连；该电气系统包括上位机21、PLC控制器20、变频器，PLC控制器20、变频器设置在PLC控制柜 19内，与上位机21实时通信的PLC控制器20通过变频器与变量泵3的驱动电机相连； PLC控制器20的压力采集端分别与液压系统的第一压力变送器9、气动系统的第二压力变送器15、透明管23上安设的第三压力变送器22信号线相连，其流量采集端分别与液压系统的液体流量计10、气动系统的气体流量计16信号线相连，其液压采集端与液压系统的压力表5信号线相连；所述液压系统的电磁阀11、气动系统的脉冲阀18由PLC 控制器20控制实现互锁，二者在同一时刻只有一个开启。

本实用新型的目的及解决其技术问题还采用以下技术措施来进一步实现。

前述的高压大流量气液脉冲控制系统，所述液压系统包括变量泵3，变量泵3输入端与进油过滤器2相连，其一个输出端通过单向阀6、消泡过滤器7、第一节流阀8、液体流量计10、电磁阀11与透明管23的输入端相连，另一个输出端与溢流阀4相连；该溢流阀4另一端与油箱1相连；该变量泵3与溢流阀4之间的管路上设置有压力表5，第一节流阀8与液体流量计10之间的管路上设置有第一压力变送器9。

前述的高压大流量气液脉冲控制系统，所述变量泵3的额定排出压力为10MPa。

前述的高压大流量气液脉冲控制系统，所述气动系统包括高压空气压缩机12、储气罐13，储气罐13输入端与高压空气压缩机12相连，其输出端通过减压阀14、气体流量计16、第二节流阀17、脉冲阀18与透明管23的输入端连通；该减压阀14与气体流量计16之间的管路上设置有第二压力变送器15。

前述的高压大流量气液脉冲控制系统，所述高压空气压缩机12的额定排出压力为10MPa。

本实用新型提出的高压大流量气液脉冲控制系统的优点在于：

1.液压回路中的液体与气动回路中的气体都是额定压力为10MPa的高压流体，在PLC的控制下，液体和气体分别在启闭频率可调的电磁阀和脉冲阀的作用下交替混合，将产生不同动态特性的气液两相流，这对不同液压系统的清洗工况具有良好的适应性；

2.在PLC的控制下，任一时刻气路和液路只有一路是导通的，即气路脉冲阀打开时液路电磁阀是关闭的，或液路电磁阀打开时气路脉冲阀是关闭的，这种方法将彻底消除气液两相流在混合处发生回流问题；

3.该系统采用西门子PLC及扩展模块，根据压力和流量的反馈信息，通过PLC自动调节，使液压回路和气动回路输出符合预期的压力；采用变频器对液压系统的变量泵电机进行调速，实现了液压系统的大流量调节；

4.该系统中气体和液体的压力与流量可通过压力变送器及流量计传送至PLC控制器，PLC控制器与上位机进行实时通信，实现气液脉冲压力、流量数据的动态显示，提高了气液混合的效率，提升了现场操作的自动化水平。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本实用新型高压大流量气液脉冲控制系统的结构示意图。

【主要元件符号说明】

1：油箱 2：进油过滤器

3：变量泵 4：溢流阀

5：压力表 6：单向阀

7：消泡过滤器 8：节流阀

9：第一压力变送器 10：液体流量计

11：电磁阀 12：高压空气压缩机

13：储气罐 14：减压阀

15：第二压力变送器 16：气体流量计

17：节流阀 18：脉冲阀

19：PLC控制柜 20：PLC控制器

21：上位机 22：第三压力变送器

23：透明管 24：背压阀

25：回油过滤器

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的高压大流量气液脉冲控制系统其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1，一种高压大流量气液脉冲控制系统，包括液压系统、气动系统、电气系统，

该液压系统包括油箱1、进油过滤器2、变量泵3、溢流阀4、单向阀6、消泡过滤器7、第一节流阀8、液体流量计10、电磁阀11、背压阀24、回油过滤器25和管路，变量泵3输入端与进油过滤器2相连，其一个输出端通过单向阀6、消泡过滤器7、第一节流阀8、液体流量计10、电磁阀11与透明管23的输入端相连，另一个输出端与溢流阀4相连；该溢流阀4另一端与油箱1相连；该变量泵3与溢流阀4之间的管路上设置有压力表5，第一节流阀8与液体流量计10之间的管路上设置有第一压力变送器9。

该气动系统包括高压空气压缩机12、储气罐13、减压阀14、气体流量计16、第二节流阀17、脉冲阀18和管路，储气罐13输入端与高压空气压缩机12相连，其输出端通过减压阀14、气体流量计16、第二节流阀17、脉冲阀18与透明管23的输入端连通；该减压阀14与气体流量计16之间的管路上设置有第二压力变送器15。气动系统的气源由高压空气压缩机12产生，经储气罐13、减压阀14、气体流量计16、第二节流阀 17进入脉冲阀18；脉冲阀18与透明管23的输入端连通。

该电气系统包括上位机21、PLC控制器20、变频器，PLC控制器20、变频器设置在PLC控制柜19内，与上位机21实时通信的PLC控制器20通过变频器与变量泵3的驱动电机相连；PLC控制器20的压力采集端与液压系统的第一压力变送器9、气动系统的第二压力变送器15、透明管23上安设的第三压力变送器22信号线相连，其流量采集端与液压系统的液体流量计10、气动系统的气体流量计16信号线相连，其液压采集端与液压系统的压力表5信号线相连。

所述PLC控制器20控制液压系统的电磁阀11、气动系统的脉冲阀18在同一时刻只有一个开启，即电磁阀11开启时脉冲阀18闭合、脉冲阀开启时电磁阀11闭合。所述电磁阀11的输出端(即该液压系统的输出端)、脉冲阀18的输出端(即气动系统的输出端)、透明管23的输入端构成三通，透明管23的输出端通过背压阀24与回油过滤器25相连，回油过滤器25另一端与油箱1相连。

具体的，液压系统管路上安装有第一压力变送器9和液体流量计10，气动系统管路上安装有第二压力变送器15和气体流量计16，分别用于测量相应流体的压力和流量，并接受PLC控制器20的控制；第三压力变送器22用于测量气液混合后的压力；背压阀 24装在回液管路上，与溢流阀4配合进行液压系统压力负载的调节；回油过滤器25与油箱1相连。在本实用新型提出的控制系统中，流体的压力和流量信号通过压力变送器、 PLC控制器及控制阀实现自动调节，并通过PLC控制柜19内的触摸屏进行显示、控制，同时流体压力和流量信号进入PLC控制器20后，PLC控制器20通过串口通信与上位机 21进行实时通信，实现气液脉冲压力、流量数据的动态显示。

本实用新型一种高压大流量气液脉冲控制系统的工作流程如下：

工作时，先启动液压系统。首先将溢流阀4及背压阀24开启到最小压力，通过变频器启动变量泵3，液体经单向阀6进入第一节流阀8，缓慢调节溢流阀4，根据负载工况结合背压阀24调节系统压力，此时电磁阀11在PLC控制下开启，液体经管路回油箱 1；观察液体流量计10，变量泵3在变频器控制下流量不断加大，直至到达设定值，此时液体流量计10的显示开始稳定；

然后启动高压空气压缩机12，当储气罐13中气体的压力到达设定值时高压空气压缩机12停止运行。气体经过减压阀14后进入气动管路，此时压力变送器15显示的为气体的压力，气体流量计16显示的为气体的流量，脉冲阀18在PLC控制下处于闭合状态。为了形成气液脉动且交替进行的压力波，此时通过PLC控制器20统一控制液压回路的电磁阀11和气动回路的脉冲阀18，当电磁阀11开启时脉冲阀18闭合，即在同一时刻只有一路阀打开，且气体的脉动频率和液体的脉动频率都可通过PLC控制器20随意进行调节，这样管道中便形成了气-液-气不断交替混合的气液两相流，液压系统中的污物在两相流形成的冲击波作用下被剥离掉之后，气-液-固混合物经过回油过滤器25 过滤后，又进入油箱1；

停止时，首先关闭高压空气压缩机12，然后关闭脉冲阀18；再将溢流阀4及背压阀24调至最小，接下来关闭变量泵3，系统停止运行。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种高压大流量气液脉冲控制系统，包括液压系统、气动系统、电气系统，该液压系统的输出端、气动系统的输出端和透明管(23)的输入端构成三通，透明管(23)的输出端通过背压阀(24)与回油过滤器(25)相连，回油过滤器(25)另一端与油箱(1)相连；该电气系统包括上位机(21)、PLC控制器(20)、变频器，PLC控制器(20)、变频器设置在PLC控制柜(19)内，与上位机(21)实时通信的PLC控制器(20)通过变频器与变量泵(3)的驱动电机相连，其特征在于：所述PLC控制器(20)的压力采集端与液压系统的第一压力变送器(9)、气动系统的第二压力变送器(15)、透明管(23)上安设的第三压力变送器(22)信号线相连，其流量采集端与液压系统的液体流量计(10)、气动系统的气体流量计(16)信号线相连，其液压采集端与液压系统的压力表(5)信号线相连；所述液压系统的电磁阀(11)、气动系统的脉冲阀(18)由PLC控制器(20)控制实现互锁，二者在同一时刻只有一个开启。

2.根据权利要求1所述的高压大流量气液脉冲控制系统，其特征在于：所述液压系统包括变量泵(3)，变量泵(3)输入端与进油过滤器(2)相连，其一个输出端通过单向阀(6)、消泡过滤器(7)、第一节流阀(8)、液体流量计(10)、电磁阀(11)与透明管(23)的输入端相连，另一个输出端与溢流阀(4)相连；该溢流阀(4)另一端与油箱(1)相连；该变量泵(3)与溢流阀(4)之间的管路上设置有压力表(5)，第一节流阀(8)与液体流量计(10)之间的管路上设置有第一压力变送器(9)。

3.根据权利要求1或2所述的高压大流量气液脉冲控制系统，其特征在于：所述变量泵(3)的额定排出压力为10MPa。

4.根据权利要求1所述的高压大流量气液脉冲控制系统，其特征在于：所述气动系统包括高压空气压缩机(12)、储气罐(13)，储气罐(13)输入端与高压空气压缩机(12)相连，其输出端通过减压阀(14)、气体流量计(16)、第二节流阀(17)、脉冲阀(18)与透明管(23)的输入端连通；该减压阀(14)与气体流量计(16)之间的管路上设置有第二压力变送器(15)。

5.根据权利要求4所述的高压大流量气液脉冲控制系统，其特征在于：所述高压空气压缩机(12)的额定排出压力为10MPa。