CN211370856U - 自适应高净化度液压油箱 - Google Patents

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柴红强
杨国来
伍国果
李广东
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Abstract

本实用新型公开了一种自适应高净化度液压油箱,至少包括油箱本体、设置于油箱本体上的液气隔离机构、设置于油箱本体顶部的脱气脱水机构以及设置于油箱本体上的过滤冷却循环机构;脱气脱水机构包括与油箱本体内部连通的阻尼通道、与阻尼通道连接设置的进气单向阀、与进气单向阀连接设置的油水分离器、与油水分离器连接设置的真空发生器以及高速行程换向阀;高速行程换向阀与过滤冷却循环机构连通,真空发生器上连接设置有用于将气体排出的排气单向阀,本技术方案不仅可以进行循环脱气脱水,而且可以进行循环过滤冷却以及连续加热,很好地控制了液压油中的污染物,维持了液压介质的工作温度范围,解决了液压泵自吸能力不足的问题,适应性强。

Description

自适应高净化度液压油箱
技术领域
本发明涉及油箱领域,具体涉及一种自适应高净化度液压油箱。
背景技术
液压系统实际运行的经验表明,污染是导致液压系统产生故障的主要原因。液压系统污染物来源于液压元件制造过程中的残留物、外界浸入物以及系统运行过程中的生成物等,主要包括固体颗粒、水、空气、化学污染物、微生物和污染能量等种类。这些污染物不仅加速元件磨损,堵塞元件中间隙及阻尼通道,还加速液压介质氧化变质,腐蚀金属表面,过高的热能使液压介质粘度降低,增大泄漏量,混杂在液压工作介质中的污染物严重影响着液压系统工作的可靠性以及元件的使用寿命。
现有液压油箱多采用开式结构,油箱内的液面通过空气过滤器与大气接通,这种油箱对于自吸能力较差的液压泵,尤其是在高空作业的液压泵非常不利,往往会导致液压泵入口压力降低而引起液压泵的气蚀现象,严重影响液压系统的正常工作。另外,现有液压油箱大多数考虑油箱本身的散热,为了延长流道、降低流速、充分分离液压介质中的空气及沉淀固体颗粒,设计油箱容积时一般按照系统流量的5~7倍进行,这样对于空间体积受限制的场合,尤其对于行走机械更是无法满足的。现有液压油箱需要在线运行主泵装置才能实现液压介质的过滤与净化,无法实现节能的离线循环清洁,更无法实现对液压介质进行在线、离线状态下的脱气与脱水功能。
为此,需要一种自适应高净化度液压油箱,用以克服上述缺陷,以满足使用需求。
发明内容
有鉴于此,本专利发明了一种自适应高净化度液压油箱,用于各种不同液压系统,尤其适用于液压介质的气含量、水含量、清洁度、温度范围、相对压强要求高以及油箱本体容积小、集成度高、可以在线/离线状态运行的液压系统。
一种自适应高净化度液压油箱,包括油箱本体、设置于油箱本体上的液气隔离机构、设置于油箱本体顶部的脱气脱水机构以及设置于油箱本体上的过滤冷却循环机构;所述脱气脱水机构包括与油箱本体内部连通的阻尼通道、与阻尼通道连接设置的进气单向阀、与进气单向阀连接设置的油水分离器、与油水分离器连接设置的真空发生器以及与真空发生器连接设置的高速行程换向阀;所述高速行程换向阀与过滤冷却循环机构连通,所述真空发生器上连接设置有用于将气体排出的排气单向阀。
进一步,所述过滤冷却循环机构包括与油箱本体连通的吸油过滤器、与吸油过滤器连接设置的冷却循环泵装置、与冷却循环泵装置连接设置的压油过滤器以及与压油过滤器连接设置的板式换热器;所述板式换热器与高速行程换向阀连通设置。
进一步,所述液气隔离机构包括与油箱本体连接设置的囊隔式蓄能器以及设置于油箱本体与囊隔式蓄能器之间的截止阀。
进一步,所述高速行程换向阀还与油箱本体内部连通。
进一步,所述脱气脱水机构还包括与阻尼通道连接设置的压力表开关以及与压力表开关连接设置的真空表。
进一步,所述油箱本体侧面设置有用于对液位检测的磁翻板液位计。
进一步,所述油箱本体内部设置有用于加长流道长度的波浪式结构。
进一步,所述油箱本体底部相对于水平方向形成5-10°的夹角,所述油箱本体的最低点设置有用于排出杂质的放液截止阀。
本发明的有益效果是:
本技术方案的自适应高净化度液压油箱,不仅可以进行循环脱气脱水,而且可以进行循环过滤冷却以及连续加热,最终可达到含水量≤10ppm,含气量≤1%,保持液压介质的温度范围为20℃~50℃,清洁度≤3μm,适应性强;密封性好,不仅有效避免油箱本体的液压介质与大气接触,而且保持液压介质的相对压强位于0.05MPa~0.14MPa之间,很好地解决了液压泵自吸能力不足的问题;容积小,不考虑油箱本身的散热,油箱体积通常为传统油箱的1/10,广泛应用于空间体积受限制的场合,特备适用于行走机械液压设备中;构成油箱本体各个部件根据实际需要可以灵活布置,集成度高,既可以实现节能地离线循环清洁,还可以实现在线状态下的过滤与净化。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明液压系统结构示意图;
图3为本发明箱体内部布置结构示意图;
图4为本发明真空发生器向下运行时的示意图;
图5为本发明真空发生器向上运行时的示意图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图;图2为本发明液压系统结构示意图;图3为本发明箱体内部布置结构示意图;图4为本发明真空发生器向下运行时的示意图;图5为本发明真空发生器向上运行时的示意图;如图所示;一种自适应高净化度液压油箱,包括油箱本体1、设置于油箱本体1上的液气隔离机构4、设置于油箱本体1顶部的脱气脱水机构7以及设置于油箱本体1上的过滤冷却循环机构8;所述脱气脱水机构包括与油箱本体1内部连通的阻尼通道71、与阻尼通道71连接设置的进气单向阀72、与进气单向阀72连接设置的油水分离器73、与油水分离器73连接设置的真空发生器75以及与真空发生器75连接设置的高速行程换向阀78;所述高速行程换向阀78与过滤冷却循环机构8连通,所述真空发生器75上连接设置有用于将气体排出的排气单向阀77;本技术方案的自适应高净化度液压油箱,不仅可以进行循环脱气脱水,而且可以进行循环过滤冷却以及连续加热,最终可达到含水量≤10ppm,含气量≤1%,保持液压介质的温度范围为20℃~50℃,清洁度≤3μm,适应性强;密封性好,不仅有效避免油箱本体1中的液压介质与大气接触,而且保持液压介质的相对压强位于0.05MPa~0.14MPa之间,很好地解决了液压泵自吸能力不足的问题;容积小,不考虑油箱本身的散热,油箱体积通常为传统油箱的1/10,广泛应用于空间体积受限制的场合,特备适用于行走机械液压设备中;构成油箱本体1的各个部件根据实际需要可以灵活布置,集成度高,既可以实现节能地离线循环清洁,还可以实现在线状态下的过滤与净化。
脱气脱水机构7安装在油箱本体1的顶板上,真空发生器75为一往复式真空泵,其向下运动是处于吸气过程,即产生真空的过程,存在于油箱本体1上部的自由空气以及溶解在液压介质中的空气与水分通过阻尼通道71与进气单向阀72分离出来,真空度越大,分离出来的水气含量越多。当往复式真空泵运动到最大位移处时,脱气脱水机构7产生的真空度最大。此时,输出端档块触发高速行程换向阀78的控制杆,高速行程换向阀78换向,从而使过滤冷却循环机构8中输出的液压介质进入到脱气脱水机构7中,液压介质中大量的空气与水分被分离出来。往复式真空泵向上运动是处于排气过程,将液压介质中析出的空气与水分通过排气单向阀77全部排到大气中。如此往复运动,从而实现液压介质循环脱气脱水;所述油水分离器73内置于真空发生器75之中,自动分离进入真空发生器75的液压油,并使分离后的水分随气体一起排出到油箱本体1之外。
如图4所示,O表示油液,A表示气体,复式真空泵向下(图中大黑色箭头)运行时,油箱本体1上部的自由空气以及溶解在液压介质中的空气与水分(即图中小黑色箭头)通过阻尼通道71与进气单向阀72进行分离,此时高速行程换向阀78并未换向,油箱本体1内的油液(图中虚线箭头)首先经过过滤冷却循环机构8再经过高速行程换向阀78流会到油箱内部;如图5所示,O表示油液,A表示气体,当复式真空泵向下运行到最大位置并开始复位运动时,此时高速行程换向阀78换向,油箱本体1内的油液(图中虚线箭头)经过高速行程换向阀78进入复式真空泵下端的腔体内(由于复式真空泵的作用使得腔体上端处于负压的状态)进一步的对油液进行脱气脱水工作,油液最后从腔体下端的开口处流出。
本实施例中,所述过滤冷却循环机构8包括与油箱本体1连通的吸油过滤器81、与吸油过滤器81连接设置的冷却循环泵装置82、与冷却循环泵装置82连接设置的压油过滤器83以及与压油过滤器83连接设置的板式换热器84;所述板式换热器84与高速行程换向阀78连通设置。过滤冷却循环机构8安装在油箱本体1的右侧板上。板式换热器84的液压介质出口与所述高速行程换向阀78的入口连接,这样经过过滤冷却的液压介质输送到脱气脱水装置7中,实现闭式装置中液压介质的循环过滤冷却以及脱气脱水操作。板式换热器84散热面积大,散热系数高,散热效果好,能够很快将液压介质的温度降低到50℃以内,延长了油液适用寿命,改善了油液质量。通过选择不同过滤精度类型,可以将液压介质的过滤精度降低到3μm以内,适应不同液压系统对液压介质的要求。
本实施例中,所述液气隔离机构4包括与油箱本体1连接设置的囊隔式蓄能器42以及设置于油箱本体1与囊隔式蓄能器42之间的截止阀41;液气隔离机构4安装在油箱本体1的顶板上,主要包括截止阀41和囊隔式蓄能器42;截止阀41安装于油箱本体1的顶板与囊隔式蓄能器42之间,用于控制两者之间液压介质的通断;根据液压系统的需要,囊隔式蓄能器42中氮气压力值可达到0.05MPa~0.14MPa之间,该液气隔离机构4不仅有效避免油箱本体1中的液压介质与大气接触,而且保持油箱本体1中的相对压强大于0MPa,使液压泵有更高的效率并可在更高的转速下运行而没有气蚀风险,从而使泵工作更加安静,很好地解决了液压泵自吸能力不足的问题。
本实施例中,所述高速行程换向阀78与油箱本体1内部连通。当过滤冷却循环机构8不工作时,通过油箱本体1及脱气脱水机构7内部连通的设置方式,也可以实现油箱内部的脱气除水工作,即油箱本体1内部的液压介质依次经过阻尼通道71、进气单向阀72、油水分离器73、真空发生器75、高速行程换向阀78并流回油箱本体1内部,气体则从排气单向阀77排出,脱气脱水机构7和过滤冷却循环机构8即可配合使用,又可以单独使用。
本实施例中,所述脱气脱水机构7还包括与阻尼通道71连接设置的压力表开关74以及与压力表开关74连接设置的真空表76。所述压力表开关74控制真空表76与脱气脱水机构7的连通状态,通过观察真空表76的示数可以很好地掌握脱气脱水机构7的工作状态。单位时间内的脱气脱水量主要由真空度的大小、液压介质的粘度、介质中的含气量,介质温度以及相对水汽饱和度有关,对油箱本体1中的液压介质进行循环脱气脱水,通过取样检测,进行循环脱气脱水,最终可达到含水量≤10ppm,含气量≤1%,用以满足使用需求。
本实施例中,所述油箱本体1侧面设置有用于对液位检测的磁翻板液位计3。该液位计安装在油箱本体1的左侧面,用以测量三个不同的液位高度,分别为最高液位、低液位以及最低液位;该液位计设置自动报警并且提供可视化的在线数据,当其检测到最低液位时,能够控制主泵电机断电使其停止运行,油箱本体上还安装有加热装置5和温度检测装置6。加热装置5为油用电加热元件,该元件安装在油箱本体1的吸油区,能够对油箱本体1中的液压介质进行连续加热,保持液压介质的温度不低于20℃。所述温度检测装置6为温度传感器,该传感器安装在油箱本体1的吸油区,能够设置自动报警并且提供可视化的在线数据,当其检测到液压介质的温度小于20℃时启动加热装置5工作或者当温度大于50℃时启动板式换热器84工作,当温度位于20℃到50℃之间时控制加热装置5和板式换热器84停止工作,可以理解的是,对于本技术方案的检测器,传感器的具体安装连接方式,采用现有技术中的连接安装方式即可,此处不做过多赘述。
本实施例中,所述油箱本体1内部设置有用于加长流道长度的波浪式结构;油箱本体1内部流道采用波浪式结构,油箱本体1内部包括进液油管12、出液油管14、两块第一导流板13以及第二导流板11,并且两块第一导流板13上靠近箱底的位置开设有一排直径为1mm左右的小孔(图3中垂直于投影面,未显示),用以处理掉沉底的固体杂质,而第二导流板11的高度大于两块第一导流板13的高度,此结构具有流道长、流速低、能够充分分离液压介质中的水分、空气及沉淀污染颗粒的特点。
本实施例中,所述油箱本体1底部相对于水平方向(即图1中的水平方向)形成5-10°的夹角,优选的,倾斜夹角设计为8°,所述油箱本体1的最低点设置有用于排出杂质的放液截止阀2。油箱本体1的底板上靠近壁面处装配有截止阀2,用以彻底清除掉油箱中的废液、废渣。
本实施例中,以上所述液位检测机构、液气隔离机构4、脱气脱水机构7和过滤冷却循环机构8的安装位置可以根据需要适时调整,液压介质为矿物油型液压油以及抗燃液等介质均可,适用范围广,各个部件根据实际需要可以灵活布置,集成度高,液压介质无二次污染,装置简单适用,既可以实现节能地离线状态下的循环清洁,还可以实现在线状态下的过滤与净化,可以广泛各种工况。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种自适应高净化度液压油箱,其特征在于:包括油箱本体、设置于油箱本体上的液气隔离机构、设置于油箱本体顶部的脱气脱水机构以及设置于油箱本体上的过滤冷却循环机构;所述脱气脱水机构包括与油箱本体内部连通的阻尼通道、与阻尼通道连接设置的进气单向阀、与进气单向阀连接设置的油水分离器、与油水分离器连接设置的真空发生器以及与真空发生器连接设置的高速行程换向阀;所述高速行程换向阀与过滤冷却循环机构连通,所述真空发生器上连接设置有用于将气体排出的排气单向阀。
2.根据权利要求1所述的自适应高净化度液压油箱,其特征在于:所述过滤冷却循环机构包括与油箱本体连通的吸油过滤器、与吸油过滤器连接设置的冷却循环泵装置、与冷却循环泵装置连接设置的压油过滤器以及与压油过滤器连接设置的板式换热器;所述板式换热器与高速行程换向阀连通设置。
3.根据权利要求2所述的自适应高净化度液压油箱,其特征在于:所述液气隔离机构包括与油箱本体连接设置的囊隔式蓄能器以及设置于油箱本体与囊隔式蓄能器之间的截止阀。
4.根据权利要求3所述的自适应高净化度液压油箱,其特征在于:所述高速行程换向阀与油箱本体内部连通。
5.根据权利要求1所述的自适应高净化度液压油箱,其特征在于:所述脱气脱水机构还包括与阻尼通道连接设置的压力表开关以及与压力表开关连接设置的真空表。
6.根据权利要求5所述的自适应高净化度液压油箱,其特征在于:所述油箱本体侧面设置有用于对液位检测的磁翻板液位计。
7.根据权利要求1所述的自适应高净化度液压油箱,其特征在于:所述油箱本体内部设置有用于加长流道长度的波浪式结构。
8.根据权利要求7所述的自适应高净化度液压油箱,其特征在于:所述油箱本体底部相对于水平方向形成5-10°的夹角,所述油箱本体的最低点设置有用于排出杂质的放液截止阀。
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