CN214063458U - 油缸内泄漏检测装置、液压系统及工程机械 - Google Patents
油缸内泄漏检测装置、液压系统及工程机械 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供一种油缸内泄漏检测装置、液压系统及工程机械，其中油缸内泄漏检测装置包括油缸、第一平衡阀、第二平衡阀和控制器，油缸的无杆腔通过第一油路连接于第一平衡阀，油缸的有杆腔通过第二油路连接于第二平衡阀；第一油路上安装有第一压力传感器，第二油路上安装有第二压力传感器，第一压力传感器和第二压力传感器均电连接于控制器。该油缸内泄漏检测装置结构简单，可以直接安装于工程机械的液压系统中，避免或减少施工现场管路、油缸的拆装，可在线实时检测油缸内泄状态。
Description
技术领域
本实用新型涉及工程机械设备技术领域，尤其涉及一种油缸内泄漏检测装置、液压系统及工程机械。
背景技术
连续墙作为一种能满足高效、高质量施工的深基础施工设备，广泛用于城市高层建筑的基础施工、地铁、地下室、污水处理厂、防护壁、石油和煤气地下储备槽、水坝挡土墙、防渗墙、桥涵基础、基础方桩等多方面深基础工程施工。
目前，连续墙设备都没有设置液压油缸内泄漏检测装置。现有的一些较为液压油缸内泄漏测试一般都在专业的液压油缸试验台上进行，如果想测试液压油缸在实际工况下(例如在整车上)的内泄漏性能则比较困难。同时专业的液压试验台及便携式检测装置无法对主机油缸状态进行实时监测，且液压油缸吨位较大，使得检查起来效率较低，同时由于现场各种条件不具备，维护和检修均不便，影响施工的效率。因而在生产现场，主要是依靠人为观察油缸不能动作或动作延缓或者感触油温变化，震动以及噪音等，然后根据经验判断油缸是否发生内泄，但由于平衡阀的存在很难确认油缸动作异常产生的原因。另外一种在现场比较常用的方法是把油缸伸到位，保证油缸没有任何负载，不会缩回来，关掉机器，然后拆掉有杆腔的油管，然后按抻出油缸的开关加压，如果有杆腔的油口有油流出的话，那么油缸就内泄了，如果没有油出来就是要考虑其它的环节出问题了。但是这些方法仅适用于一些油缸内泄比较严重的情况，而对于较小内泄的情况不易检测出来。
实用新型内容
本实用新型提供一种油缸内泄漏检测装置、液压系统及工程机械，用以解决现有技术中的油缸内泄漏检测装置结构复杂、无法实时在线检测油缸内泄漏的缺陷。
本实用新型提供一种油缸内泄漏检测装置，包括油缸、第一平衡阀、第二平衡阀和控制器，所述油缸的无杆腔通过第一油路连接于所述第一平衡阀，所述油缸的有杆腔通过第二油路连接于所述第二平衡阀；所述第一油路上安装有第一压力传感器，所述第二油路上安装有第二压力传感器，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器均电连接于所述控制器。
根据本实用新型提供的一种油缸内泄漏检测装置，所述控制器集成有压力数值比较器，所述压力数值比较器的第一输入端电连接于所述第一压力传感器，所述压力数值比较器的第二输入端电连接于所述第二压力传感器，所述压力数值比较器的输出端电连接于人机交互面板。
根据本实用新型提供的一种油缸内泄漏检测装置，所述油缸还安装有位移传感器，以检测所述油缸的活塞杆的位置；所述位移传感器电连接于所述控制器。
本实用新型还提供一种液压系统，包括如上述所述的油缸内泄漏检测装置，还包括主阀、液压泵和油箱，第一平衡阀连接于所述主阀的第一工作油口，第二平衡阀连接于所述主阀的第二工作油口，所述主阀的进油口通过所述液压泵连接于所述油箱。
根据本实用新型提供的一种液压系统，所述主阀和所述液压泵之间还设有与所述油箱连通的溢流支路，所述溢流支路上安装有溢流阀。
根据本实用新型提供的一种液压系统，所述液压泵的进口管路上安装有过滤器。
根据本实用新型提供的一种液压系统，所述主阀为三位换向阀。
根据本实用新型提供的一种液压系统，所述第一平衡阀和所述第二平衡阀相连通，以形成双向平衡阀。
本实用新型还提供一种工程机械，包括如上述所述的液压系统。
本实用新型提供的油缸内泄漏检测装置、液压系统及工程机械，其中油缸内泄漏检测装置通过在无杆腔和第一平衡阀之间的第一油路上以及有杆腔和第二平衡阀之间的第二油路上各安装一个压力传感器，来实时检测两个腔体内的压力值。如果油缸发生内泄漏，则有杆腔和无杆腔相互连通，此时无杆腔压力值和有杆腔压力值相等，因而通过控制器可以输出内泄漏报警信号告知用户；如果油缸没有发生内泄漏，则无杆腔压力值远大于有杆腔压力值，此时油缸正常。该油缸内泄漏检测装置结构简单，可以直接安装于工程机械的液压系统中，避免或减少施工现场管路、油缸的拆装，可在线实时检测油缸内泄状态。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型提供的油缸内泄漏检测装置及液压系统的原理示意图。
附图标记：
1、油缸； 11、无杆腔； 12、有杆腔；
13、活塞杆； 21、第一平衡阀； 22、第二平衡阀；
31、第一压力传感器； 32、第二压力传感器；
4、控制器； 5、主阀； 6、液压泵；
7、油箱； 8、溢流阀； 9、过滤器。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”“第二”是为了清楚说明产品部件进行的编号，不代表任何实质性区别。“上”“下”“左”“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在实用新型实施例中的具体含义。
如图1所示，本实用新型实施例提供的一种油缸内泄漏检测装置，包括油缸1、第一平衡阀21、第二平衡阀22和控制器4，油缸1的无杆腔11通过第一油路连接于第一平衡阀21，油缸1的有杆腔12通过第二油路连接于第二平衡阀22。第一油路上安装有第一压力传感器31，第二油路上安装有第二压力传感器32，第一压力传感器31和第二压力传感器32均电连接于控制器4。
具体地，油缸1包括缸筒、活塞和活塞杆13，其中活塞将缸筒的内腔隔离为两个部分，活塞杆13所处的腔室为有杆腔12，另一个腔室则为无杆腔11，无杆腔11和有杆腔12各自通过一平衡阀连接于供油部件，通过供油部件向无杆腔11或有杆腔12补入液压油，进而带动活塞和活塞杆13伸出或者收回缸筒，实现相应的负载驱动。平衡阀是一种用于调节阀两侧压力的相对平衡的阀门，其主要功能包括：(1)负载保持功能：在无上升液流时，使油缸1在较长时间保持在相对固定的位置；(2)下降减速功能：开启时可精微连续调节，控制负载运动速度，不受负载方向与大小影响；(3)溢流功能：避免油缸1由于超压而损坏。
由于油缸1的活塞杆13需要在伸出状态下承载较长时间的锁紧定位，但在实际使用中，活塞杆13可能会出现高位不锁定、缓慢下滑的缺陷，原因可能是平衡阀故障，未起到负载保持作用；或者是油缸1出现内泄。由于两种原因均能够导致活塞杆13滑移的问题，因此在现场很难判断到底是油缸1还是平衡阀出现故障。而利用本实施例提供的油缸内泄漏检测装置则可以快速、精准地分辨出故障原因，具体地工作原理如下：
若油缸1没有发生内泄漏，则P1＝F/A1，P2＝系统背压≈0，因此P1>>P2，其中P1为无杆腔11的压力值，P2为有杆腔12的压力值，F为负载力，A1为无杆腔截面积。此时相当于负载全部作用于活塞面积。
若油缸1发生内泄漏，则无杆腔11与有杆腔12连通，P1’＝P2’＝F/(A1-A2)>P1，其中，P1’为无杆腔11的内泄时的压力值，P2’为有杆腔12的内泄时的压力值，A2为有杆腔截面积。此时相当于负载作用于活塞杆13的面积。另外当P1’<PA时，油缸不会产生位移，其中PA为第一平衡阀21的压力设定值。
因此，当油缸1向无杆腔11产生位移，且第一压力传感器31检测的压力值远大于第二压力传感器32检测的压力值时，即表示无杆腔11的压力远大于有杆腔12的压力，此种情况是由于平衡阀故障引起的。当油缸1向无杆腔11产生位移，且第一压力传感器31检测的压力值等于第二压力传感器32检测的压力值时，即表示无杆腔11的压力等于有杆腔12的压力，此种情况是由于油缸1发生内泄漏引起的。
本实施例提供的油缸内泄漏检测装置通过在无杆腔11和第一平衡阀21之间的第一油路上以及有杆腔12和第二平衡阀22之间的第二油路上各安装一个压力传感器，来实时检测两个腔体内的压力值。如果油缸1发生内泄漏，则有杆腔12和无杆腔11相互连通，此时无杆腔压力值和有杆腔压力值相等，因而通过控制器4可以输出内泄漏报警信号告知用户；如果油缸1没有发生内泄漏，则无杆腔11压力值远大于有杆腔12压力值，此时油缸1正常。该油缸内泄漏检测装置结构简单，可以直接安装于工程机械的液压系统中，避免或减少施工现场管路、油缸1的拆装，可在线实时检测油缸1内泄状态。
进一步地，控制器4集成有压力数值比较器，压力数值比较器的第一输入端电连接于第一压力传感器31，压力数值比较器的第二输入端电连接于第二压力传感器32，压力数值比较器的输出端电连接于人机交互面板。第一压力传感器31用于检测无杆腔11的压力值，第二压力传感器32用于检测有杆腔12的压力值，通过压力数值比较器可以对无杆腔11的压力值和有杆腔12的压力值进行比较运算，并在无杆腔11的压力值大于有杆腔12的压力值时，输出油缸1正常的信号给人机交互面板，以及在无杆腔11的压力值等于有杆腔12的压力值时，输出油缸1发生内泄漏的信号给人机交互面板。具体地，控制器4可以采用单片机或者微处理器或者直接利用工程机械自带的控制器，只要能够进行比较运算即可。
更进一步地，油缸1还安装有位移传感器，以检测油缸1的活塞杆13的位置，位移传感器电连接于控制器4。具体地，位移传感器可以采用外置式位移传感器，如激光位移传感器、拉线编码器等等。通过使用位移传感器可以实时检测活塞杆13的偏移情况，在出现较小泄漏时也能及时做出的判断和预警。
如图1所示，本实用新型还提供一种液压系统，包括如上述所述的油缸内泄漏检测装置，还包括主阀5、液压泵6和油箱7，第一平衡阀21连接于主阀5的第一工作油口，第二平衡阀22连接于主阀5的第二工作油口，主阀5的进油口通过液压泵6连接于油箱7。具体地，主阀5可以采用三位换向阀，包括左位、中位和右位。
当主阀5处于中位时，液压泵6通过主阀5的中位油口与油箱7相通，此时，液压泵6处于卸荷状态，油缸1的无杆腔11和有杆腔12均无压力油变化。
当主阀5处于左位时，液压泵6的压力油经主阀5的进油口至第一工作油口通道、第一平衡阀21进入油缸1的无杆腔11，油缸1的活塞杆13伸出，同时油缸1的有杆腔12的油液经主阀5的第二工作油口至排油口通道回流至油箱7。
当主阀5处于右位时，液压泵6的压力油经主阀5的进油口至第二工作油口通道、第二平衡阀22进入油缸1的有杆腔12，油缸1的活塞杆13收回，同时油缸1的无杆腔11的油液经主阀5的第一工作油口至排油口通道回流至油箱7。本实施例中的左位和右位也可以调换，此处不做限制。
更进一步地，如图1所示，主阀5和液压泵6之间还设有与油箱7连通的溢流支路，溢流支路上安装有溢流阀8。通过在液压泵6的泵出口与油箱7之间设置溢流阀8，可以防止液压泵6出口的压力油压力较大而起到保护系统的作用。
更进一步地，如图1所示，液压泵6的进口管路上安装有过滤器9。通过过滤器9可以过滤掉油箱7内的杂质，防止杂质进入液压泵6影响泵的正常运行和使用寿命。
更进一步地，如图1所示，第一平衡阀21和第二平衡阀22相连通，以形成双向平衡阀。双向平衡阀可以需要设定单向或双向的平衡压力，更利于控制供油回路。
本实用新型还提供一种工程机械，包括如上述所述的液压系统。具体地，工程机械可以包括连续墙施工设备，如连续墙抓斗，连续墙抓斗整机包括回转上车、桅杆和桅杆油缸(即本实施例中的油缸1)，桅杆的下端与回转上车铰接，桅杆油缸的一端铰接于回转上车，桅杆油缸的另一端铰接于桅杆上，通过桅杆油缸的伸缩可使桅杆的倾角发生变化。另外，工程机械还可以包括起重机、钻机、挖机等现场施工机械。
通过以上实施例可以看出，本实用新型提供的油缸内泄漏检测装置、液压系统及工程机械，其中油缸内泄漏检测装置通过在无杆腔11和第一平衡阀21之间的第一油路上以及有杆腔12和第二平衡阀22之间的第二油路上各安装一个压力传感器，来实时检测两个腔体内的压力值。如果油缸1发生内泄漏，则有杆腔12和无杆腔11相互连通，此时无杆腔压力值和有杆腔压力值相等，因而通过控制器4可以输出内泄漏报警信号告知用户；如果油缸1没有发生内泄漏，则无杆腔11压力值远大于有杆腔12压力值，此时油缸1正常。该油缸内泄漏检测装置结构简单，可以直接安装于工程机械的液压系统中，避免或减少施工现场管路、油缸1的拆装，可在线实时检测油缸1内泄状态。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种油缸内泄漏检测装置，其特征在于，包括油缸、第一平衡阀、第二平衡阀和控制器，所述油缸的无杆腔通过第一油路连接于所述第一平衡阀，所述油缸的有杆腔通过第二油路连接于所述第二平衡阀；所述第一油路上安装有第一压力传感器，所述第二油路上安装有第二压力传感器，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器均电连接于所述控制器。
2.根据权利要求1所述的油缸内泄漏检测装置，其特征在于，所述控制器集成有压力数值比较器，所述压力数值比较器的第一输入端电连接于所述第一压力传感器，所述压力数值比较器的第二输入端电连接于所述第二压力传感器，所述压力数值比较器的输出端电连接于人机交互面板。
3.根据权利要求2所述的油缸内泄漏检测装置，其特征在于，所述油缸还安装有位移传感器，以检测所述油缸的活塞杆的位置；所述位移传感器电连接于所述控制器。
4.一种液压系统，其特征在于，包括如权利要求1至3中任一项所述的油缸内泄漏检测装置，还包括主阀、液压泵和油箱，第一平衡阀连接于所述主阀的第一工作油口，第二平衡阀连接于所述主阀的第二工作油口，所述主阀的进油口通过所述液压泵连接于所述油箱。
5.根据权利要求4所述的液压系统，其特征在于，所述主阀和所述液压泵之间还设有与所述油箱连通的溢流支路，所述溢流支路上安装有溢流阀。
6.根据权利要求5所述的液压系统，其特征在于，所述液压泵的进口管路上安装有过滤器。
7.根据权利要求6所述的液压系统，其特征在于，所述主阀为三位换向阀。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述第一平衡阀和所述第二平衡阀相连通，以形成双向平衡阀。
9.一种工程机械，其特征在于，包括如权利要求4至8中任一项所述的液压系统。
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