CN85202372U - 液压系统中消除气穴的装置 - Google Patents

Abstract

液压系统中消除气穴的装置包括密封式容器即油箱、脱气器和容量变化器三大部分，它基于液压油中气体、水分和易挥发物分离压与油的饱和蒸汽压相差很大这一特点，通过脱气器抽真空及温度控制器的适当加温将油中形成气穴的气体、水分和易挥发物迅速分离出去，再利用容量变化器对液压油加压使油达到所需的工作压力，然后让液压油在密封的液压系统中运行。这样能完全消除液压系统中气穴现象，其结构简单，操作简便，易于实施。

Description

本实用新型涉及一种在液压系统中消除气穴的装置。

液压系统中，流速和压力改变的部位是很多的。当某处的压力降至油液的气体分离压时就会产生气穴。

气穴发生，随油流入较高压力区时破灭。破灭时产生局部的高压和高温。由于高温促使油液的大分子裂解成小分子，使粘度下降，并使油液发生氧化，酸化逐步变质，同时对液压部件产生化学性点蚀，高压点不断打击部件的表面，使之产生疲劳性点蚀。二种点蚀总称为气穴腐蚀。这样长期下去，使部件遭受损失。

气穴的产生，还使液压系统产生脉动、振动和噪声，使液压系统的刚度下降，油缸产生爬行，液压冲击；油泵容积效率下降，甚至吸空；节流部位的气穴阻塞和使系统动态性能变坏等等严重问题。因此气穴现象为液压研究、液压工业和使用领域中的人们所重视，但至今对气穴问题还没有获得令人满意的解决途径。“2000年液压技术预测”一文中（见“液压与气动”杂志1984年第3期）把解决液压系统中气穴问题列为2000年以前的重点研究课题之一。

本实用新型的目的旨在提供一种能比较完全地消除液压系统中气穴的有效装置。

本实用新型是通过如下装置耒实现的，该装置的特征在于它包括：密封式容器即密封式油箱、脱气器、容器变化器和油温控制器；脱气器和密封式油箱相连，容量变化器与密封式油箱装配在一起，脱气器和容量变化器通过控制管路相连。

以下结合附图通过最佳实施例耒对本实用新型作进一步详细叙述：

附图为本装置结构原理示意图。密封式容器即密封式油箱（1）顶部接出管路与截止阀（6）相接通，阀（6）与四通相接通，四通的其他三通道与截止阀（7）、（8）和（9）相接通，阀（7）与真空压力表（5）相接，阀（8）与真空泵（4）相接通，阀（9）为控制管路（图中虚线所示）相接至三通，三通的另一接口与截止阀（10）相接，阀（10）与气源（3）相接通，三通的其余一个通口与气囊（2）相接通。图中（1）为密封式容器即密封式油箱，真空泵（4）、真空压力表（5）、阀（6）、阀（7）、阀（8）和（9）组成为脱气器，气囊（2）、气源（3）、阀（9）、阀（10）和保护罩（11）组成为容量变化器，（14）为温度控制器。

密封容器即密封式油箱（1）的要求是上部内壁呈球壳型或向上倾斜的其他型式，以便气体向顶部集中，顶部接出管路通真空泵（4）将气体抽去。真空泵（4）所抽时间越长，真空度越高，则油中的溶解气体越少，越不易出现气穴，一般760mm汞柱以下就起着排除气穴的作用，抽真空至50mm汞柱以下时，气穴就很少产生，因此最佳真空度应选择50mm汞柱以下到油的饱和蒸汽压之间（最佳范围随液压介质不同而不同）。真空泵及真空表根据需要的真空度相应地选择。选择压力表可根据主油泵（17）进油口所需压力耒选择，例如主油泵（17）需用10个大气压强迫供油，则压力表可选择15个大气压量程，容量变化器的形式可为多种折叠式袋形或波纹管形，其大小能使容量变化满足系统执行对油量变化要求；其材质要有较好的弹性，能适应容量变化要求，不允许存在泄漏，如耐油橡胶。气囊（2）要求有良好的隔离，不允许气囊中的气体进入油中。气源（3）的压力可根据主油泵（17）入口的工作压力而定，一般应比油泵入口压力稍高些，使气囊（2）动作灵敏，确保向油泵供油，并防止系统在停车时外界空气进入油中。气囊膨胀保护罩（11）给气囊确定一个限定位置，以避免气囊过度膨胀而使气囊损坏，保护罩内外应确保油能顺利流进和流出，皮囊作容量变化器不是唯一的，可以应用橡皮膜、金属膜、金属波纹管、活塞和蓄能器等等。容量变化器可以装在密封容器内，也可以装在容器外边，要确保容器的容量发生变化，做到油与加压空气隔绝，不允许相互渗漏，油温控制器（14）控制油有一个适宜的工作温度。回油管（12）、供油管（13）和加油口及截止阀（16）都按常规设计。在主油泵（17）需要加压强迫供油的情况下，若泵轴的密封能耐泵进口供油压力（这里指容器压力）则可据泵泄油量选用小型变量泵（15）进行强迫泄油。本装置要求所有的接口有良好的密封，并要求整个液压系统有良好的密封。

本装置的操作方法如下：

1，加油过程：

使气囊（2）中的压力与大气压相等，关闭阀（9）和（10），然后打开加油口截止阀（16）使油箱封容器（1）加满油，同时起动主油泵（17）和变量泵（15），使整个液压系统（18）充满油，停泵（15）和（17），再如上述将油箱（1）加满油直至封头顶端。

2.脱气体、水分和易挥发物过程：

关闭阀（10）和（16），打开阀（6）、（7）、（8）和（9），起动真空泵（4），使真空压力表（5）的真空度在50毫米汞柱至油饱和蒸汽压之间（根据不同介质视需要而定）后，适当延长一段时间，关闭阀（8）和（9），停真空泵（4），若油的粘度较高，在抽真空的同时，利用温控制器（14），适当加温，使气体、水分和易挥发物迅速逸出。

3.容量变化过程：

打开阀（10）使气囊（2）充气，让油箱内恢复压力和增加压力，直至表（5）的压力指示符合主油泵（17）所需供油压力为止。对油泵（17）入口只需大气压供油情况，表（5）指示压力应比一个大气压稍高0.1～0.2个大气压，以确保气囊（2）动作灵敏，同时防止停车时空气进入系统内。

4.给系统换成已排出气体、水分和易挥发物的油过程：

起动主油泵（17），使液压系统（18）中的油换成已排出气体、水分和易挥发物的油。液压系统（18）中的油由回油管（12）返回油箱（1）。重复2到4过程，使整个系统中的油达到无气体、水分和易挥发物要求时止。随后让无气体、水分和易挥发物的油在密封的系统中运行。

本实用新型可以消除液压系统中液压油的气穴，需要达到什么程度就可以达到什么程度，并可消除油箱泡沫，因而可消除气穴腐蚀，延长整个液压系统的寿命和液压油寿命，可以提高泵的容积效率，提高油泵特征值Cp（Cp＝N·D＝nq 1/3 ，N为转速即转／分，D为特征尺寸，q为泵量厘米³／转）的极限值，因而可突破油泵的极限转速和泵量，为油泵高转速、大流量、微型化提供了前提。可以进一步提高油缸的刚性和动作的精确性。可进一步提高控制阀门的稳定性和精确性。改善各执行元件的动作精确性和可靠性。可降低噪声、振动、脉动和冲击，使系统工作稳定，动态性能更好。能防止节流孔气穴阻塞，能放宽对节流孔道前后压力比的设计限制，从而达到高速化。如对精密镜面平面磨床而言，爬行问题至今未能解决，而导轨的爬行除了导轨磨擦力变化外，另一种主要原因是油的气穴引起液压油刚性变化的结果。气穴的噪声及气穴引起的微小振动使磨床稳定性变坏。因此由于气穴问题解决会使精密磨床的加工精度得到进一步提高。

本实用新型的油箱可作增压油箱用，这不仅对油泵供油有利，而且可使油泵转速提高。在油泵需强迫供油的情况下，可省去强迫供油泵，因而可简化设备降低成本。另外油箱要求密封，这样可防止外界对油的污染。

本实用新型的方法及其装置除了要求系统有良好的密封外，没有难于办到的要求。设备并不复杂，成本不高，操作简便，易于实施。

本实用新型对能满足密封要求的液压系统不必作很多改动，只要将原有的油箱改换成本装置即可，因而它不仅适用于新设计制造的液压系统，而且适用于已经在使用的液压系统。

Claims (4)

1、一种消除液压系统中气穴的装置包括：密封式容器即密封式油箱，其特征在于它还包括脱气器、容量变化器，脱气器和密封式油箱相连，容量变化器与密封式油箱装配在一起，脱气器和容量变化器通过控制管路相连。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于密封式油箱（1）是一只密封式油箱，其上部内壁呈球壳型或向上倾斜的其它型式，出口和进口有截止阀，内部装有油温控制器（14）。

3、根据权利要求1所述的装置，其特征在于容量变化器包括：气囊（2）、气囊保护罩（11）、截止阀（10）和气源（3）；气囊（2）装配在气囊保护罩（11）内，气囊（2）和气囊保护罩（11）是装配在密封式油箱内通过截止阀（10）与气源（3）相连。

4、根据权利要求1所述的装置，其特征在于脱气器包括：真空泵（4）、真空压力表（5），它们通过阀（6）、（7）、（8）与密封油箱（1）相连，通过控制管路与容量变化器相连。