JP6260852B2 - Hydraulic cylinder circuit leak detection device - Google Patents
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Description
本発明は、油圧シリンダ回路の漏れ検出装置に関し、油圧源の作動圧油が給排されて作動する油圧シリンダ回路の油漏れを検出する装置に関する。 The present invention relates to a leak detection apparatus for a hydraulic cylinder circuit, and more particularly to an apparatus for detecting an oil leak in a hydraulic cylinder circuit that operates by supplying and discharging hydraulic pressure oil from a hydraulic source.
従来の技術は、アクチュエータとサーボバルブとで構成される油圧サーボ系と、この油圧サーボ系に圧油を供給する油圧ポンプとからなり、油圧サーボ系の作動状況によって、前記油圧ポンプをオンロード状態またはアンロード状態に切り替えるアンロードバルブを備える油圧回路において、油圧ポンプのオンロード時間の比率により、油圧サーボ系に供給される作動油の流量に基づいて、油圧シリンダ回路の漏れを検出する装置である(例えば、特許文献1参照)。 The conventional technology consists of a hydraulic servo system composed of an actuator and a servo valve, and a hydraulic pump that supplies pressure oil to the hydraulic servo system. The hydraulic pump is in an on-load state depending on the operating status of the hydraulic servo system. Alternatively, in a hydraulic circuit having an unloading valve for switching to an unloading state, a device that detects leakage of the hydraulic cylinder circuit based on the flow rate of hydraulic oil supplied to the hydraulic servo system based on the ratio of the onload time of the hydraulic pump. Yes (see, for example, Patent Document 1).
上記した従来技術は、油圧ポンプのオンロード時間の比率により、油圧サーボ系に供給される作動油の流量に基づいて、油圧シリンダ回路の漏れを検出する装置であるから、油圧回路に漏れが発生しても、油圧ポンプのオンロード時間が終了するまで漏れを検出できない。また、漏れを検出してもその箇所を特定できない欠点がある。 Since the above-described conventional technology is a device that detects a leak in the hydraulic cylinder circuit based on the flow rate of hydraulic oil supplied to the hydraulic servo system based on the ratio of the on-load time of the hydraulic pump, a leak occurs in the hydraulic circuit. Even then, the leak cannot be detected until the on-load time of the hydraulic pump ends. In addition, there is a drawback that the location cannot be specified even if a leak is detected.
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、油圧シリンダ回路の漏れが発生すると同時に検出でき、さらにその漏れが何処で発生しているかを特定できる油圧シリンダ回路の漏れ検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and can detect when a hydraulic cylinder circuit leaks, and can detect where the leak has occurred. An object is to provide an apparatus.
本発明の油圧シリンダ回路の漏れ検出装置は、シリンダ本体と、このシリンダ本体に摺動自在に嵌入するピストンと、前記シリンダ本体に前記ピストンで区画されるキャップ側の第1圧力室とロッド側の第2圧力室と、前記ピストンに固定してあり、前記第2圧力室を貫通し被作動機器が接続する出力ロッドとを有する油圧シリンダと、前記油圧シリンダの出力ロッドに設けてあり、前記出力ロッドの移動速度または時々刻々の位置を検出する速度/位置検出機と、前記第1圧力室に接続する第1給排回路と、前記第2圧力室に接続する第2給排回路と、で構成する作動部と、油タンクに接続する油圧ポンプを備えた油圧源と、前記油圧源の油タンクと油圧ポンプがその上流側に接続し、前記第1給排回路に接続するユニット内第1回路と前記第2給排回路に接続するユニット内第2回路がその下流側に接続する方向切換弁と、前記ユニット内第1回路または前記ユニット内第2回路の一方に設けてあり、その回路の流速または流量を検出する流速/流量検出機と、他方に設けてあり、その回路の給排方向の流量を制御する圧力補償付流量制御弁と、より構成される油圧ユニットと、前記流速/流量検出機の出力と前記速度/位置検出機の出力変動のパターンに基づいて漏れと漏れ回路を特定する監視装置と、を備えたことを特徴とする。
The leak detection device for a hydraulic cylinder circuit according to the present invention includes a cylinder body, a piston slidably fitted into the cylinder body, a first pressure chamber on a cap side defined by the piston in the cylinder body, and a rod side A hydraulic cylinder having a second pressure chamber and an output rod fixed to the piston and connected to the actuated device through the second pressure chamber; and an output rod of the hydraulic cylinder, A speed / position detector that detects the moving speed of the rod or the position at every moment, a first supply / discharge circuit connected to the first pressure chamber, and a second supply / discharge circuit connected to the second pressure chamber. A hydraulic source having a hydraulic pump connected to an oil tank, an oil tank and a hydraulic pump of the hydraulic source connected to the upstream side thereof, and connected to the first supply / discharge circuit; Circuit and front The second circuit in the unit connected to the second supply / exhaust circuit is provided in one of the direction switching valve connected to the downstream side thereof, the first circuit in the unit or the second circuit in the unit, and the flow rate of the circuit or A hydraulic unit comprising a flow rate / flow rate detector for detecting a flow rate, a pressure compensation flow rate control valve for controlling the flow rate in the supply / discharge direction of the circuit, and the flow rate / flow rate detector And a monitoring device for identifying a leak and a leak circuit based on the output fluctuation pattern and the output fluctuation pattern of the speed / position detector.
本発明の油圧シリンダ回路の漏れ検出装置は、シリンダ本体と、このシリンダ本体に摺動自在に嵌入するピストンと、前記シリンダ本体に前記ピストンで区画されるキャップ側の第1圧力室とロッド側の第2圧力室と、前記ピストンに固定してあり、前記第2圧力室を貫通し被作動機器が接続する出力ロッドを有し、前記被作動機器の負荷を前記出力ロッドを介して前記第1圧力室または前記第2圧力室に作用させる油圧シリンダと、前記出力ロッドの移動速度または時々刻々の位置を検出する速度/位置検出器と、前記第1圧力室に接続する第1給排回路と前記第2圧力室に接続する第2給排回路と、で構成する作動部と、
油タンクに接続する油圧ポンプを備えた油圧源と、前記油圧源の油タンクと油圧ポンプがその上流側に接続し、前記第1給排回路に接続するユニット内第1回路と前記第2給排回路に接続するユニット内第2回路がその下流側に接続する方向切換弁と、前記方向切換弁の下流側に設けてあり、方向切換弁の作動位置に対応して前記ユニット内第1回路と前記ユニット内第2回路を開閉するパイロットチェック弁と、前記パイロットチェック弁の下流側で前記ユニット内第1回路または前記ユニット内第2回路の一方に設けてあり、その回路の流速または流量を検出する流速/流量検出機と、他方に設けてあり、その回路の流量を制御する圧力補償付流量制御弁と、より構成される油圧ユニットと、前記流速/流量検出機の出力と前記速度/位置検出機の出力変動のパターンに基づいて漏れと漏れ箇所を特定する監視装置と、を備えたことを特徴とする。
The leak detection device for a hydraulic cylinder circuit according to the present invention includes a cylinder body, a piston slidably fitted into the cylinder body, a first pressure chamber on a cap side defined by the piston in the cylinder body, and a rod side A second pressure chamber and an output rod fixed to the piston and connected to the operated device through the second pressure chamber, and the load of the operated device is connected to the first via the output rod. A hydraulic cylinder that acts on the pressure chamber or the second pressure chamber, a speed / position detector that detects the moving speed or the momentary position of the output rod, and a first supply / discharge circuit connected to the first pressure chamber; A second supply / exhaust circuit connected to the second pressure chamber;
A hydraulic source having a hydraulic pump connected to the oil tank; an oil tank and a hydraulic pump of the hydraulic source connected to the upstream side thereof; and the first circuit in the unit connected to the first supply / discharge circuit and the second supply A second circuit in the unit connected to the exhaust circuit is provided on the downstream side of the direction switching valve connected to the downstream side thereof, and the first circuit in the unit corresponding to the operating position of the direction switching valve. And a pilot check valve that opens and closes the second circuit in the unit, and is provided in one of the first circuit in the unit or the second circuit in the unit downstream of the pilot check valve. A flow rate / flow rate detector to detect, a pressure control flow rate control valve with pressure compensation for controlling the flow rate of the circuit, a hydraulic unit, an output of the flow rate / flow rate detector, and the speed / flow rate Place A monitoring device for identifying a leak and leak location based on the pattern of the output fluctuation of the detector, characterized by comprising a.
上記した本発明は、油圧シリンダの一方の圧力室に供給する油量を圧力補償付流量制御弁で制御し、この油圧シリンダの出力ロッドの移動速度または時々刻々の位置を速度/位置検出機で検出すると共に、他方の圧力室に供給する油量を流速/流量検出機で検出し、前記速度/位置検出機と流速/流量検出機の出力変動のパターンに基づいて、漏れ回路を特定するので、回路の漏れ開始と同時に漏れ回路を特定する効果を有する。
In the present invention described above, the amount of oil supplied to one pressure chamber of the hydraulic cylinder is controlled by a flow control valve with pressure compensation, and the moving speed or the momentary position of the output rod of this hydraulic cylinder is detected by a speed / position detector. Since the flow rate / flow rate detector detects the amount of oil supplied to the other pressure chamber, and the leak circuit is specified based on the output fluctuation pattern of the speed / position detector and the flow rate / flow rate detector. This has the effect of specifying the leak circuit simultaneously with the start of the leak of the circuit.
本発明の油圧シリンダ回路の漏れ検出装置は、被作動機器の負荷が作用する油圧シリンダの一方の圧力室に供給する油量を圧力補償付流量制御弁で制御し、この油圧シリンダの出力ロッドの速度を速度/位置検出器で検出すると共に、被作動機器の負荷が作用しない他方の圧力室に供給する流量を流速/流量検出機で検出し、前記速度/位置検出機と流速/流量検出機の出力変動のパターンに基づいて、漏れ回路を特定するので、回路の漏れ開始と同時に漏れ回路を特定すると共に、パイロットチェック弁がユニット内の回路を遮断したときの前記流速/流量検出機と前記速度/位置検出機の信号の出力変動のパターンに基づいて、油圧シリンダの内部漏れを特定する効果を有する。 The hydraulic cylinder circuit leakage detection device of the present invention controls the amount of oil supplied to one pressure chamber of a hydraulic cylinder on which a load of an actuated device acts by a flow control valve with pressure compensation. The velocity is detected by the velocity / position detector, and the flow rate supplied to the other pressure chamber where the load of the operated device does not act is detected by the flow velocity / flow detector, and the velocity / position detector and the flow velocity / flow detector are detected. Since the leakage circuit is specified based on the output fluctuation pattern of the circuit, the leakage circuit is specified simultaneously with the start of the circuit leakage, and the flow rate / flow rate detector when the pilot check valve blocks the circuit in the unit and the This has the effect of identifying internal leakage of the hydraulic cylinder based on the output fluctuation pattern of the speed / position detector signal.
図1に基づいて本発明の実施形態について説明する。図1において、油圧シリンダ回路10は、油圧シリンダ21を備えた作動部20と、油圧源51と、この油圧源51に接続する方向切換弁42と、方向切換弁42の下流側に設けたパイロットチェック弁部43と、流速/流量検出機48と、圧力補償付流量制御弁46とで構成する油圧ユニット40を有する構成である。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a
油圧シリンダ回路10が利用される用途について述べる。油圧シリンダ回路10は、河川を横切って設けた転倒堰の転倒量を制御して河川の水資源を利用するために設けた可動堰に利用される。具体的には、作動部20は、その油圧シリンダ21が可動堰を構成する転倒堰に設けられ、この作動部20の油圧シリンダ21には、油圧ユニット40からの作動油が給排されて転倒堰の転倒量が制御される。
Applications in which the
前述した可動堰は、河川を横断して設けた複数の転倒堰を作動する油圧シリンダ21を有する作動部20と、その作動部20の油圧シリンダ21に作動油を給排制御する油圧ユニット40との間は、長い距離を有するものであり、また、河川の水資源を制御するためには転倒堰の転倒量は、河川の状況を監視しながら制御するものであるからその作動はきわめて緩慢となる。
The movable weir described above includes an
この様に自然を相手にした装置は、特に油圧シリンダ回路10に漏れが発生した場合、できるだけ早く、かつ、何処で漏れたかを検出しなければ、河川に作動油を垂れ流すことになり、環境が汚染される問題が発生する。
In this way, the device with nature, particularly when a leak occurs in the
上述した用途で利用される油圧シリンダ回路10の作動部20は、被作動機器30(転倒堰)を作動させる出力ロッド24を備えた油圧シリンダ21と、この油圧シリンダ21のキャップ側圧力室の第1圧力室25とロッド側圧力室の第2圧力室26にそれぞれ作動圧油を給排するキャップ側の第1給排回路31と、ロッド側の第2給排回路32と、油圧シリンダ21の出力ロッド24の移動速度または移動位置を検出する速度/位置検出機28とで構成している。
The
油圧シリンダ21は、シリンダ本体22内に摺動自在に嵌入され、出力ロッド24が固定されるピストン23を有しており、このピストン23とシリンダ本体22でキャップ側圧力室の第1圧力室25とロッド側圧力室の第2圧力室26を形成し、この第2圧力室を出力ロッド24が貫通する構成である。
The
油圧シリンダ21の出力ロッド24は、その先端に被作動機器30(転倒堰)が接続され、油圧シリンダ21の第1圧力室25と第2圧力室26に給排される作動油による作動力により被作動機器30を作動する。
The
油圧シリンダ21のキャップ側の第1給排回路31は、キャップ側圧力室の第1圧力室25に作動油を給排し、ロッド側の第2給排回路32は、ロッド側圧力室の第2圧力室26に作動油を給排する回路であり、このキャップ側の第1給排回路31とロッド側の第2給排回路32は、油圧ユニット40と油圧シリンダ21を接続するものであるから、河川に沿ったり、河川を横断するため長大になる。
The first supply /
油圧シリンダ21の出力ロッド24に設けてあり、その移動速度または移動量を測定する速度/位置検出機28は、本体28aに設けてあり、出力ロッド24の表面に押し付けられるローラ28bを有し、ローラ28bの回転をエンコーダ(不図示)に伝達して、出力ロッド24の移動速度または時々刻々の位置を検出する構成である。
A speed /
油圧ユニット40に設けてあり、油タンク53からの作動油を吸引して作動圧油を発生する油圧ポンプ52を有する油圧源51は、油圧ポンプ52の吐出側に設けた圧力制御弁54でその吐出圧力が制御される。
A
油圧ポンプ52の吐出側と油タンク53が接続する方向切換弁42には、その下流側にキャップ側の第1給排回路31に接続するユニット内第1回路44とロッド側の第2給排回路32に接続するユニット内第2回路45が接続されている。なお、上流側は、油圧源51側を指し、下流側は、油圧シリンダ21側を指す。
The
方向切換弁42は、操作信号の印加により方向切換弁42を右切換位置42bまたは左切換位置42cに切り換える電磁操作部と、この電磁操作部への操作信号が印加されないとき、方向切換弁42を中立位置42aに復帰させるバネを備える構造である。
The
上記構成の方向切換弁42は、中立位置42aで油圧源51の油圧ポンプ52の吐出側を閉鎖する。そして、右切換位置42bに操作されると油圧ポンプ52をユニット内第1回路44に接続すると共にユニット内第2回路45を油タンク53に接続する。また、左切換位置42cに操作されると油圧ポンプ52をユニット内第2回路45に接続すると共にユニット内第1回路44を油圧タンク53に接続する構成を有する。
The
この方向切換弁42が右切換位置42bに操作されると、油圧源51の作動圧油は、ユニット内第1回路44からキャップ側の第1給排回路31を介して油圧シリンダ21のキャップ側圧力室の第1圧力室25に供給され、ロッド側圧力室の第2圧力室26の作動油は、ロッド側の第2給排回路32からユニット内第2回路45を介して油タンク53に帰還する構成である。
When the
また、方向切換弁42が左切換位置42cに操作されると、油圧源51の作動圧油は、ユニット内第2回路45からロッド側の第2給排回路32を介して油圧シリンダ21のロッド側圧力室の第2圧力室26に供給され、キャップ側圧力室の第1圧力室25の作動油は、キャップ側の第1給排回路31からユニット内第1回路44を介して油タンク53に帰還する構成である。
When the
さらに、方向切換弁42の操作信号がなく中立位置42aに復帰すると、油圧ポンプ52の作動圧油は、方向切換弁42で閉鎖され圧力制御弁54を介して油タンク53に帰還するので、油圧ポンプ52の吐出圧力が圧力制御弁54の設定圧に制御される。また、ユニット内第1回路44とユニット内第2回路45は、方向切換弁42の下流側に設けたパイロットチェック弁部43を介して、油タンク53に連通される。
Furthermore, when there is no operation signal of the
方向切換弁42の下流側に設けたパイロットチェック弁部43は、パイロットチェック弁部43の回路を示す図2に示す様に、ユニット内第1回路44を開閉するキャップ側パイロットチェック弁部43aとユニット内第2回路45を開閉するロッド側パイロットチェック弁部43bとで構成する。
The pilot
このパイロットチェック弁部43のキャップ側パイロットチェック弁部43aは、その下流側から上流側への流れを遮断する逆止弁43a1とこの逆止弁43a1を開くパイロット43a2とで構成している。また、パイロットチェック弁部43のロッド側パイロットチェック弁部43bは、その下流側から上流側への流れを遮断する逆止弁43b1とこの逆止弁43b1を開くパイロット43b2とで構成しており、パイロット43a2とパイロット43b2に作用する油圧によって逆止弁43a1、逆止弁43b1を開く構成である。
The cap side pilot
パイロットチェック弁部43のパイロット43a2は、ユニット内第2回路45に接続するとともに、パイロット43b2は、ユニット内第1回路44に接続する構成である。
The pilot 43a2 of the pilot
このような構成のパイロットチェック弁部43は、パイロットチェック弁部43が方向切換弁42が中立位置42aに操作された時は、ユニット内第1回路44とユニット内第2回路45が油タンク53に接続されるので、その逆止弁43a1と逆止弁43b1がユニット内第1回路44とユニット内第2回路45を遮断する。
In the pilot
しかし、方向切換弁42が右切換位置42bまたは左切換位置42cに操作されたときは、ユニット内第1回路44またはユニット内第2回路45に油圧が作用するので、逆止弁43a1および逆止弁43b1は開放される。
However, when the
すなわち、パイロットチェック弁部43は、方向切換弁42の操作位置に連動して、ユニット内第1回路44とユニット内第2回路45を開閉する。具体的には、方向切換弁42が中立位置42aの時のみユニット内第1回路44とユニット内第2回路45の下流側から上流側への流れを遮断し、そのほかの切換位置では、流れを許容する様に作動する。
That is, the pilot
キャップ側の第1給排回路31に接続したユニット内第1回路44には、ユニット内第1回路44を通過する作動油の流速または流量を測定する流速/流量検出機48が設けてある。この流速/流量検出機48は、例えば回路中に噛み合い回転する2つのオーバル歯車を設けて、この2つのオーバル歯車の回転数により流量を測定する構成である。
The
ロッド側の第2給排回路32に接続するユニット内第2回路45に設けてあり、ユニット内第2回路45を通過する作動油の上流側と下流側の流量を制御する圧力補償付流量制御弁46は、油圧シリンダ21のロッド側圧力室の第2圧力室26への給排油量を制御するので、油圧シリンダ21の作動速度(作動位置)を制御する構成である。
Pressure compensated flow rate control that is provided in the
圧力補償付流量制御弁46は、ユニット内第2回路45からロッド側の第2給排回路32を介して油圧シリンダ21の第2圧力室26へ流入する作動油の流量を制御するメータイン側圧力補償付流量制御弁46bと、油圧シリンダ21のロッド側圧力室の第2圧力室26からロッド側の第2給排回路32をへてユニット内第2回路45から流出する作動油の流量を制御するメータアウト側圧力補償付制御弁46aとで構成している。
The pressure compensation
メータアウト側圧力補償付流量制御弁46aは、図3に示すように、必要流量に操作される流量制御弁46a1と、この流量制御弁46a1の前後の差圧が印加され、流量制御弁46a1の前後の差圧をその設定バネ圧に制御する圧力補償弁46a2と、流量制御弁46a1と圧力制御弁46a2をバイパスする逆止弁46a3で構成している。 As shown in FIG. 3, the meter-out side pressure compensation flow control valve 46a is applied with a flow control valve 46a1 operated to a required flow rate and a differential pressure before and after the flow control valve 46a1 is applied to the flow control valve 46a1. The pressure compensation valve 46a2 controls the differential pressure across the front and back to the set spring pressure, and the check valve 46a3 bypasses the flow rate control valve 46a1 and the pressure control valve 46a2.
このメータアウト側圧力補償付流量制御弁46aは、作動油がユニット内第2回路45を上流方向に流れるとき逆止弁46a3がバイパスを遮断するので、この上流方向への流れは、圧力補償弁46a2によってその前後差圧が補償される流量制御弁46a1によって制御される。
Since the check valve 46a3 blocks the bypass when the hydraulic oil flows through the
また、メータイン側圧力補償流量制御弁46bは、必要流量に操作される流量制御弁46b1とこの流量制御弁46b1の前後の差圧が印加され、流量制御弁46b1の前後の差圧をその設定バネ圧に制御する圧力補償弁46b2と、流量制御弁46b1と圧力補償弁46b2をバイパスする逆止弁46b3で構成している。
Further, the meter-in side pressure compensation
このメータイン側圧力補償付流量制御弁46bは、作動油がユニット内第2回路45を下流方向に流れるとき逆止弁46b3がバイパスを遮断するので、この下流方向への流れは、圧力補償弁46b2によってその前後差圧が補償される流量制御弁46b1によって制御される。
Since the check valve 46b3 shuts off the bypass when the hydraulic oil flows downstream in the unit
このようにユニット内第2回路45に設けたメータアウト側圧力補償付流量制御弁46aとメータイン側圧力補償付流量制御弁46bは、油圧シリンダ21のロッド側圧力室の第2圧力室26への作動圧油の流出流量と流入流量を制御する。
The meter-out side pressure compensated flow control valve 46a and the meter-in side pressure compensated
すなわち、メータアウト側圧力補償付流量制御弁46aは、その流量制御機能によって油圧シリンダ21の出力ロッド24が下降方向24aへの作動速度を制御し、メータイン側圧力補償付流量制御弁46bは、油圧シリンダ21の出力ロッド24が上昇方向24bへの作動速度を制御する。
That is, the meter-out side pressure compensation flow control valve 46a controls the operating speed of the
なお、油圧シリンダ21の出力ロッド24の上昇方向24aと下降方向24bの速度がほぼ同一であると、流量制御弁46a1、流量制御弁46b1はいずれかでよい。この場合の圧力補償付流量制御弁46の構成は、特開平11−280702号公報の図1に開示された構成になるので、その詳細説明を省く。
Note that the flow rate control valve 46a1 and the flow rate control valve 46b1 may be either one if the speeds of the
油圧シリンダ回路10は、油圧源51の油圧ポンプ52を駆動して作動圧油を発生した状態の図1において、方向切換弁42が操作されず中立位置42aであると、油圧ポンプ52の吐出側が閉鎖され、圧力制御弁54によりその吐出圧を一定の値に制御する。
In FIG. 1 in which hydraulic pressure oil is generated by driving the
また、中立位置42aでは、ユニット内第1回路44とユニット内第2回路45は、油タンク53に連通されるので、パイロットチェック弁部43でキャップ側パイロットチェック弁部43aとロッド側パイロットチェック弁部43bの上流方向への流れのみを遮断する。
In the
このように、方向切換弁42が中立位置42aにあり、パイロットチェック弁部43で上流側への流れが遮断されたロッド側圧力室の第2圧力室26は、その位置で保持される。なお、パイロットチェック弁部43は、下流側への流れを許容するので、中立位置42aにおいて、キャップ側圧力室の第1圧力室25とロッド側圧力室の第2圧力室26へは、油タンク53の作動油が供給される。
In this way, the
このキャップ側圧力室の第1圧力室25への作動油は、ユニット内第1回路44からキャップ側の第1給排回路31を介して供給され、流速/流量検出機48でその流量が検出される。
The hydraulic oil to the
方向切換弁42を右切換位置42bに操作すると、ユニット内第1回路44とユニット内第2回路45が油圧ポンプ52と油タンク53に接続されるので、キャップ側圧力室の第1圧力室25へは、作動圧油が供給され、ロッド側圧力室の第2圧力室26の作動油が油タンク53に排出されるので、出力ロッド24が被作動機器30を伴って下降方向24aに作動する。
When the
キャップ側圧力室の第1圧力室25へユニット内第1回路44とキャップ側の第1給排回路31を介して供給される作動油は、ユニット内第1回路44の流速/流量検出機48によって流量が検出される。
The hydraulic fluid supplied to the
出力ロッド24の下降方向24aへの移動は、ロッド側圧力室の第2圧力室26の排出作動油がメータアウト側圧力補償付流量制御弁46aで制御された速度となる。この出力ロッド24の作動速度は、速度/位置検出機28で検出される。
The movement of the
方向切換弁42を左切換位置42cに操作すると、ユニット内第2回路45とユニット内第1回路44が油圧ポンプ52と油タンク53に接続されるので、ロッド側圧力室の第2圧力室26に作動圧油が供給され、キャップ側圧力室の第1圧力室25の作動油が油タンク53に排出されるので、出力ロッド24が被作動機器30を伴って上昇方向24bに作動する。
When the
ロッド側圧力室の第2圧力室26へユニット内第2回路45とロッド側の第2給排回路32を介して供給される作動油の流量は、メータイン側圧力補償付流量制御弁46bで制御された値となる。
The flow rate of the hydraulic fluid supplied to the
ロッド側圧力室の第2圧力室26へ供給される作動圧油により排出されるキャップ側圧力室の第1圧力室25の作動油は、キャップ側の第1給排回路31からユニット内第1回路44を介して油タンク53に排出されるので、流速/流量検出機48でその流量が検出される。
The hydraulic oil in the
出力ロッド24の上昇方向24bへの移動は、キャップ側圧力室の第1圧力室25の排出作動油がメータイン側圧量補償付流量制御弁46bで制御された速度となる。この出力ロッド24の作動速度は、速度/位置検出機28で計測される。
The movement of the
監視装置57は、図4に示すように、流速/流量検出機48が測定した流量値である出力信号FQと速度/位置検出機28が測定した出力ロッド24の速度である出力信号EVが入力される入力部57aと、入力部57aからの信号を分析する分析部57bおよび分析部57bからの信号を漏れ発生の信号として出力する出力部57cで構成している。
As shown in FIG. 4, the
分析部57bは、キャップ側の第1給排回路31からの漏れを想定したパターンを記憶しているパターン部31pとロッド側の第2給排回路32からの漏れを想定したパターンを記憶したパターン部32pとパターン部21pで構成しており、入力部57aに印加された信号を分析する。
The
分析部57bで分析された信号は出力部57cを介して油圧シリンダ回路10を制御する制御室に送信される。なお、出力部57cは、分析部57bからの信号による故障(漏れ)が修理されるまでその信号を保持し、信号が順次変化すると順次出力する。
The signal analyzed by the
パターン部31pは、方向切換弁42が中立位置42aにあるときキャップ側の第1給排回路31に漏れが発生したときの出力信号FQと出力信号EVの変動のパターンを示す図5(b)のパターン5bと、右切換位置42bにあるときキャップ側の第1給排回路31に漏れが発生したときの出力信号FQと出力信号EVの変動のパターンを示す図6(b)のパターン6bと、左切換位置42cにあるときキャップ側の第1給排回路31に漏れが発生したときの出力信号FQと出力信号EVの変動のパターンを示す図7(b)のパターン7bで構成している。
The pattern portion 31p shows a variation pattern of the output signal FQ and the output signal EV when leakage occurs in the first supply /
パターン部32pは、方向切換弁42が中立位置42aにあるときロッド側の第2給排回路32に漏れが発生したときの出力信号FQと出力信号EVの変動のパターンを示す図5(c)のパターン5cと、右切換位置42bにあるときロッド側の第2給排回路32に漏れが発生したときの出力信号FQと出力信号EVの変動のパターンを示す図6(c)のパターン6cと、左切換位置42cにあるときロッド側の第2給排回路32に漏れが発生したときの出力信号FQと出力信号EVの変動のパターンを示す図7(c)のパターン7cで構成している。
The pattern portion 32p shows a variation pattern of the output signal FQ and the output signal EV when a leak occurs in the second supply /
パターン部21pは、方向切換弁42が中立位置42aにあり、出力ロッド24に被作動機器30の負荷が下降方向24a方向に作用しているときに油圧シリンダ21に内部もれが発生したときのパターン5dで構成している。
When the
図5(a)〜図7(c)に示す出力信号EVは、出力ロッド24が下降方向24aに移動するときを「+」とし、上昇方向24bに移動するときを「−」としている。また、出力信号FQは、キャップ側の第1給排回路31の流れが下流方向流31aであるときを「+」とし、上流方向流31bを「−」としている。また、その数値は、参考に付けているもので、実際の漏れ量とは関係ない。
The output signal EV shown in FIGS. 5A to 7C is “+” when the
なお、出力信号EVと出力信号FQの出力信号は、方向切換弁42が中立位置42aにあるときは「0」であるが、右切換位置42bと左切換位置42cに操作され、漏れがない状態では、それぞれ「+1」、「−1」となるものとする。この信号を基準値と記載する場合もある。
The output signals EV and FQ are “0” when the
図5(a)〜図5(d)は、方向切換弁42の中立位置42aにおいて、キャップ側の第1給排回路31とロッド側の第2給排回路32に漏れの発生しない状態と、キャップ側の第1給排回路31にのみ漏れが発生した状態およびロッド側の第2給排回路32にのみに漏れが発生した状態及び油圧シリンダ21に内部漏れが発生した状態の出力信号EVと出力信号FQのパターンを示している。
5A to 5D show a state in which no leakage occurs in the cap-side first supply /
図5(a)に示したキャップ側の第1給排回路31とロッド側の第2給排回路32に漏れが発生していない状態におけるパターン5aは、方向切換弁42が油圧源51を遮断し、パイロットチェック弁部43がユニット内第1回路44およびユニット内第2回路45を遮断しているので、出力信号EVと出力信号FQの出力信号が変化しない曲線5a1と曲線5a2で構成される。
In the
図5(b)に示したキャップ側の第1給排回路31のみに漏れが時刻T1で発生した状態におけるパターン5bは、キャップ側の第1給排回路31内の作動油が漏れるので、出力信号FQが時刻T1で変動する部分曲線5b11を有する曲線5b1と、変動のない出力信号EVの曲線5b2で構成される。
In the
図5(b)の部分曲線5b11は、図1のキャップ側の第1給排回路31内の作動油の流量の変動により作動するものであるので、キャップ側の第1給排回路31が短く、その容量が十分でない場合は、流速/流量検出機48の上流側にアキュムレータ56を設置してキャップ側の第1給排出回路31の漏れをより明確に感知する構造でもよい。
The partial curve 5b11 in FIG. 5B is activated by the change in the flow rate of the hydraulic oil in the first supply /
図5(c)に示したロッド側の第2給排回路32のみに漏れが時刻T1で発生した状態におけるパターン5cは、ロッド側の第2給排回路32内の作動油が漏れ、出力ロッド24が下降方向24aに変化するので、速度/位置検出機28の出力信号EVが時刻T1で変動する部分曲線5c21を有する曲線5c2と、時刻T1で、ロッド側の第2給排回路32内の作動油の漏れによって発生する下流方向流31aで変動する部分曲線5c11を有する曲線5c1で構成される。
In the
図5(d)に示した油圧シリンダ21の内部漏れが時刻T1で発生した状態におけるパターン5dは、油圧シリンダ21の出力ロッド24に作用している被作動機器30の負荷によって第2圧力室26から第1圧力室25へピストン23を介する漏れにより、出力ロッド24が下降方向24aに変化するので、速度/位置検出機28の出力信号EVが時刻T1で変動する部分曲線5d21を有する曲線5d2が形成される。
The
また、出力ロッド24が下降方向24aに移動することで、第2圧力室26の容積が出力ロッド24の移動量分不足する油量だけ出力信号FQが時刻T1で変動する部分曲線5d11を有する曲線5d1が形成され、曲線5d1はこの2つの曲線で構成される。
Further, as the
パターン5cとパターン5dは、類似のパターンであるが、部分曲線5d11が出力ロッド24の容積分に相当する変動であるのに対して、部分曲線5c11は、ピストン23の移動に対応する変動であるから、部分曲線5d11より大きくなる。
The
図6(a)〜図6(c)は、方向切換弁42を右切換位置42bに操作し、キャップ側圧力室の第1圧力室25に作動圧油が供給され、ロッド側圧力室の第2圧力室26の作動油が排出されるので、出力ロッド24は、下降方向24aへ作動する状態において、キャップ側の第1給排回路31とロッド側の第2給排回路32に漏れの発生しない状態と、キャップ側の第1給排回路31にのみ漏れが発生した状態およびロッド側の第2給排回路32にのみ漏れが発生した状態の出力信号EVと出力信号FQのパターンを示している。
6 (a) to 6 (c), the
図6(a)に示したキャップ側の第1給排回路31とロッド側の第2給排回路32に漏れが発生していない状態におけるパターン6aは、右切換位置42bへの操作により、作動圧油が下流方向流31aへ流れ、出力ロッド24が下降方向24aに移動するので、出力信号EVと出力信号FQが基準値+1だけ変動し、その後の変化のない曲線6a1と曲線6a2で構成される。
The pattern 6a in the state where no leakage occurs in the cap-side first supply /
図6(b)に示したキャップ側の第1給排回路31のみに漏れが時刻T1で発生した状態におけるパターン6bは、キャップ側の第1給排回路31内の作動油が漏れるので、出力信号FQが時刻T1で+方向に変動する部分曲線6b11を有する曲線6b1と、変動のない出力信号EVの曲線6b2で構成される。
The
図6(c)に示したロッド側の第2給排回路32のみに漏れが時刻T1で発生した状態におけるパターン6cは、ロッド側の第2給排回路32内の作動油が漏れるので、出力ロッド24の下降方向24の速度が増加し、速度/位置検出機28の出力信号EVが時刻T1で変動する部分曲線6c21を有する曲線6c2と、時刻T1で、ロッド側の第2給排回路32内の作動油の漏れによって発生する下流方向流31aで変動する部分曲線6c11を有する曲線6c1となる。
The pattern 6c in the state in which leakage occurs only at the rod-side second supply /
図7(a)〜図7(c)は、方向切換弁42を左切換位置42cに操作し、ロッド側圧力室の第2圧力室26に作動圧油が供給され、キャップ側圧力室の第1圧力室25の作動油が排出されるので、出力ロッド24は、上昇方向24bへ作動する状態において、キャップ側の第1給排回路31とロッド側の第2給排回路32に漏れの発生しない状態と、キャップ側の第1給排回路31にのみ漏れが発生した状態およびロッド側の第2給排回路32にのみ漏れが発生した状態の出力信号EVと出力信号FQのパターンを示している。
7 (a) to 7 (c), the
図7(a)に示したキャップ側の第1給排回路31とロッド側の第2給排回路32に漏れが発生していない状態におけるパターン7aは、左切換位置42cへの操作により、作動圧油が上流方向流31bへ流れ、出力ロッド24が上昇方向24bに移動するので、出力信号EVと出力信号FQが基準値−1だけ変動し、その後の変化のない曲線7a1と曲線7a2となる。
The
図7(b)に示したキャップ側の第1給排回路31のみに漏れが時刻T1で発生した状態におけるパターン7bは、キャップ側の第1給排回路31内の作動油が漏れるので、出力信号FQが時刻T1で+方向に変動する部分曲線7b11を有する曲線7b1と、変動のない出力信号EVの曲線7b2で構成される。
In the
図7(c)に示したロッド側の第2給排回路32のみに漏れが時刻T1で発生した状態におけるパターン7cは、ロッド側の第2給排回路32内の作動油が漏れるので、出力ロッド24の上昇方向24bの速度が減少し、速度/位置検出機28の出力信号EVが時刻T1で変動する部分曲線7c21を有する曲線7c2と、時刻T1で、ロッド側の第2給排回路32内の作動油の漏れによって発生する上流方向流31bで変動する部分曲線7c11を有する曲線7c1となる。
The
監視装置57は、油圧シリンダ回路10の速度/位置検出機28の出力信号EVと流速/流量検出機48の出力信号FQを入力部57aが受信すると、この信号を分析部57bに印加する。分析部57bは、印加された信号が変動しない場合、正常な運転であると判断して出力部57cへの出力指令を与えない。したがって、油圧シリンダ回路10が正常に機能している場合は、作動しない。
When the
出力信号EVと出力信号FQが一定の出力を継続している状況において、時刻T1において出力信号FQの信号が変動すると、この信号の変動が分析部57bの各パターン部31pとパターン部32p、パターン部21pで照合され、パターン部31pのパターン5b、パターン6b、パターン7bのいずれかに一致すれば、出力部57cにキャップ側の第1給排回路31の漏れ信号を発信させる。
In a situation where the output signal EV and the output signal FQ are continuously output, if the signal of the output signal FQ fluctuates at time T1, the fluctuation of the signal is caused by the pattern portions 31p and the pattern portions 32p of the
同様に、出力信号EVと出力信号FQが一定の出力を継続している状況において、時刻T1において出力信号FQの信号と出力信号EVが同時に変動すると、この信号の変動が分析部57bの各パターン部31pとパターン部32p、パターン部21pで照合され、パターン部32pのパターン5c、パターン6c、パターン7cに一致することにより、出力部57cにキャップ側の第2給排回路32の漏れ信号を発信させる。
Similarly, in a situation where the output signal EV and the output signal FQ continue to be output at a constant level, if the signal of the output signal FQ and the output signal EV change at the same time at time T1, the change in the signal is caused by each pattern of the
さらに、出力信号EVと出力信号FQが一定の出力を継続している状況において、時刻T1において出力信号FQの信号と出力信号EVが同時に変動すると、この信号の変動が分析部57bの各パターン部31pとパターン部32p、パターン部21pで照合され、パターン部21pのパターン5dに一致することにより、出力部57cに油圧シリンダ21の内部漏れ信号を発信させる。
Further, in a situation where the output signal EV and the output signal FQ are continuously output, if the signal of the output signal FQ and the output signal EV change at the same time at time T1, the change in the signal is caused by each pattern portion of the
なお、監視装置57は、油圧シリンダ回路10の相違する場所で漏れが発生する場合は、その信号の変動パターンが分析部57bのパターン部に一致する順に、順次漏れ信号を発信する。したがって、キャップ側の第1給排回路31の漏れ信号が継続しているときにロッド側の第2給排回路32の漏れ信号が発信される場合もある。
Note that if a leak occurs at a different location in the
このキャップ側の第1給排回路31の漏れ信号の発信は、中央制御室あるいは油圧ユニット40の制御パネルに表示するか、警告音で知らせる。油圧シリンダ回路10からの油漏れは、環境汚染を起す原因になり、また、回路の破損が拡大すると油圧シリンダ21の制御ができなくなるので、2次災害の原因になる。したがって、漏れはできるだけ早く発見し対応することが望まれる。
The transmission of the leak signal of the first supply /
また、監視装置57は、出力信号EVか出力信号FQの最初の変動に漏れ信号を発信すると、リセット信号があるまで維持する構成にしており、一つの回路に漏れが発生した後で、別回路に漏れが発生すると新たに漏れ信号を発生するようにしてもよい。
The
この発明は、油圧シリンダ21のキャップ側圧力室の第1圧力室25を圧力補償付流量制御弁46により制御し、このロッド側の第2給排回路32を油圧シリンダ21の速度/位置検出機28で監視すると共に、キャップ側圧力室の第1圧力室25に接続するキャップ側の第1給排回路31を流速/流量検出機48で監視する構成とし、キャップ側の第1給排回路31とロッド側の第2給排回路32を油圧シリンダ21のピストン23を介して連設している構成をその大きな特徴としている。
In the present invention, the
このため、キャップ側の第1給排回路31からの漏れは、流速/流量検出機48のみで検出され、ロッド側の第2給排回路32からの漏れは、速度/位置検出機28と流速/流量検出機48で同時に検出されることで検出されるので、漏れが発生したときの識別をきわめて明確にすることができる。
Therefore, leakage from the cap-side first supply /
尚、本発明の実施の形態は上述の形態に限るものではなく、本発明の思想の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。 The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the scope of the idea of the present invention.
10 油圧シリンダ回路
20 作動部
21 油圧シリンダ
22 シリンダ本体
23 ピストン
24 出力ロッド
25 第1圧力室
26 第2圧力室
28 速度/位置検出機
30 被作動機器
31 第1給排回路
32 第2給排回路
40 油圧ユニット
42 方向切換弁
43 パイロットチェック弁部
44 ユニット内第1回路
45 ユニット内第2回路
46 圧力補償付流量制御弁
48 流速/流量検出機
51 油圧源
52 油圧ポンプ
53 油タンク
54 圧力制御弁
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記油圧シリンダの出力ロッドに設けてあり、前記出力ロッドの移動速度または時々刻々の位置を検出する速度/位置検出機と、
前記第1圧力室に接続する第1給排回路と、
前記第2圧力室に接続する第2給排回路と、で構成する作動部と、
油タンクに接続する油圧ポンプを備えた油圧源と、
前記油圧源の油タンクと油圧ポンプがその上流側に接続し、前記第1給排回路に接続するユニット内第1回路と前記第2給排回路に接続するユニット内第2回路がその下流側に接続する方向切換弁と、
前記ユニット内第1回路または前記ユニット内第2回路の一方に設けてあり、その回路の流速または流量を検出する流速/流量検出機と、
他方に設けてあり、その回路の給排方向の流量を制御する圧力補償付流量制御弁と、より構成される油圧ユニットと、
前記流速/流量検出機の出力と前記速度/位置検出機の出力変動のパターンに基づいて漏れと漏れ回路を特定する監視装置と、
を備えたことを特徴とする油圧シリンダ回路の漏れ検出装置。 A cylinder body, a piston slidably fitted in the cylinder body, a cap-side first pressure chamber and a rod-side second pressure chamber defined by the piston in the cylinder body, and a piston fixed to the piston. A hydraulic cylinder having an output rod penetrating the second pressure chamber and connected to the operated device;
A speed / position detector that is provided on the output rod of the hydraulic cylinder and detects the moving speed or the position of the output rod every moment ;
A first supply / discharge circuit connected to the first pressure chamber;
A second supply / exhaust circuit connected to the second pressure chamber;
A hydraulic source with a hydraulic pump connected to the oil tank;
The oil tank and the hydraulic pump of the hydraulic source are connected to the upstream side, and the first circuit in the unit connected to the first supply / discharge circuit and the second circuit in the unit connected to the second supply / discharge circuit are downstream. A directional control valve connected to
A flow rate / flow rate detector that is provided in one of the first circuit in the unit or the second circuit in the unit and detects the flow rate or flow rate of the circuit;
A hydraulic unit comprising a pressure-compensated flow rate control valve that is provided on the other side and controls the flow rate in the supply and discharge direction of the circuit; and
A monitoring device for identifying leakage and a leakage circuit based on the output of the flow velocity / flow rate detector and the output fluctuation pattern of the speed / position detector;
A leak detection device for a hydraulic cylinder circuit, comprising:
前記出力ロッドの移動速度または時々刻々の位置を検出する速度/位置検出機と、
前記第1圧力室に接続する第1給排回路と、
前記第2圧力室に接続する第2給排回路と、で構成する作動部と、
油タンクに接続する油圧ポンプを備えた油圧源と、
前記油圧源の油タンクと油圧ポンプがその上流側に接続し、前記第1給排回路に接続するユニット内第1回路と前記第2給排回路に接続するユニット内第2回路がその下流側に接続する方向切換弁と、
前記方向切換弁の下流側に設けてあり方向切換弁の作動位置に対応して前記ユニット内第1回路と前記ユニット内第2回路を開閉するパイロットチェック弁と、
前記パイロットチェック弁の下流側で前記ユニット内第1回路または前記ユニット内第2回路の一方に設けてあり、その回路の流速または流量を検出する流速/流量検出機と、
他方に設けてあり、その回路の流量を制御する圧力補償付流量制御弁と、より構成される油圧ユニットと、
前記流速/流量検出機の出力と前記速度/位置検出機の出力変動のパターンに基づいて漏れと漏れ箇所を特定する監視装置と、
を備えたことを特徴とする油圧シリンダ回路の漏れ検出装置。
A cylinder body, a piston slidably fitted in the cylinder body, a cap-side first pressure chamber and a rod-side second pressure chamber defined by the piston in the cylinder body, and a piston fixed to the piston. And an output rod that penetrates the second pressure chamber and is connected to the actuated device, and causes the load of the actuated device to act on the first pressure chamber or the second pressure chamber via the output rod. A cylinder,
A speed / position detector for detecting the moving speed or the momentary position of the output rod;
A first supply / discharge circuit connected to the first pressure chamber;
A second supply / exhaust circuit connected to the second pressure chamber;
A hydraulic source with a hydraulic pump connected to the oil tank;
The oil tank and the hydraulic pump of the hydraulic source are connected to the upstream side, and the first circuit in the unit connected to the first supply / discharge circuit and the second circuit in the unit connected to the second supply / discharge circuit are downstream. A directional control valve connected to
A pilot check valve that is provided on the downstream side of the direction switching valve and opens and closes the first circuit in the unit and the second circuit in the unit corresponding to the operating position of the direction switching valve;
A flow rate / flow rate detector that is provided downstream of the pilot check valve in one of the first circuit in the unit or the second circuit in the unit and detects the flow rate or flow rate of the circuit;
A hydraulic unit comprising a pressure-compensated flow rate control valve that is provided on the other side and controls the flow rate of the circuit; and
A monitoring device that identifies a leak and a leak location based on the output of the flow velocity / flow rate detector and the output fluctuation pattern of the speed / position detector;
A leak detection device for a hydraulic cylinder circuit, comprising:
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