CN101865186B - 一种液压设备在线油液加注与净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压设备在线油液加注与净化装置，其设计要点是储油箱上设置有抽真空控制系统；储油箱分为净油箱和污油箱，净油箱上设有进油管路，污油箱上设有放油阀；所述的在线循环过滤系统包括有与污油箱相联通的污油管路和与净油箱相联通的净油管路，在污油管路设有污油电磁控制阀，污油管路与净油管路的端头分别设有可与液压设备油箱联通的污油管道快速连接器和净油管道快速连接器；污油管路与净油管路通过隔离电磁阀、单向阀、齿轮泵相连通；在净油管路中设有压力过滤器。本发明所设计的液压设备在线油液加注与净化装置集成化程度高、功能完备、结构紧凑，可操作性及维修性好。

Description

一种液压设备在线油液加注与净化装置

技术领域

本发明涉及液压设备，具体地说是液压设备油液加注及清洁过滤的专用装置。

背景技术

液压设备广泛应用在各个行业的机械设备中，其油液及油路的洁净是保证设备正常运转的重要条件。为了保证液压系统的清洁，人们通常要采用以下措施：1)定期更换液压油(一般半年左右必须更换液压油，液压油必须符合要求)；2)将新油注入油箱前，必须先经过精度过滤；3)采用合格的过滤芯，过滤芯报警时或三个月必须更换一次；4)定期检查油质，一旦油质下降即换油。上述方法不仅工序繁多，且成本高。为解决这些问题，人们在定期对液压设备进行换油的同时，亦对液压系统进行清洗。目前清洗手段主要是使用手摇泵等手动式装置对液压设备进行清洗，这类装置具有操作繁琐、无法进行油液过滤、不能进行油路清洗、无法获知油液污染度、易引起二次污染、难以加注彻底等缺点，同时也无法实现对加注油液品质的有效控制。而且该类装置无法实现油液中气体的快速排出，加注后，液压设备需要静置24小时以上方可使用，故耗时较长。

发明内容

本发明的目的就是提供一种液压设备的在线油液加注与净化装置，以使液压设备在工作过程中即可自动完成油液加注、油路清洁过滤、污油检测、污油更换全过程，从而对液压设备实施高效维护。

本发明是这样实现的：

本发明所提供的液压设备在线油液加注与净化装置，包括有储油箱、抽真空控制系统、在线循环过滤系统、电源系统、电路控制系统，其设计要点是储油箱上设置有抽真空控制系统；储油箱分为净油箱和污油箱，净油箱上设有进油管路，污油箱上设有放油阀；所述的在线循环过滤系统包括有与污油箱相联通的污油管路和与净油箱相联通的净油管路，在污油管路设有污油电磁控制阀，污油管路与净油管路的端头分别设有可与液压设备油箱联通的污油管道快速连接器和净油管道快速连接器；污油管路与净油管路通过隔离电磁阀、单向阀、齿轮泵相连通；在净油管路中设有压力过滤器。

如此设计的液压设备在线油液加注与净化装置，加注油液经过滤处理后进入所述净油箱；所述污油箱用来存放从液压设备从抽出的废油，通过所述放油阀将废油排出；储油箱上所设置的抽真空控制系统，通过对净油箱、污油箱箱体内的真空压力控制，实现液压设备的在线净油加注，污染油、残留空气排放。其在线循环过滤系统对从液压设备油箱中抽出的油液进行过滤处理，然后再回送到液压设备油箱中，从而实现了对液压设备油液及油路的在线清洗净化。

本发明所设计的液压设备在线油液加注与净化装置集成化程度高、功能完备、结构紧凑，可操作性及维修性好，适用于多种行业和部门。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

图2是本发明具体实施例的结构示意图。

图3是本发明的控制面板结构图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明包括有储油箱、抽真空控制系统、在线循环过滤系统、电源系统、电路控制系统，储油箱上设置有抽真空控制系统；其中的电路控制系统包括数组PLC可编程控制器(如西门子公司的LOGO 12/24RC型可编程控制器)，根据设置的程序，完成系统各种工作状态下油路切换和相关系统的控制，从而实现本发明装置的自动控制。本发明中的电路控制系统其控制面板如图3所示，包括有电源按钮31、真空泵按钮32、油泵按钮33、检测器按钮34、加注/自循环按钮37、真空压力表盘21a、加注压力表盘3a。还可根据需要设产品清洗按钮35、放油准备按钮36、手动/自动按钮38。

电源系统由电源模块组成，用来向整个系统供电，输入电压为AC220V，输出电压为DC24V。

储油箱分为净油箱13和污油箱14，净油箱13上设有进油管路，污油箱14上设有放油阀16；净油箱用于存放洁净油液，污油箱14用来存放从液压设备从抽出的废油，并通过放油球阀16将废油排出。净/污油箱的设置为污油管路和净油管路的建立和分离提供了保证。

所述的在线循环过滤系统包括有与污油箱相联通的污油管路和与净油箱相联通的净油管路，污油管路与净油管路通过隔离电磁阀26、单向阀27、齿轮泵10相连通；在净油管路中设有压力过滤器4；在污油管路设有污油电磁控制阀23；污油管路与净油管路的端头分别设有污油管道快速连接器24和净油管道快速连接器1；本装置通过该快速连接器(24、1)可与液压设备油箱快速连接，由此使液压设备油箱与在线循环过滤系统形成回路。

为了有效控制加注油液的纯净度，可在净油箱13上的进油管路中设有吸油阀9、吸油过滤器12以及电磁控制阀11。如此加注油液在齿轮泵的作用下通过所述吸油球阀9、电磁控制阀11以及吸油过滤器12过滤后进入所述净油箱13。本系统中过滤器的滤芯可采用ARGO公司3μm玻璃纤维滤芯，齿轮泵可采用采用SG0535型威肯泵即单双级外啮合齿轮泵。

为了便于观察净油箱、污油箱中液体的高度和温度，在所述储油箱(净油箱、污油箱)上可设有液位液温显示器(17、29)。

以上设计，当电磁控制阀11关闭时，所述齿轮泵10将液压设备油箱中的油液通过污油管路中的隔离电磁阀26、单向阀27抽出，再经过压力过滤器4过滤后，经流量阀2进入净油管路，并通过液压快速连接器流入液压设备油箱，由此实现了液压设备油箱、油路及其中油液的在线循环过滤。

为了实现净油箱加注油液的循环自净化，在上述装置中可设有加注油循环过滤系统，该系统由净油箱13、管路、在线循环过滤系统中的齿轮泵10、净油管路中的压力过滤器4构成。当齿轮泵10启动时，将净油箱13中的油液通过吸油过滤器12和净油箱电磁阀11抽出，再经压力过滤器4过滤后经流量阀2流入净油箱13，从而实现了净油箱加注油液的循环自净化。

为了便于对净油箱13、在线循环过滤系统及液压设备油箱中油液污染度进行实时临控，可在上述在线循环过滤系统中设有颗粒度检测仪6。该颗粒度检测仪6通过在线取样、颗粒度检测，实时显示在线循环过滤系统中油液的洁净度。由此解决了传统加注清洗设备中油液不能定量检测、污油更换掌控不科学的问题。

为了防止本装置中的压力过滤器4因不能及时清洁处理而导致整个系统运转失灵，可在上压力过滤器4上设置一个堵塞指示器5，当压力过滤器4超负荷工作时，堵塞指示器5能够及时发出警示，以便于及时清洗或更换压力过滤器。

本发明装置中的真空系统可采用VACUAIR公司的JP-40V型无油活塞式真空泵来实现。该系统的设置一方面可以用于对液压设备进行抽油、抽气，迫使液压设备中污染油、残留空气的完全排放，从而解决了因设备污油排放不彻底而导致的重复污染等问题；另一方面还可在真空抽油、抽气的的基础上，通过电路控制系统切换至液压设备油液的真空加注状态，以保证油液加注充分；与此同时，由于加注油液中气体在真空系统的负压作用下可快速析出，故无需再长时间静置排气。

所述的抽真空控制系统其最为简单实用的方案是，抽真空控制系统包括有真空泵19、抽真空管路，在抽真空管路上设有控制电磁阀20以及放气电磁阀18，在抽真空管路的末端设有空气过滤器22；净油箱13、污油箱14通过联通管道相并联，在并联管路中设有真空球阀15。通过真空球阀15可对污油箱14抽真空，也可对净油箱13抽真空，从污油箱14和净油箱13存放的油液中析出的气体通过所述放气电磁阀18以及空气过滤器22过滤后排出，空气过滤器22还可防止外界气体的污染。

为了进一步完善本发明装置功能，在所述的储油箱上可设有液位液温显示器(17、29)，以便于观察储油箱内油液面的高度和油液温度；所述的净油管路中可设有加注压力表3，以便于掌控净油管路中的压力状态。在污油管路中设置观察窗28，可以观察液压设备中油液的排出情况。

本发明装置更为详细的工作过程如下：

净油箱补油-----当系统净油箱13上的液位液温计29显示低于1/2刻度时，即进行补油。此时把吸油软管放入成品油桶内，打开吸油球阀9，净油箱电磁阀11处于关闭状态，按下电源开关按钮31接通总电源，按下油泵按钮33，电机启动齿轮泵10，油液在齿轮泵10入口负压作用下，通过吸油软管、吸油球阀9，净油箱电磁阀11打开，并经吸油过滤器12过滤后进入净油箱113，当净油箱13液位液温计29达到2/3刻度时，补油结束。

加注油液自动过滤------在每次对液压设备进行加注与净化前，对加注油液进行过滤。此时关闭吸油球阀9，接通总电源，按下加注/自循环按钮37，净油箱电磁阀11打开，隔离电磁阀26关闭，流量阀2与快速接头1断开。按下油泵启动按钮33启动齿轮泵10，油液在齿轮泵10入口负压作用下通过吸油过滤器12从净油箱13中吸油，并经过压力过滤器4及内部油路返回净油箱13。如此循环，油液中的颗粒逐步被压力过滤器4滤除。运行十五分钟后，按下颗粒度检测仪的计数器检测按钮34，油液通过取样回路进入检测端口，并显示出油液的污染度NAS等级，如有必要可通过延长过滤时间使油液达到更高洁净度。

真空抽油-----将净油管30、污油管25分别与净油箱快速连接器1和污油箱快速连接器24相连，使本装置与液压设备油箱接通。打开污油箱电磁阀23，使之形成通路，打开真空球阀15，关闭放气电磁阀18和放油球阀16。按下真空泵按钮32启动真空泵，在真空泵19作用下，在液压设备的出油口建立一定的真空度，在真空作用下液压设备中油液被抽出，并进入污油箱14。通过观察窗28可以观察液压设备中油液的排出情况，当观察窗28看不到有油流出时，表明液压设备内油液被排放干净。真空泵19同时也通过真空球阀15对净油箱13抽真空，净油箱13内油液中气泡可完全析出，有效保证了加注油液的洁净度。抽油完毕，按下真空泵按钮32，真空泵19停止运转。需要排放真空时，打开放气电磁阀18，使真空压力表21的值归零，再打开放油球阀16把污油箱14内的油液排放干净。

油液真空加注------将液压设备中油液完全抽出后，需要对其进行油液加注。把净油管30进油口与液压设备油箱相接，打开真空球阀15，打开放气电磁阀18，外界空气将通过空气过滤器22进入净油箱13，净油箱13解除真空，以使净油箱13内的油液能够被齿轮泵10抽走。关闭吸油球阀9，防止外界油液进入系统，打开净油箱电磁阀11，按下油泵按钮33启动电机7，通过联轴器8带动齿轮泵10，净油箱13内油液被吸入齿轮泵10，然后在齿轮泵10的作用下流入压力过滤器4进行过滤，通过堵塞指示器5观察过滤器堵塞情况。慢慢打开流量阀2，观察输出流量值，过滤后的油液将通过净油管30流入液压设备油箱，从而实现对液压设备的油液加注。在加注过程中，液压设备回路保持真空抽油后的真空状态，可保证油液加注的充分性。

在线循环过滤------打开颗粒度检测仪6开关，油液进入颗粒度检测仪6，可实时在线检测颗粒污染物污染度，给确定过滤时间提供依据。按下产品清洗按钮35，接通净油箱电磁阀11和流量阀2，按下油泵按钮33启动电机10，通过联轴器8带动齿轮泵10，油液在齿轮泵10的作用下流入压力过滤器4，压力过滤器4对流入的油液进行高精过滤，将油液中污染物滤除。过滤后的油液将流入液压设备油箱进油口，其中油箱和管路中的油液和流入的洁净油液混合后通过液压设备油箱和管路从出油口流出，然后再在齿轮泵10的作用下进行重复过滤，完成循环过滤清洗的一个行程。通过不断进行过滤清洗，可将液压设备油箱及管路中污染物带出然后滤除，有效地减少了液压设备油液及油路中污染物，提高了油液品质。在循环过滤三十分钟内进行检测，油液质量可达到NAS-5级的标准。

本发明所设计装置集油液加注、油液过滤、在线清洗、在线检测、油液气体快速排放、自动控制为一体，其结构合理，造价低。

本发明更为具体的有益之处表现在以下几个方面：

一、封闭式系统设计。现有技术(液压油手动加注)在进行油液加注时，要多次变换油管，新油液也完全暴露在空气中，属于开放式加注，空气中污染物很容易污染设备及油液造成二次污染。本发明将成品油液、过滤装置、检测设备等通过相应的密闭管路、电磁阀等构筑成与外界完全隔绝的封闭系统，然后利用密闭的专用连接装置、管路与液压设备的相应连接口进行密封连接，由于液压设备本身也是一个闭式系统，因此系统整个工作过程均在液压设备、专用连接装置及本系统之间构成的闭式回路内进行，与外界没有任何的交换。构建闭式系统除要为系统设计专门的储油系统外，还要保证油路中的所有部件不产生泄漏，为此本系统选用了无泄漏的单双级外啮合齿轮泵、VX21、23、33系列电动两通与三通球阀、密闭球阀、颗粒度检测仪等，通过将这些部件的无缝连接(与外界无任何交换)和无缝控制(状态转换过程中相互无干扰、污染)实现系统的密闭设计。

二、真空抽油、加油系统设计。液压设备一般油路复杂，部分管道十分细密，使用手动加注设备，不但污染油排放不完全，而且容易造成在加注过程中空气进入油液，使加注不完全，并给液压设备中油液带来污染。本发明设计了通过真空泵对污油箱抽真空方法，在液压设备的排油口建立一定负压，使其中的污染油液逐步排放到污油箱。随着液压设备中油液的减少，真空度越来越高，当真空度达到一定程度后，液压设备中的污染油液和空气排放殆尽，达到完全排放的目的。另外，方案设计上还充分利用真空泵对净油箱中的油液进行抽真空，使液压油中的气泡充分析出，以降低空气污染。真空抽油结束后，不改变系统的真空状态，通过控制相关电磁阀对相关回路进行切换，即可方便实现真空加注。为了保证系统在高真空状态下能够正常工作，净油箱和污油箱采用不锈钢承压油箱，管路选用了承压软管。

三、油液净化系统设计。新加注的油液必须进行净化，才能防止对液压伺服系统的二次污染；当液压设备已经遭受严重污染时，只有经过一定方式的清洗才能有效地降低污染。针对造成液压设备油路堵塞的主要原因是油液颗粒污染的特点，本发明在主油路中串接一个精密过滤装置，油液在齿轮泵的作用下以一定的压力和流速通过精密滤芯，使油液中的大于一定尺寸的颗粒逐步被滤除。当系统自净化时，该过滤装置被接入净油箱，从而实现对拟加注油液的净化；当对液压设备进行清洗时，该过滤装置成为一个旁路过滤系统接入液压设备的供油区，从而实现对液压设备油路的在线清洗。本发明装置能够将油液的污染度控制在NAS-6级以下，最高可达到NAS-2级。

四、在线检测系统设计。本系统采用颗粒度检测仪进行油液污染度的在线检测，由于采用了内回路测试方案，测试环境和条件稳定不变，测试结果稳定性好。

五、自动化模式方案设计：本发明自动模式下系统能自动完成真空抽油、加油和在线清洗，无需人工干预，更便于操作使用。

Claims (7)

1.一种液压设备在线油液加注与净化装置，包括有储油箱、抽真空控制系统、在线循环过滤系统、电源系统、电路控制系统，其特征在于储油箱上设置有抽真空控制系统；储油箱分为净油箱（13）和污油箱（14），净油箱（13）上设有进油管路，污油箱（14）上设有放油阀（16）；所述的在线循环过滤系统包括有与污油箱相联通的污油管路（25）和与净油箱相联通的净油管路（30），在污油管路设有污油电磁控制阀（23），污油管路（25）与净油管路（30）的端头分别设有可与液压设备油箱联通的污油管道快速连接器（24）和净油管道快速连接器（1），污油管路与净油管路通过隔离电磁阀（26）、单向阀（27）、齿轮泵（10）相连通；在净油管路中设有压力过滤器（4）；净油箱（13）上的进油管路设有吸油阀（9）、吸油过滤器（12）以及电磁控制阀（11）；该装置设有加注油液循环过滤系统，该系统由所述净油箱进油管路、所述齿轮泵（10）、所述净油管路中的压力过滤器（4）构成。

2.根据权利要求1所述的液压设备在线油液加注与净化装置，其特征在于所述的在线循环过滤系统中设有颗粒度检测仪（6）。

3.根据权利要求1或2所述的液压设备在线油液加注与净化装置，其特征在于所述的压力过滤器（4）上设有堵塞指示器（5）。

4.根据权利要求1或2所述的液压设备在线油液加注与净化装置，其特征在于所述的抽真空控制系统，包括有真空泵（19）、抽真空管路，在抽真空管路上设有控制电磁阀（20）以及放气电磁阀（18），在抽真空管路的末端设有空气过滤器（22）；净油箱（13）、污油箱（14）通过联通管道相并联，在并联管路中设有真空球阀（15）。

5.根据权利要求2所述的液压设备在线油液加注与净化装置，其特征在于所述的储油箱上设有液位液温显示器（17、29）。

6.根据权利要求4所述的液压设备在线油液加注与净化装置，其特征在于所述的净油管路中设有加注压力表（3）。

7.根据权利要求5所述的液压设备在线油液加注与净化装置，其特征在于所述的污油管路中设置观察窗（28）。

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