專利名稱:液壓系統(tǒng)中消除氣穴的裝置的制作方法
本實用新型涉及一種在液壓系統(tǒng)中消除氣穴的裝置。
液壓系統(tǒng)中，流速和壓力改變的部位是很多的。當某處的壓力降至油液的氣體分離壓時就會產生氣穴。
氣穴發(fā)生，隨油流入較高壓力區(qū)時破滅。破滅時產生局部的高壓和高溫。由于高溫促使油液的大分子裂解成小分子，使粘度下降，并使油液發(fā)生氧化，酸化逐步變質，同時對液壓部件產生化學性點蝕，高壓點不斷打擊部件的表面，使之產生疲勞性點蝕。二種點蝕總稱為氣穴腐蝕。這樣長期下去，使部件遭受損失。
氣穴的產生，還使液壓系統(tǒng)產生脈動、振動和噪聲，使液壓系統(tǒng)的剛度下降，油缸產生爬行，液壓沖擊；油泵容積效率下降，甚至吸空；節(jié)流部位的氣穴阻塞和使系統(tǒng)動態(tài)性能變壞等等嚴重問題。因此氣穴現(xiàn)象為液壓研究、液壓工業(yè)和使用領域中的人們所重視，但至今對氣穴問題還沒有獲得令人滿意的解決途徑?！?000年液壓技術預測”一文中(見“液壓與氣動”雜志1984年第3期)把解決液壓系統(tǒng)中氣穴問題列為2000年以前的重點研究課題之一。
本實用新型的目的旨在提供一種能比較完全地消除液壓系統(tǒng)中氣穴的有效裝置。
本實用新型是通過如下裝置耒實現(xiàn)的，該裝置的特征在于它包括密封式容器即密封式油箱、脫氣器、容器變化器和油溫控制器；脫氣器和密封式油箱相連，容量變化器與密封式油箱裝配在一起，脫氣器和容量變化器通過控制管路相連。
以下結合附圖通過最佳實施例耒對本實用新型作進一步詳細敘述附圖為本裝置結構原理示意圖。密封式容器即密封式油箱(1)頂部接出管路與截止閥(6)相接通，閥(6)與四通相接通，四通的其他三通道與截止閥(7)、(8)和(9)相接通，閥(7)與真空壓力表(5)相接，閥(8)與真空泵(4)相接通，閥(9)為控制管路(圖中虛線所示)相接至三通，三通的另一接口與截止閥(10)相接，閥(10)與氣源(3)相接通，三通的其余一個通口與氣囊(2)相接通。圖中(1)為密封式容器即密封式油箱，真空泵(4)、真空壓力表(5)、閥(6)、閥(7)、閥(8)和(9)組成為脫氣器，氣囊(2)、氣源(3)、閥(9)、閥(10)和保護罩(11)組成為容量變化器，(14)為溫度控制器。
密封容器即密封式油箱(1)的要求是上部內壁呈球殼型或向上傾斜的其他型式，以便氣體向頂部集中，頂部接出管路通真空泵(4)將氣體抽去。真空泵(4)所抽時間越長，真空度越高，則油中的溶解氣體越少，越不易出現(xiàn)氣穴，一般760mm汞柱以下就起著排除氣穴的作用，抽真空至50mm汞柱以下時，氣穴就很少產生，因此最佳真空度應選擇50mm汞柱以下到油的飽和蒸汽壓之間(最佳范圍隨液壓介質不同而不同)。真空泵及真空表根據(jù)需要的真空度相應地選擇。選擇壓力表可根據(jù)主油泵(17)進油口所需壓力耒選擇，例如主油泵(17)需用10個大氣壓強迫供油，則壓力表可選擇15個大氣壓量程，容量變化器的形式可為多種折疊式袋形或波紋管形，其大小能使容量變化滿足系統(tǒng)執(zhí)行對油量變化要求；其材質要有較好的彈性，能適應容量變化要求，不允許存在泄漏，如耐油橡膠。氣囊(2)要求有良好的隔離，不允許氣囊中的氣體進入油中。氣源(3)的壓力可根據(jù)主油泵(17)入口的工作壓力而定，一般應比油泵入口壓力稍高些，使氣囊(2)動作靈敏，確保向油泵供油，并防止系統(tǒng)在停車時外界空氣進入油中。氣囊膨脹保護罩(11)給氣囊確定一個限定位置，以避免氣囊過度膨脹而使氣囊損壞，保護罩內外應確保油能順利流進和流出，皮囊作容量變化器不是唯一的，可以應用橡皮膜、金屬膜、金屬波紋管、活塞和蓄能器等等。容量變化器可以裝在密封容器內，也可以裝在容器外邊，要確保容器的容量發(fā)生變化，做到油與加壓空氣隔絕，不允許相互滲漏，油溫控制器(14)控制油有一個適宜的工作溫度。回油管(12)、供油管(13)和加油口及截止閥(16)都按常規(guī)設計。在主油泵(17)需要加壓強迫供油的情況下，若泵軸的密封能耐泵進口供油壓力(這里指容器壓力)則可據(jù)泵泄油量選用小型變量泵(15)進行強迫泄油。本裝置要求所有的接口有良好的密封，并要求整個液壓系統(tǒng)有良好的密封。
本裝置的操作方法如下1，加油過程使氣囊(2)中的壓力與大氣壓相等，關閉閥(9)和(10)，然后打開加油口截止閥(16)使油箱封容器(1)加滿油，同時起動主油泵(17)和變量泵(15)，使整個液壓系統(tǒng)(18)充滿油，停泵(15)和(17)，再如上述將油箱(1)加滿油直至封頭頂端。
2.脫氣體、水分和易揮發(fā)物過程關閉閥(10)和(16)，打開閥(6)、(7)、(8)和(9)，起動真空泵(4)，使真空壓力表(5)的真空度在50毫米汞柱至油飽和蒸汽壓之間(根據(jù)不同介質視需要而定)后，適當延長一段時間，關閉閥(8)和(9)，停真空泵(4)，若油的粘度較高，在抽真空的同時，利用溫控制器(14)，適當加溫，使氣體、水分和易揮發(fā)物迅速逸出。
3.容量變化過程打開閥(10)使氣囊(2)充氣，讓油箱內恢復壓力和增加壓力，直至表(5)的壓力指示符合主油泵(17)所需供油壓力為止。對油泵(17)入口只需大氣壓供油情況，表(5)指示壓力應比一個大氣壓稍高0.1～0.2個大氣壓，以確保氣囊(2)動作靈敏，同時防止停車時空氣進入系統(tǒng)內。
4.給系統(tǒng)換成已排出氣體、水分和易揮發(fā)物的油過程起動主油泵(17)，使液壓系統(tǒng)(18)中的油換成已排出氣體、水分和易揮發(fā)物的油。液壓系統(tǒng)(18)中的油由回油管(12)返回油箱(1)。重復2到4過程，使整個系統(tǒng)中的油達到無氣體、水分和易揮發(fā)物要求時止。隨后讓無氣體、水分和易揮發(fā)物的油在密封的系統(tǒng)中運行。
本實用新型可以消除液壓系統(tǒng)中液壓油的氣穴，需要達到什么程度就可以達到什么程度，并可消除油箱泡沫，因而可消除氣穴腐蝕，延長整個液壓系統(tǒng)的壽命和液壓油壽命，可以提高泵的容積效率，提高油泵特征值Cp(Cp＝N·D＝nq 1/3 ，N為轉速即轉／分，D為特征尺寸，q為泵量厘米3／轉)的極限值，因而可突破油泵的極限轉速和泵量，為油泵高轉速、大流量、微型化提供了前提?？梢赃M一步提高油缸的剛性和動作的精確性?？蛇M一步提高控制閥門的穩(wěn)定性和精確性。改善各執(zhí)行元件的動作精確性和可靠性?？山档驮肼暋⒄駝?、脈動和沖擊，使系統(tǒng)工作穩(wěn)定，動態(tài)性能更好。能防止節(jié)流孔氣穴阻塞，能放寬對節(jié)流孔道前后壓力比的設計限制，從而達到高速化。如對精密鏡面平面磨床而言，爬行問題至今未能解決，而導軌的爬行除了導軌磨擦力變化外，另一種主要原因是油的氣穴引起液壓油剛性變化的結果。氣穴的噪聲及氣穴引起的微小振動使磨床穩(wěn)定性變壞。因此由于氣穴問題解決會使精密磨床的加工精度得到進一步提高。
本實用新型的油箱可作增壓油箱用，這不僅對油泵供油有利，而且可使油泵轉速提高。在油泵需強迫供油的情況下，可省去強迫供油泵，因而可簡化設備降低成本。另外油箱要求密封，這樣可防止外界對油的污染。
本實用新型的方法及其裝置除了要求系統(tǒng)有良好的密封外，沒有難于辦到的要求。設備并不復雜，成本不高，操作簡便，易于實施。
本實用新型對能滿足密封要求的液壓系統(tǒng)不必作很多改動，只要將原有的油箱改換成本裝置即可，因而它不僅適用于新設計制造的液壓系統(tǒng)，而且適用于已經在使用的液壓系統(tǒng)。
權利要求
1.一種消除液壓系統(tǒng)中氣穴的裝置包括密封式容器即密封式油箱，其特征在于它還包括脫氣器、容量變化器，脫氣器和密封式油箱相連，容量變化器與密封式油箱裝配在一起，脫氣器和容量變化器通過控制管路相連。
2.根據(jù)權利要求
1所述的裝置，其特征在于密封式油箱(1)是一只密封式油箱，其上部內壁呈球殼型或向上傾斜的其它型式，出口和進口有截止閥，內部裝有油溫控制器(14)。
3.根據(jù)權利要求
1所述的裝置，其特征在于容量變化器包括氣囊(2)、氣囊保護罩(11)、截止閥(10)和氣源(3)；氣囊(2)裝配在氣囊保護罩(11)內，氣囊(2)和氣囊保護罩(11)是裝配在密封式油箱內通過截止閥(10)與氣源(3)相連。
4.根據(jù)權利要求
1所述的裝置，其特征在于脫氣器包括真空泵(4)、真空壓力表(5)，它們通過閥(6)、(7)、(8)與密封油箱(1)相連，通過控制管路與容量變化器相連。
專利摘要
液壓系統(tǒng)中消除氣穴的裝置包括密封式容器即油箱、脫氣器和容量變化器三大部分，它基于液壓油中氣體、水分和易揮發(fā)物分離壓與油的飽和蒸汽壓相差很大這一特點，通過脫氣器抽真空及溫度控制器的適當加溫將油中形成氣穴的氣體、水分和易揮發(fā)物迅速分離出去，再利用容量變化器對液壓油加壓使油達到所需的工作壓力，然后讓液壓油在密封的液壓系統(tǒng)中運行。這樣能完全消除液壓系統(tǒng)中氣穴現(xiàn)象，其結構簡單，操作簡便，易于實施。
文檔編號F15B21/04GK85202372SQ85202372
公開日1986年7月16日 申請日期1985年6月13日
發(fā)明者沈漢石 申請人:沈漢石導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan