船用滑油全自动反冲洗滤器的制作方法

本发明涉及一种船用滑油全自动反冲洗滤器，具体涉及船舶柴油机的滑油全自动反冲洗滤器。

背景技术：

船舶滑油系统是保障船舶主机正常稳定运行的重要动力系统，具有减磨、冷却、清洁、减噪、密封、传动、防腐等作用，滑油滤器作为系统的主要设备，其工作状态直接影响着船舶主机的运行状态，也是船舶自动化水平重要体现。

目前，在船舶上应用的自动清洗式滤器主要包括油反冲式和空气反冲式两种形式。油反冲式自清洗滤器主要利用过滤后出口的油液进行反冲洗，在清洗过程中出口油压有所下降，从而会造成进机压力波动，且因冲洗压力较低，滑油又具有一定的粘性，冲洗效果往往不佳。现有的空气反冲式自清洗滤器主要利用压缩空气进行反向冲洗，在实际应用中，主要存在空气易渗入滑油系统，造成滑油工作压力不稳，滑油系统产生气穴腐蚀，自动控制程序不完善，冲洗不完全等技术不足。此外，在自清洗滤器运行过程中因系统设计导致部分滑油直接排入污油柜，滑油损耗比较严重。

技术实现要素：

为了解决现有船用自清洗滤器在空气易渗入滑油系统，造成滑油工作压力不稳，滑油系统产生气穴腐蚀，自动控制程序不完善，冲洗不完全等技术不足的问题，本发明提供了一种结构设计合理，使用安全可靠的船用滑油全自动反冲洗滤器。

本发明所述的船用滑油全自动反冲洗滤器，其特征在于：包括用于提供旋转驱动力的驱动装置、用于处理滑油的过滤装置、用于控制过滤装置通道互通的清洗控制阀、用于测定传动转轴旋转角度的位置测定装置、用于与污油柜连通的排污装置以及用于带有人机交互界面的控制器，所述驱动装置的输出轴与所述清洗控制阀的动力输入轴相连；所述清洗控制阀与所述过滤装置转动配合，并且所述过滤装置通过所述清洗控制阀分别与油泵、柴油机滑油系统管路连通；所述位置测定装置安装在所述清洗控制阀上，所述清洗控制阀通过排污装置与污油柜连通；所述驱动装置的控制端、位置测定装置的位置感应器、过滤装置以及排污装置的控制件分别与所述控制器相连；

所述过滤装置包括安装座和多套沿安装座周向布置的过滤组件，所述安装座的内腔分为相互连通的上腔和下腔，上腔与下腔之间设有进出口压差变送器；上腔设有进油通道和用于与油泵连通的滑油进口，下腔设有出油通道、冲洗空气进口、用于与柴油机滑油系统连通的滑油出口以及用于与排污装置连通的排污口；所述过滤组件包括带排气口的滤筒和至少一个装在滤筒内腔的滤芯，所述滤筒插入所述安装座周向布置的安装孔内，并通过螺栓与安装座固接，并保持所述滤筒内腔与进油通道连通，所述滤芯的内腔与出油通道连通；所述进出口压差变送器的控制端与所述控制器相应引脚电连；

所述清洗控制阀包括阀体安装座、用于传递旋转驱动力的传动转轴和用于与过滤组件配合的配流轴，所述传动转轴一端与所述驱动装置的输出轴相连，另一端与所述配流轴上端固接；所述配流轴同轴插入所述安装座的中心通孔内，并通过所述阀体安装座与所述过滤装置的安装座转动连接；所述配流轴与任意一个所述过滤组件配合；所述配流轴侧壁设有与其内腔连通的第一通孔以及沿其外壁周向布置的环形槽，其中所述第一通孔与其中任意一套过滤组件的安装座进油通道连通的同时，所述环形槽分别与同套过滤组件对应的安装座出油通道连通以及安装座的冲洗空气进口连通；所述配流轴的内腔通过其底部的配流轴排污通孔与所述安装座的排污口重合；

所述控制器包括信号采集器、用于选择清洗模式的数据比较器、用于控制清洗气连通的清洗气控制器、数据处理器、人机交互界面以及报警器，所述信号采集器的信号输入端分别与所述位置测定装置的信号输出端、所述过滤装置的进出口压差变送器的信号输出端电连，所述信号采集器的信号输出端与所述比较器的信号输入端电连；所述比较器的信号输出端与所述数据处理器的第一信号输入端电连，所述人机交互界面的信号输出端与所述数据处理器的第二信号输入端电连，所述数据处理器的第一信号输出端分别通过控制电路与所述驱动装置、所述排污装置的控制件、清洗气控制器电连；所述报警器的信号输入端与所述数据处理器的第二信号输出端电连。

所述排污装置包括排污阀和排污控制阀，所述排污阀包括阀体以及带活塞的阀芯，所述阀体上设有阀体排污入口、阀体排污出口、第一阀体通孔、第二阀体通孔以及第三阀体通孔，阀体排污入口与安装座排污口对应，第二阀体通孔以及第三阀体通孔设置在阀体内部用于与活塞接触密封的挡圈处；所述活塞安装在阀芯的其中一端部，所述阀体内腔通过与其密封滑动配合的活塞分隔为第一腔和第二腔，第一阀体通孔与所述第一腔连通，所述第二阀体通孔以及第三阀体通孔均与第二腔连通，其中活塞与挡圈接触密封时，阀芯的另一端部恰好封堵住阀体排污出口处；所述排污控制阀为两位三通阀，其中进气与外部气源连通，其余两出气口分别与第一阀体通孔、第二阀体通孔连通，并且所述排污控制阀的控制端与所述控制器的控制端电连。

所述冲洗空气进口处配有冲洗控制阀，其中所述冲洗控制阀为气控阀，并且所述冲洗控制阀的控制气源与所述第三阀体通孔连通。

所述位置测定装置包括定位凸轮、位置传感器以及传感器安装架，所述定位凸轮安装在所述传动转轴外壁，所述传感器安装架与所述阀体安装座固接，所述位置传感器装在所述传感器安装架上，并且所述定位凸轮与所述位置传感器处于同一水平面上；所述位置传感器的信号输出端与所述控制器的相应信号引脚电连；

所述滑油进口处设有高压测试通孔，所述滑油出口开设有低压测试通孔，其中所述上腔通过所述高压测试通孔与进出口差压变送器的正压端管路连通，所述下腔通过低压测试通孔与所述进出口差压变送器的负压端相连。

所述的滤芯下方呈喇叭口形，并且所述滤芯通过底部的喇叭口与安装座的出油口连通。

所述滤筒的顶部设有带排气控制阀的排气口，所述排气口通过管路与日用柜连通；所述排气控制阀为电磁阀，且排气控制阀的控制端与所述数据处理器的信号输出端电连。

所述安装座上沿其周向安装4套能与清洗控制阀配合的过滤组件，并且清洗控制阀只能选择其中一个过滤组件，并与之配合，使该过滤组件与安装座的滑油进口、滑油出口导通。

所述滑油进口和所述滑油出口设置在所述安装座的同侧。

所述驱动装置为电机以及减速机构，所述电机的输出轴通过减速机构与所述清洗控制阀的传动转轴固接。

本发明所述的船用滑油全自动反冲洗滤器的各个部件连接处均配有相应的密封圈。本发明的工作原理：

所述的控制器上电后，初始化备用清洁滤筒、进出口油压差规定上下限值、滤器清洗间隔时间、滤筒冲洗时间、滤筒排气时间等参数，通过人机交互界面可以更改上述设定值；按下启动按钮后，控制器内的数据采集器可以采集位置传感器输出的信号，计算分析清洗控制阀的位置，数据处理器输出信号控制电机运行，带动清洗控制阀转动，直至其下端侧面第一通孔对准设定的备用清洁滤筒T2的进油通道，滤筒T2的出油通道经环形槽与冲洗空气进口相通，船用滑油全自动反冲洗滤器开始运行，此时，使用T1、T3、T4三只滤筒滤油，三只滤筒的进油通道与滑油进口相通，出油通道与滑油出口相通，滤油经过滤芯过程中，油液由外层向内层过滤，保证杂质处于滤芯外部，便于清理，工作时，数据采集器以及数据比较器不断采集计算分析进出口差压变送器的信号，当滤器进出口压差低于规定下限值或滤器工作时间超过滤器清洗间隔时间时，数据输出器输出信号开始对滤筒T1、T3、T4轮流进行清洗，数据输出器控制电机运转，通过减速机构带动清洗控制阀顺时针转动，直至其下端侧面第一通孔对准滤筒T3的进油通道，此时，T1、T2、T4三只滤筒处于滤油状态，微电脑输出信号控制排污控制阀动作右位通，控制空气P₁经排污阀的第二阀体通孔进入控制活塞第二腔，排污阀的控制活塞第一腔经第一阀体通孔通大气，推动排污阀阀芯左移，打开阀体排污出口，排污阀的控制活塞左移的同时，排污阀阀体上的第三阀体通孔被打开，控制空气P₁进一步控制冲洗控制阀打开，冲洗空气P₀经冲洗空气进口、环形槽、滤筒T3的出油通道进入滤芯内侧，因滤芯下方呈喇叭口形，冲洗空气在此形成一个旋转的气旋，对滤筒T3的滤芯由滤芯的内部往外部冲洗，将附着在滤芯外部的杂质冲洗掉，冲洗下来的污物经滤筒滤筒T3的进油通道、清洗控制阀下端侧面第一通孔、清洗控制阀配流轴、阀体排污出口流入污油柜，待冲洗时间达到规定值时，数据处理器输出信号控制排污控制阀动作左位通，排污阀的控制活塞第一腔与控制空气P₁相通，第二腔与大气相通，排污阀阀芯右移，关闭阀体排污出口，同时，排污阀阀芯关闭排污阀阀体上的第三阀体通孔，关闭冲洗控制阀，滤筒T3冲洗完成。进一步，数据输出器输出信号控制滤筒T3的排气控制阀打开，滤筒T3经排气口、排气控制阀与滑油日用柜相通，提前释放残余冲洗空气压力，数据输出器输出信号控制电机运转，带动清洗控制阀顺时针转动，待其下端侧面通孔对准滤筒T4的进油通道时停止，滤筒T1、T2、T3处于滤油状态，滤筒T3随着滤油进入滤筒，同步进行补油排气，因滤筒顶部的排气口及与日用柜连接管系油流量较小，压力损失很小，滤器出口压力基本无波动，在补油排气过程中部分溢油回流滑油日用柜，避免了滑油损耗，待补油排气时间到规定值，数据处理器输出信号控制滤筒T3的排气控制阀关闭，滤筒T1、T2、T3处于正常滤油状态，数据处理器输出信号控制排污控制阀动作，同上述滤筒T3清洗程序对滤筒T4进行冲洗，接着对滤筒T1进行冲洗，完成一轮冲洗，此时数据采集器以及数据比较器采集分析进出口差压变送器的信号，若滤器进出口压差高于规定上限值，微电脑控制滤筒T2重回备用状态，滤筒T1、T3、T4处于滤油状态，若滤器进出口压差低于规定上限值，数据处理器控制滤器进行下一轮清洗，若超过规定清洗轮次后滤器进出口压差仍未达到规定值，控制器输出信号警报信号，提示轮机员需要对滤器进行拆检。

本发明的有益效果在于：滤器工作时，只使用三个滤筒，一个洁净的滤筒作为备用，控制器中微电脑根据滤器工作时间、进出油压差等参数按照程序控制压缩空气对滤筒进行反向冲洗，冲洗时不影响滤器的正常过滤，滤器的出口压力无波动，冲洗完全，残气排除彻底且滑油损耗少。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的工作原理图。

图3是本发明的控制程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明

参照附图1、2、3：

实施例1本发明所述的船用滑油全自动反冲洗滤器，包括用于提供旋转驱动力的驱动装置1、用于处理滑油的过滤装置2、用于控制过滤装置通道互通的清洗控制阀3、用于测定传动转轴旋转角度的位置测定装置4、用于与污油柜连通的排污装置5以及用于带有人机交互界面的控制器6，所述驱动装置1的输出轴与所述清洗控制阀3的动力输入轴相连；所述清洗控制阀3与所述过滤装置2转动配合，并且所述过滤装置2通过所述清洗控制阀2分别与油泵、柴油机滑油系统管路连通；所述位置测定装置4安装在所述清洗控制阀3上，所述清洗控制阀3通过排污装置5与污油柜连通；所述驱动装置1的控制端、位置测定装置4的位置感应器、过滤装置2以及排污装置5的控制件分别与所述控制器6相连；

所述过滤装置2包括安装座21和多套沿安装座周向布置的过滤组件22，所述安装座21的内腔分为相互连通的上腔和下腔，上腔与下腔之间设有进出口压差变送器23；上腔设有进油通道211和用于与油泵连通的滑油进口212，下腔设有出油通道213、冲洗空气进口216、用于与柴油机滑油系统连通的滑油出口214以及用于与排污装置连通的排污口215；所述过滤组件22包括带排气口的滤筒221和至少一个装在滤筒内腔的滤芯222，所述滤筒221插入所述安装座21周向布置的安装孔内，通过螺栓与安装座固接，并保持所述滤筒221内腔与进油通道211连通，所述滤芯222的内腔与出油通道213连通；所述进出口压差变送器23的控制端与所述控制器6相应引脚电连；

所述清洗控制阀3包括阀体安装座31、用于传递旋转驱动力的传动转轴32和用于与过滤组件22配合的配流轴33，所述传动转轴32一端与所述驱动装置1的输出轴相连，另一端与所述配流轴33上端固接；所述配流轴33同轴插入所述安装座21的中心通孔内，并通过所述阀体安装座31与所述过滤装置2的安装座21转动连接；所述配流轴33与任意一个所述过滤组件22配合；所述配流轴33侧壁设有与其内腔连通的第一通孔331以及沿其外壁周向布置的环形槽332，其中所述第一通孔331与其中任意一套过滤组件22的安装座21进油通道211连通的同时，所述环形槽332分别与同套过滤组件22对应的安装座21出油通道213连通以及安装座的冲洗空气进口216连通；所述配流轴33的内腔通过其底部的配流轴排污通孔333与所述安装座21的排污口215重合；

所述控制器6包括信号采集器、用于选择清洗模式的数据比较器、用于控制清洗气连通的清洗气控制器、数据处理器、人机交互界面以及报警器，所述信号采集器的信号输入端分别与所述位置测定装置的信号输出端、所述过滤装置的进出口压差变送器的信号输出端电连，所述信号采集器的信号输出端与所述比较器的信号输入端电连；所述比较器的信号输出端与所述数据处理器的第一信号输入端电连，所述人机交互界面的信号输出端与所述数据处理器的第二信号输入端电连，所述数据处理器的第一信号输出端分别通过控制电路与所述驱动装置、所述排污装置的控制件、清洗气控制器电连；所述报警器的信号输入端与所述数据处理器的第二信号输出端电连。

所述排污装置5包括排污阀51和排污控制阀52，所述排污阀51包括阀体511以及带活塞的阀芯512，所述阀体511上设有阀体排污入口5111、阀体排污出口5112、第一阀体通孔5113、第二阀体通孔5114以及第三阀体通孔5115，阀体排污入口5111与安装座排污口215对应，第二阀体通孔5114以及第三阀体通孔5115设置在阀体511内部用于与活塞接触密封的挡圈处；所述活塞安装在阀芯512的其中一端部，所述阀体512内腔通过与其密封滑动配合的活塞分隔为第一腔和第二腔，第一阀体通孔5113与所述第一腔连通，所述第二阀体通孔5114以及第三阀体通孔5115均与第二腔连通，其中活塞与挡圈接触密封时，阀芯512的另一端部恰好封堵住阀体排污出口5112处；所述排污控制阀52为两位三通阀，其中进气与外部气源连通，其余两出气口分别与第一阀体通孔5113、第二阀体通孔5114连通，并且所述排污控制阀52的控制端与所述控制器6的控制端电连。

所述冲洗空气进口216处配有冲洗控制阀217，其中所述冲洗控制阀217为气控阀，并且所述冲洗控制阀217的控制气源与所述第三阀体通孔5115连通。

所述位置测定装置4包括定位凸轮41、位置传感器42以及传感器安装架，所述定位凸轮41安装在所述传动转轴32外壁，所述传感器安装架与所述阀体安装座31固接，所述位置传感器42装在所述传感器安装架上，并且所述定位凸轮41与所述位置传感器42处于同一水平面上；所述位置传感器42的信号输出端与所述控制器6的相应信号引脚电连；

所述滑油进口212处设有高压测试通孔，所述滑油出口214开设有低压测试通孔，其中所述上腔通过所述高压测试通孔与进出口差压变送器23的正压端管路连通，所述下腔通过低压测试通孔与所述进出口差压变送器23的负压端相连。

所述的滤芯222下方呈喇叭口形，并且所述滤芯222通过底部的喇叭口与安装座21的出油口连通。

所述滤筒221的顶部设有带排气控制阀223的排气口，所述排气口通过管路与日用柜连通；所述排气控制阀223为电磁阀，且排气控制阀223的控制端与所述数据处理器的信号输出端电连。

所述安装座21上沿其周向安装4套能与清洗控制阀配合的过滤组件22，并且清洗控制阀3只能选择其中一个过滤组件22，并与之配合，使该过滤组件22与安装座21的滑油进口212、滑油出口214导通。

所述滑油进口212和所述滑油出口214设置在所述安装座21的同侧。

所述驱动装置1为电机以及减速机构，所述电机的输出轴通过减速机构与所述清洗控制阀的传动转轴固接。

所述滤筒的中心轴与配流轴中心轴距离相等，即滤筒中心轴落在以配流轴中心轴为轴的圆柱面上。

图1中，A代表高压测试通孔；B代表低压测试通孔；C代表第一阀体通孔5113、第二阀体通孔5114以及第三阀体通孔5115；F代表环形槽332；G代表滤筒排气口；另外，图中1、2有4种箭头：H1代表从油泵中引出的滑油，里面含有杂质；H2代表代表经过处理之后的洁净滑油，引入柴油机滑油系统；H3代表冲洗气；H4经过过滤装置处理之后的污油，需要引入污油柜。

如图2所示，以设置4套过滤组件为例，并且四套过滤组件以顺时针方向依次命名为T1、T2、T3、T4，并以T2为备用清洁滤筒。

本发明的工作原理：

所述的控制器6上电后，初始化备用清洁滤筒、进出口油压差规定上下限值、滤器清洗间隔时间、滤筒冲洗时间、滤筒排气时间等参数，通过人机交互界面可以更改上述设定值；按下启动按钮后，控制器内的数据采集器可以采集位置传感器42输出的信号，计算分析清洗控制阀3的位置，数据处理器输出信号控制电机运行，带动清洗控制阀3转动，直至其下端侧面第一通孔331对准设定的备用清洁滤筒T2的进油通道，滤筒T2的出油通道213经环形槽332与冲洗空气进口215相通，船用滑油全自动反冲洗滤器(以下简称滤器)开始运行，此时，使用T1、T3、T4三只滤筒滤油，三只滤筒的进油通道211与滑油进口212相通，出油通道213与滑油出口214相通，滤油经过滤芯222过程中，油液由外层向内层过滤，保证杂质处于滤芯222外部，便于清理，工作时，数据采集器以及数据比较器不断采集计算分析进出口差压变送器23的信号，当滤器进出口压差低于规定下限值或滤器工作时间超过滤器清洗间隔时间时，数据输出器输出信号开始对滤筒T1、T3、T4轮流进行清洗，数据输出器控制电机运转，通过减速机构带动清洗控制阀3顺时针转动，直至其下端侧面第一通孔331对准滤筒T3的进油通道，此时，T1、T2、T4三只滤筒处于滤油状态，微电脑输出信号控制排污控制阀动作右位通，控制空气P₁经排污阀51的第二阀体通孔5114进入控制活塞第二腔第二腔，排污阀51的控制活塞第一腔经第一阀体通孔5113通大气，推动排污阀阀芯512左移，打开阀体排污出口5112，排污阀51的控制活塞左移的同时，排污阀阀体511上的第三阀体通孔5115被打开，控制空气P₁进一步控制冲洗控制阀217打开，冲洗空气P₀经冲洗空气进口216、环形槽332、滤筒T3的出油通道214进入滤芯222内侧，因滤芯222下方呈喇叭口形，冲洗空气在此形成一个旋转的气旋，对滤筒T3的滤芯222由滤芯的内部往外部冲洗，将附着在滤芯222外部的杂质冲洗掉，冲洗下来的污物经滤筒T3的进油通道211、清洗控制阀3下端侧面第一通孔331、清洗控制阀配流轴33、阀体排污出口5112流入污油柜，待冲洗时间达到规定值时，数据处理器输出信号控制排污控制阀52动作左位通，排污阀51的控制活塞第一腔与控制空气P₁相通，第二腔与大气相通，排污阀阀芯512右移，关闭阀体排污出口，同时，排污阀阀芯512关闭排污阀阀体511上的第三阀体通孔5115，关闭冲洗控制阀217，滤筒T3冲洗完成。进一步，数据输出器输出信号控制滤筒T3的排气控制阀223打开，滤筒T3经排气口、排气控制阀223与滑油日用柜相通，提前释放残余冲洗空气压力，数据输出器输出信号控制电机运转，带动清洗控制阀3顺时针转动，待其下端侧面第一通孔331对准滤筒T4的进油通道211时停止，滤筒T1、T2、T3处于滤油状态，滤筒T3随着滤油进入滤筒，同步进行补油排气，因滤筒221顶部的排气口及与日用柜连接管系油流量较小，压力损失很小，滤器出口压力基本无波动，在补油排气过程中部分溢油回流滑油日用柜，避免了滑油损耗，待补油排气时间到规定值，数据处理器输出信号控制滤筒T3的排气控制阀关闭，滤筒T1、T2、T3处于正常滤油状态，数据处理器输出信号控制排污控制阀52动作，同上述滤筒T3清洗程序对滤筒T4进行冲洗，接着对滤筒T1进行冲洗，完成一轮冲洗，此时数据采集器以及数据比较器采集分析进出口差压变送器的信号，若滤器进出口压差高于规定上限值，微电脑控制滤筒T2重回备用状态，滤筒T1、T3、T4处于滤油状态，若滤器进出口压差低于规定上限值，数据处理器控制滤器进行下一轮清洗，若超过规定清洗轮次后滤器进出口压差仍未达到规定值，数据处理器输出信号警报信号，提示轮机员需要对滤器进行拆检。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。