专利名称：一种用于液压系统泵前低压端的智能排气系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于液压技术领域，特别是涉及一种用于泵前低压回路排气的 智能排气系统。
背景技术：
在液压系统中，低压储液箱中的液压介质往往与空气接触，当液压介质在 液压回路中流动时往往将微量的空气带入，尤其在液压泵循环工作时更易将空 气带入液压介质中，这将使液压泵的高压回路中造成气液混相，易使高压回路 压强不稳定，造成动力机构的运动不稳定，在需要稳定、安全可靠的重要系统 中，将可能造成严重的事故。例如高压电力系统、石油化工高危环境系统等。 现有技术中大多是在液压泵低压进液端的高位设置一个手动排气口，由人工定 期检查和排气，存在安全性和可靠性差等问题。下面以高压电力系统的液压机 构为例说明存在的问题。
电力系统中的断路器普遍采用液压机构传动，尤其是有些进口高压断路器， 目前在全国电力系统中使用较为普遍，从整体使用情况看，属于高质量产品。
但最好的产品也没有完美可言，从最近几年的使用中发现，500KV 3AT和220KV 3AQ1断路器液压机构打压不正常的缺陷偶有发生，表露的现象主要是打压频繁 或者建压不成功造成打压超时告警，存在事故隐患。
在500KV 3AT和220KV 3AQ1断路器实际运行的过程中，经常会发生油泵连 续运转或频繁打泵的情况，此时开关液压系统的油压会维持在一个相对较低的 压力水平，关闭油泵的电源后，液压系统的油压值能够保持不变。该情况发生的时间一般是在温差较大季节的凌晨为多，或者设备结合检修，马达电源切断 24小时以上再恢复运行时发生。经过现场的检查和处理情况综合分析导致问 题产生的根本原因是油泵活塞内有空气存在，从声音上也可以听出油泵空转。 油泵活塞内有空气主要是高压开关在运行一段时间后，液压系统微量的泄漏导 致在油泵低压部分以及部分高压油系统的内部(储能筒以及高压油缸)积聚了 一定的气体。由于气体的存在，油泵不能有效地将液压油从低压部分输出到高 压部分，进而出现油泵持续运转，但油压不能升高的情况，同时油泵还会由于 液压油自润滑功能被气体削弱导致相关的电气故障(接触器烧毁)或机械故障 (油泵损坏)等问题发生。
高压断路器发生油泵连续运转或频繁打泵且油压不能升高的缺陷，会对断 路器的正常运行带来很大的威胁，缺陷持续发生不处理或检修人员不停电处理 缺陷的过程都可能造成断路器停役，由此产生的直接后果将影响电网的可靠运 行和广大用户停电，对电网企业的输变电设施可靠性指标也带来非常不利影响。
这类缺陷的处理方法是对液压回路进行有效排气，在液压油重新注入油泵 活塞后才能使油泵运转正常化。目前处理方式有两种，其一是不定期的检査设 备，在不停电的情况下，每年定期对所有的液压机构油泵进行一次人工排气， 步骤为关闭油泵回路的电机电源开关；将油泵上的排气螺丝松开，并保持在 松开的状态，当排出的油无气泡时，拧紧排气螺丝；合上电机电源开关。
该工作比较简单，工作量也不大，设备不需要停电，目的是排除掉液压回 路中的部分气体，使得出现缺陷的时间得到延长。但该方式存在以下主要问题:
1)工作时有较大的安全隐患，若工作中碰及开关机构箱内部其他元器件，将造
成开关误动，从而可能引发大面积停电的后果；2)人工排气耗费大量检修力量， 且无法彻底消除打压超时的缺陷，只是使该缺陷发生的时间延长，实际经常发生刚刚人工排气一个月后就发生打压超时的缺陷。
第二种处理方式为将设备停役，对液压系统进行排气，步骤为
a) 对断路器的油泵进行排气关闭油泵回路的电机电源，将液压系统的油 压卸到零压；将油泵上的排气塞松开，保持在松开的状态，当排出的油无气泡 时，拧紧排气塞；合上电机电源开关，让油泵空转约5分钟(此时卸压螺栓保 持在卸压状态)；反复以上步骤2到3次，排气，油泵空转，直至泵体内无气体 排出；关闭油泵排气螺栓，合上电机电源，检査氮气储能筒气体的预充压力； 储压到正常压力后，分合断路器2到3次；卸压，再次检査油泵内有无气体存 在。
b) 液压系统卸压，对储能筒、液压缸以及液压锁定器排气(油泵空转)， 直至缸体储能筒排气口和其他相关排气口流出的液压油无气泡为止。
C)排气结束后，检查氮气储能筒的氮气预充压力、从零压开始的储能时间 以及分合分操作后的压力以及重新储能时间。
该工作相对比较复杂，但可以将液压回路中的气体基本排尽，但保持时间 不久，根据实际经验测得最多只能维持l年时间。该方式的排气虽然效果较好， 但需要停电处理，对于电力设备来说，经常的停电将对社会和电网系统造成严 重影响，并且在实际工作中技术要求较高，操作复杂。排气需要油管连接，连 接不当会导致少量液压油流出油箱的可能性，故需要准备少量的相同标号、厂
家的液压油作补充；同时还要注意排气口的封堵螺丝为紫铜材料，容易拧断。
发明内容
为了有效、彻底、方便的解决液压系统中由于泵前低压端产生气体而引起 设备故障的问题，保证液压系统的正常工作，本实用新型的目的是提供一种用于液压系统泵前低压端的智能排气装置，设置在高于泵且低于储液箱的位置，与 泵前低压端连接，利用气体比液体轻的原理，将气体导入排气装置中，可以集中 收集低压回路中的空气，并根据情况自动排气，避免人工定期的盲目手动排气， 大大减少工作人员接触高危设备和高危环境的接触次数，可极大地降低重大事 故的事故率，既提高了设备的工作安全性、可靠性，又提高了操作人员的劳动 生产率和生产安全。
为了达到上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案
一种用于液压系统泵前低压端的智能排气系统，包括泵，泵前低压端设有 手动排气口， 一个设置在高于泵且低于储液箱位置的储气容器，储气容器与所 述手动排气口连接，所述储气容器上设有排气口，排气口连接有排气阀，所述 储气容器内设有高低液面传感器，所述排气阀和高低液面传感器连接控制模块， 所述控制模块连接有监控指示模块和故障指示模块。
作为优选，上述高低液面传感器包括竖直设在储气容器内的安装杆，安装 杆上空套上浮标和下浮标，并且安装杆上设有将上浮标和下浮标分别限制在安 装杆的上下两个段位内移动的限位结构，其中，所述上浮标和下浮标上均设有 磁性件，所述安装杆上设有分别感测上浮标和下浮标是否到位的上传感器和下 传感器，这两个传感器连接所述控制模块。采用该种结构的高低液面传感器，
一则可以有效分辨储气容器内的空气量；二则可以实时监控系统的运行状态， 可以有效辨别传感器故障或者其他系统故障，并及时报警提示；三则结构简单 制作方便。
上述控制模块依照如下步骤执行 步骤l，系统初始化；
步骤2，读入上浮标和下浮标的状态；当检测到上浮标和下浮标均已到达上限位时，控制模块关闭排气阀；当检测到上浮标和下浮标均已到达下限位 时，控制模块开启排气阀；当检测到上浮标己到达下限位而下浮标已 到达上限位时，控制模块开启排气阀；当检测到上浮标已到达上限位 而下浮标已到达下限位时，控制模块关闭排气阀，并且故障指示模块 指示传感器故障；
步骤3，读入排气阀状态；当控制模块指令开启排气阀并检测到排气阀已开启 时，监控指示模块指示排气中；当控制模块指令开启排气阀而检测到排 气阀未开启时，故障指示模块指示排气故障；当控制模块指令关闭排气 阀并检测到排气阀已关闭时，监控指示模块指示监控中；当控制模块指 令关闭排气阀而检测到排气阀未关闭时，故障指示模块指示排气故障；
步骤4，返回步骤2继续执行。
采用上述步骤执行，可以实现系统根据储气容器内的空气良自动排气，并 具有自我监控和指示功能。
上述监控指示模块和故障指示模块均为声光指示电路。
上述排气阀为电磁阀，所述排气阀连接有强制手动排气开关。设置强制强 制手动排气开关，是考虑到该系统的使用环境中强磁干扰比较严重，这样可以 在控制电路部分出现故障无法开启排气阀的情况下，手动开启排气阀排气。
对上述排气阀的状态进行监控，可以是控制模块根据检测到的液面状态变 化情况来判断，也可以是在上述排气阀上独立设置一个排气监控传感器，排气 监控传感器连接所述控制模块。
上述储气容器通过柔性管与泵连接。
上述储气容器侧壁上设有液面观察窗。本实用新型由于采用了以上的技术方案，利用空气比重比液体轻，可以将 泵前低压回路中的空气集中收集到储气容器，当液面传感器感知液面低于设定
高度时排气阀打开，利用液路高低压差自动排气，液面自动升高；排气后，当 液面传感器感知液面达到设定高度时排气阀关闭。该装置可以根据储气情况自 动排气，避免了人工定期的盲目手动排气，大大减少了工作人员接触高危设备 和高危环境的接触次数，可极大地降低重大事故的事故率，既提高了设备的工 作安全性、可靠性，又提高了操作人员的劳动生产率和生产安全。
图1是本实用新型的结构示意图。 图2是控制模块的程序流程图。 图3是本实用新型的电气原理框图。 图4是高低液面传感器的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做一个详细的说明。 实施例1:
如图1所示的一种用于液压系统泵前低压端的智能排气系统，包括泵1，泵 1前低压端设有手动排气口 2，还包括一个设置在高于泵1且低于储液箱位置的 储气容器5，储气容器5与所述手动排气口 2连接，所述储气容器5上设有排气 口6，排气口6连接有排气阀7，所述储气容器5内设有高低液面传感器8，如 图3所示，上述排气阀7和高低液面传感器8连接控制模块9，上述控制模块9 连接有监控指示模块和故障指示模块。
本实施例以本系统在高压电力系统中的使用为例，如图4所示，所述高低液面传感器8包括竖直设在储气容器5内的安装杆81，安装杆81上空套上浮标 82和下浮标83，并且安装杆81上设有将上浮标82和下浮标83分别限制在安 装杆81的上下两个段位内移动的限位结构，其中，所述上浮标82和下浮标83 上均设有磁性件，所述安装杆81上设有分别感测上浮标82和下浮标83是否到 位的上传感器和下传感器，这两个传感器连接所述控制模块9。如图4所示，上 浮标在A1^A2内移动，下浮标在B1—B2内移动，其中，Al、 Bl分别为上浮标 和下浮标的上限位，A2、 B2分别为上浮标和下浮标的下限位。
上述监控指示模块和故障指示模块均为由LED和发声装置构成的声光指示 电路。上述排气阀7为电磁阀，可以直接受控制模块9控制开闭，也可以是受 控制模块9通过一定的排气控制电路或者机构实现开闭，并且上述排气阀7连 接有强制手动排气开关。上述排气阀7上设有排气监控传感器，排气监控传感 器连接所述控制模块9。上述储气容器5通过柔性管3与泵1连接，以避免泵的 振动影响。上述储气容器5侧壁上设有液面观察窗4。
如图2所示，上述控制模块9依照如下步骤执行 步骤l，系统初始化；
步骤2，读入上浮标82和下浮标83的状态；当检测到上浮标82和下浮标83 均已到达上限位时(即储气容器内没有或者仅有少量空气)，控制模块9 关闭排气阀7;当检测到上浮标82和下浮标83均已到迖下限位时(即储 气容器内充满或者有大量空气)，控制模块9开启排气阀7;当检测到上 浮标82已到达下限位而下浮标83已到达上限位时(即液面处于中线位置， 储气容器内含有较多空气)，控制模块9开启排气阀7;当检测到上浮标 82已到达上限位而下浮标83已到达下限位时，控制模块9关闭排气阀7， 并且故障指示模块指示传感器故障；步骤3，读入排气阀7状态；当控制模块9指令开启排气阀7并检测到排气阀7 己开启时，监控指示模块指示排气中；当控制模块9指令开启排气阀7而 检测到排气阀7未开启时，故障指示模块指示排气故障；当控制模块9指 令关闭排气阀7并检测到排气阀7已关闭时，监控指示模块指示监控中； 当控制模块9指令关闭排气阀7而检测到排气阀7未关闭时，故障指示模 块指示排气故障；
步骤4，返回步骤2继续执行。
权利要求1. 一种用于液压系统泵前低压端的智能排气系统，包括泵(1)，泵(1)前低压端设有手动排气口(2)，其特征在于，还包括一个设置在高于泵(1)且低于储液箱位置的储气容器(5)，储气容器(5)与所述手动排气口(2)连接，所述储气容器(5)上设有排气口(6)，排气口(6)连接有排气阀(7)，所述储气容器(5)内设有高低液面传感器(8)，所述排气阀(7)和高低液面传感器(8)连接控制模块(9)，所述控制模块(9)连接有监控指示模块和故障指示模块。
2. 根据权利要求1所述的一种用于液压系统泵前低压端的智能排气系统，其特 征在于，所述高低液面传感器(8)包括竖直设在储气容器(5)内的安装杆(81)，安装杆(81)上空套上浮标(82)和下浮标(83)，并且安装杆(81) 上设有将上浮标(82)和下浮标(83)分别限制在安装杆(81)的上下两个 段位内移动的限位结构，其中，所述上浮标(82)和下浮标(83)上均设有 磁性件，所述安装杆(81)上设有分别感测上浮标(82)和下浮标(83)是 否到位的上传感器和下传感器，这两个传感器连接所述控制模块(9)。
3. 根据权利要求1或2所述的一种用于液压系统泵前低压端的智能排气系统， 其特征在于，所述监控指示模块和故障指示模块均为声光指示电路。
4. 根据权利要求1或2所述的一种用于液压系统泵前低压端的智能排气系统， 其特征在于，所述排气阀(7)为电磁阀，所述排气阀(7)连接有强制手动 排气开关。
5. 根据权利要求1或2所述的一种用于液压系统泵前低压端的智能排气系统， 其特征在于，所述排气阀(7)上设有排气监控传感器，排气监控传感器连接 所述控制模块(9)。
6. 根据权利要求1或2所述的一种用于液压系统泵前低压端的智能排气系统，其特征在于，所述储气容器(5)通过柔性管(3)与泵(1)连接。
7.根据权利要求1或2所述的一种用于液压系统泵前低压端的智能排气系统， 其特征在于，所述储气容器(5)侧壁上设有液面观察窗(4)。
专利摘要本实用新型公开了一种用于液压系统泵前低压端的智能排气系统，包括泵，泵前低压端设有手动排气口，一个设置在高于泵且低于储液箱位置的储气容器，储气容器与所述手动排气口连接，储气容器上设有排气口，排气口连接有排气阀，储气容器内设有高低液面传感器，排气阀和高低液面传感器连接控制模块，控制模块连接有监控指示模块和故障指示模块。本技术方案利用空气比重比液体轻，可以将泵前低压回路中的空气集中收集到储气容器，并可以根据储气情况自动排气，避免了人工定期的盲目手动排气，大大减少了工作人员接触高危设备和高危环境的接触次数，可极大地降低重大事故的事故率。
文档编号F15B21/00GK201255157SQ20082012000
公开日2009年6月10日 申请日期2008年6月23日 优先权日2008年6月23日
发明者刘伟浩, 朱国权, 杰 潘, 王坚俊, 章福华 申请人:杭州市电力局