专利名称：适用于矿用自卸车和重载自卸卡车液压系统的预压式液压油箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工程车辆液压系统的液压油箱，特别涉及一种用于保证矿用自卸车和重载自卸卡车在矿区高粉尘空气环境中液压油的清洁度，确保主机液压系统稳定工作的适用于矿用自卸车和重载自卸卡车液压系统的预压式液压油箱。
背景技术：
由于矿用自卸车和重载自卸卡车液压系统主要执行元件是液压缸，而液压缸在工作过程中存在如图1所示的全伸出和全缩回两种工况，当液压缸全缩回时，液压缸内部储油量为VI，当液压缸全伸出时对应的内部储油量为V2，且V2-V1= AV > 0(即V2 > VI)，对应上述情况并由图2所示知，当液压缸全缩回时，液压系统的液压油箱内对应油面最高、油箱内气体空间最小，在液压缸全伸出时，液压油箱内对应油面最低、油箱内气体空间最大，综上所述，随着矿用车工作时液压缸的伸出与缩回的往复工作，液压油箱内部气体空间的体积会随之增加与减小。在现有技术的矿用自卸车和重载自卸卡车中，其液压油箱的呼吸器采用的是如图3和图4所示的呼吸器与加油过滤器组合成一体式的结构，在该呼吸器结构(2)中，现有呼吸器(2-1)直接与外界大气相连通，当矿用自卸车和(/或)重载自卸卡车液压缸做液压缸伸出的转向或升斗卸料作业时，对应液压油箱内的油面下降，油箱内气体空间增大、箱内气压降低，此刻呼吸孔(2-1-3)内侧形成一个相对外界大气压的负压区，混杂着粉尘的外界大量气体快速从呼吸器下檐呼吸孔(2-1-3)挤入，通过呼吸器滤芯(2-1-1)，进入液压油箱；当主机液压缸做液压缸缩回的转向或收斗时，对应液压油箱内的油面上升，油箱内气体空间减小、箱内气压增高，油箱内气体通过滤芯(2-1-1)、呼吸器下檐呼吸孔(2-1-3)呼出油箱，由此可看出，现技术液压油箱存在着箱内气体与箱体外界环境气体不加任何限制的自然连通流动，在上述气体流通过程中，不可避免地将环境大气中的粉尘吸入液压油箱内，造成液压油被污染、油品清洁度指标下降，长期处于此种工况下，将极大缩短呼吸器滤芯和液压油的寿命，不仅提高了液压系统维护保养(换油、换滤芯)频次和费用，同时还会导致液压油被污染进而引发液压元件的早期故障。
发明内容本实用新型的目的正是针对上述现有技术中的不足之处而提供一种适用于矿用自卸车和重载自卸卡车的预压式液压油箱，通过本专利油箱的应用，可以达到减少直至杜绝箱体内部气体与外部环境气体的交换，从而阻止环境气体中的粉尘进入液压油箱，起到稳定液压油清洁度品质、延长液压油和液压元器件使用寿命的目的。本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现本实用新型的适用于矿用自卸车和重载自卸卡车液压系统的预压式液压油箱，所述液压油箱包括油箱体、安装在液压油箱体顶面上的预压式呼吸器结构、加油滤清器结构；所述预压式呼吸器结构包括以竖直设置的方式固接在液压油箱体顶面上的预压式呼吸器管座、连接在预压式呼吸器管座顶部的预压式呼吸器，在预压式呼吸器的呼吸器外壳与内套之间设置有空气滤芯，在内套的套壁上设置有多个通气孔，在内套的腔体内部设置有一个吸气单向阀和一个呼气单向阀，通过设定适当的呼气和吸气单向阀开启压力，达到减少直至杜绝油箱内部密闭气体与外界空气进行气体交换的目的；所述加油滤清器结构包括固接在液压油箱体顶面上的加油法兰盘和连接在加油法兰盘上的密闭型结构的加油滤清器，即加油滤清器的上盖与加油滤清器通过密闭的方式旋装在一起，以保证油箱内部密闭气体与液压油箱外部大气隔绝。本实用新型的工作原理如下在矿用自卸车或重载自卸卡车发动机预热一定时间并使液压系统油温接近或达到热平衡时，操纵主机所有液压缸做伸出运动，使液压油箱中的油面达到最低液面，此时开启加油滤清器的上盖，使空气补充进入油箱中；随即，在不操作液压缸动作的前提下将加油滤清器的上盖旋紧以封闭箱内气体，从此刻起到油箱内被密闭的气体在高温和油面上升至致最小箱内气体体积时，被密闭的箱内气体所达到的最高压力应稍低于呼气单向阀的开启设定值，且该压力需同时满足油箱体承压能力和系统所有液压元件所允许的最高背压两项指标。完成上述操作后，正常使用主机工作的过程中，预压式呼吸器的吸气单向阀和呼气单向阀均应处于关闭状态，液压系统工作过程中油箱体内被密闭的气体体积变化都将在油箱内由被封闭的气体压力变化来完成，从而达到隔绝油箱内部气体与外界环境空气进行交换的目的。本实用新型的有益效果如下本实用新型的预压油箱在确定的压力范围内可起到减少甚至隔绝油箱内部的空间气体与箱体外部的环境气体进行相互流通，因此可大大降低主机工作环境空气中的粉尘对油液油箱内部液压油的污染，从而可起到延长系统液压油使用寿命周期、降低系统维护保养(换油、换滤芯)频次以及降低系统液压元件故障频次。因此本专利预压油箱的应用，可在提升主机液压系统可靠性的同时，降低整机维护、使用成本。
图1是液压缸全缩状态内部储油容积Vl变化示意图。图2是液压缸全伸状态内部储油容积V2变化示意图。图3是液压缸全缩、全伸工况下油液油箱内部气体空间变化情况示意图。图4是图3的侧视图。图5现技术的液压油箱空气滤清器的结构示意图。图6是图5中I部位的局部放大图。图5、6中序号为1液压油箱，2现有呼吸器结构，2-1现有呼吸器，2-2呼吸器底座，2-1-1呼吸器滤芯，2-1-2呼吸器外壳，2-1-3呼吸孔。图7本实用新型预压油箱的结构示意图。图8是图7中I部位密闭型加油滤清器的局部放大图。图9是图7中预压式呼吸器内部结构的放大图。[0022]图10是预压式呼吸器吸气过程的放大图示意图。图11是预压式呼吸器呼气过程的放大图示意图。图7-图11中序号为1液压油箱，3预压式呼吸器结构，3-1预压式呼吸器管座，3-2预压式呼吸器，4加油滤清器结构，4-1加油滤清器，4-2加油法兰盘，3-2-1螺纹连接座，3-2-2空气滤芯，3-2-3呼吸器外壳，3-2-4内套，3_2_5呼气弹簧，3_2_6呼气单向阀，3_2_7吸气密封，3-2-8呼气密封，3-2-9吸气单向阀，3-2-10吸气弹簧，3-2-11吸气单向阀芯导向套，3-2-12外界空气，3-2-13通气孔，3-2-14吸气通道，3-2-15双单向阀内腔，3-2-16空隙，3-2-17油箱内气体，3-2-18呼气通道。
具体实施方式
本实用新型以下将结合实施例(附图)作进一步描述如图7所示，本实用新型的适用于矿用自卸车和重载自卸卡车液压系统的预压式液压油箱，所述液压油箱包括油箱体(I)、安装在液压油箱体(I)顶面上的预压式呼吸器结构(3)、加油滤清器结构(4);所述预压式呼吸器结构(3)包括以竖直设置的方式固接在液压油箱体(I)顶面上的预压式呼吸器管座(3-1)、连接在预压式呼吸器管座(3-1)顶部的预压式呼吸器(3-2)，在预压式呼吸器(3-2)的呼吸器外壳(3-2-3)与内套(3-2-4)之间设置有空气滤芯(3-2-2)，在内套3-2-4的套壁上设置有多个通气孔，在内套(3-2-4)的腔体内部设置有一个吸气单向阀(3-2-9)和一个呼气单向阀(3-2-6)，通过设定适当的呼气和吸气单向阀开启压力，可以减少直至杜绝油箱内部与外界的气体交换。呼气和吸气单向阀阀芯设定的开启压力，应根据油箱体积和使用情况合理选取，一般情况下，吸气单向阀阀芯压力Pl设定值在-0. 03bar (相对压力)，呼气单向阀阀芯压力P2设定值0. 7bar (相对压力)(参见图 9、10、11)。所述加油滤清器结构(4)包括固接在液压油箱体(I)顶面上的加油法兰盘(4-2)和连接在加油法兰盘(4-2)上的密闭型结构的加油滤清器(4-1)，即加油滤清器的上盖与加油滤清器通过密闭的方式旋装在一起，以保证油箱内部密闭气体与液压油箱外部大气隔绝(参见图8 )。本实用新型的工作原理如下在矿用自卸车或重载自卸卡车发动机预热一定时间并使液压系统油温接近或达到热平衡时，操纵主机所有液压缸做伸出运动，使液压油箱中的油面达到最低液面，此时开启加油滤清器(4-1)的上盖，使空气补充进入油箱中；随即，在不操作液压缸动作的前提下将加油滤清器(4-1)的上盖旋紧以封闭箱内气体，从此刻起到油箱内被密闭的气体在高温和油面上升至致最小箱内气体体积时，被密闭的箱内气体所达到的最高压力应稍低于呼气单向阀(3-2-6)的开启设定值P2，且该压力需同时满足油箱体承压能力和系统所有液压元件所允许的最闻背压两项指标。完成上述操作后，在正常使用主机工作的过程中，预压油箱内被密闭的气体由于高温和液压油油面上升、下降所造成的体积变化，将转化为箱体内气体压力P的波动，气体压力P的波动值应满足P2>P>P1，在设计允许的箱体内气体压力P正常波动范围内，预压式呼吸器(3-2)的呼气单向阀(3-2-6)和吸气单向阀(3-2-9)均将处于关闭状态，液压系统工作过程中油箱体内被密闭的气体体积变化都将在油箱内由被封闭的气体压力变化来完成，从而达到隔绝油箱内部气体与外界环境空气进行交换的目的。两种非正常超压保护功能介绍:一、油箱内最低气压超标时，预压式呼吸器吸气保护过程:如图9、图10所示，当非正常原因使预压油箱内实际最低油面低于设计要求的最低油面时，箱体内实际最大气体空间将大于设计要求的最大气体空间,箱体密闭情况下内部气体空间的增大将导致箱体内负压(相对油箱外标准大气压)的增强，当箱内实际负压达到吸气单向阀(3-2-9)开启压时(即Pl彡P)，外界空气(3-2-12)通过空气滤芯(3-2-2)，由内套(3-2-4)上的通气孔(3-2-13)进入阀芯开口处，由于此时吸气弹簧(3-2-10)在上述负压作用下被挤压收缩、吸气单向阀芯(3-2-9)被打开，因此过滤后的空气通过吸气通道(3-2-14 )，被吸入双单向阀内腔(3-2-15 )，而后通过吸气单向阀芯(3-2-9 )与吸气单向阀芯导向套(3-2-11)之间的空隙(3-2-16 )进入到液压油箱(I)从而实现向油箱内补充空气以填充新增加的箱内气体空间；一旦上述新增气体空间被填充，箱体内密闭空间最低气体压力即被恢复为Pl=Pmin,因此吸气单向阀芯(3-2-9)被重新顶死在呼气单向阀(3-2-6)内腔上，从而完成箱体内部补充吸气和箱体的重新密封过程。二、油箱内最高气压超标时，预压式呼吸器呼气保护过程:如图9、图11所示，当非正常原因使预压油箱内实际最高油面高于设计要求的增高油面时，箱体内实际最小气体空间将小于设计要求的最小气体空间，箱体密闭情况下内部气体空间的减小将导致箱体内被密闭气体压力的增高，当箱内实际密闭气体压力升高并达到呼气单向阀(3-2-6)的开启压时(即P彡P2)，液压油箱(I)内气体通过吸气单向阀芯(3-2-9)与吸气单向阀芯导向套(3-2-11)之间的空隙(3-2-16)进入双单向阀内腔(3-2-15)，由于此时呼气弹簧(3-2-5)被箱内气体压力所压缩、呼气单向阀(3-2-6)被气压向上顶起，气体由双单向阀内腔(3-2-15 )，通过螺纹连接座(3-2-1)与呼气密封(3-2-8 )之间的呼气通道(3-2-18)，进入到阀芯进气口，然后顺着内套(3-2-4)周边上的通气孔(3-2-13)，经空气滤芯(3-2-2)排出到外界大气中，从而实现向油箱外排出高于设计最高压力所对应体积的气体；一旦上述增高的压力所对应的气体被排出，箱体内密闭空间最高气体压力即被恢复为P2=Pmax，因此呼气单向阀(3-2-6)被重新关闭，从而完成箱体内部向外呼气和箱体的重新密封过程。综上所述，在矿用自卸车和重载自卸卡车正常作业过程中，预压式呼吸器(3-2)的吸气单向阀(3-2-9)和呼气单向阀(3-2-6)均应处于关闭状态，液压系统工作过程中油箱体内被密闭的气体体积变化都将在油箱内由被封闭的气体压力变化来完成，从而达到隔绝油箱内部气体与外界环境空气进行交换的目的。
权利要求1.一种适用于矿用自卸车和重载自卸卡车液压系统的预压式液压油箱，所述液压油箱包括油箱体(I)、安装在液压油箱体(I)顶面上的预压式呼吸器结构(3)、加油滤清器结构(4)，其特征在于:所述预压式呼吸器结构(3)包括以竖直设置的方式固接在液压油箱体(I)顶面上的预压式呼吸器管座(3-1)、连接在预压式呼吸器管座(3-1)顶部的预压式呼吸器(3-2)，在预压式呼吸器(3-2)的呼吸器外壳(3-2-3)与内套(3-2-4)之间设置有空气滤芯(3-2-2)，在内套(3-2-4)的套壁上设置有多个通气孔，在内套(3-2-4)的腔体内部设置有一个吸气单向阀(3-2-9)和 一个呼气单向阀(3-2-6);所述加油滤清器结构(4)包括固接在液压油箱体(I)顶面上的加油法兰盘(4-2)和连接在加油法兰盘(4-2)上的密闭型结构的加油滤清器(4-1)。
专利摘要一种适用于矿用自卸车和重载自卸卡车液压系统的预压式液压油箱，所述液压油箱包括油箱体、安装在液压油箱体顶面上的预压式呼吸器结构、加油滤清器结构，其特征在于所述预压式呼吸器结构包括以竖直设置的方式固接在液压油箱体顶面上的预压式呼吸器管座、连接在预压式呼吸器管座顶部的预压式呼吸器，在预压式呼吸器的呼吸器外壳与内套之间设置有空气滤芯，在内套的套壁上设置有多个通气孔，在内套的腔体内部设置有一个吸气单向阀和一个呼气单向阀，通过设定适当的呼气和吸气单向阀开启压力，达到减少直至杜绝油箱内部密闭气体与外界空气进行气体交换的目的。
文档编号F15B1/26GK202914419SQ20122064317
公开日2013年5月1日 申请日期2012年11月29日 优先权日2012年11月29日
发明者石宇东, 郑磊, 丁辉斌, 王红民, 张 成, 刘朋 申请人:郑州宇通重工有限公司