一种液压系统清洁度在线检测装置、系统和方法

1.本发明属于检测装置技术领域，具体涉及一种液压系统清洁度在线检测装置、系统和方法。


背景技术：

2.液压系统中的颗粒杂质是导致液压系统中元器件发生磨损的主要原因。油液中的颗粒杂质进入运动副，会造成零件表面的金属剥落，使润滑条件恶化并加速零件磨损。因此，加强液压系统清洁度检测并采取相关措施，可以防治零部件发生过度磨损，提高液压系统工作时长，减少设备的维护和修理费用，延长设备及零部件的使用寿命。
3.目前，常用的清洁度检测方法是用手工操作的方法，在液压系统中取一定量的油液，测量其体积，提取油液中的固体杂质，对固体杂质进行人工分级，称其重量，比对nas清洁度等级划分表以确定液压系统中油液的清洁度。该方法不能实现在线测量，费时费力，效率低下，且存在人工操作误差，影响检测准确性。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种液压系统清洁度在线检测装置、系统和方法，能够实现待测液压系统清洁度的自动在线检测，且检测效率和检测准确性高。
5.本发明提供了如下的技术方案：
6.第一方面，提供一种液压系统清洁度在线检测装置，包括：
7.壳体，所述壳体内安装有阀体，所述壳体设有与阀体连通的进液腔、进气腔和出液腔，所述进气腔内安装有进气单向阀，所述进液腔安装有进液单向阀；
8.过滤体，所述过滤体与壳体可拆卸式连接，所述过滤体的内腔与出液腔连通，所述过滤体内设有多级过滤片，所述过滤片的过滤精度沿靠近壳体至远离壳体的方向逐渐减小。
9.进一步的，所述阀体设有连通进气腔和出液腔的异形流道、与异形流道连通的横向孔以及与横向孔连通的竖向孔，所述竖向孔与进液腔连通。
10.进一步的，所述壳体设有与进气腔连通的进气口，所述进气单向阀沿进气口至阀体的方向导通，所述进液单向阀沿进液腔至阀体的方向导通。
11.进一步的，所述进气单向阀包括进气口阀和进气阀弹簧，所述进气阀弹簧的一端连接阀体，另一端连接进气口阀的尾部，所述进气口阀的头部形状与进气口形状匹配。
12.进一步的，所述进液单向阀包括进液阀体、进液阀钢球和进液阀弹簧，所述进液阀体与壳体可拆卸式连接，所述进液阀体设有与进液腔连通的进液口，所述进液阀钢球设于进液阀体内且能够封堵进液口，所述进液阀弹簧的一端连接进液阀钢球，另一端连接进液腔内壁。
13.进一步的，所述过滤体内设有五级过滤片，分别为第一过滤片、第二过滤片、第三
过滤片、第四过滤片和第五过滤片，所述第一过滤片、第二过滤片、第三过滤片、第四过滤片和第五过滤片的过滤精度分别为100μm、50μm、25μm、15μm和5μm。
14.进一步的，所述过滤体的端部安装有过滤体盖，所述过滤体盖设有与过滤体内腔连通的排液口；所述过滤体内沿壳体至过滤体盖的方向装配有多级压环，所述压环的数量比过滤片的数量少1个，所述过滤片分别设于壳体与第一个压环之间、相邻两个压环之间以及最后一个压环与过滤体盖之间。
15.进一步的，所述过滤片包括金属骨架、卡设于金属骨架内侧的双层金属丝网以及夹设于双层金属丝网之间的过滤膜，所述金属丝网的开孔尺寸大于过滤膜的过滤精度。
16.第二方面，提供一种液压系统清洁度在线检测系统，包括电磁开关阀、流量传感器、气泵、控制模块以及第一方面所述的液压系统清洁度在线检测装置；所述液压系统清洁度在线检测装置的进液单向阀连接电磁开关阀，所述电磁开关阀与进液单向阀间连接有流量传感器，所述液压系统清洁度在线检测装置的进气腔连接气泵，所述气泵、电磁开关阀和流量传感器分别连接控制模块。
17.第三方面，提供一种采用第二方面所述的系统进行液压系统清洁度在线检测的方法，包括：
18.将所述液压系统清洁度在线检测系统接入待测液压系统；
19.通过控制模块打开电磁开关阀，若待测液压系统有压力，则进液单向阀直接打开；若待测液压系统无压力，则通过控制模块打开气泵，利用气体流经阀体产生的负压使进液单向阀打开；
20.待测液压系统内的油液经进液单向阀、进液腔、阀体、出液腔后进入过滤体，流经过滤体内的多级过滤片，各级过滤片截留不同尺寸等级的颗粒物；
21.当流量传感器读取到预设的油液体积后，通过控制模块关闭电磁开关阀；
22.取出各级过滤片，干燥后统计各级过滤片表面颗粒物的数量，获得单位体积油液中各级颗粒物的数量，评估油液清洁度。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
24.(1)本发明提供的液压系统清洁度在线检测装置，将进液单向阀连接至待测液压系统后，若待测液压系统有压力，则进液单向阀直接打开，若待测液压系统无压力，则通过向进气腔一侧通气，利用气体流经阀体产生的负压使进液单向阀打开，即能够适用于有压力和无压力的待测液压系统的清洁度检测，适用范围广；
25.(2)本发明提供的液压系统清洁度在线检测装置，结构简单，检测液压系统的清洁度时，不需拆卸待测液压系统，通过过滤体内的多级过滤片即可实现油液内不同尺寸等级颗粒物的截留，省时省力，检测效率和检测准确性高；
26.(3)本发明提供的液压系统清洁度在线检测系统和方法，能够实现待测液压系统清洁度自动在线检测，操作简单，检测效率高，检测成本低，检测介质不限。
附图说明
27.图1是实施例中液压系统清洁度在线检测装置的内部结构示意图；
28.图2是实施例中液压系统清洁度在线检测装置的爆炸结构示意图；
29.图3是实施例中过滤片的结构示意图；
30.图4是实施例中液压系统清洁度在线检测的结构示意图；
31.图5是实施例中液压系统清洁度在线检测方法的工作流程图；
32.图中标记为：1、第一过滤片；2、阀体；3、第一密封圈；4、壳体；5、第二密封圈；6、进气阀弹簧；7、进气口阀；8、第三密封圈；9、进液阀体；10、第五密封圈；11、进液阀钢球；12、第四密封圈；13、进液阀弹簧；14、进液口；15、进气口；16、第六密封圈；17、排液口；18、异形流道；19、横向孔；20、第二过滤片；21、第四过滤片；22、第五过滤片；23、过滤体盖；24、过滤体；25、第三过滤片；26、第一压环；27、第二压环；28、第三压环；29、第四压环；30、进气单向阀；31、进液单向阀；32、金属骨架；33、金属丝网；34、过滤膜；35、进液腔；36、进气腔；37、出液腔；38、竖向孔。
具体实施方式
33.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
34.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
35.实施例1
36.如图1-图3所示，本实施例提供一种液压系统清洁度在线检测装置，包括壳体4和过滤体24。
37.壳体4内安装有阀体2，壳体4设有与阀体2连通的进液腔35、进气腔36和出液腔37。壳体4设有与进气腔36连通的进气口15，进气口15的作用是可以连接气泵，使气泵吹出的气体进入到阀体2内。进气腔36内安装有进气单向阀30，进气单向阀30沿进气口15至阀体2的方向导通，进液腔35安装有进液单向阀31，进液单向阀31沿进液腔35至阀体2的方向导通。
38.阀体2设有连通进气腔36和出液腔37的异形流道18、与异形流道18连通的横向孔19以及与横向孔19连通的竖向孔38，竖向孔38与进液腔35连通，实现进气腔36与出液腔37以及进液腔35与出液腔37的导通。异形流道18的横截面形状呈沿阀体2轴向延伸的八字形，便于气体或液体流动。阀体2与壳体4之间还安装有第一密封圈3和第二密封圈5，第一密封圈3位于进液腔35和出液腔37之间，防止进液腔35内的油液泄漏；第二密封圈5位于进气腔36和进液腔35之间，防止进气腔36内的气体以及进液腔35内的油液泄漏。
39.进气单向阀30包括进气口阀7和进气阀弹簧6，进气阀弹簧6的一端连接阀体2，另一端连接进气口阀7的尾部，进气口阀7的头部形状与进气口15形状匹配，能够封堵进气口15，进气口阀7与进气口15间设有第三密封圈8。进气单向阀30的作用是：在向进气口15吹气阶段，当从进气口15进入的气体压力高于进气口阀弹簧6的预紧力和阀体2内部气体压力之和时，则进气口阀弹簧6被压缩，进气单向阀开启，气体可以经进气单向阀进入阀体2的内部；当吹气完成，进气口15处的气体压力低于进气口阀弹簧6的预紧力和阀体2内部气体压力之和时，则进气口阀弹簧6不能被压缩，进气单向阀关闭，进气口阀7、第三密封圈8在进气口15处起到密封作用，气体不再从进气口15进入阀体2内部，阀体2内部的气体也无法从进气口15排出。
40.进液单向阀31包括进液阀体9、进液阀钢球11和进液阀弹簧13，进液阀体9与壳体4
可拆卸式连接，进液阀体9与壳体4间设有第四密封圈12，进液阀体9设有与进液腔35连通的进液口14，进液阀钢球11设于进液阀体9内且能够封堵进液口14，进液阀钢球11与进液口14间设有第五密封圈10，进液阀弹簧13的一端连接进液阀钢球11，另一端连接进液腔35内壁。进液单向阀31的作用是：当进液口14的压力高于进液阀弹簧13的预紧力和阀体2内部压力之和时，进液阀弹簧13被压缩，进液单向阀开启，待测液压系统的油液可经进液口14、进液腔35流入阀体2；当进液口14的压力低于进液阀弹簧13的预紧力和阀体2内部压力之和时，进液阀弹簧13不再被压缩，进液单向阀闭合，进液阀钢球11配合第五密封圈10起到密封作用，防止阀体2内部的气体流到进液口14外面。
41.过滤体24与壳体4可拆卸式连接，过滤体24的内腔与出液腔37连通，过滤体24内设有多级过滤片，过滤片的过滤精度沿靠近壳体4至远离壳体4的方向逐渐减小。过滤片的数量和各级过滤片的过滤精度根据所参照的清洁度标准需要来安装和设置，当油液经过过滤体24后，不同尺寸的颗粒将被滞留在不同过滤精度的过滤片上。
42.本实施例中，过滤体24内设有五级过滤片，分别为第一过滤片1、第二过滤片20、第三过滤片25、第四过滤片21和第五过滤片22，第一过滤片1、第二过滤片20、第三过滤片25、第四过滤片21和第五过滤片22的过滤精度分别为100μm、50μm、25μm、15μm和5μm。
43.过滤片包括金属骨架32、卡设于金属骨架32内侧的双层金属丝网33以及夹设于双层金属丝网33之间的过滤膜34，金属丝网33的开孔尺寸大于过滤膜34的过滤精度。安装过滤膜34时，将过滤膜34夹于双层金属丝网33之间，然后将金属丝网33卡设于金属骨架32内即可。
44.过滤体24的端部安装有过滤体盖23，过滤体盖23设有与过滤体24内腔连通的排液口17；过滤体24内沿壳体4至过滤体盖23的方向装配有多级压环，压环的数量比过滤片的数量少1个，各级过滤片分别设于壳体4与第一个压环之间、相邻两个压环之间以及最后一个压环与过滤体盖23之间。
45.本实施例中，过滤体24内沿壳体4至过滤体盖23的方向依次装配有直径逐渐减小的第一压环26、第二压环27、第三压环28和第四压环29，过滤体24内壁设有与各压环外径匹配的台阶。第一过滤片1的直径与第一压环26的直径相同且设于壳体4与第一压环26之间，第二过滤片20的直径与第二压环27的直径相同且设于第一压环26和第二压环27之间，第三过滤片25的直径与第三压环28的直径相同且设于第二压环27与第三压环28之间，第四过滤片21的直径与第四压环29的直径相同且设于第三压环28和第四压环29之间，第五过滤片22设于第四压环29和过滤体盖23之间。安装过滤片时，将第五过滤片22、第四压环29、第四过滤片21、第三压环28、第三过滤片25、第二压环27、第二过滤片20、第一压环26和第一过滤片1依次装配于过滤体24内。
46.实施例2
47.如图4所示，本实施例提供一种液压系统清洁度在线检测系统，包括电磁开关阀、流量传感器、气泵、控制模块以及实施例1所述的液压系统清洁度在线检测装置；液压系统清洁度在线检测装置的进液单向阀连接电磁开关阀，电磁开关阀与进液单向阀间连接有流量传感器，流量传感器用来监测通过的液体体积，液压系统清洁度在线检测装置的进气腔连接气泵，气泵、电磁开关阀和流量传感器分别连接控制模块，液压系统清洁度在线检测装置的过滤体端部连接盛液容器。
48.实施例3
49.如图1和图5所示，本实施例提供一种采用实施例2所述的系统进行液压系统清洁度在线检测的方法，包括：
50.步骤一、将第五过滤片22、第四压环29、第四过滤片21、第三压环28、第三过滤片25、第二压环27、第二过滤片20、第一压环26和第一过滤片1依次装配于过滤体24内，然后将过滤体24连接至壳体4上，完成液压系统清洁度在线检测装置的装配。
51.步骤二、将装配完成的液压系统清洁度在线检测装置、电磁开关阀、流量传感器、气泵、控制模块和盛液容器按图4连接，然后将装配完成的液压系统清洁度在线检测系统接入待测液压系统的低压管路中，同时在控制模块预设要抽取的油液体积。
52.步骤三、通过控制模块打开电磁开关阀，若待测液压系统有压力，则进液单向阀直接打开；若待测液压系统无压力，则通过控制模块打开气泵，气泵提供的压力气体使进气单向阀打开，气体经进气腔进入阀体的异形流道18，然后经过过滤体24，从排液口17排到空气中；此时，由于异形流道18中空气的高速流动产生负压，进液单向阀31在大气压的作用下被打开。
53.步骤四、待测液压系统内的油液经进液单向阀31、进液腔35、阀体的竖向孔38、阀体的横向孔19、阀体的异形流道18、出液腔35后进入过滤体24，流经过滤体24内的五级过滤片，五级过滤片截留不同尺寸等级的颗粒物。
54.步骤五、当流量传感器读取到控制模块预设的油液体积后，通过控制模块关闭电磁开关阀，此时，进液单向阀31在进液阀弹簧13的作用下关闭；待阀体2内的油液全部经过滤体24流至盛液容器中后，关闭气泵，进气单向阀30在进气阀弹簧6的作用下关闭。
55.步骤六、拆卸过滤体24，从过滤体24中取出各级过滤片，统计各级过滤片表面颗粒物的数量，计算每100ml该油液中各级颗粒物的数量。
56.步骤七、根据下表1和步骤六的计算结果，对油液清洁度划分等级。
57.表1 nas清洁度等级划分表
[0058][0059]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。