液压油除水装置的制作方法

1.本实用新型涉及液压设备，具体地，涉及一种液压油除水装置。


背景技术：

2.工程机械液压油进水是常见问题。水分不仅影响液压油的润滑性能，对液压油的化学性能也有很大影响，极易造成液压油的水解和沉积。
3.当液压油中含水率较低时，水在液压油中呈溶解或乳化状态，自然条件下很难分离出来，但是这部分水仍会对液压油和液压系统产生不良影响。
4.现有的去除液压油中的水汽的方法一般有真空抽滤、通气过滤、过滤材料过滤等方法，进行真空抽滤对设备的要求高，成本高，需要先对油路中的液压油进行收集，并保证设备的密封性，难以在不停工的情况下进行液压油的除水；通气过滤效率较低，且也难以除去已经沉积到底部的水；现有的利用过滤材料过滤的方式，过滤材料的使用寿命通常较短，需要频繁更换过滤材料，使得液压油除水设备不易维护，且维护成本高。
5.有鉴于此，需要提供一种液压油除水装置。


技术实现要素：

6.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种液压油除水装置，其结构简单易于维护。
7.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种液压油除水装置，包括液压油箱、传感器、控制器、滤水循环油路和放水闸，其中：
8.所述传感器包括用于检测所述液压油箱中上部液压油含水量的第一传感器和用于检测所述液压油箱底部液压油含水量的第二传感器；
9.所述滤水循环油路包括与所述液压油箱连接的滤水进油端、滤水出油端以及设于所述滤水进油端和所述滤水出油端之间的滤水单元；
10.所述放水闸与所述液压油箱的底部连接；
11.所述传感器、所述滤水单元和所述放水闸均与所述控制器通讯连接，所述控制器配置为能够将所述第一传感器和所述第二传感器反馈的数值与第一设定值和第二设定值对比以控制所述滤水单元以及所述放水闸的开启与关闭。
12.进一步地，所述底壁自所述底壁的边缘向所述储水腔与所述底壁的连接处向下倾斜设置。
13.进一步地，所述传感器为水分传感器、粘度传感器、密度传感器、介电常数传感器、电导率传感器或者颗粒度传感器中的至少一种。
14.可选地，所述传感器为水分传感器，所述第一设定值和所述第二设定值均为含水率，且所述第一设定值小于所述第二设定值；
15.或者，所述传感器为介电常数传感器，所述第一设定值和所述第二设定值均为介电常数值，且所述第一设定值大于所述第二设定值；
16.或者，所述传感器为密度传感器，所述第一设定值和所述第二设定值均为密度值，且所述第一设定值小于所述第二设定值；
17.或者，所述传感器为电导率传感器，所述第一设定值和所述第二设定值均为导电率值，且所述第一设定值小于所述第二设定值；
18.或者，所述传感器为颗粒度传感器，所述第一设定值和所述第二设定值均为液压油的颗粒度污染等级，且所述第一设定值小于所述第二设定值。
19.进一步地，所述滤水进油端的端口设于液压油箱的中下部，且所述滤水出油端的端口设于所述液压油箱的中上部。
20.进一步地，所述滤水单元包括泵油装置和过滤器，所述泵油装置的进油端与所述滤水进油端连接，所述泵油装置的出油端与所述过滤器的进油端连接，且所述过滤器的出油端与所述滤水出油端连接。
21.进一步地，所述泵油装置包括电机和油泵，所述电机与所述控制器电连接，所述油泵的进油端与所述滤水进油端连接，所述油泵的出油端与所述过滤器的进油端连接。
22.进一步地，所述泵油装置的出油端与所述过滤器的进油端之间设有溢流阀；且所述过滤器处设有压力指示器。
23.进一步地，所述放水闸包括电磁开关阀，且所述电磁开关阀与所述控制器电连接。
24.进一步地，还包括警报器和设于所述液压油箱的上部的空气滤清器，所述警报器与所述控制器电连接，以在所述传感器的检测值达到所述第二设定值时，所述控制器控制所述警报器报警。
25.通过上述技术方案，本实用新型第一方面所提供的液压油除水装置，其液压油箱的底部以及中部均设有能测量液压油中的含水量的传感器使得传感器既能够检测到液压油箱中部的含水量情况，也能够检测到液压油箱底部的含水量情况(或储水量情况)；传感器、滤水单元和放水闸均与控制器通讯连接，控制器能够将第一传感器和第二传感器反馈的数值与第一设定值和第二设定值对比，从而能够在第一传感器检测值达到第一设定值(即检测到处于储水腔与底壁的连接处的上部的液压油中的含水量达到警戒值)时，经由控制器控制滤水单元开启以过滤掉悬浮在液压油中的水滴，并能够在第二传感器反馈的数值达到第二设定值(即液压油箱中沉积的水已经达到需要进行排水的储水量)时，经由控制器控制放水闸打开，以排出液压油箱中沉积的水；该方案使得液压油除水装置结构简单，且能够不完全依赖过滤水单元除去液压油中的水，从而能够使得滤水单元的维护周期较长，使得液压油除水装置易于维护。本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
26.图1是本实用新型液压油除水装置的一种结构示意图；
27.图2是本实用新型液压油除水装置的另一种结构示意图
28.图3是本实用新型液压油除水装置的控制逻辑图(以传感器2为水分传感器为例)；
29.图4是本实用新型液压油除水装置的间歇性检测放水控制逻辑图。
30.附图标记说明
31.1-液压油箱
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11-底壁
32.12-储水腔
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2-传感器
33.21-第一传感器
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22-第二传感器
34.3-控制器
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4-滤水循环油路
35.41-滤水进油端
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42-滤水单元
36.421-泵油装置
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422-过滤器
37.4211-电机
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4212-油泵
38.423-压力指示器
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43-滤水出油端
39.5-放水闸
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6-溢流阀
40.7-空气滤清器
具体实施方式
41.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”和“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义；此外，下文中的取值范围均是一种可行的实施范围，具体的范围可结合实际需要进行调整。
42.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
43.如图1所示，在本实用新型所提供的液压油除水装置的一个实施例中，该液压油除水装置包括液压油箱1、传感器2、控制器3、滤水循环油路4和放水闸5；其中，传感器2包括设于液压油箱1中部的第一传感器21和设于液压油箱1底部的第二传感器22以能够由第一传感器21测量液压油箱1的中部处的液压油中的含水量情况，并能够由第二传感器22测量液压油箱1的底部处的液压油中的含水量情况，进而能够根据该处的含水量的情况检测储水腔中沉积的水是否已经达到需要进行放水的储水量，并将检测数据发送到控制器3；滤水循环油路4包括与液压油箱1连接的滤水进油端41、滤水出油端43以及设于滤水进油端41和滤水出油端43之间的滤水单元42；放水闸5与液压油箱1的底部连接；控制器3除了与传感器2通讯连接外，还与滤水单元42和放水闸5通讯连接，以能够如图3所示，在第一传感器21的检测值达到第一设定值(即检测到处于储水腔与底壁的连接处的上部的液压油中的含水率达到警戒值)时，经由控制器3控制滤水单元42开启，以过滤储水腔与底壁的连接处的上部的液压油中悬浮的水滴，并在第二传感器22的检测值达到第二设定值(即储水腔中沉积的水已经达到需要进行放水的储水量)时，经由控制器3控制放水闸5打开，以排出储水腔中沉积的水；当然，可以理解的是，传感器2既可以安装在液压油箱上，也可以安装在液压油路上，例如将液压油箱里的油引出通过液压油管路流经传感器进行含水量检测。
44.通过上述技术方案，本实用新型所提供的液压油除水装置，其液压油箱1底部以及中部均设有能测量液压油中的含水量的传感器，使得传感器2既能够检测到液压油箱1中部的含水量情况，也能够检测到液压油箱1底部的含水量情况(或储水量情况)；传感器2、滤水单元42和放水闸5均与控制器3通讯连接，控制器3能够将第一传感器21和第二传感器22反馈的数值与第一设定值和第二设定值对比，从而能够在第一传感器21的检测值达到第一设
定值(即检测到处于储水腔与底壁的连接处的上部的液压油中的含水量达到警戒值)时，经由控制器3控制滤水单元42开启以过滤掉悬浮在液压油中的水滴，并能够在第二传感器22反馈的数值达到第二设定值(即液压油箱中沉积的水已经达到储需要进行排水的储水量)时，经由控制器3控制放水闸5打开，以排出液压油箱1中沉积的水；该方案所用到的使得液压油除水装置结构简单，且能够不完全依赖过滤水单元42除去液压油中的水，从而能够使得滤水单元42的维护周期较长，使得液压油除水装置易于维护。
45.进一步地，在本实用新型所提供的液压油除水装置的一个实施例中，如图2所示，液压油箱1的底壁11设有向下凸出的储水腔12，第二传感器22设于储水腔12与底壁11的连接处，以能够检测储水腔12内的液压油的含水量，底壁11上设有向液压油箱1的外部凸出的储水腔12能够使得密度较大的水能够沉积在储水腔12内，使得沉积下来的水能够相对独立的存储，不易再次混入到上部的油液中，且将放水闸5连接在储水腔12的底部能够便于储水腔12中的水的排出；传感器2设于储水腔12与底壁11的连接处，使得传感器2既能够检测到处于储水腔12与底壁11的连接处的上部的液压油中的含水量情况，也能够根据含水量的变化检测到储水腔12中沉积的水是否已经达到储水腔的储水量；底壁11从自身的边缘向与储水腔12相连接的连接处向下倾斜设置，以形成向下的坡度，便于沉积到底壁11上的水滴汇入到储水腔12中，可以理解的是，以液压油箱1的水平截面为圆形为例，储水腔12可设为圆柱型结构或者是上段为圆柱下段为圆锥的结构，其中，圆锥的顶角向下设置并与放水闸5连接，圆柱段与底壁11连接，且圆柱段的直径可设置为液压油箱1的直径的五分之一至三分之一，以使得即使是沉积水的量较少，也能够形成较厚的积水层，使得排水的过程中，液压油不易混入到沉积水中，从而能够避免液压油的损耗，与此同时，还能够保证储水腔12具有足够的体积，从而不需要频繁地开启放水闸5。
46.进一步地，在本实用新型所提供的液压油除水装置的一个实施例中，传感器2(即第一传感器21和第二传感器22)是用于检测液压油中的含水量的，其可以选用水分传感器粘度传感器、密度传感器、介电常数传感器电导率传感器或颗粒度传感器中的至少一种；当第一传感器21和第二传感器22均为水分传感器时，其能够直接检测出液压油中的含水率，则第一设定值和第二设定值均为含水率，且第一设定值小于第二设定值，具体地，含水率的单位可以是液压油中水分的饱和度(0％-100％)，或是液压油中水的ppm值，或是水分相对于液压油的质量分数，以质量分数作为含水率为例，可将第一设定值设置为0.1％至0.2％，第二设定值设置为9％至10％(储水腔12中的沉积水储满并即将淹没到传感器2所在的位置时，传感器2测得的含水量是接近10％)，即在第一传感器21测得液压油中的含水量达到0.1％至0.2％时，控制滤水单元42开启，以过滤掉悬浮在液压油中的水滴，直至液压油中的含水量小于0.1％时停止，并在第二传感器22测得液压油中的含水量达到9％至10％时，控制放水闸5开启以排出储水腔12中的沉积水。
47.当第一传感器21和第二传感器22均为介电常数传感器时，其能够通过介电常数的变化来反映液压油中的水分含量，介电常数值越小含水量越少，介电常数值越大含水量越大，因此，第一设定值和第二设定值均为介电常数值，且第一设定值小于第二设定值，具体地，可将含水率为0.1％至0.2％的油水混合液的介电常数值作为第一设定值的取值范围，并将含水率为9.5％以上的油水混合液的介电常数值作为第二设定值的取值范围，以在第一传感器21测得的介电常数值达到第一设定值时控制滤水单元42开启，以过滤掉悬浮在液
压油中的水滴，并在第二传感器22测得的介电常数值达到第二设定值时，控制放水闸5开启以排出储水腔12中的沉积水。
48.当第一传感器21和第二传感器22均为密度传感器时，其能够检测出液体的密度值，以通过密度值反映出液压油中含水量的情况，密度值越大含水量越大，粘度值越小含水量越小，因此，第一设定值和第二设定值均为密度值，且第一设定值小于第二设定值，具体地，可将含水率为0.1％至0.2％的油水混合液的密度值作为第一设定值的取值范围，并将含水率为9.5％以上的油水混合液的密度值作为第二设定值的取值范围，以在第一传感器21测得的密度达到第一设定值时控制滤水单元42开启，以过滤掉悬浮在液压油中的水滴，并在第二传感器22测得的密度达到第二设定值时，控制放水闸5开启以排出储水腔12中的沉积水。
49.当第一传感器21和第二传感器22均为电导率传感器时，其能够检测出液体的导电率值，以通过导电率值反映出液压油中含水量的情况，导电率值越大含水量越大，导电率值越小含水量越小，因此，第一设定值和第二设定值均为导电率值，且第一设定值小于第二设定值，具体地，可将含水率为0.1％至0.2％的油水混合液的导电率值作为第一设定值的取值范围，并将含水率为9.5％以上的油水混合液的导电率值作为第二设定值的取值范围，以在第一传感器21测得的导电率达到第一设定值时控制滤水单元42开启，以过滤掉悬浮在液压油中的水滴，并在第二传感器22测得的导电率达到第二设定值时，控制放水闸5开启以排出储水腔12中的沉积水。
50.当第一传感器21和第二传感器22均为颗粒度传感器时，其能够检测出液体中的颗粒度污染等级，以通过颗粒度污染等级反映出液压油中含水量的情况，颗粒度污染等级越大含水量越大，颗粒度污染等级越小含水量越小，因此，第一设定值和第二设定值均为颗粒度污染等级，且第一设定值小于第二设定值，具体地，可将含水率为0.1％至0.2％的油水混合液的颗粒度污染等级作为第一设定值的取值范围，并将含水率为9.5％以上的油水混合液的颗粒度污染等级作为第二设定值的取值范围，以在第一传感器21测得的颗粒度污染等级达到第一设定值时控制滤水单元42开启，以过滤掉悬浮在液压油中的水滴，并在第二传感器22测得的颗粒度污染等级达到第二设定值时，控制放水闸5开启以排出储水腔12中的沉积水。
51.上述的实施例是例举了在液压油箱1的中部以及液压油箱1的底部各布置一个传感器2，且两个传感器的种类一样的方案，可以理解的是，基于上述的传感器类型以及相应的第一设定值和第二设定值的范围，可以将第一传感器21和第二传感器22的类型进行任意的组合，并按照上述的第一设定值和第二设定值的范围对滤水单元42以及放水闸5进行控制，具体方案不再赘述。
52.此外，也可以只在液压油箱1的底部布置一个传感器2，如图2所示，只在储水腔12与底壁11的连接处设置第二传感器22，并在第二传感器22的测量值处于第一设定值时控制滤水单元42开启，以过滤掉悬浮在液压油中的水滴，并在第二传感器22的测量值处于第二设定值时，控制放水闸5开启以排出储水腔12中的沉积水，从而能够以更少的传感器实现自动化除水的控制，成本更低。
53.如图3所示，本实用新型所提供的液压油除水装置的除水逻辑为：当传感器测得含水率大于1％时，应先静置一段时间(延时t1)、静置后先打开放水闸5放出沉积下来的沉积
水，随后然后再由滤水单元42进行滤水；当传感器测得的含水率在0.2％到1％之间时，可以选择除水模式，模式1为直接由滤水单元42过滤，以快速解决问题；模式2为先静置再由放水闸5放水，能够更加经济。
54.进一步地，在本实用新型所提供的液压油除水装置的一个实施例中，如图2所示，滤水进油端41的端口设于液压油箱1的中下部，以能够避免将沉积的水吸入到滤水单元42中，能够避免增加滤水单元42的负担，且滤水出油端43的端口设于液压油箱1的中上部，以避免对下部的沉积水形成冲击，使得沉积水再次混入到液压油中的情况，具体地，以液压油箱1具有储水腔12为例，滤水进油端41的端口可设于储水腔12与所述底壁11的连接处偏上至少1cm处，优选地，可将滤水进油端41的端口设于储水腔12与所述底壁11的连接处偏上1cm至3cm，以使得滤水进油端41不易将储水腔12中的水吸入到滤水单元42中，使得滤水单元42的工作负担加大，特别是滤水单元42设置为由过滤介质吸附油液中的水以的达到滤水的目的时，该设计能够使得单位时间内过滤介质所要吸收的水更少，从而达到延长过滤介质的使用时间，避免过滤介质频繁更换导致除水成本增加，且能够液压油除水装置易于维护；滤水出油端43的端口设于液压油箱1的中部，此处的中部，是指深度位置的中部，或者是深度位置中下部，且如图2所示，滤水出油端43的端口应当设置为不处于储水腔12的正上方，以能够避免从储水腔12流出的过滤后的液压油对储水腔12中的沉积水造成冲击，进而能够避免储水腔12中的沉积水收到冲击，再次混入到液压油中的情况。
55.进一步地，在本实用新型所提供的液压油除水装置的一个实施例中，滤水单元42包括泵油装置421和过滤器422，泵油装置421的进油端与滤水进油端41连接，泵油装置421的出油端与过滤器422的进油端连接，且过滤器422的出油端与滤水出油端43连接，具体地，泵油装置421包括电机4211和油泵4212，电机4211与控制器3电连接，以能够由控制器3控制电机4211的启停以及电机4211的转速，从而能够实现是否进行滤水作业以及滤水作业的效率的调节，油泵4212的进油端与滤水进油端41连接，油泵4212的出油端与过滤器422的进油端连接，且在油泵4212的出油端与过滤器422的进油端之间(也即是在泵油装置421的出油端与过滤器422的进油端之间)设有溢流阀6，以使得泵油装置421泵油压力过高时油液能够从溢流阀6流入液压油箱1实现泄压，保护油路，当然也可以设置压力开关，使得油路中的压力到达设定压力时，由压力开关控制电机4211断电；当然可以理解的是，在液压油箱1中对液压油进行除水作业时，需要在滤水循环油路4中设置上述的泵油装置421以实现除水作业，且在液压油箱1的上部还需要设置空气滤清器7，空气滤清器7设置为能够吸附空气中的水分，以在出水过程中，水被排出，空气进入液压油箱1时能够不带入水汽；此外，对液压油的除水作业也可以在液压系统的油路中进行，这使得滤水循环油路4中可以不设置泵油装置421即可直接引出液压油进行过滤；过滤器422可以是利用过滤介质吸附油液中的水以的达到滤水的目，且在过滤器422处设有压力指示器423以防止过滤器422出现堵塞等情况，并能够用于监测过滤器422的使用情况，具体地，压力指示器423可设置为压力表、过滤器阻塞指示器或是压差指示器等，压力指示器423可以与控制器3通讯连接，且控制器3与过滤器警报器通讯连接，以能够在压力表显示的压力或压差指示器显示的压差达到设定值，或者是过滤器阻塞指示器显示过滤器以阻塞时，由控制器3控制过滤器警报器报警，以能够提醒操作人员检查过滤器，并进行相关的维护操作。
56.进一步地，在本实用新型所提供的液压油除水装置的一个实施例中，放水闸5包括
电磁开关阀、气动球阀或者比例电磁阀中的任意一种电控阀体，且电磁开关阀与控制器3电连接，以能够经由控制器3控制电控阀体，实现放水闸5的开关，当然，放水闸5也可以是手动开启，具体地，可设置与控制器3电连接的警报器，以在传感器的检测值达到第二设定值时，控制器3控制警报器报警，提醒操作人员开启放水闸5，当然可以理解的是，放水闸5设置为电控自动放水时也可以设置上述的警报器，以能够提醒操作人员观察放水情况，从而能够及时手动关闭放水闸5，以防止液压油排出，减少液压油的损耗，或者将电磁开关阀等串联一个延迟开关，使得电磁开关阀在开启一段时间后(开启时间为t1秒)自动关闭，特别地，上述的传感器2可设置为间歇性工作，例如图4所示，每隔t2秒(可设为t1《t2)检测一次，若含水率仍然达到了第二设定值则再次放水直至含水率达标，从而提高自动化程度也节约了能源。
57.以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。