УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Российский патент 2015 года по МПК F15B21/04 

Изобретение относится к гидравлическим исполнительным механизмам, а именно к конструктивным элементам, предназначенным для воздействия на свойства текучей среды, в частности путем фильтрации.

Известно устройство для очистки рабочей жидкости, предназначенной для исполнительных механизмов гидравлической системы управления поворотом и/или гидравлической системы навесного устройства тракторов Кировец К-701, К-700А, К-700, К-744 (см. «Тракторы Кировец К-701, К-700А», В/О «Тракторэкспорт» СССР Москва, стр. 69-81). Устройство для очистки содержит бак для рабочей жидкости, вход которого снабжен фильтрующим элементом, а выход соединен с всасывающим окном насоса. Нагнетающее окно насоса соединено с входом гидравлической системы, при этом выход гидравлической системы соединен с входом бака.

Однако известное устройство обладает малым ресурсом вследствие быстрого загрязнения фильтрующих элементов и недостаточной надежностью поддержания требуемого уровня чистоты рабочей жидкости.

Известна установка для отбора, очистки и выдачи рабочей жидкости при обслуживании агрегатов (см. патент на изобретение RU 2059901, МПК F15B 21/04, B01D 36/00). Установка предназначена для очистки рабочей жидкости гидравлической системы, содержащей исполнительные механизмы, бак и гидронасос, гидравлически соединенные между собой, и выполнена в виде отдельного универсального блока для временного подключения к различным гидравлическим системам. Устройство включает два бака, первый пустой для слива загрязненной рабочей жидкости из гидросистемы, второй содержит чистую рабочую жидкость для заполнения гидросистемы; блок фильтров, предназначенный для очистки рабочей жидкости при перекачке из первого бака во второй; гидрораспределители и блок управления гидрораспределителями, снабженный датчиком контроля чистоты жидкости.

Недостатком устройства является громоздкость и пульсирующий режим очистки.

Задачей изобретения является разработка устройства для очистки рабочей жидкости, встраиваемого в гидравлическую систему и обеспечивающего очистку в любой момент при необходимости.

Технический результат заключается в повышении надежности поддержания требуемого уровня чистоты рабочей жидкости.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для очистки рабочей жидкости гидравлической системы, содержащей исполнительный механизм, бак и гидронасос, гидравлически соединенные между собой, включает гидрораспределитель и блок управления гидрораспределителем, снабженный датчиком контроля чистоты жидкости, согласно решению устройство содержит блок дополнительной очистки, датчик контроля чистоты жидкости установлен на выходе исполнительного механизма, гидрораспределитель имеет вход и два выхода, причем вход гидравлически соединен с выходом исполнительного механизма, первый выход гидравлически соединен с входом в бак, второй выход гидравлически соединен с входом блока дополнительной очистки, при этом выход блока дополнительной очистки соединен с входом в бак. Датчик контроля чистоты жидкости обеспечивает измерение класса чистоты жидкости в соответствии с нормами ГОСТа 117216 или ИСО 4406. Блок управления гидрораспределителем обеспечивает включение/выключение блока дополнительной очистки по достижению заданного уровня концентрации загрязнений. Блок управления гидрораспределителем информирует о неисправности блока дополнительной очистки при превышении заданного уровня концентрации загрязнений на два класса чистоты жидкости. Блок управления гидрораспределителем обеспечивает измерение скорости изменения класса чистоты жидкости и информирует о степени износа исполнительных механизмов гидравлической системы. Блок управления гидрораспределителем обеспечивает измерение периода между включениями блока дополнительной очистки и в случае, если он составит менее 0,5 среднего арифметического последних десяти периодов, информирует о неисправности гидравлической системы.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена схема гидравлического и электрического подключения блока дополнительной очистки рабочей жидкости, на фиг. 2 представлена подробная схема блока контроля уровня загрязнения рабочей жидкости и управления дополнительной очисткой. Позициями на чертежах обозначены:

1 - гидронасос оборудования;

2 - исполнительные механизмы оборудования;

3 - блок управления;

4 - гидрораспределитель;

5 - блок дополнительной очистки;

6 - бак гидросистемы оборудования;

7 - датчик контроля чистоты жидкости;

8 - блок обработки аналоговых сигналов;

9 - блок обработки цифровых сигналов;

10 - блок индикации;

11 - блок информации о концентрации частиц загрязнения;

12 - блок сравнения;

13 - блок установки допустимого уровня чистоты жидкости;

14 - блок ключей.

Как известно (см. ГОСТ 28028 «Гидропривод - общие требования и нормы» Таблица 1 - п. 2.2.) ресурс гидроагрегатов возрастает в 10 раз при повышении чистоты жидкости гидросистемы с 17 до 9 классов чистоты рабочей жидкости по нормам ГОСТа 17216. Согласно заявляемому решению для постоянного поддержания заданного уровня чистоты рабочей жидкости гидросистемы с исполнительными механизмами в нее встроено устройство, включающее блок дополнительной очистки жидкости и устройство контроля чистоты жидкости с возможностью управления блоком дополнительной очистки.

Заявляемое устройство содержит стандартные элементы гидравлического оборудования - гидронасос оборудования 1, исполнительные механизмы оборудования 2 и бак гидросистемы оборудования 6, гидравлически соединенные между собой при помощи трубопроводных магистралей высокого давления так, что выход бака соединен с всасывающим окном гидронасоса оборудования 1, нагнетающее окно насоса соединено с входом исполнительных механизмов. Выход исполнительных механизмов гидравлической системы снабжен датчиком 7 контроля чистоты жидкости и соединен с входом гидрораспределителя 4.

В качестве датчика контроля чистоты жидкости может быть использовано любое устройство, соответствующее ГОСТу 31247-2004 «Чистота промышленная. Определение загрязнения жидкости с помощью автоматических счетчиков частиц». Из приборов контроля чистоты жидкости, выпускаемых серийно, для выполнения функций датчика контроля чистоты жидкости в предлагаемого устройства могут быть использованы, например: 1) Анализатор загрязнения жидкости АЗЖ-975 (spb.ru/pribor_AZG-975-analizator-zagryazneniya-gidkosti) производства НПО «Аврора» Санкт-Петербург, предназначенный для автоматического измерения счетной концентрации частиц механических примесей в жидкостях в соответствии с ГОСТ 17216; 2) Прибор контроля чистоты жидкости ПКЖ-904 () производства ОАО «НИТИ-Тесар» Саратов, позволяющий оперативно контролировать чистоту жидкостей в соответствии с требованиями ГОСТ 17216-2001; 3) Лазерный монитор загрязненности LCM20.2021/2023 ( Operations Manual.pdf) фирмы «Parker Yannifin Ltd» Голландия; 4) Счетчик частиц в жидкости Av Count модели SA1000 () фирмы «Stunhope-Seta» Великобритания. В лучшем варианте исполнения заявляемого устройства в качестве датчика контроля чистоты жидкости использован прибор для контроля чистоты жидкости в потоке ИЧЖ (; ), изготавливаемый ООО «НИЦ «Теас-МО» Саратов с 2010 г. по патентам РФ на изобретения №2328723 «СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ МЕХАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ В ЖИДКИХ И ГАЗООБРАЗНЫХ СРЕДАХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ» от 10 июля 2008 г. и №2359250 «СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЧИСТОТЫ ЖИДКОСТИ» от 20 июня 2009 г.

Гидрораспределитель имеет два выхода, один из которых соединен с входом бака, а другой с входом блока дополнительной очистки 5.

В качестве блока дополнительной очистки жидкости может быть использован любой очиститель, соответствующий ГОСТу 26070-83 «Фильтры и сепараторы для жидкостей». Если используется фильтровальная установка, то она должна соответствовать ГОСТу P 50553-93 «Промышленная чистота. Фильтры и фильтроэлементы. Общие технические требования». Для более эффективного и удобного использования применяемые очистители или фильтровальные установки должны очищать рабочие жидкости не хуже 7 класса чистоты по нормам ГОСТа 17216 и быть приспособлены для встраивания в автоматические системы подачи и очистки жидкости. В лучшем варианте исполнения заявляемого устройства для очистки рабочей жидкости гидравлической системы в качестве блока дополнительной очистки использован центробежный очиститель жидкости типа СОГ-913, (), изготавливаемый ОАО «НИТИ-Тесар» Саратов по патентам РФ на изобретения №2402384 «УСТАНОВКА ОЧИСТКИ ЖИДКОСТЕЙ» от 27 октября 2010 г. и №2274496 «УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТВОДА ЖИДКОСТИ ИЗ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ОЧИСТИТЕЛЯ» от 20 апреля 2006 г.

Гидрораспределитель подключен к блоку управления 3, снабженному датчиком контроля чистоты жидкости 7, причем датчик установлен на выходе исполнительных механизмов оборудования так, что вход датчика гидравлически соединен с трубопроводной магистралью высокого давления, соединяющей выход исполнительных механизмов с входом гидрораспределителя, а выход датчика соединен с входом бака.

Блок управления содержит блок обработки аналоговых сигналов 8, вход которого подключен к датчику контроля чистоты жидкости 7 для приема сигналов от него. Выход блока 8 подключен к блоку обработки цифровых сигналов 9, снабженному двумя выходами, один из которого соединен с блоком индикации 10 для отображения на нем класса чистоты рабочей жидкости по ГОСТу 117216, блок индикации подключен к блоку информации 11 о концентрации частиц загрязнения по ISO 4406. Блок управления содержит блок сравнения 12, снабженный двумя входами и двумя выходами, первый вход подключен к блоку установки допустимого уровня чистоты жидкости 13, второй вход подключен ко второму выходу блока обработки цифровых сигналов 9. Первый выход блока сравнения соединен с блоком индикации 10, второй выход соединен с блоком ключей 14, предназначенным для управления режимами гидрораспределителя 4.

Изобретение работает следующим образом. Включают насос 1, который выкачивает рабочую жидкость из бака 6 и создает необходимое давление рабочей жидкости в гидравлической системе 2. Излишки жидкости, а также отработанная жидкость поступает из гидравлической системы обратно в бак через гипдрораспределитель 4. В процессе работы происходит постоянный контроль чистоты жидкости в гидравлической системе при помощи датчика контроля чистоты жидкости 7. Сигнал датчика поступает в блок обработки аналоговых сигналов 8, где происходит усиление, выравнивание амплитуды и длительности сигнала, преобразование аналогового сигнала в цифровой. С блока 8 сигнал в цифровой форме поступает на блок обработки цифровых сигналов 9, где сигнал с датчика интерпретируют в итоговый результат на логарифмической шкале, а также осуществляют преобразование этого результата по заданной программе в классы чистоты жидкости и данные о количестве частиц загрязнения в единице объема жидкости, то есть концентрации частиц загрязнения. Полученные сигналы передают в блок индикации 10 и блок информации 11 для визуального наблюдения за уровнем загрязнения, а также на блок сравнения 12 заданного оператором допустимого уровня загрязнения, информация о котором содержится в блоке установки допустимого уровня чистоты жидкости 13, и фактически замеренного датчиком 7. Блок управления получает информацию о состоянии рабочей жидкости от датчика, и в случае превышения фактически замеренного уровня загрязнения над заданным блок сравнения дает команду на блок ключей 14 для переключения гидрораспределителя в режим включения блока дополнительной очистки рабочей жидкости 5. Блок ключей 14 блока управления 3 переключает режим гидрораспределителя, включая работу блока дополнительной очистки рабочей жидкости. Вся жидкость поступает из гидравлической системы в блок дополнительной очистки, а оттуда в бак. При снижении уровня чистоты рабочей жидкости ниже заданного уровня чистоты, блок сравнении дает команду блоку ключей на переключение гидрораспределителя в режим отключения блока дополнительной очистки рабочей жидкости. Блок ключей 14 блока управления 3 переключает режим гидрораспределителя и выключает работу блока дополнительной очистки. В процессе работы гидравлической системы уровень загрязненности жидкости вновь может повысится, тогда это зафиксирует датчик, цикл очистки повторится вновь. Программой в блоке 9 предусмотрена выдача управляющих сигналов на включение/выключение блока дополнительной очистки с выдержкой в 15 мин для управления стабилизированным потоком жидкости. Всплеск показаний уровня загрязнений может быть вызван кратковременными пульсациями в гидравлике и клапанах управления потоком. Блок 9 при этом фиксирует время между включениями блока дополнительной очистки, обеспечивая измерение периода между включениями блока дополнительной очистки, и в случае, если он составит менее 0,5 среднего арифметического последних десяти периодов, подает сигнал на блок индикации, показывающий пользователю наличие неисправности в гидравлической системе, приводящей к чрезмерно быстрому загрязнению рабочей жидкости. При превышении заданного уровня концентрации загрязнений на два класса чистоты жидкости блок индикации 10 блока управления 3 информирует о неисправности блока дополнительной очистки. Блок обработки цифровых сигналов 9 блока управления 3 обеспечивает измерение скорости изменения класса чистоты жидкости и подает на блок индикации 10 пропорциональный сигнал о степени износа исполнительных механизмов оборудования 2.

Изобретение относится к гидравлическим исполнительным механизмам, а именно к конструктивным элементам, предназначенным для воздействия на свойства текучей среды, в частности путем фильтрации. Устройство содержит исполнительный механизм 2, бак 6 и гидронасос 1, гидравлически соединенные между собой, включает гидрораспределитель 4 и блок управления гидрораспределителем 3, снабженный датчиком 7 контроля чистоты жидкости, согласно решению устройство содержит блок дополнительной очистки 5, датчик 7 контроля чистоты жидкости установлен на выходе исполнительного механизма 2, гидрораспределитель 4 имеет вход и два выхода, причем вход гидравлически соединен с выходом исполнительного механизма 2, первый выход гидравлически соединен с входом в бак 6, второй выход гидравлически соединен с входом блока дополнительной очистки 5, при этом выход блока дополнительной очистки соединен с входом в бак 6. Технический результат заключается в повышении надежности поддержания требуемого уровня чистоты рабочей жидкости. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для очистки рабочей жидкости гидравлической системы, содержащей исполнительный механизм, бак и гидронасос, гидравлически соединенные между собой, включающее гидрораспределитель и блок управления гидрораспределителем, снабженный датчиком контроля чистоты жидкости, отличающееся тем, что устройство содержит блок дополнительной очистки, датчик контроля чистоты жидкости установлен на выходе исполнительного механизма, гидрораспределитель имеет вход и два выхода, причем вход гидравлически соединен с выходом исполнительного механизма, первый выход гидравлически соединен с входом в бак, второй выход гидравлически соединен с входом блока дополнительной очистки, при этом выход блока дополнительной очистки соединен с входом в бак.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что датчик контроля чистоты жидкости обеспечивает измерение класса чистоты жидкости в соответствии с нормами ГОСТа 117216 или ISO 4406.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления гидрораспределителем обеспечивает включение/выключение блока дополнительной очистки по достижению заданного уровня концентрации загрязнений.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления гидрораспределителем информирует о неисправности блока дополнительной очистки при превышении заданного уровня концентрации загрязнений на два класса чистоты жидкости.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления гидрораспределителем обеспечивает измерение скорости изменения класса чистоты жидкости и информирует о степени износа исполнительных механизмов гидравлической системы.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления гидрораспределителем обеспечивает измерение периода между включениями блока дополнительной очистки и в случае, если он составит менее 0,5 среднего арифметического последних десяти периодов, информирует о неисправности гидравлической системы.