一種模擬高原低氣壓環境的液壓油箱的製作方法
2023-09-19 16:56:30
本發明涉及液壓油箱領域，尤其是一種用於模擬高原低氣壓環境的液壓油箱。
背景技術：
開式液壓油箱是液壓系統不可缺少的元件之一，為減少油液汙染一般在油箱蓋上方設置空氣濾清器，使外界大氣與油箱內的空氣經空氣濾清器相通，維持油箱內氣體壓力為大氣壓力。現有的開式壓力油箱多為增壓油箱，主要由封閉的油箱本體、充氣裝置組成，通過充氣裝置向封閉油箱本體內部充入惰性氣體，使得油箱本體內部具有一定壓力。開式增壓油箱多用於提高泵的吸油口壓力，預防和減少液壓泵出現吸空現象。
而現有的開式增壓油箱不能用於模擬高海拔、低氣壓環境下開式液壓油箱內氣體的實際壓力，無法在非高原環境下進行柱塞泵模擬低氣壓吸油壓力試驗。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種用於模擬高原低氣壓環境的液壓油箱，解決開式增壓油箱不能用於模擬高海拔、低氣壓環境下開式液壓油箱內氣體的實際壓力的問題。
本發明中的低氣壓的氣壓值低於8×104pa。
具體的，本發明提供了一種用於模擬高原低氣壓環境的液壓油箱，包括油箱本體(15)、抽真空管路和充氣管路；
抽真空管路和充氣管路分別安裝於油箱本體(15)的側面靠近頂端處；
抽真空管路包括真空泵(1)、電機(2)和二位二通電磁閥d(19)；真空泵(1)通過二位二通電磁閥d(19)與油箱本體(15)連接；電機(2)與真空泵(1)相連；
充氣管路包括定量充氣裝置(13)、氣源(20)和二位二通電磁閥c(12)，氣源(20)向充氣裝置(13)充氣，充氣裝置(13)通過二位二通電磁閥c(12)與油箱本體(15)連接。
進一步地，所述油箱本體(15)包括進油口(16)和出油口(17)，其頂端安裝有壓力傳感器b(14)，底端安裝有放油截止閥(18)。
進一步地，所述抽真空管路還包括聯軸器(3)、真空度計(4)和過濾器a(5)；
真空泵(1)的吸氣口與真空度計(4)一側埠連接，真空度計(4)另一側埠與過濾器a(5)出口管路連接，過濾器a(5)進口通過二位二通電磁閥d(19)與油箱本體(15)連接，電機(2)通過聯軸器(3)安裝於真空泵(1)上。
進一步地，所述定量充氣裝置(13)包括腔體I和腔體II，腔體I和腔體II之間有活塞。
進一步地，所述充氣管路還包括過濾器b(6)、減壓閥(7)、壓力傳感器a(8)、儲氣罐(9)、二位二通電磁閥a(10)、二位二通電磁閥b(11)和二位二通電磁閥e(21)；
過濾器b(6)進口與氣源(20)連接，過濾器b(6)出口與減壓閥(7)的進口連接，減壓閥(7)的出口通過三通接頭與傳感器a(8)和儲氣罐(9)相連接，儲氣罐(9)另兩個埠分別與二位二通電磁閥a(10)和二位二通電磁閥b(11)相連接；二位二通電磁閥a(10)與定量充氣裝置(13)的腔體I相連接，二位二通電磁閥b(11)與定量充氣裝置(13)的腔體II相連接，定量充氣裝置(13)的腔體II出口與二位二通電磁閥c(12)的進口連接，二位二通電磁閥c(12)的出口安裝於油箱本體(15)上，二位二通電磁閥e(21)安裝於定量充氣裝置(13)的進口端。
特別地，一種所述液壓油箱的液位控制方法，包括初始液位時、液位下降時和液位上升時三種情況下的壓力控制過程；
初始液位時，液壓油箱中的初始壓力大於期望壓力，抽真空管路工作，使得油液上方的壓力達到期望壓力；
液位下降時，啟動充氣管路，氣源(20)對定量充氣裝置(13)充氣，直至定量充氣裝置(13)內的壓力大於期望壓力，之後定量充氣裝置(13)中的氣體進入液壓油箱，使得油液上方的壓力達到期望壓力；
液位上升時，抽真空管路工作，使得油液上方的壓力達到期望壓力。
進一步地，所述初始液位控制過程具體為：二位二通電磁閥d(19)通電，二位二通電磁閥a(10)、二位二通電磁閥b(11)、二位二通電磁閥c(12)和二位二通電磁閥e(21)斷電，啟動電機(2)，電機(2)驅動真空泵(1)運行，壓力傳感器b(14)實時檢測油液上方空氣的壓力值，當壓力值下降至期望值時，二位二通電磁閥c(12)和電機(2)斷電。
進一步地，所述液位下降控制過程包括以下步驟：
S101：啟動充氣管路；
二位二通電磁閥a(10)、二位二通電磁閥c(12)和二位二通電磁閥d(19)斷電，二位二通電磁閥b(11)和二位二通電磁閥e(21)通電，氣源(20)通電工作；
S102：氣源(20)輸出的氣體經過濾器b(6)、減壓閥(7)後進入儲氣罐(10)，後經二位二通電磁閥b(11)進入定量充氣裝置(13)的腔體II，當儲氣罐(13)的壓力高於油箱本體(15)中的初始壓力後氣源(20)斷電停止工作，二位二通電磁閥b(11)和二位二通電磁閥e(21)斷電；
S103：二位二通電磁閥a(10)、二位二通電磁閥c(12)通電，二位二通電磁閥b(11)、二位二通電磁閥d(19)和二位二通電磁閥e(21)斷電，儲氣罐(9)中的氣體進入定量充氣裝置(13)的腔體I，推動活塞將腔體II中的氣體通入液面上方，當油液上方壓力值下降至期望值時，二位二通電磁閥c斷電。
進一步地，所述液位上升控制過程具體為：二位二通電磁閥d(19)通電，二位二通電磁閥a(10)、二位二通電磁閥b(11)、二位二通電磁閥c(12)和二位二通電磁閥e(21)斷電，啟動電機(2)，電機(2)驅動真空泵(1)運行，抽真空管路開始工作，壓力傳感器b(14)實時檢測油液上方空氣的壓力值，當該壓力值下降至期望值時，二位二通電磁閥d(19)和電機(2)斷電，電機(2)停止運行。
本發明的液壓油箱通過兩個相互獨立的抽真空管路和充氣管路實現了對油箱本體內部高海拔低氣壓的環境模擬，能夠模擬高原環境條件下液壓油箱低氣壓，用於完成柱塞泵低壓吸油實驗。合理控制抽真空管路和充氣管路的壓力設定值，可模擬不同海拔高度氣壓環境，具有很強的靈活性和通用性。
附圖說明
附圖僅用於示出具體實施例的目的，而並不認為是對本發明的限制，在整個附圖中，相同的參考符號表示相同的部件。
圖1是本發明的液壓油箱的原理圖；
圖中：1-真空泵、2-電機、3-聯軸器、4-真空度計、5-過濾器a、6-過濾器b、7-減壓閥、8-壓力傳感器a、9-儲氣罐、10-二位二通電磁閥a、11-二位二通電磁閥b、12-二位二通電磁閥c、13-定量充氣裝置、14-壓力傳感器b、15-油箱本體、16-進油口、17-出油口、18-放油截止閥、19-二位二通電磁閥d、20-氣源、21-二位二通電磁閥e。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。
本發明提供了一種用於模擬高原低氣壓環境的液壓油箱，包括油箱本體(15)、抽真空管路和充氣管路。
抽真空管路和充氣管路分別安裝於油箱本體(15)的側面靠近頂端處。
油箱本體(15)包括進油口(16)和出油口(17)，其頂端安裝有壓力傳感器b(14)，底端安裝有放油截止閥(18)。
抽真空管路包括真空泵(1)、電機(2)、聯軸器(3)、真空度計(4)、過濾器a(5)和二位二通電磁閥d(19)。真空泵(1)的吸氣口與真空度計(4)一側埠通過軟管連接，真空度計(4)另一側埠與過濾器a(5)出口管路連接，過濾器a(5)進口通過硬管串聯二位二通電磁閥d(19)後與油箱本體(15)通過硬管連接。電機(2)通過聯軸器(3)安裝於真空泵(1)上。
充氣管路包括過濾器b(6)、減壓閥(7)、壓力傳感器a(8)、儲氣罐(9)、二位二通電磁閥a(10)、二位二通電磁閥b(11)、二位二通電磁閥c(12)、定量充氣裝置(13)、氣源(20)和二位二通電磁閥e(21)。
過濾器b(6)進口通過軟管與氣源(20)連接，過濾器b(6)出口與減壓閥(7)的進口通過硬管連接，減壓閥(7)的出口通過三通接頭與傳感器a(8)和儲氣罐(9)相連接，儲氣罐(9)另兩個埠分別通過硬管與二位二通電磁閥a(10)和二位二通電磁閥b(11)相連接。定量充氣裝置(13)包括腔體I和腔體II，腔體I和腔體II之間有活塞，二位二通電磁閥a(10)與定量充氣裝置(13)的腔體I相連接，二位二通電磁閥b(11)與定量充氣裝置(13)的腔體II相連接，定量充氣裝置(13)的腔體II出口通過硬管與二位二通電磁閥c(12)的進口連接，二位二通電磁閥c(12)的出口通過硬管安裝於油箱本體(15)上，二位二通電磁閥e(21)安裝於定量充氣裝置(13)的腔體I上。
氣源(20)可以為空壓機。
該液壓油箱的油液上方的壓力控制包括初始液位時、液位下降時和液位上升時三種情況下的壓力控制過程。
初始液位時壓力控制過程：
初始時刻，油箱本體(15)中的油液在所需的最高液位H0時，此時油液上方空氣壓力為p0，即初始壓力，為模擬高原低氣壓環境下的大氣壓力，即期望壓力p1(p1p0>p1)後氣源(20)斷電停止工作，二位二通電磁閥b(11)和二位二通電磁閥e(21)斷電，完成充氣準備工作。
S103：二位二通電磁閥a(10)、二位二通電磁閥c(12)通電，二位二通電磁閥b(11)、二位二通電磁閥d(19)和二位二通電磁閥e(21)斷電，儲氣罐(9)中壓力為p2的氣體進入定量充氣裝置(13)的腔體I，推動活塞將腔體II中壓力為p2的氣體通入液面上方，補償液面下降導致的上方空氣壓力降低，壓力傳感器b(14)實時檢測油液上方空氣的壓力值，當該壓力值下降至期望值p1時，二位二通電磁閥c斷電，維持油箱液位上方空氣壓力值為期望壓力p1。
當定量充氣裝置(13)一次行程通入油液液面上方壓力為p2的氣體不足以滿足要求時，二位二通電磁閥a(10)、二位二通電磁閥c(12)斷電，二位二通電磁閥b(11)和二位二通電磁閥e(21)通電，再次將定量充氣裝置(13)腔體II充滿。
液位上升時壓力控制過程：
當油箱本體內部液位上升時，油液上方空氣體積壓縮，根據熱力學定律，該過程可等效為等溫壓縮過程，油液上方空氣的大氣壓力值會隨液位上升而高於設定的期望壓力p1，為實現油液上方空氣的大氣壓力在液位上升過程中保持p1不變，啟動抽真空管路。
二位二通電磁閥d(19)通電，二位二通電磁閥a(10)、二位二通電磁閥b(11)、二位二通電磁閥c(12)和二位二通電磁閥e(21)斷電，啟動電機(2)，電機(2)驅動真空泵(1)運行，抽真空管路開始工作，壓力傳感器b(14)實時檢測油液上方空氣的壓力值，當該壓力值下降至期望壓力p1時，二位二通電磁閥d(19)和電機(2)斷電，電機(2)停止運行，通過二位二通電磁閥c(19)的通斷維持油箱液位上方空氣壓力值為期望壓力p1。
綜上所述，本發明提供了一種模擬高原低氣壓環境的液壓油箱，該液壓油箱通過兩個相互獨立的抽真空管路和充氣管路實現了對油箱本體內部高海拔低氣壓的環境模擬，能夠模擬高原環境條件下液壓油箱低氣壓，用於完成柱塞泵低壓吸油實驗。合理控制抽真空管路和充氣管路的壓力設定值，可模擬不同海拔高度氣壓環境，具有很強的靈活性和通用性。
儘管已經結合優選的實施例對本發明進行了詳細地描述，但是本領域技術人員應當理解的是在不違背本發明精神和實質的情況下，各種修正都是允許的，它們都落入本發明的權利要求的保護範圍之中。