[发明专利]一种气液分离式恒压压力油箱及控制方法

说明书

本发明公开了一种气液分离式恒压压力油箱及控制方法，包括油箱本体和主动调节油箱本体内部油液压力波动的调压系统，所述调压系统包括用于调节油液压力的压力调控系统、控制压力调控系统的控制器和连接油箱本体与压力调控系统起传递压力调节作用的增压器，所述增压器包括高压腔和低压腔且高压腔和低压腔分别与压力调控系统和油箱本体相连，本发明能够有效解决压力油箱在运动工况下的压力波动问题，同时实现油气分离，有效防止油液氧化。

技术领域

本发明涉及一种压力油箱，尤其是一种气液分离式恒压压力油箱及控制方法，属于液压传动及控制技术领域。

背景技术

闭式油箱分为隔离式油箱和压力油箱，广泛应用于行走机械、水下机械、翻转设备、船舶、飞机等液压系统中，大大提高了设备适应复杂环境、复杂工况能力，提高了液压系统控制性能。压力油箱又称为充气式油箱，在油箱中充入压力高于大气压的压缩气体，提高了液压系统中油泵的自吸能力，有效防止吸空现象。压力油箱按照液体是否与气体直接接触，可分为气液隔离式压力油箱和气液接触式压力油箱。液压传动及控制技术的不断发展，使得液压系统在复杂、特殊工况下的高精度控制能力变为可能。上述机械设备高精度控制液压系统广泛采用压力油箱，压力油箱随设备载体一起运动时，运动形式具有未知性、突变性、剧烈性等特点。由于气体压缩性较强，且油箱运动形式的不确定性，气体在油液惯性和重力影响下可能发生压缩或膨胀，气体体积的变化将严重影响油箱中油液的压力稳定性，对系统控制性能产生影响，尤其当压力油箱发生翻转运动时，油泵可能发生吸空现象。压力油箱的现有技术方案中一般采用恒压气体，当油箱处于动态工作环境时，无法实现压力波动的主动调节功能，因此影响了压力油箱在上述机械设备中的应用情况。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种气液分离式恒压压力油箱及控制方法，通过主动调控手段维持油箱压力恒定，解决压力油箱在复杂运动下压力波动问题，实现油箱恒压控制，可实现油气分离，有效防止油液氧化和气穴产生。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

包括油箱本体和主动调节油箱本体内部油液压力波动的调压系统，所述调压系统包括用于调节油液压力的压力调控系统、控制压力调控系统的控制器和连接油箱本体与压力调控系统起传递压力调节作用的增压器，所述增压器包括高压腔和低压腔且高压腔和低压腔分别与压力调控系统和油箱本体连通。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述油箱本体包括内部设置有圆柱形空腔的油箱壳体，所述空腔包括相互贯通且保持同轴设置的直径较大的储油腔和直径较小的调压腔，所述储油腔和调压腔内部分别设置有能够左右密封移动的储油腔活塞和调压腔活塞且储油腔活塞和调压腔活塞之间固定设置有能够保证两个活塞水平同步滑动的活塞连杆，所述储油腔活塞和调压腔活塞将储油腔和调压腔之间隔离形成一个气体腔且气体腔的顶端设置有与外界大气连通的呼吸阀，所述活塞连杆的长度大于调压腔的水平长度使得储油腔右端形成一个储油腔活塞无法到达的死区，所述调压腔与外部油路管道连接且外部油路管道上设置有截止阀。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述储油腔远离调压腔的一端的内壁上设置有圆环形隔板，所述圆环形隔板的外部和内部的油箱内壁上分别设置有用于液压系统吸油和回油的主吸油口和主回油口，所述圆环形隔板上端的油箱壳体上设置有用于对储油腔进行手动放气的单向放气阀、下端的油箱壳体上设置有用于对储油腔进行注油或放油的注油截止阀，所述油箱壳体上设置有用于测量储油腔内实时压力的第一压力传感器且第一压力传感器与控制器电性连接。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述压力调控系统包括沿油液流动方向依次通过油路管道连接的液压泵、过滤器、单向阀和蓄能器且电机为液压泵提供动力向蓄能器内补充油液，所述蓄能器的进、出油路上设置有蓄能器开关截止阀，所述液压泵并联有溢流管道且溢流管道上设置有调压溢流阀。

本发明技术方案的进一步改进在于：压力调控系统还包括用于测量蓄能器实时压力的第二压力传感器且第二压力传感器与控制器电性连接。