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應(yīng)用于液壓系統(tǒng)的超聲波在線除氣裝置的制作方法

文檔序號(hào):5517995閱讀:317來(lái)源:國(guó)知局
專(zhuān)利名稱(chēng):應(yīng)用于液壓系統(tǒng)的超聲波在線除氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于液壓系統(tǒng)的超聲波在線除氣裝置。
背景技術(shù)
油液的有效除氣是液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。它不僅能提高系統(tǒng)的彈性模量,增強(qiáng)系 統(tǒng)的傳動(dòng)剛度和精度;同時(shí)有助于抑制系統(tǒng)壓力變化時(shí)空化的產(chǎn)生,避免氣蝕引起的元件 損壞,抑制流量飽和,并提高系統(tǒng)的響應(yīng)速率與可靠性。傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)主要通過(guò)改進(jìn)油箱的結(jié)構(gòu)進(jìn)行除氣,例如在油箱底部安裝超聲波 振蕩器,應(yīng)用聲能法進(jìn)行除氣(例如參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利US3284991),又如油箱上加入一系列隔 板,通過(guò)調(diào)整隔板尺寸進(jìn)行除氣,它的缺點(diǎn)是除氣時(shí)間長(zhǎng),除氣效果不明顯。有人提出采用油液抽真空方法除氣(例如參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利US4121352),根據(jù)油氣分 離的原理,采用真空泵抽氣來(lái)實(shí)現(xiàn)油液的除氣。這是一種離線除氣裝置,不僅裝置結(jié)構(gòu)比較 復(fù)雜,同時(shí)無(wú)法去除液壓系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的氣泡。為此,有人設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)在線除氣裝置(例如參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利US5240477),它是利 用旋渦流動(dòng)分離油液中的氣泡,它的缺點(diǎn)在于只能去除較大尺寸的氣泡,不能去除較小的 氣泡,無(wú)法全面的消除油液中氣泡對(duì)液壓系統(tǒng)的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于液壓系統(tǒng)的超聲波在線除氣裝置,通過(guò)控制超 聲波的頻率和功率大小,實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)中氣泡的迅速溶解,解決液壓系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中氣泡 產(chǎn)生的問(wèn)題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明在進(jìn)油口一側(cè)的除氣管道外側(cè)面周向,對(duì)稱(chēng)安裝至少兩個(gè)超聲波振蕩器, 除氣管道內(nèi)面周向,對(duì)稱(chēng)安裝一組與超聲波振蕩器相同個(gè)數(shù)的超聲波反射結(jié)構(gòu),沿除氣管 道軸向等分安裝多組超聲波反射結(jié)構(gòu)。所述的超聲波反射結(jié)構(gòu)的反射面是拋物面,拋物面上面覆蓋了反射涂層,超聲波 反射結(jié)構(gòu)安裝于除氣管道內(nèi)側(cè)面上。所述的超聲波反射結(jié)構(gòu)的反射面是拋物面,拋物面上面覆蓋了反射涂層,與除氣 管道內(nèi)側(cè)面成整體式結(jié)構(gòu)。所述的除氣管道管段為圓柱形,長(zhǎng)度為1 2m,不銹鋼材料。所述的超聲波振蕩器,頻率為30 50KHz,功率密度為0. 35 218. 75w/cm2。本發(fā)明具有的有益效果是(1)通過(guò)控制超聲波的頻率和功率大小,氣泡在超聲作用下迅速溶解于油液中,除 氣效率高,效果明顯。(2)結(jié)合不同的超聲波反射結(jié)構(gòu)和反射涂層,能調(diào)整超聲波在油液中的作用時(shí)間, 可應(yīng)用于不同性能要求的液體系統(tǒng),適應(yīng)性廣。
(3)可實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的實(shí)時(shí)在線除氣,可靠性強(qiáng)。(4)管道式除氣裝置,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。


圖1是超聲波除氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是超聲波反射結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3是超聲溶解油液中氣泡的原理圖。圖4是超聲除氣過(guò)程的示意圖。圖中1、進(jìn)油口,2、超聲波振蕩器,3、發(fā)射的超聲波束,4、超聲波發(fā)射結(jié)構(gòu),5、除氣 管道,6、出油口,7、氣泡,8、油液,4-A、反射面,4-B、反射涂層,4-C、底座。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。油液從進(jìn)油口 1流入,從出油口 6流出,在進(jìn)油口 1 一側(cè)的除氣管道5外側(cè)面周向, 對(duì)稱(chēng)安裝兩個(gè)超聲波振蕩器2,安裝在沿進(jìn)油口一側(cè)的除氣管道5內(nèi)面周向,沿除氣管道5 軸向等分安裝三組超聲波反射結(jié)構(gòu)4。如圖1所示,為了最大限度的利用超聲波除氣功能,延長(zhǎng)超聲波在油液中的作用時(shí)間,提高油 液的除氣效率,在除氣管道上安裝了超聲波反射結(jié)構(gòu),具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2所示。超聲波反射結(jié)構(gòu)4的反射面4-A是拋物面,拋物面上面覆蓋了反射涂層4-B,4_B 為平面結(jié)構(gòu),涂層的應(yīng)用是提高超聲波反射率,選用與液壓油液的聲阻差別大的涂層材料, 提高超聲波的反射率。超聲波反射結(jié)構(gòu)4通過(guò)底座4-C采用機(jī)械粘結(jié)或螺紋緊固等方法安 裝于除氣管道內(nèi)側(cè)面上。超聲波反射結(jié)構(gòu)4也可與除氣管道5加工成整體式結(jié)構(gòu)。所述的除氣管道5管段為圓柱形,長(zhǎng)度為1 2m,不銹鋼材料。所述的超聲波振蕩器,頻率為30 50KHz,功率密度為0. 35 218. 75w/cm2。工作過(guò)程是油液從進(jìn)油口 1進(jìn)入,流經(jīng)除氣管道5,從出油口 6流出。與此同時(shí)打 開(kāi)超聲波振蕩器2發(fā)射超聲波束3,超聲波作用于流動(dòng)的油液中,并通過(guò)多組超聲波發(fā)射結(jié) 構(gòu)4在油液中多次反射傳播,逐步的將油液中的氣泡7溶解,實(shí)現(xiàn)超聲除氣。為了防止除氣管道腐蝕,反過(guò)來(lái)污染油液本身,除氣管道5為不銹鋼材質(zhì)。超聲波溶解油液中氣泡的原理如圖3所示,橫坐標(biāo)是液壓油中氣泡的半徑,縱坐 標(biāo)為液壓油中超聲波壓力值與液壓油中液體靜壓的比值。A區(qū)域?yàn)闅馀萑芙鈪^(qū),氣泡溶解 后對(duì)系統(tǒng)性能基本不會(huì)產(chǎn)生影響,B區(qū)域?yàn)橛鸵褐袣馀蓍L(zhǎng)大區(qū),氣泡可能進(jìn)入C區(qū)域或者最 終聚集上浮至液面,C區(qū)是超聲空化區(qū)。為了將超聲波的作用在區(qū)域A中,對(duì)于壓力范圍在 0 2. 5Mpa之間的低壓液壓系統(tǒng),根據(jù)圖3所示,超聲波在油液中的壓力幅值應(yīng)小于液壓系 統(tǒng)靜壓值,從而可以確定超聲波在油液中聲壓的范圍,通過(guò)超聲波計(jì)算公式,確定超聲波功 率密度范圍0. 35 218. 75w/cm2之間。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)超聲波頻率30 50KHz范圍除氣效果 比較好。通過(guò)控制超聲波頻率范圍和功率密度范圍,可以控制超聲波作用在區(qū)域A中。經(jīng) 過(guò)超聲波作用后,實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)中氣泡迅速的溶解,完成除氣的目的。其超聲除氣過(guò)程如圖 4所示,油液中氣泡7在發(fā)射的超聲波束3的超聲振動(dòng)作用下逐步溶解于油液8中,從而實(shí) 現(xiàn)了超聲除氣。為了達(dá)到更好的除氣效果,整個(gè)裝置進(jìn)出油口和超聲波反射機(jī)構(gòu)的安裝均采用密封設(shè)計(jì),這是為了防止氣體進(jìn)入,避免新氣泡的產(chǎn)生。
權(quán)利要求
一種應(yīng)用于液壓系統(tǒng)的超聲波在線除氣裝置,其特征在于在進(jìn)油口一側(cè)的除氣管道(5)外側(cè)面周向,對(duì)稱(chēng)安裝至少兩個(gè)超聲波振蕩器(2),除氣管道(5)內(nèi)面周向,對(duì)稱(chēng)安裝一組與超聲波振蕩器相同個(gè)數(shù)的超聲波反射結(jié)構(gòu)(4),沿除氣管道(5)軸向等分安裝多組超聲波反射結(jié)構(gòu)(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于液壓系統(tǒng)的超聲波在線除氣裝置,其特征在于 所述的超聲波反射結(jié)構(gòu)(4)的反射面是拋物面,拋物面上面覆蓋了反射涂層,超聲波反射 結(jié)構(gòu)(4)安裝于除氣管道(5)內(nèi)側(cè)面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于液壓系統(tǒng)的超聲波在線除氣裝置,其特征在于 所述的超聲波反射結(jié)構(gòu)(4)的反射面是拋物面,拋物面上面覆蓋了反射涂層,與除氣管道 內(nèi)側(cè)面成整體式結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于液壓系統(tǒng)的超聲波在線除氣裝置,其特征在于 所述的除氣管道(5)管段為圓柱形,長(zhǎng)度為1 2m,不銹鋼材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于液壓系統(tǒng)的超聲波在線除氣裝置,其特征在于 所述的超聲波振蕩器(2),頻率為30 50KHz,功率密度為0. 35 218. 75w/cm2。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種應(yīng)用于液壓系統(tǒng)的超聲波在線除氣裝置。在進(jìn)油口一側(cè)的除氣管道外側(cè)面周向,對(duì)稱(chēng)安裝至少兩個(gè)超聲波振蕩器,除氣管道內(nèi)面周向,對(duì)稱(chēng)安裝一組與超聲波振蕩器相同個(gè)數(shù)的超聲波反射結(jié)構(gòu),沿除氣管道軸向等分安裝多組超聲波反射結(jié)構(gòu)。通過(guò)控制超聲波的頻率和功率大小,實(shí)現(xiàn)超聲波對(duì)油液中的氣泡的溶解去除作用。本發(fā)明通過(guò)液壓系統(tǒng)的在線除氣,提高了油液的彈性模量,在抑制系統(tǒng)的空化的同時(shí)改善了系統(tǒng)的性能。
文檔編號(hào)F15B21/04GK101865187SQ20101017653
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者傅新, 徐 明, 鄒俊, 阮曉東 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)
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