一种自适应吸油装置、自适应油箱及自适应吸油方法

摘要

本发明提供一种自适应吸油装置、自适应油箱及自适应吸油方法，属于油箱的技术领域，自适应吸油装置包括横向通道、垂直通道Ⅰ、油位传感器Ⅰ、通道切断组件Ⅰ、垂直通道Ⅱ、油位传感器Ⅱ、通道切断组件Ⅱ和主控器；横向通道横向设置在油箱本体内，两端分别为封闭端和出油端；垂直通道Ⅰ和垂直通道Ⅱ均与横向通道连通，分别位于油箱本体的前部和后部，顶端均与油箱本体顶板连接，底端均为进油口；油位传感器Ⅰ和油位传感器Ⅱ均安装在油箱本体上；通道切断组件Ⅰ与油位传感器Ⅰ和垂直通道Ⅰ对应；通道切断组件Ⅱ与油位传感器Ⅱ和垂直通道Ⅱ对应。自适应吸油装置可以自行判断最佳吸油位置，可以有效避免油泵的吸空，不需要人工干预。

说明书

技术领域

本发明属于油箱的技术领域，具体公开了一种自适应吸油装置、自适应油箱及自适应吸油方法。

背景技术

在使用工程机械或者煤矿机械过程中，经常会遇到路面崎岖不平，变坡度明显的工况，而这种机械的执行动作，很多都是液压驱动（比如行走、油缸伸缩）。在路面变坡度工况下，液压油箱中的油位会随着坡度的变化而变化，这就不能确保油泵工作时能时刻从油箱中吸到油，很容易造成油泵吸空现象，损坏油泵，进而引发行走或者油缸动作失灵，甚至出现安全事故。

在一些大流量低矮型液压设备中，通常要求油箱高度低、容量大，为了满足这一要求，油箱不得不加长。带有加长油箱的液压设备，在变坡度时候，油泵经常吸空，至今未得到有效解决。

现有液压设备，在变坡度路况中，通常向油箱中注入更多油的方法来防止油泵吸空，但是注油量主要依赖于操作人员的工作经验，经常会造成油箱呼吸空间不足、执行件不动作、油液外泄等情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自适应吸油装置、自适应油箱及自适应吸油方法，改善液压设备在变坡度工况作业下油泵吸空问题，并为大流量液压系统中的低矮油箱的设计提供解决方案，该油箱可以是各种合成润滑油、矿物润滑油、变压器油或燃油油箱。

为实现上述目的，本发明提供一种自适应吸油装置，包括横向通道、垂直通道Ⅰ、油位传感器Ⅰ、通道切断组件Ⅰ、垂直通道Ⅱ、油位传感器Ⅱ、通道切断组件Ⅱ和主控器；横向通道横向设置在油箱本体内，两端分别为封闭端和出油端，出油端用于与油箱本体的出油口连通；垂直通道Ⅰ和垂直通道Ⅱ均与横向通道连通，分别位于油箱本体的前部和后部，顶端均与油箱本体顶板连接，底端均为进油口；油位传感器Ⅰ和油位传感器Ⅱ均安装在油箱本体上，分别用于检测油箱本体内前部油液位置和后部油液位置；通道切断组件Ⅰ与油位传感器Ⅰ和垂直通道Ⅰ对应；通道切断组件Ⅱ与油位传感器Ⅱ和垂直通道Ⅱ对应；主控器接收油位传感器的检测值，若检测值低于最低油位点的预设值，控制对应通道切断组件切断对应垂直通道和横向通道之间油液的流动，若检测值高于最低油位点的预设值，控制对应通道切断组件连通对应垂直通道和横向通道之间油液的流动。

进一步地，通道切断组件Ⅰ包括设置在垂直通道Ⅰ内的活塞Ⅰ以及用于带动活塞Ⅰ在垂直通道Ⅰ内升降的活塞升降机构Ⅰ；通道切断组件Ⅱ包括设置在垂直通道Ⅱ内的活塞Ⅱ以及用于带动活塞Ⅱ在垂直通道Ⅱ内升降的活塞升降机构Ⅱ。

进一步地，活塞升降机构Ⅰ包括电机Ⅰ、齿轮Ⅰ和活塞杆Ⅰ，活塞升降机构Ⅱ包括电机Ⅱ、齿轮Ⅱ和活塞杆Ⅱ；电机Ⅰ和电机Ⅱ均安装在油箱本体顶板上，输出轴分别与齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ的中心连接；活塞杆Ⅰ贯穿油箱本体顶板，底端与活塞Ⅰ固定连接，位于油箱本体顶板上方的杆体设置有与齿轮Ⅰ啮合的齿条；活塞杆Ⅱ贯穿油箱本体顶板，底端与活塞Ⅱ固定连接，位于油箱本体顶板上方的杆体设置有与齿轮Ⅱ啮合的齿条。

本发明还提供一种自适应油箱，包括油箱本体，油箱本体上设置有上述自适应吸油装置。

进一步地，油箱本体内设置有隔板，隔板将油箱本体的内腔分隔为连通的回油腔和吸油腔；横向通道、垂直通道Ⅰ、油位传感器Ⅰ、垂直通道Ⅱ和油位传感器Ⅱ均设置在吸油腔内。

进一步地，回油腔上设置有回油过滤器。

进一步地，油箱本体上设置有空气滤清器。

进一步地，油箱本体上设置有液位计。

进一步地，油箱本体底板上设置有放油孔，放油孔内安装有放油堵。

本发明还提供一种自适应吸油方法，基于设置有上述自适应油箱的机械设备实施，自适应油箱的出油口与油泵连接，油泵由油泵电机驱动，包括下述步骤：

S1，设定油位传感器Ⅰ和油位传感器Ⅱ的最低油位点；

S2，当任一油位传感器的检测值低于最低油位点的预设值时，油位传感器对应的通道切断组件迅速切断对应的竖直通道与横向通道之间油液的流动；

当任一油位传感器的检测值高于最低油位点的预设值时，油位传感器对应的通道切断组件迅速连通对应的竖直通道与横向通道之间油液的流动；

当两个油位传感器的检测值同时低于最低油位点的预设值，切断油泵电机电源，机械设备停止运行，同时给出报警提示。

本发明具有如下的有益效果：

1）自适应吸油装置可以自行判断最佳吸油位置，可以有效避免油泵的吸空，不需要人工干预；

2）设置有自适应吸油装置的自适应油箱可以自适应变坡度复杂工况；

3）自适应吸油装置和自适应油箱对油箱本体的外形没有要求，可以保证油泵在任意形状油箱本体、任一工况正常吸油；

4）自适应吸油装置和自适应油箱在变坡度下，只需较少的油液，即可确保设备正常工作；

5）自适应吸油方法带有停机功能，提示必须马上加油；

6）自适应吸油装置和自适应油箱可应用在低矮型设备大流量液压设备中，为该类型设备的普及提供解决方案。

附图说明

图1为实施例1所述自适应吸油装置的结构示意图；

图2为实施例2所述自适应油箱的结构示意图；

图3为上坡时自适应油箱的状态示意图；

图4为下坡时自适应油箱的状态示意图；

图5为自适应油箱的电气控制流程图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-横向通道；2-垂直通道Ⅰ；3-油位传感器Ⅰ；4-垂直通道Ⅱ；5-油位传感器Ⅱ；6-活塞Ⅰ；7-活塞Ⅱ；8-电机Ⅰ；9-齿轮Ⅰ；10-活塞杆Ⅰ；11-电机Ⅱ；12-齿轮Ⅱ；13-活塞杆Ⅱ；101-油箱本体；102-出油口；103-隔板；104-回油过滤器；105-空气滤清器；106-液位计；107-放油堵；201-液面线；202-水平线。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例提供一种自适应吸油装置，包括横向通道1、垂直通道Ⅰ2、油位传感器Ⅰ3、通道切断组件Ⅰ、垂直通道Ⅱ4、油位传感器Ⅱ5、通道切断组件Ⅱ和主控器；横向通道1横向设置在油箱本体101内，两端分别为封闭端和出油端，出油端用于与油箱本体101的出油口102连通；垂直通道Ⅰ2和垂直通道Ⅱ4均与横向通道1连通，分别位于油箱本体101的前部和后部（以机械设备前进方向为前，后退方向为后，下同），顶端均与油箱本体顶板连接，底端均为进油口；油位传感器Ⅰ3和油位传感器Ⅱ5均安装在油箱本体101上，分别用于检测油箱本体101内前部油液位置和后部油液位置；通道切断组件Ⅰ与油位传感器Ⅰ3和垂直通道Ⅰ2对应；通道切断组件Ⅱ与油位传感器Ⅱ5和垂直通道Ⅱ4对应；主控器接收油位传感器的检测值，若检测值低于最低油位点的预设值，控制对应通道切断组件切断对应垂直通道和横向通道之间油液的流动，若检测值高于最低油位点的预设值，控制对应通道切断组件连通对应垂直通道和横向通道之间油液的流动。

进一步地，通道切断组件Ⅰ包括设置在垂直通道Ⅰ2内的活塞Ⅰ6以及用于带动活塞Ⅰ6在垂直通道Ⅰ2内升降的活塞升降机构Ⅰ；通道切断组件Ⅱ包括设置在垂直通道Ⅱ4内的活塞Ⅱ7以及用于带动活塞Ⅱ7在垂直通道Ⅱ4内升降的活塞升降机构Ⅱ。通过活塞的上下移动实现垂直通道和横向通道之间油液的切断和连通。

进一步地，活塞升降机构Ⅰ包括电机Ⅰ8、齿轮Ⅰ9和活塞杆Ⅰ10，活塞升降机构Ⅱ包括电机Ⅱ11、齿轮Ⅱ12和活塞杆Ⅱ13；电机Ⅰ8和电机Ⅱ11均安装在油箱本体顶板上，输出轴分别与齿轮Ⅰ9和齿轮Ⅱ12的中心连接；活塞杆Ⅰ10贯穿油箱本体顶板，底端与活塞Ⅰ6固定连接，位于油箱本体顶板上方的杆体设置有与齿轮Ⅰ9啮合的齿条；活塞杆Ⅱ13贯穿油箱本体顶板，底端与活塞Ⅱ7固定连接，位于油箱本体顶板上方的杆体设置有与齿轮Ⅱ12啮合的齿条。

进一步地，油位传感器的位置尽量靠近对应的垂直通道，以保证检测值准确。

实施例2

本实施例提供一种自适应油箱，包括油箱本体101，油箱本体上设置有实施例1所述的自适应吸油装置。

进一步地，油箱本体101内设置有隔板103，隔板103将油箱本体101的内腔分隔为连通的回油腔和吸油腔；横向通道1、垂直通道Ⅰ2、油位传感器Ⅰ3、垂直通道Ⅱ4和油位传感器Ⅱ5均设置在吸油腔内。

进一步地，回油腔上设置有回油过滤器104。

进一步地，油箱本体101上设置有空气滤清器105。

进一步地，油箱本体101上设置有液位计106，用于观察油箱本体101内油液位置。

进一步地，油箱本体底板上设置有放油孔，放油孔内安装有放油堵107。

实施例3

本实施例提供一种自适应吸油方法，基于设置有实施例2所述自适应油箱的机械设备实施，自适应油箱的出油口与油泵连接，油泵由油泵电机驱动，包括下述步骤：

S1，设定油位传感器Ⅰ3和油位传感器Ⅱ5的最低油位点；

S2，当任一油位传感器的检测值低于最低油位点的预设值时，油位传感器对应的通道切断组件迅速切断对应的竖直通道与横向通道1之间油液的流动；

当任一油位传感器的检测值高于最低油位点的预设值时，油位传感器对应的通道切断组件迅速连通对应的竖直通道与横向通道1之间油液的流动；

当两个油位传感器的检测值同时低于最低油位点的预设值，切断油泵电机电源，机械设备停止运行，同时给出报警提示。

采用活塞、电机、齿轮和活塞杆作为切断组件时，具体的步骤包括：

S1，设定油位传感器Ⅰ3和油位传感器Ⅱ5的最低油位点；

S2，调节活塞初始位置，使得电机正反旋转时，活塞可以迅速启闭垂直通道与横向通道之间油液流动；

S2，当遇到变坡中的大坡度上坡时候，参考图3所示，箭头方向为前进方向，油液主要集中在油箱本体101的后方，此时油位传感器Ⅰ3的检测值低于最低油位点的预设值、油位传感器Ⅱ5的检测值高于最低油位点的预设值，主控器根据两个油位传感器的检测数据，给出电机Ⅰ8反转和电机Ⅱ11正转的控制指令，通过齿轮Ⅰ9和活塞杆Ⅰ10之间的传动，带动垂直通道Ⅰ2中的活塞Ⅰ6迅速向下滑动，切断垂直通道Ⅰ2与横向通道1之间的油液流动，此时油泵从垂直通道Ⅱ4吸油，避免了上坡中油泵在垂直通道Ⅰ2方向上的油液吸空；

当遇到变坡中的大坡度下坡时候，参考图4所示，箭头方向为前进方向，油液主要集中在油箱本体101的前方，此时油位传感器Ⅰ3的检测值高于最低油位点的预设值、油位传感器Ⅱ5的检测值低于最低油位点的预设值，主控器根据两个油位传感器的检测数据，给出电机Ⅰ8正转和电机Ⅱ11反转的控制指令，通过齿轮Ⅱ12和活塞杆Ⅱ13之间的传动，带动垂直通道Ⅱ4中的活塞Ⅱ7迅速向下滑动，切断垂直通道Ⅱ4与横向通道1之间的油液流动，此时油泵从垂直通道Ⅰ2吸油，这就避免了上坡中油泵在垂直通道Ⅱ4方向上的油液吸空；

当两个油位传感器的检测值同时低于最低油位点的预设值时，主控器向机械设备的电控箱发送指令，切断油泵电机电源，机械设备停止运行，同时语音装置给出“设备需补油、请注意”报警提示，此时说明油箱缺油，需立即加油。

可以通过改变主控器的程序、油位传感器的高度、油位传感器最低油位点的预设值以及自适应吸油装置的安装位置来适应不同油箱，从而达到上述相同效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。