阅读说明：本技术 一种工程机械液压油箱气动增压系统 (Pneumatic pressurization system for hydraulic oil tank of engineering machinery ) 是由 李寿鹏 史继江 秦家升 石立京 孙文庆 吕建森 于 2019-11-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种工程机械液压油箱气动增压系统,包括空气压缩机、换向阀、干燥器、再生储气罐、储气罐、减压阀、液压油箱和溢流阀；空气压缩机与原动机相连,由原动机进行驱动；换向阀连接在空气压缩机出口与干燥器进口之间；再生储气罐、储气罐分别与干燥器出口相连；减压阀连接在储气罐与液压油箱之间；溢流阀安装在液压油箱上。本发明利用帕斯卡原理,通过向液压油箱内输入压缩空气,提高油箱内的绝对大气压力,从而提高液压泵吸油口压力,避免吸空现象,保障工程机械在高原地区的正常使用。(The invention discloses a pneumatic pressurization system of a hydraulic oil tank of engineering machinery, which comprises an air compressor, a reversing valve, a dryer, a regeneration air storage tank, an air storage tank, a pressure reducing valve, a hydraulic oil tank and an overflow valve, wherein the air compressor is connected with the reversing valve; the air compressor is connected with the prime motor and is driven by the prime motor; the reversing valve is connected between the outlet of the air compressor and the inlet of the dryer; the regeneration gas storage tank and the gas storage tank are respectively connected with the outlet of the dryer; the pressure reducing valve is connected between the air storage tank and the hydraulic oil tank; the overflow valve is installed on the hydraulic oil tank. The invention utilizes the Pascal principle, and improves the absolute atmospheric pressure in the oil tank by inputting compressed air into the hydraulic oil tank, thereby improving the pressure of an oil suction port of the hydraulic pump, avoiding the phenomenon of air suction and ensuring the normal use of engineering machinery in plateau areas.)

一种工程机械液压油箱气动增压系统

技术领域

本发明涉及一种工程机械液压油箱气动增压系统，属于机械设备领域。

背景技术

大型工程机械是矿山土石方工程施工中的主要施工机械，随着我国经济的发展，资源需求量不断增加，需要大力发展高原地区矿业资源开发。大型工程机械中，都包含液压系统，其系统内液压泵排量大，泵的自吸能力相对较差，再加之高原大气压力低，极易出现泵吸空现象。研究表明，液压系统故障的80%源于系统污染，16%源于吸空，吸空会导致液压系统产生气蚀，加剧振动、噪音，严重影响设备的使用寿命，为了使现有大型工程机械满足高原地区使用的要求，需要提高泵吸油压力。

发明内容

本发明利用帕斯卡原理，通过气动增压系统，提高油箱内气压，从而提高主泵吸油口压力，防止出现吸空现象。

为解决上述技术问题，本发明的技术实现方案如下：

一种工程机械液压油箱气动增压系统，包括空气压缩机、换向阀、干燥器、再生储气罐、储气罐、减压阀、液压油箱和溢流阀；所述空气压缩机与原动机相连，由原动机进行驱动；所述换向阀连接在空气压缩机出口与干燥器进口之间；

所述再生储气罐、储气罐分别与干燥器出口相连；所述减压阀连接在储气罐与液压油箱之间；所述溢流阀安装在液压油箱上；其中，液压油箱为封闭式，不与大气相通；空气压缩机吸入清洁的空气，压缩后通过换向阀输送至干燥器后再输入储气罐储存；当液压油箱内气压低于减压阀的设定值时，储气罐将气体输入液压油箱，直至液压油箱内气压升高至设定压力；液压油箱内的液位会随着机械运动产生变化，当液位升高后，会压缩液压油箱内气体，从而导致气压升高，并通过溢流阀排出。

进一步，所述干燥器内设有压力调节系统；所述压力调节系统包括先导阀和主阀；当储气罐中的压力达到先导阀的切断压力P2后，先导阀换向，主阀和换向阀也同时换向，气体流向改变，空气压缩机处于卸荷状态。

进一步，所述主阀换向后使得主阀与干燥器内的干燥室相连通，再生储气罐内的气体通过干燥室、主阀排向大气，并将干燥室内析出的水分一并排出。

进一步，所述换向阀换向后使得换向阀出气口与空气压缩机进气口相连通，实现空气在空气压缩机内部循环，空气压缩机处于空载状态。

进一步，所述换向阀换向后使得换向阀出气口与大气相通，直接将压缩气排入大气中。

进一步，空气压缩机处于卸荷状态后，储气罐内的气体会随着液压油箱内液压的不断变化而消耗，压力逐渐降低，当压力降低至干燥器先导阀的切入压力P1时，先导阀复位，主阀和换向阀也复位，空气压缩机继续向再生储气罐和储气罐输送压缩气体。

进一步，所述干燥器内的干燥室与储气罐之间串接有单向阀Ⅱ，且再生储气罐连接在单向阀Ⅱ与干燥室之间。

进一步，所述空气压缩机的进气口与吸气过滤器相连，用以对空气进行过滤。

进一步，所述减压阀与液压油箱之间串接有单向阀Ⅰ，用于防止气体倒流。

进一步，所述储气罐上安装有气罐安全阀，防止干燥器内的压力调节系统出现故障后，储气罐内压力过高，保护人员和设备的安全。

本发明有益效果：

原动机形式不限，可根据原有工程机械实际情况选择电动机、液压马达或发动机等，具有极好的扩展性；

本系统采用纯机械控制的方式，不需要额外增加电气控制系统，通用性、可靠性高，同时，成本也相对较低；

通过设置空气压缩机出口换向阀，可以实现卸荷功能，空压机处于空载状态，能耗低；同时，该阀换向后，将空压机进出口相通，气体只在空气压缩机内循环，无需从空气过滤器吸入，可延长滤芯的更换周期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为空气压缩机打压过程原理，气体沿箭头线路箭头所指方向流动；

图2所示为空气压缩机卸荷过程原理，气体沿箭头线路箭头所指方向流动；

图3所示为空气压缩机向大气卸荷原理。

图中标识：1、吸气过滤器；2、空气压缩机；3、原动机；4、换向阀；5、干燥器；6、再生储气罐；7、储气罐；8、气罐安全阀；9、排水阀；10、气罐压力表；11、减压阀；12、单向阀Ⅰ；13、溢流阀；14、油箱安全阀；15、油箱压力表；16、放气阀。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的零部件或具有相同或类似功能的零部件。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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图1所示，一种工程机械液压油箱气动增压系统，主要包括吸气过滤器1、空气压缩机2、换向阀4、干燥器5、再生储气罐6、储气罐7、减压阀11、液压油箱和溢流阀13。空气压缩机2的进气口与吸气过滤器1相连，空气压缩机2与原动机3相连，由原动机3进行驱动；换向阀4连接在空气压缩机2出口与干燥器5进口之间；再生储气罐6、储气罐7分别与干燥器5出口相连；减压阀11连接在储气罐7与液压油箱之间；溢流阀13安装在液压油箱上。

工作原理：本发明利用帕斯卡原理，液压油箱为封闭式，不能直接与大气相通。当原动机3启动后，系统状态如图1所示，空气沿箭头线路所示方向流动。

首先，空气从空气过滤器1吸入，通过过滤处理后，进入空气压缩机2，进一步压缩处理后，经过换向阀4，流入干燥器5；进一步的，干燥器5内的干燥剂将压缩空气中的大部分水分析出，输出干燥的压缩空气；同时，干燥器5集成了压力调节功能，包括一个先导阀和一个主阀，此时压力未达到先导阀的切断压力P2，先导阀位于初始状态，主阀关闭，气体分别流向储气罐7和再生储气罐6，储气罐7内压力会逐渐升高；进一步的，压缩空气通过减压阀11调节，压力降至液压油箱所需的压力，输入液压油箱；液压油箱的液位会随着执行器的运动而产生变化，当液位升高时，会压缩液压油箱内的空气，压力会升高，超过减压阀11的设定压力，此时减压阀11关闭，停止向液压油箱输气；当压力升高到溢流阀13的设定压力时，溢流阀13开启，排出气体；进一步的，当液位再次下降时，液压油箱内的气压会降低，当压力低于减压阀11设计值时，减压阀11再次开启，继续向液压油箱输气；如此往复循环。

控制方式：首先，在工作过程中，原动机3一直处于运转状态，空气压缩机2一直向换向阀4排气；换向阀4处于初始状态时，压缩空气排向干燥器5，通过干燥器5处理后，同时排向再生储气罐6和储气罐7，此两气罐内压力升高，压力升至干燥器5上的先导阀的切断压力P2时，先导阀换向，储气罐7内压力反馈至干燥器主阀和换向阀4，此两阀换向，产生如下两种效果：

1）干燥器主阀换向：再生储气罐6内的气体会通过主阀排出干燥器5，并将内部水汽一同排出；

2）换向阀换向：空气压缩机2进出口相通，停止向储气罐7输送气体，同时也不需要吸入空气，减轻吸气过滤器1的负荷，延长滤芯更换周期。

需要说明的是，换向阀也可按图3所示原理执行，此时，换向阀3口与大气相通，空气压缩机2还需要通过从吸气过滤器1吸入空气，浪费吸气过滤器1的寿命，不建议使用。

空气压缩机2处于卸荷状态后，储气罐7内的气体会随着液压油箱内液压的不断变化而消耗，压力逐渐降低，当储气罐7内压力降低至干燥器先导阀的切入压力P1时，先导阀复位，干燥器主阀和换向阀4复位，空气压缩机2继续向再生储气罐6和储气罐7输送压缩气体。

参数要求：切入压力(P1) ＜ 切断压力(P2) ＜ 气罐安全阀压力(P)；

泵最小吸油压力 ＜ 减压阀压力 + 当地大气压。

继续参照图1所示，减压阀11与液压油箱之间串接有单向阀Ⅰ12，用于防止气体倒流。

储气罐7上安装有气罐安全阀8，防止干燥器5内的压力调节系统出现故障后，储气罐7内压力过高，保护人员和设备的安全。

储气罐7上安装有排水阀9，排出储气罐7内析出的水，减轻系统内元件的锈蚀，同时，进一步减少水分进入液压油箱，防止液压油产生乳化。

储气罐7上安装有气罐压力表10，用于观测储气罐7压力。

液压油箱上安装有油箱安全阀14，防止油箱溢流阀发生故障后，液压油箱内压力过高，保障人员和设备的安全。

液压油箱上安装有油箱压力表15，用于检测油箱内的气体压力。

在单向阀Ⅰ12处安装有放气阀16，检修或停机后，将系统内的气体排出，防止意外发生，保障人员和设备的安全。

综上，大型工程机械液压系统中，往往需要大排量柱塞泵，大排量柱塞泵自吸能力较差，同时由于高原地区大气压力低，极易产生吸空现象。吸空会导致液压系统内产生气蚀，并加剧振动、噪音，极大降低元件的使用寿命。本发明利用帕斯卡原理，通过向液压油箱内输入压缩空气，提高油箱内的绝对大气压力，从而提高液压泵吸油口压力，避免吸空现象，保障工程机械在高原地区的正常使用。

虽然已参照典型实施例描述了本申请，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本申请能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。