一種采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備，油箱體外的頂部設(shè)有空氣濾清器，油箱體內(nèi)依次設(shè)有過濾箱、永久磁鐵、隔板和加熱器；第一回油管插入油箱體內(nèi)，并和U型管連接，其上設(shè)有冷卻器和溫度傳感器；第二回油管一端連接至第一回油管，另一端延伸入過濾箱；U型管位于過濾箱內(nèi)，其上依次安裝有磁化裝置、離心裝置、第一吸附裝置、旋轉(zhuǎn)磁場裝置和第二吸附裝置；過濾箱頂部安裝有向下傾斜的消泡板；消泡板表面鋪有一層磁性金屬網(wǎng)；吸油管插入油箱體，其上設(shè)有濾油器、消磁器和剩磁傳感器。本發(fā)明將機械、電、磁等技術(shù)相結(jié)合，使固體顆粒聚集到管壁吸附，使空氣析出或消融，其結(jié)構(gòu)簡單，成本低，且油液凈化能力強。
【專利說明】
一種采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備[0001]【
技術(shù)領(lǐng)域
】本發(fā)明涉及一種液壓系統(tǒng)中的油箱，具體涉及一種采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備，屬于液壓油箱技術(shù)領(lǐng)域。
[0002]【【背景技術(shù)】】國內(nèi)外的資料統(tǒng)計說明，液壓系統(tǒng)的故障大約有70%?85%是由于油液污染引起的。因此液壓系統(tǒng)污染控制已成為國內(nèi)外液壓行業(yè)和各工業(yè)部門普遍關(guān)注的問題。而固體污染、 氣體污染是液壓污染的兩種主要方式。
[0003]在大氣壓力和室溫條件下油液中含有9%左右體積的空氣，一部分空氣溶入油液中，這種溶解狀態(tài)的空氣對液壓系統(tǒng)的機械性能、油液的體積彈性系數(shù)和黏度也不會產(chǎn)生明顯影響，一般可忽略不計；另一部分以0.05mm?0.5mm直徑的氣泡形式游離在油液中，形成空穴現(xiàn)象，是噪聲、機體腐蝕和容積效率降低的主要原因。氣泡被急劇壓縮時產(chǎn)生熱量會導致油溫升高，加速油液氧化和密封件老化，使油液潤滑性能下降。油液中摻雜氣泡還會降低油液的剛度，導致自動控制失靈、工作機構(gòu)間歇運動、定位不準確或定位漂移等不良后果。
[0004]固體顆粒是液壓系統(tǒng)中最普遍、危害作用最大的污染物。據(jù)資料統(tǒng)計，由于固體顆粒污染物引起的液壓系統(tǒng)故障占總污染故障的70%。在液壓系統(tǒng)油液中的顆粒污染物中， 金屬磨肩占有一定的比率，根據(jù)不同的情況，一般在20 %?70%之間，這部分金屬磨肩主要來自于元件的磨損。因此，采取有效措施去除油液中的固體顆粒污染物，是液壓系統(tǒng)污染控制的另一個重要方面。
[0005]工廠的生產(chǎn)設(shè)備、施工機械中使用的液壓裝置由液壓回路和油箱構(gòu)成。油箱儲存向液壓回路提供的液壓油以及從液壓回路回流的回油。流入油箱的液壓系統(tǒng)回油中包含了各種金屬和膠質(zhì)顆粒污染物，同時還包括以氣泡形態(tài)存在的空氣，這些污染物的存在會導致液壓系統(tǒng)性能下降甚至發(fā)生故障。
[0006]為解決上述顆粒消除問題，中國發(fā)明專利(授權(quán)公告號CN 203816790 U)公開了一種離心式凈油機，其包括設(shè)備油箱及設(shè)備油箱引出的凈化前油管，該凈化前油管依次連接輔助油箱、自吸栗、離心轉(zhuǎn)筒，該離心轉(zhuǎn)筒連接凈化后油管接于設(shè)備油箱，還包括真空栗與輔助油箱連接;其中在所述輔助油箱內(nèi)設(shè)有強磁磁鐵。因此，當在油液進入離心桶之前將油液中的金屬雜質(zhì)吸附，減少金屬顆粒對設(shè)備的磨損，有效提高了設(shè)備的使用壽命。
[0007]然后，上述凈油機存在以下幾方面問題:1.需加設(shè)整套離心裝置，設(shè)備復雜，成本高，同時會給油液帶來二次污染。
[0008]2.油箱體積較大，且油液的導磁性差，強磁磁鐵對油液中微米級顆粒的作用力較小，造成吸附時間長，吸附效果差等問題。
[0009]3.部分磁化微粒進入液壓回路，吸附在液壓元件上造成元件故障且難以清洗去除。
[0010]而為解決上述氣泡消除問題，常規(guī)的做法是在油箱中設(shè)置縱向隔板，延長油液在油箱中的停留時間，進、出油口應(yīng)盡量設(shè)置得遠些，并增大油箱的容積。但是，由于混到回油的氣泡很小且油的粘度相對較高，因此存在以下問題:氣泡上升至油面且散到空氣中需要較長時間，在此期間液壓裝置無法進行工作。
[0011]中國實用發(fā)明專利申請(申請公布號CN 102762874 A)公開了一種油箱，該油箱通過設(shè)置于油箱內(nèi)的收納部和整流翼來延長回油油液在液面的停留時間，達到消除氣泡和避免吸油口吸入氣泡的目的。然后，上述油箱的消泡機理是自然消泡，依舊存在消泡時間長，效率低等問題，特別是對于流量變化劇烈的工況效果不佳。
[0012]因此，為解決上述技術(shù)問題，確有必要提供一種采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的所述缺陷。
[0013]【
【發(fā)明內(nèi)容】
】為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備，將機械、電、磁等技術(shù)相結(jié)合，使固體顆粒聚集到管壁吸附，使空氣析出或消融，其結(jié)構(gòu)簡單，成本低，且油液凈化能力強。
[0014]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:一種采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備，其包括油箱體、過濾箱、第一回油管、第二回油管、U型管、磁化裝置、 離心裝置、第一吸附裝置、旋轉(zhuǎn)磁場裝置、第二吸附裝置、永久磁鐵、隔板、加熱器、吸油管以及ECU;其中，所述油箱體外的頂部設(shè)有空氣濾清器，油箱體內(nèi)依次設(shè)有所述過濾箱、永久磁鐵、隔板和加熱器;所述第一回油管插入油箱體內(nèi)，并和U型管連接，其上設(shè)有冷卻器和溫度傳感器;所述第二回油管一端連接至第一回油管，另一端延伸入過濾箱;所述第一回油管和第二回油管的連接處設(shè)有一溢流閥;所述U型管位于過濾箱內(nèi)，其上依次安裝有所述磁化裝置、離心裝置、第一吸附裝置、旋轉(zhuǎn)磁場裝置和第二吸附裝置;所述過濾箱底部設(shè)有隔磁支腳，頂部安裝有向下傾斜設(shè)置的消泡板;所述消泡板表面鋪設(shè)有一層磁性金屬網(wǎng);所述吸油管插入油箱體，其上設(shè)有濾油器、消磁器和剩磁傳感器;所述ECU分別電性連接冷卻器、溫度傳感器、磁化裝置、離心裝置、第一吸附裝置、旋轉(zhuǎn)磁場裝置、第二吸附裝置、加熱器、消磁器和剩磁傳感器。
[0015]本發(fā)明的采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備進一步設(shè)置為:所述磁化裝置包括鋁質(zhì)管道、若干繞組、鐵質(zhì)外殼、法蘭以及若干磁化電流輸出模塊;其中，所述若干繞組分別繞在鋁質(zhì)管道外，各繞組由正繞組和逆繞組組成;所述鐵質(zhì)外殼包覆于鋁質(zhì)管道上;所述法蘭焊接在鋁質(zhì)管道的兩端;每一磁化電流輸出模塊連接至一繞組，并由ECU 控制。
[0016]本發(fā)明的采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備進一步設(shè)置為:所述離心裝置采用切向進流離心裝置、渦旋發(fā)生器離心裝置、液體旋流發(fā)生器離心裝、彎頭式起旋器或者旋流離心裝置。
[0017]本發(fā)明的采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備進一步設(shè)置為:所述旋流離心裝置包括旋流管壁、第一導流片、第二導流片、步進電機以及流量傳感器;其中，所述第一導流片設(shè)有3片，該3片第一導流片沿管壁內(nèi)圓周隔120°均勻分布，其安放角設(shè)為 18°;所述第二導流片和第一導流片結(jié)構(gòu)相同，其設(shè)置在第一導流片后，并和第一導流片錯開60°連接在管壁內(nèi)，其安放角設(shè)為36°C;所述第一導流片的長邊與管壁相連，短邊沿管壁的軸線延伸;其前緣挫成鈍形，后緣加工成翼形，其高度為管壁直徑的0.4倍，長度為管壁直徑的1.8倍;所述步進電機連接并驅(qū)動第一導流片和第二導流片，以調(diào)節(jié)安放角;所述流量傳感器設(shè)置在管壁內(nèi)的中央;所述步進電機和流量傳感器電性連接至ECU。
[0018]本發(fā)明的采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備進一步設(shè)置為:所述第一吸附裝置采用環(huán)形永久磁鐵，或同極相鄰型吸附環(huán)，或帶電擊錘的同極相鄰型吸附環(huán)； 所述第二吸附裝置和所述第一吸附裝置結(jié)構(gòu)相同。
[0019]本發(fā)明的采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備進一步設(shè)置為:所述同極相鄰型吸附環(huán)包括鋁質(zhì)環(huán)形管道、正向螺線管、反向螺線管以及鐵質(zhì)導磁帽；所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道內(nèi)并由ECU控制，兩者通有方向相反的電流， 使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產(chǎn)生同性磁極;所述鐵質(zhì)導磁帽布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道的內(nèi)壁上，其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點。
[0020]本發(fā)明的采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備進一步設(shè)置為:所述帶電擊錘的同極相鄰型吸附環(huán)包括鋁質(zhì)環(huán)形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質(zhì)導磁帽、 隔板、電擊錘以及電磁鐵;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道內(nèi)，兩者通有方向相反的電流，使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產(chǎn)生同性磁極;所述鐵質(zhì)導磁帽布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道的內(nèi)壁上，其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點；所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間；所述電擊錘和電磁鐵位于隔板之間；所述電磁鐵連接并能推動電擊錘，使電擊錘敲擊鋁質(zhì)環(huán)形管道內(nèi)壁;所述ECU電性連接并控制正向螺線管、反向螺線管和電磁鐵。
[0021]本發(fā)明的采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備進一步設(shè)置為:所述旋轉(zhuǎn)磁場裝置包括鋁質(zhì)管道、鐵質(zhì)外殼、三相對稱繞組、法蘭以及三相對稱電流模塊;所述三相對稱繞組繞在鋁質(zhì)管道外;所述鐵質(zhì)外殼包覆于鋁質(zhì)管道上;所述法蘭焊接在鋁質(zhì)管道的兩端;所述三相對稱電流模塊連接所述三相對稱繞組，并由ECU控制。[〇〇22]本發(fā)明的采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備進一步設(shè)置為:所述吸油管的底部管口插于最低液面以下，其離油箱體的底部要大于其管徑的2-3倍，離油箱體的箱壁距離為管徑的3倍;所述吸油管的底部管口截成45°斜角，并使斜角對著油箱體的箱壁。[〇〇23]本發(fā)明的采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備還設(shè)置為:所述隔板上下留空，上部留空在最高油面位置以上;所述油箱體采用立方體結(jié)構(gòu)，其底部設(shè)有放油裝置。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:1、通過控制液壓油的溫度和磁場強度，使油液中的顆粒強力磁化聚集成大顆粒，并促使膠質(zhì)顆粒分解消融;離心裝置使質(zhì)量較大的磁化顆粒被甩向腔壁;通過U形吸附裝置的磁力、重力、離心力形成高效吸附;利用旋轉(zhuǎn)磁場將油液中的微小顆?！胺蛛x”并聚集到管壁附近，用吸附裝置捕獲微小顆粒;利用消泡板上的磁性金屬網(wǎng)吸附尚未吸附的小顆粒，最后在吸油管內(nèi)對殘余顆粒消磁，避免危害液壓元件的整體顆粒吸附。
[0025]2、通過控制液壓油的溫度和磁場強度，使油液中的氣泡在磁力作用下部分消融，剩余氣泡則在離心力作用下移向管道的中心軸線處;利用旋轉(zhuǎn)磁場將油液中的微粒排成針狀做螺旋外擴運動，從而達到刺破氣泡消除氣泡的目的;并通過U形管出口的設(shè)置強化氣泡的自然上升散發(fā)效率，利用消泡板散發(fā)殘余氣泡的整體油液消泡。
[0026]3、結(jié)構(gòu)簡單，體積小，處理成本低，具有顆粒吸附和消泡功能，且不會產(chǎn)生二次污染。
[0027]【【附圖說明】】圖1是本發(fā)明的采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2是圖1中的磁化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。[〇〇29]圖3是圖2中的繞組的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖4是圖3中的磁化電流輸出模塊的電路圖。
[0031]圖5-1是圖1中的切向進流離心裝置的示意圖。
[0032]圖5-2是圖1中的渦旋發(fā)生器離心裝置的示意圖。
[0033]圖5-3是圖1中的液體旋流發(fā)生器離心裝置的示意圖。
[0034]圖5-4是圖1中的彎頭式起旋器離心裝置的示意圖。[〇〇35]圖6-1是圖1中的旋流離心裝置的橫向示意圖。
[0036]圖6-2是圖1中的旋流離心裝置的徑向示意圖。
[0037]圖7是圖1中的吸附裝置為同極相鄰型吸附環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖8是圖1中的吸附裝置為帶電擊錘的同極相鄰型吸附環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖9是圖1中的旋轉(zhuǎn)磁場裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]圖10是圖1中E⑶的連接示意圖。
[0041]【【具體實施方式】】請參閱說明書附圖1至附圖10所示，本發(fā)明為一種采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備，其由油箱體1、過濾箱17、第一回油管12、第二回油管14、U型管20、磁化裝置19、離心裝置26、第一吸附裝置21、旋轉(zhuǎn)磁場裝置27、第二吸附裝置28、永久磁鐵9、隔板8、 加熱器7、吸油管2以及E⑶3等幾部分組成。
[0042]其中，所述油箱體1采用立方體結(jié)構(gòu)，使相同的容量下得到較大的散熱面積。所述油箱體1外的頂部設(shè)有空氣濾清器10,油箱體1內(nèi)依次設(shè)有所述過濾箱17、永久磁鐵9、隔板8 和加熱器7。所述油箱體1的底部設(shè)有放油裝置11，換油時將其打開放走油污。進一步的，所述加熱器7為電加熱器，其采用本身帶溫度檢測的重慶金鴻的潤滑油加熱器。所述隔板用于將吸、回油隔開，迫使油液循環(huán)流動，利于散熱和沉淀，其上下留空，上部留空在最高油面位置以上，用以空氣流通和控制走線；而下部留空用以吸油，減少空氣和顆粒的吸入。所述永久磁鐵9用于吸附金屬顆粒。所述空氣濾清器10使油箱體1與大氣相通，其能濾除空氣中的灰塵雜物，有時兼作加油口，其具體可選用規(guī)格為EF4—50EF型空氣過濾器，其空氣過濾精度為0.105mm2，加油流量和空氣流量分別為32L/min和265L/min。[〇〇43]所述第一回油管12插入油箱體1內(nèi)，并和U型管20連接，其上設(shè)有冷卻器15和溫度傳感器16。由于液壓介質(zhì)正常油溫一般應(yīng)控制在15-65°C范圍內(nèi)。油溫過高，將使油液迅速老化變質(zhì)，同時使油液的粘度降低，造成元件內(nèi)泄露量增加，系統(tǒng)效率降低;油溫過低，將使油液的粘度過大，造成液壓油栗吸油困難。所述冷卻器15能夠降低回油溫度，為后續(xù)的磁化裝置19提供最佳的磁化溫度，同時還兼具油液降粘、油箱中電控設(shè)備散熱、使油箱安全工作等作用，其可選用表面蒸發(fā)式空冷器，兼有水冷和空冷的優(yōu)點，散熱效果好，采用光管，流體阻力小；空冷器的翅片類型需為高翅，翅片管選KLM型翅片管，傳熱性能好，接觸熱阻小，翅片與管子接觸面積大，貼合緊密，牢固，承受冷熱急變能力佳，翅片根部抗大氣腐蝕性能高； 空冷器的管排數(shù)為8。所述溫度傳感器16采用鉑電阻溫度傳感器，E⑶3根據(jù)溫度傳感器16檢測到的溫度數(shù)據(jù)去控制冷卻器15內(nèi)的風扇轉(zhuǎn)速，以此調(diào)節(jié)回油液溫度。
[0044]所述第二回油管14一端連接至第一回油管12,另一端延伸入過濾箱17。所述第一回油管12和第二回油管14的連接處設(shè)有一溢流閥13。所述溢流閥13在第一回油管12淤積堵塞時打開，使液壓系統(tǒng)回油從第二回油管14流回過濾箱17,其可選擇YUKEN日本油研型號為 EBG-03-C-T-50的EBG型電一液比例溢流閥。該比例溢流閥的最高使用工作壓力為25 MPa， 最大流量為l〇〇L/rain，最小流量為3 L/rain，壓力調(diào)節(jié)范圍為0.4?16 MPa，額定電流為 770mA，線圈電阻為10歐姆。[〇〇45]所述U型管20位于過濾箱17內(nèi)，其上依次安裝有所述磁化裝置19、離心裝置26、第一吸附裝置21、旋轉(zhuǎn)磁場裝置27和第二吸附裝置28。所述U型管20的出口位于靠近液面處的下方，目的是縮短氣泡上浮距離，加快油液內(nèi)氣泡的自然散發(fā)速度。
[0046]所述過濾箱17底部設(shè)有隔磁支腳18,頂部安裝有向下傾斜設(shè)置的消泡板23。所述消泡板23表面鋪設(shè)有一層磁性金屬網(wǎng)24。為了避免過濾箱17液面低于回油出口而造成飛濺起泡，在過濾箱17靠近液面處設(shè)有止回閥25,該閥的位置位于最低液面以下，保證了過濾箱 17內(nèi)油液的高度不低于外部油箱。U型管20出口的油液從過濾箱17溢流，并沿著消泡板23的表面發(fā)生擴散并與油箱體1中的油液進行混合，消泡板23的最低端要在最低液位以下，以防止飛濺起泡。所述磁性金屬網(wǎng)24用于吸附油液中殘存的顆粒物體，使得回油攜帶的氣泡只在過濾箱17的液面聚集，氣泡自然散發(fā)的距離短，速度快;經(jīng)消泡板23和油箱內(nèi)的液壓油也是在液面混合，避免了油箱底部的吸油口吸入這些氣泡。[〇〇47] 所述吸油管2插入油箱體1，其上設(shè)有濾油器6、消磁器5和剩磁傳感器4,其與第一回油管12、第二回油管14之間的距離盡可能遠。該吸油管2的底部管口插于最低液面以下， 其離油箱體1的底部要大于其管徑的2-3倍，以免吸空和飛濺起泡;離油箱體1的箱壁距離為管徑的3倍，以便四面進油。進一步的，所述吸油管2的底部管口截成45°斜角，并使斜角對著油箱體1的箱壁，以增大油口通流面積，并使斜面對著箱壁，以利散熱和沉淀雜質(zhì)。所述濾油器6用來保護與油箱連接的齒輪栗，使其不致吸入較大的固體雜質(zhì)，其具體采用過濾精度為 180um、壓力損失彡0.0IMPa、流量為250L/min、通徑為50mm、采用法蘭聯(lián)接的型號為WU-250xlS0F的網(wǎng)式過濾器。所述消磁器5能防止殘余磁性微粒進入液壓回路，對敏感液壓元件造成損傷;且ECU3根據(jù)剩磁傳感器4的檢測值控制消磁器5的消磁強度。所述消磁器5的消磁方法為電磁退磁，方法是通過加一適當?shù)姆聪虼艌?，使得材料中的磁感?yīng)強度重新回到零點，且磁場強度或電流必須按順序反轉(zhuǎn)和逐步降低，避免由于磁滯現(xiàn)象的存在，當鐵磁材料磁化到飽和狀態(tài)后，即使撤消外加磁場，材料中的磁感應(yīng)強度仍回不到零點的問題產(chǎn)生。
[0048]請參閱說明書附圖2至附圖4所示，所述磁化裝置19能實現(xiàn)金屬顆粒的強力磁化， 并使微米級的金屬顆粒聚合成大顆粒，便于后續(xù)吸附分離。同時磁化裝置19還需要提供非均勻磁場，對經(jīng)過冷卻器15的合適油溫的液壓油中的膠質(zhì)顆粒進行磁化分解，并促使游離的氣泡縮小或消融。
[0049]所述磁化裝置19由鋁質(zhì)管道191、若干繞組192、鐵質(zhì)外殼193、法蘭194以及若干磁化電流輸出模塊195組成。其中，所述鋁質(zhì)管道191使油液從其中流過而受到磁化處理，且鋁的磁導率很低，可以使管道191中獲得較高的磁場強度。
[0050]所述若干繞組192分別繞在鋁質(zhì)管道191外，由直徑為1.0mm左右的銅絲涂覆絕緣漆制成。各繞組192都是相互獨立設(shè)置的，分別由相應(yīng)的磁化電流輸出模塊195控制，其中電流根據(jù)系統(tǒng)需要各不相同。由于每圈繞組192相互獨立，其引出端會造成該線圈組成的電流環(huán)不是真正的“圓”，而是有個缺口，這會造成鋁質(zhì)管道191內(nèi)磁場的徑向分布不均勻，從而影響磁化效果。為解決此問題，本創(chuàng)作的每圈繞組192都由正繞組196和逆繞組197組成，目的是為了產(chǎn)生同極性方向的磁場并同時彌補缺口造成的磁場不均衡。正繞組和逆繞組內(nèi)的電流大小相等。在鋁質(zhì)管道191軸線方向上排列有多對正逆繞組，通過不同的電流，用以形成前述要求的非均勻磁場。[〇〇51]所述鐵質(zhì)外殼193包覆于鋁質(zhì)管道191上，鐵質(zhì)的材料會屏蔽掉大部分的磁通。所述法蘭194焊接在鋁質(zhì)管道191的兩端，并通過法蘭法蘭194在U型管20中。[〇〇52]每一磁化電流輸出模塊195連接至一繞組192,并由ECU3控制，其利用數(shù)字電位計具有和ECU3實時通訊并實時修改阻值的特點，實現(xiàn)非均勻磁場的實時控制。所述磁化電流輸出模塊195的電路原理圖可參見附圖4,其使用的數(shù)字電位計為AD5206,具有6通道的輸出，可以和ECU之間實現(xiàn)單總線數(shù)據(jù)傳輸。ECU通過單總線實現(xiàn)對磁化繞組的多塊磁化電流輸出模塊的電流設(shè)定和恒定輸出。運放AD8601和M0S管2N7002通過負反饋實現(xiàn)了高精度的電壓跟隨輸出。恒定大電流輸出采用了德州儀器(TI)的高電壓、大電流的運放0PA 549。 [〇〇53]請參閱說明書附圖5-1至附圖5-4所示，所述離心裝置26使油液在離心作用下，質(zhì)量較大的磁化顆粒被甩向腔壁，而油液中的氣泡則在離心力作用下移向管道的中心軸線處，其可選用切向進流離心裝置、渦旋發(fā)生器離心裝置、液體旋流發(fā)生器離心裝置、彎頭式起旋器離心裝置以及旋流離心裝置。[〇〇54]請參閱說明書附圖6-1至附圖6-2所示，所述旋流離心裝置26采用沿程起旋的方式，其設(shè)計原理如下:在管道中設(shè)置一定高度和長度的扭曲的導流片，并使葉面切線與軸線成一定角度，因管流邊界發(fā)生改變可使流體產(chǎn)生圓管螺旋流，該螺旋流可分解為繞管軸的周向流動和軸向平直流動，流體中攜帶的顆粒物產(chǎn)生偏軸線向心螺旋運動。該旋流離心裝置26由旋流管壁261、第一導流片262、第二導流片263、步進電機264以及流量傳感器265等幾部分組成，所述步進電機264和流量傳感器265電性連接至E⑶3。[〇〇55]其中，所述第一導流片262設(shè)有3片，該3片第一導流片262沿管壁261內(nèi)圓周隔120° 均勻分布，其安放角(第一導流片262和旋流管壁261之間的夾角)設(shè)為18°，以保證最佳切向流動。所述第二導流片263和第一導流片262結(jié)構(gòu)相同，其設(shè)置在第一導流片262后，并和第一導流片262錯開60°連接在管壁261內(nèi)，其安放角設(shè)為36°C，用于減少阻力并加大周向流動的強度。另外，可根據(jù)實際分離效果同樣再設(shè)置第三或更多的導流片，安放角逐次增加。所述步進電機264連接并驅(qū)動第一導流片262和第二導流片263,以調(diào)節(jié)安放角，從而可獲得更好的離心效果，獲知使導流片262、263適應(yīng)不同的工況。所述流量傳感器265設(shè)置在管壁261 內(nèi)的中央，ECU3通過讀取流量傳感器265的數(shù)值分析旋流分離效果，并據(jù)此控制步進電機 264,步進電機264調(diào)節(jié)各導流片262、263的安放角，以獲得更加分離效果。
[0056]進一步的，所述第一導流片262的長邊與管壁261相連，短邊263沿管壁261的軸線延伸;為減小阻力，其前緣挫成鈍形;為避免繞流，后緣加工成翼形;其高度為管壁261直徑的0.4倍，使形成的螺旋流具有較大的強度;長度為管壁261直徑的1.8倍，以保證較大的對油液的作用范圍。[〇〇57]請參閱說明書附圖7至附圖8所示，所述第一吸附裝置21用于吸附經(jīng)離心裝置26后的磁性聚合大微粒，其可以采用環(huán)形永久磁鐵，或同極相鄰型吸附環(huán)，或帶電擊錘的同極相鄰型吸附環(huán)。[〇〇58]進一步的，所述第一吸附裝置21采用同極相鄰型吸附環(huán)時，該同極相鄰型吸附環(huán)由鋁質(zhì)環(huán)形管道211、正向螺線管212、反向螺線管213以及鐵質(zhì)導磁帽214等部件組成。其中，所述正向螺線管212和反向螺線管213分別布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道211內(nèi)并由ECU3控制，兩者通有方向相反的電流，使得正向螺線管212和反向螺線管213相鄰處產(chǎn)生同性磁極。所述鐵質(zhì)導磁帽214布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道211的內(nèi)壁上，其位于正向螺線管212和反向螺線管213 相鄰處、以及正向螺線管212和反向螺線管213軸線的中間點。[〇〇59]所述同極相鄰型吸附環(huán)的設(shè)計原理如下:通電正向螺線管212、反向螺線管213,相鄰的正向螺線管212、反向螺線管213通有方向相反的電流，使得正向螺線管212、反向螺線管213相鄰處產(chǎn)生同性磁極;同時，鋁質(zhì)環(huán)形管道211能夠改善磁路，加大管道內(nèi)壁處的磁場強度，增強鐵質(zhì)導磁帽214對顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管212、反向螺線管213電流由ECU3直接控制，可根據(jù)顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化，以獲得最佳吸附性能。
[0060]進一步的，所述第一吸附裝置21也可采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環(huán)時，該帶電擊錘的同極相鄰型吸附環(huán)由鋁質(zhì)環(huán)形管道211、正向螺線管212、反向螺線管213、鐵質(zhì)導磁帽214、隔板215、電擊錘216以及電磁鐵217等部件組成。其中，所述正向螺線管212和反向螺線管213分別布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道211內(nèi)并由ECU3控制，兩者通有方向相反的電流，使得正向螺線管212和反向螺線管213相鄰處產(chǎn)生同性磁極。所述鐵質(zhì)導磁帽214布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道211的內(nèi)壁上，其位于正向螺線管212和反向螺線管213相鄰處、以及正向螺線管212 和反向螺線管213軸線的中間點。所述電擊錘216和電磁鐵217位于隔板215之間。所述電磁鐵217連接并能推動電擊錘216,使電擊錘216敲擊鋁質(zhì)環(huán)形管道212內(nèi)壁。所述ECU3電性連接并控制正向螺線管212、反向螺線管213和電磁鐵217。[〇〇61]所述帶電擊錘的同極相鄰型吸附環(huán)的設(shè)計原理如下:通電正向螺線管212、反向螺線管213,相鄰的正向螺線管212、反向螺線管213通有方向相反的電流，使得正向螺線管 212、反向螺線管213相鄰處產(chǎn)生同性磁極;同時，鋁質(zhì)環(huán)形管道211能夠改善磁路，加大管道內(nèi)壁處的磁場強度，增強鐵質(zhì)導磁帽214對顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管212、反向螺線管213電流由ECU3直接控制，可根據(jù)顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化，以獲得最佳吸附性能。而通過電擊錘216的設(shè)置，防止顆粒在鐵質(zhì)導磁帽214處大量堆積，影響吸附效果。此時，通過電磁鐵217控制電擊錘216敲擊管道211的內(nèi)壁，使得被吸附的顆粒向兩側(cè)分散開。 同時，在清洗管道211時，電擊錘216的敲擊還可以提高清洗效果。[〇〇62]請參閱說明書附圖9所示，所述旋轉(zhuǎn)磁場裝置27由鋁質(zhì)管道271、鐵質(zhì)外殼272、三相對稱繞組273、法蘭274以及三相對稱電流模塊275組成。所述三相對稱繞組273繞在鋁質(zhì)管道271外。所述鐵質(zhì)外殼272包覆于鋁質(zhì)管道271上。所述法蘭274焊接在鋁質(zhì)管道271的兩端。所述三相對稱電流模塊275連接所述三相對稱繞組273，并由ECU3控制。
[0063]所述旋轉(zhuǎn)磁場裝置27的工作原理如下:未被吸附的微小磁化顆粒進入旋轉(zhuǎn)磁場裝置27，ECU3控制三相對稱電流模塊275,使三相對稱繞組273中流過三相對稱電流，該電流在鋁質(zhì)管道271內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，磁化顆粒在旋轉(zhuǎn)磁場作用下受到磁場力的作用，并在該力的作用下以螺旋狀前進，同時向管壁運動。因此，調(diào)節(jié)磁場強度即可使油液中的顆粒從油液中 “分離”出來，聚集在鋁質(zhì)管道271管壁附近，便于后續(xù)吸附捕獲。[〇〇64]所述第二吸附裝置28和所述第一吸附裝置21結(jié)構(gòu)相同，功能和作用機理亦相同， 其能進一步吸附未被旋轉(zhuǎn)磁場裝置27吸附的顆粒。[〇〇65] 請參閱說明書附圖10所示，所述ECU3可選擇Microchip公司的PIC16F877,其分別電性連接冷卻器15、溫度傳感器16、磁化裝置19、離心裝置26、第一吸附裝置21、旋轉(zhuǎn)磁場裝置27、第二吸附裝置28、加熱器7、消磁器5和剩磁傳感器4等部件。[〇〇66] 采用上述油箱對回流液壓油處理的工藝步驟如下:1)，回流液壓油通過第一回油管12送至磁化裝置，并通過第一回油管上的冷卻器控制回油溫度，使液壓油溫度在40-50 °C ;2)，通過磁化裝置19對回油進行磁化，使微米級的金屬顆粒聚合成大顆粒，之后送至離心裝置26;3)，通過離心裝置26使油液中的磁化微粒向管道261的管壁聚合，回油中的氣泡則在離心力作用下移向管道261的中心軸線處，之后回油送至第一吸附裝置21;4)，通過第一吸附裝置21吸附回油中的磁性聚合微粒，之后回油送至旋轉(zhuǎn)磁場裝置27;5)，旋轉(zhuǎn)磁場裝置27利用旋轉(zhuǎn)磁場分離未吸附的磁化微粒，之后回油送至第二吸附裝置28;6)，第二吸附裝置28二次吸附回油中的磁性聚合微粒，之后回油送至U型管20;7)，U型管20通過其出口將回油排入過濾箱17;8)，過濾箱17滿溢的回油沿著消泡板23的表面發(fā)生擴散，并與油箱體1中的油液進行混合，使油液的氣泡自然散發(fā)到空氣中；且消泡板上23的磁性金屬網(wǎng)24吸附油液中殘存的顆粒物體；9)，利用油箱體1中的隔板8和永久磁鐵9去除進油時的空氣和顆粒；10)，通過吸油管2將油箱體1的油液吸出，以供液壓系統(tǒng)再次使用，并利用吸油管2上的消磁器5消除磁性微粒磁性，防止殘余磁性微粒進入液壓回路，對敏感液壓元件造成損傷。
[0067]以上的【具體實施方式】僅為本創(chuàng)作的較佳實施例，并不用以限制本創(chuàng)作，凡在本創(chuàng)作的精神及原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本創(chuàng)作的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備，其特征在于:包括油箱體、 過濾箱、第一回油管、第二回油管、U型管、磁化裝置、離心裝置、第一吸附裝置、旋轉(zhuǎn)磁場裝 置、第二吸附裝置、永久磁鐵、隔板、加熱器、吸油管以及ECU;其中，所述油箱體外的頂部設(shè) 有空氣濾清器，油箱內(nèi)依次設(shè)有所述過濾箱、永久磁鐵、隔板和加熱器;所述第一回油管插 入油箱體內(nèi)，并和U型管連接，其上設(shè)有冷卻器和溫度傳感器;所述第二回油管一端連接至 第一回油管，另一端延伸入過濾箱;所述第一回油管和第二回油管的連接處設(shè)有一溢流閥； 所述U型管位于過濾箱內(nèi)，其上依次安裝有所述磁化裝置、離心裝置、第一吸附裝置、旋轉(zhuǎn)磁 場裝置和第二吸附裝置;所述過濾箱底部設(shè)有隔磁支腳，頂部安裝有向下傾斜設(shè)置的消泡 板;所述消泡板表面鋪設(shè)有一層磁性金屬網(wǎng)；所述吸油管插入油箱體，其上設(shè)有濾油器、消 磁器和剩磁傳感器;所述ECU分別電性連接冷卻器、溫度傳感器、磁化裝置、離心裝置、第一 吸附裝置、旋轉(zhuǎn)磁場裝置、第二吸附裝置、加熱器、消磁器和剩磁傳感器。2.如權(quán)利要求1所述的采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備，其特征在 于:所述磁化裝包括鋁質(zhì)管道、若干繞組、鐵質(zhì)外殼、法蘭以及若干磁化電流輸出模塊；其 中，所述若干繞組分別繞在鋁質(zhì)管道外，各繞組由正繞組和逆繞組組成;所述鐵質(zhì)外殼包覆 于鋁質(zhì)管道上;所述法蘭焊接在鋁質(zhì)管道的兩端;每一磁化電流輸出模塊連接至一繞組，并 由ECU控制。3.如權(quán)利要求1所述的采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備，其特征在 于:所述離心裝置采用切向進流離心裝置、渦旋發(fā)生器離心裝置、液體旋流發(fā)生器離心裝、 彎頭式起旋器或者旋流離心裝置。4.如權(quán)利要求1所述的采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備，其特征在 于:所述旋流離心裝置包括旋流管壁、第一導流片、第二導流片、步進電機以及流量傳感器； 其中，所述第一導流片設(shè)有3片，該3片第一導流片沿管壁內(nèi)圓周隔120°均勻分布，其安放角 設(shè)為18°;所述第二導流片和第一導流片結(jié)構(gòu)相同，其設(shè)置在第一導流片后，并和第一導流 片錯開60°連接在管壁內(nèi)，其安放角設(shè)為36°C;所述第一導流片的長邊與管壁相連，短邊沿 管壁的軸線延伸;其前緣挫成鈍形，后緣加工成翼形，其高度為管壁直徑的0.4倍，長度為管 壁直徑的1.8倍;所述步進電機連接并驅(qū)動第一導流片和第二導流片，以調(diào)節(jié)安放角;所述 流量傳感器設(shè)置在管壁內(nèi)的中央;所述步進電機和流量傳感器電性連接至ECU。5.如權(quán)利要求1所述的采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備，其特征在 于:所述第一吸附裝置采用環(huán)形永久磁鐵，或同極相鄰型吸附環(huán)，或帶電擊錘的同極相鄰型 吸附環(huán);所述第二吸附裝置和所述第一吸附裝置結(jié)構(gòu)相同。6.如權(quán)利要求55所述的采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備，其特征在 于:所述同極相鄰型吸附環(huán)包括鋁質(zhì)環(huán)形管道、正向螺線管、反向螺線管以及鐵質(zhì)導磁帽； 所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道內(nèi)并由ECU控制，兩者通有方向相 反的電流，使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產(chǎn)生同性磁極;所述鐵質(zhì)導磁帽布置于鋁 質(zhì)環(huán)形管道的內(nèi)壁上，其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺 線管軸線的中間點。7.如權(quán)利要求5所述的采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備，其特征在 于:所述帶電擊錘的同極相鄰型吸附環(huán)包括鋁質(zhì)環(huán)形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質(zhì) 導磁帽、隔板、電擊錘以及電磁鐵;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道內(nèi)，兩者通有方向相反的電流，使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產(chǎn)生同性磁極;所述鐵 質(zhì)導磁帽布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道的內(nèi)壁上，其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正 向螺線管和反向螺線管軸線的中間點；所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間；所述 電擊錘和電磁鐵位于隔板之間；所述電磁鐵連接并能推動電擊錘，使電擊錘敲擊鋁質(zhì)環(huán)形 管道內(nèi)壁;所述ECU電性連接并控制正向螺線管、反向螺線管和電磁鐵。8.如權(quán)利要求1所述的采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備，其特征在 于:所述旋轉(zhuǎn)磁場裝置包括鋁質(zhì)管道、鐵質(zhì)外殼、三相對稱繞組、法蘭以及三相對稱電流模 塊;所述三相對稱繞組繞在鋁質(zhì)管道外;所述鐵質(zhì)外殼包覆于鋁質(zhì)管道上;所述法蘭焊接在 鋁質(zhì)管道的兩端;所述三相對稱電流模塊連接所述三相對稱繞組，并由ECU控制。9.如權(quán)利要求1所述的采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備，其特征在 于:所述吸油管的底部管口插于最低液面以下，其離油箱體的底部要大于其管徑的2-3倍， 離油箱體的箱壁距離為管徑的3倍;所述吸油管的底部管口截成45°斜角，并使斜角對著油 箱體的箱壁。10.如權(quán)利要求1所述的采用磁化、離心、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場處理液壓油的設(shè)備，其特征在 于:所述隔板上下留空，上部留空在最高油面位置以上;所述油箱體采用立方體結(jié)構(gòu)，其底 部設(shè)有放油裝置。
【文檔編號】F15B1/26GK105952694SQ201610311898
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月12日
【發(fā)明人】李偉波
【申請人】紹興文理學院