一種液壓油缸內泄漏檢測設備及裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種液壓油缸內泄漏檢測設備及裝置，其至少包括缸筒、配合安裝在所述缸筒內部的活塞桿組件以及固定安裝在所述缸筒中、用于感測所述活塞桿組件的運動速度的速度檢測機構。本實用新型能為液壓油缸的內泄漏提供準確的判斷依據。
【專利說明】一種液壓油缸內泄漏檢測設備及裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及工程【技術領域】，特別是涉及一種液壓油缸內泄漏檢測設備及設置有該設備的液壓油缸內泄漏檢測裝置。
【背景技術】
[0002]液壓油缸作為液壓系統的執行部件，應用十分廣泛。在實際使用過程中，存在油缸泄漏故障，油缸泄漏分為外泄漏和內泄漏兩種。一旦油缸發生泄漏，必須及時采取相應的措施保證液壓系統的正常運行。因此，需要及時判斷油缸是否泄漏。
[0003]外泄漏會造成環境的污染和資源的浪費，外泄漏較容易發現，只要仔細的觀察即可做出正確的判斷。而內泄漏會影響液壓油缸的技術性能，出現運力不足，運動速度緩慢和工作不平穩等現象。液壓油缸內漏油有兩處:一處是活塞與活塞桿之間的靜密封部分；另一處是活塞與缸壁之間的動密封部分。這些內泄漏部位均發生在油缸內部，不能直接觀察得到。而且內泄漏量往往比較小，這就造成對內泄漏現象難以做出正確及時的判斷。
[0004]液壓油缸內泄漏檢測的理論基礎:
[0005]增壓效應:由于活塞密封圈的磨損，老化或機械損傷喪失密封作用，液壓油缸的有桿腔和無桿腔變成了連通器，有效承壓面積由活塞截面積變成了活塞桿截面積，在載荷不變的情況下，壓力會增大。
[0006]密封失效前:
[0007]Pl = F/A
[0008]式中:
[0009]Pl:液壓油缸無桿腔壓力；
[0010]F:液壓油缸外載荷；
[0011]A:液壓油缸活塞截面積；
[0012]密封失效后:
[0013]P2 = F/B
[0014]式中:
[0015]B:液壓油缸活塞桿截面積；
[0016]因為A>B，故P2>P1，該壓力突變現象稱為增壓效應。
[0017]液壓油缸發生內泄漏不會迅速處于增壓效應的狀態，內泄漏液壓油缸的表現為:液壓油缸的無桿腔的壓力會下降，有桿腔的壓力會升高，最終表現為兩腔的壓力一致。在壓力變化過程中，無桿腔的容積會變小，有桿腔的容積會變大，即液壓油缸的伸出距離會變小。
[0018]目前存在著一種負載油缸內泄漏在線檢測閥，圖1表示的是現有技術中的檢測閥的結構。檢測閥包括閥體4’、配合安裝在閥體4’內部的活塞桿組件6’和彈簧3’以及第一疊加式單向閥I’和第二疊加式單向閥2’，閥體4’上開設有進油口 V和出油口 8’。
[0019]檢測閥主要是對關鍵點油缸進行檢測，檢測時，首先，將本檢測閥直接安裝在待檢測液壓油缸的無桿腔，代替原有系統中單向閥的作用，即打開第一疊加式單向閥I’和第二疊加式單向閥2’，正常工作狀態下，按照第一通路11’--第二通路12’--第二通路
13’--第四通路14’--第五通路15’的流向作為上述固裝式單向閥使用。
[0020]需要作為檢測閥使用時，關閉第二單向閥2’，打開第一單向閥1’，內泄壓通過第一通路11’ 一一第二通路12’進入無桿腔內，活塞受壓下移，直至活塞端面觸通第五通路15’泄壓，退回，循環上述動作過程，活塞桿往復運動。其動作頻率慢表示泄漏量小，往復頻繁表示泄漏量大，活塞桿頂出不動作表示內泄嚴重，處于內泄直通危險狀態，活塞桿無動作表示油缸活塞無泄漏。檢測完畢后，打開第二疊加式單向閥2’，恢復單向閥作用。
[0021]對普通液壓油缸的巡檢檢查時，在原有單向閥的前后加裝兩個測量點，正常工作是開啟單向閥循環通路，當發生異常需要檢測時，攜帶檢測閥，單向閥與油缸無壓腔中間的測壓點連接測壓閥進油口，另一檢測點連接檢測閥出油口。關閉檢測閥中的第二疊加式單向閥2’，打開檢測閥中的第一疊加式單向閥1’，同時關閉系統單向閥即可進行檢測油缸內泄作業。內泄壓通過第一通路11’ 一一第二通路12’進入無桿腔內，活塞受壓下移，直至活塞端面觸通第五通路15’泄壓，退回，循環上述動作過程，活塞桿往復動作。活塞桿的動作頻率慢表示泄漏量小，往復頻繁表示泄漏量大，活塞桿頂出不動作表示內泄嚴重，處于內泄直通危險狀態，活塞桿無動作表示油缸活塞無泄漏。完畢后打開系統單向閥即可恢復正常工作。
[0022]盡管負載油缸內泄漏在線檢測閥可以解決并改變以往在線油缸不能安全又便捷地檢測液壓油缸內泄漏的問題，但是仍然存在以下缺陷:
[0023]1、檢測閥開設有多個通油孔，且集成兩個單向閥，結構比較復雜。檢測閥油路截面突變位置多，液壓油通過此檢測閥，局部壓力損失較大，對內泄漏量檢測正確性有一定影響。
[0024]2、待檢測液壓油缸的內泄漏量通過觀察活塞桿頂出、縮回往復動作的頻率來判斷。如內泄漏量較小，往復運動頻率極低，則通過觀察的方式無法判斷內泄漏是否存在。如內泄漏量較大，往復運動頻率高，則通過觀察的方式很難分辨運動頻率的多少。上述分析說明:該方法能夠判斷出是否存在內泄漏及內泄漏的程度是多少，無法量化液壓油缸內泄漏量。如用于不同規格的油缸內泄檢測，則在油缸內泄漏程度的判斷上存在一定問題。
[0025]3、相同泄漏量的情況下，往復運動頻率和彈簧的剛度有關，彈簧剛度大，則往復運動頻率低，彈簧剛度小，則往復運動頻率高，甚至經常處于內泄直通狀態。檢測閥檢測內泄時，活塞桿頻繁運動，亦即彈簧是頻繁使用的，一段時間后，彈簧剛度一般會衰減，則相同內泄漏量的情況下，往復運動頻率變大。
實用新型內容
[0026]本實用新型的目的是提出一種液壓油缸內泄漏檢測設備及裝置，其能為液壓油缸的內泄漏提供準確的判斷依據。
[0027]為實現上述目的，本實用新型提供以下技術方案:
[0028]一種液壓油缸內泄漏檢測設備，其至少包括缸筒、配合安裝在所述缸筒內部的活塞桿組件以及固定安裝在所述缸筒中、用于感測所述活塞桿組件的運動速度的速度檢測機構。
[0029]進一步地，所述速度檢測機構至少包括位移傳感器，所述活塞桿組件具有能夠容許所述位移傳感器伸入其內的中空腔。
[0030]進一步地，所述活塞桿組件使所述缸筒分成流體連通的有桿腔和無桿腔。
[0031]進一步地，所述缸筒中沿所述活塞桿組件的伸出方向設置有調整螺栓，所述調整螺栓與所述活塞桿組件的伸出端之間設置有復位彈簧。
[0032]進一步地，所述無桿腔具有油口。
[0033]本實用新型還提供一種液壓油缸內泄漏檢測裝置，其至少包括上述各實施例中的液壓油缸內泄漏檢測設備。
[0034]進一步地，還包括單向閥，其進油口與所述待檢測液壓油缸的有桿腔流體連通，出油口與所述液壓油缸內泄漏檢測設備的油口流體連通。
[0035]進一步地，還包括換向閥，其設置在所述單向閥與所述液壓油缸內泄漏檢測設備的油口之間。
[0036]進一步地，還包括溢流閥，其進油口與所述液壓油缸內泄漏檢測設備的油口流體連通。
[0037]基于上述技術方案，本實用新型的優點是:
[0038]由于本實用新型設置了缸筒、活塞桿組件以及固定安裝在缸筒中用于感測活塞桿組件的運動速度的速度檢測機構，與現有技術相比，本實用新型提供的檢測油缸的油路截面突變位置較少，局部壓力損失較小，對內泄漏量檢測準確性影響較小；另外，通過速度檢測機構可以獲取活塞桿組件的運動速度信息，再根據該運動速度信息便可得出準確而可靠的待檢測液壓油缸的內泄漏量，因此，本實用新型既能夠檢測出待檢測液壓油缸是否存在內泄漏，還能對內泄漏量進行量化，為液壓油缸的內泄漏提供準確的判斷依據。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0039]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0040]圖1為現有技術中負載油缸內泄漏在線檢測閥的截面圖；
[0041]圖2為本實用新型一實施例的液壓油缸內泄漏檢測設備的截面圖；
[0042]圖3為本實用新型一實施例的液壓油缸內泄漏檢測裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0043]為使本實用新型實施的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行更加詳細的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。下面結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明。
[0044]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型保護--圍的限制。
[0045]圖2表示的是本實用新型一實施例的液壓油缸內泄漏檢測設備100的結構，圖2是液壓油缸內泄漏檢測設備100的截面圖。首先，參照圖2說明液壓油缸內泄漏檢測設備100的概略構成。本實施方式中，至少包括缸筒、配合安裝在所述缸筒內部的活塞桿組件以及固定安裝在所述缸筒中、用于感測所述活塞桿組件的運動速度的速度檢測機構，其中:
[0046]所述缸筒是液壓油缸內泄漏檢測設備的重要組成部件之一，通常為圓管狀結構，其內部與所述活塞組件配合。所述缸筒至少包括同軸且順序連接的連接座6、筒狀結構1、導向套5和套筒13，亦即，筒狀結構I的一端與導向套5連接，另一端可以焊接(或裝配)連接座6。導向套5中間開孔用于穿過所述活塞組件，其上開設有液壓溝槽(圖中未示出)，用于安裝密封元件及導向環等，在所述活塞組件伸出和縮回動作時起到密封和支撐導向的作用，從而保證有桿腔I的密封性以及所述活塞組件和筒狀結構I的同軸度。所述活塞組件行程越長，通常情況下，導向套5的軸向尺寸越大。
[0047]如圖2所示，本例中的筒狀結構I的內徑大于連接座6的內徑，檢測器8安裝在連接座6的內徑孔中。在連接座6的端面形成對所述活塞桿組件中的活塞2進行限位的起點臺階。導向套5內嵌在筒狀結構I中，形成對所述活塞桿組件中的活塞2的行程進行限位的終點臺階。
[0048]所述活塞組件也是液壓油缸內泄漏檢測設備的重要組成部件，通常情況由活塞2與活塞桿3連接，并配合安裝在所述缸筒的筒狀結構I的內部，使所述缸筒分成有桿腔I和無桿腔II。其中:有桿腔I由筒狀結構I的內腔、活塞2的右端面、導向套5的左端面和活塞桿3的外圓面構成。無桿腔II由活塞2的左端面、活塞桿3的左端面、筒狀結構I的內孔、連接座6的右端面和檢測器8的右端面構成。容腔III實際上是所述速度檢測機構信號輸出線的輸出孔。
[0049]活塞2上開設有環形溝槽(圖中未示出)，用于安裝支撐環4等，以防止活塞2和筒狀結構I直接接觸；另外，通過支撐環4與筒狀結構I的內壁之間的間隙，有桿腔I和無桿腔II流體連通。由于有桿腔I和無桿腔II流體連通，因此可以將油口 A設置在無桿腔II，油口 A用于連接外部管路，同時與有桿腔I和無桿腔II流體連通。此時的油口 A既可以相當于進油口，起到進油作用；也可以相當于出油口，起到出油的作用。
[0050]綜上，與現有技術相比，本實用新型提供的液壓油缸內泄漏檢測設備100采用的是油缸，相比于現有技術中使用的內泄在線檢測閥(如圖1所示)，其油路截面突變位置較少，局部壓力損失較小，對內泄漏量檢測準確性影響較小；另外，通過速度檢測機構可以獲取活塞桿組件的運動速度信息，再根據該運動速度信息便可得出準確而可靠的待檢測液壓油缸的內泄漏量，因此，本實用新型既能夠檢測出待檢測液壓油缸是否存在內泄漏，還能對內泄漏量進行量化，為液壓油缸的內泄漏提供準確的判斷依據。
[0051]所述速度檢測機構至少包括位移傳感器和計時器(圖中未示出)，該計時器用于根據位移傳感器測得的位移計算所述活塞桿組件的運行速度。所述活塞桿組件具有能夠容許位移傳感器伸入其內的中空腔7。
[0052]本實施例中，位移傳感器采用的是磁致伸縮位移傳感器，可直接購買，其由檢測器8和磁環9組成。其中:
[0053]檢測器8包括外管81和法蘭外殼82，二者為一體結構。其中，外管81為耐壓器件，內置有一條鐵磁材料的磁致感應元件(圖中未示出)。外管81的伸出端完全伸入到活塞桿3的中空腔7內。法蘭外殼82內置有電子裝置和信號轉換器(圖中未示出)，用于接收并轉換檢測信號。法蘭外殼82固定在連接座6中，因此檢測器8整體隨連接座6 —起運動。法蘭外殼82通過密封件進行密封，能夠保證無桿腔II中的液壓油不能通過容腔III (如圖2所示)。
[0054]磁環9可以是一個移動的永磁鐵，其由擋圈10固定在活塞桿3的中空腔7內。磁環9與外管81之間具有間隙，不相接觸。磁環9固定在活塞桿3上隨活塞桿3 —起運動。檢測器8通過測量磁環9的位置來確定活塞桿3的位移。
[0055]檢測器8和磁環9相配合實時檢測活塞桿3的位移的工作原理是:磁環9和外管81中的磁致感應元件分別會產生一個縱向的磁場。每當電流脈沖(即詢問信號)由法蘭外殼82中的電子裝置送出并通過外管81中的磁致感應元件時，第二個磁場便由外管81的徑向方面制造出來。當這兩個磁場在外管81相交的瞬間，外管81產生“磁致伸縮”現象，一個應變脈沖及時產生。該應變脈沖稱為“返回信號”，其以超聲的速度從產生點運行回法蘭外殼82中的電子裝置并被檢測出來。磁環9的位置由法蘭外殼82中的計時器對詢問信號發出到返回信號到達的時間周期探測而計算得到。磁環9與檢測器8不接觸，其距離被設置為所述位移傳感器的零點，由此活塞桿3的位移即為外管81相對于磁環9所產生的位移，因此能被實時檢測出來。
[0056]根據活塞桿3的位移及其對應的時間，便可以獲取準確的活塞桿3的運動速度信息，再根據該運動速度信息便可得出準確而可靠的待檢測液壓油缸的內泄漏量，因此，本實施例既能夠檢測出待檢測液壓油缸是否存在內泄漏，還能對內泄漏量進行準確量化，進一步為液壓油缸的內泄漏提供準確的判斷依據。
[0057]另外，考慮到在相同泄漏量的情況下，往復運動頻率和彈簧的剛度有關，彈簧剛度大，則往復運動頻率低，彈簧剛度小，則往復運動頻率高，甚至經常處于內泄直通狀態。因此，本實施例中的所述活塞桿組件中活塞桿3的伸出端設置有調整螺栓12，活塞桿3的伸出端和調整螺栓12之間設置有復位彈簧11。通過調整螺母12可以調節復位彈簧11的剛度，從而保持液壓油缸內泄漏檢測設備100的剛度不變，解決了因長時間使用彈簧剛度變化而影響內泄漏量判斷的問題，進而提高了內泄漏判斷的準確度。同理，還可以根據不同的待檢測液壓油缸的規格，調節合適的復位彈簧11的剛度。
[0058]上文已經介紹，液壓油缸內泄漏檢測設備100的缸筒由連接座6、筒狀結構1、導向套5和套筒13共同構成，上述實施例中的調整螺栓12設置在套筒13的底部，未產生位移的活塞桿3的伸出端已伸入套筒13中，因此，復位彈簧11始終位于套筒13中。
[0059]需要說明的是，上述分段結構的缸筒主要是為了方便所述位移傳感器的拆裝操作，實質上，一體結構的缸筒也在本實用新型的保護范圍之內。
[0060]如圖3所示，本實用新型還提供一種液壓油缸內泄漏檢測裝置，其包括上述各實施例中的液壓油缸內泄漏檢測設備100。上面已經介紹，通過液壓油缸內泄漏檢測設備100既能夠檢測出待檢測液壓油缸是否存在內泄漏，還能對內泄漏量進行準確量化，為液壓油缸的內泄漏提供準確的判斷依據。
[0061]上述實施例中，液壓油缸內泄漏檢測裝置還包括單向閥200，其進油口與待檢測液壓油缸300的有桿腔301流體連通，出油口與液壓油缸內泄漏檢測設備100的油口 A流體連通。待檢測液壓油缸300如發生內泄漏，一般由無桿腔302內泄漏到有桿腔301，則有桿腔301的壓力會升高。內泄漏量越大，有桿腔301的壓力升高越多。內泄漏液壓油會通過單向閥200進入液壓油缸內泄漏檢測設備100的油口 A，從而進入液壓油缸內泄漏檢測設備100的無桿腔II，進而推動液壓油缸內泄漏檢測設備100的活塞桿3運動。液壓油缸內泄漏檢測設備100的活塞桿3運動速度越快，則表示待檢測液壓油缸300的內泄漏量大，反之亦然。
[0062]上述各實施例中，液壓油缸內泄漏檢測裝置還包括換向閥400，其設置在單向閥200與液壓油缸內泄漏檢測設備100的油口 A之間。待檢測液壓油缸300發生內泄漏，液壓油缸內泄漏檢測設備100的活塞桿3到導向套5的端面的時候，則說明待檢測液壓油缸300的內泄漏嚴重。此時通過手動換或電磁閥控制換向閥400進行換向，所述活塞桿組件通過復位彈簧11進行復位，進入下一個檢測周期。
[0063]上述各實施例中，液壓油缸內泄漏檢測裝置還包括溢流閥500，其進油口與液壓油缸內泄漏檢測設備100的油口 A流體連通。當待檢測液壓油缸300發生內泄漏，液壓油缸內泄漏檢測設備100的活塞桿3到導向套5的端面，并通過溢流閥500溢流，則說明待檢測液壓油缸300的內泄漏非常嚴重。
[0064]最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本實用新型的【具體實施方式】進行修改或者對部分技術特征進行等同替換；而不脫離本實用新型技術方案的精神，其均應涵蓋在本實用新型請求保護的技術方案范圍當中。
【權利要求】
1.一種液壓油缸內泄漏檢測設備，其特征在于:至少包括缸筒、配合安裝在所述缸筒內部的活塞桿組件以及固定安裝在所述缸筒中、用于感測所述活塞桿組件的運動速度的速度檢測機構。
2.如權利要求1所述的液壓油缸內泄漏檢測設備，其特征在于:所述速度檢測機構至少包括位移傳感器，所述活塞桿組件具有能夠容許所述位移傳感器伸入其內的中空腔。
3.如權利要求1或2所述的液壓油缸內泄漏檢測設備，其特征在于:所述活塞桿組件使所述缸筒分成流體連通的有桿腔和無桿腔。
4.如權利要求3所述的液壓油缸內泄漏檢測設備，其特征在于:所述缸筒中沿所述活塞桿組件的伸出方向設置有調整螺栓，所述調整螺栓與所述活塞桿組件的伸出端之間設置有復位彈簧。
5.如權利要求3所述的液壓油缸內泄漏檢測設備，其特征在于:所述無桿腔具有油口。
6.一種液壓油缸內泄漏檢測裝置，其特征在于:至少包括如權利要求1至5任一項所述的液壓油缸內泄漏檢測設備。
7.如權利要求6所述的液壓油缸內泄漏檢測裝置，其特征在于:還包括單向閥，其進油口與所述待檢測液壓油缸的有桿腔流體連通，出油口與所述液壓油缸內泄漏檢測設備的油口流體連通。
8.如權利要求7所述的液壓油缸內泄漏檢測裝置，其特征在于:還包括換向閥，其設置在所述單向閥與所述液壓油缸內泄漏檢測設備的油口之間。
9.如權利要求8所述的液壓油缸內泄漏檢測裝置，其特征在于:還包括溢流閥，其進油口與所述液壓油缸內泄漏檢測設備的油口流體連通。
【文檔編號】F15B19/00GK204226346SQ201420618880
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月23日 優先權日:2014年10月23日
【發明者】朱濤, 趙玉峰 申請人:徐州重型機械有限公司