一種對高壓油液進行加熱和冷卻的液壓系統的制作方法

本發明屬于液壓系統領域，尤其是涉及一種對高壓油液進行加熱和冷卻的液壓系統。

背景技術：

在航空航天設備上，液壓系統的油液最低溫度會達到-45℃，最高溫度會達到80℃，如此變化大的溫度給液壓元件的選型帶來了困難，高低溫液壓元器件昂貴，制造商掌握在少數幾個發達國家手里，有些液壓件在滿足如此跨度大的溫度范圍內，難以尋到。在對航空航天設備零件測試試驗臺上，需要對進入到產品的液壓油液進行加熱或冷卻模擬產品的真實溫度情況，考核產品的可靠性和密封性，如果完全采用高低溫液壓件，成本大大上升，使用壽命縮短，既不利于試驗臺的維護，也不利于產品的測試，可靠性大大降低，當液壓油液處于低溫情況，粘度變大，將使液壓泵自吸不足(柱塞泵尤甚)，產生大的噪聲和震動，不能正常工作。所以對高低溫液壓元件應該盡可能的少用。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明旨在提出一種對高壓油液進行加熱和冷卻的液壓系統，以提供一種可以直接運用在需要高低溫油液的測試設備中，安全性高、成本低、可靠性強，適于普及及推廣使用的對高壓油液進行加熱和冷卻的液壓系統。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種對高壓油液進行加熱和冷卻的液壓系統，包括吸油過濾器、液壓泵、三位四通伺服閥、兩個液壓缸、一號隔離缸、二號隔離缸、蓄能器、加熱冷卻裝置、回油過濾器、溢流閥和二位二通換向閥，兩個液壓缸分別為一號液壓缸和二號液壓缸，且均串聯到液壓回路中，所述一號液壓缸的一端連接至所述三位四通伺服閥的第一工作油口，所述三位四通伺服閥的第二工作油口連接至所述二號液壓缸，第三工作油口分別連接至所述二位二通換向閥、所述液壓泵和所述溢流閥，所述溢流閥經所述回油過濾器連接至油箱，所述液壓泵經所述吸油過濾器連接至油箱，所述液壓泵連接至電動機，所述二位二通換向閥經五號單向閥連接至所述蓄能器，所述一號液壓缸和所述二號液壓缸的另一端分別連接至所述一號隔離缸和所述二號隔離缸，所述一號隔離缸、所述二號隔離缸與若干所述單向閥組成的液壓橋路連接，所述液壓橋路的一條液壓回路經所述蓄能器、所述加熱冷卻裝置、二號球閥和一號高壓過濾器后連接至被試產品的一個工作油口；另一條液壓回路經三號球閥和二號高壓過濾器后連接至被試產品的另一個工作油口，所述液壓橋路的兩條液壓回路連通。

進一步的，所述液壓橋路包括一號單向閥、二號單向閥、三號單向閥和四號單向閥，所述括一號單向閥和所述三號單向閥串聯，所述括二號單向閥和所述四號單向閥串聯，所述一號單向閥和所述二號單向閥均連接至所述一號隔離缸的無桿腔，所述三號單向閥和所述四號單向閥均連接至所述二號隔離缸的無桿腔，所述括一號單向閥和所述三號單向閥之間的液壓回路經所述蓄能器、所述加熱冷卻裝置連接至所述二號球閥的一端，所述二號球閥的另一端分別連接至所述一號高壓過濾器和四號球閥的一端，所述四號球閥的另一端連接至一號壓力表，所述一號高壓過濾器的另一端連接至被試產品的一個工作油口，所述括二號單向閥和所述四號單向閥之間的液壓回路分別經一號球閥與另一條液壓回路連通、經過三號球閥連接至所述二號高壓過濾器和五號球閥的一端，所述五號球閥的另一端連接至二號壓力表，所述二號高壓過濾器的另一端連接至被試產品的另一個工作油口。

進一步的，所述吸油過濾器、所述液壓泵、所述三位四通伺服閥、所述一號液壓缸、所述二號液壓缸、所述二位二通換向閥、所述溢流閥、所述電動機和所述回油過濾器均為常溫液壓件，所述一號隔離缸、所述二號隔離缸、所述蓄能器、所述加熱冷卻裝置、所述一號單向閥、所述二號單向閥、所述三號單向閥、所述四號單向閥、所述一號球閥、所述二號球閥、所述三號球閥、所述四號球閥、所述五號球閥、所述一號壓力表、所述二號壓力表、所述一號高壓過濾器、所述二號高壓過濾器和所述五號單向閥能承受的溫度范圍均為-45℃至80℃。

進一步的，所述一號液壓缸的有桿腔和所述二號液壓缸的有桿腔連接，無桿腔連接至所述三位四通伺服閥的第一工作油口，所述三位四通伺服閥的第二工作油口連接至所述二號液壓缸的無桿腔，所述二號液壓缸的有桿腔、所述一號液壓缸有桿腔分別連接至所述二號隔離缸的有桿腔、所述一號隔離缸的有桿腔。

進一步的，所述一號隔離缸和所述二號隔離缸的結構完全相同。

進一步的，所述一號液壓缸和所述二號液壓缸的結構完全相同。

進一步的，所述被試產品的執行元件可以是液壓缸也可以是液壓馬達。

相對于現有技術，本發明所述的對高壓油液進行加熱和冷卻的液壓系統具有以下優勢：

(1)本發明所述的對高壓油液進行加熱和冷卻的液壓系統，實現了常溫液壓油與高低溫油液隔離，系統的加壓與換向都在常溫一側進行，高低溫油液被封閉在高低溫隔離缸的一側，避免了液壓泵和伺服閥等高低溫液壓件的使用，把高低溫端放到加熱冷卻裝置中，加熱冷卻功率小，安全可靠，成本低。

(2)本發明所述的對高壓油液進行加熱和冷卻的液壓系統，可以直接運用在需要高低溫油液的測試設備中，安全性高、成本低、可靠性強，適于普及及推廣使用。

(3)本發明所述的對高壓油液進行加熱和冷卻的液壓系統，設置的蓄能器，能夠減小系統波動，保持恒定壓力。

(4)本發明所述的對高壓油液進行加熱和冷卻的液壓系統，設置的一號球閥，使一號隔離缸和二號隔離缸油液溝通，實現循環加熱冷卻，到達試驗所需的溫度。

(5)本發明所述的對高壓油液進行加熱和冷卻的液壓系統，設置的二位二通換向閥通電時，可以起到向高低溫油液腔補油，同時可以避免三位四通伺服閥換向時帶來的壓力波動。

(6)本發明所述的對高壓油液進行加熱和冷卻的液壓系統，設置的三位四通伺服閥采集被試產品入口端的壓力信號控制三位四通伺服閥的開度，保持被試產品端的壓力處于恒值。

(7)本發明所述的對高壓油液進行加熱和冷卻的液壓系統，設置的一號高壓過濾器和二號高壓過濾器，有效防止具有雜質的油液進入到被試產品。

附圖說明

構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明實施例所述的液壓系統的結構示意圖。

附圖標記說明：

1-吸油過濾器；2-液壓泵；3-三位四通伺服閥；4-一號液壓缸；5-二號液壓缸；6-一號隔離缸；7-二號隔離缸；8-蓄能器；9-加熱冷卻裝置；10-一號單向閥；11-二號單向閥；12-三號單向閥；13-四號單向閥；14-一號球閥；15-二號球閥；16-三號球閥；17-四號球閥；18-五號球閥；19-一號壓力表；20-二號壓力表；21-一號高壓過濾器；22-二號高壓過濾器；23-五號單向閥；24-二位二通換向閥；25-溢流閥；26-電動機；27-回油過濾器。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“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發明和簡化描述，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發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。

一種對高壓油液進行加熱和冷卻的液壓系統，如圖1所示，包括吸油過濾器1、液壓泵2、三位四通伺服閥3、兩個液壓缸、一號隔離缸6、二號隔離缸7、蓄能器8、加熱冷卻裝置9、回油過濾器27、溢流閥25和二位二通換向閥24，兩個液壓缸分別為一號液壓缸4和二號液壓缸5，且均串聯到液壓回路中，所述一號液壓缸4的一端連接至所述三位四通伺服閥3的第一工作油口，所述三位四通伺服閥3的第二工作油口連接至所述二號液壓缸5，第三工作油口分別連接至所述二位二通換向閥24、所述液壓泵2和所述溢流閥25，所述溢流閥25經所述回油過濾器27連接至油箱，所述液壓泵2經所述吸油過濾器1連接至油箱，所述液壓泵2連接至電動機26，所述二位二通換向閥24經五號單向閥23連接至所述蓄能器8，所述一號液壓缸4和所述二號液壓缸5的另一端分別連接至所述一號隔離缸6和所述二號隔離缸7，所述一號隔離缸6、所述二號隔離缸7與若干所述單向閥組成的液壓橋路連接，所述液壓橋路的一條液壓回路經所述蓄能器8、所述加熱冷卻裝置9、二號球閥15和一號高壓過濾器21后連接至被試產品的一個工作油口；另一條液壓回路經三號球閥16和二號高壓過濾器22后連接至被試產品的另一個工作油口，所述液壓橋路的兩條液壓回路連通，此處的蓄能器8的作用是減小系統波動，保持恒定壓力。

所述液壓橋路包括一號單向閥10、二號單向閥11、三號單向閥12和四號單向閥13，所述括一號單向閥10和所述三號單向閥12串聯，所述括二號單向閥11和所述四號單向閥13串聯，所述一號單向閥10和所述二號單向閥11均連接至所述一號隔離缸6的無桿腔，所述三號單向閥12和所述四號單向閥13均連接至所述二號隔離缸7的無桿腔，所述括一號單向閥10和所述三號單向閥12之間的液壓回路經所述蓄能器8、所述加熱冷卻裝置9連接至所述二號球閥15的一端，所述二號球閥15的另一端分別連接至所述一號高壓過濾器21和四號球閥17的一端，所述四號球閥17的另一端連接至一號壓力表19，所述一號高壓過濾器21的另一端連接至被試產品的一個工作油口，所述括二號單向閥11和所述四號單向閥13之間的液壓回路分別經一號球閥14與另一條液壓回路連通、經過三號球閥16連接至所述二號高壓過濾器22和五號球閥18的一端，所述五號球閥18的另一端連接至二號壓力表20，所述二號高壓過濾器22的另一端連接至被試產品的另一個工作油口，一號球閥14是為了溝通一號隔離缸6的無桿腔和二號隔離缸7的無桿腔的油液，循環加熱冷卻，到達試驗所需的溫度；二號球閥15和三號球閥16為了截斷與被試產品的進回油。

所述吸油過濾器1、所述液壓泵2、所述三位四通伺服閥3、所述一號液壓缸4、所述二號液壓缸5、所述二位二通換向閥24、所述溢流閥25、所述電動機26和所述回油過濾器27均為常溫液壓件，所述一號隔離缸6、所述二號隔離缸7、所述蓄能器8、所述加熱冷卻裝置9、所述一號單向閥10、所述二號單向閥11、所述三號單向閥12、所述四號單向閥13、所述一號球閥14、所述二號球閥15、所述三號球閥16、所述四號球閥17、所述五號球閥18、所述一號壓力表19、所述二號壓力表20、所述一號高壓過濾器21、所述二號高壓過濾器22和所述五號單向閥23能承受的溫度范圍均為-45℃至80℃。

所述一號液壓缸4的有桿腔和所述二號液壓缸5的有桿腔連接，無桿腔連接至所述三位四通伺服閥3的第一工作油口，所述三位四通伺服閥3的第二工作油口連接至所述二號液壓缸5的無桿腔，所述二號液壓缸5的有桿腔、所述一號液壓缸4有桿腔分別連接至所述二號隔離缸7的有桿腔、所述一號隔離缸6的有桿腔。

所述一號隔離缸6和所述二號隔離缸7的結構完全相同。

所述一號液壓缸4和所述二號液壓缸5的結構完全相同。

所述被試產品的執行元件可以是液壓缸也可以是液壓馬達。

一種對高壓油液進行加熱和冷卻的液壓系統的工作原理為：

當三位四通伺服閥3處于左位的時候，二號液壓缸5二號液壓缸5伸出，一號液壓缸4一號液壓缸4縮回，當三位四通伺服閥3處于右位的時候，一號液壓缸4一號液壓缸4伸出，二號液壓缸5二號液壓缸5縮回，通過三位四通伺服閥3的換向控制一號液壓缸4和二號液壓缸5一號液壓缸4伸出、縮回；當一號液壓缸4伸出，二號液壓缸5縮回的時候，一號液壓缸4通過機械連接使一號隔離缸6縮回，被擠壓的高壓油液通過一號單向閥10經過蓄能器8，此處的蓄能器8的作用是減小系統波動，保持恒定壓力，進入到加熱冷卻裝置9對油液進行加熱和冷卻，出來的高壓高低溫油液經過二號球閥15進入到被試產品中，一號球閥14是為了溝通兩腔油液，循環加熱冷卻，到達試驗所需的溫度；從被試產品出來的回油經過三號球閥16，通過由四個單向閥組成的液壓橋路中的四號單向閥13進入到二號隔離缸7的無桿腔，此工況為一號液壓缸4伸出，一號隔離缸6縮回，二號液壓缸5縮回，二號隔離缸7伸出。二號球閥15和三號球閥16是為了截斷被試產品的進回油。二位二通電磁換向閥24的作用是在三位四通伺服閥3換向的時候，向高低溫端補充油液，保持壓力的恒定。

液壓泵，能通過改變系統常溫端的流量改變高低溫端的流量。因為常溫端的流量與隔離腔端高低溫端的流量比值等于常溫端液壓缸無桿腔面積與高低溫隔離缸無桿腔的面積的比值。這建立在常溫缸與高低溫缸在運動時速度一致，而系統的流量q等于速度v乘以面積a，即q＝v×a，從而q常溫/a常溫缸＝q高低溫/a高低溫缸，可以得出q常溫/q高低溫＝a常溫缸/a高低溫缸。溢流閥，改變溢流閥的開度，控制系統的常溫端的壓力，三位四通伺服閥3后常溫端的壓力與隔離腔端高低溫端的壓力比值等于常溫端液壓缸無桿腔面積與高低溫隔離缸無桿腔的面積的反比。這建立在常溫缸與高低溫缸輸出的力相等，而f＝p×a，所以p常溫×a常溫缸＝p高低溫×a高低溫缸，可以得出p常溫/p高低溫＝a高低溫缸/a常溫缸。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。