УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
DEVICE FOR CLEANING OF HYDRAULIC SYSTEM WORK LIQUID

Изобретение относится к гидравлическим исполнительным механизмам, а именно к конструктивным элементам, предназначенным для воздействия на свойства текучей среды, в частности путем фильтрации.
Известно устройство для очистки рабочей жидкости, предназначенной для исполнительных механизмов гидравлической системы управления поворотом и/или гидравлической системы навесного устройства тракторов Кировец К-701, К-700А, К-700, К-744 (см. «Тракторы Кировец К-701, К-700А», В/О «Тракторэкспорт» СССР Москва, стр. 69-81). Устройство для очистки содержит бак для рабочей жидкости, вход которого снабжен фильтрующим элементом, а выход соединен с всасывающим окном насоса. Нагнетающее окно насоса соединено с входом гидравлической системы, при этом выход гидравлической системы соединен с входом бака.
Однако известное устройство обладает малым ресурсом вследствие быстрого загрязнения фильтрующих элементов и недостаточной надежностью поддержания требуемого уровня чистоты рабочей жидкости.
Известна установка для отбора, очистки и выдачи рабочей жидкости при обслуживании агрегатов (см. патент на изобретение RU 2059901, МПК F15B 21/04, B01D 36/00). Установка предназначена для очистки рабочей жидкости гидравлической системы, содержащей исполнительные механизмы, бак и гидронасос, гидравлически соединенные между собой, и выполнена в виде отдельного универсального блока для временного подключения к различным гидравлическим системам. Устройство включает два бака, первый пустой для слива загрязненной рабочей жидкости из гидросистемы, второй содержит чистую рабочую жидкость для заполнения гидросистемы; блок фильтров, предназначенный для очистки рабочей жидкости при перекачке из первого бака во второй; гидрораспределители и блок управления гидрораспределителями, снабженный датчиком контроля чистоты жидкости.
Недостатком устройства является громоздкость и пульсирующий режим очистки.
Задачей изобретения является разработка устройства для очистки рабочей жидкости, встраиваемого в гидравлическую систему и обеспечивающего очистку в любой момент при необходимости.
Технический результат заключается в повышении надежности поддержания требуемого уровня чистоты рабочей жидкости.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для очистки рабочей жидкости гидравлической системы, содержащей исполнительный механизм, бак и гидронасос, гидравлически соединенные между собой, включает гидрораспределитель и блок управления гидрораспределителем, снабженный датчиком контроля чистоты жидкости, согласно решению устройство содержит блок дополнительной очистки, датчик контроля чистоты жидкости установлен на выходе исполнительного механизма, гидрораспределитель имеет вход и два выхода, причем вход гидравлически соединен с выходом исполнительного механизма, первый выход гидравлически соединен с входом в бак, второй выход гидравлически соединен с входом блока дополнительной очистки, при этом выход блока дополнительной очистки соединен с входом в бак. Датчик контроля чистоты жидкости обеспечивает измерение класса чистоты жидкости в соответствии с нормами ГОСТа 117216 или ИСО 4406. Блок управления гидрораспределителем обеспечивает включение/выключение блока дополнительной очистки по достижению заданного уровня концентрации загрязнений. Блок управления гидрораспределителем информирует о неисправности блока дополнительной очистки при превышении заданного уровня концентрации загрязнений на два класса чистоты жидкости. Блок управления гидрораспределителем обеспечивает измерение скорости изменения класса чистоты жидкости и информирует о степени износа исполнительных механизмов гидравлической системы. Блок управления гидрораспределителем обеспечивает измерение периода между включениями блока дополнительной очистки и в случае, если он составит менее 0,5 среднего арифметического последних десяти периодов, информирует о неисправности гидравлической системы.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена схема гидравлического и электрического подключения блока дополнительной очистки рабочей жидкости, на фиг. 2 представлена подробная схема блока контроля уровня загрязнения рабочей жидкости и управления дополнительной очисткой. Позициями на чертежах обозначены:
1 - гидронасос оборудования;
2 - исполнительные механизмы оборудования;
3 - блок управления;
4 - гидрораспределитель;
5 - блок дополнительной очистки;
6 - бак гидросистемы оборудования;
7 - датчик контроля чистоты жидкости;
8 - блок обработки аналоговых сигналов;
9 - блок обработки цифровых сигналов;
10 - блок индикации;
11 - блок информации о концентрации частиц загрязнения;
12 - блок сравнения;
13 - блок установки допустимого уровня чистоты жидкости;
14 - блок ключей.
Как известно (см. ГОСТ 28028 «Гидропривод - общие требования и нормы» Таблица 1 - п. 2.2.) ресурс гидроагрегатов возрастает в 10 раз при повышении чистоты жидкости гидросистемы с 17 до 9 классов чистоты рабочей жидкости по нормам ГОСТа 17216. Согласно заявляемому решению для постоянного поддержания заданного уровня чистоты рабочей жидкости гидросистемы с исполнительными механизмами в нее встроено устройство, включающее блок дополнительной очистки жидкости и устройство контроля чистоты жидкости с возможностью управления блоком дополнительной очистки.
Заявляемое устройство содержит стандартные элементы гидравлического оборудования - гидронасос оборудования 1, исполнительные механизмы оборудования 2 и бак гидросистемы оборудования 6, гидравлически соединенные между собой при помощи трубопроводных магистралей высокого давления так, что выход бака соединен с всасывающим окном гидронасоса оборудования 1, нагнетающее окно насоса соединено с входом исполнительных механизмов. Выход исполнительных механизмов гидравлической системы снабжен датчиком 7 контроля чистоты жидкости и соединен с входом гидрораспределителя 4.
В качестве датчика контроля чистоты жидкости может быть использовано любое устройство, соответствующее ГОСТу 31247-2004 «Чистота промышленная. Определение загрязнения жидкости с помощью автоматических счетчиков частиц». Из приборов контроля чистоты жидкости, выпускаемых серийно, для выполнения функций датчика контроля чистоты жидкости в предлагаемого устройства могут быть использованы, например: 1) Анализатор загрязнения жидкости АЗЖ-975 (spb.ru/pribor_AZG-975-analizator-zagryazneniya-gidkosti) производства НПО «Аврора» Санкт-Петербург, предназначенный для автоматического измерения счетной концентрации частиц механических примесей в жидкостях в соответствии с ГОСТ 17216; 2) Прибор контроля чистоты жидкости ПКЖ-904 () производства ОАО «НИТИ-Тесар» Саратов, позволяющий оперативно контролировать чистоту жидкостей в соответствии с требованиями ГОСТ 17216-2001; 3) Лазерный монитор загрязненности LCM20.2021/2023 ( Operations Manual.pdf) фирмы «Parker Yannifin Ltd» Голландия; 4) Счетчик частиц в жидкости Av Count модели SA1000 () фирмы «Stunhope-Seta» Великобритания. В лучшем варианте исполнения заявляемого устройства в качестве датчика контроля чистоты жидкости использован прибор для контроля чистоты жидкости в потоке ИЧЖ (; ), изготавливаемый ООО «НИЦ «Теас-МО» Саратов с 2010 г. по патентам РФ на изобретения №2328723 «СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ МЕХАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ В ЖИДКИХ И ГАЗООБРАЗНЫХ СРЕДАХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ» от 10 июля 2008 г. и №2359250 «СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЧИСТОТЫ ЖИДКОСТИ» от 20 июня 2009 г.
Гидрораспределитель имеет два выхода, один из которых соединен с входом бака, а другой с входом блока дополнительной очистки 5.
В качестве блока дополнительной очистки жидкости может быть использован любой очиститель, соответствующий ГОСТу 26070-83 «Фильтры и сепараторы для жидкостей». Если используется фильтровальная установка, то она должна соответствовать ГОСТу P 50553-93 «Промышленная чистота. Фильтры и фильтроэлементы. Общие технические требования». Для более эффективного и удобного использования применяемые очистители или фильтровальные установки должны очищать рабочие жидкости не хуже 7 класса чистоты по нормам ГОСТа 17216 и быть приспособлены для встраивания в автоматические системы подачи и очистки жидкости. В лучшем варианте исполнения заявляемого устройства для очистки рабочей жидкости гидравлической системы в качестве блока дополнительной очистки использован центробежный очиститель жидкости типа СОГ-913, (), изготавливаемый ОАО «НИТИ-Тесар» Саратов по патентам РФ на изобретения №2402384 «УСТАНОВКА ОЧИСТКИ ЖИДКОСТЕЙ» от 27 октября 2010 г. и №2274496 «УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТВОДА ЖИДКОСТИ ИЗ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ОЧИСТИТЕЛЯ» от 20 апреля 2006 г.
Гидрораспределитель подключен к блоку управления 3, снабженному датчиком контроля чистоты жидкости 7, причем датчик установлен на выходе исполнительных механизмов оборудования так, что вход датчика гидравлически соединен с трубопроводной магистралью высокого давления, соединяющей выход исполнительных механизмов с входом гидрораспределителя, а выход датчика соединен с входом бака.
Блок управления содержит блок обработки аналоговых сигналов 8, вход которого подключен к датчику контроля чистоты жидкости 7 для приема сигналов от него. Выход блока 8 подключен к блоку обработки цифровых сигналов 9, снабженному двумя выходами, один из которого соединен с блоком индикации 10 для отображения на нем класса чистоты рабочей жидкости по ГОСТу 117216, блок индикации подключен к блоку информации 11 о концентрации частиц загрязнения по ISO 4406. Блок управления содержит блок сравнения 12, снабженный двумя входами и двумя выходами, первый вход подключен к блоку установки допустимого уровня чистоты жидкости 13, второй вход подключен ко второму выходу блока обработки цифровых сигналов 9. Первый выход блока сравнения соединен с блоком индикации 10, второй выход соединен с блоком ключей 14, предназначенным для управления режимами гидрораспределителя 4.
Изобретение работает следующим образом. Включают насос 1, который выкачивает рабочую жидкость из бака 6 и создает необходимое давление рабочей жидкости в гидравлической системе 2. Излишки жидкости, а также отработанная жидкость поступает из гидравлической системы обратно в бак через гипдрораспределитель 4. В процессе работы происходит постоянный контроль чистоты жидкости в гидравлической системе при помощи датчика контроля чистоты жидкости 7. Сигнал датчика поступает в блок обработки аналоговых сигналов 8, где происходит усиление, выравнивание амплитуды и длительности сигнала, преобразование аналогового сигнала в цифровой. С блока 8 сигнал в цифровой форме поступает на блок обработки цифровых сигналов 9, где сигнал с датчика интерпретируют в итоговый результат на логарифмической шкале, а также осуществляют преобразование этого результата по заданной программе в классы чистоты жидкости и данные о количестве частиц загрязнения в единице объема жидкости, то есть концентрации частиц загрязнения. Полученные сигналы передают в блок индикации 10 и блок информации 11 для визуального наблюдения за уровнем загрязнения, а также на блок сравнения 12 заданного оператором допустимого уровня загрязнения, информация о котором содержится в блоке установки допустимого уровня чистоты жидкости 13, и фактически замеренного датчиком 7. Блок управления получает информацию о состоянии рабочей жидкости от датчика, и в случае превышения фактически замеренного уровня загрязнения над заданным блок сравнения дает команду на блок ключей 14 для переключения гидрораспределителя в режим включения блока дополнительной очистки рабочей жидкости 5. Блок ключей 14 блока управления 3 переключает режим гидрораспределителя, включая работу блока дополнительной очистки рабочей жидкости. Вся жидкость поступает из гидравлической системы в блок дополнительной очистки, а оттуда в бак. При снижении уровня чистоты рабочей жидкости ниже заданного уровня чистоты, блок сравнении дает команду блоку ключей на переключение гидрораспределителя в режим отключения блока дополнительной очистки рабочей жидкости. Блок ключей 14 блока управления 3 переключает режим гидрораспределителя и выключает работу блока дополнительной очистки. В процессе работы гидравлической системы уровень загрязненности жидкости вновь может повысится, тогда это зафиксирует датчик, цикл очистки повторится вновь. Программой в блоке 9 предусмотрена выдача управляющих сигналов на включение/выключение блока дополнительной очистки с выдержкой в 15 мин для управления стабилизированным потоком жидкости. Всплеск показаний уровня загрязнений может быть вызван кратковременными пульсациями в гидравлике и клапанах управления потоком. Блок 9 при этом фиксирует время между включениями блока дополнительной очистки, обеспечивая измерение периода между включениями блока дополнительной очистки, и в случае, если он составит менее 0,5 среднего арифметического последних десяти периодов, подает сигнал на блок индикации, показывающий пользователю наличие неисправности в гидравлической системе, приводящей к чрезмерно быстрому загрязнению рабочей жидкости. При превышении заданного уровня концентрации загрязнений на два класса чистоты жидкости блок индикации 10 блока управления 3 информирует о неисправности блока дополнительной очистки. Блок обработки цифровых сигналов 9 блока управления 3 обеспечивает измерение скорости изменения класса чистоты жидкости и подает на блок индикации 10 пропорциональный сигнал о степени износа исполнительных механизмов оборудования 2.