一种热量调节系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种热量调节系统及控制方法，属于凿岩设备技术领域。

背景技术

潜孔钻机属于露天凿岩钻机的一种，液压系统与空压机系统都是潜孔钻机的重要散热系统。

现有的液压散热系统结构见图1，液压散热系统包括依次连接的液压系统回油合流块1、散热器2和液压油箱3、以及安装在液压油箱3上的第一温度传感4器，液压系统回油合流块的液压油进入到散热器2中，经过冷却后的液压油进入到液压油箱3中；现有的空压机散热系统结构见图2，空压机散热系统包括因此连接的油气分离器5、散热器2和空压机6、以及安装在空压机6上的第二温度传感器7，油气分离器5的润滑油全部进入到散热器2中，经过冷却后的润滑油进入到空压机6中。

从上述结构可以看出，现有的结构存在以下缺点：1）液压散热系统和空压机散热系统是分开的两个独立系统，占用了很大的机舱空间；2、液压油和润滑油无论在什么情况下都需要通过对应的散热器，即使不需要散热，散热器也要工作，增加了使用成本。

发明内容

本发明提供了一种热量调节系统及控制方法，解决了背景技术中披露的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种热量调节系统，包括液压系统回油合流块、液压油箱、散热器、油气分离器和空压机，还包括：

第一流量分配装置：设置在液压系统回油合流块和液压油箱之间的回油油路上；若输入的液压油温度低于第一温度下限，将液压油直接传输至液压油箱；若输入的液压油温度不低于第一温度下限、且不高于第一温度上限，将部分液压油直接传输至液压油箱，将另一部分液压油通过散热器散热后传输至液压油箱，液压油温度越高，经过散热器的液压油越多；若输入的液压油温度高于第一温度上限，将液压油通过散热器散热后传输至液压油箱；

第二流量分配装置：设置在油气分离器和空压机之间的送油油路上；若输入的润滑油温度低于第二温度下限，将润滑油直接传输至空压机；若输入的润滑油温度不低于第二温度下限、且不高于第二温度上限，将部分润滑油直接传输至空压机，将另一部分润滑油通过散热器散热后传输至空压机，润滑油温度越高，经过散热器的润滑油越多；若润滑油温度高于第二温度上限，将润滑油通过散热器散热后传输至空压机。

液压系统回油合流块的进油口外接潜孔钻机液压元件的回油口，液压系统回油合流块的出油口连接第一流量分配装置的进油口，第一流量分配装置的第一出油口连接液压油箱的第一进油口，第一流量分配装置的第二出油口连接散热器的第一进油口，散热器的第一出油口连接液压油箱的第二进油口，散热器的第二出油口连接空压机的第一进油口，空压机的出油口连接油气分离器的进油口，油气分离器的出油口连接第二流量分配装置的进油口，第二流量分配装置的第一出油口连接空压机的第二进油口，第二流量分配装置的第二出油口连接散热器的第二进油口。

第一流量分配装置具有旁通溢流功能，当从液压系统回油合流块输入的液压油的背压超过设定压力值时，将液压油直接传输至液压油箱。

第一流量分配装置为流量分配阀。

第二流量分配装置为流量分配阀。

散热器为多档位散热器，根据所进油的温度适配相应的档位，每个档位对应不同的散热效率。

当没有油进入时，散热器停止工作。

第一温度下限为55°，第一温度上限为70°；第二温度下限为92°，第二温度上限为103°。

一种热量调节系统的控制方法，包括：

获取输入第一流量分配装置的液压油温度和输入第二流量分配装置的润滑油温度；

若液压油温度低于第一温度下限，向第一流量分配装置发出控制指令A1；其中，控制指令A1控制第一流量分配装置将液压油直接传输至液压油箱；

若液压油温度不低于第一温度下限、且不高于第一温度上限，向第一流量分配装置发出控制指令A2；其中，控制指令A2控制第一流量分配装置将部分液压油直接传输至液压油箱，将另一部分液压油通过散热器散热后传输至液压油箱，液压油温度越高，经过散热器的液压油越多；

若液压油温度高于第一温度上限，向第一流量分配装置发出控制指令A3；其中，控制指令A3控制第一流量分配装置将液压油通过散热器散热后传输至液压油箱；

若润滑油温度低于第二温度下限，向第二流量分配装置发出控制指令B1；其中，控制指令B1控制第二流量分配装置将润滑油直接传输至空压机；

若润滑油温度不低于第二温度下限、且不高于第二温度上限，向第二流量分配装置发出控制指令B2；其中，控制指令B2控制第二流量分配装置将部分润滑油直接传输至空压机，将另一部分润滑油通过散热器散热后传输至空压机，润滑油温度越高，经过散热器的润滑油越多；

若润滑油温度高于第二温度上限，向第二流量分配装置发出控制指令B3；其中，控制指令B3控制第二流量分配装置将润滑油通过散热器散热后传输至空压机。

本发明所达到的有益效果：本发明基于潜孔钻机的工作特征，采用单个散热器实现液压散热系统和空压机散热系统，可以降低占用空间和制造成本，并且低于第一温度下限的液压油和低于第二温度下限的润滑油均无需通过散热器，即不需要散热的情况下油不通过散热器，降低了使用成本。

附图说明

图1为现有的液压散热系统结构图；

图2为现有的空压机散热系统结构图；

图3为热量调节系统结构图。

实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

潜孔钻机在行走模式的时，液压系统会产生很大的热量，而空压机系统不会产生过多的热量；在钻进工作过程中，空压机系统会产生很大热量，而液压系统不会产生太多热量。基于此种不同时发热的情况，可以对现有的液压散热系统结构和空压机散热系统结构进行合并，具体见图3，一种热量调节系统，保留现有结构中的液压系统回油合流块1、液压油箱3、油气分离器5、空压机6、第一温度传感器4、第二温度传感器7、以及一个散热器2，额外增设第一流量分配装置8和第二流量分配装置9。

第一流量分配装置8安装在液压系统回油合流块1和液压油箱3之间的回油油路上；其作用是：若输入的液压油温度低于第一温度下限，将液压油直接传输至液压油箱3；若输入的液压油温度不低于第一温度下限、且不高于第一温度上限，将部分液压油直接传输至液压油箱3，将另一部分液压油通过散热器2散热后传输至液压油箱3，液压油温度越高，经过散热器2的液压油越多；若输入的液压油温度高于第一温度上限，将液压油通过散热器2散热后传输至液压油箱3。

第二流量分配装置9安装在油气分离器5和空压机6之间的送油油路上；其作用是：若输入的润滑油温度低于第二温度下限，将润滑油直接传输至空压机6；若输入的润滑油温度不低于第二温度下限、且不高于第二温度上限，将部分润滑油直接传输至空压机6，将另一部分润滑油通过散热器2散热后传输至空压机6，润滑油温度越高，经过散热器2的润滑油越多；若润滑油温度高于第二温度上限，将润滑油通过散热器2散热后传输至空压机6。

上述温度限值根据实际情况而定，这里的第一温度下限为55°，第一温度上限为70°；第二温度下限为92°，第二温度上限为103°。

上述系统基于潜孔钻机的工作特征，采用单个散热器2实现液压散热系统和空压机6散热系统，可以降低占用空间和制造成本，并且低于第一温度下限的液压油和低于第二温度下限的润滑油均无需通过散热器2，即不需要散热的情况下油不通过散热器2，降低了使用成本。

热量调节系统的具体连接结构如下：

液压系统回油合流块1的进油口外接潜孔钻机液压元件的回油口，液压系统回油合流块1的出油口1-1连接第一流量分配装置8的进油口8-1；

第一流量分配装置8采用常见的流量分配阀，各出油口受潜孔钻机的控制器控制，第一流量分配装置8的第一出油口8-2连接液压油箱3的第一进油口3-1，第一流量分配装置8的第二出油口8-3连接散热器2的第一进油口2-1；为了防止回油压力过高导致散热器2损坏，该第一流量分配装置8具有旁通溢流功能，当从液压系统回油合流块1输入的液压油的背压超过设定压力值时，将液压油直接传输至液压油箱3，即第二出油口8-3直接关闭；

散热器2的第一出油口2-2连接液压油箱3的第二进油口3-2，散热器2的第二出油口2-4连接空压机6的第一进油口6-1；为了降低使用成本，这里的散热器2为受潜孔钻机的控制器控制的多档位散热器2，根据所进油的温度适配相应的档位，即每个档位对应不同的散热效率，当没有油进入时，散热器2停止工作；

空压机6的出油口6-2连接油气分离器5的进油口5-1，油气分离器5的出油口5-2连接第二流量分配装置9的进油口9-1；

第二流量分配装置9也采用常见的流量分配阀，各出油口受潜孔钻机的控制器控制，第二流量分配装置9的第一出油口9-2连接空压机6的第二进油口6-3，第二流量分配装置9的第二出油口9-3连接散热器2的第二进油口2-3；

第一温度传感器4和第二温度传感器7分别安装在液压油箱3和油气分离器5上，分别感应液压油和润滑油的温度；第一温度传感器4和第二温度传感器7均连接潜孔钻机的控制器。

热量调节系统的工作过程为：

液压散热系统工作过程：回流的液压油通过液压系统回油合流块1输入第一流量分配装置8，如果液压油温度低于第一温度下限，第一流量分配装置8的第二出油口8-3关闭、第一出油口8-2打开，液压油直接传输至液压油箱3，如果液压油温度不低于第一温度下限、且不高于第一温度上限，第一流量分配装置8的两个出油口均打开，温度越高第二出油口8-3打开的开度越大，第一出油口8-2打开的开度越小，部分液压油通过第一出油口8-2直接传输至液压油箱3，另一部分液压油通过散热器2散热后传输至液压油箱3，如果液压油温度高于第一温度上限，第一流量分配装置8的第一出油口8-2关闭、第二出油口8-3打开，液压油通过散热器2散热后传输至液压油箱3。

同理，空压机6散热系统工作过程：输送的润滑油通过油气分离器5输入第二流量分配装置9，如果润滑油温度低于第二温度下限，第二流量分配装置9的第二出油口9-3关闭、第一出油口9-2打开，润滑油直接传输至空压机6，如果润滑油温度不低于第二温度下限、且不高于第二温度上限，第二流量分配装置9的两个出油口均打开，温度越高第二出油口9-3打开的开度越大，第一出油口9-2打开的开度越小，部分润滑油通过第一出油口9-2直接传输至空压机6，另一部分润滑油通过散热器2散热后传输至空压机6，如果润滑油温度高于第二温度上限，第二流量分配装置9的第一出油口9-2关闭、第二出油口9-3打开，润滑油通过散热器2散热后传输至空压机6。

上述液压散热系统和空压机6散热系统分别由第一流量分配装置8和第二流量分配装置9进行控制，不仅能够保证潜孔钻机整个散热系统的稳定性，可以提高潜孔钻机的散热效率。

基于相同的技术方案，本发明还公开了上述热量调节系统的控制方法，该方法主要实施在潜孔钻机的控制器中，包括：

获取输入第一流量分配装置8的液压油温度和输入第二流量分配装置9的润滑油温度；

若液压油温度低于第一温度下限，向第一流量分配装置8发出控制指令A1；其中，控制指令A1控制第一流量分配装置8将液压油直接传输至液压油箱3；

若液压油温度不低于第一温度下限、且不高于第一温度上限，向第一流量分配装置8发出控制指令A2；其中，控制指令A2控制第一流量分配装置8将部分液压油直接传输至液压油箱3，将另一部分液压油通过散热器2散热后传输至液压油箱3，液压油温度越高，经过散热器2的液压油越多；

若液压油温度高于第一温度上限，向第一流量分配装置8发出控制指令A3；其中，控制指令A3控制第一流量分配装置8将液压油通过散热器2散热后传输至液压油箱3；

若润滑油温度低于第二温度下限，向第二流量分配装置9发出控制指令B1；其中，控制指令B1控制第二流量分配装置9将润滑油直接传输至空压机6；

若润滑油温度不低于第二温度下限、且不高于第二温度上限，向第二流量分配装置9发出控制指令B2；其中，控制指令B2控制第二流量分配装置9将部分润滑油直接传输至空压机6，将另一部分润滑油通过散热器2散热后传输至空压机6，润滑油温度越高，经过散热器2的润滑油越多；

若润滑油温度高于第二温度上限，向第二流量分配装置9发出控制指令B3；其中，控制指令B3控制第二流量分配装置9将润滑油通过散热器2散热后传输至空压机6。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。