一种用于闭式油箱的气动系统及控制方法

技术领域

本发明涉及闭式油箱技术领域，尤其涉及一种用于闭式油箱的气动系统及控制方法。

背景技术

在一些粉尘污染比较严重的场合，很多设备的液压系统都采用闭式压力油箱系统，这种闭式压力油箱系统将油箱完全封闭，使液压系统内部油液与外界大气隔离，避免外界空气中的尘埃混入液压系统导致液压元器件的损坏。在使用的过程中，为了防止液压泵吸空，通常会在闭式油箱内部预充一定压力的空气，并且需要把这个气压值控制在一个比较合理的范围，如果气压太小，会出现液压泵吸油不够的情况，如果气压太大，又会影响整个系统的动作，因此现有闭式压力油箱系统一般采用气动系统来控制闭式油箱的气压。现有闭式油箱的气动系统一般只设有充气系统，充气系统中设有多个球阀，通过将多个球阀连接起来形成不同的并联管路，再采用逆止阀来控制气流的方向，从而实施充气的动作，而当设备要进行放气时，则需要打开设置在油箱上的放气阀来放气。虽然这种系统容易安装，但是由于充气系统和放气阀没有并入同一个控制系统中，因此难以实现充气和放气的自动化管理，自动化程度较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于闭式油箱的气动系统，能够自动实现充气和放气，提高自动化程度；而且在系统有电和断电的情况下都能进行抽真空，提高检修的便捷性和稳定性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于闭式油箱的气动系统，包括真空发生器、与外部气源连通的第一换向阀、与油箱连通的第二换向阀以及同时与所述第一换向阀、所述油箱以及所述第二换向阀连通的五通换向阀。

还包括管路组件，所述管路组件包括连通于所述第一换向阀出气口的气源总管路、从所述气源总管路分出的第一气源支路、与所述油箱连通的的油箱总管路、从所述油箱总管路分出的第一油箱支路和第二油箱支路、连通于所述第二换向阀与所述真空发生器之间的排气管路；

所述第一气源支路与所述五通换向阀连通，所述第一油箱支路与所述五通换向阀连通，所述第一气源支路能够通过所述五通换向阀与所述第一油箱支路连通，所述第二油箱支路与所述第二换向阀连通，所述第二油箱支路能够通过所述第二换向阀与所述排气管路连通。

作为上述方案的改进，所述第一气源支路与所述五通换向阀的第一管口连通，所述第一油箱支路与所述五通换向阀的第二管口连通；所述排气管路与所述真空发生器的抽真空端连通，所述抽真空端与所述真空发生器的排气端连通。

所述五通换向阀的第一端得电时，所述第一管口与所述第二管口连通；

所述第二换向阀断电时，所述第二油箱支路与排气管路连通；所述第二换向阀得电时，所述第二油箱支路与所述排气管路断开。

作为上述方案的改进，所述管路组件还包括抽真空管路，所述抽真空管路的一端与所述五通换向阀的第三管口连通，另一端与所述真空发生器的抽真空端连通。

所述五通换向阀的第二端得电时，所述第二管口与所述第三管口连通。

作为上述方案的改进，所述管路组件还包括压缩空气管路，所述压缩空气管路的一端与所述五通换向阀的第四管口连通，另一端与所述真空发生器的进气端连通，所述真空发生器的进气端与所述真空发生器的排气端连通，所述五通换向阀的第二端得电时，所述第一管口与所述第四管口连通。

作为上述方案的改进，还包括第三换向阀，所述管路组件还包括第二气源支路和第三气源支路，所述第二气源支路由所述气源总管路分出，所述第二气源支路通过所述第三换向阀与所述第三气源支路连通，所述第三气源支路与所述压缩空气管路连通。

作为上述方案的改进，所述第一换向阀与所述第三换向阀为手动阀。

作为上述方案的改进，还包括压力传感器和气源处理模块，所述压力传感器与所述油箱连通，所述气源处理模块连通于所述第一换向阀与所述气源总管路之间。

本发明还提供了一种控制方法，用于控制如上所述的用于闭式油箱的气动系统，包括以下步骤：

当检测到油箱气压低于目标设定值时，控制所述五通换向阀的第一端得电，并且控制所述第二换向阀得电，此时所述第一管口与所述第二管口连通，所述第二油箱支路与所述排气管路断开，所述油箱总管路只与所述第一油箱支路连通，外部气源通过所述第一换向阀对所述油箱进行加气，直到检测到油箱气压到达目标设定范围时，控制所述五通换向阀断电，此时所述第一管口与所述第二管口断开。

当检测到油箱气压高于目标设定值时，控制所述五通换向阀断电，并且控制所述第二换向阀断电，此时所述第一管口与所述第二管口断开，并且所述第二油箱支路与所述排气管连通，所述油箱总管路只与所述第二油箱支路连通，所述油箱内的空气通过所述真空发生器的排气端排出，直到检测到油箱气压到达目标设定范围时，控制所述第二换向阀得电，此时所述第二油箱支路与所述排气管路断开。

作为上述方案的改进，还包括以下步骤：

当油箱系统需要进行抽真空时，控制所述五通换向阀的第二端得电，并控制所述第二换向阀得电，此时所述第一管口与所述第四管口连通，所述第二管口与所述第三管口连通，并且所述第二油箱支路与所述排气管路断开，所述油箱总管路只与所述第一油箱支路连通，外部气源通过所述第一换向阀将气体通入所述真空发生器中，以对所述油箱进行抽真空。。

作为上述方案的改进，还包括以下步骤：

当油箱系统在断电状态下需要进行抽真空时，因为所述五通换向阀断电，所述第二换向阀断电，所述第三换向阀断电，所以此时所述第一管口和所述第四管口断开，所述第二管口与所述第三管口断开，所述第二油箱支路与所述排气管路连通，所述油箱只与所述第二油箱支路连通，外部气源通过所述第一换向阀与所述第三换向阀将气体通入所述真空发生器中，以对所述油箱进行抽真空。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明用于闭式油箱的气动系统设有管路组件、真空发生器、第一换向阀、第二换向阀以及同时与所述第一换向阀、所述油箱以及所述第二换向阀连通的五通换向阀，其中所述管路组件的气源总管路与所述第一换向阀出气口连通，所述气源总管路分出第一气源支管与所述五通换向阀连通，所述管路组件的油箱总管路的一端与所述油箱连通，分出来的第一油箱支路能够通过所述五通换向阀与所述第一气源支路连通，因此外部气源能够通过所述第一气源支路、所述五通换向阀和所述第一油箱支路对所述油箱进行充气；所述油箱总管路分出来的第二油箱支路通过所述第二换向阀与所述排气管路连通，所述排气管路与所述真空发生器连通，因此打开所述第二换向阀，所述油箱内的气体会通过所述油箱总管路、所述第二油箱支路和所述排气管路从所述真空发生器排出，从而实现放气操作。因此，本发明用于闭式油箱的气动系统能够自动实现充气和放气，提高自动化程度。

附图说明

图1是本发明用于闭式油箱的气动系统处于初始状态的示意图；

图2是本发明用于闭式油箱的气动系统处于充气状态的示意图；

图3是本发明用于闭式油箱的气动系统处于放气状态的示意图；

图4是本发明用于闭式油箱的气动系统处于抽真空状态的示意图；

图5是本发明用于闭式油箱的气动系统处于断电抽真空状态的示意图；

图6是本发明控制方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

参见图1，本发明实施例公开了一种用于闭式油箱的气动系统，包括真空发生器8、与外部气源连通的第一换向阀1、与油箱9连通的第二换向阀2以及同时与所述第一换向阀1、所述油箱9以及所述第二换向阀2连通的五通换向阀3。所述第一换向阀1与所述第二换向阀2均为二位三通阀，在得电和失电时能够实现不同管口的连通或断开，所述五通换向阀3为三位五通阀，不同位置的电磁铁得电或失电，能够使不同位置的管口相互连通或断开。所述用于闭式油箱的气动系统还包括管路组件4，所述管路组件4包括连通于所述第一换向阀1出气口的气源总管路41、从所述气源总管路41分出的第一气源支路411、与所述油箱9连通的的油箱总管路42、从所述油箱总管路42分出的第一油箱支路421和第二油箱支路422、连通于所述第二换向阀2与所述真空发生器8之间的排气管路43。所述气源总管路41中接收来自所述第一换向阀1的空气，所述第一气源支路411是所述气源总管路41的其中一支分路，所述油箱总管路42接收来自所述油箱9的气体，所述第一油箱支路421和所述第二油箱支路422是所述油箱总管路42的两支分路，从所述油箱9中出来的气体进入不同的分路之后，能够获得放气或抽真空的效果。

具体地，所述第一气源支路411与所述五通换向阀3的其中一个管口连通，所述第一油箱支路421与所述五通换向阀3的其中一个管口连通，在所述五通换向阀3的一端电磁铁得电时，所述第一气源支路411能够通过所述五通换向阀3与所述第一油箱支路421连通，参见图2，当检测到需要进行充气时，外部气源的空气通过所述气源总管路41进入所述第一气源支路411中，并通过所述五通换向阀3和所述第一油箱支路421进入所述油箱总管路42，最后从所述油箱总管路42进入所述油箱9，达到充气的效果。

参见图3，所述第二油箱支路422与所述第二换向阀2连通，在所述第二换向阀2断电后，所述第二油箱支路422能够通过所述第二换向阀2与所述排气管路43连通，此时所述排气管路43与所述真空发生器8连通，而所述真空发生器8是与外部大气连通的，因此在检测到需要放气时，所述油箱9内的气体会依次通过所述油箱总管路42、所述第二油箱支路422、所述第二换向阀2和所述排气管路43，最后从所述真空发生器8排出，从而实现自动放气。

本发明实施例的有益效果如下：

本发明实施例用于闭式油箱的气动系统设有管路组件4、真空发生器8、第一换向阀1、第二换向阀2以及同时与所述第一换向阀1、所述油箱9以及所述第二换向阀2连通的五通换向阀3，其中所述管路组件4的气源总管路41与所述第一换向阀1出气口连通，所述气源总管路41分出第一气源支路411与所述五通换向阀3连通，所述管路组件4的油箱总管路42的一端与所述油箱9连通，分出来的第一油箱支路421能够通过所述五通换向阀3与所述第一气源支路411连通，因此外部气源能够通过所述第一气源支路411、所述五通换向阀3和所述第一油箱支路421对所述油箱9进行充气；所述油箱总管路42分出来的第二油箱支路422通过所述第二换向阀2与所述排气管路43连通，所述排气管路43与所述真空发生器8连通，因此打开所述第二换向阀2，所述油箱9内的气体会通过所述油箱总管路42、所述第二油箱支路422和所述排气管路43从所述真空发生器8排出，从而实现放气操作。因此，本发明用于闭式油箱的气动系统能够自动实现充气和放气，提高自动化程度。

具体地，所述第二换向阀2断电时，所述第二油箱支路422与排气管路43连通；所述第二换向阀2得电时，所述第二油箱支路422与所述排气管路43断开。所述第一气源支路411与所述五通换向阀3的第一管口31连通，所述第一油箱支路421与所述五通换向阀3的第二管口32连通，所述五通换向阀3的第一端得电时，所述第一管口31与所述第二管口32连通，这样从所述气源总管路41出来的气体会进入所述第一气源支路411中，并通过所述五通换向阀3进入所述第一油箱支路421，再从所述第一油箱支路421进入所述油箱总管路42中。由于所述油箱总管路42与所述第二油箱支路422连通，为了避免在充气时气体从所述第二油箱支路422排出，在进行充气时，所述第二换向阀2需要得电，从而使所述第二油箱支路422与所述排气管路43断开，这样气体能够顺利通过所述油箱总管路42进入所述油箱9中完成充气。

所述排气管路43与所述真空发生器8的抽真空端81连通，所述抽真空端81与所述真空发生器8的排气端82连通，所述真空发生器8的排气端82与外部大气连通，因此在放气时，将所述五通换向阀3断电，此时所述第一油箱支路421无法与所述第一气源支路411连通，所述油箱9只通过所述油箱总管路42与所述第二油箱支路422连通，再使所述第二换向阀2断电，使所述第二油箱支路422与所述排气管路43连通，最终使气体通入所述真空发生器8的抽真空端81并从所述排气端82排出至外部大气中实现放气。

在液压系统中需要进行更换阀件、油管等零部件的检修工作时，需要将闭式油箱9的气压控制在负压状态，避免液压油漏出来。

参见图4，为了能够实现抽真空操作，所述管路组件4还包括抽真空管路44，所述抽真空管路44的一端与所述五通换向阀3的第三管口33连通，另一端与所述真空发生器8的抽真空端81连通。所述五通换向阀3的第二端得电时，所述第二管口32与所述第三管口33连通，且所述第一管口31与所述第四管口34连通，所述管路组件4还包括压缩空气管路45，所述压缩空气管路45的一端与所述五通换向阀3的第四管口34连通，另一端与所述真空发生器8的进气端83连通，这样外部气源的空气会通过连接于所述第一管口31的所述第一气源支路411进入到所述压缩空气管路45中，并从所述压缩空气管路45进入所述真空发生器8的进气端83，所述真空发生器8的进气端83与所述真空发生器8的排气端82连通，空气会从所述排气端82排出。而通过控制所述第二换向阀2得电，所述油箱9与所述第二油箱支路422连通，并通过所述五通换向阀3与所述抽真空管路44连通，所述抽真空管路44与所述真空发生器8的抽真空端81连通，由于外部气源的空气从所述压缩空气管路45进入所述真空发生器8的进气端83的过程中会产生负压，从而通过所述抽真空管将负压传递到所述油箱9中，形成抽真空效果。

参见图5，所述用于闭式油箱的气动系统还能够在断电情况下进行抽真空操作。

具体地，所述用于闭式油箱的气动系统还包括第三换向阀5，所述管路组件4还包括第二气源支路412和第三气源支路413，所述第二气源支路412由所述气源总管路41分出，所述第二气源支路412通过所述第三换向阀5与所述第三气源支路413连通，所述第三气源支路413与所述压缩空气管路45连通，所述压缩空气管路45由所述第三气源支路413分出，所述第三气源支路413的一支分路与所述压缩空气管路45连通，另一支分路连接于所述第四管口34上。当需要进行断电抽真空时，所述第二换向阀2处于断电状态，此时所述油箱总管路42与所述第二油箱支路422连通，并通过所述排气管路43与所述真空发生器8的抽真空端81连通，而所述五通换向阀3也处于断电状态，此时所述第二管口32和所述第三管口33不连通，所述第四管口34与所述第一管口31不连通，即所述气源总管路41会通过所述第二气源支路412与所述压缩空气管路45连通，这样所述气源总管路41通入的空气会在所述真空发生器8中产生负压，从而带动所述排气管路43进行吸气，以完成抽真空操作。

为了便于在断电时控制外部气源的通入，所述第一换向阀1与所述第三换向阀5为手动阀。所述用于闭式油箱的气动系统还包括压力传感器6和气源处理模块7，所述压力传感器6与所述油箱9连通，所述气源处理模块7连通于所述第一换向阀1与所述气源总管路41之间。所述压力传感器6能够实时检测所述油箱9中的气压，当气压低于预设值时，通过充气操作使气压恢复正常。当气压高于预设值时，通过放气使气压恢复正常。

参见图6，本发明实施例还公开了一种控制方法，用于控制如上所述的用于闭式油箱的气动系统，包括以下步骤：

S01：当检测到油箱9气压低于目标设定值时，控制所述五通换向阀3的第一端得电，并且控制所述第二换向阀2得电。直到检测到油箱9气压到达目标设定范围时，控制所述五通换向阀3断电。

所述第一气源支路411与所述五通换向阀3的第一管口31连通，所述第一油箱支路421与所述五通换向阀3的第二管口32连通，当控制所述五通换向阀3的第一端得电，并且控制所述第二换向阀2得电时，所述第一管口31与所述第二管口32连通，所述第二油箱支路422与所述排气管路43断开，所述油箱总管路42只与所述第一油箱支路421连通，外部气源能够通过所述第一换向阀1进入所述第一气源支路411，然后从所述第一气源支路411进入到所述五通换向阀3中，再从所述五通换向阀3进入所述第一油箱支路421，并最终从所述油箱总管路42进入所述油箱9中，因此外部气源能够通过所述第一换向阀1对所述油箱9进行加气。在完成充气后，所述油箱9的气压恢复到目标设定范围时，此时控制所述五通换向阀3断电，所述第一管口31与所述第二管口32断开，所述第一气源支路411无法与所述第一油箱支路421连通，从而关闭充气。

S02：当检测到油箱9气压高于目标设定值时，控制所述五通换向阀3断电，并且控制所述第二换向阀2断电，直到检测到油箱9气压到达目标设定范围时，控制所述第二换向阀2得电。

压缩空气管路45的一端与所述五通换向阀3的第四管口34连通，另一端与所述真空发生器8的进气端83连通，抽真空管路44的一端与所述五通换向阀3的第三管口33连通，另一端与所述真空发生器8的抽真空端81连通，当控制所述五通换向阀3断电后，所述第一管口31与所述第二管口32断开，所述第一油箱支路421不与所述第一气源支路411连通，这样所述油箱总管路42只与所述第二油箱支路422连通，而且控制所述第二换向阀2断电，能够使所述第二油箱支路422与所述排气管连通，这样所述油箱9内的空气能够通过所述第二油箱支路422和所述排气管路43从所述真空发生器8的排气端82排出，实现放气。在放气完毕后，检测到油箱9气压到达目标设定范围时，控制所述第二换向阀2得电，即可使所述第二油箱支路422与所述排气管路43断开，所述油箱9不再往外放气。

采用上述方法，能够分别自动实现充气和放气，提高自动化程度。

S03：当油箱系统需要进行抽真空时，控制所述五通换向阀3的第二端得电，并控制所述第二换向阀2得电。

当控制所述五通换向阀3的第二端得电并控制所述第二换向阀2得电时，所述第一管口31与所述第四管口34连通，所述第二管口32与所述第三管口33连通，并且所述第二油箱支路422与所述排气管路43断开，所述油箱总管路42只与所述第一油箱支路421连通，此时所述油箱9通过所述第一油箱支路421与所述抽真空管路44连通，所述油箱9能够与所述真空发生器8的抽真空端81连通，进一步地，外部气源通过所述第一换向阀1将气体通入所述第一气源支路411中，所述第一气源支路411通过所述第一管口31与所述第四管口34和所述压缩空气管路45连通，在所述真空发生器8中，气体能够从所述真空发生器8的进气端83流向排气端82，此时会对所述真空发生器8的抽真空端81产生负压，连接于所述真空发生器8的抽真空端81的油箱9逐渐产生真空，以对所述油箱9进行抽真空。

S04：当油箱系统在断电状态下需要进行抽真空时，此时所述五通换向阀3断电，所述第二换向阀2断电，所述第三换向阀5断电。

此时所述第一管口31和所述第四管口34断开，所述第二管口32与所述第三管口33断开，所述第二油箱支路422与所述排气管路43连通，所述油箱9只与所述第二油箱支路422连通，因此所述油箱9与所述真空发生器8的抽真空端81连通，而外部气源通过所述第一换向阀1将气体通入所述第二气源支管412中，随后通过所述第三换向阀5进入所述第三气源支路413中，由于所述第一管口31与所述第四管口34断开，从所述第三气源支路413出来的气体进入所述压缩空气管路45中，并从所述压缩空气管路45进入所述真空发生器8的进气端83，气体从所述进气端83向着所述排气端82排出以对所述油箱9进行抽真空。

使用上述方法，能够自动实现充气和放气，提高自动化程度；而且还在系统有电和断电的情况下都能进行抽真空，提高检修的便捷性和稳定性。

以上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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。