專利名稱：一種便攜式密閉容腔真空注液方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種密閉容腔真空注液方法及裝置，特別涉及一種便攜式密閉容腔真空注液方法及裝置，屬于機電一體化領域。
背景技術：
真空注入液體工作介質主要是為密閉容腔加注符合技術規(guī)范要求的合格液體工作介質，為了保證給被注密閉容腔注滿液體工作介質而不含氣體，在注入工作介質前必須先對密閉容腔抽真空，然后再注入符合污染度要求的液體介質，同時能夠對液體工作介質進行循環(huán)過濾以保證液體工作介質的污染度符合要求。目前采用人工灌入工作介質的方式，極易混入氣體，導致伺服系統(tǒng)的控制精度下降。另外人工注入液體工作介質也比較困難，也無法保證所注入液體工作介質的污染度要求，容易造成伺服系統(tǒng)的卡堵故障。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是要解決向密閉容腔注入液體極易混入氣體導致伺服系統(tǒng)的控制精度下降的問題，因此，本發(fā)明公開了一種便攜式密閉容腔真空注液方法及裝置。本發(fā)明的目的是通過下述技術方案實現(xiàn)的本發(fā)明公開的一種便攜式密閉容腔真空注液方法為步驟1，對密閉容腔抽真空；對密閉容腔抽真空，將密閉容腔的殘存液體抽到一容器內，該容器定義為輔箱，當檢測到輔箱的液位高于預設液位時，液位高指液位高于輔箱的80%，需要將輔箱中的液體先抽回到另一個容器，該容器定義為主箱，當輔箱液位抽到低液位時，液位低指液位低于主箱的20%，再對密閉容腔抽真空。當密閉容腔中達到設定的真空度時停止抽真空。步驟2，向密閉容腔注入液體工作介質；步驟2包括如下步驟(1)向主箱中加入液體及循環(huán)過濾；當主箱液位低于預設液位時，液位低指液位低于主箱的20%，需要向主箱加入液體工作介質，當加到高于設定的液位時停止加入，液位高指液位高于主箱的80%。為了保證所注入液體工作介質的污染度，需要對主箱中的液體進行循環(huán)過濾。(2)清除主箱中氣泡為了降低主箱中的氣體含量需要對主箱進行除氣泡。在真空負壓作用下，將主箱中的氣體抽出，從而降低液體的空氣含量，保證加注液體的質量。(3)向密閉容腔注入液體工作介質當加注液體的質量達到設定的質量要求時向密閉容腔注入液體工作介質，直到達到設定的體積時停止注入液體工作介質，整個向密閉容腔注入液體工作介質過程結束。(4)向密閉容腔注入液體工作介質并沖洗密閉容腔當加注液體的質量達到設定的質量要求時向密閉容腔注入液體工作介質，在向密閉容腔注入工作介質的過程中同時對密閉容腔抽真空，從而實現(xiàn)對密閉容腔的沖洗，向密閉容腔注入液體工作介質直到達到設定的體積時停止注入，整個向密閉容腔注入液體工作介質過程結束。整個抽真空和注入過程中，由嵌入式控制器自動檢測主箱液位、輔箱液位、和過濾器污染指示信號，當出現(xiàn)故障時立刻報警。依據(jù)本發(fā)明所述的注液方法制作了一種便攜式密閉容腔真空注液裝置，它主要由控制柜、抽真空部分、加注及循環(huán)過濾部分和電氣控制部分組成，外圍設備包括密閉容腔和外部盛液體工作介質的容器。一種便攜式密閉容腔真空注液裝置各部分之間的連接關系為控制柜用來放置該裝置的其他設備，起到固定其他測試設備的作用。控制柜由柜體和操作面板組成，柜體采用薄鐵皮成型并加徑，重量輕且保證強度。操作面板上面裝有真空壓力表、注入壓力表、觀察窗，最右邊為嵌入式控制器顯示和操作按鈕區(qū)域。抽真空部分主要包括真空泵、交流電機、油氣分離器、過濾器、輔箱、真空壓力傳感器、觀察窗、真空壓力表和電磁球閥。交流電機與真空泵同軸帶動其旋轉。真空泵的吸氣口安裝有油氣分離器，過濾器與真空泵之間有一個真空壓力傳感器用于監(jiān)測抽真空回路中的真空壓力，真空壓力表用于指示抽真空回路中的真空壓力，真空壓力傳感器的輸出值通過嵌入式控制器的模擬量接口進行采集，實現(xiàn)真空度的調節(jié)和自動抽真空過程。輔箱內裝有液位傳感器，同時在控制柜面板上設計了一個觀察窗口。主箱和輔箱通過真空電磁閥連接。加注及循環(huán)過濾部分包括主箱、主泵、交流電機、低壓溢流閥、精密過濾器、節(jié)流閥、注液壓力表和流量傳感器。交流電機與主泵同軸帶動其旋轉。主箱容積是密閉容腔容積的3 5倍，主箱內裝有液位傳感器，主箱和空氣濾清器間通過真空電磁閥連接，主箱和主泵通過無泄漏插裝式兩位四通電磁閥連接，在主泵出口設計精密過濾器，過濾器上帶有壓差污染報警開關，為了保證加注壓力可調，在主泵出口處和主箱回路間設計了低壓溢流閥。在密閉容腔注入回路有兩個無泄漏電磁球閥，實現(xiàn)給密閉容腔一進一出的循環(huán)抽注液體。另外，回路上裝有快速接頭，通過管路連接到密閉容腔。注入量通過流量傳感器監(jiān)測， 其輸出值由嵌入式控制器的模擬量接口進行采集。電氣控制部分主要包括嵌入式控制器。嵌入式控制器包含有模擬量、數(shù)字量和開關量輸入接口，且具有開關量輸出接口以控制指示燈、電磁閥和泵的啟停，同時完成濾芯污染指標和液位高低報警。本發(fā)明的一種便攜式密閉容腔真空注液裝置具體操作步驟如下步驟1，對密閉容腔抽真空；斷開主箱和輔箱間的真空電磁閥，啟動真空泵可以將密閉容腔中的液體抽到輔箱中，當密閉容腔中達到設定的真空度時停止真空泵。當檢測到輔箱的液位達到一定高度后， 需要啟動主泵將輔箱中的液體抽回到主箱中。步驟2，向密閉容腔注入液體工作介質(1)向主箱中加入液體及循環(huán)過濾當主箱液位低時報警提示需要向主箱加入液體工作介質，控制電磁閥通電，主泵從外部容器中吸入液體到主箱，當加到設定的液位高度時停止。為了保證所注入液體工作介質的污染度，控制電磁閥斷電主泵吸取主箱中的液體進行循環(huán)過濾。(2)清除主箱中氣泡
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為了降低主箱中的氣體含量，關閉真空電磁閥，然后啟動真空泵，在真空負壓作用下，將主箱中的氣體抽出，從而降低液體的空氣含量，保證加注液體的質量。當真空壓力傳感器檢測達到最低真空度后關閉電磁閥和真空泵。這一過程也可以通過觀察真空壓力表來確定是否結束。(3)向密閉容腔注入液體工作介質啟動主泵，打開電磁閥向密閉容腔注入液體工作介質，達到設定的體積時關閉電磁閥并停止主泵，注入過程完成。(4)沖洗密閉容腔在向密閉容腔注入工作介質的過程中同時開啟真空泵，可將容腔內的液體抽出至輔箱，實現(xiàn)對密閉容腔的沖洗。整個抽真空和注入過程中，由嵌入式控制器自動檢測主箱和輔箱液位、過濾器污染指示信號等，當出現(xiàn)故障時立刻報警。有益效果1、本發(fā)明公開的一種便攜式密閉容腔真空注液方法及裝置，可避免向密閉容腔注入液體時混入氣體，從而提高伺服系統(tǒng)的控制精度；2、本發(fā)明公開的一種便攜式密閉容腔真空注液方法及裝置的整個工作過程可以實現(xiàn)一鍵式操作，無需人工干預就可實現(xiàn)注入液體工作介質，提高了注入效率；3、本發(fā)明公開的一種便攜式密閉容腔真空注液方法及裝置主箱、輔箱、泵體、連接件及支撐支架等均采用鋁合金材質，結構緊湊，布局合理，控制及驅動小型化集成，控制柜體采用薄鐵皮成型并加徑，重量小且保證強度，實現(xiàn)了便攜式，重量輕、體積小、方便運輸和野外現(xiàn)場使用的裝置，并且操作簡便；4、本發(fā)明公開的一種便攜式密閉容腔真空注液方法及裝置適用于所有液體工作介質的真空加注系統(tǒng)中。


圖1為本發(fā)明的具體實施方式
中便攜式密閉容腔真空注液方法的流程圖；圖2為本發(fā)明的具體實施方式
中便攜式密閉容腔真空注液體方法的原理圖；圖3為本發(fā)明具體實施方式
中便攜式密閉容腔真空注液裝置中控制柜的示意圖。其中，1-主箱，2-輔箱，3. 1-第一液位傳感器、3. 2_第二液位傳感器，4_液位夜溫計，5-兩位四通電磁閥，6-加入口三通球閥，7-第一真空電磁閥、19. 1-第二真空電磁閥、 19. 2-第三真空電磁閥，8-空氣濾清器，9. 1-第一交流電機，9. 2-第二交流電機，10-主泵， 11-低壓溢流閥，12-精密過濾器，13-節(jié)流閥，14. 1-第一測壓接頭、14. 2-第二測壓接頭， 15. 1-注液壓力表，15. 2-真空壓力表，16. 1-第一無泄漏電磁球閥、16. 2-第二無泄漏電磁球閥，17-真空壓力傳感器，18-觀察窗，20-油氣分離器，21-真空泵，22-快速接頭，23-流量傳感器，24-控制柜，25-嵌入式控制器。
具體實施例方式為更好地說明本發(fā)明的目的及優(yōu)點，下面結合附圖及便攜式密閉容腔真空注入液體工作介質實例來進一步說明。
本實施例公開的一種便攜式密閉容腔真空注液方法流程如圖1所示，其方法為步驟1，對密閉容腔抽真空；對密閉容腔抽真空，將密閉容腔的殘存液體抽到輔箱，當檢測到輔箱的液位高于預設液位時需要將輔箱中的液體先抽回到主箱，再對密閉容腔抽真空。當密閉容腔中達到設定的真空度時停止抽真空。步驟2，向密閉容腔注入液體工作介質；步驟2包括如下步驟(1)向主箱中加入液體及循環(huán)過濾；當主箱液位低時，需要向主箱加入液體工作介質，當加到設定的液位高度時停止加入。為了保證所注入液體工作介質的污染度，需要對主箱中的液體進行循環(huán)過濾。(2)清除主箱中氣泡為了降低主箱中的氣體含量需要對主箱進行除氣泡。在真空負壓作用下，將主箱中的氣體抽出，從而降低液體的空氣含量，保證加注液體的質量。(3)向密閉容腔注入液體工作介質當加注液體的質量達到設定的質量要求時向密閉容腔注入液體工作介質，直到達到設定的體積時停止注入液體工作介質，整個向密閉容腔注入液體工作介質過程結束。(4)向密閉容腔注入液體工作介質并沖洗密閉容腔當加注液體的質量達到設定的質量要求時向密閉容腔注入液體工作介質，在向密閉容腔注入工作介質的過程中同時對密閉容腔抽真空，從而實現(xiàn)對密閉容腔的沖洗，向密閉容腔注入液體工作介質直到達到設定的體積時停止注入，整個向密閉容腔注入液體工作介質過程結束。整個抽真空和注入過程中，由嵌入式控制器自動檢測主箱液位、輔箱液位、和過濾器污染指示信號，當出現(xiàn)故障時立刻報警。本實施例的一種便攜式密閉容腔真空注液裝置如圖2所示，它包括主箱1、輔箱2、 第一液位傳感器3. 1、第二液位傳感器3. 2、液位夜溫計4、兩位四通電磁閥5、加入口三通電磁閥6、第一真空電磁閥7、第二真空電磁閥19. 1、第三真空電磁閥19. 2、空氣濾清器8、第一交流電機9. 1、第二交流電機9. 2、主泵10、低壓溢流閥11、精密過濾器12、節(jié)流閥13、第一測壓接頭14. 1、第二測壓接頭14. 2、注液壓力表15. 1、真空壓力表15. 2、第一無泄漏電磁球閥16. 1、第二無泄漏電磁球閥16. 2、真空壓力傳感器17、觀察窗18、油氣分離器20、真空泵電機組21、快速接頭22、流量傳感器23、控制柜24和嵌入式控制器25?？刂乒?4用來放置裝置的其他設備，如圖3所示，起到固定其他測試設備的作用。 控制柜24由柜體和操作面板組成，柜體采用薄鐵皮成型并加徑，重量輕并保證強度。操作面板上面裝有注液壓力表15. 1、真空壓力表15. 2、觀察窗18，最右邊為嵌入式控制器25顯示和操作按鈕區(qū)域。抽真空部分第二交流電機9. 2與真空泵21同軸帶動其旋轉。真空泵21的吸氣口安裝有油氣分離器20，密閉容腔和真空泵21之間有一個真空壓力傳感器17。密閉容腔真空壓力傳感器17信號通過嵌入式控制器24的模擬量輸入口進行采集，實現(xiàn)真空度的調節(jié)和自動抽真空過程。輔箱2內裝有第二液位傳感器3. 2，同時在注入裝置面板上設計了觀察窗口 18。主箱1和輔箱2間通過第二真空電磁閥19. 1連接。加注及循環(huán)過濾部分第一交流電機9. 1與主泵10同軸帶動其旋轉。主箱1容積
7是密閉容腔容積的3 5倍，主箱1內裝有第一液位傳感器3. 1，主箱1和空氣濾清器8間通過第一真空電磁閥7連接，主箱1和主泵10通過無泄漏插裝式兩位四通電磁閥5連接， 在主泵10的出口設計有精密過濾器12，過濾器12上帶有壓差污染報警開關，為了保證加注壓力可調，在主泵10出口處和主箱1回路間設計了低壓溢流閥11。在密閉容腔注入回路有第一無泄漏電磁球閥16. 1和第二無泄漏電磁球閥16. 2，實現(xiàn)給密閉容腔一進一出的循環(huán)抽注液體，另外，回路上裝有快速接頭22，通過管路連接到密閉容腔。注入量通過流量傳感器23監(jiān)測，其輸出值由嵌入式控制器25的模擬量接口進行采集；電氣控制部分主要包括嵌入式控制器25，控制器25包含有模擬量、數(shù)字量和開關量輸入接口，具有開關量輸出接口以控制指示燈、電磁閥和泵的啟停，同時完成濾芯污染和液位高低報警。本發(fā)明的一種便攜式密閉容腔真空注液方法的主要工作流程如下步驟1，對密閉容腔抽真空；斷開主箱1和輔箱2間的真空電磁閥，關閉第一無泄漏電磁球閥16. 1，啟動真空泵，一段時間后接通第三真空電磁閥19. 2和第二無泄漏電磁球閥16. 2，可以將密閉容腔中的殘存液體抽到輔箱2中，當密閉容腔中達到設定的真空度時停止真空泵21。當檢測到輔箱2的液位達到一定高度后，需要啟動主泵10將輔箱2中的液體抽回到主箱1中。步驟2，向密閉容腔注入液體工作介質；步驟2包括以下步驟(1)向主箱1加入液體及循環(huán)過濾當主箱1液位低時報警提示需要向主箱1加入液體工作介質，關閉主箱1和輔箱 2間的第二真空電磁閥19. 1，打開加入口三通電磁閥6，主泵1從外面容器中吸入液體到主箱1中，當加到高液位時提示停止。關閉加入口三通電磁閥6，主泵1吸取主箱1中的液體進行循環(huán)過濾。(2)清除主箱1中氣泡除氣泡主要是降低主箱1中的氣體含量。關閉真空電磁閥7、電磁球閥16. 2和兩位四通電磁閥5，然后啟動真空泵21，在真空負壓作用下，將主箱1中的氣體抽出，從而降低液體的空氣含量，保證加注液體的質量。當真空壓力傳感器17檢測到達到最低真空度后打開第一真空電磁閥7、第二真空電磁閥19. 1、第三真空電磁閥19. 2和兩位四通電磁閥5，停止真空泵20。這一過程也可以通過觀察真空壓力表15. 2來確定是否結束。(3)注入液體工作介質關閉第二無泄漏電磁球閥16. 2和加入口三通電磁閥6，打開兩位四通電磁閥5，啟動主泵10，一段時間后打開第一無泄漏電磁球閥16. 1，主泵10從主箱1中向密閉容腔注入液體工作介質，達到設定的注入量時關閉電磁球閥16. 1，注入量通過流量傳感器23監(jiān)測， 然后停止主泵10，注入過程結束。整個注入過程中，嵌入式控制器25自動檢測注入量、主箱 1液位、過濾器污染指示信號等，當出現(xiàn)故障時立刻報警。(4)沖洗密閉容腔在向密閉容腔注入工作介質的過程中同時，關閉主箱1和輔箱2間的第二真空電磁閥19. 1，打開電磁球閥16. 2、第三真空電磁閥19. 2和加入口三通電磁閥6，開啟真空泵 21，可將容腔內的液體抽出至輔箱2，實現(xiàn)對密閉容腔的沖洗。雖然結合了附圖描述了本發(fā)明的具體實施方式
，但是對于本領域技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些也應視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種便攜式密閉容腔真空注液方法，其特征在于，它包括如下步驟 步驟1，對密閉容腔抽真空；對密閉容腔抽真空，將密閉容腔的殘存液體抽到輔箱，當檢測到輔箱的液位高于預設液位時需要將輔箱中的液體先抽回主箱，再對密閉容腔抽真空；當密閉容腔中達到設定的真空度時停止抽真空；步驟2，向密閉容腔注入液體工作介質；步驟2包括如下步驟 步驟(1)向主箱中加入液體及循環(huán)過濾；當主箱液位低于預設液位時需要向主箱加入液體工作介質，當加到高于設定的液位時停止加入液體工作介質，為了保證所注入液體工作介質的污染度，需要對主箱中的液體進行循環(huán)過濾；步驟(2)清除主箱中氣泡；為了降低主箱中的氣體含量需要對主箱進行除氣泡；在真空負壓作用下，將主箱中的氣體抽出；步驟(3)向密閉容腔注入液體工作介質當加注液體的質量達到設定的質量要求時向密閉容腔注入液體工作介質，直到達到設定的體積時停止注入液體工作介質，整個向密閉容腔注入液體工作介質過程結束。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種便攜式密閉容腔真空注液方法，其特征在于，所述的步驟(3)為向密閉容腔注入液體工作介質并沖洗密閉容腔；當加注液體的質量達到設定的質量要求時向密閉容腔注入液體工作介質，在向密閉容腔注入工作介質的過程中同時對密閉容腔抽真空，從而實現(xiàn)對密閉容腔的沖洗，向密閉容腔注入液體工作介質直到達到設定的體積時停止注入，整個向密閉容腔注入液體工作介質過程結束。
3.根據(jù)權利要求2所述的真空注液方法制作的一種便攜式密閉容腔真空注液裝置，其特征在于它主要由控制柜、抽真空部分、加注及循環(huán)過濾部分和電氣控制部分組成，外圍設備包括密閉容腔和外部盛液體工作介質的容器；一種便攜式密閉容腔真空注液裝置各部分之間的連接關系為 控制柜(24)起到固定其他測試設備的作用；控制柜(24)由柜體和操作面板組成，操作面板上面裝有注液壓力表(15. 1)、真空壓力表(15. 2)、觀察窗(18)，最右邊為嵌入式控制器(25)顯示和操作按鈕區(qū)域；抽真空部分包括真空泵(21)、第二交流電機(9. 2)、油氣分離器(20)、精密過濾器 (12)、輔箱(2)、真空壓力傳感器(17)、觀察窗(18)、真空壓力表(15. 2)、第二真空電磁閥 (19. 1)和第三真空電磁閥(19.2)；第二交流電機(9.2)與真空泵(21)同軸帶動其旋轉。 真空泵(21)的吸氣口安裝有油氣分離器(20)，精密過濾器(12)與真空泵(21)之間有一個真空壓力傳感器(17)用于監(jiān)測抽真空回路中的真空壓力，真空壓力表(15. 2)用于指示抽真空回路中的真空壓力，真空壓力傳感器(17)的輸出值通過嵌入式控制器(25)的模擬量接口進行采集，實現(xiàn)真空度的調節(jié)和自動抽真空過程；輔箱(2)內裝有第二液位傳感器 (3. 2)，同時在控制柜(24)面板上設計了一個觀察窗(18)；主箱(1)和輔箱(2)通過第二真空電磁閥(19. 1)連接；加注及循環(huán)過濾部分包括主箱(1)、主泵(10)、第一交流電機(9. 1)、低壓溢流閥(11)、精密過濾器(12)、節(jié)流閥(13)、注液壓力表(15. 1)和流量傳感器(23)；第一交流電機 (9. 1)與主泵(10)同軸帶動其旋轉；主箱(1)內裝有第一液位傳感器(3. 1)，主箱(1)和空氣濾清器⑶間通過第一真空電磁閥(7)連接，主箱⑴和主泵(10)通過無泄漏插裝式兩位四通電磁閥(5)連接，在主泵(10)出口設計精密過濾器(12)，過濾器上帶有壓差污染報警開關，為了保證加注壓力可調，在主泵(10)出口處和主箱(1)回路間設計了低壓溢流閥 (11)；在密閉容腔注入回路有第一無泄漏電磁球閥(16. 1)和第二無泄漏電磁球閥(16.2)， 實現(xiàn)給密閉容腔一進一出的循環(huán)抽注液體；回路上裝有快速接頭(22)；注入量通過流量傳感器(23)監(jiān)測，其輸出值由嵌入式控制器(25)的模擬量接口進行采集；電氣控制部分主要包括嵌入式控制器(25)；嵌入式控制器(25)包含有模擬量、數(shù)字量和開關量輸入接口，且具有開關量輸出接口以控制指示燈、電磁閥和泵的啟停，同時完成濾芯污染指標和液位高低報警。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種便攜式密閉容腔真空注液裝置，其特征在于所述的主箱(1)容積是密閉容腔容積的3 5倍。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的一種便攜式密閉容腔真空注液裝置，其特征在于所述的主箱(1)、輔箱(2)、泵體、連接件及支撐支架選用鋁合金材質；控制柜(24)的柜體采用薄鐵皮成型并加徑，控制及驅動小型化集成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種便攜式密閉容腔真空注液方法及裝置，屬于機電一體化領域。本發(fā)明的一種便攜式密閉容腔真空注液方法實現(xiàn)步驟如下步驟1，對密閉容腔抽真空；步驟2，向密閉容腔注入液體工作介質；步驟2包括如下步驟步驟(1)向主箱中加入液體及循環(huán)過濾；步驟(2)清除主箱中氣泡；步驟(3)向密閉容腔注入液體工作介質。本發(fā)明還依據(jù)該方法制作了一種便攜式密閉容腔真空注液裝置。本發(fā)明可避免向密閉容腔注入液體時混入氣體，從而提高伺服系統(tǒng)的控制精度；本發(fā)明無需人工干預就可實現(xiàn)注入液體工作介質，提高了注入效率；本發(fā)明重量輕、體積小、方便運輸和野外現(xiàn)場使用的裝置，并且操作簡便；本發(fā)明適用于所有液體工作介質的真空加注系統(tǒng)中。
文檔編號B67D99/00GK102225738SQ20111016227
公開日2011年10月26日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權日2011年6月16日
發(fā)明者李金倉, 李靜, 沈偉, 王軍政, 趙江波, 馬立玲 申請人:北京理工大學