調(diào)節(jié)液壓流體的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種調(diào)節(jié)液壓流體的裝置。所述調(diào)節(jié)液壓流體的裝置具有入口、濃縮物容器、濃縮物泵和帶有出口的混合室，其中濃縮物泵可通過液壓流體來驅(qū)動。
【專利說明】調(diào)節(jié)液壓流體的裝置
[0001]本發(fā)明涉及一種用于通過計量加入濃縮物來調(diào)節(jié)液壓流體的裝置。
[0002]在采礦中的液壓流體含水量達(dá)95% _98%，其中余下的成分是所謂濃縮物的化學(xué)物質(zhì)，該化學(xué)物質(zhì)提供防腐蝕保護(hù)、防止細(xì)菌滋生或真菌生長，與此同時還潤滑滑動元件。實際上，準(zhǔn)確地達(dá)到相應(yīng)設(shè)備特有的混合比例是很重要的。如果添加的濃縮物過少，則會使設(shè)備功能受損。如果使用的濃縮物過多，則會不必要地增加運行成本。
[0003]從現(xiàn)有技術(shù)來看混合設(shè)備是已知的，其中用流量傳感器測量清水的進(jìn)水量，然后根據(jù)水量來添加濃縮物。使用這些已知的設(shè)備時要測量濃度并根據(jù)測量值對其進(jìn)行調(diào)整。因此所述設(shè)備構(gòu)造復(fù)雜并使用多個高壓電機(jī)，這尤其在地下開采中是不可取的。
[0004]本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種調(diào)節(jié)液壓流體的裝置，所述裝置用簡單的方法僅提供少量電能就可使液壓流體與濃縮物的混合比保持恒定。
[0005]此任務(wù)通過權(quán)利要求1的特征以及尤其是通過一種計量加入濃縮物來調(diào)節(jié)液壓流體(優(yōu)選水)的裝置來得以實現(xiàn)，其中所述裝置具有用于使未被調(diào)節(jié)的液壓流體流入的入口、濃縮物容器、濃縮物泵和混合室，所述混合室具有讓經(jīng)過調(diào)節(jié)的液壓流體流出的出口。同時根據(jù)本發(fā)明，濃縮物泵可通過從入口引入的未被調(diào)節(jié)的液壓流體來驅(qū)動。
[0006]本發(fā)明是基于這種認(rèn)識，即在地下開采中水被用作液壓介質(zhì)，其中通常用從至少1bar到不超過10bar的壓力來供給水(清水)。根據(jù)本發(fā)明，水壓還被用于驅(qū)動濃縮物泵，從而能夠不使用電動馬達(dá)以及不使用高電壓。
[0007]本發(fā)明的有利實施方式在說明書、附圖以及從屬權(quán)利要求中進(jìn)行了描述。
[0008]根據(jù)第一個有利的實施方式，濃縮物泵可以是具有至少一個活塞的活塞泵。所述活塞泵可借助電動液壓控制器用相對簡單的方式來操控，方法是交替地給泵的驅(qū)動活塞的活塞室和環(huán)形空間施加壓力。
[0009]根據(jù)另一個有利的實施方式，可為濃縮物泵布置使經(jīng)過調(diào)節(jié)的液壓流體流出的出口，所述出口與混合室連接。由此，在液壓流體中存在的能量被用來驅(qū)動濃縮物泵之后，同時以有利的方式將被用來驅(qū)動濃縮物泵的流體流量用于混合濃縮物。
[0010]根據(jù)另一個有利的實施方式，還可這樣設(shè)計濃縮物泵，即通過活塞沖程將固定混合比的、未被調(diào)節(jié)的液壓流體和濃縮物輸送到混合室。可以為濃縮物泵設(shè)置濃縮物出口以用于改變混合比，所述出口一方面與混合室相連，而另一方面與可通過閥來關(guān)閉的通往濃縮物容器的再循環(huán)管相連。用這種方式，可將由濃縮物泵輸送的濃縮物引入到混合室或者通過再循環(huán)管輸送回到濃縮物容器，從而不添加濃縮物。因此通過控制閥的開啟可調(diào)節(jié)混合比。
[0011]根據(jù)另一個有利的實施方式，可布置行程測量系統(tǒng)，用于活塞泵的活塞運動，其中借助行程測量系統(tǒng)可確定輸送到混合室的濃縮物和/或未被調(diào)節(jié)的液壓流體的體積。也就是說，通過檢測活塞沖程可用簡單的方式確定通過驅(qū)動活塞引入到混合室的未被調(diào)節(jié)的液壓流體的量，因為驅(qū)動缸的活塞室和環(huán)形空間的橫截面的面積是已知的，其中驅(qū)動活塞在所述驅(qū)動缸內(nèi)往復(fù)運動。換句話說，用于濃縮物泵的驅(qū)動活塞同時還用作量瓶，用來測量被引入的未被調(diào)節(jié)的液壓流體的量。同樣地，通過檢測活塞泵的活塞沖程，也可用非常精確的方式來確定所引入的濃縮物的量(體積)。由此既可得知被泵送的濃縮物的量還可得知被泵送的未被調(diào)節(jié)的液壓流體(水)的量。通過所述體積計量可非常精確地調(diào)節(jié)所需混合比，而無需連續(xù)比較實際值/額定值。更確切地說，只需初始校準(zhǔn)就足以持續(xù)精確地調(diào)節(jié)所需混合比。
[0012]如果布置了控制器，則所述控制器根據(jù)活塞的沖程來控制再循環(huán)管的閥，即在活塞到達(dá)預(yù)定的部分沖程時閥會開啟和關(guān)閉，由此實現(xiàn)特別準(zhǔn)確的計量。
[0013]根據(jù)另一個有利的實施方式，整個裝置可用在低電壓范圍內(nèi)的電壓來操作，即例如用12V的電壓來操作。所述電壓也可在地下開采時無危險地且實質(zhì)上安全地使用，還足以操縱電液控制器以及由其控制的電磁閥，所述電磁閥可特別設(shè)計成先導(dǎo)閥。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個有利的實施方式，裝置可具有用于連接液壓容器的容器連接部，其中在該裝置中布置了具有液面計的液位管，所述液位管與容器連接部連通以便測量容器中的液位。通過這種方式，容器不需要單獨的液位計，并且調(diào)節(jié)所需的所有組件或傳感器被布置在根據(jù)本發(fā)明的混合裝置上。因此，所述裝置可設(shè)計成容器上的耦合模塊，其中容器上的泵連接可用作緊固點。由此，根據(jù)本發(fā)明的裝置可用簡單的方式與已有的系統(tǒng)結(jié)合，但所述系統(tǒng)不必通過新容器來改進(jìn)。
[0015]下面只示例性地借助有利的實施方式并參考附圖來對本發(fā)明進(jìn)行描述。
[0016]附圖示出了用于調(diào)節(jié)液壓流體的裝置的側(cè)視圖。
[0017]如圖所示，被示出的用于通過計量加入濃縮物來調(diào)節(jié)液壓流體的裝置具有緊湊的模塊10作為混合裝置，其根據(jù)耦合模塊的類型裝配到容器模塊12上。容器模塊12包括裝有液壓流體16的容器14，其中在容器底部布置了在水平方向上開啟的連接部18，在常規(guī)設(shè)備中液壓泵與所述連接部連接。然而根據(jù)本發(fā)明，混合裝置作為耦合模塊10被連接到連接部18上，即通過容器連接部20來連接，混合室22在混合設(shè)備10內(nèi)部連接到所述容器連接部。
[0018]在所示實施例中，混合室22基本上在水平方向上延伸，而從混合室22將垂直延伸的液位管24布置在容器連接部20區(qū)域中，其中根據(jù)連通管原理，液壓流體處于與液壓容器14中的液壓流體相同的水平位置上。在液位管24中布置了液面計26，所述液面計將其信號進(jìn)一步傳送給控制器30，該控制器通過具有在低電壓范圍內(nèi)的電壓(例如12V)的線路31來驅(qū)動并連接到數(shù)據(jù)線32上以便輸出測量和控制信號。因此，借助控制器30和液面計26可確定容器14中的液位。
[0019]此外還如圖所示，混合裝置10具有用于使未被調(diào)節(jié)的液壓流體(在所示實施例中為清水)流入的入口 34、濃縮物容器36、布置在濃縮物容器36中的濃縮物泵38以及上述混合室22，所述混合室與用于使經(jīng)過調(diào)節(jié)的液壓流體流出的出口 28連接。
[0020]在所示實施例中，濃縮物泵38被設(shè)計成活塞泵并且尤其被設(shè)計成柱塞泵?；钊?8具有驅(qū)動活塞40和泵活塞42，其中驅(qū)動活塞40在驅(qū)動缸41中往復(fù)運動并且泵活塞42在泵缸43中往復(fù)運動。此時，驅(qū)動缸41的活塞室和環(huán)形空間與泵缸43的活塞室和環(huán)形空間分開構(gòu)成。為了使兩個彼此剛性連接的活塞40和42往復(fù)運動，在驅(qū)動缸41的活塞室中布置活塞室連接部44且在驅(qū)動缸41的環(huán)形空間中布置環(huán)形空間連接部46。由此，可通過從入口 34引入的、未被調(diào)節(jié)的液壓流體來操作濃縮物泵38，其操作方式是適當(dāng)?shù)厍袚Q將在下面詳細(xì)描述的閥。
[0021]通過泵活塞42來泵送位于濃縮物容器36中的濃縮物17，所述泵活塞在泵缸43的環(huán)形室與活塞室之間具有止回閥48，其中在泵缸43底部還布置了另一個止回閥49。在泵活塞42向上沖程時，通過所示止回閥48和49的布置將濃縮物17吸入泵缸的活塞室，而與此同時濃縮物從泵缸43的環(huán)形室中排出到出口 50。在向下沖程時，下止回閥49關(guān)閉并且濃縮物通過止回閥48從活塞室泵送到出口 50。用于使被泵送的濃縮物17流出的出口 50一方面經(jīng)由管52與混合室22相連。另一方面還存在連接計量閥60的管，所述計量閥將通往濃縮物容器36的再循環(huán)管54關(guān)閉或打開。在計量閥60關(guān)閉時，濃縮物泵38將濃縮物17通過管52輸送至混合室22中的至少一個噴嘴56，其中濃縮物通過止回閥62被噴射到混合室22，從而使得濃縮物總是在壓力下被噴射到混合室22中。在計量閥60打開時，濃縮物泵38不將濃縮物泵送到混合室22而是通過再循環(huán)管54將濃縮物泵送回濃縮物容器36，因為管52不能夠形成足以打開止回閥62的壓力。
[0022]為了使?jié)饪s物泵38能產(chǎn)生泵運動，因此布置兩個三位兩通換向閥64和66，其通過兩電磁先導(dǎo)閥74和76來控制。同樣,先導(dǎo)閥78布置成用于控制計量閥60。所有先導(dǎo)閥74,76和78都與控制器30相連并由其接通。
[0023]通過相應(yīng)地控制先導(dǎo)閥74或76來接通閥64或66，從而使得從入口 34流入的清水饋入濃縮物泵38的連接部44中或連接部46中。而相應(yīng)的另一連接部46或44則分別與再循環(huán)管80相連，其通過至少一個噴嘴通向混合室22。因此，濃縮物泵38通過由入口34引入的未被調(diào)節(jié)的液壓流體來驅(qū)動，并且用于驅(qū)動濃縮物泵38的液壓流體在泵運轉(zhuǎn)時被排出到混合室22。在這種情況下，通過控制器30來適當(dāng)?shù)夭倏v閥。
[0024]壓力傳感器27確定在入口 34區(qū)域中的壓力，并借助控制器30來確保僅當(dāng)入口處有足夠的水壓時才可操作混合設(shè)備。液位傳感器57布置成測量濃縮物容器36中的液位，所述液位傳感器與控制器30相連。最后，根據(jù)本發(fā)明的混合設(shè)備也具有行程測量系統(tǒng)87，其與控制器30相連，并檢測活塞泵38的活塞40或活塞42的運動。在所示實施例中，行程測量系統(tǒng)87具有中心簧片桿，通過它可精確地確定活塞40的沖程。由此，同時還可確定在泵運轉(zhuǎn)時引入混合室22的、未被調(diào)節(jié)的液壓流體的體積以及被泵送的濃縮物的量。
[0025]如圖所示，混合模塊10具有緊湊的結(jié)構(gòu)形式。所有所需元件可布置在所述模塊10上，其中模塊10可通過泵連接部18布置在容器14上。
[0026]根據(jù)本發(fā)明，入口 34處的水壓范圍為至少1bar以上直到約10bar左右，所述水壓被用來驅(qū)動濃縮物泵38。通往驅(qū)動活塞40兩側(cè)的入口分別布置了三位兩通的導(dǎo)向閥74或76,它們分別將驅(qū)動缸41的一側(cè)與清水供給裝置34連接或與混合室22連接。
[0027]如果泵運轉(zhuǎn)時不采取任何行動的話，則會按照工作活塞40和泵活塞42的面積比而產(chǎn)生混合比?？蛇@樣改變流量，即根據(jù)活塞的沖程將濃縮物通過計量閥60輸送回到濃縮物容器36中。整個過程通過控制器30來控制，所述控制器實質(zhì)上安全地用低電壓來操作。
【權(quán)利要求】
1.一種通過計量加入濃縮物來調(diào)節(jié)液壓流體的裝置(10)，所述裝置(10)具有用于使未被調(diào)節(jié)的液壓流體流入的入口(34)、濃縮物容器(36)、濃縮物泵(38)和混合室(22)，所述混合室(22)具有讓經(jīng)過調(diào)節(jié)的液壓流體流出的出口(28)，其中所述濃縮物泵(38)能夠通過從所述入口(34)引入的、未被調(diào)節(jié)的液壓流體來驅(qū)動。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述濃縮物泵(38)是具有至少一個活塞(40、42)的活塞泵。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述濃縮物泵(38)布置有用于使未被調(diào)節(jié)的液壓流體流入的連接部(46)，所述連接部與所述混合室(22)連接。
4.如前述權(quán)利要求2或3中至少一項所述的裝置，其特征在于，通過所述濃縮物泵(38)的活塞沖程能夠?qū)⒐潭ɑ旌媳鹊奈幢徽{(diào)節(jié)的液壓流體和濃縮物輸送到混合室(22)。
5.如前述權(quán)利要求中至少一項所述的裝置，其特征在于，所述濃縮物泵(38)設(shè)置有用于使?jié)饪s物(17)流出的出口(50)，所述濃縮物泵(38)的出口與混合室(22)相連，以及與能夠通過計量閥￠0)關(guān)閉的、通往濃縮物容器(36)的再循環(huán)管(54)相連。
6.如前述權(quán)利要求2到5中至少一項所述的裝置，其特征在于，布置了行程測量系統(tǒng)(87)，用于所述活塞泵的活塞(40、42)的運動，而且借助所述行程測量系統(tǒng)(87)能夠確定被輸送到所述混合室(22)的、未被調(diào)節(jié)的液壓流體的體積。
7.如前述權(quán)利要求中至少一項所述的裝置，其特征在于，布置了量瓶(40)，所述量瓶(40)用來確定所引入的濃縮物和/或未被調(diào)節(jié)的液壓流體的量，而且所述量瓶(40)同時還用作所述濃縮物泵(38)的驅(qū)動活塞。
8.如權(quán)利要求2和5所述的裝置，其特征在于，布置了控制器(30)，所述控制器根據(jù)所述活塞(40)的沖程來控制計量閥(60)。
9.如前述權(quán)利要求中至少一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置能夠用在低電壓范圍內(nèi)的電壓來操作。
10.如前述權(quán)利要求中至少一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置具有用于連接液壓容器(14)的容器連接部(20)，而且在所述裝置中布置了具有液面計(26)的液位管(24)，所述液位管與容器連接部(20)連通，用于測量所連接的容器(14)中的液位。
【文檔編號】F15B21/04GK104235122SQ201410222303
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月6日
【發(fā)明者】馬丁·路透 申請人:瑪珂系統(tǒng)分析和開發(fā)有限公司