一种特制排气阀在泵吸油管道上的应用

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在液压系统中，泵吸人空气是-个比较常见的故障，对液压系统产生的危害很大，造成泵工作不稳定，产生振动、噪音，缩短泵的使用寿命，严重时能在液压系统内形成气穴，产生液压冲击，对液压系统的正常运行带来不良影响。

1 连铸机液压系统概况某厂连铸机是上世纪末从国外引进的设备，主要用于生产方坯。连铸机主体设备如大包、中包、结晶器、拉矫机、脱引锭、引锭杆存放、翻钢机、推钢机等均采用液压控制，因此设有-个主液压站，用于对这些设备提供动力与控制。该液压站油箱容量 7000 L，圆筒形不锈钢材质。系统配置了 4台工作泵，均采用A4VSO180型恒压变量泵，系统工作压力20 MPa，单台泵额定输出流量 250 L/rain。系统驱动部分包括液压缸、液压马达近 100台，是-个大型的液压系统。

2 液压泵吸入空气的现象及原因该套系统自投入运行以来，系统工作泵的运行情况-直不太正常，泵运转时振动大、噪音高，有时还有异响。在排除了其他可能影响的原因后，根据经验分析，怀疑泵的吸油管道中有空气进入，但由于吸油管道是密闭的，外部空气不可能进入，因此，吸油管内空气只能来自油箱。该油箱结构如图 1所示，油箱吸油侧与回油侧采用隔板进行隔离，但隔板中部为网格，通过网格吸油侧与回油侧相通。由于从回油管注入油箱的回油中有部分空气溶解在油中或以气泡形式存于油中，因此这些油气进入油箱后，虽然油箱顶部的空气滤清器可以起到排气作用，但因回油管道与吸油管道距离不远，且中间没有采取有效的隔离装置，因此，混在油中的部分气泡还没有来得及排出时，就通过回油区与吸油区间的网格进入吸油区，并进入吸油管道内，最终造成油泵吸入空气的现象发生。

1.泵吸油主管 2.回油与吸油区隔板 3.油箱 4.同油管5.油气混合物 6.网格 7.隔板图 1 连铸液压系统油箱结构示意图3 解决油泵吸气问题的方案-从以上造成的后果可以看出，该液压系统的油箱在其结构的设计方面存在较大问题。因为它的回油侧和吸油侧没有进行有效的隔离，气泡很容易就从回油侧通过网格进入吸油侧，并进入油泵吸油管内。要想解决这个问题，当然最好的方法就是对油箱内部结构进行改进，将回油区与吸油区进行有效隔离，如图2所示，将原油箱的网状隔板改成双隔板形式，就能阻断空收稿 日期 ：2013-01-21作者简介 ：聂崇瑞(1954-)，男，江西丰城人，工程师，主要从事液压系统现场维护管理工作。

2013年第8期 液压与气动 121气进入吸油区的路径，彻底解决油泵吸气的问题。

41.泵吸油主管 2.回油与吸油区隔板 3.油箱4.回油管 5.油气混合物图2 隔板合理布局的油箱结构图但要想将图1油箱的结构形式改造成图2油箱的结构，从现场实地考虑，难度太大。因为要改造油箱结构，必须对油箱原来的结构进行切割、焊接，而油箱又是封闭式结构，唯-的入孔是开在顶部，主要用来供清洗油箱时进入之用，而且人孔比较小，大-点的材料根本就进不去，同时，在这样的环境下进行切割和焊接操作 ，安全也得不到保证。因而在这样狭小的闭塞空间里，几乎无法完成这样的操作，所以要想改进油箱结构实际上不可能实现。如果要考虑重新设计制作-个油箱替换原油箱，不仅费用很高，而且需要较长停产，这会对连铸生产造成很大影响。

4 解决油泵吸气问题的方案二从系统吸油主管至油箱的结构形式来看，该油箱安装在-个台子上，台面距地面高度 700 mm，吸油主管道是-段长约 8 m、通径为250 mm的粗管道，从吸油主管道通往每台泵的支管通径为 50 mm，支管与主管的接口开在主管的中部〖虑到吸油主管道较粗且有相当的长度，因此这段主管道具有-定的容量。当混在油中的空气与油-起从油箱进入吸油主管后，会有足够的时间从油中逸出，并聚集在管道的顶部，由于这段吸油管是-段封闭式管道，聚集在主管道顶部的空气无处可去，最终还是要被泵吸入，导致油泵吸入空气的后果发生。

根据上述情况，如果在封闭的吸油主管顶部开设- 条排气通道，让聚集在主管道顶部的空气在进入泵吸油支管前能够及时排出系统之外，也有可能解决泵吸气的问题。

5 对设置排气装置的可行性验证为了弄清吸油主管顶部油中所含气体情况，在吸油主管靠近终端位置管道上部开-小孑L，上面焊-段通径为 1O的不锈钢管作为排气管，钢管末端安装-截止阀，从截止阀出口接-段通径相同的不锈钢管，作为排气管的延伸管道，并确保该管道竖直高度必须高过油箱顶部，以防系统内部油液从此处溢出。在液压系统开机运行后，将截止阀缓缓打开，可以感觉到管道内有气体排出。经过-段时间的试验，表明在此处设置排气装置有效、可行。但有时有油随同气体同时喷出，为了避免喷油现象，需要考虑在排气管顶部设计安装特制的排气阀。

6 排气阀的设计为了保证排气装置的可靠使用，特设计了-种具有防喷溅功能的排气阀，安装在排气管道顶部(如图 3中放大部分所示)，排气阀由阀体、阀芯、阀盖，调节杆、密封垫等组成。排气阀的阀体与排气管采用螺纹连接，阀体内部设置了密封垫，阀盖与阀体间同样采用螺纹连接，阀盖周边开有-圈排气孔，排气孑L外部罩有清洁网，以防灰尘进入，阀盖中间装有调节杆，调节杆下部装有-阀芯，调节杆通过与阀盖间的螺纹连接，可以上下移动，以调节阀芯所处的位置。阀芯采用轻质材料(如塑料等)制成，并且可以在调节杆内孔上下滑动，整个排气装置的结构如图3所示。所设计的排气装1.泵 吸油支管 2.吸油主管 3.端部法 兰 4.排气阀5.排气管 6.阀体 7.阀芯 8.排气孔 9.调节杆1O.阀盖 11.清洁网 12.密封垫图3 排气阀结构及排气装置安装图排气装置的工作原理：聚集在吸油主管顶部的油气混合物通过排气装置的排气管向上冲开排气阀阀芯，混合物中的气体从两边经排气阀阀盖上的排气孑L排出。而混合物中的液压油则因在阀芯处受阻沿排气管流回吸油主管内。同时-旦吸油管内因某种特殊情况形成负压时，排气阀阀芯在外部大气压的作用下自动下落，压在密封垫上，将吸油管与外部隔绝，避免外部空气进入液压系统。

7 结论在吸油主管道上设置排气装置取得了较好的效122 液压与气动 2013年第8期DOI：10.11832/j.isn.1000-4858.2013.08.036斜六辊钢管矫直机快开缸振颤原因分析谢增刚Analyze the Reason of Quick-open CylinderS Tremble forIncline Six Rollers StraightenerXIE Zeng-gang(太原重工股份有限公司 技术中心 ，山西 太原 030024)摘 要：以斜六辊钢管矫直机快开缸的液压插装阀控制回路为基础，从理论上分析了插装阀启 -闭时间差△对机械设备的影响，解决了现场调试中出现快开缸快开时有下窜、振颤的现象，通过电气程序设计人员设计合理的程序，从而避免了类似问题的再次出现。

关键词：六辊钢管矫直机；液压系统；快开缸；振颤；插装阀；时间差中图分类号：THI37 文献标志码：B 文章编号：1000-4858(2013)08-0122-02引言轧制、焊接或者热处理后的管材，具有-系列的缺陷，其中主要包括纵向弯曲和横断面的椭圆度。斜六辊管矫直机是用于矫直钢管弯曲度和椭圆度等缺陷的- 种机械设备，主要结构见图 1、图2所示 。

图 1 斜六辊矫直机的三维立体图1 快开缸快开与压下的液压控制原理控制原理图如图3所示。

矫直机上辊快开缸的液压系统主要用于快开缸的快速开启、压下和平衡缸的锁紧、松开、低压平衡等机械动作§开缸的主要动作如下：首先是P2口进压力油，使上辊平衡缸 I、2进高压油，平衡缸锁紧，然后电磁阀1得电，高压油通过插装阀组件 1进快开缸。由于平衡缸垂直向上的力小于快开缸垂直压下的力，快开缸快速压下，直到压力继电器 1的 FD1发讯，此时，电磁阀 1断电，矫直机进入矫直钢管的工况。由于插髂 1.上辊系调整装置 2.上工作辊 3.下工作辊4.下辊系调整装置 5.机架 6.上辊快开缸 7.平衡锁紧缸图2 斜六辊矫直机的二维结构图收稿日期：2013-01-23作者简介：谢增刚(1984-)，男，陕西西安人，工程师，学士，主要从事轧钢设备的液压、干油、稀油的系统应用及设计工作。

果，有效地解决了液压泵吸入空气的问题，大大延长了泵的使用寿命，降低了备件费用，同时保证了该液压系统的正常运行。