一种液压泥炮差动控制回路及控制方法

文档序号:1794097 发布日期:2021-11-05 浏览:26次 >En<

阅读说明:本技术 一种液压泥炮差动控制回路及控制方法 (Differential control loop and control method for hydraulic mud gun ) 是由 同国庆 陈爱秀 白治慧 于 2021-08-30 设计创作,主要内容包括:本发明属于高炉冶炼技术领域,涉及液压泥炮差动控制回路及控制方法。该控制回路包括相互独立的打泥控制回路和旋转控制回路,其中,第一换向阀的进油口P1通过油道与供油管路P连通,第一换向阀的回油口T1通过油道与回油管路T连通,第一换向阀的泄油口Y1通过油道与泄油管路L连通;第一换向阀的第一输出油口A1输出的液压油分两路分别与泥炮旋转油缸的第一工作口、第二工作口连通。旋转控制回路取消了旋转液压锁控制,减少了旋转冲击,且泥炮旋转背压可根据负载调节;通过采用第二液控单向阀、溢流阀、第一液控单向阀、第一节流阀、第一球阀形成的差动控制回路,使泥炮旋转停位具有良好的稳定性,且泥炮的旋转流量增加、旋转速度得到提高。(The invention belongs to the technical field of blast furnace smelting, and relates to a hydraulic mud gun differential control loop and a control method. The control loop comprises a mud beating control loop and a rotation control loop which are mutually independent, wherein an oil inlet P1 of the first reversing valve is communicated with an oil supply pipeline P through an oil duct, an oil return port T1 of the first reversing valve is communicated with an oil return pipeline T through an oil duct, and an oil drain port Y1 of the first reversing valve is communicated with an oil drain pipeline L through an oil duct; the hydraulic oil output by a first output oil port A1 of the first reversing valve is respectively communicated with a first working port and a second working port of the clay gun rotating oil cylinder in two ways. The rotation control loop cancels the control of the rotary hydraulic lock, reduces the rotary impact, and the rotary back pressure of the clay gun can be adjusted according to the load; through adopting the differential control circuit that second hydraulic control check valve, overflow valve, first hydraulic control check valve, first choke valve, first ball valve formed, make the rotatory off-position of mud gun have good stability, and the rotatory flow of mud gun increases, the rotational speed obtains improving.)

一种液压泥炮差动控制回路及控制方法

技术领域

本发明属于高炉冶炼技术领域,涉及炉前泥炮液压回路,具体涉及一种液压泥炮差动控制回路及控制方法。

背景技术

泥炮是高炉冶炼领域的专用设备,其功能是采用液压驱动,将专用炮泥打入完成出铁后的出铁口,从而实现堵口作业。采用泥炮堵口是目前冶金领域普遍使用的炉前作业方式,泥炮旋转进入的速度是泥炮控制的重要参数。高炉出铁后需采用泥炮对出铁口进行堵口作业,泥炮为液压缸驱动,具有旋转和打泥两个动作,液压控制回路控制泥炮的动作和速度,目前泥炮控制回路采用常规液压控制回路(参见图1)较多。

而目前高炉炉前常规液压回路具有以下缺点:①泥炮旋转背压无法根据需要进行调节,运动过程中产生的冲击大;②采用液压锁控制,停位时的巨大惯性导致不稳定;③流量依靠液压泵站无法增加,泥炮旋转速度慢,进而导致堵口成功率和效率降低;④需配置大功率电机和液压泵,设备成本高、浪费能源;⑤振动大、速度慢易造成设备和烧炮嘴故障增加。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供一种液压泥炮差动控制回路及控制方法。

为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:

一方面,本发明提供了一种液压泥炮差动控制回路,包括相互独立的打泥控制回路和旋转控制回路,所述旋转控制回路包括第一换向阀、液控单向阀、节流阀、溢流阀、顺序阀、球阀及泥炮旋转油缸;

所述第一换向阀的进油口P1通过油道与供油管路P连通,所述第一换向阀的回油口T1通过油道与回油管路T连通,所述第一换向阀的泄油口Y1通过油道与泄油管路L连通;

所述第一换向阀的第一输出油口A1输出的液压油分两路:一路液压油经第一液控单向阀、第一节流阀、第一球阀与泥炮旋转油缸的第一工作口连通;另一路液压油经溢流阀、第二液控单向阀、第二节流阀、第二球阀与泥炮旋转油缸的第二工作口连通;所述第一换向阀的第二输出油口B1经顺序阀、第二节流阀、第二球阀与泥炮旋转油缸的第二工作口连通;

当所述泥炮旋转油缸的有杆腔与无杆腔的压力差大于所述溢流阀的第一设定压力时,所述泥炮旋转油缸的第二工作口输出的液压油经过第二球阀、第二节流阀、第二液控单向阀、溢流阀、第一液控单向阀、第一节流阀、第一球阀进入泥炮旋转油缸的无杆腔,形成差动回路用以提高进炮速度;当所述泥炮旋转油缸的无杆腔的压力大于顺序阀的第二设定压力后,所述第一输出油口A1输出的液压油通过顺序阀的X口打开顺序阀,所述有杆腔的液压油通过顺序阀经第一换向阀的第二输出油口B1、回油口T1至回油箱。

进一步,所述打泥控制回路包括第二换向阀、液控单向阀、节流阀、球阀及打泥油缸;

所述第二换向阀的进油口P2通过油道与供油管路P连通,所述第二换向阀的回油口T2通过油道与回油管路T连通,所述第二换向阀的泄油口Y2通过油道与泄油管路L连通;

所述第二换向阀的第三输出油口A2经第三液控单向阀、第三节流阀、第三球阀与打泥油缸的第三工作口连通,所述第二换向阀的第四输出油口B2经第四液控单向阀、第四节流阀、第四球阀与打泥油缸的第四工作口连通。

进一步,所述第一换向阀、第二换向阀采用手动换向阀、电磁换向阀、电液换向阀、比例换向阀中的任意一种。

进一步,所述第一换向阀、第二换向阀均采用外泄阀。

进一步,所述第一液控单向阀、第二液控单向阀、第三液控单向阀、第四液控单向阀和顺序阀可采用内泄阀或者外泄阀。

进一步,所述溢流阀的第一设定压力的数值范围为1~10MPa。

进一步,所述顺序阀的第二设定压力的数值范围为15~32MPa。

另一方面,本发明提供了一种液压泥炮差动控制方法,所述方法基于上述液压泥炮差动控制回路,第一换向阀、第二换向阀均采用电磁换向阀,所述方法具体包括以下步骤:

1)通过第二电磁换向阀控制打泥油缸进行打泥或退泥操作;

2)通过第一电磁换向阀控制泥炮旋转油缸进行进炮或退炮操作。

进一步,所述步骤1)具体包括:

通过控制器使第二电磁换向阀内的b2电磁铁通电,第二电磁换向阀右位工作,P2和A2连通,B2和T2连通,开启总球阀,液压油通过供油管路经P2口进入第二电磁换向阀,再通过A2口经第三液控单向阀、第三节流阀、第三球阀进入打泥油缸的第三工作口;打泥油缸的第四工作口流出的液压油经第四球阀、第四节流阀、第四液控单向阀进入第二电磁换向阀的B2口,最后通过T2口经回油管路T回到油箱内,从而实现打泥操作;打泥油缸进行打泥工作时,第三工作口进油、第四工作口出油;

通过控制器使第二电磁换向阀内的a2电磁铁通电,第二电磁换向阀左位工作,P2和B2连通,A2和T2连通,开启总球阀,液压油通过供油管路经P2口进入第二电磁换向阀,再通过B2口经第四液控单向阀、第四节流阀、第四球阀进入打泥油缸的第四工作口;打泥油缸的第三工作口流出的液压油经第三球阀、第三节流阀、第三液控单向阀进入第二电磁换向阀的A2口,最后通过T2口经回油管路T回到油箱内,从而实现退泥操作;打泥油缸进行退泥工作时,第四工作口进油、第三工作口出油。

进一步,所述步骤2)具体包括:

通过控制器使第一电磁换向阀内的b1电磁铁得电,第一电磁换向阀右位工作,此时第一电磁换向阀的P1口和A1口连通,B1口和T1口连通,液压油从A1口经过第一液控单向阀、第一节流阀、第一球阀进入泥炮旋转油缸的无杆腔;此时,由于A1口的高压油同时进入第二液控单向阀的控制口X,第二液控单向阀打开,有杆腔回油通过第二球阀、第二节流阀、第二液控单向阀到达溢流阀,当所述泥炮旋转油缸的有杆腔与无杆腔的压力差大于所述溢流阀的第一设定压力时,液压油将通过溢流阀经第一液控单向阀、第一节流阀、第一球阀进入无杆腔,形成差动回路,从而实现进炮操作;

通过控制器使第一电磁换向阀内的a1电磁铁得电,第一电磁换向阀左位工作,此时第一电磁换向阀的P1口和B1口连通,A1口和T1口连通,液压油从B1口经顺序阀、第二节流阀、第二球阀进入旋转油缸的有杆腔,液压油同时通过B1口进入第一液控单向阀的X口,第一液控单向阀处于打开状态,旋转油缸的无杆腔回油通过第一节流阀、第一液控单向阀回到A1口经T1口回至油箱,实现退炮操作。

与现有技术相比,本发明提供的技术方案包括以下有益效果:该液压泥炮差动控制回路,其旋转控制回路取消了旋转液压锁控制,减少了旋转冲击,且泥炮旋转背压可根据负载调节;通过采用第二液控单向阀、溢流阀、第一液控单向阀、第一节流阀、第一球阀形成的差动控制回路,使泥炮旋转停位时具有良好的稳定性,振动减小及进炮速度的提高使烧炮嘴故障减少;泥炮旋转流量的增加、旋转速度的提高,增加了泥炮堵口的效率及成功率;此外,采用差动回路控制,使得液压站电机泵流量需求降低,有利于节省成本,同时可减少液压站电机泵的功率配置,减少液压系统能源消耗。

附图说明

图1为现有泥炮控制回路的连接框图;

图2为本发明提供的液压泥炮差动控制回路的连接框图。

其中:1、总球阀;2、第二换向阀;3、第三液控单向阀;4、第三节流阀;5、第二单向阀;6、溢流阀;7、第一液控单向阀;8、第一节流阀;9、第二节流阀;10、第二液控单向阀;11、顺序阀;12、第一换向阀;13、第一单向阀;14、第一球阀;15、第二球阀;16、第三球阀;17、第四球阀;18、第四节流阀;19、第四液控单向阀。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的结构的例子。

在大型高炉炉前设备中,泥炮旋转对液压系统的流量和压力输出是所有动作中要求最高的,因此液压泵站一般均按照泥炮旋转的流量及压力需求进行功率设计,通过本发明提供的这种炉前液压差动控制回路,可以降低泥炮旋转对液压系统的流量需求,以减小炉前液压系统电机和泵的功率配置,可永久性地降低功率消耗,具有节能降耗的优点。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细描述:

实施例

参见图2所示,本发明提供了一种液压泥炮差动控制回路,包括第一换向阀12、液控单向阀、节流阀、溢流阀、顺序阀、球阀及泥炮旋转油缸;

所述第一换向阀12的进油口P1通过油道与供油管路P连通,所述第一换向阀12的回油口T1通过油道与回油管路T连通,所述第一换向阀12的泄油口Y1通过油道与泄油管路L连通;所述回油管路T上安装第一单向阀13,所述泄油管路L上安装第二单向阀5;

所述第一换向阀12的第一输出油口A1输出的液压油分两路:一路液压油经第一液控单向阀7、第一节流阀8、第一球阀14与泥炮旋转油缸的第一工作口连通;另一路液压油经溢流阀6、第二液控单向阀10、第二节流阀9、第二球阀15与泥炮旋转油缸的第二工作口连通;所述第一换向阀12的第二输出油口B1经顺序阀11、第二节流阀9、第二球阀15与泥炮旋转油缸的第二工作口连通;

当泥炮旋转油缸的有杆腔与无杆腔的压力差大于所述溢流阀6的第一设定压力时,泥炮旋转油缸的第二工作口输出输出的液压油经过第二球阀15、第二节流阀9、第二液控单向阀10、溢流阀6、第一液控单向阀7、第一节流阀8、第一球阀14进入泥炮旋转油缸的无杆腔,形成差动回路用以提高进炮速度;当所述泥炮旋转油缸的无杆腔的压力大于顺序阀11的第二设定压力后,所述第一输出油口A1输出的液压油通过顺序阀11的X口打开顺序阀11,所述有杆腔的液压油通过顺序阀11经第一换向阀12的第二输出油口B1、回油口T1至回油箱。

进一步,打泥控制回路包括第二换向阀2、液控单向阀、节流阀、球阀及打泥油缸;

所述第二换向阀2的进油口P2通过油道与供油管路P连通,所述第二换向阀2的回油口T2通过油道与回油管路T连通,所述第二换向阀2的泄油口Y2通过油道与泄油管路L连通;

所述第二换向阀2的第三输出油口A2经第三液控单向阀3、第三节流阀4、第三球阀16与打泥油缸的第三工作口连通,所述第二换向阀2的第四输出油口B2经第四液控单向阀19、第四节流阀18、第四球阀17与打泥油缸的第四工作口连通。

进一步,所述第一换向阀12、第二换向阀2采用手动换向阀、电磁换向阀、电液换向阀、比例换向阀中的任意一种。

具体地,所述第一换向阀12、第二换向阀2均采用外泄阀,泄漏油可分别通过第一换向阀12的Y1口、第二换向阀2的Y2口经泄油管路L回到油箱,减少了泄油背压,提升了操作的灵敏性和可靠性;打泥回路的控制通过第二换向阀2的动作实现其A2口和B2口的供回油切换,从而控制打泥油缸的前进和后退;第三液控单向阀3和第四液控单向阀19连接形成液压锁,用于保压;第三节流阀4、第四节流阀18用于调速。

进一步,所述第一液控单向阀7、第二液控单向阀10、第三液控单向阀3、第四液控单向阀19和顺序阀11均采用外泄阀,减少了因泄油背压导致的阀动作速度降低等故障,提升了设备的控制准确性。

进一步,所述溢流阀6的第一设定压力的数值范围为1~10MPa,所述顺序阀11的第二设定压力的数值范围为15~32MPa,差动效果较好。

此外,本发明还提供了一种液压泥炮差动控制方法,该方法基于如上所述的液压泥炮差动控制回路,所述液压泥炮差动控制回路由相互独立的打泥控制回路和旋转控制回路组成,打泥控制回路用于控制泥炮的打泥油缸,旋转控制回路用于控制泥炮的旋转油缸。其中,第一换向阀、第二换向阀均采用电磁换向阀,该方法具体包括以下步骤:

1)通过第二电磁换向阀控制打泥油缸进行打泥或退泥操作,具体如下:

打泥操作:通过控制器使第二电磁换向阀内的b2电磁铁通电,第二电磁换向阀右位工作,P2和A2连通,B2和T2连通,开启总球阀1,液压油通过供油管路经P2口进入第二电磁换向阀,再通过A2口经第三液控单向阀3、第三节流阀4、第三球阀16进入打泥油缸的第三工作口;打泥油缸的第四工作口流出的液压油经第四球阀17、第四节流阀18、第四液控单向阀19进入第二电磁换向阀的B2口,最后通过T2口经回油管路T回到油箱内,从而实现打泥操作,打泥油缸进行打泥工作时,第三工作口进油、第四工作口出油;

退泥操作:通过控制器使第二电磁换向阀内的a2电磁铁通电,第二电磁换向阀左位工作,P2和B2连通,A2和T2连通,开启总球阀1,液压油通过供油管路经P2口进入第二电磁换向阀,再通过B2口经第四液控单向阀19、第四节流阀18、第四球阀17进入打泥油缸的第四工作口;打泥油缸的第三工作口流出的液压油经第三球阀16、第三节流阀4、第三液控单向阀3进入第二电磁换向阀的A2口,最后通过T2口经回油管路T回到油箱内,从而实现退泥操作,打泥油缸进行退泥工作时,第四工作口进油、第三工作口出油。

2)通过第一电磁换向阀控制泥炮旋转油缸进行进炮或退炮操作,具体包括:

进炮操作:通过控制器使第一电磁换向阀内的b1电磁铁得电,第一电磁换向阀右位工作,此时第一电磁换向阀的P1口和A1口连通,B1口和T1口连通,液压油从A1口经过第一液控单向阀7、第一节流阀8、第一球阀14进入泥炮旋转油缸的无杆腔;此时,由于A1口的高压油同时进入第二液控单向阀10的控制口X,第二液控单向阀10打开,有杆腔回油通过第二球阀15、第二节流阀9、第二液控单向阀10到达溢流阀6,当所述泥炮旋转油缸的有杆腔与无杆腔的压力差大于所述溢流阀6的第一设定压力,液压油将通过溢流阀6经第一液控单向阀7、第一节流阀8、第一球阀14进入无杆腔,形成差动回路,从而实现进炮操作,同时提高了泥炮旋转油缸的前进速度;

当泥炮旋转到位顶住铁口后,泥炮旋转油缸负载增加,无杆腔压力上升,当压力上升到大于顺序阀11的第二设定压力后,A1口压力将通过顺序阀11的X口打开顺序阀11,有杆腔液压油将通过顺序阀11,经第一电磁换向阀的B1口到回油口T1回到油箱,此时差动自动关闭。

当泥炮旋转油缸前进动作完成后,第一电磁换向阀的电磁铁均失电,阀芯回中位工作,此时第一电磁换向阀的A1口和B1口均与T1口连通,第一液控单向阀7的X口、第二液控单向阀10的X口和顺序阀11的X口均失压关闭,泥炮旋转油缸的有杆腔和无杆腔均处于保压状态,可实现泥炮旋转的准确停位和压炮时的保压需求。

退炮操作:通过控制器使第一电磁换向阀的a1电磁铁得电,第一电磁换向阀左位工作,此时第一电磁换向阀的P1口和B1口连通,A1口和T1口连通,液压油从B1口经顺序阀11、第二节流阀9、第二球阀15进入旋转油缸的有杆腔,液压油同时通过B1口进入第一液控单向阀7的X口,第一液控单向阀7处于打开状态,旋转油缸的无杆腔回油通过第一节流阀8、第一液控单向阀7回到A1口经T1口回至油箱,实现退炮操作。

进一步,溢流阀6的第一设定压力、顺序阀11的第二设定压力均可根据泵站压力及负载状况进行设定,从而改变差动时间和流量,方便调节设备的运行速度和背压。

综上,本发明提供的这种液压泥炮差动控制回路,针对不同的设备规格,泥炮的旋转速度可提高30~100%,大大缩短了泥炮冲击出铁口铁水的时间,可降低泥炮的高温损坏和炮嘴烧损故障,减少了设备故障率;同时,通过第一液控单向阀7、第二液控单向阀10及顺序阀11,实现了泥炮旋转油缸的双向保压,使泥炮旋转停位准确,稳定性得以提高。

以上所述仅是本发明的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。

应当理解的是,本发明并不局限于上述内容,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

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