CN101746752B

CN101746752B - 串接石墨化炉的液压顶推加压装置

Info

Publication number: CN101746752B
Application number: CN200810229099A
Authority: CN
Inventors: 王书宝; 方明勋; 齐忠昱; 王林华
Original assignee: Shenyang Aluminum and Magnesium Engineering and Research Institute Co Ltd
Current assignee: Shenyang Aluminum and Magnesium Engineering and Research Institute Co Ltd
Priority date: 2008-11-27
Filing date: 2008-11-27
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2028-11-27
Also published as: CN101746752A

Abstract

本发明涉及一种液压顶推装置，尤其涉及一种串接石墨化炉的液压顶推加压装置。串接石墨化炉的液压顶推加压装置，其中顶推头与液压缸连接，液压缸固定在底座上，液压缸由液压控制系统控制。本发明的优点效果：本发明结构简单，安全可靠，是串接石墨化过程中必不可少的重要环节，而且此装置稳定性好、响应快速、精度高，不仅能够提高石墨块的质量，降低废品率，而且能够缩短石墨化时间，降低石墨化过程的电能消耗。

Description

串接石墨化炉的液压顶推加压装置

技术领域

本发明涉及一种液压顶推装置，尤其涉及一种串接石墨化炉的液压顶推加压装置。

背景技术

目前在国内铝电解生产厂家中，电解槽上主要使用的是半石墨质阴极碳块，大多数电解槽的平均寿命只能达到1500天左右，这与国外先进的平均槽寿命2200～2500天相比，具有明显的差距，同时我国的电解槽普遍存在着电流密度过低(0.65～0.72A/cm2)，因此同样大小的电解槽也要比国外先进水平少产铝10％以上(国际先进水平约0.75～0.9A/cm2)。阴极碳块的性能不佳是其主要原因之一。

采用石墨化碳块的铝电解槽，电流提高10～15％，使用石墨化阴极后，阴极电阻减小、由于电压摆动减小使电解槽稳定性好、电流效率高、每吨铝电耗降低。石墨化碳块的热膨胀系数一般小于普通碳块，其钠膨胀更是远远小于普通碳块。而且采用石墨化阴极碳块的电解槽，提高导电率有利于炉底电流分布均匀，减少局部的加速腐蚀。高导热率有利于炉底温度分布均匀和侧部炉帮的快速建立从而减少热应力和保护侧部内衬免受侵蚀。可见采用石墨化碳块的好处是十分明显的。在串接石墨化炉生产中一个很重要的装置就是液压顶推装置。串接柱的压紧压力应达到0.8～1.4MPa左右，由于串接柱在石墨化过程中有一定膨胀和收缩，而在结束通电后的冷却过程中，串接柱又会有快速收缩的过程，都会影响压力的变化。如果在压力变化过程中压力控制不当很容易在串接柱端面接触部出现裂纹和串接柱石墨化不均匀，造成石墨块质量不高，从而提高了石墨块的废品率。同时石墨化时间增加，提高了石墨化过程的电能消耗，现有装置响应速度慢，石墨化时间长，精度低的问题。这些问题困扰着石墨化技术的进一步提高。

发明内容

为解决上述技术问题本发明提供一种串接石墨化炉的液压顶推加压装置，目的是不仅能够提高石墨块的质量，降低废品率，而且能够缩短石墨化时间，降低石墨化过程的电能消耗，使稳定性好、响应快速、精度高。

为达上述目的本发明串接石墨化炉的液压顶推加压装置，其中顶推头与液压缸连接，液压缸固定在底座上，液压缸由液压控制系统控制。

所述的液压缸的活塞杆插入到顶推头内，销轴穿过顶推头和活塞杆固定。

所述的销轴设有固定的圆螺母，在销轴上圆螺母的上方设有销钉。

所述的活塞杆的端部为关节轴承。

所述的液压缸两端的外壁上分别设有Ω形卡环，Ω形卡环用螺栓和螺母固定在底座上。

所述的顶推头的前端设有绝缘板。

所述的绝缘板由带有绝缘套的螺丝固定。

所述的液压控制系统由下述结构构成：在液压缸的进油腔和回油腔分别与进油管路和回油管路的一端连通，进油管路和回油管路分别与压力传感器的一端连接，压力传感器的另一端与处理器连接，进油管路和回油管路的另一端与伺服阀连接后伸到油箱内，处理器与伺服阀电连接。

所述在液压缸与伺服阀之间的进油管路和回油管路上分别设有液控单向阀。

所述的液控单向阀与液压缸之间的进油管路和回油管路上分别设有流量调节阀。

所述的流量调节阀与液压缸之间的进油管路和回油管路上分别设有截止阀。

所述的伸到油箱进油管路与单向阀连接后再与电机连接。

所述的伸到油箱回油管路先经过过滤器后再伸到油箱内。

所述在伺服阀与油箱之间的进油管路和回油管路之间设有溢流阀。

所述在伺服阀与油箱之间的进油管路上设有连接到液控单向阀的旁路，在旁路上设有换向阀，换向阀与伺服阀和油箱之间的进油管路之间设有蓄能器。

所述的换向阀与处理器电连接。

所述的处理器将两个压力传感器测得的压力和设定值比较后，向伺服阀和换向阀传送工作信号。

本发明的优点效果：本发明结构简单，安全可靠，是串接石墨化过程中必不可少的重要环节，而且此装置稳定性好、响应快速、精度高，不仅能够提高石墨块的质量，降低废品率，而且能够缩短石墨化时间，降低石墨化过程的电能消耗。

附图说明

图1是本发明串接石墨化炉的液压顶推加压装置的结构示意图。

图2是为图1的A向视图。

图3是为图1的B向视图。

图4是本发明液压系统原理图。

图中1.顶推头；2.带有绝缘套的螺丝；3.活塞杆；4.底座；5.液压缸；6.绝缘板；7.销轴；8.销钉；9.圆螺母；10.螺栓；11.螺母；12.压力传感器；13.处理器；14.截止阀；15.流量调节阀；16.液控单向阀；17.伺服阀；18.换向阀；19.蓄能器；20.溢流阀；21.过滤器；22.电机；23.单向阀；24.油箱；25.回油管路；26.进油管路；27.Ω形卡环。

具体实施方式

下面对本发明的实施例结合附图加以详细描述，但本发明的保护范围不受实施例所限。

本发明液压控制系统为液压缸5提供动力，活塞杆3和顶推头为执行机构。在串接石墨化炉中，需要有两个液压顶推装置分别给串接柱加压，在这里只介绍一个顶推装置的设计。如图1所示，本发明串接石墨化炉的液压顶推加压装置，由下述结构构成：顶推头1与液压缸5连接，液压缸5固定在底座4上，液压缸5由液压控制系统控制；如图2所示，液压缸5的活塞杆3插入到顶推头1内，销轴7穿过顶推头1和活塞杆3固定，销轴7上设有固定的圆螺母9，在销轴7上圆螺母9的上方设有销钉8，活塞杆3的端部为关节轴承，这样活塞杆3可以使顶推头在任一方向上转动一定的角度，这样可以保证每次顶推头1和顶推电极之间有更好的面接触；如图3所示，液压缸5两端的外壁上分别设有Ω形卡环27，Ω形卡环27用螺栓10和螺母11固定在底座4上，顶推头1的前端设有绝缘板6，这样就保证了顶推装置的绝缘性，绝缘板6由带有绝缘套的螺丝2固定。

如图4所示，上述液压控制系统由下述结构构成：在液压缸5的进油腔和回油腔分别与进油管路26和回油管路25的一端连通，进油管路26和回油管路25分别与压力传感器12的一端连接，压力传感器12的另一端与处理器13连接，进油管路26和回油管路25的另一端与伺服阀17连接后伸到油箱24内，处理器13与伺服阀17电连接，在液压缸5与伺服阀17之间的进油管路和回油管路上分别设有液控单向阀16，液控单向阀16与液压缸5之间的进油管路26和回油管路25上分别设有流量调节阀15，流量调节阀15与液压缸5之间的进油管路26和回油管路25上分别设有截止阀14，伸到油箱24的进油管路26与单向阀23连接后再与电机22连接，伸到油箱24的回油管路25先经过过滤器21后再伸到油箱24内，伺服阀17与油箱24之间的进油管路26和回油管路25之间设有溢流阀20，在伺服阀17与油箱24之间的进油管路26上设有连接到液控单向阀16的旁路，在旁路上设有换向阀18，换向阀18与伺服阀17和油箱24之间的进油管路26之间设有蓄能器19，换向阀18与处理器13电连接；处理器13将两个压力传感器测得的压力和设定值比较后，向伺服阀17和换向阀18传送工作信号。

其中截止阀14、流量调节阀15、液控单向阀16、伺服阀17、换向阀18、蓄能器19、溢流阀20、过滤器21、电机22、单向阀23和油箱24设在控制箱内。

本发明的工作原理：当专用天车及夹具将组装好的串接柱吊到炉内后，顶推装置开始工作，液压缸5进油口进油活塞杆伸出，带动顶推头推动顶推电极和串接柱，并调好它们的位置。然后开始通电进行石墨化，串接柱在石墨化过程中有一定膨胀和收缩，而在结束通电后的冷却过程中，电极柱转为快速收缩，又会影响压力的变化，在压力变化过程中，液压控制系统中的压力传感器会把测得的压力传送到处理器，处理器对压力与设定值进行比较，处理器再根据比较的结果向伺服阀和换向阀发送工作信号，这时顶推装置能够在规定的压力变化范围内自动调整伺服阀的开口从而改变加压压力。这样就保证了串接柱上的压力保持恒定。具体保压过程如下：当需要活塞杆伸出压紧电极时，换向阀、伺服阀和电机同时得电，进油管路向进油腔注油，液压缸开始加压，使活塞杆伸出，同时也向蓄能器充压，当达设定压力时，换向阀失电，两个液控单向阀关闭，这样可以保持系统液压缸的设定压力。在压紧过程中，电极由于发生膨胀或者收缩引起压力变化，这时压力传感器检测的压力反馈给处理器，处理器根据系统设定压力进行比较，这样系统会根据压力差值自动调整到系统设定的压力值，从而始终保持设定压力。这里换向阀控制蓄能器的开启是为了让蓄能器的压力能够快速打开液控单向阀，这样使得系统能快速的调节压力值。当需要活塞杆缩回放松顶推电极时，伺服阀、电机和换向阀同时得电，回油管路上的液控单向阀打开，液压缸的回油腔进油，从而活塞杆缩回。这样就保证了串接柱上的压力保持恒定。当液控单向阀关闭，伺服阀17与油箱24之间的进油管路26内的油从溢流阀流回油箱。

Claims

1.串接石墨化炉的液压顶推加压装置，其特征在于顶推头与液压缸连接，液压缸固定在底座上，液压缸由液压控制系统控制；所述的液压缸的活塞杆插入到顶推头内，销轴穿过顶推头和活塞杆固定；所述的液压控制系统由下述结构构成：液压缸的进油腔和回油腔分别与进油管路和回油管路的一端连通，进油管路和回油管路分别与压力传感器的一端连接，压力传感器的另一端与处理器连接，进油管路和回油管路的另一端与伺服阀连接后伸到油箱内，处理器与伺服阀电连接。

2.根据权利要求1所述的串接石墨化炉的液压顶推加压装置，其特征在于所述的销轴设有固定的圆螺母，在销轴上圆螺母的上方设有销钉。

3.根据权利要求1所述的串接石墨化炉的液压顶推加压装置，其特征在于所述的活塞杆的端部为关节轴承。

4.根据权利要求1所述的串接石墨化炉的液压顶推加压装置，其特征在于所述的液压缸两端的外壁上分别设有Ω形卡环，Ω形卡环用螺栓和螺母固定在底座上。

5.根据权利要求1所述的串接石墨化炉的液压顶推加压装置，其特征在于所述的顶推头的前端设有绝缘板。

6.根据权利要求5所述的串接石墨化炉的液压顶推加压装置，其特征在于所述的绝缘板由带有绝缘套的螺丝固定。

7.根据权利要求1所述的串接石墨化炉的液压顶推加压装置，其特征在于在液压缸与伺服阀之间的进油管路和回油管路上分别设有液控单向阀。

8.根据权利要求7所述的串接石墨化炉的液压顶推加压装置，其特征在于所述的液控单向阀与液压缸之间的进油管路和回油管路上分别设有流量调节阀。

9.根据权利要求8所述的串接石墨化炉的液压顶推加压装置，其特征在于所述的流量调节阀与液压缸之间的进油管路和回油管路上分别设有截止阀。

10.根据权利要求1所述的串接石墨化炉的液压顶推加压装置，其特征在于所述的伸到油箱的进油管路与单向阀连接后再与电机连接。

11.根据权利要求1所述的串接石墨化炉的液压顶推加压装置，其特征在于所述的伸到油箱的回油管路先经过过滤器后再伸到油箱内。

12.根据权利要求1所述的串接石墨化炉的液压顶推加压装置，其特征在于在伺服阀与油箱之间的进油管路和回油管路之间设有溢流阀。

13.根据权利要求1或12所述的串接石墨化炉的液压顶推加压装置，其特征在于在伺服阀与油箱之间的进油管路上设有连接到液控单向阀的旁路，在旁路上设有换向阀，伺服阀和油箱之间的进油管路与换向阀之间设有蓄能器。

14.根据权利要求13所述的串接石墨化炉的液压顶推加压装置，其特征在于所述的换向阀与处理器电连接。

15.根据权利要求1所述的串接石墨化炉的液压顶推加压装置，其特征在于所述的处理器将两个压力传感器测得的压力和设定值比较后，向伺服阀和换向阀传送工作信号。