CN103189704B - 废料推送装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种废料推送装置，该废料推送装置包含一个在线性引导装置内受到引导的废料滑块和一个液压驱动系统，该液压驱动系统包含至少一个气缸活塞单元，其中，废料滑块具有至少一个垂直于滑块的引导方向投影的滑块作用端面。废料滑块包含一个从内部引导的推送块，该推送块能够借助至少一个含有活塞的第二液压气缸活塞单元相对于第一气缸活塞单元进行驱动。推送块包含垂直于该推送块引导方向投影的作用端面。此外所有的第二气缸活塞单元的活塞作用面与作用端面的比值大于所有的第一气缸活塞单元的活塞作用面与滑块作用端面的比值。借助本发明能够提高废料推送装置的功能的可靠性。

Description

废料推送装置
技术领域
本发明涉及一种废料推送装置，该装置包含一个在线性引导装置内部受到引导的废料滑块和一个液压驱动系统，该液压驱动系统包含至少一个气缸活塞单元，其中废料滑块具有至少一个垂直于滑块的引导方向投影的滑块作用端面。
背景技术
由DE 103 55 549 A1已知一个该类的装置。一些废料地点的使用可以导致推送装置的堵塞。所以在必要时必须使废料滑块多次来回移动。
发明内容
本发明基于的目的为，提高废料推送装置的功能的可靠性。
该目的通过独立权利要求的特征实现。为此，废料滑块包含一个内部引导的推送块，该推送块借助包含活塞的第二液压的气缸活塞单元能够相对于第一气缸活塞单元受到驱动。该推送块包括一个垂直于推送块的引导方向投影的作用端面。此外，所有的第二气缸活塞单元的活塞作用面和作用端面的面积比值大于所有的第一气缸活塞单元的活塞作用面和滑块作用端面的面积比值。
附图说明
将根据从属权利要求和以下图示的实施形式的描述对本发明进行详细说明。
图1示出了一种带有装料井系统的电弧炉的纵剖面图；
图2示出了装料井系统的横截面图；
图3示出了废料推送装置；
图4示出了废料推送装置的仰视图；
图5示出了废料推送装置的端面图；
图6示出了滑出的废料推送装置；
图7示出了废料推送装置的引导方式的细节图；
图8示出了具有鼻部的端板；
图9示出了具有废料推送装置和摆动活门的装料井系统；
图10示出了废料推送装置的调节回路；
图11示出了对气缸活塞单元的液压控制。
附图标记说明
4    填料，钢废料
5    电弧炉
6    废料柱
10   炉体
11   电极
12   衬里
20   装料井系统
21   框架
22   装料前格层
23   盖子
24   分离壁
25   滑板、引导部
26   推送筐
27   漏斗
28   驱动
31   井形容器
32   侧壁
33   抽气端、抽气口
34   抽气管道
35   隧道
36   （31）的壁
37   底面
38   调节活门
41   摆动活门
42   摆动轴
43   下缘
44   输出位置
51   废料推送装置
52   废料滑块
53   滑块的端面
54   滑块的引导方向
55   线性引导装置
61   滑动阀块
62   上侧
63   端面
64   侧面
65   直线区域
66   引导区域
67   滑板、引导部
68   滑动部件
69   下侧
71   端板
72   引导装置
73   内侧
74   凹槽
75   引导接纳部
81   驱动系统
82   驱动单元、气缸活塞单元
83   关节轴承
84   气缸
85   活塞
86   活塞杆
87   关节轴承
88   活塞侧的气缸腔
89   活塞面
92   驱动单元、气缸活塞单元
101  推送块、空心体
102  纵侧
103  端面、推送块的端面
104  引导角柱体、引导部
105  引导面、引导部
106  端板
107  鼻部
108  侧翼
109  背面
121  驱动单元、气缸活塞单元
122  活塞面
123  关节轴承
124  气缸
125  活塞
126  活塞杆
127  关节轴承
128  引导方向
129  活塞杆腔
131  行程测量系统
132  液压连接
133  导管
134  导管引导链
141  阀门组
142  压力管道
143  活塞侧
144  活塞杆侧
145  压力传感器，活塞侧
146  压力传感器，活塞杆侧
147  输送管道，活塞侧
148  输送管道，活塞杆侧
149  油箱管道
151  2/2换向阀，活塞侧
152  预调阀
153  2/2换向阀，活塞杆侧
154  预调阀
155  2/2换向阀，活塞侧
156  预调阀
157  2/2换向阀，活塞杆侧
158  预调阀
159  2/2预调阀
161  旁路管道
162  4/2换向阀
163  止回阀
164  导管
171  调节回路
172  受控系统
173  测量元件
174  控制元件、促动器
181  调节回路
182  受控系统
183  测量元件
184  控制元件、促动器
具体实施方式
图1和图2示出了具有炉体10和装料井系统20的电弧炉5。填料4例如钢废料借助装料井系统20一份一份地输送到炉体10。填料在此处借助电能和/或化石能熔化。在熔化和精细化或者均质化之后，温度例如为1620摄氏度的液态钢由炉体10流出。借助这种装置，每小时可以由钢废料制造大于100吨的液态钢。由于填料4的较低的密度（废料的密度小于液态钢的密度的十分之一），需要使用多于200立方米的废料才能得到上面提到的流出质量。
装料井系统20具有一个框架21，该框架在该实施例中支承具有漏斗27和盖子23以及井形容器31的装料前格层22。装料前格层22和井形容器31例如通过能够打开的分离壁24彼此隔开。框架21另外用于在上侧封闭的井形容器31的受到冷却的区域的水分配。在井形容器31的一个或者两个侧壁32设置有抽气端33。抽气管道34在炉体10连接井形容器。在图1中示出的纵剖面图中的抽气管道的长度为1.2米。抽气管道的垂直于图1所展示出平面的宽度对应井形容器31的宽度。
井形容器31、抽气管道34和炉体10例如通过隧道35连接。该隧道例如长度为2米并且具有矩形的横截面。隧道的壁可以通过水进行冷却。
整个装料井系统20能够在例如2米的范围内移动，从而可以取出炉体10。
本实施例中的井形容器31的靠近抽气管道34的壁36包含一个摆动活门41，参见图1和图9。本实施例中的水冷的活门41在摆动轴42的下面的高度为500毫米。摆动活门的宽度对应井形容器31的内部宽度。整个摆动活门41围绕设置在井形容器31的外壁的摆动轴42能够旋转90度。该角度最大可达110度。在图9中示出的输出位置44中的摆动活门41由于其自身重力的影响，至少接近垂直地悬挂，因此摆动活门的下缘43与井形容器31的底面37之间的距离例如为2100毫米。下缘43在废料推送装置51的上面例如900毫米。通过安放在井形容器31外面的挡板阻止摆动活门41在其一个终端位置或者两个终端位置上进一步摆动。摆动活门41在该摆动位置上盖住最多一半的抽气管道34。由此即使在有废料40阻塞时，所有的废气体积流也可以通过抽气管道34抽出。
在井形容器31的下部分设置有废料推送装置51，参照图1-图7。该废料推送装置含有在框架21内滑动的废料滑块52和滑块的驱动系统81。本实施例中的废料滑块52包含第一外部滑动阀块61和在它的内部受到引导的内部推送块101。滑动阀块61是空心体并且具有至少一个近似梯形的外部轮廓。其中梯形的短边安置在下面。例如实施为焊接构造物的滑动阀块61相对于中间纵向平面对称。滑动阀块的上侧62和前端面63形成为平面。而侧面64具有下部的直线区域65和单轴卷曲的引导区域66，参照图5和图7。引导区域66的弯曲半径例如大于2米。引导区域66至少逐段地支承滑板67，该滑板在装配状态紧靠框架21的滑板25。线性引导装置55的滑板25、67可以由钢或者抗磨损的金属合金制成。必要时可以考虑使用碳层以降低静摩擦系数和/或滑动摩擦系数。其它的滑动部件68可以设置在大范围开口的下侧69。
本实施例中的端板71形成为垂直于引导装置72。例如在滑动阀块61的内腔73内固定两个驱动单元82、92，例如气缸活塞单元82、92。这两个驱动单元形成废料推送装置51的驱动系统81。彼此平行安放的、相同的气缸活塞单元82、92分别有一个在框架21上的、安置在关节轴承83内的气缸84和一个在气缸84内受到引导的、具有活塞杆86的活塞85。活塞与关节轴承87安置在滑动阀块61内。在本实施例中，活塞行程为6000毫米，活塞直径为340毫米而活塞杆直径为240毫米。在装配状态下，滑动阀块61的端板71与井形容器31的内壁齐平。废料滑块52水平地安置，从而使废料滑块平放在水平的底面37上。
滑动阀块61的端板71具有凹槽74，在装配状态下，位于缩进位置的推送块101从凹槽凸出300毫米。滑动阀块61的端面63也可以与推送块101的端面103齐平。本实施例中的推送块101形成为方形的轮廓。焊接结构例如对于垂直的中间纵向平面对称。空心体101在其纵侧102对引导角柱体104形成支承。在装配状态下，角柱体位于滑动阀块61的、与角柱体互补形成的引导接纳部75上。引导角柱体104的上引导面和下引导面105包围出一个60度的角。也可以像滑动阀块61的引导系统一样形成引导系统75、104。滑动阀块61也可以借助角柱体引导装置在框架21内滑动。同样可以考虑滚动引导装置。
本实施例中的推送块101的端板106垂直于引导装置75、104。推送块的端面103占整个滑块的端面53的30%，整个滑块的端面为滑动阀块61和推送块101的端面63、103的总和。两个端面63、103的下缘彼此齐平，在图5示出的推送块的端面103为滑块的端面53的43%。
图8示出了具有形成为鼻形的端板106的推送块101。形成鼻部107的两个侧翼108形成夹角174度。该角度在150度至180度范围内。滑动阀块61的端板71也可以形成为鼻形。在该实施例中的鼻部107为垂直安置的。
例如在推送块101的背面109安置另一个形成为气缸活塞单元121的驱动单元121。在本实施例中的气缸活塞单元121的气缸124借助关节轴承123安置在滑动阀块61上。活塞杆126安置在推送块101上的关节轴承127内。本实施例中的活塞125的直径和活塞杆126的直径与第一驱动单元82、92的值相同。因此第一气缸活塞单元82、92的活塞作用面89的大小等同于第二气缸活塞单元121的活塞作用面122。而第二气缸活塞单元的活塞行程等于第一气缸活塞单元82、92的活塞行程的一半。第二气缸活塞单元121的活塞行程可以在第一气缸活塞单元82、92的活塞行程的40%至60%之间。
本实施例中的上述所有气缸活塞单元82、92、121具有行程测量系统131，参照图11。气缸活塞单元82、92、121可以以此处阐述的圆形设计实施，也可以以角牵板设计实施。必要时可以使用摆动轴承替代关节轴承83、87、123、127。也可以考虑单侧法兰装配、摆动轴颈等等。
第二气缸活塞单元121和框架21之间的液压连接132例如通过导管133实施。在图1中示出的实施例中，导管133位于导管引导链134中。导管133也可以形成为悬挂式。
这样设计液压调控，即，第一驱动单元80、92和第二驱动单元121可以彼此独立地进行调控。中央液压连动装置可以同时调控所有的控制单元。为此需要的液体流量可以借助泵或者蓄压器提供。最大的流速可以为每秒150毫米。在液压阀门组和气缸活塞单元82、92、121之间的管道可以实施为两英寸内径的管道或者导管。液压介质是基于水-乙二醇的不易燃的液压流体，例如可以考虑基于矿物油的液压油。液压装置的额定压力为160×105N/m2。
图11中示出了每个双重作用的气缸活塞单元82、92、121的液压阀门组141。两个其它的阀门组类似地构造。由泵出来的压力管道142连接到两个具有弹簧复位的液压预调整的2/2换向阀151、153上。在本实施例中的各个预调阀152、154是具有弹簧复位的电磁4/2换向阀。活塞侧143连接到阀门152的出口侧，而活塞杆侧144连接到另外一个阀门153的出口侧。在本实施例中的每个输送管道147、148内，在阀门组侧设置有压力传感器145、146。输送管道147、148具有导管164以平衡气缸活塞单元82、92、121相对于液压阀门组141和框架21的位置移动。
在输送管道147、148上分别连接一个与油箱管道149相连的、具有弹簧复位的液压预调整的2/2换向阀155、157。预调阀156、158可以构建为与前面所述相同。在本实施例中，在活塞杆侧的油箱阀157具有另一个2/2预调阀159。
油箱管道149和活塞侧的输送管道147借助旁路管道161相连。具有弹簧复位的电磁驱动的4/2换向阀162和止回阀163位于该旁路管道161中。
在废料筐卸载到装料前格层22中之后，盖子23关闭。暂时在装料前格层22中的推送筐26借助驱动器28输送废料4进入井形容器31，其中分离壁24间断地打开。在图1和图9中示出了装填了废料4的井形容器31。在电弧炉5的运行过程中，至少一部分在熔化过程中产生的废气由废料柱6吸到抽气口33。废气在冷却中将热能释放到废料4，废料由此得到预加热。
废料推送装置51在起始位置缩回。废料滑块52位于在图1和图3所示的起始位置。所有气缸活塞单元82、92、121都缩回。
为了将废料4从井形容器31推到炉体10内，废料推送装置51驶出，参照图6。为此借助两个气缸活塞单元82、92将废料滑块52由图1中所示的位置向右推动。将废料4通过隧道35推向炉体10方向。废料4滑过衬里12到达炉体10内。
在推送废料4的过程中，将废料压向摆动活门41的下部区域，即摆动轴42的下面。摆动活门41旋开。旋开角度可以是最大旋开角度的一部分。摆动活门41可以旋转到终端位置挡板处。
废料滑块52可以推入到隧道35内一米。相对于滑动阀块61能够滑动的推送块101能够在炉子中央的方向上在衬里12上方滑动最多100毫米。由于长的整个行程，隧道可以长于一米。
如图8所示，如果一个端板71、106或者两个端板71、106形成为鼻形，那么可以加强地将炉体10内的废料4引入到电极11以外的区域。由此进一步减小在装料过程中的电极破碎的危险。
一旦废料4被推入炉体10内，废料滑块52返回其缩进的起始位置。摆动活门41可以在自身重力的控制下旋转回垂直位置。
在推动中的废料4的阻力可能不稳定。这导致在液压管道132、133、147、148中的液压上升或者下降。至少在活塞侧的压力传感器145具有压力上阈值。一旦在输送管道中147的液压超过该压力阈值，第二气缸活塞单元121的活塞侧的预调阀152和活塞杆侧的预调阀154发生调整并且换向阀151、153打开。由压力管道142输送的液压介质将推送块101相对于滑动阀块61向引导方向128推动。液压流体由活塞杆腔129推挤入油箱中。其中，在单个废料部件上的、推送块101垂直于引导方向128投影的作用端面103的单位表面压强比垂直于滑块的引导方向54投影的滑块作用端面53的单位表面压强大60%。由于较大的力，靠近底面的阻塞的废料4可以沿着炉体10的方向受到推送。而上层的废料4可以在推送块101返回之后向下滑。
在推送块101推出的过程中，第一气缸活塞单元82、92的液压阀门151、153继续保持打开。废料滑块52能够继续在炉体10的方向上移动。一旦在液压管道中的压力小于上返回关闭值，第二气缸活塞单元121的阀门151、153、155、157转接。第二气缸活塞单元121再次缩进，而废料滑块52继续推出。在废料滑块52的滑动行程中可以多次重复该过程。上阈值的压力值可以高于返回关闭值的压力值，从而避免了由过度频繁的打开和关闭引起的系统的振动。
图10示出了该调节回路171的上部区域。在此废料滑块52形成受控系统172。第一气缸活塞单元82、92的压力传感器145是测量元件173，测量元件响应控制元件174、第二气缸活塞单元121。
一旦活塞侧的压力传感器145低于下阈值，活塞杆侧144通过将4/2换向阀162与活塞侧143液压相连。连接管道161中的止回阀163阻止了液压流体相活塞杆侧144方向流动。通过活塞杆144施加的力只取决于活塞杆的直径。从而在废料4上的滑块作用端面53的单位面积受力较小。由于流入活塞侧的气缸腔88中的较大的体积流，在该压差电路中活塞的速度随着活塞面积和活塞杆面积的比值的提高而提高。
随着废料4的阻力的再次提高，借助压力传感器145给出的驱动系统81的压力再次上升。一旦压力高于下返回关闭阈值，压差电路再次断开。气缸活塞单元82、92再次以整个活塞作用面积89移动。
在图10的下部区域示出了该调节回路181。在该调节回路181中，废料滑块52是受控系统182，而第一气缸活塞单元82、92的压力传感器145是测量元件183。控制元件184形成用于打开和关闭压差电路的换向阀162。
还可以在所有的气缸活塞单元82、92、121的活塞杆侧，将压力传感器146集成到调节回路中。
还可以考虑不同的实施例的组合。

Claims (8)

1.一种废料推送装置(51)，所述废料推送装置包含一个在线性引导装置(55)内部受到引导的废料滑块(52)和一个液压驱动系统(81)，所述液压驱动系统包含至少一个气缸活塞单元(82、92)，其中，废料滑块(52)具有至少一个垂直于滑块的引导方向(54)投影的滑块作用端面(53)，其特征在于，
-废料滑块(52)包含第一外部滑动阀块(61)和在它的内部受到引导的内部推送块(101)，所述推送块能够借助至少一个含有活塞(125)的第二液压气缸活塞单元(121)相对于第一气缸活塞单元(82、92)进行驱动，
-推送块(101)包含垂直于所述推送块的引导方向(128)投影的作用端面(103)，并且
-所有的第二气缸活塞单元(121)的活塞作用面(122)与作用端面(103)的比值大于所有的第一气缸活塞单元(82、92)的活塞作用面(89)与滑块作用端面(53)的比值。
2.根据权利要求1所述的废料推送装置(51)，其特征在于，所述废料滑块(52)能够借助两个气缸活塞单元(82、92)进行驱动。
3.根据权利要求1所述的废料推送装置(51)，其特征在于，第一气缸活塞单元(82、92)的活塞作用面(89)对应于第二气缸活塞单元(121)的活塞作用面(122)。
4.根据权利要求1所述的废料推送装置(51)，其特征在于，所述推送块(101)的行程长度至少占滑动阀块(61)的行程长度的45％。
5.根据权利要求1所述的废料推送装置(51)，其特征在于，所述推送块(101)的端板(106)形成为鼻形。
6.根据权利要求1所述的废料推送装置(51)，其特征在于，对所述气缸活塞单元(82、92、121)的液压控制包含一个能够接通的调节回路(171)，调节回路的受控系统(172)是废料滑块(52)，调节回路的控制元件(174)是第二气缸活塞单元(121)并且调节回路的测量元件是第一气缸活塞单元(82、92)的压力传感器(145)。
7.根据权利要求1所述的废料推送装置(51)，其特征在于，借助压差电路至少能够调节第一气缸活塞单元(82、92)。
8.一种装料井系统(20)，所述装料井系统具有井形容器(31)和根据权利要求1所述的废料推送装置(51)，其特征在于，井形容器(31)的远离废料推送装置(51)的壁(36)包含具有重力复位的摆动活门(41)，其中，废料滑块(52)的行程穿过复位了的摆动活门(41)的平面。
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