CN103920603B - 卧式螺旋卸料过滤离心机液压系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种卧式螺旋卸料过滤离心机液压系统，包括转鼓液压系统、螺旋液压系统，转鼓液压系统包括转鼓泵，转鼓马达，转鼓泵和转鼓马达组成闭式回路；螺旋液压系统包括负载敏感泵、负载敏感控制阀和螺旋马达，负载敏感泵、负载敏感控制阀和螺旋马达组成开式负载敏感系统，转鼓泵和负载敏感泵均由电机驱动。由于采用闭式系统驱动并控制转鼓，通过控制转鼓泵的排量可以精确控制转鼓的转速，通过开式负载敏感系统驱动并控制螺旋输送器，可以精确控制螺旋输送器的转速，从而实现转鼓和螺旋输送器差速的精确控制，实现小差速，而且负载敏感系统根据需要提供流量，使得系统非常节能。

Description

卧式螺旋卸料过滤离心机液压系统及控制方法

技术领域

本发明专利涉及一种卧式螺旋卸料过滤离心机的液压系统及控制方法，具体涉及一种全液压驱动的卧式螺旋卸料过滤离心机液压系统及其控制方法，属于固液分离设备技术领域。

背景技术

卧式螺旋卸料过滤离心机以下简称（卧螺过滤离心机）是一种能耗低、性能稳定、分离效果好的固液分离设备。分离过程中的进料、脱水、洗涤、卸料等工序连续完成，是一种生产效率较高的机型。其工作原理为螺旋输送器设置在转鼓内，转鼓与螺旋以一定差速同向高速旋转，物料进入后，在离心力场的作用下，较重的固相物沉积在转鼓上形成沉渣层，螺旋输送器将沉积的固相物连续不断的推至转鼓前端，经排渣口排出，较轻的液相物则形成内层液环，由转鼓后端溢流口连续溢出，经排液口排出。目前卧螺过滤离心机差速控制的驱动方式有：1、单电机驱动形式：即一台电机通过主皮带轮驱动转鼓、次级皮带轮通过机械差速器驱动螺旋输送器；2、双电机结构：即一台电机通过皮带直接驱动转鼓，另一台电机通过机械差速器驱动螺旋输送器；3、单电机单液压驱动形式：电机通过皮带轮直接驱动转鼓，液压站通过液压差速器驱动螺旋输送器。上述差速控制的驱动方式具体存在以下不足：

1、单电机驱动的卧螺过滤离心机对物料的适应性较差，只能通过停机更换皮带来调节差转速；

2、双电机驱动的卧螺过滤离心机差速可以任意调节，实现无级调速，但由于其差速较大使得固液分离时物料在转鼓内停留的时间较短，容易造成螺旋输送器严重磨损；

3、单电机单液压驱动的卧螺过滤离心机控制方便而且灵敏度较高，但由于液压接头的存在容易出现液压油泄露。同时，进油油路、回油油路及与各电磁换向阀的连接均为管式结构，使管路安装非常复杂而且系统的集成度非常低。

此外，申请号为201210271299.5的中国专利申请公开了一种全液压驱动差速卧螺离心机包括卧螺离心机本体、驱动电机与至少两个液压泵，至少两个液压泵与驱动电机动力连接，所述的差速卧螺离心机还包括液压马达与液压差速器，液压马达与卧螺离心机本体上的转鼓动力连接，液压差速器与卧螺离心机本体中的螺旋推料器一端动力连接，液压差速器与液压马达分别通过循环管道接入不同的液压泵，循环管道上设置有用于控制液压油油量输出的控制块。其采用了全液压驱动的方式，但是其液压系统通过溢流阀组调节两液压泵向液压差速器与液压马达输出的油压，其不能实现对系统流量的准确控制，因此转鼓和螺旋推料器的差速也无法实现精确控制，其压力靠溢流阀设定，若系统压力超过其溢流阀设定压力，多余流量就会溢流，造成浪费，系统不节能。

发明内容

本发明的目的在于避免上述现有技术中存在的不足，提供一种全液压驱动的卧螺过滤离心机及控制方法。其控制功能多、集成度高、体积小便于自动化控制；以解决卧螺过滤离心机中转鼓与螺旋推料器差速较大、输出扭矩小以及液压接头存在易发生液压油渗透、差速不能精确控制、不节能等技术问题。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：一种卧式螺旋卸料过滤离心机液压系统，包括转鼓液压系统、螺旋液压系统、液压冷却系统和液压油箱，其中所述转鼓液压系统包括转鼓泵，转鼓马达，所述转鼓泵和所述转鼓马达组成闭式回路，所述闭式回路上还设置有一对溢流阀组、冲洗阀和第一流量计，所述溢流阀组用来控制所述转鼓马达的压力，所述第一流量计用来监测所述转鼓泵流向所述转鼓马达的流量，所述转鼓液压系统还包括补油泵和补油溢流阀，所述补油泵和所述补油溢流阀组成补油系统，用于给所述闭式回路补油，还包括三位四通控制阀和第一远程控制阀，所述第一远程控制阀由所述补油系统提供控制油控制所述三位四通控制阀从而控制所述转鼓泵的排量；所述螺旋液压系统包括负载敏感泵、负载敏感控制阀和螺旋马达，所述负载敏感泵、所述负载敏感控制阀和所述螺旋马达组成开式负载敏感系统，第二流量计设置在所述负载敏感控制阀到所述螺旋马达的油路上，用来监测流经所述螺旋马达的流量，还包括第二远程控制阀，所述第二远程控制阀通过控制所述负载敏感控制阀控制端的油压控制所述负载敏感阀从而控制通过所述螺旋马达的流量，所述螺旋马达的压力由溢流阀控制；所述转鼓马达驱动转鼓，所述螺旋马达驱动螺旋输送器，所述转鼓泵和所述负载敏感泵均由电机驱动。

由于采用闭式系统驱动并控制转鼓，通过控制转鼓泵的排量可以精确控制转鼓的转速，通过开式负载敏感系统驱动并控制螺旋输送器，可以精确控制螺旋输送器的转速，从而实现转鼓和螺旋输送器差速的精确控制，实现小差速，而且负载敏感系统根据需要提供流量，使得系统非常节能。

进一步，还包括液压冷却系统，所述液压冷却系统包括冷却泵、冷却马达，所述冷却泵由电机驱动为所述冷却马达提供压力油，所述冷却马达驱动冷却风扇，散热溢流阀设置在所述冷却泵的出口，散热器设置在所述冷却风扇的出风口，所述液压冷却系统用于给系统冷却散热。

增加冷却系统可以避免液压系统过热，使得系统工作更加良好。

进一步，所述散热器包括第一散热片和第二散热片，所述冷却马达的回油和所述散热溢流阀的回油经过所述第一散热片进行散热，所述转鼓马达的泄露油、所述冲洗阀的冲洗油、所述负载敏感泵、所述螺旋马达、所述冷却马达的泄露油以及所述补油溢流阀的回油均经过所述第二散热片进行散热。

通过将设置第一散热片和第二散热片，使得需要低背压的泄露等油液与相对高压力的马达回油分开，可以有效保证液压元件的寿命，避免液压元件密封失效。

进一步，还包括压力传感器，所述压力传感器设置在所述螺旋马达的进油路上，所述第二远程控制阀可根据所述压力传感器的压力控制所述负载敏感阀的开口。

通过压力传感器可以实时监测螺旋输送器液压系统的压力，当螺旋输送器因物料含固量太多或大物料卡滞引起螺旋马达负载增大，螺旋液压系统压力增高，压力传感器会控制第二远程控制阀减小负载敏感控制阀的开口从而减小负载敏感泵的排量，降低螺旋马达的转速来增大扭矩，达到防堵塞的效果，还可以避免系统过热，节省能源。

另一方面，本发明还提供一种如上所述的卧式螺旋卸料过滤离心机液压系统的控制方法，步骤如下：

A、确认液压系统油液充足以及所述第一远程控制阀和第二远程控制阀处于控制零点；

B、启动电机，待系统运转稳定后，通过调整所述第二远程控制阀使所述螺旋输送器的转速达到需要值，通过调整所述第一远程控制阀使所述转鼓与所述螺旋输送器的转速差达到需要值。

本发明相比现有技术具有如下优点：由于选用液压驱动并且采用液压螺旋差速器使得螺旋推料器动力更加强劲，同时通过调节远程控制阀精确的控制液压泵的排量实现液压无极调速；转鼓与螺旋输送器的转速差小有利于延长悬浮液中的固相颗粒在转鼓中的停留时间，使固相输出时含水率更低，而且低差转速能够减小物料与螺旋输送器叶片的磨损从而延长螺旋输送器叶片的使用寿命；液压驱动系统特别适合在灰尘、潮湿、高温等非常恶劣的环境中工作而且特别适合应用于防爆性的环境中；当物料在机器中形成沉积物，在螺旋输送器上引起扭矩峰值“颤振运行”时有杰出的阻尼特性，通过改变系统的液力阻抗还可以进一步提高阻尼特性；本发明提供的卧螺过滤离心机液压系统体积小、集成度高、控制功能多，便于自动化控制。

附图说明

图1:为本发明实施例的液压系统原理图；

图中：1.为转鼓液压系统、2.为螺旋液压系统、3.为液压冷却系统、4.为液压油箱、11.为转鼓泵、12.为转鼓马达、13.为溢流阀组、14.为冲洗阀、15.为第一流量计、16.为补油泵、17.为补油溢流阀、18.为三位四通控制阀、19.为第一远程控制阀、21.为负载敏感泵、22.为负载敏感控制阀、23.为螺旋马达、24.为第二流量计、25.为第二远程控制阀、26.为溢流阀、27.压力传感器、31.冷却泵、32.冷却马达、33.冷却风扇、34.散热溢流阀、35.散热器、36.第一散热片、37.第二散热片、41.为呼吸器、42.为液位计、43.为温度传感器、44.为液位传感器。

具体实施方式

如图1所示：一种卧式螺旋卸料过滤离心机液压系统，包括转鼓液压系统1、螺旋液压系统2、液压冷却系统3和液压油箱4，其中所述转鼓液压系统1包括转鼓泵11，转鼓马达12，所述转鼓泵11和所述转鼓马达12组成闭式回路，所述闭式回路上还设置有一对溢流阀组13、冲洗阀14和第一流量计15，所述溢流阀组13用来控制所述转鼓马达12的压力，所述第一流量计15用来监测所述转鼓泵11流向所述转鼓马达12的流量，所述转鼓液压系统1还包括补油泵16和补油溢流阀17，所述补油泵16和所述补油溢流阀17组成补油系统，用于给所述闭式回路补油，还包括三位四通控制阀18和第一远程控制阀19，所述第一远程控制阀19由所述补油系统提供控制油控制所述三位四通控制阀18从而控制所述转鼓泵11的排量；所述螺旋液压系统2包括负载敏感泵21、负载敏感控制阀22和螺旋马达23，所述负载敏感泵21、所述负载敏感控制阀22和所述螺旋马达23组成开式负载敏感系统，第二流量计24设置在所述负载敏感控制阀22到所述螺旋马达23的油路上，用来监测流经所述螺旋马达23的流量，还包括第二远程控制阀25，所述第二远程控制阀25通过控制所述负载敏感控制阀22控制端的油压控制所述负载敏感阀22从而控制通过所述螺旋马达23的流量，所述螺旋马达23的压力由所述溢流阀26控制；所述转鼓马达12驱动转鼓，所述螺旋马达23驱动螺旋输送器，所述转鼓泵11和所述负载敏感泵21均由电机驱动。

还包括液压冷却系统3，所述液压冷却系统3包括冷却泵31、冷却马达32，所述冷却泵31由电机驱动为所述冷却马达32提供压力油，所述冷却马达32驱动冷却风扇33，散热溢流阀34设置在所述冷却泵31的出口，散热器35设置在所述冷却风扇33的出风口，所述液压冷却系统3用于给系统冷却散热。

所述散热器35包括第一散热片36和第二散热片37，所述冷却马达32的回油和所述散热溢流阀34的回油经过所述第一散热片36进行散热，所述转鼓马达12的泄露油、所述冲洗阀14的冲洗油、所述负载敏感泵21、所述螺旋马达23、所述冷却马达32的泄露油以及所述补油溢流阀17的回油均经过所述第二散热片37进行散热。

还包括压力传感器27所述压力传感器27设置在所述螺旋马达23的进油路上，所述第二远程控制阀25可根据所述压力传感器27的压力控制所述负载敏感阀22的开口。

液压油箱4为整个系统提供油液，呼吸器41设置在所述液压油箱4的顶部，液位计42设置在所述液压油箱4的侧面，所述液压油箱4上还设置有温度传感器43、液位传感器44。

通过在液压油箱4上设置温度传感器43以及液位传感器44可以让用户对系统的运行情况更加了解，例如可以设置当所述温度传感器43超过一定值时报警，当所述液位传感器44低于设定值时禁止电机启动避免液压油过热和液压油不够引起系统故障。

Claims (6)

1.一种卧式螺旋卸料过滤离心机液压系统，包括转鼓液压系统(1)、螺旋液压系统(2)、液压冷却系统(3)和液压油箱(4)，其特征在于：所述转鼓液压系统(1)包括转鼓泵(11)，转鼓马达(12)，所述转鼓泵(11)和所述转鼓马达(12)组成闭式回路，所述闭式回路上还设置有一对溢流阀组(13)、冲洗阀(14)和第一流量计(15)，所述溢流阀组(13)用来控制所述转鼓马达(12)的压力，所述第一流量计(15)用来监测所述转鼓泵(11)流向所述转鼓马达(12)的流量，所述转鼓液压系统(1)还包括补油泵(16)和补油溢流阀(17)，所述补油泵(16)和所述补油溢流阀(17)组成补油系统，用于给所述闭式回路补油，还包括三位四通控制阀(18)和第一远程控制阀(19)，所述第一远程控制阀(19)由所述补油系统提供控制油控制所述三位四通控制阀(18)从而控制所述转鼓泵(11)的排量；所述螺旋液压系统(2)包括负载敏感泵(21)、负载敏感控制阀(22)和螺旋马达(23)，所述负载敏感泵(21)、所述负载敏感控制阀(22)和所述螺旋马达(23)组成开式负载敏感系统，第二流量计(24)设置在所述负载敏感控制阀(22)到所述螺旋马达(23)的油路上，用来监测流经所述螺旋马达(23)的流量，还包括第二远程控制阀(25)，所述第二远程控制阀(25)通过控制所述负载敏感控制阀(22)控制端的油压控制所述负载敏感控制阀(22)从而控制通过所述螺旋马达(23)的流量，所述螺旋马达(23)的压力由溢流阀(26)控制；所述转鼓马达(12)驱动转鼓，所述螺旋马达(23)驱动螺旋输送器，所述转鼓泵(11)和所述负载敏感泵(21)均由电机驱动。

2.如权利要求1所述的卧式螺旋卸料过滤离心机液压系统，其特征在于：所述液压冷却系统(3)还包括冷却泵(31)、冷却马达(32)，所述冷却泵(31)由电机驱动为所述冷却马达(32)提供压力油，所述冷却马达(32)驱动冷却风扇(33)，散热溢流阀(34)设置在所述冷却泵(31)的出口，散热器(35)设置在所述冷却风扇(33)的出风口，所述液压冷却系统(3)用于给系统冷却散热。

3.如权利要求2所述的卧式螺旋卸料过滤离心机液压系统,其特征在于：所述散热器(35)包括第一散热片(36)和第二散热片(37)，所述冷却马达(32)的回油和所述散热溢流阀(34)的回油经过所述第一散热片(36)进行散热，所述转鼓马达(12)的泄露油、所述冲洗阀(14)的冲洗油、所述负载敏感泵(21)、所述螺旋马达(23)、所述冷却马达(32)的泄露油以及所述补油溢流阀(17)的回油均经过所述第二散热片(37)进行散热。

4.如权利要求1或3所述的卧式螺旋卸料过滤离心机液压系统，其特征在于：所述的螺旋马达(23)的进油路上还设置有压力传感器(27)，所述第二远程控制阀(25)可根据所述压力传感器(27)的压力控制所述负载敏感控制阀(22)的开口。

5.如权利要求1所述的卧式螺旋卸料过滤离心机液压系统，其特征在于：所述的液压油箱(4)为整个系统提供油液，在所述液压油箱(4)的顶部设有呼吸器(41)，温度传感器(43)和液位传感器(44)，侧面设有液位计(42)。

6.一种如权利要求1至5任一项所述的卧式螺旋卸料过滤离心机液压系统的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

A)、确认液压系统油液充足以及所述第一远程控制阀(19)和第二远程控制阀(25)处于控制零点；

B)、启动电机，待系统运转稳定后，通过调整所述第二远程控制阀(25)使所述螺旋输送器的转速达到需要值，通过调整所述第一远程控制阀(19)使所述转鼓与所述螺旋输送器的转速差达到需要值。