CN104675773A - 一种辊压速度精准调控的辊压机纯水液压系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种辊压速度精准调控的辊压机纯水液压系统及其方法，采用纯水作为液压传动介质，包括电机、变量泵、过滤器、减压阀、三位四通换向阀、比例阀、液压缸、单向阀、节流阀、马达、背压阀、溢流阀、二位二通换向阀和水箱。采用节流阀进口节流控制辊轮的转速，确保转速控制灵敏度；采用换向阀和比例阀对辊轮间隙进行实时调节，精确控制辊压压力和辊压速度，针对物料的硬度、厚度和粘稠度等特性的不同，进行对应的辊压流程灵活控制，拓宽了辊压机对研磨原料的要求。本发明将纯水液压传动技术应用于辊压机中，针对水压元器件的特性进行了专门回路设定，能够满足水泥粉磨、食品工业、电子以及医疗器械等各种挤压、粉磨和研磨的工业应用场合。

Description

一种辊压速度精准调控的辊压机纯水液压系统及其方法
技术领域
本发明涉及流体压力执行机构，尤其涉及一种辊压速度精准调控的辊压机纯水液压系统及其方法。
背景技术
传统的研磨工艺多采用球磨机和辊压机，球磨机因其研磨过程产生的大量无用撞击和摩擦，使得85%以上的能量转变为热能损失，所以辊压机得到越来越广泛的应用。辊压机有两个水平的辊轮：一个固定，一个活动。现有的辊压机主要结构包括压辊轴系、传动装置、主机架、液压系统、进料装置等。其中采用电机和减速机连接辊轮带动辊轮旋转，液压缸由专门的液压系统就行控制用于改变两轮间隙。为了避免辊压机的电气控制和液压控制的繁琐和冗余，可以将两辊轮的旋转和辊轮间隙的控制都采用液压系统控制。
现有的辊压机液压系统大都采用矿物型液压油为工作介质，但是液压油存在的污染环境和易燃烧这两大严重缺点，使得其在食品、医疗器械、电子、包装等行业逐渐丧失应用，另一方面，在冶金、铸造等高温明火场合以及煤矿井下等易燃易爆环境中的应用也越来越凸显出局限性。近年来，随着人们对环境保护和能源危机的意识日渐增强，新型材料的发展、加工技术的进步和新结构的液压元件的研制为推动，以纯水为液压系统工作介质的纯水液压传动技术克服了早起水压传动的易腐蚀、泄露大、效率低等特点，重新成为国际液压届普遍关注的热点。
目前水液压技术在食品工业、消防器材上得到广泛应用，在造纸、电子、医疗仪器、焊接等特殊场合也有成功应用实例。总体而言，水压技术相比于油压技术研究还不够成熟，但在中小功率特定场合，纯水液压传动技术的工程应用正在得到切实有效的推广。
发明内容
为了克服传统辊压机液压系统存在的易燃和污染的两大问题，拓宽中小功率辊压机的应用场合，提高辊压机的辊压压力和速度的控制精度，本发明提供了一种辊压速度精准调控的辊压机纯水液压系统及其方法，能够自由地调节辊压机的辊压压力和速度，实现辊压机的挤压粉磨功能。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
一种辊压速度精准调控的辊压机纯水液压系统包括：电动机、变量泵、过滤器、减压阀、第一三位四通换向阀、比例阀、液压缸、第二三位四通换向阀、第一单向阀、第一节流阀、第二节流阀、第二单向阀、第一马达、第三单向阀、第三节流阀、第四节流阀、第四单向阀、第二马达、背压阀、溢流阀、二位二通换向阀和水箱；电动机与变量泵刚性连接，变量泵的吸水口与过滤器的出水口连通；过滤器的进水口与水箱相连；变量泵的出水口与减压阀的进水口、溢流阀的进水口、二位二通换向阀的进水口、第二三位四通换向阀的第一水口连通；减压阀的出水口与第一三位四通换向阀的第一水口连通；第一三位四通换向阀的第二水口与比例阀的进水口相连；比例阀的出水口与液压缸的进水口相连；液压缸的出水口与第一三位四通换向阀的第三水口连通；第二三位四通换向阀的第二水口与第一单向阀的出水口、第一节流阀的进水口、第三单向阀的出水口、第三节流阀的进水口连通；第一单向阀的进水口、第一节流阀的出水口与第一马达的进水口相连；第一马达的出水口与第二节流阀的出水口第二单向阀的进水口相连；第三单向阀的进水口、第三节流阀的出水口与第二马达的进水口连通；第二马达的出水口与第四节流阀的出水口、第四单向阀的进水口连通；第二节流阀的进水口、第二单向阀的出水口、第四节流阀的进水口、第四单向阀的出水口与第二三位四通换向阀的第三水口相连；第一三位四通换向阀的第四水口、第二三位四通换向阀的第四水口与背压阀的进水口相连；背压阀的出水口、溢流阀的出水口、二位二通换向阀的出水口与水箱连通。
所述液压系统的辊压速度精准调控方法是：辊压过程中，电动机得电启动，驱动变量泵转动，液压驱动系统开始工作，变量泵输出的高压水一路经减压阀进入换向阀驱动液压缸，另一路进入第二三位四通换向阀驱动第一马达和第二马达带动固定辊和活动辊旋转；
马达驱动回路：第二三位四通换向阀的先导电磁铁得电，高压水依次经过第二三位四通换向阀的第二水口、第二三位四通换向阀第三水口、第一节流阀进入第一马达的进水口，驱动第一马达旋转，马达出水口的水经第二单向阀、第二三位四通换向阀第三水口、第二三位四通换向阀的第四水口、背压阀流回水箱；高压水依次经过第二三位四通换向阀的第二水口、第二三位四通换向阀第三水口、、第三节流阀进入第二马达的进水口，驱动第二马达旋转，马达出水口的水经第四单向阀、第二三位四通换向阀第三水口、第二三位四通换向阀的第四水口、背压阀流回水箱;
液压缸驱动回路：第一三位四通换向阀的先导电磁铁得电，高压水依次经过减压阀、第一三位四通换向阀的第一水口、第一三位四通换向阀的第二水口、比例阀进入液压缸的无杆腔，推动缸杆伸出，减小固定辊和活动辊的间隙，液压缸有杆腔中的水经第一三位四通换向阀的第三水口、第一三位四通换向阀的第四水口、背压阀流回水箱。
辊压过程中，固定辊和活动辊的转速可以通过节流阀和节流阀调节，依据辊压物料的不同，调节减压阀的调定压力控制辊压压力，在此基础上，在辊压特定物料时，固定辊和活动辊的间隙变化规律通过调节液压缸的缸杆伸缩量来实现，改变第一三位四通换向阀的电磁铁的得失电、调节比例阀的开度能够满足不同的辊压工况要求，实现辊压速度的精准调控，确保物料精准辊压输出，实现纯水液压技术在辊压机上的应用。
本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：
本发明采用纯水作为液压系统的传动介质，两辊轮的速度通过节流阀自由调节，辊轮间隙通过换向阀和比例阀实时可调，具有很强的适应性，系统灵活性大大提高，实现了纯水液压技术在辊压机上的应用。由于纯水介质固有的清洁性和阻燃性，新型辊压机可以满足特殊条件下的清洁、环保、安全以及灵活操作要求，它既可以用于目前辊压机所处的水泥、石块等挤压粉磨的工业应用场合，也可以用于食品工业、电子和医疗器械等特殊研磨场合。
附图说明
图1是一种辊压速度精准调控的辊压机纯水液压系统结构示意图。
图中：1. 电动机，2. 变量泵，3. 过滤器，4. 减压阀，5. 第一三位四通换向阀，6. 比例阀，7. 液压缸，8. 第二三位四通换向阀，9. 第一单向阀，10. 第一节流阀，11. 第二节流阀，12. 第二单向阀，13. 第一马达，14. 第三单向阀，15. 第三节流阀，16. 第四节流阀，17. 第四单向阀，18. 第二马达，19. 背压阀，20. 溢流阀，21. 二位二通换向阀，22. 水箱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
一种辊压速度精准调控的辊压机纯水液压系统，其特征在于包括：电动机1、变量泵2、过滤器3、减压阀4、第一三位四通换向阀5、比例阀6、液压缸7、第二三位四通换向阀8、第一单向阀9、第一节流阀10、第二节流阀11、第二单向阀12、第一马达13、第三单向阀14、第三节流阀15、第四节流阀16、第四单向阀17、第二马达18、背压阀19、溢流阀20、二位二通换向阀21和水箱22；电动机1与变量泵2刚性连接，变量泵2的吸水口S与过滤器3的出水口A3连通；过滤器3的进水口B3与水箱22相连；变量泵2的出水口P与减压阀4的进水口P4、溢流阀20的进水口P20、二位二通换向阀21的进水口P21、第二三位四通换向阀8的第一水口P8连通；减压阀4的出水口T4与第一三位四通换向阀5的第一水口P5连通；第一三位四通换向阀5的第二水口A5与比例阀6的进水口P6相连；比例阀6的出水口T6与液压缸7的进水口P7相连；液压缸7的出水口T7与第一三位四通换向阀5的第三水口B5连通；第二三位四通换向阀8的第二水口A8与第一单向阀9的出水口T9、第一节流阀10的进水口P10、第三单向阀14的出水口T14、第三节流阀15的进水口P15连通；第一单向阀9的进水口P9、第一节流阀10的出水口T10与第一马达13的进水口P13相连；第一马达13的出水口T13与第二节流阀11的出水口T11、第二单向阀12的进水口P12相连；第三单向阀14的进水口P14、第三节流阀15的出水口T15与第二马达18的进水口P18连通；第二马达18的出水口T18与第四节流阀16的出水口T16、第四单向阀17的进水口P17连通；第二节流阀11的进水口P11、第二单向阀12的出水口T12、第四节流阀16的进水口P16、第四单向阀17的出水口T17与第二三位四通换向阀8的第三水口B8相连；第一三位四通换向阀5的第四水口T5、第二三位四通换向阀8的第四水口T8与背压阀19的进水口P19相连；背压阀19的出水口T19、溢流阀20的出水口T20、二位二通换向阀21的出水口T21与水箱22连通。
本发明的工作原理如下：
辊压机液压系统主要有三个执行器：一个液压缸和两个马达。其中两个马达分别驱动固定辊和活动辊两个磨辊转动；液压缸与活动辊机械连接，通过调节液压缸的伸缩量调节两个磨辊的间隙，进而控制辊子间的压力，调节辊压速度。辊压过程中，电动机1得电启动，驱动变量泵2转动，液压驱动系统开始工作，变量泵2输出的高压水一路经减压阀4进入换向阀5驱动液压缸，另一路进入第二三位四通换向阀8驱动第一马达13和第二马达18带动固定辊和活动辊旋转；
马达驱动回路：第二三位四通换向阀8的先导电磁铁a8得电，高压水依次经过第二三位四通换向阀8的第二水口A8、第二三位四通换向阀8第三水口B8、第一节流阀10进入第一马达13的进水口，驱动第一马达13旋转，马达出水口的水经第二单向阀12、第二三位四通换向阀8第三水口B8、第二三位四通换向阀8的第四水口T8、背压阀19流回水箱；高压水依次经过第二三位四通换向阀8的第二水口A8、第二三位四通换向阀8第三水口B8、、第三节流阀15进入第二马达18的进水口，驱动第二马达18旋转，马达出水口的水经第四单向阀17、第二三位四通换向阀8第三水口B8、第二三位四通换向阀8的第四水口T8、背压阀19流回水箱;
液压缸驱动回路：第一三位四通换向阀5的先导电磁铁a5得电，高压水依次经过减压阀4、第一三位四通换向阀5的第一水口P5、第一三位四通换向阀5的第二水口A5、比例阀6进入液压缸7的无杆腔，推动缸杆伸出，减小固定辊和活动辊的间隙，液压缸7有杆腔中的水经第一三位四通换向阀5的第三水口B5、第一三位四通换向阀5的第四水口T5、背压阀19流回水箱。
辊压过程中，固定辊和活动辊的转速可以通过节流阀10和节流阀15调节，依据辊压物料的不同，调节减压阀4的调定压力控制辊压压力，在此基础上，在辊压特定物料时，固定辊和活动辊的间隙变化规律通过调节液压缸的缸杆伸缩量来实现，改变第一三位四通换向阀5的电磁铁的得失电、调节比例阀6的开度能够满足不同的辊压工况要求，实现辊压速度的精准调控，确保物料精准辊压输出，实现纯水液压技术在辊压机上的应用。

Claims (2)

1.一种辊压速度精准调控的辊压机纯水液压系统，其特征在于包括：电动机（1）、变量泵（2）、过滤器（3）、减压阀（4）、第一三位四通换向阀（5）、比例阀（6）、液压缸（7）、第二三位四通换向阀（8）、第一单向阀（9）、第一节流阀（10）、第二节流阀（11）、第二单向阀（12）、第一马达（13）、第三单向阀（14）、第三节流阀（15）、第四节流阀（16）、第四单向阀（17）、第二马达（18）、背压阀（19）、溢流阀（20）、二位二通换向阀（21）和水箱（22）；电动机（1）与变量泵（2）刚性连接，变量泵（2）的吸水口（S）与过滤器（3）的出水口（A3）连通；过滤器（3）的进水口（B3）与水箱（22）相连；变量泵（2）的出水口（P）分别与减压阀（4）的进水口（P4）、溢流阀（20）的进水口（P20）、二位二通换向阀（21）的进水口（P21）、第二三位四通换向阀（8）的第一水口（P8）连通；减压阀（4）的出水口（T4）与第一三位四通换向阀（5）的第一水口（P5）连通；第一三位四通换向阀（5）的第二水口（A5）与比例阀（6）的进水口（P6）相连；比例阀（6）的出水口（T6）与液压缸（7）的进水口（P7）相连；液压缸（7）的出水口（T7）与第一三位四通换向阀（5）的第三水口（B5）连通；第二三位四通换向阀（8）的第二水口（A8）分别与第一单向阀（9）的出水口（T9）、第一节流阀（10）的进水口（P10）、第三单向阀（14）的出水口（T14）、第三节流阀（15）的进水口（P15）连通；第一单向阀（9）的进水口（P9）、第一节流阀（10）的出水口（T10）与第一马达（13）的进水口（P13）相连；第一马达（13）的出水口（T13）与第二节流阀（11）的出水口（T11）、第二单向阀（12）的进水口（P12）相连；第三单向阀（14）的进水口（P14）、第三节流阀（15）的出水口（T15）与第二马达（18）的进水口（P18）连通；第二马达（18）的出水口（T18）与第四节流阀（16）的出水口（T16）、第四单向阀（17）的进水口（P17）连通；第二节流阀（11）的进水口（P11）、第二单向阀（12）的出水口（T12）、第四节流阀（16）的进水口（P16）、第四单向阀（17）的出水口（T17）与第二三位四通换向阀（8）的第三水口（B8）相连；第一三位四通换向阀（5）的第四水口（T5）、第二三位四通换向阀（8）的第四水口（T8）与背压阀（19）的进水口（P19）相连；背压阀（19）的出水口（T19）、溢流阀（20）的出水口（T20）、二位二通换向阀（21）的出水口（T21）与水箱（22）连通。
2.一种如权利要求1所述液压系统的辊压速度精准调控方法，其特征在于：辊压过程中，电动机（1）得电启动，驱动变量泵（2）转动，液压驱动系统开始工作，变量泵（2）输出的高压水一路经减压阀（4）进入换向阀（5）驱动液压缸，另一路进入第二三位四通换向阀（8）驱动第一马达（13）和第二马达（18）带动固定辊和活动辊旋转；
马达驱动回路：第二三位四通换向阀（8）的先导电磁铁（a8）得电，高压水依次经过第二三位四通换向阀（8）的第二水口（A8）、第二三位四通换向阀（8）第三水口（B8）、第一节流阀(10)进入第一马达（13）的进水口，驱动第一马达（13）旋转，马达出水口的水经第二单向阀（12）、第二三位四通换向阀（8）第三水口（B8）、第二三位四通换向阀（8）的第四水口（T8）、背压阀（19）流回水箱；高压水依次经过第二三位四通换向阀（8）的第二水口（A8）、第二三位四通换向阀（8）第三水口（B8）、、第三节流阀(15)进入第二马达(18)的进水口，驱动第二马达(18)旋转，马达出水口的水经第四单向阀(17)、第二三位四通换向阀（8）第三水口（B8）、第二三位四通换向阀（8）的第四水口（T8）、背压阀(19)流回水箱;
液压缸驱动回路：第一三位四通换向阀(5)的先导电磁铁(a5)得电，高压水依次经过减压阀(4)、第一三位四通换向阀(5)的第一水口（P5）、第一三位四通换向阀（5）的第二水口（A5）、比例阀（6）进入液压缸（7）的无杆腔，推动缸杆伸出，减小固定辊和活动辊的间隙，液压缸（7）有杆腔中的水经第一三位四通换向阀（5）的第三水口（B5）、第一三位四通换向阀（5）的第四水口（T5）、背压阀（19）流回水箱;
辊压过程中，固定辊和活动辊的转速可以通过节流阀（10）和节流阀（15）调节，依据辊压物料的不同，调节减压阀（4）的调定压力控制辊压压力，在此基础上，在辊压特定物料时，固定辊和活动辊的间隙变化规律通过调节液压缸的缸杆伸缩量来实现，改变第一三位四通换向阀（5）的电磁铁的得失电、调节比例阀（6）的开度能够满足不同的辊压工况要求，实现辊压速度的精准调控，确保物料精准辊压输出，实现纯水液压技术在辊压机上的应用。
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