CN104948519A - 用于布料溜槽倾角定位精度的液压控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于布料溜槽倾角定位精度的液压控制系统，其与用于驱动布料溜槽倾动的三个油缸连接，所述液压控制系统包括具有三个同轴等排量的分流器的液压同步马达，三个所述分流器分别通过分路油管与三个油缸的有杆腔连接或者三个所述分流器分别通过分路油管与三个油缸的无杆腔连接以使三个所述油缸等量供油。本发明的用于布料溜槽倾角定位精度的液压控制系统通过采用液压同步马达，以输出相同流量的液压油，从而保证三个油缸的同步，同时三个油缸又相互隔离，使由三个油缸带动的托圈不会发生倾斜，进而避免导轮与导轨之间的磨损，提高布料器的使用寿命。

Description

用于布料溜槽倾角定位精度的液压控制系统

技术领域

本发明涉及一种液压控制系统，尤其涉及一种用于无料钟炉顶布料溜槽倾角定位精度的液压控制系统。属于高炉炼铁技术领域。

背景技术

目前无料钟炉顶布料器的布料溜槽的倾动采用三个油缸液压驱动。如图1所示，三个油缸101均布120度连接在一个托圈102上（机械同步），托圈102上下运动带动布料溜槽103倾动。布料溜槽103倾动对于原有机械同步：对于布料溜槽103倾角较小的情况，三个油缸101受力相同或相差不大时，油缸101同步保证托圈102的平衡，从而保证倾角定位精度。而对于要求布料溜槽103倾角较大的布料器，则三个油缸101受力的差值较大（即偏载），三个油缸101不同步使托圈102出现倾斜导致倾角定位精度出现偏差。布料溜槽103旋转时，托圈102偏载使三个油缸101的有杆腔的互通的油液发生窜动，无杆腔互通的油液也发生窜动，从而使三个油缸101位移发生变化S1=S2+S3(S1、S2、S3分别为三个油缸某一时间段位移的变化量)，从而造成了托圈102倾斜，布料溜槽103倾角出现了波动。

现有结构布料溜槽103旋转时倾角波动大小主要由导轮104和导轨105的接触限定，这由导轮104、导轨105间隙大小及托圈102偏载决定。最初使用时，导轮104和导轨105间隙较小，布料溜槽103旋转一周波动角度在0.1度左右；随着布料器使用周期加长，托圈102倾斜导致导轮104和导轨105的磨损加大（导轮、导轨间隙加大），布料溜槽103旋转一周的波动角度也随之加大，甚至在0.2度以上，不能满足高炉现场工艺要求。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于布料溜槽倾角定位精度的液压控制系统，其能够保证三个油缸的同步性，以减小由于托圈倾斜导致的导轮和导轨的磨损，从而提高布料器的使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：用于布料溜槽倾角定位精度的液压控制系统，其与用于驱动布料溜槽倾动的三个油缸连接，所述液压控制系统包括具有三个同轴等排量的分流器的液压同步马达，三个所述分流器分别通过分路油管与三个油缸的有杆腔连接或者三个所述分流器分别通过分路油管与三个油缸的无杆腔连接以使三个所述油缸等量供油。

作为优选，所述液压控制系统还包括比例阀、第一液控单向阀和第二液控单向阀；

所述比例阀的油口P与高压液压油源连接，所述比例阀的油口T与液压站回油管连接，所述比例阀的油口A通过第一管路与所述液压同步马达的三个分流器同时连接，所述液压同步马达的三个分流器分别与三个所述油缸的无杆腔连接，所述比例阀的油口B通过第二管路同时与三个所述油缸的有杆腔连接；

所述第一液控单向阀串接在所述第一管路上，所述第一液控单向阀上连接有在所述第二管路为三个所述油缸的有杆腔供油时向所述第一液控单向阀提供控制油，以使所述第一液控单向阀反向导通的控制油路，所述第一液控单向阀在无控制油时使液压油从比例阀到所述分流器单向导通；

所述第二液控单向阀串接在所述第二管路上，所述第二液控单向阀上连接有在所述液压同步马达为三个所述油缸的无杆腔供油时向所述第二液控单向阀提供控制油，以使所述第二液控单向阀反向导通的控制油路，所述第二液控单向阀在无控制油时使液压油从比例阀到所述有杆腔单向导通。

作为优选，所述第一液控单向阀和第二液控单向阀共用控制油路，所述控制油路上设置有换向阀；所述控制油路包括回油控制油路和进油控制油路；所述换向阀的油口P与高压液压油源连接，所述换向阀的油口T与液压站泄油管，所述换向阀的油口A通过所述回油控制油路同时与所述第一液控单向阀和第二液控单向阀的泄油口Y连接，所述换向阀的油口B通过所述进油控制油路同时与所述第一液控单向阀和第二液控单向阀的控制油口X连接。

作为优选，每根所述分路油管上分别并联有溢流管路，每根所述溢流管路上分别设置有限压安全阀；

所述溢流管路上还设置有补油单向阀，所述补油单向阀的截止端与所述分路油管连接；

所述补油单向阀与所述限压安全阀之间的溢流管路还连接有用于使溢流管路内的液压油回流至液压站或油箱的回油管路。

作为优选，所述分路油管上设置有用于检测油压的测压接头。

作为优选，所述比例阀为三位四通电液比例阀，所述换向阀为二位四通电磁阀。

作为优选，所述第二管路与所述油缸的有杆腔通过第二液压软管连接，所述第二管路靠近所述第二液压软管处设置有第二高压球阀；所述分路油管与所述油缸的无杆腔通过第一液压软管连接，所述分路油管靠近所述第一液压软管处设置有第一高压球阀。

与现有技术相比，本发明的用于布料溜槽倾角定位精度的液压控制系统的有益效果在于：

1、本发明的用于布料溜槽倾角定位精度的液压控制系统通过采用液压同步马达输出相同流量的液压油，以使三个油缸等量供油，从而保证三个油缸的同步，同时三个油缸又相互隔离，使由三个油缸带动的托圈不会发生倾斜，进而避免导轮与导轨之间的磨损，提高布料器的使用寿命。

2、由于本发明的用于布料溜槽倾角定位精度的液压控制系统能够控制布料溜槽倾角的精度，从而能够使布料溜槽的环形布料曲线为真正的圆形，而不是椭圆或其他形状，布料面更加均匀，减少了凹凸面，有利于高炉操作人员提高操控精度。

附图说明

图1为现有技术中无料钟炉顶布料器的局部剖结构示意图。

图2为本发明的用于布料溜槽倾角定位精度的液压控制系统的实施例一的结构示意图。

图3为本发明的用于布料溜槽倾角定位精度的液压控制系统的实施例一的结构示意图。

附图标记说明

1-液压同步马达                 2-比例阀

3-第一液控单向阀               4-第二液控单向阀

5-第一管路                     6-分流器

7-无杆腔                       8-第二管路

9-有杆腔                       10-换向阀

11-进油控制油路                12-回油控制油路

13-分路油管                    14-溢流管路

15-限压安全阀                  16-回油管路

17-补油单向阀                  18-测压接头

19-活塞杆                      20-第一液压软管

21-第一高压球阀                22-第二液压软管

23-第二高压球阀

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

本发明的用于布料溜槽倾角定位精度的液压控制系统，其包括液压同步马达，液压同步马达包括具有三个同轴等排量的分流器，三个分流器分别与三个油缸的有杆腔连接或者三个所述分流器分别与三个油缸的无杆腔连接，从而使三个所述油缸等量供油以实现三个油缸的同步。

下面以具体实施例的方式对其结构进行详细介绍：

实施例一

如图2所示，本发明的用于布料溜槽倾角定位精度的液压控制系统，包括液压同步马达1、比例阀2、第一液控单向阀3和第二液控单向阀4。本实施例中的比例阀2采用三位四通电液比例阀，能够当然也可以采用其他类型的比例阀，只要能够实现相同的功能即可，如伺服比例阀。比例阀2具有无极调速和精确控制供油量的作用，能够对布料溜槽精确定位。比例阀2的油口P与高压液压油源连接。图2中的比例阀2的油口P接的是液压站P，即利用高压油泵将液压站油箱内的低压油转化为高压油。比例阀2的油口T与液压站回油管连接，本实施例中的比例阀2的油口T接的是液压站T。比例阀2的油口A与第一管路5的一端连接，第一管路5的另一端分为三路，三路分别与液压同步马达1的三个分流器6连接。液压同步马达1的每个分流器6分别连接一根分路油管13，分流器6通过自身连接的分路油管13与其中一个所述油缸的无杆腔7连接，也就是三个分流器6与三个所述油缸的无杆腔7一一对应连接。比例阀2的油口B与第二管路8的一端连接，第二管路8的另一端分为三路，三路分别与三个所述油缸的有杆腔9一一对应连接。

继续结合图2，第一液控单向阀3串接在第一管路5上，第一液控单向阀3上连接有控制油路。在第二管路8向三个所述油缸的有杆腔9供油时，控制油路向第一液控单向阀3的控制油口X供油，使第一液控单向阀3反向导通。第一液控单向阀3在无控制油时使液压油从比例阀2到分流器6单向导通。第二液控单向阀4串接在第二管路8上，第二液控单向阀4上也连接有控制油路。在液压同步马达1向三个所述油缸的无杆腔7供油时，控制油路向第二液控单向阀4的控制油口X供油，使第二液控单向阀4反向导通，第二液控单向阀4在无控制油时使液压油从比例阀2到有杆腔9单向导通。

在本实施例中，第一液控单向阀3和第二液控单向阀4共用控制油路，控制油路上设置有换向阀10，本实施例中的换向阀10为二位四通电磁阀，当然也可以采用其他类型的换向阀。控制油路包括进油控制油路11和回油控制油路12。具体地，如图2所示，换向阀10的油口P与高压液压油源（该高压液压油源与比例阀2的高压液压油源共用一个，即液压站P）连接。换向阀10的油口T与液压站泄油管连接，本实施例中连接至液压站T。换向阀10的油口A通过回油控制油路12同时与第一液控单向阀3和第二液控单向阀4的泄油口Y连接，换向阀10的油口B通过进油控制油路11同时与第一液控单向阀3和第二液控单向阀4的控制油口X连接。

当三个油缸运动时，若某一油缸运动到位或卡死，必然产生液压同步马达1的“憋压”或“吸空”。为了防止这种现象的发生，作为本实施例的一种优选方案，继续结合图2，每根分路油管13上分别并联有溢流管路14，每根溢流管路14上分别设置有限压安全阀15。补油单向阀17与限压安全阀15之间的溢流管路14连接有用于使溢流管路14内的液压油回流至液压站或油箱的回油管路16。限压安全阀15将按调定好的压力值进行过载保护（限压安全阀15压力设定为比正常油缸工作压力大15bar左右），限压安全阀15能同时使其余油缸运行到位。继续结合图2，溢流管路14上还设置有补油单向阀17，补油单向阀17的截止端与分路油管13连接，补油单向阀17的导通端与限压安全阀15连接。当发生液压同步马达1的“吸空”时，补油单向阀17会开启，防止吸空产生的气蚀危害。

作为进一步改进，分路油管13上设置有用于检测油压的测压接头18。结合图2所示，可以如本实施例所采用的连接方式，将测压接头18设置在分路油管13与溢流管路14的连接处。

继续结合图2，第二管路8与所述油缸的有杆腔9通过第二液压软管22连接，第二管路8靠近第二液压软管22处设置有第二高压球阀23；分路油管13与油缸的无杆腔7通过第一液压软管20连接，分路油管13靠近第一液压软管20处设置有第一高压球阀21。第一高压球阀21和第二高压球阀23的设置可以在检修油缸时起到切断油路的作用。另外，本实施例中的油缸上设置有位移传感器（图中未示出），其起到检测三个油缸是否同步以及在限压安全阀15失效时保护液压控制系统的作用。

本发明的用于布料溜槽倾角定位精度的液压控制系统在安装时，可以将液压同步马达1安装到布料器的顶盖上，以减小管路中油液压缩量对油缸位移波动的影响。

下面结合图2对本发明的用于布料溜槽倾角定位精度的液压控制系统的工作过程进行简要描述：

布料溜槽向下倾动（油缸的活塞杆19回缩）：比例阀2（三位四通电液比例阀）左侧比例电磁铁得电，电磁铁产生推力推动阀芯向右移动，比例阀2的P-B导通，A-T导通。比例阀2的电磁铁得电的同时，换向阀10的电磁铁得电，推动阀芯向右移动，换向阀10的P-B导通，A-T导通，换向阀10的油口P的压力油经油口B沿进油控制油路11进入第一液控单向阀3的控制油口X，控制油再通过第一液控单向阀3的泄油口Y并经换向阀10的油口A-T泄回液压站L，第一液控单向阀3反向导通。液压站P的高压液压油经比例阀2的油口P-B沿第二管路8经第二液控单向阀4同时进入三个油缸的有杆腔9，为有杆腔9同时供油，活塞杆19缩回。油缸的无杆腔7内的液压油分别沿各自的分路油管13经液压同步马达1的分流器6进入第一管路5，然后经第一液控单向阀3后，再经比例阀2的油口A-T回到液压站T。

布料溜槽向上倾动（油缸的活塞杆19伸出）：比例阀2（三位四通电液比例阀）右侧比例电磁铁得电，电磁铁产生推力推动阀芯向左移动，比例阀2的P-A导通，B-T导通。比例阀2的电磁铁得电的同时，换向阀10的电磁铁得电，推动阀芯向右移动，换向阀10的P-B导通，A-T导通，换向阀10的油口P的压力油经油口B沿进油控制油路11进入第二液控单向阀4的控制油口X，控制油再通过第二液控单向阀4的泄油口Y并经换向阀10的油口A-T泄回液压站L，第二液控单向阀4反向导通。液压站P的高压液压油经比例阀2的油口P-A沿第一管路5经第一液控单向阀3进入液压同步马达1的三个同轴分流器6，然后再分别沿三根分路油管13进入油缸的三个无杆腔7，为无杆腔7同时供油，活塞杆19伸出。油缸的有杆腔9内的液压油进入第二管路8，然后经第二液控单向阀4后，再经比例阀2的油口B-T回到液压站T。

通过以上描述可知，本发明通过设置液压同步马达1，利用液压同步马达1的三个同轴分流器6的作用，分配等量油液给每个油缸，同轴分流器6同时还能起到隔离三个油缸的作用。从而保证三个油缸的同步，使由三个油缸带动的托圈不会发生倾斜，避免导轮与导轨之间的磨损，提高布料器的使用寿命。

实施例二

如图3所示，本实施例与实施例一的区别在于，三根分路油管13分别与油缸的三个有杆腔9连接，而第二管路8的三路分支分别与三个油缸的无杆腔7连接。其它部分的结构以及工作原理与实施例一完全相同，在此不再赘述。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.用于布料溜槽倾角定位精度的液压控制系统，其与用于驱动布料溜槽倾动的三个油缸连接，其特征在于，所述液压控制系统包括具有三个同轴等排量的分流器的液压同步马达，三个所述分流器分别通过分路油管与三个油缸的有杆腔连接或者三个所述分流器分别通过分路油管与三个油缸的无杆腔连接以使三个所述油缸等量供油。

2.根据权利要求1所述的用于布料溜槽倾角定位精度的液压控制系统，其特征在于，所述液压控制系统还包括比例阀、第一液控单向阀和第二液控单向阀；

所述比例阀的油口P与高压液压油源连接，所述比例阀的油口T与液压站回油管连接，所述比例阀的油口A通过第一管路与所述液压同步马达的三个分流器同时连接，所述液压同步马达的三个分流器分别与三个所述油缸的无杆腔连接，所述比例阀的油口B通过第二管路同时与三个所述油缸的有杆腔连接；

所述第一液控单向阀串接在所述第一管路上，所述第一液控单向阀上连接有在所述第二管路为三个所述油缸的有杆腔供油时向所述第一液控单向阀提供控制油，以使所述第一液控单向阀反向导通的控制油路，所述第一液控单向阀在无控制油时使液压油从比例阀到所述分流器单向导通；

所述第二液控单向阀串接在所述第二管路上，所述第二液控单向阀上连接有在所述液压同步马达为三个所述油缸的无杆腔供油时向所述第二液控单向阀提供控制油，以使所述第二液控单向阀反向导通的控制油路，所述第二液控单向阀在无控制油时使液压油从比例阀到所述有杆腔单向导通。

3.根据权利要求2所述的用于布料溜槽倾角定位精度的液压控制系统，其特征在于，所述第一液控单向阀和第二液控单向阀共用控制油路，所述控制油路上设置有换向阀；所述控制油路包括回油控制油路和进油控制油路；所述换向阀的油口P与高压液压油源连接，所述换向阀的油口T与液压站泄油管，所述换向阀的油口A通过所述回油控制油路同时与所述第一液控单向阀和第二液控单向阀的泄油口Y连接，所述换向阀的油口B通过所述进油控制油路同时与所述第一液控单向阀和第二液控单向阀的控制油口X连接。

4.根据权利要求2或3所述的用于布料溜槽倾角定位精度的液压控制系统，其特征在于，每根所述分路油管上分别并联有溢流管路，每根所述溢流管路上分别设置有限压安全阀；

所述溢流管路上还设置有补油单向阀，所述补油单向阀的截止端与所述分路油管连接；

所述补油单向阀与所述限压安全阀之间的溢流管路还连接有用于使溢流管路内的液压油回流至液压站或油箱的回油管路。

5.根据权利要求4所述的用于布料溜槽倾角定位精度的液压控制系统，其特征在于，所述分路油管上设置有用于检测油压的测压接头。

6.根据权利要求3所述的用于布料溜槽倾角定位精度的液压控制系统，其特征在于，所述比例阀为三位四通电液比例阀，所述换向阀为二位四通电磁阀。

7.根据权利要求2所述的用于布料溜槽倾角定位精度的液压控制系统，其特征在于，所述第二管路与所述油缸的有杆腔通过第二液压软管连接，所述第二管路靠近所述第二液压软管处设置有第二高压球阀；所述分路油管与所述油缸的无杆腔通过第一液压软管连接，所述分路油管靠近所述第一液压软管处设置有第一高压球阀。