CN106979373A - 一种大通径液动闸板阀的低冲击液压控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大通径液动闸板阀的低冲击液压控制系统及其控制方法，该系统包括闸板阀，还包括液压油缸和阀块，液压油缸内设有活塞杆，活塞杆将液压油缸的内部分为有杆腔室和无杆腔室，阀块上设有第一控制阀组和第二控制阀组，第一控制阀组包括第一电液换向阀，第二控制阀组包括第二电磁换向阀，第一电液换向阀与有杆腔室相通并形成第一左油路，第一电液换向阀与无杆腔室相通并形成第一右油路，第二电磁换向阀与有杆腔室相通并形成第二左油路，第二电磁换向阀与无杆腔室相通并形成第二右油路。本方案通过利用两组不同通径的控制阀组的配合在满足阀门快速开启和关闭的条件下，有效解决了闸板阀在启动和到位时冲击大的问题。

Description

一种大通径液动闸板阀的低冲击液压控制系统及其控制方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金设备技术领域，具体涉及一种大通径液动闸板阀的低冲击液压控制系统及其控制方法。

背景技术

高炉热风炉是炼铁厂高炉主要配套的设备之一，一般一座高炉配3～4座热风炉，热风炉的作用是为高炉持续不断的提供1000度以上的高温热风。

闸板阀因其流体阻力小，启、闭所需力矩小，形体结构简单，在高炉热风炉系统使用的比较广泛。在大容积高炉热风炉系统中，因所需风量大，大通径的闸板阀使用的比较多，比如热风阀，冷风阀，烟道阀等，通径可以达到1800mm。

根据热风炉生产工艺的要求，这些大通径阀门一般打开和关闭的时间为16～20S，阀门运行的速度偏快，目前使用最多的液压控制回路是一组由通径为DN16(公称外径为16mm)的电液换向阀、液压锁和双单向节流阀组成的叠加阀组。由于阀门打开和关闭的速度都较快，阀门启动时和打开或关闭到位锁定位置时，液压回路内会产生高压，阀门的链条和阀门本体都会产生较大的冲击，对液压系统和设备都不利。目前采用的较为可行的解决办法是对大通径的液动闸板阀的开关采用比例阀进行控制，在启动和关闭到位时减小比例阀的控制信号，从而降低液压系统和设备的冲击，但是采用比例阀的控制回路不但成本较高，而且会提高液压系统工作所需的液压油清洁度等级，增加生产维护的成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种大通径液动闸板阀的低冲击液压控制系统及其控制方法，该控制系统及其控制方法可以有效降低大通径液动闸板阀在工作时的冲击，保护液压系统和设备本体，且不提高液压系统工作的清洁度等级。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种大通径液动闸板阀的低冲击液压控制系统，包括闸板阀，还包括液压油缸和阀块，液压油缸内设有活塞杆，活塞杆将液压油缸的内部分为有杆腔室和无杆腔室，活塞杆与闸板阀的阀门连接，阀块上设有第一控制阀组和第二控制阀组，第一控制阀组包括第一电液换向阀，第二控制阀组包括通径小于第一电液换向阀的第二电磁换向阀，第一电液换向阀和第二电磁换向阀的压力油通路及回油通路在阀块内连通，第一电液换向阀与有杆腔室相通并形成第一左油路，第一电液换向阀与无杆腔室相通并形成第一右油路，第二电磁换向阀与有杆腔室相通并形成第二左油路，第二电磁换向阀与无杆腔室相通并形成第二右油路。

优选的，所述第一控制阀组中各元件的通径为DN16，所述第二控制阀组中各元件的通径为DN6。

优选的，所述第一控制阀组还包括第一液压锁，所述第二控制阀组还包括第二液压锁。第一液压锁和第二液压锁用于在不工作时将各油路锁住，防止油液在油路中的流动，保证了液压油缸的工作稳定性，进而保证了闸板阀的阀门开启和关闭位置的稳定性，避免闸板阀阀门的误操作。

优选的，所述第一控制阀组还包括第一左双单向节流阀和第一右双单向节流阀，第一左双单向节流阀串联在第一左油路中，第一右双单向节流阀串联在第一右油路中，第一左双单向节流阀包括并联连接的第一左单向阀和第一左节流阀，第一右双单向节流阀包括并联连接的第一右单向阀和第一右节流阀，所述第二控制阀组还包括第二左双单向节流阀和第二右双单向节流阀，第二左双单向节流阀串联在第二左油路中，第二右双单向节流阀串联在第二右油路中，第二左双单向节流阀包括并联连接的第二左单向阀和第二左节流阀，第二右双单向节流阀包括并联连接的第二右单向阀和第二右节流阀。第一左单向阀、第一右单向阀、第二左单向阀和第二右单向阀用于控制各油路中油液的单向流动，第一左节流阀、第一右节流阀、第二左节流阀和第二右节流阀用于控制各油路回油时的流量，同时产生背压以保证对液压油缸做功的稳定性。

优选的，在闸板阀的阀门开启位置设有第一接近开关，在闸板阀的阀门关闭位置设有第二接近开关。当闸板阀的阀门开启到第一接近开关处时，第一接近开关发出控制信号控制第二电磁换向阀的断电，保证了闸板阀的阀门开启位置的准确性，当闸板阀的阀门关闭到第二接近开关处时，第二接近开关发出控制信号控制第二电磁换向阀的断电，保证了闸板阀的阀门关闭位置的准确性。

优选的，在回油通路上设置有具有开启压力的单向阀。通过在回油通路上设有具有开启压力的单向阀，保证了各油路中始终充满油液。

一种大通径液动闸板阀的低冲击液压其控制方法，包括开启方法和关闭方法，开启方法包括以下步骤：

(1)、向第二电磁换向阀通电，使得第二电磁换向阀与有杆腔室相通的第二左油路处于进油状态，第二电磁换向阀与无杆腔室相通的第二右油路处于回油状态，此时有杆腔室内的活塞杆进行缩回做功，活塞杆带动闸板阀的阀门缓慢开启；

(2)、向第一电液换向阀通电，使得第一电液换向阀与有杆腔室相通的第一左油路处于进油状态，第一电液换向阀与无杆腔室相通的第一右油路处于回油状态，此时有杆腔室内的活塞杆继续进行缩回做功并平稳加速，活塞杆带动闸板阀的阀门加速开启；

(3)、在闸板阀的阀门开启到位前的3-4s使得第一电液换向阀失电，第一电液换向阀关闭并停止对活塞杆做功，活塞杆在第二电磁换向阀的作用下继续缩回做功并减速运行，活塞杆带动闸板阀的阀门减速开启；

(4)、当闸板阀的阀门开启到第一接近开关所在位置时，第一接近开关发出控制信号，使得第二电磁换向阀断电并停止对活塞杆进行做功，此时闸板阀的阀门开启到位且阀门的位置被锁定；

关闭方法包括以下步骤：

(1)、向第二电磁换向阀通电，使得第二电磁换向阀与有杆腔室相通的第二左油路处于回油状态，第二电磁换向阀与无杆腔室相通的第二右油路处于进油状态，此时有杆腔室内的活塞杆进行伸出做功，活塞杆带动闸板阀的阀门缓慢关闭；

(2)、向第一电液换向阀通电，使得第一电液换向阀与有杆腔室相通的第一左油路处于回油状态，第一电液换向阀与无杆腔室相通的第一右油路处于进油状态，此时有杆腔室内的活塞杆继续进行伸出做功并平稳加速，活塞杆带动闸板阀的阀门加速关闭；

(3)、在闸板阀的阀门关闭到位前的3-4s使得第一电液换向阀失电，第一电液换向阀关闭并停止对活塞杆做功，活塞杆在第二电磁换向阀的作用下继续伸出做功并减速运行，活塞杆带动闸板阀的阀门减速关闭；

(4)、当闸板阀的阀门开启到第二接近开关所在位置时，第二接近开关发出控制信号，使得第二电磁换向阀断电并停止对活塞杆进行做功，此时闸板阀的阀门关闭到位且阀门的位置被锁定。

本发明的有益效果在于：

1、本发明通过采用两套控制阀组对闸板阀阀门的开启和关闭进行控制，其中第二控制阀组各元件的通径小于第一控制阀组各元件的通径，在开启和关闭闸板阀的阀门时，先使通径较小的第二控制阀组通电，使得闸板阀的阀门在开启和关闭的启动初始处于缓慢运动的状态，然后向第一控制阀组通电，使得闸板阀的阀门加速开启和关闭，当闸板阀的阀门快要开启和关闭到位时，先使得第一控制阀组失电，闸板阀的阀门减速开启和关闭，然后再使得第二控制阀组失电，闸板阀的阀门缓慢运动直到开启或关闭到位。因此本发明在闸板阀的阀门开启和关闭的启动状态和到位状态时均采用通径较小的第二控制阀组进行控制，由此解决了闸板阀在启动和到位时冲击大的问题，同时本方案在阀门开启和关闭的过程中，利用通径较大的第一控制阀组可实现阀门的快速开启和关闭，故本方案通过利用两组不同通径的控制阀组的配合在满足阀门快速开启和关闭的条件下，有效解决了闸板阀在启动和到位时冲击大的问题。

2、本发明中采用的第一控制阀组各元件的通径为DN16，第二控制阀组各元件的通径为DN6，两组都是常用规格的控制阀元件，控制成本低，同时也不需要提高液压系统工作所需的压力油的清洁度等级，降低了生产维护的成本。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明大通径液动闸板阀的低冲击液压控制系统的原理图。

说明书附图中的标记如下：阀块1、第一控制阀组2、第一电液换向阀21、第一液压锁22、第一左双单向节流阀23、第一右双单向节流阀24、第二控制阀组3、第一电磁换向阀31、第二液压锁32、第二左双单向节流阀33、第二右双单向节流阀34、单向阀4、液压油缸5、活塞杆51、有杆腔室52、无杆腔室53、闸板阀6、第一接近开关61、第二接近开关62、压力油通路7、回油通路8、第一左球阀9、第二右球阀10。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

如附图1所示，一种大通径液动闸板阀的低冲击液压控制系统，包括阀块1，在阀块1上安装有第一控制阀组2和第二控制阀组3，第一控制阀组2从下到上依次包括第一电液换向阀21、第一液压锁22、第一左双单向节流阀23和第一右双单向节流阀24，本实施例中第一电液换向阀21、第一液压锁22、第一左双单向节流阀23和第一右双单向节流阀24的通径均为DN16，当然，第一控制阀组2中的各元件选用其他的通径也不影响本方案的实现，第一左双单向节流阀23包括并联连接的第一左单向阀和第一左节流阀，第一右双单向节流阀24包括并联连接的第一右单向阀和第一右节流阀，第二控制阀组3从下到上依次包括第二电磁换向阀31、第二液压锁32、第二左双单向节流阀33和第二右双单向节流阀34，本实施例中第二电磁换向阀31、第二液压锁32、第二左双单向节流阀33和第二右双单向节流阀34的通径均为DN6，当然，第二控制阀组3中的各元件选用其他的通径也不影响本方案的实现，只需要第二控制阀组3中各元件的通径小于第一控制阀组2中各元件的通径。第二左双单向节流阀33包括并联连接的第二左单向阀和第二左节流阀，第二右双单向节流阀34包括并联连接的第二右单向阀和第二右节流阀。第一电液换向阀21的压力油通路7和第二电磁换向阀31的压力油通路7在阀块1内连通，连通后与外部的压力油源相通，第一电液换向阀21的回油通路8和第二电磁换向阀31的回油通路8在阀块1内连通，连通后与外部的回油箱相通，在回油通路8上还设置有具有开启压力的单向阀，通过在回油通路8上设有具有开启压力的单向阀，保证了各油路中始终充满油液。

在阀块1的上侧还设有液压油缸5，液压油缸5的右侧设有闸板阀6，在闸板阀6的右侧从上到下还分别设有第一接近开关61和第二接近开关62，其中第一接近开关61对应的是闸板阀6的阀门开启的位置，第二接近开关62对应的是闸板阀6的阀门关闭的位置，在液压油缸5内设有活塞杆51，活塞杆51通过定滑轮与闸板阀6连接，活塞杆51将液压油缸5的内部分为在上的有杆腔室52和在下的无杆腔室53。

第一控制阀组2在阀板的上侧引出两个出口，两个出口从左到右分别为第一左出口和第一右出口，第二控制阀组3在阀板的上侧引出两个出口，两个出口从左到右分别为第二左出口和第二右出口，其中第一左出口处连接有第一左球阀9，第一电液换向阀21的左位通道、第一液压锁22、第一左双单向节流阀23、第一左出口和第一左球阀9相通后再与液压油缸5的有杆腔室52相通并形成第一左油路，第一右出口处设有第一右球阀，第一电液换向阀21的右位通道、第一液压锁22、第一右双单向节流阀24、第一右出口和第一右球阀相通后再与液压油缸5的无杆腔室53相通并形成第一右油路，第二左出口处连接有第二左球阀，第二电磁换向阀31的左位通道、第二液压锁32、第二左双单向节流阀33、第二左出口和第二左球阀相通后再与液压油缸5的有杆腔室52相通并形成第二左油路，第二右出口处连接有第二右球阀10，第二电磁换向阀31的右位通道、第二液压锁32、第二右双单向节流阀34、第二右出口和第二右球阀10相通后再与液压油缸5的无杆腔室53相通并形成第二右油路。

本发明的一种大通径液动闸板阀的低冲击液压控制方法，包括开启方法和关闭方法，其中开启方法包括以下步骤：

(1)、使第二电磁换向阀31右侧的电磁铁b通电，此时压力油从第二电磁换向阀31的左位通道依次经第二液压锁32、第二左单向阀、第二左出口、第二左球阀形成的第二左油路后进入到液压油缸5的有杆腔室52内对活塞杆51进行缩回做功，同时液压油缸5的无杆腔室53内的压力油依次经第二右球阀10、第二右出口、第二右节流阀、第二液压锁32和第二电磁换向阀31的右位通道形成的第二右油路后返回至回油箱，由于第二电磁换向阀31的通径较小，故此时闸板阀6的阀门缓慢向上开启，实现闸板阀6开启时的低冲击启动；

(2)、使第一电液换向阀21右侧的电磁铁b通电，此时压力油从第一电液换向阀21的左位通道依次经第一液压锁22、第一左单向阀、第一左出口、第一左球阀9形成的第一左油路后进入到液压油缸5的有杆腔室52内对活塞杆51进行缩回做功，同时液压油缸5的无杆腔室53内的压力油依次经第一右球阀、第一右出口、第一右节流阀、第一液压锁22和第一电磁换向阀的右位通道形成的第一右油路后返回至回油箱，由于第一电液换向阀21的通径较大，故此时闸板阀6的阀门平稳向上加速运行，实现闸板阀6的快速开启；

(3)、在闸板阀6的阀门开启到位前的3-4s(提前失电的时间和阀的切换时间有关)使得第一电液换向阀21右侧的电磁铁b失电，第一电液换向阀21关闭，第一左油路和第一右油路停止对液压油缸5内的活塞杆51做功，此时闸板阀6的阀门进行减速；

(4)、当闸板阀6的阀门开启到第一接近开关61所在位置时，第一接近开关61发出控制信号，使得第二电磁换向阀31右端的电磁铁b断电，第二左油路和第二右油路停止对活塞杆51进行做功，此时闸板阀6的阀门位置被锁定，实现了闸板阀6阀门的开启到位时的低冲击。

关闭方法包括以下步骤：

(1)、使第二电磁换向阀31左侧的电磁铁a通电，此时压力油从第二电磁换向阀31的右位通道依次经第二液压锁32、第二右单向阀、第二右出口、第二右球阀10形成的第二右油路后进入到液压油缸5的无杆腔室53内对活塞杆51进行伸出做功，同时液压油缸5的有杆腔室52内的压力油依次经第二左球阀、第二左出口、第二左节流阀、第二液压锁32和第二电磁换向阀31的左位通道形成的第二左油路后返回至回油箱，由于第二电磁换向阀31的通径较小，故此时闸板阀6的阀门缓慢向下关闭，实现闸板阀6关闭时的低冲击启动；

(2)、使第一电液换向阀21左侧的电磁铁a通电，此时压力油从第一电液换向阀21的右位通道依次经第一液压锁22、第一右单向阀、第一右出口、第一右球阀形成的第一右油路后进入到液压油缸5的无杆腔室53内对活塞杆51进行伸出做功，同时液压油缸5的有杆腔室52内的压力油依次经第一左球阀9、第一左出口、第一左节流阀、第一液压锁22和第一电磁换向阀的左位通道形成的第一左油路后返回至回油箱，由于第一电液换向阀21的通径较大，故此时闸板阀6的阀门平稳向下加速运行，实现闸板阀6的快速关闭；

(3)、在闸板阀6的阀门关闭到位前的3-4s(提前失电的时间和阀的切换时间有关)使得第一电液换向阀21左侧的电磁铁a失电，第一电液换向阀21关闭，第一左油路和第一右油路停止对液压油缸5内的活塞杆51做功，此时闸板阀6的阀门进行减速关闭；

(4)、当闸板阀6的阀门关闭到第二接近开关62所在位置时，第二接近开关62发出控制信号，使得第二电磁换向阀31左端的电磁铁a断电，第二左油路和第二右油路停止对活塞杆51进行做功，此时闸板阀6的阀门位置被锁定，由此实现了闸板阀6阀门关闭到位时的低冲击。

本发明在闸板阀6的阀门开启和关闭的启动状态和到位状态时均采用通径较小的第二控制阀组3进行控制，由此解决了闸板阀6在启动和到位时冲击大的问题，同时本方案在阀门开启和关闭的过程中，利用通径较大的第一控制阀组2可实现阀门的快速开启和关闭，故本方案通过利用两组不同通径的控制阀组的配合在满足阀门快速开启和关闭的条件下，有效解决了闸板阀6在启动和到位时冲击大的问题。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种大通径液动闸板阀的低冲击液压控制系统，包括闸板阀，其特征在于：还包括液压油缸和阀块，液压油缸内设有活塞杆，活塞杆将液压油缸的内部分为有杆腔室和无杆腔室，活塞杆与闸板阀的阀门连接，阀块上设有第一控制阀组和第二控制阀组，第一控制阀组包括第一电液换向阀，第二控制阀组包括通径小于第一电液换向阀的第二电磁换向阀，第一电液换向阀和第二电磁换向阀的压力油通路及回油通路在阀块内连通，第一电液换向阀与有杆腔室相通并形成第一左油路，第一电液换向阀与无杆腔室相通并形成第一右油路，第二电磁换向阀与有杆腔室相通并形成第二左油路，第二电磁换向阀与无杆腔室相通并形成第二右油路。

2.根据权利要求1所述的大通径液动闸板阀的低冲击液压控制系统，其特征在于：所述第一控制阀组中各元件的通径为DN16，所述第二控制阀组中各元件的通径为DN6。

3.根据权利要求2所述的大通径液动闸板阀的低冲击液压控制系统，其特征在于：所述第一控制阀组还包括第一液压锁，所述第二控制阀组还包括第二液压锁。

4.根据权利要求1至3任一所述的大通径液动闸板阀的低冲击液压控制系统，其特征在于：所述第一控制阀组还包括第一左双单向节流阀和第一右双单向节流阀，第一左双单向节流阀串联在第一左油路中，第一右双单向节流阀串联在第一右油路中，第一左双单向节流阀包括并联连接的第一左单向阀和第一左节流阀，第一右双单向节流阀包括并联连接的第一右单向阀和第一右节流阀，所述第二控制阀组还包括第二左双单向节流阀和第二右双单向节流阀，第二左双单向节流阀串联在第二左油路中，第二右双单向节流阀串联在第二右油路中，第二左双单向节流阀包括并联连接的第二左单向阀和第二左节流阀，第二右双单向节流阀包括并联连接的第二右单向阀和第二右节流阀。

5.根据权利要求4所述的一种大通径液动闸板阀的低冲击液压控制系统，其特征在于：在闸板阀的阀门开启位置设有第一接近开关，在闸板阀的阀门关闭位置设有第二接近开关。

6.根据权利要求5所述的一种大通径液动闸板阀的低冲击液压控制系统，其特征在于：在回油通路上设置有具有开启压力的单向阀。

7.一种大通径液动闸板阀的低冲击液压其控制方法，其特征在于：包括开启方法和关闭方法，开启方法包括以下步骤：

(1)、向第二电磁换向阀通电，使得第二电磁换向阀与有杆腔室相通的第二左油路处于进油状态，第二电磁换向阀与无杆腔室相通的第二右油路处于回油状态，此时有杆腔室内的活塞杆进行缩回做功，活塞杆带动闸板阀的阀门缓慢开启；

(2)、向第一电液换向阀通电，使得第一电液换向阀与有杆腔室相通的第一左油路处于进油状态，第一电液换向阀与无杆腔室相通的第一右油路处于回油状态，此时有杆腔室内的活塞杆继续进行缩回做功并平稳加速，活塞杆带动闸板阀的阀门加速开启；

(3)、在闸板阀的阀门开启到位前的3-4s使得第一电液换向阀失电，第一电液换向阀关闭并停止对活塞杆做功，活塞杆在第二电磁换向阀的作用下继续缩回做功并减速运行，活塞杆带动闸板阀的阀门减速开启；

(4)、当闸板阀的阀门开启到第一接近开关所在位置时，第一接近开关发出控制信号，使得第二电磁换向阀断电并停止对活塞杆进行做功，此时闸板阀的阀门开启到位且阀门的位置被锁定；

关闭方法包括以下步骤：

(1)、向第二电磁换向阀通电，使得第二电磁换向阀与有杆腔室相通的第二左油路处于回油状态，第二电磁换向阀与无杆腔室相通的第二右油路处于进油状态，此时有杆腔室内的活塞杆进行伸出做功，活塞杆带动闸板阀的阀门缓慢关闭；

(2)、向第一电液换向阀通电，使得第一电液换向阀与有杆腔室相通的第一左油路处于回油状态，第一电液换向阀与无杆腔室相通的第一右油路处于进油状态，此时有杆腔室内的活塞杆继续进行伸出做功并平稳加速，活塞杆带动闸板阀的阀门加速关闭；

(3)、在闸板阀的阀门关闭到位前的3-4s使得第一电液换向阀失电，第一电液换向阀关闭并停止对活塞杆做功，活塞杆在第二电磁换向阀的作用下继续伸出做功并减速运行，活塞杆带动闸板阀的阀门减速关闭；

(4)、当闸板阀的阀门开启到第二接近开关所在位置时，第二接近开关发出控制信号，使得第二电磁换向阀断电并停止对活塞杆进行做功，此时闸板阀的阀门关闭到位且阀门的位置被锁定。