CN108278225A - 加热炉步进梁势能回收液压节能系统 - Google Patents
加热炉步进梁势能回收液压节能系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108278225A CN108278225A CN201810234970.6A CN201810234970A CN108278225A CN 108278225 A CN108278225 A CN 108278225A CN 201810234970 A CN201810234970 A CN 201810234970A CN 108278225 A CN108278225 A CN 108278225A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydraulic
- potential energy
- hydraulic cylinder
- heating furnace
- order
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 14
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 2
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 claims description 2
- 239000010985 leather Substances 0.000 claims 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
- F15B1/02—Installations or systems with accumulators
- F15B1/022—Installations or systems with accumulators used as an emergency power source, e.g. in case of pump failure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
- F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
- F15B21/08—Servomotor systems incorporating electrically operated control means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
- F15B21/14—Energy-recuperation means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
- F15B2211/205—Systems with pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
- F15B2211/21—Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge
- F15B2211/212—Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge the pressure sources being accumulators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
- F15B2211/88—Control measures for saving energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Tunnel Furnaces (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
Abstract
本发明提供了一种连加热炉步进梁势能回收液压节能系统，包括液压站液压油箱及泵站、势能回收单元、势能储存单元、液压控制阀台、电气控制系统五个单元组成;势能回收单元包括势能回收液压缸，所述的势能液压缸为两级液压缸结构，第二级液压缸的活塞杆顶头固定在第一级液压缸的GI腔底部；第一级液压缸活塞杆同时兼作第二级液压缸的缸筒，第一级液压缸的大腔G1外接势能存储单元即蓄能器连接，第二级液压缸的无杆腔G3、有杆腔以及第一级液压缸的G2腔通过比例阀与液压阀台连接，对步进梁下降时的势能进行回收，储存在蓄能器中，在下一次的加热炉上升中加以充分利用。
Description
技术领域
本发明涉及液压设备技术领域，具体为一种利用加热步进梁自重回收势能并合理利用的液压节能系统。
背景技术
随着轧钢加热技术的进步发展，国内轧钢加热炉80%以上都采用了步进梁式加热炉，即提高了加热能力、降低了燃料消耗，又大大改善了加热质量。但整个炉底机械和钢坯自重的重量达到700吨左右，炉底液压系统设计能力大，大幅增加了步进梁运行的能量消耗，常规的步进式加热炉，钢坯在加热炉内的运行，是通过步进梁的上升、前进、下降、后退的循环来完成的。步进梁的上升是通过升降液压缸，升降液压缸的液压杆伸出举起来完成，下降靠炉底机械及炉内钢坯的自重下降，带动升降液压缸的液压杆缩回，液压油回流加热炉液压站完成。前进和后退由液压系统电机带动液压泵，液压泵输送液压油给平移液压缸伸缩来完成。
常规的步进式加热炉液压系统设计，是通过几台恒压变量泵来提供流量。由于负载的不均衡，导致液压系统的最大功率只能按照步进梁提升时的最大功率来配置。因此，常规的步进式液压系统的缺点比较明显。
（1）装机功率大，能耗高。
（2）步进梁下降时的重力势能回流液压站的过程中，全部转化为热能。导致液压系统发热，只能通过增加冷却器的冷却能力来保持液压系统的温度。
（3）液压站体积增大。由于泵的数量较多。导致整个油箱及附件加大。
（4）投资成本上升。
（5）能量消耗大。
因此，如何利用回收步进梁产生的势能对于该类液压系统的设计提出新的要求与目标，普通的势能回收装置很难满足。
发明内容
为解决上述存在的技术问题，本发明特提供了一种势能回收型的液压系统。通过一种特殊结构的液压缸作为势能回收单元，对步进梁下降时的势能进行回收，储存在蓄能器中，在下一次的加热炉上升中加以利用。
为实现上述发明目的，本发明所采取的技术方案为：
一种加热炉步进梁势能回收液压节能系统，包括液压站液压油箱及泵站、势能回收单元、势能储存单元、液压控制阀台、电气控制系统五个单元组成。液压站液压油箱及泵站主要是储存液压油，提供加热炉上升、前进、下降、后退的动力，势能回收单元用于回收加热炉炉底机械及炉内钢坯自重下降时的势能；势能储存单元主要是采用皮囊蓄能器组，把势能回收单元回收的势能储存起来，以备给加热炉步进梁的上升提供动力；液压控制阀台主要由比例阀、单向阀、插装阀、流量阀等组成，完成液压装置的加速减速功能、势能回收和常规控制的切换功能及位置锁定功能；电气控制系统主要控制液压站电机及各阀门的运行，控制压力信号的采集和处理等功能，势能回收单元包括势能回收液压缸，所述的势能液压缸采用两级液压缸结构，第一级液压缸的外形尺寸和加热炉原设计的液压缸完全相同，其包括有杆腔G2，无杆腔G1，第二级液压缸的活塞杆顶头固定在第一级液压缸的GI腔底部；第一级液压缸活塞杆同时兼作第二级液压缸的缸筒，第一级液压缸的大腔G1外接势能存储单元即蓄能器连接，第二级液压缸的无杆腔G3、有杆腔以及第一级液压缸的G2腔通过比例阀与液压阀台连接。
提升步进动梁时，储存在蓄能器的势能进行释放，推动液压油进入势能回收液压缸第一级液压缸的大腔G1，推动第一级活塞杆运动伸出。同时，液压泵站通过液压阀给第二级液压缸的大腔G3提供压力油，作为推动第一级活塞杆伸出的能量补充。这样，活塞杆在G1和G3的共同作用下，使第一级活塞杆伸出，活塞杆带动加热炉步进动梁和钢坯完成上升动作。
加热炉步进动梁和钢坯下降时，液压泵站给第一级液压缸的小腔G2提供压力油。加热炉步进动梁和钢坯自重向下做落体运动，压缩第一级活塞杆缩回。同时，第一级液压缸的G1腔内的液压油被压缩回蓄能器内把势能存储起来，等待下一次加热炉步进动梁上升使用。
采用本势能回收单元，能够最大程度的将设备的势能转换成压力能存储起来。液压泵站仅需要提供有限的能量补充。因此，在大幅度节约能源同时，降低了装机功率。
本发明的有益效果为：和传统的液压系统相比。能量回收型加热炉液压系统无论从一次性投资还是长期用成本上，都大大低于传统的加热炉液压系统，同时特殊结构的势能回收单元极大的充分的利用能源，通过两级油缸的方式共同推动步进梁的提升，节能降耗。
附图说明
图1为本发明系统构架示意图；
图2为势能回收单元液压缸结构示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明技术方案进行详细阐述：
一种加热炉步进梁势能回收液压节能系统，包括液压站液压油箱及泵站、势能回收单元、势能储存单元、液压控制阀台、电气控制系统五个单元组成。液压站液压油箱及泵站主要是储存液压油，提供加热炉上升、前进、下降、后退的动力，势能回收单元用于回收加热炉炉底机械及炉内钢坯自重下降时的势能；势能储存单元主要是采用皮囊蓄能器组，把势能回收单元回收的势能储存起来，以备给加热炉步进梁的上升提供动力；液压控制阀台主要由比例阀、单向阀、插装阀、流量阀等组成，完成液压装置的加速减速功能、势能回收和常规控制的切换功能及位置锁定功能；电气控制系统主要控制液压站电机及各阀门的运行，控制压力信号的采集和处理等功能，势能回收单元包括势能回收液压缸，所述的势能液压缸采用两级液压缸结构，第一级液压缸的外形尺寸和加热炉原设计的液压缸完全相同，其包括有杆腔G2，无杆腔G1，第二级液压缸的活塞杆顶头端部固定在第一级液压缸的GI腔底部，其活塞杆穿过第一级液压缸的活塞并与之滑动连接；第一级液压缸活塞杆内部中空，兼作第二级液压缸的缸筒，第一级液压缸的大腔G1外接势能存储单元即蓄能器连接，第二级液压缸的无杆腔G3、有杆腔以及第一级液压缸的G2腔通过比例阀与液压阀台连接。
提升步进动梁时，储存在蓄能器的势能进行释放，推动液压油进入势能回收液压缸第一级液压缸的大腔G1，推动第一级活塞杆运动伸出。同时，液压泵站通过液压阀给第二级液压缸的大腔G3提供压力油，作为推动第一级活塞杆伸出的能量补充。这样大缸套小缸的复合式液压缸结构，保证活塞杆在G1和G3的共同作用下，使第一级活塞杆伸出，活塞杆带动加热炉步进动梁和钢坯完成上升动作。
加热炉步进动梁和钢坯下降时，液压泵站给第一级液压缸的小腔G2提供压力油。加热炉步进动梁和钢坯自重向下做落体运动，压缩第一级活塞杆缩回。同时，第一级液压缸的G1腔内的液压油被压缩回蓄能器内把势能存储起来，等待下一次加热炉步进动梁上升使用。
和传统的设计相对比。能量回收型加热炉液压系统无论从一次性投资还是长期用成本上，都大大低于传统的加热炉液压系统，同时对于企业节能减排、保护环境、构建节约型社会也有着重要的作用与意义。
两者的技术参数对比
通过上表对比看出，改造后的势能回收型加热炉液压系统的主要优势如下：
（1）液压系统使用成本降低。
由于实现了能量回收，液压系统装机功率降低。导致整个液压系统变小。液压泵的数量、电机数量、高压过滤器的数量都减少。
（2）和液压系统相关的其他设备一次性投资降低。
电机功率的降低。导致供配电系统（电气柜、电缆、软启等）水处理等投资降低。
（3）备件费用降低。
液压系统变小，以后的备件、易损件费用降低。
（4）长期运行成本降低
由于节电达到60%。用电费用降低。
冷却水的消耗也降低75%。
Claims (1)
1.一种连加热炉步进梁势能回收液压节能系统，其特征是:包括液压站液压油箱及泵站、势能回收单元、势能储存单元、液压控制阀台、电气控制系统五个单元组成;液压站液压油箱及泵站主要是储存液压油，提供加热炉上升、前进、下降、后退的动力，势能回收单元用于回收加热炉炉底机械及炉内钢坯自重下降时的势能；势能储存单元主要是采用皮囊蓄能器组，把势能回收单元回收的势能储存起来，以备给加热炉步进梁的上升提供动力；液压控制阀台主要由比例阀、单向阀、插装阀、流量阀等组成，完成液压装置的加速减速功能、势能回收和常规控制的切换功能及位置锁定功能；电气控制系统主要控制液压站电机及各阀门的运行，控制压力信号的采集和处理等功能，势能回收单元包括势能回收液压缸，所述的势能液压缸为两级液压缸结构，第一级液压缸包括有杆腔G2，无杆腔G1，第二级液压缸的活塞杆顶头固定在第一级液压缸的GI腔底部；第一级液压缸活塞杆同时兼作第二级液压缸的缸筒，第一级液压缸的大腔G1外接势能存储单元即蓄能器连接，第二级液压缸的无杆腔G3、有杆腔以及第一级液压缸的G2腔通过比例阀与液压阀台连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810234970.6A CN108278225A (zh) | 2018-03-21 | 2018-03-21 | 加热炉步进梁势能回收液压节能系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810234970.6A CN108278225A (zh) | 2018-03-21 | 2018-03-21 | 加热炉步进梁势能回收液压节能系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108278225A true CN108278225A (zh) | 2018-07-13 |
Family
ID=62810136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810234970.6A Pending CN108278225A (zh) | 2018-03-21 | 2018-03-21 | 加热炉步进梁势能回收液压节能系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108278225A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109854545A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-06-07 | 何学才 | 已生产的步进加热炉液压传动专用液压平衡蓄能器站组 |
| CN116907223A (zh) * | 2023-06-19 | 2023-10-20 | 广州白云液压机械厂有限公司 | 一种步进式加热炉液压势能回收节能系统 |
-
2018
- 2018-03-21 CN CN201810234970.6A patent/CN108278225A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109854545A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-06-07 | 何学才 | 已生产的步进加热炉液压传动专用液压平衡蓄能器站组 |
| CN116907223A (zh) * | 2023-06-19 | 2023-10-20 | 广州白云液压机械厂有限公司 | 一种步进式加热炉液压势能回收节能系统 |
| CN116907223B (zh) * | 2023-06-19 | 2023-12-08 | 广州白云液压机械厂有限公司 | 一种步进式加热炉液压势能回收节能系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103671365B (zh) | 一种能量回收和再利用装置 | |
| CN108278225A (zh) | 加热炉步进梁势能回收液压节能系统 | |
| CN104624691A (zh) | 节能、高效、闭式加压供油型材挤压机 | |
| CN113251013A (zh) | 一种步进升降机构电液直驱伺服闭式差动控制驱动系统 | |
| CN102937013A (zh) | 井架式长冲程液压抽油机 | |
| CN203908295U (zh) | 大型板带轧机步进式加热炉的节能液压控制装置 | |
| CN108638568B (zh) | 一种用于液压机的节能液压垫控制系统 | |
| CN214063418U (zh) | 一种金属液压打包机高效节能液压系统 | |
| RU2578748C1 (ru) | Поршневой компрессор с автономным жидкостным охлаждением | |
| CN206830551U (zh) | 抽油机液压系统 | |
| CN207111556U (zh) | 一种新型节能的垃圾压缩液压系统及其压缩式垃圾车 | |
| CN205587589U (zh) | 一种液压机的泵控液压系统 | |
| CN100458151C (zh) | 压差驱动往复式双作用增压泵 | |
| CN204583884U (zh) | 节能、高效、闭式加压供油型材挤压机 | |
| CN103851037A (zh) | 一种多压力源节能液压站 | |
| CN203778852U (zh) | 一种切管机 | |
| CN104989686B (zh) | 以组对形式实现势能相互利用的液压机组及其驱动方法 | |
| CN205047543U (zh) | 一种加热炉液压系统节能装置 | |
| CN201851421U (zh) | 一种快速注射油缸 | |
| CN105114372B (zh) | 一种加热炉液压系统节能方法及装置 | |
| CN204851862U (zh) | 一种用于步进式加热炉液压系统的能量回收装置 | |
| CN202900184U (zh) | 井架式长冲程液压抽油机 | |
| CN205352104U (zh) | 一种步进式加热炉势能回收与再利用节能装置 | |
| CN209955351U (zh) | 伺服电机泵组驱动的液压机 | |
| CN103075133A (zh) | 一种流量补偿式液压抽油机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180713 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |