CN108856669B - 一种直驱式电液伺服结晶器振动控制装置的冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种直驱式电液伺服结晶器振动控制装置的冷却系统，属于连铸结晶器振动技术领域，包括驱动机构、双向液压泵、低压循环泵组，热交换器和压力油箱；驱动机构对双向液压泵进行驱动控制，使得驱动机构正转带动双向液压泵出油口A出油，吸油口C吸油；驱动机构反转带动双向液压泵出油口B出油，吸油口C吸油；低压循环泵组从压力油箱中吸入低温油液，送入W1中对双向液压泵进行冷却，同时通过吸油口C向内壳体内补充低温油液，高温油液从W2口流出，进入热交换器中冷却，再进入压力油箱。本发明采用压力闭环式循环散热方式，通过低温油液带走液压泵体和系统热量，从而满足直驱式电液伺服结晶器振动控制装置的长时间不间断运转的要求。
Description
技术领域
本发明属于连铸结晶器振动技术领域，具体涉及一种直驱式电液伺服结晶器振动控制装置的冷却系统。
背景技术
结晶器振动装置作为连铸机的关键设备，其作用是通过结晶器的振动保证在浇铸过程中铸坯与结晶器铜壁不发生粘结，并获得良好的铸坯表面质量。现有的结晶器振动装置按照驱动控制形式分为机械式振动、液压伺服振动、电动缸振动。机械式结晶器振动装置通常采用旋转电机和偏心轮连杆机构来实现正弦振动，其缺点是机械磨损严重、难以实现非正弦振动、振幅及偏斜率等振动参数不能在线调节；液压伺服结晶器振动装置采用电液伺服阀控制液压缸来实现正弦和非正弦振动，可以方便的实现振幅、频率和波形的在线调整与监控，其缺点是由于采用了电液伺服阀，对油液清洁度要求高，其建造、运行、维护成本高；电动缸结晶器振动装置采用伺服电动缸直接驱动结晶器振动台实现正弦和非正弦振动，具有成本较低、设备维护方便、无污染等优点，但是其核心传动构件丝杠的抗冲击能力较差、易磨损、寿命短等缺点，制约了电动缸结晶器振动装置的更广泛应用。
随着液压技术的发展，出现了一种新型的伺服驱动方式，即直驱式电液伺服系统；典型的直驱式电液伺服系统采用伺服电机驱动双向定量泵，通过改变伺服电机的转速和旋向来改变双向泵的输出流量和方向，通过控制伺服电机的扭矩来控制系统压力，从而实现执行机构的换向、调速、调压三大功能。常规的直驱式电液伺服系统通常为间歇式工作制，系统发热小，无需冷却系统。
公开号为WO2015/121829 A1的专利公开了将直驱式电液伺服系统应用于结晶器振动装置，针对双出杆对称缸和单出杆非对称缸执行机构公开了两种控制回路。专利号为ZL201720125687.0的专利公开了一种直驱式电液伺服系统和蓄能器控制单出杆三腔缸的结晶器振动装置。由于结晶器振动装置的工作特性为连续不间断工作制，振动次数在200次/分钟至350次/分钟，伺服电机带动双向液压泵需要快速正反向旋转，液压泵内部泄漏和轴承的高速旋转将导致液压泵体内部温度急剧升高，试验测定，最高温度可达100℃以上；同时由于结晶器振动装置在连铸生产线上安装的外部环境温度较高，通常达40℃以上；温度过高，将增大液压泵的泄漏，同时影响系统性能，损坏液压传动系统中的密封件，大大减少系统寿命，因此直驱式电液伺服结晶器振动装置有必要采用冷却系统来满足长时间不间断可靠运转的要求。目前已公开的专利均未提供直驱式电液伺服结晶器振动控制装置的冷却系统。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种直驱式电液伺服结晶器振动控制装置的冷却系统，满足直驱式电液伺服结晶器振动控制装置的长时间不间断运转的要求，确保液压泵和油液的温度在合理的范围之内。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种直驱式电液伺服结晶器振动控制装置的冷却系统，包括驱动机构、双向液压泵、低压循环泵组，热交换器和压力油箱；
所述双向液压泵包括内壳体和外壳体，所述内壳体内设有双向液压泵运动部件，内壳体与外壳体之间设有容纳液压油的容腔，内壳体上设有与容腔连通的吸油口C，所述外壳体上设有四个油口，其中两个油口与内壳体连通，作为内壳体运动部件的出油口A和出油口B，所述出油口A和出油口B分别连接结晶器振动控制装置的驱动液压缸的两个腔体，另外两个油口与容腔相通，作为容腔的进油口W1和出油口W2；内外壳体之间的容腔内设有隔板，使得油液只能从进油口W1流经吸油口C，再从出油口W2流出；
所述驱动机构对双向液压泵进行驱动控制，使得驱动机构正转带动双向液压泵出油口A出油，吸油口C吸油；驱动机构反转带动双向液压泵出油口B出油，吸油口C吸油；
通过设置在油路上的低压循环泵组从压力油箱中吸入低温油液，送入进油口W1中，对双向液压泵进行冷却，同时通过吸油口C向内壳体内补充低温油液，交换出A口和B口的高温油液，而吸入热量的高温油液从W2口流出，进入设置在油路上的热交换器中进行冷却，冷却后的低温油液进入压力油箱。
进一步，所述驱动机构为伺服电机。
进一步，在进油口W1处的油路上还设有用于滤除油液中的污染颗粒的过滤器。
进一步，所述热交换器为水冷却器。
进一步，所述热交换器为风冷却器。
进一步，在所述油路上还设有监测油液压力的压力传感器，在系统发生泄漏时自动进行故障报警。
进一步，在所述油路上还设有监测油液温度的温度传感器，通过温度控制连锁启停循环泵组，将油液温度控制在设定范围之内。
本发明的有益效果在于：
1、采用压力闭环式循环散热方式，通过低温油液带走液压泵体和系统热量，确保整个系统的工作温度，从而满足直驱式电液伺服结晶器振动控制装置的长时间不间断运转的要求；
2、冷却系统中加入了过滤器，可对内部油液进行循环过滤，消除掉系统在运行过程中出现的磨损颗粒，从而确保油液的清洁度，减少系统中元件的磨损，延长系统寿命；
3、本发明可靠性高，无需维护，传热功率大，效果好，可应用于直驱式电液伺服系统的类似工况。
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为本发明所述直驱式电液伺服结晶器振动控制装置冷却系统的结构示意图。
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。
附图标记：1—伺服电机，2—双向定量泵，3—低压循环泵组，4—油液过滤器，5—温度传感器，6—热交换器，7—压力油箱，8—压力传感器。
如图1所示，一种直驱式电液伺服结晶器振动控制装置的冷却系统，包括驱动机构，在本实施例中驱动机构可以是伺服电机1，还包括双向定量泵2、低压循环泵组3、油液过滤器4，温度传感器5、热交换器6、压力油箱7、压力传感器8。
双向定量泵2包括内壳体和外壳体，所述内壳体内设有双向液压泵运动部件，内壳体与外壳体之间设有容纳液压油的容腔，内壳体上设有与容腔连通的吸油口C，所述外壳体上设有四个油口，其中两个油口与内壳体连通，作为内壳体运动部件的出油口A和出油口B，所述出油口A和出油口B分别连接结晶器振动控制装置的驱动液压缸的两个腔体，另外两个油口与容腔相通，作为容腔的进油口W1和出油口W2。伺服电机1连接双向定量泵2，伺服电机1的正转带动双向定量泵2的A口出油，C口吸油；伺服电机1的反转带动双向定量泵2的B口出油，C口吸油。W1为双向定量泵2的循环油进油口，W2为双向定量泵2循环油出油口，双向定量泵2内部设有隔板，油液只能从W1口流经C口，然后从W2口流出，保证对泵体进行最大的冷却。
压力油箱7通过油路连接进油口W1和出油口W2，低压循环泵组3、油液过滤器4，温度传感器5、热交换器6和压力传感器8均连接在油路上，低压循环泵组3从压力油箱7中吸入低温油液，加压低温油液进入油液过滤器4进行过滤后，送入W1口，对双向定量泵2进行冷却，同时为C口的吸油补充低温油液，交换出A口和B口的高温油液，吸入热量的高温油液从W2口流出，进入热交换器6中，热交换器6中的循环冷却水对高温油液进行冷却，带走热量，从而保证流出热交换器6中的油液温度降低后进入压力油箱7，达到循环冷却的目的。
热交换器6可为水冷却器或者风冷却器。
压力传感器8实时监控冷却系统的油液压力，在系统发生泄漏时故障报警；温度传感器5实时监控冷却系统的油液温度，通过温度控制连锁启停循环泵组，将油液温度控制在设定范围之内。
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)
1.一种直驱式电液伺服结晶器振动控制装置的冷却系统，其特征在于：包括驱动机构、双向液压泵、低压循环泵组，热交换器和压力油箱；
所述双向液压泵包括内壳体和外壳体，所述内壳体内设有双向液压泵运动部件，内壳体与外壳体之间设有容纳液压油的容腔，内壳体上设有与容腔连通的吸油口C，所述外壳体上设有四个油口，其中两个油口与内壳体连通，作为内壳体运动部件的出油口A和出油口B，所述出油口A和出油口B分别连接结晶器振动控制装置的驱动液压缸的两个腔体，另外两个油口与容腔相通，作为容腔的进油口W1和出油口W2；内外壳体之间的容腔内设有隔板，使得油液只能从进油口W1流经吸油口C，再从出油口W2流出；
所述驱动机构对双向液压泵进行驱动控制，使得驱动机构正转带动双向液压泵出油口A出油，吸油口C吸油；驱动机构反转带动双向液压泵出油口B出油，吸油口C吸油；
通过设置在油路上的低压循环泵组从压力油箱中吸入低温油液，送入进油口W1中，对双向液压泵进行冷却，同时通过吸油口C向内壳体内补充低温油液，交换出A口和B口的高温油液，而吸入热量的高温油液从W2口流出，进入设置在油路上的热交换器中进行冷却，冷却后的低温油液进入压力油箱。
2.根据权利要求1所述的一种直驱式电液伺服结晶器振动控制装置的冷却系统，其特征在于：所述驱动机构为伺服电机。
3.根据权利要求1所述的一种直驱式电液伺服结晶器振动控制装置的冷却系统，其特征在于：在进油口W1处的油路上还设有用于滤除油液中的污染颗粒的过滤器。
4.根据权利要求1所述的一种直驱式电液伺服结晶器振动控制装置的冷却系统，其特征在于：所述热交换器为水冷却器。
5.根据权利要求1所述的一种直驱式电液伺服结晶器振动控制装置的冷却系统，其特征在于：所述热交换器为风冷却器。
6.根据权利要求1所述的一种直驱式电液伺服结晶器振动控制装置的冷却系统，其特征在于：在所述油路上还设有监测油液压力的压力传感器，在系统发生泄漏时自动进行故障报警。
7.根据权利要求1所述的一种直驱式电液伺服结晶器振动控制装置的冷却系统，其特征在于：在所述油路上还设有监测油液温度的温度传感器，通过温度控制连锁启停循环泵组，将油液温度控制在设定范围之内。
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