CN109488661A - 一种步进加热炉液压控制系统和方法 - Google Patents

一种步进加热炉液压控制系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种步进式加热炉液压控制系统和方法，液压控制系统包括主油管、油箱、电机、油泵、第一电控比例换向阀组、升降油缸以及重力回油箱；主油管的进油口与油箱的出油口连通；主油管的出油口与第一电控比例换向阀组的油口P连通；油泵连接在主油管上，油泵的进油口与油箱出油口连通；电机与油泵连接；第一电控比例换向阀组的油口T与第二回油管一端连通，第二回油管的另一端与油箱连通；升降油缸的下方与油缸管的一端连通，油缸管的另一端与第一电控比例换向阀组的油口A连通；升降油缸的上方与重力回油箱连通；通过采用以上技术方案，解决了控制系统在卸油时电机依然持续工作的问题，有益于节约能源，且可减少管路损耗，提高系统可靠性。

Description

一种步进加热炉液压控制系统和方法
技术领域
本发明涉及加热炉液压系统领域，具体涉及一种步进加热炉液压控制系统和方法。
背景技术
步进加热炉具有加热时间短、加热钢坯质量均匀、自动化程度高的优点，在环保、能耗等方面也有优势,因此在冶金行业的钢坯加热工艺装置上得到广泛应用。现有技术的步进加热炉液压控制系统不管是在注油或者回油时，电机均处于运转状态，不能够起到节约能源的作用。同时，电机长时间处于工作状态，易加速电机老化损耗，增加液压油在管路中升降来回的运动，对管损耗增加。
基于上述步进加热炉液压控制系统存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种步进加热炉液压控制系统和方法，旨在解决控制系统在回油时电机依然持续工作的问题。
本发明提供一种步进加热炉液压控制系统，包括主油管（a1）、油箱（1）、电机（3）、油泵（4）、第一电控比例换向阀组（9）、升降油缸（10）以及重力回油箱（11）；主油管（a1）的进油口与油箱（1）的出油口连通；主油管（a1）的出油口与第一电控比例换向阀组（9）的油口P连通；油泵（4）设置在主油管（a1）上；电机（3）与油泵（4）连接；第一电控比例换向阀组（9）的油口T通过第二回油管（a4）与油箱（1）连通；升降油缸（10）通过油缸管（c1）与第一电控比例换向阀组（9）的油口A连通；升降油缸（10）与重力回油箱（11）连通，重力回油箱（11）用于储存升降油缸（10）上方挤压出的液压油，并依靠重力在回油时将升降油缸（10）下方的液压油推出。
进一步地，还包括次油管（a2）、第二电控比例换向阀组（13）以及平移油缸（14）；次油管（a2）的进油口与主油管（a1）连通；第二电控比例换向阀组（13）的油口P与次油管（a2）的出油口连通；第二电控比例换向阀组（13）的油口T通过第三回油管（a5）与油箱（1）连通；平移油缸（14）左侧的进油口与第二电控比例换向阀组（13）的油口A连通；平移油缸（14）右侧的出油口与第二电控比例换向阀组（13）的油口B连通。
进一步地，次油管（a2）上还连接有减压阀（12）；减压阀（12）的调压范围为0.7~7MPa。
进一步地，主油管（a1）上还连接有囊式蓄能器（7）；囊式蓄能器（7）通过主油管（a1）分别连通油泵（4）的出油口和第一电控比例换向阀组（9）的油口P；囊式蓄能器（7）位于油泵（4）的出油口和第一电控比例换向阀组（9）的油口P之间，囊式蓄能器（7）用于将液压油以重力势能形式储存起来。
进一步地，囊式蓄能器（7）的额定压力为20MPa；囊式蓄能器（7）的容积为40~50L。
进一步地，还包括卸荷溢流阀（6）；卸荷溢流阀（6）的出油口通过第一回油管（a3）与油箱（1）连通；卸荷溢流阀（6）的进油口与主油管（a1）连通，并位于油泵（4）的出油口和囊式蓄能器（7）之间，卸荷溢流阀（6）用于控制油泵（4）的卸荷或加载。
进一步地，主油管（a1）上还连接有吸油过滤器（2）；吸油过滤器（2）的进油口与油箱（1）的出油口连通；吸油过滤器（2）的出油口与油泵（4）的进油口连通，吸油过滤器（2）用于清除液压油中的机械杂质。
进一步地，主油管（a1）上还连接有油过滤器（5）；油过滤器（5）的进油口与油泵（4）的出油口连通；油过滤器（5）的出油口通过主油管（a1）分别连通囊式蓄能器（7）和卸荷溢流阀（6）的进油口，油过滤器（5）用于清除液压油中的污染物。
进一步地，主油管（a1）上还连接有压力表（8）；压力表（8）位于囊式蓄能器（7）与第一电控比例换向阀组（9）油口P之间。
相应地，本发明还提供一种步进式加热炉液压控制方法，应用于上述的步进式加热炉液压控制系统；还包括以下步骤：
S1：注油时，电机（3）运转，通过油泵（4）将液压油从油箱（1）的出油口抽出进入主管道（a1）；第一电控比例换向阀组（9）的油口A与油口P接通，液压油通过油缸管（c1）从第一电控比例换向阀组（9）的油口A进入升降油缸（10）下方，并推动活塞向上运动，将升降油缸（10）上方的液压油推进重力回油箱（11）；
S2：卸油时，电机（3）停止，重力回油箱（11）中的液压油依靠重力将升降油缸（10）中的活塞向下推动，将升降油缸（10）下方的液压油推出进入油缸管（c1）；第一电控比例换向阀组（9）的油口B与油口P接通，液压油通过第二回油管（a4）流回油箱（1）。
通过采用以上技术方案，液压控制系统在稳定性、控制精度、节能和可靠性等方面都有比较好的表现；利用重力势能回收，来降低对电机的负荷，降低管路损耗，达到节能降本的作用，提高加热炉的生产效率；且该系统容易实现，成本低，能满足液压系统节能和提高可靠性两方面的需要。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1 为本发明一种步进加热炉液压控制系统示意图；
图2 为本发明一种步进加热炉液压控制方法流程图。
图中：1、油箱；2、吸油过滤器；3、电机；4、油泵；5、油过滤器；6、卸荷溢流阀；7、囊式蓄能器；8、压力表；9、第一电控比例换向阀组；10、升降油缸；11、重力回油箱；12、减压阀；13、第二电控比例换向阀组；14、平移油缸；a1、主油管；a2、次油管；a3、第一回油管；a4、第二回油管;a5、第三回油管;c1、油缸管。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图 1所示，本发明提供一种步进加热炉液压控制系统，包括主油管（a1）、油箱（1）、电机（3）、油泵（4）、第一电控比例换向阀组（9）、升降油缸（10）以及重力回油箱（11）；主油管（a1）的进油口与油箱（1）的出油口连通；主油管（a1）的出油口与第一电控比例换向阀组（9）的油口P连通；油泵（4）设置在主油管（a1）上；电机（3）与油泵（4）连接；第一电控比例换向阀组（9）的油口T通过第二回油管（a4）与油箱（1）连通；升降油缸（10）通过油缸管（c1）与第一电控比例换向阀组（9）的油口A连通；升降油缸（10）与重力回油箱（11）连通，重力回油箱（11）用于储存升降油缸（10）上方挤压出的液压油，并依靠重力在回油时将升降油缸（10）下方的液压油推出；具体地，注入油时，第一电控比例换向阀组（9）的油口A与油口P连通将升降油缸（10）上方的液压油推挤进入重力回油箱（11）；回油时，依靠重力回油箱（11）中液压油的重力推动活塞向下运动，将下方的液压油推出升降油缸（10）进入油缸管（c1）；第一电控比例换向阀组（9）的油口B与油口P连通，液压油通过连通的第二回油管（a4）进行卸油；通过此方案，提高了系统的资源利用率，降低了能源的消耗，降低了电机和管路的损耗，提升了系统可靠性。
优选地，结合上述方案，如图 1和2所示，本实施例中，还包括次油管（a2）、第二电控比例换向阀组（13）以及平移油缸（14）；次油管（a2）的进油口与主油管（a1）连通；第二电控比例换向阀组（13）的油口P与次油管（a2）的出油口连通；第二电控比例换向阀组（13）的油口T通过第三回油管（a5）与油箱连通；平移油缸（14）左侧的进油口与第二电控比例换向阀组（13）的油口A连通；平移油缸（14）右侧的出油口与第二电控比例换向阀组（13）的油口B连通；具体的，注入油时，第二电控比例换向阀组（13）的油口A与油口P连通，液压油进入平移油缸（14）的左侧；回油时，第二电控比例换向阀组（13）的油口B与油口P连通，液压油注入平移油缸（14）右侧，推动活塞向做运动，将平移油缸（14）左侧的液压油推出，经过与第一电控比例换向阀组（13）的油口T连通的第三回油管（a5）流回油箱。
优选地，结合上述方案，如图 1和2所示，本实施例中，次油管（a2）上还连接有减压阀（12）；减压阀（12）的调压范围为0.7~7MPa；具体地，减压阀（12）用于调节系统压力。
优选地，结合上述方案，如图 1和2所示，本实施例中，主油管（a1）上还连接有囊式蓄能器（7）；囊式蓄能器（7）通过主油管（a1）分别连通油泵（4）的出油口和第一电控比例换向阀组（9）的油口P；囊式蓄能器（7）位于油泵（4）的出油口和第一电控比例换向阀组（9）的油口P之间，囊式蓄能器（7）用于将液压油以重力势能形式储存起来；具体地，由于升降油缸（10）工作时需要的瞬时功率较大，但是工作的周期时间间隔是1比3，例如一分钟内只有15秒需要工作，这样就需要大功率电机（3）间歇运转；由于大功率电机（3）价格贵，且电机（3）大部分都处于无效运转，浪费能源；囊式蓄能器（7）能在不需要注油时，电机（3）仍进行工作，只是将油暂时放入囊式蓄能器（7）储存起来，这样来减少对电机（3）的要求；具体地，囊式蓄能器（7）的额定压力为20MPa；囊式蓄能器（7）的容积为40~50L。
优选地，结合上述方案，如图 1和2所示，本实施例中，还包括卸荷溢流阀（6）；卸荷溢流阀（6）的出油口通过第一回油管（a3）与油箱（1）连通；卸荷溢流阀（6）的进油口与主油管（a1）连通，并位于油泵（4）的出油口和囊式蓄能器（7）之间，卸荷溢流阀（6）用于控制油泵（4）的卸荷或加载；具体地，当油缸退缸时系统流量超出供油流量，为使系统回油压力不至于升高,采用卸荷溢流阀（6）卸掉一部分油保证系统压力平稳。
优选地，结合上述方案，如图 1和2所示，本实施例中，主油管（a1）上还连接有吸油过滤器（2）；吸油过滤器（2）的进油口与油箱（1）的出油口连通；吸油过滤器（2）的出油口与油泵（4）的进油口连通，吸油过滤器（2）用于清除液压油中的机械杂质；具体地，吸油过滤器（2）可以避免机械杂质吸入油泵（4）造成油泵（4）损耗过快。
优选地，结合上述方案，如图 1和2所示，本实施例中，主油管（a1）上还连接有油过滤器（5）；油过滤器（5）的进油口与油泵（4）的出油口连通；油过滤器（5）的出油口通过主油管（a1）分别连通囊式蓄能器（7）和卸荷溢流阀（6）的进油口，油过滤器（5）用于清除液压油中的污染物；具体地，油过滤器（5）可以保持油液清洁度,确保液压元件工作的可靠性。
优选地，结合上述方案，如图 1和2所示，本实施例中，主油管（a1）上还连接有压力表（8）；压力表（8）位于囊式蓄能器（7）与第一电控比例换向阀组（9）油口P之间；具体地，压力表（8）可以用于实时查看系统当前压力，起到预警作用。
优选地，结合上述方案，如图 1和2所示，本实施例中，还包括电控系统PLC，用于控制液压系统，使系统的自动化程度高，可靠性强，响应速度快，精度高，系统工作性能稳定；同时可结合温度传感器和压力传感器等对压力、温度和液位自动控制，使液压系统能长期可靠运行。
相应地，结合上述方案，如图 1和2所示，本发明还提供一种步进式加热炉液压控制方法，应用于上述的步进式加热炉液压控制系统；还包括以下步骤：
S1：注油时，电机（3）运转，通过油泵（4）将液压油从油箱（1）的出油口抽出进入主管道（a1）；第一电控比例换向阀组（9）的油口A与油口P接通，液压油通过油缸管（c1）从第一电控比例换向阀组（9）的油口A进入升降油缸（10）下方，并推动活塞向上运动，将升降油缸（10）上方的液压油推进重力回油箱（11）；
S2：卸油时，电机（3）停止，重力回油箱（11）中的液压油依靠重力将升降油缸（10）中的活塞向下推动，将升降油缸（10）下方的液压油推出进入油缸管（c1）；第一电控比例换向阀组（9）的油口B与油口P接通，液压油通过第二回油管（a4）流回油箱（1）。
通过采用以上技术方案，液压控制系统在稳定性、控制精度、节能和可靠性等方面都有比较好的表现；利用重力势能回收，来降低对电机的负荷，降低管路损耗，达到节能降本的作用，提高加热炉的生产效率；且该系统容易实现，成本低，能满足液压系统节能和提高可靠性两方面的需要。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种步进式加热炉液压控制系统，其特征在于，包括主油管（a1）、油箱（1）、电机（3）、油泵（4）、第一电控比例换向阀组（9）、升降油缸（10）以及重力回油箱（11）；所述主油管（a1）的进油口与所述油箱（1）的出油口连通；所述主油管（a1）的出油口与所述第一电控比例换向阀组（9）的油口P连通；所述油泵（4）设置在所述主油管（a1）上；所述电机（3）与所述油泵（4）连接；所述第一电控比例换向阀组（9）的油口T通过第二回油管（a4）与所述油箱（1）连通；所述升降油缸（10）通过油缸管（c1）与所述第一电控比例换向阀组（9）的油口A连通；所述升降油缸（10）与所述重力回油箱（11）连通，所述重力回油箱（11）用于储存所述升降油缸（10）上方挤压出的液压油，并依靠重力在回油时将所述升降油缸（10）下方的液压油推出。
2.如权利要求1所述的步进式加热炉液压控制系统，其特征在于，还包括次油管（a2）、第二电控比例换向阀组（13）以及平移油缸（14）；所述次油管（a2）的进油口与所述主油管（a1）连通；所述第二电控比例换向阀组（13）的油口P与所述次油管（a2）的出油口连通；所述第二电控比例换向阀组（13）的油口T通过第三回油管（a5）与油箱（1）连通；所述平移油缸（14）左侧的进油口与所述第二电控比例换向阀组（13）的油口A连通；所述平移油缸（14）右侧的出油口与所述第二电控比例换向阀组（13）的油口B连通。
3.如权利要求2所述的步进式加热炉液压控制系统，其特征在于，所述次油管（a2）上还连接有减压阀（12）；所述减压阀（12）的调压范围为0.7~7MPa。
4.如权利要求1所述的步进式加热炉液压控制系统，其特征在于，所述主油管（a1）上还连接有囊式蓄能器（7）；所述囊式蓄能器（7）通过所述主油管（a1）分别连通所述油泵（4）的出油口和所述第一电控比例换向阀组（9）的油口P；所述囊式蓄能器（7）位于所述油泵（4）的出油口和所述第一电控比例换向阀组（9）的油口P之间，所述囊式蓄能器（7）用于将液压油以重力势能形式储存起来。
5.如权利要求4所述的步进式加热炉液压控制系统，其特征在于，所述囊式蓄能器（7）的额定压力为20MPa；所述囊式蓄能器（7）的容积为40~50L。
6.如权利要求1至5任一项所述的步进式加热炉液压控制系统，其特征在于，还包括卸荷溢流阀（6）；所述卸荷溢流阀（6）的出油口通过第一回油管（a3）与所述油箱（1）连通；所述卸荷溢流阀（6）的进油口与所述主油管（a1）连通，并位于所述油泵（4）的出油口和所述囊式蓄能器（7）之间，所述卸荷溢流阀（6）用于控制所述油泵（4）的卸荷或加载。
7.如权利要求6所述的步进式加热炉液压控制系统，其特征在于，所述主油管（a1）上还连接有吸油过滤器（2）；所述吸油过滤器（2）的进油口与所述油箱（1）的出油口连通；所述吸油过滤器（2）的出油口与所述油泵（4）的进油口连通，所述吸油过滤器（2）用于清除液压油中的机械杂质。
8.如权利要求7所述的步进式加热炉液压控制系统，其特征在于，所述主油管（a1）上还连接有油过滤器（5）；所述油过滤器（5）的进油口与所述油泵（4）的出油口连通；所述油过滤器（5）的出油口通过所述主油管（a1）分别连通所述囊式蓄能器（7）和所述卸荷溢流阀（6）的进油口，所述油过滤器（5）用于清除液压油中的污染物。
9.如权利要求8所述的步进式加热炉液压控制系统，其特征在于，所述主油管（a1）上还连接有压力表（8）；所述压力表（8）位于所述囊式蓄能器（7）与所述第一电控比例换向阀组（9）油口P之间。
10.一种步进式加热炉液压控制方法，其特征在于，应用于上述权利要求1所述的步进式加热炉液压控制系统；还包括以下步骤：
S1：注油时，所述电机（3）运转，通过所述油泵（4）将液压油从所述油箱（1）的出油口抽出进入所述主管道（a1）；所述第一电控比例换向阀组（9）的油口A与油口P接通，液压油通过所述油缸管（c1）从所述第一电控比例换向阀组（9）的油口A进入所述升降油缸（10）下方，并推动活塞向上运动，将所述升降油缸（10）上方的液压油推进所述重力回油箱（11）；
S2：卸油时，所述电机（3）停止，所述重力回油箱（11）中的液压油依靠重力将所述升降油缸（10）中的活塞向下推动，将所述升降油缸（10）下方的液压油推出进入所述油缸管（c1）；所述第一电控比例换向阀组（9）的油口B与油口P接通，液压油通过所述第二回油管（a4）流回所述油箱（1）。
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