CN112609031A - 一种液压泥炮 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种液压泥炮，包括基座、旋转机构、吊挂机构、打泥机构四个部件。用于炼铁高炉堵塞放铁后的出铁口，使高炉快速进入下一循环的作业。基座设计为长方体钢板框架结构，下表面水平布置；旋转机构安装在基座上，基座、转臂和旋转液压缸组成曲柄摇块机构，旋转液压缸带动转臂绕基座基准点转动；吊挂机构安装在转臂上，基座、转臂、吊挂机构和控制连杆组成双摇杆机构，转臂转动并且带动吊挂机构做圆周运动；打泥机构安装在吊挂机构上，随着转臂绕基座基准点旋转，同时跟随吊挂机构左右摆动。优点是：有效提高使用寿命，降低运行成本。解决了国内钢铁工业领域大型高炉液压泥炮长期依赖国外进口的技术难题。

Description

一种液压泥炮

技术领域

本发明属于高炉进口液压设备领域，尤其涉及一种国产化改造的液压泥炮及设计方法。

背景技术

钢铁工业是国民经济的脊梁，高炉的大型化是衡量一个国家冶炼水平的标志，大型高炉液压泥炮的稳定运行和良好性能，直接影响到高炉生产流程的顺行。从国外进口液压泥炮，不仅价格昂贵，订货手续繁杂，而且交货时间超长，使用过程中，经常会因为一个很小的零部件损坏，无配件更换而导致整个生产线停产，严重制约着国内大型高炉生产的运行。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明主要解决的技术问题是提供一种国产化改造的液压泥炮；本发明的技术方案是这样实现的：

一种液压泥炮，包括基座、旋转机构、吊挂机构、打泥机构，用于炼铁高炉堵塞放铁后的出铁口，使高炉快速进入下一循环的作业；

所述基座为长方体钢板框架结构，基座用钢板井字分布焊接，下表面水平布置；上表面设置基准点，它是液压泥炮的旋转轴心点；以基准点为坐标原点，绕X轴顺时针旋转6.7°，绕Y轴顺时针旋转3.3°，形成倾斜式基座；以基准点为圆心，基座整体水平方向顺时针旋转2.6°，确保基座Y轴与高炉主铁沟平行，同时，确保液压泥炮封堵出铁口时打泥机构中心线与高炉出铁口中心线重合；

所述旋转机构包括底座、固定心轴、支撑墩、转臂、盖板、旋转液压缸，底座设置螺栓孔，外形与基座相匹配；固定心轴中心与基座基准点重合；转臂以固定心轴为轴并且绕固定心轴转动；盖板与支撑墩压紧固定，用来限制转臂轴向窜动；旋转液压缸一端轴接在基座上，另外一端轴接在转臂上；

所述吊挂机构包括鞍座、缓冲杆、液压旋转接头；鞍座吊挂在旋转机构的转臂末端，并且以转臂为半径跟随转臂做圆周运动；缓冲杆为两根，安装在鞍座上，内部设置碟簧，吸收吊挂机构冲击和振动；液压旋转接头替代高压软管连接，使吊挂机构各零件更加紧凑；

控制连杆一端连接旋转机构盖板，另一端连接吊挂机构鞍座；

所述打泥机构包括炮头、泥缸、泥塞、推力液压缸；炮头为三段。

基座上表面设置安装孔，与旋转机构通过高强螺栓连接固定后，四周利用挡块加固，挡块焊接在基座上表面上，以防止旋转机构滑动和错位。

旋转机构安装在基座上，基座、转臂和旋转液压缸组成曲柄摇块机构，旋转液压缸带动转臂绕固定心轴转动。

泥塞采用开口双涨圈式活塞结构，前胀圈倒角150°，后胀圈倒角120°，液压泥炮堵铁口时，在炮泥压力产生的推力作用下，前胀圈和后胀圈胀开，自动补偿外圆柱面磨损后与泥缸筒内壁产生的间隙，避免漏泥。

推力液压缸为双密封结构，第一密封圈安装在导向套前，第二密封圈安装在导向套后；导向套设置多个环形孔，环形孔通过锥形控制阀与供油腔连通；当第一密封圈出现松动或损坏等情况导致推力液压缸泄漏时，将锥形控制阀打开，液压油经过锥形控制阀流入管件，再经过管件进入导向套环形孔与第二密封圈相遇，从而激活第二密封圈，以使第一密封圈和第二密封圈同时起到密封作用，提高了液压泥炮的使用寿命。

液压系统设计为电液比例液压控制系统，旋转液压缸采用顺序阀差动回路，液压泥炮堵铁口速度控制为10～15s；采用压力补偿器控制旋转液压缸运动平稳；推力液压缸采用调整比例阀输入电流的大小来调节比例阀的阀口开度，进而控制推力液压缸的运动速度。

与现有技术相比，该发明技术具有以下优点：

1、基座设计为倾斜式基座，能保证液压泥炮准确对准高炉出铁口，在待机时处于水平状态，距离地面低便于维修和装炮泥。

2、炮头设计为三段，三段炮头总长比进口炮头长，它能补偿出铁过程中喷溅的渣铁侵蚀出铁口泥套，炮头无法接触到铁口难题，避免炮头烧毁而堵不上出铁口而造成高炉休风停炉。

3、泥塞在设计中采用双涨圈式活塞结构，能自动补偿两个胀圈外圆柱面磨损后与泥缸筒内壁产生的间隙，避免漏泥。

4、推力液压缸设计为双密封结构，减少了漏油，提高了液压泥炮的使用寿命，降低运行成本。

5、泥缸装泥量达到0.39m3，泥塞理论推力为6000KN，与国外同类液压泥炮技术进行综合比较，性能参数、技术参数明显优于国外同类产品，整体技术达到国际先进水平。

附图说明

图1是本发明的总体平面示意图；

图2是本发明的基座平面示意图；

图3是本发明的基座B向视图；

图4是本发明的基座C向视图；

图5是本发明的基座A-A剖视图；

图6是本发明的旋转机构立体示意图；

图7是本发明的吊挂机构平面示意图；

图8是本发明的旋转机构与吊挂机构装配立体示意图；

图9是本发明的打泥机构平面示意图；

图10是本发明的三段炮头立体示意图；

图11是本发明的泥塞平面示意图；

图12是本发明的推力液压缸平面示意图；

图13是本发明的液压系统图；

附图中各部分标记如下：

基座1、旋转机构2、吊挂机构3、打泥机构4、下表面11、上表面12、基准点13、安装孔14、挡块15、底座21、固定心轴22、支撑墩23、转臂24、盖板25、旋转液压缸26、鞍座31、缓冲杆32、液压旋转接头33、控制连杆34、炮头41、泥缸42、泥塞43、推力液压缸44、前胀圈431、后胀圈432、第一密封圈441、锥形控制阀442、第二密封圈443、顺序阀444、压力补偿器445。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的具体实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：如图1--13所示，一种国产化改造的液压泥炮，包括基座1、旋转机构2、吊挂机构3、打泥机构4四个部件。用于炼铁高炉堵塞放铁后的出铁口，使高炉快速进入下一循环的作业。

基座1设计为长方体钢板框架结构，基座1用钢板井字分布焊接，下表面11水平放置；上表面12设置基准点13，它是液压泥炮的旋转轴心点，以基准点13为坐标原点，绕X轴顺时针旋转6.7°，绕Y轴顺时针旋转3.3°，形成倾斜式基座1。以基准点13为圆心，基座1整体水平方向顺时针旋转2.6°，确保基座Y轴与高炉主铁沟平行，同时，确保液压泥炮封堵出铁口时打泥机构4中心线与高炉出铁口中心线重合。基座1设计两个方向倾斜角度6.7°和3.3°，能保证液压泥炮堵出铁口时打泥机构4中心线与水平方向夹角为10°，并且准确对准高炉出铁口；在待机时处于水平状态，距离地面高度为1.2m便于维修和装炮泥。基座1上表面12设置安装孔14，与旋转机构2通过高强螺栓连接固定后，四周利用挡块15加固，挡块15焊接在基座1上表面12上，以防止旋转机构2滑动和错位。

旋转机构2由底座21、固定心轴22、支撑墩23、转臂24、盖板25、旋转液压缸26组成。底座21设置螺栓孔，外形与基座1相匹配；固定心轴22中心与基座1基准点13重合；转臂24以固定心轴22为轴并且绕固定心轴22转动；盖板25与支撑墩23压紧固定，用来限制转臂24轴向窜动；旋转液压缸26一端轴接在基座1上，另外一端轴接在转臂24上；

工作时活塞杆做直线往复运动，同时绕绞轴水平转动。旋转机构2安装在基座1上，基座1、转臂24和旋转液压缸26组成曲柄摇块机构，旋转液压缸26带动转臂24绕固定心轴22转动。

吊挂机构3由鞍座31、缓冲杆32、液压旋转接头33组成。鞍座21吊挂在旋转机构2转臂24末端，并且以转臂24为半径跟随转臂24做圆周运动；缓冲杆32设计为两根，安装在鞍座31上；缓冲杆采用套筒式结构，并且在缓冲杆的外表套装碟簧；具有良好的缓冲吸震能力和吸收冲击和消散能量的作用。吸收吊挂机构3冲击和振动；液压旋转接头33替代高压软管连接，使吊挂机构3各零件更加紧凑。控制连杆34一端连接旋转机构2盖板25上，另一端连接吊挂机构3鞍座31上，基座1、转臂24、吊挂机构3和控制连杆34组成双摇杆机构。

打泥机构4由炮头41、泥缸42、泥塞43、推力液压缸44组成。

炮头4设计为三段，三段炮头4总长比进口炮头长，它能补偿出铁过程中喷溅的渣铁侵蚀出铁口泥套，炮头4无法接触到铁口难题，避免炮头4烧毁而堵不上出铁口而造成高炉休风停炉。

泥缸42材质选用国产合金结构钢35CrMo，泥缸42装泥量达到0.39m3，泥缸42内表面做辉光离子氮化处理，具有高的抗拉强度和屈服强度，具有高的硬度，提高耐磨性能，延长使用寿命。

泥塞43在设计中采用开口双涨圈式活塞结构，前胀圈431倒角150°，后胀圈432倒角120°，液压泥炮堵铁口时，在炮泥压力产生的推力作用下，前胀圈431和后胀圈432胀开，自动补偿外圆柱面磨损后与泥缸筒内壁产生的间隙，避免漏泥。

推力液压缸44设计为双密封结构，第一密封圈441安装在导向套444前，第二密封圈443安装在导向套444后；导向套设置多个环形孔445，环形孔通过锥形控制阀442与供油腔连通；正常情况下第一密封圈441的密封口呈闭合状态，只起到辅助导向作用而不起密封作用。

当第一密封圈441出现松动或损坏等情况导致推力液压缸44泄漏时，将锥形控制阀442打开，液压油经过锥形控制阀442流入管件，再经过管件进入导向套环形孔与第二密封圈443相遇，从而激活第二密封圈443，以使第一密封圈441和第二密封圈443同时起到密封作用，提高了液压泥炮的使用寿命。

推力液压缸44活塞直径设计为Ф470mm，系统最高压力35Mpa，泥塞43理论推力为：F＝P*S＝35*3.14*235*235＝6069KN。

打泥机构4安装在吊挂机构3上，随着转臂24绕基座1基准点13旋转，同时跟随吊挂机构3左右摆动。

缓冲杆32能微调打泥机构4倾斜角度±2°；连杆34为两段式，通过螺纹套筒连接成一体，通过控制连杆34伸长或缩短来调整炮头41与出铁口的准确对位。

液压系统设计为电液比例液压控制系统，旋转液压缸26采用顺序阀444差动回路，液压泥炮堵铁口速度控制为10～15s；采用压力补偿器445控制旋转液压缸26运动平稳；推力液压缸44采用调整比例阀输入电流的大小来调节比例阀的阀口开度，进而控制推力液压缸44的运动速度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种液压泥炮，其特征在于：包括基座、旋转机构、吊挂机构、打泥机构，用于炼铁高炉堵塞放铁后的出铁口，使高炉快速进入下一循环的作业；

所述基座为长方体钢板框架结构，基座用钢板井字分布焊接，下表面水平布置；上表面设置基准点，它是液压泥炮的旋转轴心点；以基准点为坐标原点，绕X轴顺时针旋转6.7°，绕Y轴顺时针旋转3.3°，形成倾斜式基座；以基准点为圆心，基座整体水平方向顺时针旋转2.6°，确保基座Y轴与高炉主铁沟平行，同时，确保液压泥炮封堵出铁口时打泥机构中心线与高炉出铁口中心线重合；

所述旋转机构包括底座、固定心轴、支撑墩、转臂、盖板、旋转液压缸，底座设置螺栓孔，外形与基座相匹配；固定心轴中心与基座基准点重合；转臂以固定心轴为轴并且绕固定心轴转动；盖板与支撑墩压紧固定，用来限制转臂轴向窜动；旋转液压缸一端轴接在基座上，另外一端轴接在转臂上；

所述吊挂机构包括鞍座、缓冲杆、液压旋转接头；鞍座吊挂在旋转机构的转臂末端，并且以转臂为半径跟随转臂做圆周运动；缓冲杆为两根，安装在鞍座上，内部设置碟簧，吸收吊挂机构冲击和振动；液压旋转接头替代高压软管连接，使吊挂机构各零件更加紧凑；

控制连杆一端连接旋转机构盖板，另一端连接吊挂机构鞍座；

所述打泥机构包括炮头、泥缸、泥塞、推力液压缸；炮头为三段；

推力液压缸为双密封结构，第一密封圈安装在导向套前，第二密封圈安装在导向套后；导向套设置多个环形孔，环形孔通过锥形控制阀与供油腔连通；当第一密封圈出现松动或损坏等情况导致推力液压缸泄漏时，将锥形控制阀打开，液压油经过锥形控制阀流入管件，再经过管件进入导向套环形孔与第二密封圈相遇，从而激活第二密封圈，以使第一密封圈和第二密封圈同时起到密封作用，提高了液压泥炮的使用寿命。

2.根据权利要求1所述的一种液压泥炮，其特征在于：基座上表面设置安装孔，与旋转机构通过高强螺栓连接固定后，四周利用挡块加固，挡块焊接在基座上表面上，以防止旋转机构滑动和错位。

3.根据权利要求1所述的一种液压泥炮，其特征在于：旋转机构安装在基座上，基座、转臂和旋转液压缸组成曲柄摇块机构，旋转液压缸带动转臂绕固定心轴转动。

4.根据权利要求1所述的一种液压泥炮，其特征在于：泥塞采用开口双涨圈式活塞结构，前胀圈倒角150°，后胀圈倒角120°，液压泥炮堵铁口时，在炮泥压力产生的推力作用下，前胀圈和后胀圈胀开，自动补偿外圆柱面磨损后与泥缸筒内壁产生的间隙，避免漏泥。

5.根据权利要求1所述的一种液压泥炮，其特征在于：液压系统设计为电液比例液压控制系统，旋转液压缸采用顺序阀差动回路，液压泥炮堵铁口速度控制为10～15s；采用压力补偿器控制旋转液压缸运动平稳；推力液压缸采用调整比例阀输入电流的大小来调节比例阀的阀口开度，进而控制推力液压缸的运动速度。

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