CN201020530Y - 一种多控制回路的钢水包滑动水口液压系统 - Google Patents

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本实用新型涉及一种具有多控制回路和安全冗余设计的钢水包滑动水口液压系统。主要解决现有水口液压系统无法在事故状态下维继生产或进行设备抢修以及没有自动控制和联锁保护的技术问题。本多控制回路的钢水包滑动水口液压系统的油箱底部接出管路分别连接两台主泵，主泵输出端分别接单筒高压过滤器，单筒高压过滤器输出端分别接单向阀，单向阀和双触点压力继电器之间接有缓冲蓄能器。在蓄能器组和压力管路P之间接有单向阀，在蓄能器组和压力管路PE之间接有压力继电器。油箱通过回油过滤器接回油管T，另外油箱还接有循环系统，所述的循环系统由循环泵、过滤器和冷却器串联构成，本实用新型主要用于钢水包滑动水口液压系统的安全控制。

Description

一种多控制回路的钢水包滑动水口液压系统
技术领域：
本实用新型涉及冶金行业连铸滑动水口的控制装置，特别涉及一种具有多控制回路和安全冗余设计的钢水包滑动水口液压系统。
背景技术：
滑动水口液压系统做为控制钢水包钢水流量和开闭的重要设备，目前在冶金行业被广泛采用。由于设计思路的不同，系统的构成存在较大差异。有的系统采用主泵直接提供油源利用换向阀直接换向进行控制，不设置安全事故控制；也有系统设置了蓄能器事故油源，利用电磁阀失电或手动换向阀实现油缸事故关闭，但是采用了同一个回路，其安全性降低甚至不能发挥事故关闭功能，同时许多系统蓄能器数量仅仅能满足油缸一次动作要求，无法在事故状态下维继生产或进行设备抢修，只能停止生产；还有更多的滑动水口系统未设置速度分区功能以满足不同工况如拆装油缸的要求，以及设置油缸检修更换时系统泄压功能以防止高温高压油喷出伤人。
专利公开号：CN1406689公开了《连铸大包滑动水口液压传动系统》，其技术要点：采用手动泵做为应急液压源，采用一个中位机能为“H”型的手动换向阀做为油缸控制阀件，在功能上具备控制油缸往返动作功能，无速度控制设置和油缸锁定功能。该专利仅采用一套控制回路，只是设置了一个手动泵作为事故动力源，系统没有自动控制和联锁保护设计，以人工手动操作为主。
专利号：JP2004291011名称：METHOD FOR DETECTING ABNORMALITY OF SLIDEVALVE AND ABNORMALITY DETECTING DEVICE THEREFOR，其技术要点：液压系统通过换向阀推动油缸，并分别利用压力传感器检测滑板运行过程中的压力变化并与设定压力比较，以确定滑板的工作状况。该专利采用常规控制设计，主要作为滑板检测装置使用，对在线的事故动力源和控制功能未加考虑。
目前也有企业采用奥地利钢铁联合公司(VAI)的滑动水口液压系统，该系统采用电气控制方式，具有速度控制、自动事故关闭水口和油缸泄压功能，其控制原理图见图1所示，从液压泵站向控制阀台输出P、PE1、PE2三根压力管路和一个回油管T。其中P管向三位四通换向阀4和5提供压力油，分别通过换向阀4或换向阀5控制油缸动作，在换向阀失电时通过双液控单向阀2锁定油缸位置，双向节流调速阀1分别对三位四通换向阀4和5所在的控制回路进行速度调节，从而实现换向阀4得电时油缸动作为慢速运动，换向阀5得电时油缸动作为快速运动。两位四通电磁换向阀6得电时可以实现油缸两腔与T管连通进行泄压，以便于油缸拆装。PE1、PE2分别和相应油缸7的两位四通电磁换向阀3连接，电磁换向阀3正常工作状态下处于得电状态，只有在系统发出低压报警信号时或者控制电源断电状态下失电，PE1或PE2的压力油经单向阀8进入油缸无杆腔，背压阀9此时被打开，油缸有杆腔油液回油箱，滑动水口油缸此时事故关闭。泵站原理图如图2所示，两台主泵2一用一备，向系统提供压力油，经双筒过滤器3过滤后由P管分别向两个油缸的控制阀台供油，并设置压力继电器9在系统压力低压设定值时发讯事故关闭滑动水口油缸。在系统中设置两个蓄能器8，从系统主管路中引入系统压力，并各自通过PE1、PE2压力管路向一个滑动水口油缸提供应急动力源，以满足事故关闭油缸的要求。回油管T进入油箱1前需经回油过滤器7过滤。泵站设置单独循环冷却系统，通过循环泵4输出油液经过滤器5过滤、冷却器6冷却后回油箱1。
实用新型内容：
本实用新型的目的是提供一种多控制回路的钢水包滑动水口液压系统，主要解决现有水口液压系统无法在事故状态下维继生产或进行设备抢修以及没有自动控制和联锁保护的技术问题。采用的技术方案是：一种多控制回路的钢水包滑动水口液压系统，包括油箱，油箱底部接出管路分别连接两台主泵，主泵输出端接高压过滤器，高压过滤器输出端接压力继电器后接P压力管路，多个压力管路接蓄能器，油箱通过回油过滤器接回油管T，另外油箱还接有循环系统，所述的循环系统由循环泵、过滤器和冷却器串联构成，其特征是：所述的蓄能器为串接的蓄能器组，主泵输出端分别接单筒高压过滤器，单筒高压过滤器输出端分别接单向阀，单向阀和双触点压力继电器之间接有缓冲蓄能器。
在蓄能器组和压力管路P之间接有单向阀，在蓄能器组和压力管路PE之间接有压力继电器。所述的主泵为恒压变量泵。
本实用新型的有益效果是，可以实现事故状态下的生产维持，并具有正常生产状态下的快、慢速控制以及滑动水口油缸更换检修时的泄压功能，便于生产和维护人员的安装操作和使用，保护人身安全。
本实用新型是在VAI现有设备的基础上进行的改进，为满足VAI中包液位控制工艺要求，本实用新型保留了其利用双电磁换向阀组(图1中4、2、1组合)实现两种速度的功能，但是对其系统图做了改进，取消了图1中的节流阀10和回油单向阀等管路附件，在满足系统功能要求的同时减少系统元件、提高设备可靠性。为避免出现系统压力低报警的现象，本实用新型在主回路中还设置了缓冲蓄能器，以更好满足滑动水口油缸频繁动作要求，并减少主泵斜盘的变化频率和幅度，改善其工况，延长其使用寿命。本实用新型的事故控制回路与VAI完全不同，包括事故蓄能器的设置、油路设计、控制阀台设计均重新设计，本实用新型采用多个蓄能器构成蓄能器组做为事故动力源，通过一个事故压力油管同时向两个事故手动换向阀提供事故油源，VAI对于单个油缸各采用一个蓄能器(图2中8)分别通过PE1、PE2对相应事故电磁阀(图1中3)提供事故油源；本实用新型事故换向阀设置在浇钢平台等易于操作人员手动操作的位置，而VAI事故关闭电磁阀(图1中3)则与其它控制阀共用一个控制阀台。
附图说明：
图1为现有滑动水口液压系统控制原理图
图中：1.双向节流调速阀(4只)，2.双液控单向阀(4只)，3.两位四通电磁换向阀(2只)，4.三位四通电磁换向阀(2只)，5.三位四通电磁换向阀(2只)，6.两位四通电磁换向阀(2只)，7.油缸(2只)，8.单向阀(2只)，9.背压阀(2只)，10.节流阀(2只)。
图2为现有滑动水口液压系统泵站结构原理图
图中：1.油箱，2.主泵，3.双筒高压过滤器，4.循环泵，5.过滤器，6.冷却器，7.回油过滤器，8.蓄能器，9.压力继电器。
图3为本实用新型泵站结构原理图
图中：1.油箱，2.主泵(2台)，3.单筒高压过滤器(2只)，4.循环泵，5.过滤器，6.冷却器，7.回油过滤器，8.蓄能器组，9.压力继电器，10.双触点压力继电器，11.单向阀，12.单向阀(2只)，13.缓冲蓄能器。
图4为本实用新型控制原理图
图中：1.双向节流调速阀(3只)，2.双液控单向阀(3只)，3.手动换向阀(中位机能Y型2只)，4.三位四通电磁换向阀(2只)，5.三位四通电磁换向阀(2只)，6.两位四通电磁换向阀(2只)，7.油缸。
具体实施方式：
参见图3，本系统一般控制钢水包两个回转臂，因此有两只油缸做为执行机构，相应的控制元件分为两组(见图4双点划线区域)，功能和结构相同。
自动控制模式下的动作：恒压变量泵2一台工作一台备用，工作油泵自油箱1吸油，输出的压力油经单筒高压过滤器3、单向阀12输出，单向阀12和双触点压力继电器10之间接有缓冲蓄能器13。主泵至自动控制阀组的管路为主压力管路P，P管上设置双触点压力继电器10，P管压力油有两个走向，一路经单向阀11至事故蓄能器组8，当蓄能器压力低于系统压力时，压力油进行自动填充，保持该蓄能器组的压力稳定在系统压力点上。自蓄能器组8引出事故压力油管PE，设置压力继电器9，油箱通过回油过滤器7接回油管T，油箱1还接有循环系统，所述的循环系统由循环泵4、过滤器5和冷却器6串联构成；参见图4，PE与事故手动换向阀3连接，用于事故驱动油缸7动作，手动换向阀回路中设有双液控单向阀2和双向节流调速阀1以在手动换向阀处于中位时锁紧油缸和调节油缸速度。P管的另一路压力油向三位四通电磁换向阀4和5以及两位四通电磁换向阀6供应，每只油缸正常工作时由两只电磁换向阀4和5参与控制，通过双向节流阀2可以分别调定油缸的工作速度，经不同的换向阀得失电实现不同的油缸动作速度。电磁铁DT2、DT4同时得电可以实现油缸的紧急关闭。DT5单独得电可以将油缸两个工作腔与回油管路连通，实现油缸内部压力为零，从而便于油缸的软管和接头的拆装。
参见图3，手动控制模式下的工作条件联锁：当系统出现泄漏，或者其它原因导致油箱低位报警停泵、主泵压力不足报警(图3中10发讯)等原因时，需要对设备进行检查和维修，此时可以通过投入手动方式进行操作，由操作人员通过操作手动换向阀3来控制油缸工作。手动换向阀处于中位，则油缸处于锁定状态；手动换向阀向外侧拉动，则油缸活塞杆伸出，滑板关闭；手动换向阀向里侧推动，则油缸活塞杆缩回，滑板打开。一旦与事故蓄能器联结的压力继电器9报警，则预示蓄能器压力不足，需要尽快关闭水口。该压力设定比滑板机构需要的最小压力关闭高2MPa左右，以保证在报警状态下可以关闭水口。

Claims (4)

1.一种多控制回路的钢水包滑动水口液压系统，包括油箱，油箱底部接出管路分别连接两台主泵，主泵输出端接高压过滤器，高压过滤器输出端接压力继电器后接P压力管路，多个压力管路接蓄能器，油箱通过回油过滤器接回油管T，另外油箱还接有循环系统，所述的循环系统由循环泵、过滤器和冷却器串联构成，其特征是：所述的蓄能器为串接的蓄能器组，主泵输出端分别接单筒高压过滤器，单筒高压过滤器输出端分别接单向阀，单向阀和双触点压力继电器之间接有缓冲蓄能器。
2.根据权利要求1所述的一种多控制回路的钢水包滑动水口液压系统，其特征是：在蓄能器组和压力管路P之间接有单向阀。
3.根据权利要求1所述的一种多控制回路的钢水包滑动水口液压系统，其特征是：在蓄能器组和压力管路PE之间接有压力继电器。
4.根据权利要求1所述的一种多控制回路的钢水包滑动水口液压系统，其特征是：所述的主泵为恒压变量泵。
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