CN205937272U - 布料器溜槽倾动液压闭环比例控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种布料器溜槽倾动液压闭环比例控制系统，包括有：油箱，其为主控系统供油；多个油缸，其通过活塞杆的上升或下降来驱动布料器溜槽倾动；多个比例流量阀，其对应连通至每个油缸的无杆腔的无杆腔油路上，以控制经过油缸的无杆腔的流量；位移传感器，其设置在每个油缸的活塞杆上，以测量活塞杆的伸缩量；控制器，其分别与位移传感器和比例流量阀电连接。本实用新型采用多个油缸换向集中控制，且油缸的速度控制回路各自独立，并通过位移传感器来确定主油缸的活塞杆的伸缩量，且经过控制器计算后控制相应的比例流量阀调节其余油缸的活塞杆的伸缩量，从而保证三个油缸的同步运行。

Description

布料器溜槽倾动液压闭环比例控制系统

技术领域

本实用新型属于布料器溜槽倾动的控制系统技术领域，特别涉及一种布料器溜槽倾动液压闭环比例控制系统。

背景技术

布料器是高炉炼铁要求合理布料入炉的关键设备，如图1所示，而溜槽是无钟炉顶布料器的核心部分。布料器溜槽24的倾动依靠布料器上部的油缸8的动作，液压回路的同步对溜槽倾动产生较大的影响。如果液压闭环比例控制系统的油缸不能同步动作，则油缸在与同步托圈联接处会产生位移误差，导致同步托圈受力不均，将严重影响溜槽倾角精度。现有的布料器大多采用液压集中或单独同步控制，同步精度差，故障率高，不能完全适应高炉生产冶炼的要求，不仅容易造成严重的经济损失，有时还会导致严重安全事故。

实用新型内容

针对现有技术中存在的用于控制溜槽的倾动的液压控制系统中的油缸不能同步的技术问题，本实用新型提供一种改进的布料器溜槽倾动液压闭环比例控制系统，能够提高油缸的同步精度，避免安全事故的发生。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种布料器溜槽倾动液压闭环比例控制系统，其特征在于，包括有：

油箱，其连接有进油管和回油管，以组成控制回路为主控系统供油；

多个油缸，其通过活塞杆的上升或下降来驱动布料器溜槽倾动；

多个比例流量阀，其对应连通至每个所述油缸的无杆腔的无杆腔油路上，以控制经过所述油缸的无杆腔的流量；

位移传感器，其设置在每个所述油缸的活塞杆上，以测量所述活塞杆的伸缩量；

控制器，其分别与所述位移传感器和所述比例流量阀电连接，所述控制器通过与所述油缸对应的位移传感器获得其中一个作为标准值的活塞杆的伸缩量以及其余作为比较值的活塞杆的伸缩量，并对标准值与比较值作比较， 所述比例流量阀根据控制器的比较结果控制其余的活塞杆动作以使活塞杆的伸缩量不断接近标准值。

作为优选，所述控制回路上连接有三位四通电磁阀，用于为每个所述油缸的有杆腔和无杆腔供油，以控制对应的每个所述油缸的活塞杆上升或下降。

作为进一步优选，所述布料器溜槽倾动液压闭环比例控制系统还包括有泄露油回路，其包括有：

泄露油管，其连接于所述油箱上；

安全补油阀块，其连接于每个所述油缸的有杆腔油路与无杆腔油路之间，所述安全补油阀块的回油口连通至所述泄露油管。

作为进一步优选，所述安全补油阀块包括一梭阀、两个单向阀、一溢流阀和一高压球阀，其中，一单向阀的进油口和梭阀的一个进油口均与相对应的油缸的有杆腔油路连通，而另一单向阀的进油口和梭阀的另一个进油口均与同一油缸的无杆腔油路连通，且梭阀的出油口连通至溢流阀的进油口，溢流阀的出油口和两个单向阀的出油口均连通至泄露油路，高压球阀的进油口连通至梭阀的出油口与溢流阀的进油口之间的油路，高压球阀的出油口连通至泄露油路。

作为进一步优选，所述控制回路上还连接有应急控制系统，所述应急控制系统包括有：

比例方向阀，其与所述油箱连通，且与每个所述油缸的有杆腔油路和每个所述比例流量阀与相对应的所述油缸的无杆腔之间的所述无杆腔油路均连通，以对每个所述油缸的有杆腔和无杆腔切换供油；

平衡阀，其连接于所述比例方向阀通向每个所述油缸的无杆腔的油路上，并与所述控制器电连接，所述平衡阀根据所述控制器的比较结果与相对应的比例流量阀切换，以启动所述平衡阀，用于控制相对应的所述油缸的无杆腔的流量。

作为进一步优选，所述比例方向阀连通至所述油缸的有杆腔的油路上连接有一油管，该油管与所述平衡阀连通，且在该油管上连接有一节流阀。

作为进一步优选，所述应急控制系统还包括压力传感器，所述压力传感器连接于每个所述油缸的有杆腔油路和无杆腔油路上，且与所述控制器电连接，以根据测得的各自油路上的压力值，以使所述主控制系统向所述应急控制系统切换。

作为进一步优选，所述应急控制系统还包括

第一液控单向阀，其设于每个所述油缸的所述有杆腔油路上；

第二液控单向阀，其设于每个所述比例流量阀与相对应的所述油缸的无杆腔之间的所述无杆腔油路上；

第三液控单向阀，其设于所述比例方向阀通向每个所述油缸的有杆腔、且位于所述安全补油阀块与所述比例方向阀之间的支油路上；

第四液控单向阀，其设于所述比例方向阀通向每个所述油缸的无杆腔、且位于所述安全补油阀块与所述平衡阀之间的支油路上。

作为进一步优选，所述应急控制系统还包括第一二位四通电磁阀和与所述油缸的数量相对应的多个第二二位四通电磁阀，所述第一二位四通电磁阀和多个第二二位四通电磁阀均通过高压球阀与所述油箱的进油管连通，且均通过单向阀与所述油箱的泄露油管连通；所述第一液控单向阀的出油口和第二液控单向阀的出油口均连接至一油管，且所述第一液控单向阀的进油口和第二液控单向阀的进油口均连接至一另外的油管，该油管和该另外的油管分别与所述第一二位四通电磁阀连通；对应于同一个所述油缸的所述第三液控单向阀的进油口和第四液控单向阀的进油口均连接至一油管，且该所述第三液控单向阀的出油口和第四液控单向阀的出油口连接至另一油管，该油管和该另一油管分别与其中一个所述第二二位四通电磁阀连通。

作为优选，所述油缸设置为三个。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：本实用新型在对溜槽倾角控制时，采用多个油缸换向集中控制，且油缸的速度控制回路各自独立，并通过位移传感器来确定主油缸的活塞杆的伸缩量，且经过控制器计算后控制相应的比例流量阀调节其余油缸的活塞杆的伸缩量，从而保证三个油缸的同步运行。

附图说明

图1为本实用新型中的布料器溜槽和油缸的相对位置简图；

图2为本实用新型中的布料器溜槽倾动液压闭环比例控制系统。

图中：

1-进油管； 2-回油管；

3-整流板； 4-比例流量阀；

5-三位四通电磁阀； 6-泄露油管；

7-压力传感器； 8-油缸；

9.1-第一二位四通电磁阀； 9.2-第二二位四通电磁阀；

10-比例方向阀； 11-平衡阀；

12-节流阀； 13-测压接头；

14-梭阀；

15.1-第一液控单向阀； 15.2-第二液控单向阀；

15.3-第三液控单向阀； 15.4-第四液控单向阀；

16－单向阀； 17－溢流阀；

18-高压过滤器； 19-测压软管；

20-高压球阀； 21-位移传感器；

22-有杆腔油路； 23-无杆腔油路；

24-布料器溜槽。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作详细说明。

如图1和图2所示，本实用新型的实施例公开了一种布料器溜槽倾动液压闭环比例控制系统，包括油箱(图中未示出)、多个油缸8、与多个油缸8的数量相对应的多个位移传感器21、控制器(图中未示出)、主控制系统和应急控制系统，比例流量阀4以及一个控制器，其中，主控制系统包括有三位四通电磁阀5和比例流量阀4，油箱连接有进油管1和回油管2，以组成控制回路为主控系统和应急控制系统供油，1进油管1上设有高压过滤器18，多个油缸8(本实施例中设有三个油缸8)通过活塞杆的上升或下降来驱动布料器溜槽24倾动；位移传感器21设置在每个油缸8的活塞杆上，以测量活塞杆的伸缩量，比例流量阀4对应连接于连通至每个油缸8的无杆腔的无杆腔油路23上，以控制经过油缸8的无杆腔的流量；

控制器分别与位移传感器21比例流量阀4电连接，控制器通过与油缸8对应的位移传感器21获得其中一个作为标准值的活塞杆的伸缩量以及其余作为比较值的活塞杆的伸缩量，并对标准值与比较值作比较，比例流量阀4根据控制器的比较结果控制其余的活塞杆动作以使活塞杆的伸缩量不断接近标准值，达到使三个油缸8同步动作的目的。

控制回路上连接有三位四通电磁阀5，用于为每个油缸8的有杆腔和无杆腔供油，以控制对应的每个油缸8的活塞杆上升或下降。具体地，继续结合图2，三位四通电磁阀5具有P口、A口、B口和T口，其中：P口连通至进油管1；A口分别通过一有杆腔油路22连通至每个油缸8的有杆腔，B口分别通过一无杆腔油路23连通至每个油缸8的无杆腔，无杆腔油路23从三位四通电磁阀5到油缸8的方向上依次设有整流板3和比例流量阀4，T口通过单向阀16连通至回油管2。

本实施例中的主控制系统在对溜槽倾角控制时，采用三个油缸8换向集中控制，且油缸8的速度控制回路各自独立，并通过位移传感器21来确定主油缸8的活塞杆的伸缩量，每个位移传感器21测量的位移值均发送至控制器，通过控制器计算后，控制器控制相应的比例流量阀4调节其余两个油缸8的活塞杆的伸缩量，从而保证三个油缸8的同步运行。具体地，当按照动作要求需要油缸8的活塞杆上升时，压力油经进油管1进入到三位四通换向阀5的P口，并从A口出来流有杆腔油路22进入到油缸8的有杆腔，此时油缸8活塞杆上升，上升过程中，实时监测上升位移的数值，以保证三个油缸8的精确同步。而在回油路上，压力油从油缸8的无杆腔经过比例流量阀4和整流板3进入到三位四通换向阀5的B口，并从T口出来回到油箱，使油缸8的无杆腔形成背压，在设定值下油缸8的活塞杆向上运动。当按照动作要求需要油缸8的活塞杆需要向下运动时，系统压力油经进油管1进入到三位四通换向阀5的P口，并从B口出来流经整流板3、比例流量阀4进入到油缸8的无杆腔，油缸8的活塞杆下降，下降过程中，实时监测下降位移的数值，保证了三个油缸8精确同步，提高了布料器溜槽24的倾动效果和布料器的布料精度。而在回路上，系统压力油从油缸8的有杆腔经过有杆腔油路22进入到三位四通换向阀5的A口，并从T口流回油箱。

本实施例中，当主控制系统的回路中压力超载时，会影响系统的安全运行，因此，本实施例中的布料器溜槽倾动液压闭环比例控制系统还包括有泄露油回路，其包括有：泄露油管6和安全补油阀块，泄露油管6连接于油箱上，安全补油阀块连接于与每个油缸8相对应的有杆腔油路22与无杆腔油路23之间，安全补油阀块的回油口连通至泄露油管6。安全补油阀块用于保证系统的安全运行，具体地，其包括一梭阀14、两个单向阀16、一溢流阀17和一高压球阀20，其中，一单向阀16的进油口和梭阀14的一个进油口均与 相对应的油缸8的有杆腔油路22连通，而另一单向阀16的进油口和梭阀14的另一个进油口均与同一油缸8的无杆腔油路23连通，且梭阀14的出油口连通至溢流阀17的进油口，溢流阀17的出油口和两个单向阀16的出油口均连通至泄露油路6，高压球阀20的进油口连通至梭阀14的出油口与溢流阀17的进油口之间的油路，高压球阀20的出油口连通至泄露油路6。

本实施例中的控制回路上连接有应急控制系统，当主控系统出现故障失效时，以实现从主系统控制向应急控制系统模式的切换。应急控制系统包括有：比例方向阀10和平衡阀11，比例方向阀10与油箱连通，且与每个油缸8的有杆腔油路22和每个比例流量阀4与相对应的油缸8的无杆腔之间的无杆腔油路23均连通，以对每个油缸8的有杆腔和无杆腔切换供油，平衡阀11连接于比例方向阀10通向每个油缸8的无杆腔的油路上，并与控制器电连接。具体地，比例方向阀10的P口连通至进油管1，T口连通至回油管2；A口连通至每个油缸8的有杆腔，本实施例中设置为三个油缸8，因此设有三个支油路，每个支油路对应连接到每个有杆腔油路22，比例方向阀10的B口通过另外的三个支油路连通至每个无杆腔油路23。

平衡阀11根据控制器的比较结果，例如当检测到的其中一个油缸8的活塞杆的伸缩量过大或过小时，就判断此时主控系统中相对应的控制回路出现了故障，然后即可与相对应的比例流量阀4切换，以启动平衡阀11，用于控制相对应的油缸8的无杆腔的流量，以使该油缸8能够继续正常动作。

本实施例中，比例方向阀10连通至油缸8的有杆腔的油路上连接有一油管，该油管与平衡阀11连通，且在该油管上连接有一节流阀12。

除了可以通过位移传感器21检测到的活塞杆的伸缩量作为主控系统与应急控制系统的切换信号，本实施例中还在每个油缸8的有杆腔油路22和无杆腔油路23上分别连接有一压力传感器7，压力传感器7依次通过一测压软管19和测压接头13接入有杆腔油路22和无杆腔油路23。压力传感器7与控制器电连接，以根据测得的各自油路上的压力值的变化作为切换信号实现主控制系统向应急控制系统切换。

在应急控制模式下，三个油缸8的位置精度靠机械导向来保证，如果三个油缸8的初始位置的同步误差很大则需单独调节，因此，应急控制系统还包括有第一液控单向阀15.1、第二液控单向阀15.2、第三液控单向阀15.3和第四液控单向阀15.4，其中，第一液控单向阀15.1设于有杆腔油路22上， 第二液控单向阀15.2设于每个比例流量阀4与相对应的油缸8的无杆腔之间的无杆腔油路23上；第三液控单向阀15.3设于比例方向阀10通向每个油缸8的有杆腔、且位于安全补油阀块与比例方向阀10之间的支油路上；第四液控单向阀15.4设于比例方向阀10通向每个油缸8的无杆腔、且位于安全补油阀块与平衡阀11之间的支油路上。通过关闭或开启对应的液控单向阀可以实现三个油缸8的单独动作，由此可进一步减少三个油缸8的同步误差。

本实施例中，应急控制系统还包括第一二位四通电磁阀9.1和与油缸8的数量相对应的多个第二二位四通电磁阀9.2，本实施例中设有三个第二二位四通电磁阀9.2，第一二位四通电磁阀9.1和三个第二二位四通电磁阀9.2的P口通过高压球阀20连通至进油管1，T口通过单向阀16连通至泄露油管6。

第一液控单向阀15.1的出油口和第二液控单向阀15.2的出油口均连接至一油管，且第一液控单向阀15.1的进油口和第二液控单向阀15.2的进油口均连接至一另外的油管，该油管和该另外的油管分别与第一二位四通电磁阀9.1的A口连通；对应于同一个油缸8的第三液控单向阀15.3的进油口和第四液控单向阀15.4的进油口均连接至一油管，且该第三液控单向阀15.3的出油口和第四液控单向阀15.4的出油口连接至另一油管，该油管和该另一油管分别与其中一个第二二位四通电磁阀9.2的B口连通。

本实施例中，进油管1、回油管2等油路上均接有测压接头13，此为常规设计，在此不再赘述。

以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种布料器溜槽倾动液压闭环比例控制系统，其特征在于，包括有：

油箱，其连接有进油管和回油管，以组成控制回路为主控系统供油；

多个油缸，其通过活塞杆的上升或下降来驱动布料器溜槽倾动；

多个比例流量阀，其对应连通至每个所述油缸的无杆腔的无杆腔油路上，以控制经过所述油缸的无杆腔的流量；

位移传感器，其设置在每个所述油缸的活塞杆上，以测量所述活塞杆的伸缩量；

控制器，其分别与所述位移传感器和所述比例流量阀电连接，所述控制器通过与所述油缸对应的位移传感器获得其中一个作为标准值的活塞杆的伸缩量以及其余作为比较值的活塞杆的伸缩量，并对标准值与比较值作比较，所述比例流量阀根据控制器的比较结果控制其余的活塞杆动作以使活塞杆的伸缩量不断接近标准值。

2.根据权利要求1所述的布料器溜槽倾动液压闭环比例控制系统，其特征在于，所述控制回路上连接有三位四通电磁阀，用于为每个所述油缸的有杆腔和无杆腔供油，以控制对应的每个所述油缸的活塞杆上升或下降。

3.根据权利要求2所述的布料器溜槽倾动液压闭环比例控制系统，其特征在于，所述布料器溜槽倾动液压闭环比例控制系统还包括有泄露油回路，其包括有：

泄露油管，其连接于所述油箱上；

安全补油阀块，其连接于每个所述油缸的有杆腔油路与无杆腔油路之间，所述安全补油阀块的回油口连通至所述泄露油管。

4.根据权利要求3所述的布料器溜槽倾动液压闭环比例控制系统，其特征在于，所述安全补油阀块包括一梭阀、两个单向阀、一溢流阀和一高压球阀，其中，一单向阀的进油口和梭阀的一个进油口均与相对应的油缸的有杆腔油路连通，而另一单向阀的进油口和梭阀的另一个进油口均与同一油缸的无杆腔油路连通，且梭阀的出油口连通至溢流阀的进油口，溢流阀的出油口和两个单向阀的出油口均连通至泄露油路，高压球阀的进油口连通至梭阀的出油口与溢流阀的进油口之间的油路，高压球阀的出油口连通至泄露油路。

5.根据权利要求3所述的布料器溜槽倾动液压闭环比例控制系统，其特征在于，所述控制回路上还连接有应急控制系统，所述应急控制系统包括有：

比例方向阀，其与所述油箱连通，且与每个所述油缸的有杆腔油路和每个所述比例流量阀与相对应的所述油缸的无杆腔之间的所述无杆腔油路均连通，以对每个所述油缸的有杆腔和无杆腔切换供油；

平衡阀，其连接于所述比例方向阀通向每个所述油缸的无杆腔的油路上，并与所述控制器电连接，所述平衡阀根据所述控制器的比较结果与相对应的比例流量阀切换，以启动所述平衡阀，用于控制相对应的所述油缸的无杆腔的流量。

6.根据权利要求5所述的布料器溜槽倾动液压闭环比例控制系统，其特征在于，所述比例方向阀连通至所述油缸的有杆腔的油路上连接有一油管，该油管与所述平衡阀连通，且在该油管上连接有一节流阀。

7.根据权利要求5所述的布料器溜槽倾动液压闭环比例控制系统，其特征在于，所述应急控制系统还包括压力传感器，所述压力传感器连接于每个所述油缸的有杆腔油路和无杆腔油路上，且与所述控制器电连接，以根据测得的各自油路上的压力值，以使所述主控制系统向所述应急控制系统切换。

8.根据权利要求5至7任一项所述的布料器溜槽倾动液压闭环比例控制系统，其特征在于，所述应急控制系统还包括

第一液控单向阀，其设于每个所述油缸的所述有杆腔油路上；

第二液控单向阀，其设于每个所述比例流量阀与相对应的所述油缸的无杆腔之间的所述无杆腔油路上；

第三液控单向阀，其设于所述比例方向阀通向每个所述油缸的有杆腔、且位于所述安全补油阀块与所述比例方向阀之间的支油路上；

第四液控单向阀，其设于所述比例方向阀通向每个所述油缸的无杆腔、且位于所述安全补油阀块与所述平衡阀之间的支油路上。

9.根据权利要求8所述的布料器溜槽倾动液压闭环比例控制系统，其特征在于，所述应急控制系统还包括第一二位四通电磁阀和与所述油缸的数量相对应的多个第二二位四通电磁阀，所述第一二位四通电磁阀和多个第二二位四通电磁阀均通过高压球阀与所述油箱的进油管连通，且均通过单向阀与所述油箱的泄露油管连通；所述第一液控单向阀的出油口和第二液控单向阀的出油口均连接至一油管，且所述第一液控单向阀的进油口和第二液控单向阀的进油口均连接至一另外的油管，该油管和该另外的油管分别与所述第一二位四通电磁阀连通；对应于同一个所述油缸的所述第三液控单向阀的进油 口和第四液控单向阀的进油口均连接至一油管，且该所述第三液控单向阀的出油口和第四液控单向阀的出油口连接至另一油管，该油管和该另一油管分别与其中一个所述第二二位四通电磁阀连通。

10.根据权利要求1所述的布料器溜槽倾动液压闭环比例控制系统，其特征在于，所述油缸设置为三个。