CN212297078U - 一种应用于步进加热炉液压变压器能量耦合型节能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于步进加热炉液压变压器能量耦合型节能装置，主要由伺服驱动部分、液压变压器能量耦合装置、蓄能器装置以及能量回收液压缸组成，该节能装置完全独立于原加热炉液压系统，本实用新型所述的技术方案具有结构设计简单合理、工作可靠、在能量回收和释放过程中采用液压变压器能量耦合技术，无节流和溢流损失，具备相当高的能量回收效率；相对传统节能技术，节能效率更高，控制步进梁运动更加平稳，步进周期更加稳定；同时本实用新型结构设计由于合理且简单，因此易于实现，适合推广应用。

Description

一种应用于步进加热炉液压变压器能量耦合型节能装置

技术领域

本实用新型涉及液压节能技术领域，具体地说是一种应用于步进加热炉液压变压器能量耦合型节能装置。

背景技术

步进式加热炉是一种靠炉底或水冷金属梁的上升、前进、下降、后退的动作把料坯一步一步地移送前进的连续加热炉。步进式加热炉也是一种连续式加热炉，它是靠专用的步进机构，按照一定的轨迹（通常是矩形轨迹）运动，使炉内的钢料一步一步地前进，故被称之为步进式加热炉。斜轨式步进加热炉主要由步进梁、升降斜轨、固定梁和步进梁液压驱动机构组成。钢坯在炉内的运行通过步进梁的上升、前进、下降和后退来实现，其中步进梁的上升和下降由升降液压缸驱动，前进和后退由平移液压缸驱动。

斜轨式步进加热炉领域的传统节能技术均通过增加液压平衡装置的方式，将加热炉步进梁下降过程中的重力势能回收并在提升过程中重复利用来达到节能的目的。节能技术一：液压平衡装置主要由平衡液压缸（单作用缸，在原升降缸基础上额外增加）、补油装置和蓄能器装置（单一压力）构成，仅能平衡掉步进梁自重约30%-40%的重量，节能效率在30%-36%之间。技术缺陷：1、平衡负载能力小，节能效率低；2、液压缸种类和数量增多，导致备件种类和费用提高；3、改造项目需增加土建基础，并改变原框架受力，难以实现。节能技术二：液压平衡装置主要由能量回收液压缸（三腔缸，直接替换原升降缸）、补油装置和蓄能器装置（一般分高、低压两种）构成，可分别平衡掉步进梁自重和总负载约64%-72%的重量，节能效率在50%-60%之间。技术缺陷：1、蓄能器装置压力转换时可产生微小振动，难以完全消除；2、负载重量差异较大时，步进周期略有变化；3、节能效率相对较高，但仍低于本节能技术。

因此本领域技术人员还应及时解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提供一种应用于步进加热炉液压变压器能量耦合型节能装置，主要由伺服驱动部分、液压变压器能量耦合装置、蓄能器装置以及能量回收液压缸组成，该节能装置完全独立于原加热炉液压系统；通过该装置对加热炉步进梁重力势能进行高效回收和利用，来达到高效节能的目的。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：一种应用于步进加热炉液压变压器能量耦合型节能装置，其特征在于，结构结构包括：油箱（1）、伺服泵机组（2）、液压变压器能量耦合装置（3）、安全溢流阀一（4）、安全溢流阀二（5）、电磁通断阀一（6）、电磁通断阀二（7）、电磁通断阀三（8）、电磁通断阀四（9）、桥式安全阀（10）、蓄能器装置（11）、能量回收液压缸（12）、负载（13）、单向阀（14）、高压球阀（15），油箱（1）为密封性能良好的小型正压油箱，主要由液位控制器、温度继电器、过滤器和加热器等液压附件构成，并自带循环冷却装置；油箱（1）是系统传动介质的主要存储装置，液压油位由液位控制器进行实时监测，油温由温度继电器进行实时监测，并控制冷却装置的开启和关闭；伺服泵机组（2）主要由伺服电机和闭式液压泵组成，通过改变伺服电机转速来改变闭式液压泵的输出流量，用于控制能量回收液压缸的升降速度；液压变压器能量耦合装置（3）主要由两个电比例变量泵马达通过刚性连接组成，主要承担泵/马达工况的互相转换；能量回收液压缸（12）内设置有三个腔体为A腔、B腔和C腔，A腔和B腔面积基本相等，C腔面积远大于A、B两腔；能量回收液压缸（12）与负载（13）连接。

作为优选，桥式安全阀（10）主要由单向阀和直动式溢流阀组成，既可对升降液压缸A腔和B腔提供安全压力保护，也可为伺服泵组的闭式液压泵提供补油功能；蓄能器装置（11）为皮囊式蓄能器或活塞式蓄能器，主要用来存储回收的能量。

作为优选，油箱（1）其中一路通过连接管路与伺服泵机组（2）的闭式液压泵连接，闭式液压泵通过管道上安装的桥式安全阀（10）和电磁通断阀四（9）与能量回收液压缸（12）的B腔连接，为其提供动力油；闭式液压泵通过另一路并联管道上安装的电磁通断阀三（8）与能量回收液压缸（12）的A腔连接，为其提供动力油。

作为优选，油箱（1）其中一路通过连接管路上设置的安全溢流阀一（4）与液压变压器能量耦合装置（3）的其中一个变量泵马达连接，变量泵马达通过管道上设置的电磁通断阀二（7）与能量回收液压缸（12）的C腔连接，为其提供动力油。

作为优选，油箱（1）其中一路通过连接管路上设置的单向阀（14）与液压变压器能量耦合装置（3）的另一个变量泵马达连接，变量泵马达通过管道上设置的电磁通断阀一（6）与蓄能器装置（11）连接，为其提供动力油。

作为优选，电磁通断阀一（6）与液压变压器能量耦合装置（3）的另一个变量泵马达之间的管道上设置有安全溢流阀二（5）。

作为优选，电磁通断阀二（7）和电磁通断阀三（8）之间的管道上设置有高压球阀。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：本实用新型所述的技术方案具有结构设计简单合理、工作可靠、在能量回收和释放过程中采用液压变压器能量耦合技术，无节流和溢流损失，具备相当高的能量回收效率。相对传统节能技术，节能效率更高，控制步进梁运动更加平稳，步进周期更加稳定；同时本实用新型结构设计由于合理且简单，因此易于实现，适合推广应用。

附图说明

图1是本实用新型结构连接关系示意图；

附图标记说明：

1-油箱；2-伺服泵机组；3-液压变压器能量耦合装置；4-安全溢流阀一；5-安全溢流阀二；6-电磁通断阀一；7-电磁通断阀二；8-电磁通断阀三；9-电磁通断阀四；10-桥式安全阀；11-蓄能器装置；12-能量回收液压缸；13-负载；14-单向阀；15-高压球阀。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图所示，所述一种应用于步进加热炉液压变压器能量耦合型节能装置，其特征在于，结构结构包括：油箱1、伺服泵机组2、液压变压器能量耦合装置3、安全溢流阀一4、安全溢流阀二5、电磁通断阀一6、电磁通断阀二7、电磁通断阀三8、电磁通断阀四9、桥式安全阀10、蓄能器装置11、能量回收液压缸12、负载13、单向阀14、高压球阀15，油箱1为密封性能良好的小型正压油箱，主要由液位控制器、温度继电器、过滤器和加热器等液压附件构成，并自带循环冷却装置；油箱1是系统传动介质的主要存储装置，液压油位由液位控制器进行实时监测，油温由温度继电器进行实时监测，并控制冷却装置的开启和关闭；伺服泵机组2主要由伺服电机和闭式液压泵组成，通过改变伺服电机转速来改变闭式液压泵的输出流量，用于控制能量回收液压缸的升降速度；液压变压器能量耦合装置3主要由两个电比例变量泵马达通过刚性连接组成，主要承担泵/马达工况的互相转换；能量回收液压缸12内设置有三个腔体为A腔、B腔和C腔，A腔和B腔面积基本相等，C腔面积远大于A、B两腔；能量回收液压缸12与负载13连接。

具体实施过程中，桥式安全阀10主要由单向阀和直动式溢流阀组成，既可对升降液压缸A腔和B腔提供安全压力保护，也可为伺服泵组的闭式液压泵提供补油功能；蓄能器装置11为皮囊式蓄能器或活塞式蓄能器，主要用来存储回收的能量。

具体实施过程中，油箱1其中一路通过连接管路与伺服泵机组2的闭式液压泵连接，闭式液压泵通过管道上安装的桥式安全阀10和电磁通断阀四9与能量回收液压缸12的B腔连接，为其提供动力油；闭式液压泵通过另一路并联管道上安装的电磁通断阀三8与能量回收液压缸12的A腔连接，为其提供动力油。

具体实施过程中，油箱1其中一路通过连接管路上设置的安全溢流阀一4与液压变压器能量耦合装置3的其中一个变量泵马达连接，变量泵马达通过管道上设置的电磁通断阀二7与能量回收液压缸12的C腔连接，为其提供动力油。

具体实施过程中，油箱1其中一路通过连接管路上设置的单向阀14与液压变压器能量耦合装置3的另一个变量泵马达连接，变量泵马达通过管道上设置的电磁通断阀一6与蓄能器装置11连接，为其提供动力油。

具体实施过程中，电磁通断阀一6与液压变压器能量耦合装置3的另一个变量泵马达之间的管道上设置有安全溢流阀二5。

具体实施过程中，电磁通断阀二7和电磁通断阀三8之间的管道上设置有高压球阀。

具体实施过程中：伺服泵机组2通过升降液压缸的A、B腔控制液压缸的上升和下降；C腔作为平衡腔，与液压变压器能量耦合装置3连通，液压变压器能量耦合装置3又与蓄能器装置11连通，共同起到收集能量和释放能量的作用；在升降液压缸提升过程中，伺服泵机组2向升降液压缸A腔输出高压油，使升降液压缸上升，同时左变量泵马达从蓄能器装置11中获取能量并带动右变量泵马达在泵工况下输出高压油，也使升降液压缸上升；在升降液压缸下降的过程中，伺服泵机组向升降液压缸B腔输出高压油，使升降液压缸下降，同时升降液压缸C腔输出高压油相当于一个液压泵在工作，输出的高压油驱动右变量泵马达处于马达工况下，并驱动左变量泵马达工作在泵工况下，将能量回收至蓄能器装置11中；储存在蓄能器装置11中的能量在下一个提升负载周期时释放，带动工作于马达工况的左变量泵马达，左变量泵马达又带动工作在泵工况下的右变量泵马达，为升降液压缸提供所需能量，实现回收能量的再利用。

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

Claims (8)

1.一种应用于步进加热炉液压变压器能量耦合型节能装置，其特征在于，结构包括：油箱（1）、伺服泵机组（2）、液压变压器能量耦合装置（3）、安全溢流阀一（4）、安全溢流阀二（5）、电磁通断阀一（6）、电磁通断阀二（7）、电磁通断阀三（8）、电磁通断阀四（9）、桥式安全阀（10）、蓄能器装置（11）、能量回收液压缸（12）、负载（13）、单向阀（14）、高压球阀（15），

油箱（1）为密封性能良好的小型正压油箱，主要由液位控制器、温度继电器、过滤器和加热器等液压附件构成，并自带循环冷却装置；油箱（1）是系统传动介质的主要存储装置，液压油位由液位控制器进行实时监测，油温由温度继电器进行实时监测，并控制冷却装置的开启和关闭；

伺服泵机组（2）主要由伺服电机和闭式液压泵组成，通过改变伺服电机转速来改变闭式液压泵的输出流量，用于控制能量回收液压缸的升降速度；

液压变压器能量耦合装置（3）主要由两个电比例变量泵马达通过刚性连接组成，主要承担泵/马达工况的互相转换；

能量回收液压缸（12）内设置有三个腔体为A腔、B腔和C腔，A腔和B腔面积基本相等，C腔面积远大于A、B两腔；能量回收液压缸（12）与负载（13）连接；

桥式安全阀（10）主要由单向阀和直动式溢流阀组成，既可对升降液压缸A腔和B腔提供安全压力保护，也可为伺服泵组的闭式液压泵提供补油功能；蓄能器装置（11）为皮囊式蓄能器或活塞式蓄能器，主要用来存储回收的能量。

2.根据权利要求1所述的一种应用于步进加热炉液压变压器能量耦合型节能装置，其特征在于，油箱（1）其中一路通过连接管路与伺服泵机组（2）的闭式液压泵连接，闭式液压泵通过管道上安装的桥式安全阀（10）和电磁通断阀四（9）与能量回收液压缸（12）的B腔连接，为其提供动力油；闭式液压泵通过另一路并联管道上安装的电磁通断阀三（8）与能量回收液压缸（12）的A腔连接，为其提供动力油。

3.根据权利要求1所述的一种应用于步进加热炉液压变压器能量耦合型节能装置，其特征在于，油箱（1）其中一路通过连接管路上设置的安全溢流阀一（4）与液压变压器能量耦合装置（3）的其中一个变量泵马达连接，变量泵马达通过管道上设置的电磁通断阀二（7）与能量回收液压缸（12）的C腔连接，为其提供动力油。

4.根据权利要求1所述的一种应用于步进加热炉液压变压器能量耦合型节能装置，其特征在于，油箱（1）其中一路通过连接管路上设置的单向阀（14）与液压变压器能量耦合装置（3）的另一个变量泵马达连接，变量泵马达通过管道上设置的电磁通断阀一（6）与蓄能器装置（11）连接，为其提供动力油。

5.根据权利要求1所述的一种应用于步进加热炉液压变压器能量耦合型节能装置，其特征在于，电磁通断阀一（6）与液压变压器能量耦合装置（3）的另一个变量泵马达之间的管道上设置有安全溢流阀二（5）。

6.根据权利要求1所述的一种应用于步进加热炉液压变压器能量耦合型节能装置，其特征在于，电磁通断阀二（7）和电磁通断阀三（8）之间的管道上设置有高压球阀。

7.根据权利要求1所述的一种应用于步进加热炉液压变压器能量耦合型节能装置，其特征在于，伺服泵机组（2）通过升降液压缸的A、B腔控制液压缸的上升和下降；C腔作为平衡腔，与液压变压器能量耦合装置（3）连通。

8.根据权利要求1所述的一种应用于步进加热炉液压变压器能量耦合型节能装置，其特征在于，液压变压器能量耦合装置（3）又与蓄能器装置（11）连通，共同起到收集能量和释放能量的作用。

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