一种拦焦机液压系统及其控制方法技术方案

技术编号：40269467 阅读：10 留言：0更新日期：2024-02-02 22:56

本发明专利技术提供一种拦焦机液压系统及其控制方法，系统包括泵站液压系统和阀站液压系统，阀站液压系统包括取门台车进退控制回路、导焦栅移动控制回路和至少一个执行机构回路。泵站液压系统采用交流伺服电机配叶片泵组控制原理，取门台车进退控制回路中采用电液换向阀，导焦栅移动控制回路中采用电液换向阀和两个叠加式的单向阀。本发明专利技术可克服现有拦焦机液压系统发热、电能损失大的问题；由于不使用比例换向阀，可以降低液压介质污染度等级，改进取门台车和导焦栅移动液压控制原理方案，使拦焦机能够高效，稳定，绿色节能运行。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及炼焦机械设备，具体而言，尤其涉及一种拦焦机液压系统及其控制方法。

技术介绍

1、拦焦机是炼焦机械中主要的设备之一，主要是将炭化室内的炽热焦炭导入熄焦车内，是推焦机与熄焦车之间的工作桥梁。由走行装置、导焦装置、取门装置、炉框清扫装置、炉门清扫装置、头尾焦处理装置、集尘装置、钢架体等部分组成。拦焦机的主要动作全部采用先进的液压系统控制，它具有整机运行自动化、压力低、对炉体损害小等优点。拦焦机液压系统是拦焦机的一个重要核心部件，它主要控制拦焦机开闭炉门、清扫炉框和炉门，收集头尾焦等工作。

2、目前国内焦炉市场较多企业应用最多、最普遍的拦焦机配套液压系统动力源均采用三相异步电动机配合叶片泵或者柱塞泵原理，由于拦焦机是一种典型周期性、重工作制工艺设备，在一个工作周期内，拦焦机液压站处于40％周期内为卸荷状态，60％周期内为有效工作状态，系统在工作周期内长时间大排量低压卸荷，电能耗费高，发热超温现象尤其普遍。另外，目前市场上很多配套机型的导焦栅移动液压控制原理，由1个比例换向阀外加两个与该比例阀a、b油口的外控外泄的单向阀、连接导焦栅油缸有杆腔和无杆腔的外控内泄单向阀以及通过一个连接减压阀泄油口的电磁阀来控制压力油路的压力是否减压来实现。同时取门台车的液压控制原理，也是由1个比例换向阀外加两个与该比例阀a、b油口连接的外控外泄的单向阀，通过一个连接减压阀泄油口的电磁阀来控制压力油路的压力是否减压以及一个电磁阀外加两个单向阀实现取门台车浮动回路来实现取门台车的各种动作。整体控制复杂，比例控制对液压系统介质的污染度等级要求较高。

技术实现思路

1、根据上述提出的技术问题，而提供一种拦焦机液压系统及其控制方法。

2、本专利技术采用的技术手段如下：

3、一种拦焦机液压系统，包括：泵站液压系统和与泵站液压系统连接的阀站液压系统，所述泵站液压系统至少包括与上位机plc连接的伺服驱动器、与伺服驱动器连接的同步交流伺服电机、与同步交流伺服电机连接的叶片泵、与伺服驱动器连接的压力传感器，所述同步交流伺服电机配叶片泵与压力传感器构成小闭环支路，所述同步交流伺服电机带有旋转编码器，通过上位机plc输入指令信号后，伺服驱动器根据液压系统泵出口压力传感器的压力和同步交流伺服电机的旋变编码器反馈信号，控制调节叶片泵的压力和转速，输出系统实际所需的压力和流量；

4、所述阀站液压系统包括取门台车进退控制回路、导焦栅移动控制回路和至少一个执行机构回路；

5、所述取门台车进退控制回路包括电磁换向阀ⅰ、电液换向阀ⅰ、液控单向阀ⅰ、液控单向阀ⅱ、顺序阀ⅰ、顺序阀ⅱ、高压球阀一、高压球阀四和取门台车油缸，所述电磁换向阀ⅰ和电液换向阀ⅰ与泵站液压系统连接；所述电磁换向阀ⅰ与液控单向阀ⅰ和液控单向阀ⅱ连接，所述电液换向阀ⅰ与液控单向阀ⅰ和液控单向阀ⅱ连接，所述液控单向阀ⅰ依次通过顺序阀ⅰ、高压球阀一与取门台车油缸的无杆腔连接，所述液控单向阀ⅱ依次通过顺序阀ⅱ、高压球阀四与取门台车油缸的有杆腔连接；

6、所述导焦栅移动控制回路包括电磁换向阀ⅱ、叠加式单向阀、顺序阀ⅲ、顺序阀ⅳ、电液换向阀ⅱ、叠加式液控单向阀ⅰ、高压球阀二、高压球阀三、高压球阀五、高压球阀六、液控单向阀、导焦栅油缸ⅰ、导焦栅油缸ⅱ，所述电液换向阀ⅱ和电磁换向阀ⅱ与泵站液压系统连接；所述电液换向阀ⅱ与叠加式液控单向阀ⅰ和叠加式单向阀叠加连接；所述叠加式液控单向阀ⅰ与顺序阀ⅲ连接，所述顺序阀ⅲ分别通过高压球阀二和高压球阀三与导焦栅油缸ⅰ和导焦栅油缸ⅱ的无杆腔连接；所述叠加式单向阀与顺序阀ⅳ连接，所述顺序阀ⅳ分别通过高压球阀五和高压球阀六与导焦栅油缸ⅰ和导焦栅油缸ⅱ的有杆腔连接；所述液控单向阀与导焦栅油缸ⅰ、导焦栅油缸ⅱ的无杆腔和有杆腔连接；所述电磁换向阀ⅱ与液控单向阀连接，以控制导焦栅油缸的有杆腔的液压油是否能回流到导焦栅油缸的无杆腔。

7、进一步地，在同步交流伺服电机控制过程中，根据pid调节，在未达到设定压力之前伺服驱动器执行速度闭环控制模式，同步交流伺服电机以设定的最大转速转动；当达到设定压力后，伺服驱动器执行压力闭环控制模式，伺服系统只负责维持压力恒定，速度自适应；拦焦机液压系统卸荷状态下，同步交流伺服电机待机停止转动；由于拦焦机各个执行机构动作所需流量不同，当系统需要的流量发生变化时，同步交流伺服电机的转速随着流量命令的大小变化而改变，流量自适应。

8、进一步地，所述泵站液压系统包括油箱、第一放油球阀、第二放油球阀、液位计、空气滤清器、第一加热器、第二加热器、压力表、压力传感器、第一伺服驱动器、第二伺服驱动器、液位继电器、温度传感器、第一蝶阀、第二蝶阀、第一避震喉、第二避震喉、第一测压软管、第二测压软管、第一同步交流伺服电机、第二同步交流伺服电机、第一叶片泵、第二叶片泵、球阀、手动泵、第一高压球阀、第一单向阀、第二单向阀、第一电磁溢流阀、第二电磁溢流阀、第一测压接头、第二测压接头、第三测压接头、第四测压接头，所述油箱上设置第一放油球阀、第二放油球阀、液位计和空气滤清器、第一加热器、第二加热器、液位继电器、温度传感器；

9、所述油箱的出口连接有总管路，所述总管路连接多条分支管路，其中，

10、一条分支管路依次通过球阀、手动泵、第一高压球阀与进油口p连接；

11、一条分支管路通过第一蝶阀、第一避震喉与第一叶片泵连接，所述第一叶片泵通过第一同步交流伺服电机与第一伺服驱动器连接，所述第一伺服驱动器与上位机plc连接，所述第一叶片泵通过第一单向阀与进油口p连接；

12、一条分支管路通过第二蝶阀、第二避震喉与第二叶片泵连接，所述第二叶片泵通过第二同步交流伺服电机与第二伺服驱动器连接，所述第二伺服驱动器与上位机plc连接，所述第二叶片泵通过第二单向阀与进油口p连接；

13、所述第一叶片泵与第一单向阀间的管路与第一管路的一端连接，所述第一管路的另一端与第二叶片泵和第二单向阀间的管路相连，所述第一管路上靠近第一单向阀的位置连接第一电磁溢流阀，所述第一管路上靠近第二单向阀的位置设置的位置连接第二电磁溢流阀；所述第一电磁溢流阀与第一单向阀之间连接有第一测压接头，所述第二电磁溢流阀与第二单向阀之间连接有第三测压接头；

14、所述压力表与第一测压软管的一端连接，所述第一测压软管的另一端与第二测压接头连接，所述第二测压接头与第一单向阀和进油口p之间的管路连接；

15、所述压力传感器与第二测压软管的一端连接，所述第二测压软管的另一端与第四测压接头连接，所述第四测压接头与第二单向阀和进油口p之间的管路连接；所述压力传感器还与第一伺服驱动器和第二伺服驱动器连接。

16、进一步地，所述电液换向阀ⅰ的p腔和t腔与泵站液压系统连接，所述电液换向阀ⅰ的a腔和b腔分别与外控外泄的液控单向阀ⅰ和液控单向阀ⅱ的a口连接，液控单向阀ⅰ和液控单向阀ⅱ的b口分别与顺序阀ⅰ和顺序阀ⅱ的a口连接，顺序阀ⅰ和顺序阀ⅱ的b口通过高压球阀一和高压球阀四分别连接取门台本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种拦焦机液压系统，其特征在于，包括：泵站液压系统和与泵站液压系统连接的阀站液压系统，所述泵站液压系统至少包括与上位机PLC连接的伺服驱动器、与伺服驱动器连接的同步交流伺服电机、与同步交流伺服电机连接的叶片泵、与伺服驱动器连接的压力传感器(07)，所述同步交流伺服电机配叶片泵与压力传感器(07)构成小闭环支路，所述同步交流伺服电机带有旋转编码器，通过上位机PLC输入指令信号后，伺服驱动器根据液压系统泵出口压力传感器(07)的压力和同步交流伺服电机的旋变编码器反馈信号，控制调节叶片泵的压力和转速，输出系统实际所需的压力和流量；

2.根据权利要求1所述的拦焦机液压系统，其特征在于，在同步交流伺服电机控制过程中，根据PID调节，在未达到设定压力之前伺服驱动器执行速度闭环控制模式，同步交流伺服电机以设定的最大转速转动；当达到设定压力后，伺服驱动器执行压力闭环控制模式，伺服系统只负责维持压力恒定，速度自适应；拦焦机液压系统卸荷状态下，同步交流伺服电机待机停止转动；由于拦焦机各个执行机构动作所需流量不同，当系统需要的流量发生变化时，同步交流伺服电机的转速随着流量命令的大小变化而改变，流量自适应。

3.根据权利要求2所述的拦焦机液压系统，其特征在于，所述泵站液压系统包括油箱(01)、第一放油球阀(02.1)、第二放油球阀(02.2)、液位计(03)、空气滤清器(04)、第一加热器(05.1)、第二加热器(05.2)、压力表(06)、压力传感器(07)、第一伺服驱动器(08.1)、第二伺服驱动器(08.2)、液位继电器(09)、温度传感器(010)、第一蝶阀(011.1)、第二蝶阀(011.2)、第一避震喉(012.1)、第二避震喉(012.2)、第一测压软管(013.1)、第二测压软管(013.2)、第一同步交流伺服电机(014.1)、第二同步交流伺服电机(014.2)、第一叶片泵(015.1)、第二叶片泵(015.2)、球阀(016)、手动泵(017)、第一高压球阀(018)、第一单向阀(019.1)、第二单向阀(019.2)、第一电磁溢流阀(020.1)、第二电磁溢流阀(020.2)、第一测压接头(021.1)、第二测压接头(021.2)、第三测压接头(021.3)、第四测压接头(021.4)，所述油箱(01)上设置第一放油球阀(02.1)、第二放油球阀(02.2)、液位计(03)和空气滤清器(04)、第一加热器(05.1)、第二加热器(05.2)、液位继电器(09)、温度传感器(010)；

4.根据权利要求3所述的拦焦机液压系统，其特征在于，所述电液换向阀Ⅰ(6)的P腔和T腔与泵站液压系统连接，所述电液换向阀Ⅰ(6)的A腔和B腔分别与外控外泄的液控单向阀Ⅰ(7.1)和液控单向阀Ⅱ(7.2)的A口连接，液控单向阀Ⅰ(7.1)和液控单向阀Ⅱ(7.2)的B口分别与顺序阀Ⅰ(9.1)和顺序阀Ⅱ(9.2)的A口连接，顺序阀Ⅰ(9.1)和顺序阀Ⅱ(9.2)的B口通过高压球阀一(11.1)和高压球阀四(12.1)分别连接取门台车油缸(20)的无杆腔和有杆腔；所述电磁换向阀Ⅰ(4.2)的A口和B口分别连接液控单向阀Ⅰ(7.1)和液控单向阀Ⅱ(7.2)的Y口和X口，所述电磁换向阀Ⅰ(4.2)的P口和T口与泵站液压系统连接。

5.根据权利要求3所述的拦焦机液压系统，其特征在于，所述电液换向阀Ⅱ(10)的P口和T口与泵站液压系统连接；所述电液换向阀Ⅱ(10)与叠加式液控单向阀Ⅰ(15)和叠加式单向阀(5)叠加连接；所述叠加式液控单向阀Ⅰ(15)的B口与顺序阀Ⅲ(9.3)的A口连接，所述顺序阀Ⅲ(9.3)的B口分别通过高压球阀二(11.2)和高压球阀三(11.3)与导焦栅油缸Ⅰ(21.1)和导焦栅油缸Ⅱ(21.2)的无杆腔连接；所述叠加式单向阀(5)的B口与顺序阀Ⅳ(9.4)的A口连接，所述顺序阀Ⅳ(9.4)的B口分别通过高压球阀五(12.2)和高压球阀六(12.3)与导焦栅油缸Ⅰ(21.1)和导焦栅油缸Ⅱ(21.2)的有杆腔连接；所述液控单向阀(14)的A口与导焦栅油缸Ⅰ(21.1)、导焦栅油缸Ⅱ(21.2)的无杆腔连接，所述液控单向阀(14)的B口与导焦栅油缸Ⅰ(21.1)、导焦栅油缸Ⅱ(21.2)的有杆腔连接；所述电磁换向阀Ⅱ(4.3)的B口通过高压球阀七(13)连接液控单向阀(14)的X口，所述电磁换向阀Ⅱ(4.3)的P口和T口与泵站液压系统连接。

6.根据权利要求3所述的拦焦机液压系统，其特征在于，所述执行机构回路包括执行机构油缸(8)、电磁换向阀(16)、叠加式液控单向阀Ⅱ(17)、叠加式单向节流阀(18)和高压球阀八(19.1)、高压球阀九(19.2)，所述电磁换向阀(16)...

【技术特征摘要】

1.一种拦焦机液压系统，其特征在于，包括：泵站液压系统和与泵站液压系统连接的阀站液压系统，所述泵站液压系统至少包括与上位机plc连接的伺服驱动器、与伺服驱动器连接的同步交流伺服电机、与同步交流伺服电机连接的叶片泵、与伺服驱动器连接的压力传感器(07)，所述同步交流伺服电机配叶片泵与压力传感器(07)构成小闭环支路，所述同步交流伺服电机带有旋转编码器，通过上位机plc输入指令信号后，伺服驱动器根据液压系统泵出口压力传感器(07)的压力和同步交流伺服电机的旋变编码器反馈信号，控制调节叶片泵的压力和转速，输出系统实际所需的压力和流量；

2.根据权利要求1所述的拦焦机液压系统，其特征在于，在同步交流伺服电机控制过程中，根据pid调节，在未达到设定压力之前伺服驱动器执行速度闭环控制模式，同步交流伺服电机以设定的最大转速转动；当达到设定压力后，伺服驱动器执行压力闭环控制模式，伺服系统只负责维持压力恒定，速度自适应；拦焦机液压系统卸荷状态下，同步交流伺服电机待机停止转动；由于拦焦机各个执行机构动作所需流量不同，当系统需要的流量发生变化时，同步交流伺服电机的转速随着流量命令的大小变化而改变，流量自适应。

4.根据权利要求3所述的拦焦机液压系统，其特征在于，所述电液换向阀ⅰ(6)的p腔和t腔与泵站液压系统连接，所述电液换向阀ⅰ(6)的a腔和b腔分别与外控外泄的液控单向阀ⅰ(7.1)和液控单向阀ⅱ(7.2)的a口连接，液控单向阀ⅰ(7.1)和液控单向阀ⅱ(7.2)的b口...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾仁敏，陈强，邓劭华，李洋，包更旺，蔡艳，
申请(专利权)人：大连华锐重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：

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