高爐爐頂布料器液壓控制回路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金機械領(lǐng)域，具體涉及一種高爐爐頂布料器的液壓控制回路。
【背景技術(shù)】
[0002]高爐爐頂布料器的控制是高爐布料系統(tǒng)的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其控制精度直接影響到高爐布料系統(tǒng)的布料精度。已有的布料器或是采用簡單的集中液壓控制方法，即通過一個閥控制多個液壓缸的動作，多個液壓缸內(nèi)的液壓油可以相互串動，或是采用復(fù)合液壓控制方法，即通過三個用于控制液壓缸的單獨閉環(huán)控制回路，用于實現(xiàn)各液壓缸單獨位置閉環(huán)控制及布料器運動過程中三個液壓缸位置動態(tài)補償控制，同時包含一個集中液壓控制回路，通過一個切換回路實現(xiàn)兩種液壓控制回路的自動切換。在前一種集中液壓控制方式下，布料器的控制精度主要取決于安裝于托圈上的導(dǎo)輪與安裝于殼體上的導(dǎo)軌之間的間隙大小，因此為了提高布料器的布料精度，目前主要通過調(diào)整較小的導(dǎo)軌與導(dǎo)輪間的間隙來實現(xiàn)，實際上此方法很難保證布料的精度，由于導(dǎo)軌與導(dǎo)輪間的間隙減小，會增加機械加工及裝配難度，提高制造成本，同時在高溫條件下還容易造成布料器卡死。另外，由于布料器下部載荷存在偏載，導(dǎo)致液壓缸驅(qū)動下的布料器托圈始終處于交變受力狀態(tài)，加劇了導(dǎo)輪和導(dǎo)軌間的沖擊和磨損。后一種復(fù)合液壓控制系統(tǒng)能夠解決集中液壓控制系統(tǒng)的問題，在工程中開始了廣泛的應(yīng)用。但是其回路太復(fù)雜，成本較高，控制及維護不易。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種高爐爐頂布料器的液壓控制回路，能克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]一種高爐爐頂布料器液壓控制回路，所述液壓控制回路包括至少三個傾動液壓缸，所述傾動液壓缸均設(shè)置有單獨的閉環(huán)控制回路，所述傾動液壓缸的閉環(huán)控制回路用于實現(xiàn)各液壓缸單獨位置閉環(huán)控制以及布料器運動過程中液壓缸位置的動靜態(tài)補償控制，所述液壓控制回路還包括一個切換回路，所述切換回路用于實現(xiàn)單獨閉環(huán)控制方式與自由同步控制方式之間的自動切換。
[0006]進一步，所述單個閉環(huán)控制回路包括:比例閥、第一液控單向閥、第二液控單向閥、第三液控單向閥和換向閥；其中，比例閥的P 口通過第一液控單向閥連接至外部進油管道，比例閥的T 口連接至外部回油管道；比例閥的A 口通過第二液控單向閥后連接至液壓缸的無桿腔；比例閥的B 口通過第三液控單向閥后連接至液壓缸的有桿腔；比例閥的P 口的壓力油通過比例閥換向后連通到比例閥A 口或B 口，所述換向閥的P 口、T 口分別連接至外部進油管道和外部回油管道，B 口連接至第一至第三液控單向閥的控制油口，所有第一至第三液控單向閥的泄油口連接至外部泄油管道L。
[0007]進一步，所述切換回路包括:切換用電磁插裝閥；蓋板插裝閥，所述切換回路通過電磁插裝閥頂裝方向閥換向控制各液壓缸進出油路的通斷。
[0008]進一步，所述單個閉環(huán)控制回路包括:比例閥和電磁切斷閥；其中，比例閥的P 口通過電磁提升閥連接至外部進油管道，比例閥的T 口連接至外部回油管道；比例閥的A 口、B口通過電磁切斷閥連接至液壓缸的無桿腔和有桿腔。
[0009]進一步，所述切換回路分別設(shè)置在獨立的油路塊上，包括:切換用電磁插裝閥、蓋板插裝閥，可以通過電磁插裝閥的頂裝方向閥同時換向控制液壓缸進出油路的通斷。
[0010]進一步，所述傾動液壓缸還設(shè)置有壓力傳感器和位移傳感器。
[0011]進一步，所述每個閉環(huán)控制回路均包括至少一個安全保護模塊:所述安全保護模塊，用于當(dāng)液壓回路出現(xiàn)故障時，進行相應(yīng)的泄油和補油的工作。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供一種簡單可靠的高爐爐頂布料器液壓控制回路，該系統(tǒng)可用三個(或多個)液壓缸單獨進行控制，具有控制精度高、同步誤差少、可靠性安全性好的特點，適合高爐爐頂高精度布料的要求，同時也能夠在取消集中控制回路的基礎(chǔ)上切換到自由同步模式。
[0013]本發(fā)明保留了布料器復(fù)合液壓控制系統(tǒng)的所有優(yōu)點:
[0014](I)使用該系統(tǒng)后，布料器的布料精度主要取決于液壓系統(tǒng)的控制精度，通過三缸單獨的位置閉環(huán)控制保證油缸的停位精度，同時在閉環(huán)控制條件下采用同步控制策略使三缸在調(diào)整過程中也保持同步，極大地提高了布料器的布料精度，避免了機械導(dǎo)向誤差影響布料精度問題。
[0015](2)通過單獨閉環(huán)控制可以適時調(diào)整三個油缸的位置，工作過程中保證托圈基本處于水平狀態(tài)，減小了導(dǎo)輪與導(dǎo)軌間的沖擊和磨損。
[0016](3)本發(fā)明在該液壓控制回路中設(shè)計了切換回路，通過檢測到的信號該回路還可以自動在單獨閉環(huán)同步控制與自由同步控制的兩種控制模式下進行轉(zhuǎn)換，從而提高整個控制系統(tǒng)的可靠性與安全性。
[0017]另外，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)“一種高爐爐頂布料器復(fù)合液壓控制系統(tǒng)”為不同的方案，其只有一個切換回路，沒有集中控制回路，并可以實現(xiàn)單獨閉環(huán)控制回路與自由同步控制回路之間的自動切換。本發(fā)明通過取消布料器復(fù)合液壓控制系統(tǒng)中的集中控制回路，采用了新設(shè)計的切換控制回路，不但能夠?qū)崿F(xiàn)相同的功能，而且用更少的元件和回路實現(xiàn)切換，可靠性和安全性更佳，更為經(jīng)濟實用。
[0018]本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研宄對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標和其他優(yōu)點可以通過下面的說明書來實現(xiàn)和獲得。
【附圖說明】
[0019]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述，其中:
[0020]圖1為本發(fā)明的原理圖；
[0021]圖2為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]以下將參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護范圍。
[0024]實施例1，如圖2所示:
[0025]單獨閉環(huán)控制回路為三組:第一組單獨閉環(huán)控制回路包括:比例閥3.1的P 口通過第一液控單向閥5.1連接至外部進油管道，比例閥3.1的T 口連接至外部回油管道；比例閥的A 口通過第二液控單向閥5.2后連接至液壓缸1.1的無桿腔；比例閥3.1的B 口通過第三液控單向閥5.3后連接至液壓缸1.1的有桿腔；比例閥3.1的P 口的壓力油通過比例閥換向后連通到比例閥A 口或B 口 ；控制器接收到目標命令信號以后通過閉環(huán)控制軟件計算發(fā)出比例閥控制信號，從而實現(xiàn)比例閥的換向和閥開度控制；通過比例閥的控制實現(xiàn)對液壓缸1.1無桿腔與有桿腔的動態(tài)補、排油，從而使得液壓缸1.1達到并保持在目標位置。
[0026]第二組單獨閉環(huán)控制回路包括:比例閥3.2的P 口通過液控第一單向閥5.4連接至外部進油管道，比例閥3.2的T 口連接至外部回油管道；比例閥3.2的A 口通過第二液控單向閥5.5后連接至液壓缸1.2的無桿腔；比例閥3.2的B 口通過第三液控單向閥5.6后連接至液壓缸1.2的有桿腔；
[0027]第三組單獨閉環(huán)控制回路包括:比例閥3.3的P 口通過第一液控單向閥3.7連接至外部進油管道，比例閥3.3的T 口連接至外部回油管道；比例閥3.3的A 口通過第二液控單向閥5.8后連接至液壓缸1.3的無桿腔；比例閥3.3的B 口通過第三液控單向閥5.9后連接至液壓缸1.3的有桿腔；
[0028]第二單獨閉環(huán)控制回路與第三單獨閉環(huán)控制回路的控制原理相同，在此不再復(fù)述。
[0029]換向閥4.1 ；4.2 ；4.3的P 口、T 口分別連接至外部進油管道和外部回油管道，B 口分別連接至液控單向閥5.1-5.3 ；5.4-5.6 ；5.7-5.9的控制油口 ；所有液控單向閥5.1-5.9的泄油口連接至外部泄油管道L ;當(dāng)需要單獨閉環(huán)控制時，換向閥4.1-4.3工作，換向閥4.1 ;4.2 ;4.3的油口 B有控制壓力，從而分別打開5.1-5.3 ；5.4-5.6 ；5.7-5.9液控單向閥。由于每組單獨控制回路都由一個換向閥控制液控單向閥的通斷，因此每組單獨控制回路故障時都能單獨切斷油路并在線檢修。
[0030]切換回路包括有:切換用電磁插裝閥11.1 ;蓋板插裝閥12.1-12.3，可以通過11.1頂裝方向閥換向，控制Al、A2、A3和B1、B2、B3油路的通斷，從而實現(xiàn)自由同步控制回路與單獨閉環(huán)控制回路的切換。
[0031]當(dāng)電磁插裝閥11.1的頂裝方向閥得電時，插裝閥11.1,12.1-12.3打開，Al、A2、A3和B1、B2、B3油路分別導(dǎo)通，比例閥3.1-3.3的任意兩個回路工作，驅(qū)動油缸1.1-1.3動作，就實現(xiàn)了自由同步控制。
[0032]安全保護模塊包括三組:第一組安全保護模塊包括:安全溢流閥10.1的入口與油口 Al相連，出口連接外部回油管道；安全溢流閥10.2的入口與油口 BI相連，出口連接外部回油管道。當(dāng)液壓缸1.1受到外界沖擊或其他故障原因使其有伸出或縮回的趨勢且壓力大于安全壓力時，缸腔可以通過本模塊的安全閥進行溢流泄壓。
[0033]第二組、第三組安全保護模塊的原理和作用與第一組完全相同，在此不在復(fù)述。
[0034]正常工作時，切換回路將A1、A2、A3和B1、B2、B3油路完全切斷且無泄漏。這樣三個液壓缸由三組單獨閉環(huán)控制回路進行單獨的位置閉環(huán)控制，與此同時，通過三缸的閉環(huán)同步控制方法保證油缸在運動過程中的同步，從而保證布料器在布料過程中傾動的位置控制精度。
[0035]在布料過程中，如果三個油缸上的任何一個壓力傳感器6.1?6.6與位移傳感器7.1-7.3出現(xiàn)異常，也就是超過了一定的誤差，就會產(chǎn)生一個同步誤差故障或者油路其他故障信號；當(dāng)控制系統(tǒng)檢測