專利名稱：一種用于大型回轉(zhuǎn)窯窯位的雙向液壓擋輪自動控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于回轉(zhuǎn)窯窯位控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種用于大型回轉(zhuǎn)窯窯位的雙向液壓擋輪自動控制裝置，適用于活性石灰、氧化球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯窯位的控制。
背景技術(shù)：
生產(chǎn)活性石灰、氧化球團(tuán)等的大型回轉(zhuǎn)窯均傾斜安裝(斜率多為3. 5% 4%)，工作中在重力作用下會向下滑動，大型回轉(zhuǎn)窯長期運(yùn)行中，受大型回轉(zhuǎn)窯及窯內(nèi)物料巨大的重量(約I千噸)的影響，滾帶會使兩側(cè)托輪磨損及產(chǎn)生塑性變形，由于滾帶寬度小于托輪寬度，托輪表面會產(chǎn)生溝痕、溝槽，從而弓I起回轉(zhuǎn)窯振動。為了保障回轉(zhuǎn)窯滾帶及傳動齒輪的壽命和防止不均勻磨損的現(xiàn)象發(fā)生，必須控制大型回轉(zhuǎn)窯體在軸向一定范圍內(nèi)緩慢的上下移動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于大型回轉(zhuǎn)窯窯位的雙向液壓擋輪自動控制裝置，實現(xiàn)了回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)狀態(tài)時自動以均勻間隔緩慢上下竄動的控制，且能夠自動控制和調(diào)試方式轉(zhuǎn)換。可避免滾帶與托輪的不均勻接觸和磨損，保障回轉(zhuǎn)窯滾帶及傳動齒輪的壽命，并且克服了傳統(tǒng)擋輪控制裝置的精度差、控制方式單一、故障率高且維修不便的缺點(diǎn)。本發(fā)明包括機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、液壓閥路系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)。機(jī)械系統(tǒng)包括位于回轉(zhuǎn)窯傳動端滾帶兩側(cè)的兩套可獨(dú)立運(yùn)行的擋輪和液壓缸。兩擋輪共用一套液壓系統(tǒng)作為動力源，通過不同閥路系統(tǒng)控制實現(xiàn)不同動作。液壓系統(tǒng)主要部件包括液壓泵I (2臺液壓泵一用一備)、循環(huán)冷卻泵2、電加熱器3、現(xiàn)場控制箱4、數(shù)字式壓力繼電器5、控制閥組6、蓄能器7 ;液壓泵I通過管道與油箱連接為液壓系統(tǒng)，提供穩(wěn)定的壓力；循環(huán)冷卻泵2安裝在液壓站冷卻管道上，冷卻液壓系統(tǒng)回油；電加熱器3安裝在油箱下部，起到加熱油溫的作用；現(xiàn)場控制箱4與液壓系統(tǒng)通電氣元件通過控制電纜連接，用來控制液壓系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行；數(shù)字式壓力繼電器5安裝在液壓系統(tǒng)出油管道上，用來檢測液壓系統(tǒng)工作壓力；控制閥組6安裝在油箱上部與出油管道連接，用來控制液壓系統(tǒng)壓力；蓄能器7安裝在油箱本體上，與出油管道連接為液壓系統(tǒng)提供穩(wěn)定壓力。結(jié)構(gòu)如圖I所示。液壓閥路系統(tǒng)主要包括電磁換向閥8、單向調(diào)速閥9、電控調(diào)速閥10、安全閥11、上擋輪油缸12、上擋輪13、下?lián)踺営透?4、下?lián)踺?5。電磁換向閥8與單項調(diào)速閥9和電控調(diào)速閥10及安全閥11組合式安裝，構(gòu)成一套完整的閥臺。上擋輪油缸和上擋輪以及下?lián)踺営透缀拖聶n輪均采用鉸接并通過液壓管道與相對應(yīng)的閥臺連接，以達(dá)到通過液壓控制 上下?lián)踺嗊\(yùn)動的目的。其中，電磁換向閥8為3位閥，分別為前進(jìn)、保壓(即油缸不動作)、后退；單向調(diào)速閥9用來手工調(diào)整液壓油流速，即調(diào)整液壓缸前進(jìn)或后退速度；電控調(diào)速閥10可通過自動控制實現(xiàn)快退動作。結(jié)構(gòu)如圖2所示。
自動控制系統(tǒng)(DCS系統(tǒng))由感應(yīng)式接近開關(guān)16、屏蔽控制電纜17、西門子S7-300系列IO模塊和中央處理器18、自適應(yīng)以太網(wǎng)交換機(jī)(19)、以太網(wǎng)20、工業(yè)控制計算機(jī)21組成。感應(yīng)式接近開關(guān)16通過屏蔽控制電纜17與西門子IO模塊相連接完成位置信號的傳輸。西門子S7-300系列IO模塊和中央處理器18通過以太網(wǎng)20和自適應(yīng)以太網(wǎng)交換機(jī)(19)與工業(yè)控制計算機(jī)21連接組成一套完整的自動控制系統(tǒng)。具體結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。雙向液壓擋輪自動控制裝置可通過現(xiàn)場操作箱選擇自動控制工作方式或手動調(diào)試工作方式。日常生產(chǎn)中用自動控制方式，手動調(diào)試方式適用于檢修維護(hù)。當(dāng)工作人員通過人機(jī)界面啟動自動控制方式后，自動控制系統(tǒng)通過判斷控制上擋輪和下檔輪其中一個前進(jìn)。整個前進(jìn)過程是采用間歇式運(yùn)動方式，其間歇運(yùn)動的時間參數(shù)可通過工控機(jī)的人機(jī)界面方便的調(diào)整。自動控制系統(tǒng)在上擋輪或下檔輪正常工作期間會自動控制液壓系統(tǒng)主要設(shè)備啟停，極大程度減少了電力消耗和設(shè)備損耗。
雙向液壓擋輪自動控制裝置與大型回轉(zhuǎn)窯連鎖，大型回轉(zhuǎn)窯不運(yùn)轉(zhuǎn)時雙向液壓擋輪自動控制裝置不能工作。雙向液壓擋輪自動控制裝置的參數(shù)調(diào)節(jié)功能，可適應(yīng)回轉(zhuǎn)窯不同的轉(zhuǎn)速和托輪不同的磨損狀況。雙向液壓擋輪自動控制裝置自動調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)工作壓力，并對液壓系統(tǒng)主要設(shè)備提供斷電保護(hù)已達(dá)到保護(hù)人員和設(shè)備安全的目的。感應(yīng)式接近開關(guān)16通過有長圓孔的槽鋼22固定在擋輪底座23)，感應(yīng)體24固定在空心軸25上與感應(yīng)式接近開關(guān)組成位置發(fā)送裝置。結(jié)構(gòu)如圖4所示。位置信號采集所采用的感應(yīng)式接近開關(guān)比以往的機(jī)械式行程開關(guān)控制精度高且故障率低，便于調(diào)整和更換。


圖I為本發(fā)明液壓系統(tǒng)主體設(shè)備示意圖。其中，液壓泵I、循環(huán)冷卻泵2、電加熱器
3、現(xiàn)場控制箱4、數(shù)字式壓力繼電器5、控制閥組6、蓄能器7。圖2為本發(fā)明液壓系統(tǒng)閥路系統(tǒng)示意圖。其中，電磁換向閥8、單向調(diào)速閥9、電控調(diào)速閥10、安全閥11、上擋輪油缸12、上擋輪13、下?lián)踺営透?4、下?lián)踺?5。圖3為本發(fā)明自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。其中，感應(yīng)式接近開關(guān)16、屏蔽控制電纜17、西門子S7-300系列IO模塊和中央處理器18、自適應(yīng)以太網(wǎng)交換機(jī)19、以太網(wǎng)20、工業(yè)控制計算機(jī)21。圖4為本發(fā)明位置信號發(fā)送裝置結(jié)構(gòu)示意圖。其中，槽鋼22、擋輪底座23、感應(yīng)體24、空心軸25。
具體實施例方式本發(fā)明包括機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、液壓閥路系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)。機(jī)械系統(tǒng)包括位于回轉(zhuǎn)窯傳動端滾帶兩側(cè)的兩套可獨(dú)立運(yùn)行的擋輪和液壓缸。兩擋輪共用一套液壓系統(tǒng)作為動力源，通過不同閥路系統(tǒng)控制實現(xiàn)不同動作。液壓系統(tǒng)主要部件包括液壓泵I (2臺液壓泵一用一備)、循環(huán)冷卻泵2、電加熱器3、現(xiàn)場控制箱4、數(shù)字式壓力繼電器5、控制閥組6、蓄能器7 ;液壓泵I通過管道與油箱連接為液壓系統(tǒng)，提供穩(wěn)定的壓力；循環(huán)冷卻泵2安裝在液壓站冷卻管道上，冷卻液壓系統(tǒng)回油；電加熱器3安裝在油箱下部，起到加熱油溫的作用；現(xiàn)場控制箱4與液壓系統(tǒng)通電氣元件通過控制電纜連接，用來控制液壓系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行；數(shù)字式壓力繼電器5安裝在液壓系統(tǒng)出油管道上，用來檢測液壓系統(tǒng)工作壓力；控制閥組6安裝在油箱上部與出油管道連接，用來控制液壓系統(tǒng)壓力；蓄能器7安裝在油箱本體上，與出油管道連接為液壓系統(tǒng)提供穩(wěn)定壓力。液壓閥路系統(tǒng)主要包括電磁換向閥8、單向調(diào)速閥9、電控調(diào)速閥10、安全閥11、上擋輪油缸12、上擋輪13、下?lián)踺営透?4、下?lián)踺?5。電磁換向閥8與單項調(diào)速閥9和電控調(diào)速閥10及安全閥11組合式安裝，構(gòu)成一套完整的閥臺。上擋輪油缸和上擋輪以及下?lián)踺営透缀拖聶n輪均采用鉸接并通過液壓管道與相對應(yīng)的閥臺連接，以達(dá)到通過液壓控制上下?lián)踺嗊\(yùn)動的目的。
其中，電磁換向閥8為3位閥，分別為前進(jìn)、保壓(即油缸不動作)、后退；單向調(diào)速閥9用來手工調(diào)整液壓油流速，即調(diào)整液壓缸前進(jìn)或后退速度；電控調(diào)速閥10可通過自動控制實現(xiàn)快退動作。結(jié)構(gòu)如圖2所示。自動控制系統(tǒng)(DCS系統(tǒng))由感應(yīng)式接近開關(guān)16、屏蔽控制電纜17、西門子S7-300系列IO模塊和中央處理器18、自適應(yīng)以太網(wǎng)交換機(jī)(19)、以太網(wǎng)20、工業(yè)控制計算機(jī)21組成。感應(yīng)式接近開關(guān)16通過屏蔽控制電纜17與西門子IO模塊相連接完成位置信號的傳輸。西門子S7-300系列IO模塊和中央處理器18通過以太網(wǎng)20和自適應(yīng)以太網(wǎng)交換機(jī)
(19)與工業(yè)控制計算機(jī)21連接組成一套完整的自動控制系統(tǒng)。具體結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。圖I、圖2為本發(fā)明液壓系統(tǒng)示意圖。雙向液壓擋輪共用一個液壓站，兩液壓缸閥門控制系統(tǒng)也完全相同，能夠?qū)崿F(xiàn)擋輪以快/慢兩種速度后退。液壓站工作壓力10兆帕，最高工作壓力15兆帕，保證能同時為上下液壓缸提供足夠的動力。幾個重要的控制部件包括電磁換向閥(8)為3位閥，分別為前進(jìn)、保壓(即油缸不動作)、后退；單向調(diào)速閥(9)用來調(diào)整調(diào)整液壓缸前進(jìn)或后退速度；電控調(diào)速閥(10)可實現(xiàn)快退動作。圖3和圖4為本發(fā)明自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。擋輪位置信號發(fā)送裝置由感應(yīng)式接近開關(guān)和感應(yīng)體組成，它們通過槽鋼分別固定在擋輪底座和空心軸內(nèi)側(cè)。位置信號發(fā)送裝置和液壓系統(tǒng)通過屏蔽控制電纜與DCS系統(tǒng)的IO模塊連接。中央處理器通過以太網(wǎng)模塊和交換機(jī)與工業(yè)控制機(jī)連接。DCS系統(tǒng)集中處理液壓系統(tǒng)信號和位置信號實現(xiàn)自動控制。雙向液壓擋輪自動控制過程是I、當(dāng)回轉(zhuǎn)窯窯體運(yùn)轉(zhuǎn)，裝置通過邏輯判斷后控制其中一個擋輪前進(jìn)，當(dāng)?shù)竭_(dá)前進(jìn)極限位置(行程50毫米)時停止；前進(jìn)過程中擋輪會每前進(jìn)3毫米(可通過參數(shù)調(diào)整)距離原地停留40 (可通過參數(shù)調(diào)整)分鐘，停止期間液壓系統(tǒng)主體設(shè)備均處于停止?fàn)顟B(tài)，這樣既節(jié)省電能消耗也減少設(shè)備損耗。當(dāng)工作擋輪到達(dá)前進(jìn)極限位置后由控制裝置發(fā)出命令使其以高速后退至初始位置。2、當(dāng)后退的擋輪到達(dá)初始位置后另一個擋輪會開始前進(jìn)，過程如I所述。每個擋輪均設(shè)有超極限位置，以保證擋輪運(yùn)行在規(guī)定范圍內(nèi)。自動控制過程一個周期大約需24小時，24小時內(nèi)擋輪推動滾帶在50毫米(托輪比輪帶寬50毫米)的范圍內(nèi)定時上下緩慢移動，使?jié)L帶對托輪的磨損均勻，但滾帶的所有外接觸表面始終都在托輪的支撐表面范圍之內(nèi)，受力均勻。
位置信號采集所采用的感應(yīng)式接近開關(guān)比以往的機(jī)械式行程開關(guān)控制精度高且故障率低，便于調(diào)整和更換。
液壓系統(tǒng)工作壓力由DCS系統(tǒng)采集壓力繼電器輸出的模擬信號并加以處理后自動控制在10兆帕至15兆帕范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于大型回轉(zhuǎn)窯窯位的雙向液壓擋輪自動控制裝置，包括機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、液壓閥路系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)；其特征在于， 機(jī)械系統(tǒng)包括位于回轉(zhuǎn)窯傳動端滾帶兩側(cè)的兩套獨(dú)立運(yùn)行的擋輪和液壓缸，兩擋輪共用一套液壓系統(tǒng)作為動力源，通過不同閥路系統(tǒng)控制實現(xiàn)不同動作； 液壓系統(tǒng)包括液壓泵(I)、循環(huán)冷卻泵(2)、電加熱器(3)、現(xiàn)場控制箱(4)、數(shù)字式壓力繼電器(5)、控制閥組￠)、蓄能器(7);液壓泵(I)通過管道與油箱連接為液壓系統(tǒng)，提供穩(wěn)定的壓力；循環(huán)冷卻泵(2)安裝在液壓站冷卻管道上，冷卻液壓系統(tǒng)回油；電加熱器(3)安裝在油箱下部，起到加熱油溫的作用；現(xiàn)場控制箱(4)與液壓系統(tǒng)通電氣元件通過控制電纜連接，用來控制液壓系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行；數(shù)字式壓力繼電器(5)安裝在液壓系統(tǒng)出油管道上，用來檢測液壓系統(tǒng)工作壓力；控制閥組(6)安裝在油箱上部與出油管道連接，用來控制液壓系統(tǒng)壓力；蓄能器(7)安裝在油箱本體上，與出油管道連接為液壓系統(tǒng)提供穩(wěn)定壓力； 液壓閥路系統(tǒng)包括電磁換向閥(8)、單向調(diào)速閥(9)、電控調(diào)速閥(10)、安全閥(11)、上擋輪油缸(12)、上擋輪(13)、下?lián)踺営透?14)、下?lián)踺?15);電磁換向閥⑶與單項調(diào)速閥(9)和電控調(diào)速閥(10)及安全閥(11)組合式安裝，構(gòu)成一套完整的閥臺；上擋輪油缸和上擋輪以及下?lián)踺営透缀拖聶n輪均采用鉸接并通過液壓管道與相對應(yīng)的閥臺連接，以達(dá)到通過液壓控制上擋輪和下?lián)踺嗊\(yùn)動的目的； 自動控制系統(tǒng)由感應(yīng)式接近開關(guān)(16)、屏蔽控制電纜(17)、西門子S7-300系列IO模塊和中央處理器(18)、自適應(yīng)以太網(wǎng)交換機(jī)(19)、以太網(wǎng)(20)、工業(yè)控制計算機(jī)(21)組成；感應(yīng)式接近開關(guān)(16)通過屏蔽控制電纜(17)與西門子IO模塊相連接完成位置信號的傳輸；西門子S7-300系列IO模塊和中央處理器(18)通過以太網(wǎng)(20)和自適應(yīng)以太網(wǎng)交換機(jī)(19)與工業(yè)控制計算機(jī)(21)連接組成一套完整的自動控制系統(tǒng)。
2.權(quán)利要求I所述的雙向液壓擋輪自動控制裝置，其特征在于，所述的電磁換向閥(8)為3位閥，分別為前進(jìn)、保壓、后退；單向調(diào)速閥(9)用來手工調(diào)整液壓油流速，即調(diào)整液壓缸前進(jìn)或后退速度；電控調(diào)速閥(10)可通過自動控制實現(xiàn)快退動作。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙向液壓擋輪自動控制裝置，其特征在于，自動控制系統(tǒng)通過判斷控制上擋輪和下檔輪其中一個前進(jìn)；整個前進(jìn)過程是采用間歇式運(yùn)動方式，其間歇運(yùn)動的時間參數(shù)可通過工控機(jī)的人機(jī)界面方便的調(diào)整；自動控制系統(tǒng)在上擋輪或下檔輪正常工作期間會自動控制液壓系統(tǒng)設(shè)備啟停，減少了電力消耗和設(shè)備損耗。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙向液壓擋輪自動控制裝置，其特征在于，感應(yīng)式接近開(16)關(guān)通過有長圓孔的槽鋼(22)固定在擋輪底座(23)上，感應(yīng)體(24)固定在空心軸(25)上與接近開關(guān)組成位置發(fā)送裝置。
全文摘要
一種用于大型回轉(zhuǎn)窯窯位的雙向液壓擋輪自動控制裝置，屬于回轉(zhuǎn)窯窯位控制技術(shù)領(lǐng)域。包括機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、液壓閥路系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)。實現(xiàn)了回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)狀態(tài)時自動以均勻間隔緩慢上下竄動的控制，可避免滾帶與托輪的不均勻接觸和磨損，保障回轉(zhuǎn)窯滾帶及傳動齒輪的壽命，并且克服了傳統(tǒng)擋輪控制裝置的精度差、控制方式單一、故障率高且維修不便的缺點(diǎn)。自動控制系統(tǒng)當(dāng)工作人員通過人機(jī)界面啟動自動控制方式后，通過判斷控制其中一個液壓擋輪前進(jìn)。整個前進(jìn)過程是采用間歇式運(yùn)動方式，其間歇運(yùn)動的時間參數(shù)可通過工控機(jī)的人機(jī)界面方便的調(diào)整。自控系統(tǒng)在擋輪正常工作期間會自動控制液壓系統(tǒng)主要設(shè)備啟停，極大程度減少了電力消耗和設(shè)備損耗。
文檔編號F27B7/42GK102620558SQ20121008571
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者宋富強(qiáng), 張朝陽, 李振合, 楊彬, 武常生, 牛江波, 王國強(qiáng), 王瑋釗 申請人:新興能源裝備股份有限公司