專利名稱：組合集成型節(jié)能可調(diào)電控氣動(dòng)電解鋁打殼系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電解鋁打殼控制方法與系統(tǒng)，尤其是通過該控制系統(tǒng)對(duì)打殼氣缸的工作模式進(jìn)行選擇及對(duì)活塞桿的運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)鋁行業(yè)采用電解鋁液生產(chǎn)鋁。打殼(下)料系統(tǒng)是生產(chǎn)電解鋁的關(guān)鍵設(shè)備，它由電腦、PLC等自動(dòng)控制打殼下料之間的協(xié)調(diào)、配合，完成電解鋁的正常生產(chǎn)。自電解鋁設(shè)備投產(chǎn)使用以來，一直存在著由于打殼錘頭下伸過程慣性過大，導(dǎo)致氣缸活塞不能迅速返回，錘頭浸泡在鋁液中并且浸泡時(shí)間過長(zhǎng)以及氣體能源和電能消耗大的問題，這直接影響了鋁液的純度、電解鋁設(shè)備的工作性能、產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)成本，同時(shí)排除大量氧化物，不能達(dá)到環(huán)保的目標(biāo)。電解鋁打殼閥島系統(tǒng)是電解鋁打殼(下)料系統(tǒng)中的重要裝置，如CN200710077602公開了電解鋁打殼系統(tǒng)的打殼頭裝置，它包括打殼頭、外活塞桿，以及與打殼氣缸連接的滑板，滑板固定在外活塞桿上；在打殼頭上設(shè)置有帶內(nèi)螺紋的連接孔，在外活塞桿的表面設(shè)有外螺紋，外活塞桿通過外螺紋旋入在連接孔中，與打殼頭連接在一起。但未涉及閥島系統(tǒng)對(duì)氣缸的工作模式的控制。電解鋁行業(yè)中打殼缸的耗氣量對(duì)整個(gè)工廠能耗的影響至關(guān)重要，有效的降低打殼缸壓縮空氣的能耗、提高打殼缸的壓縮空氣使用效率以及減少電能的消耗是解決電解鋁行業(yè)壓縮氣體節(jié)能的有效途徑。由于氣缸每次動(dòng)作排出的氣體能耗太大，可以考慮氣缸有桿腔排出的氣體再利用；電解槽車間存在大量的氧化鋁粉塵，部分粉塵會(huì)附著在打殼缸的活塞桿上，打殼氣缸在長(zhǎng)期的作動(dòng)過程中使吸附在活塞桿上的粉塵與缸體密封圈摩擦，導(dǎo)致缸體內(nèi)部泄漏嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是，提出一種組合集成型節(jié)能可調(diào)電控氣動(dòng)電解鋁打殼系統(tǒng)，將氣源進(jìn)氣口、兩個(gè)電磁換向閥集成在一起，組成氣缸活塞桿的工作模式控制系統(tǒng)。本發(fā)明技術(shù)方案是組合集成型節(jié)能可調(diào)電控氣動(dòng)電解鋁打殼系統(tǒng)的控制方法，集成了氣源進(jìn)氣口、第一和第二兩個(gè)電磁換向閥，氣源進(jìn)氣口通過兩個(gè)電磁換向閥及其節(jié)流閥的通路，再連接控制系統(tǒng)上兩個(gè)出口，控制系統(tǒng)上的兩個(gè)出口分別連接氣缸的有桿腔和無桿腔；控制方法使進(jìn)氣口通氣，首先采用節(jié)能模式，給第一電磁換向閥一線圈通電，第一電磁換向閥一閥芯動(dòng)作，氣缸的無桿腔進(jìn)氣，有桿腔排出的氣體，活塞桿下行；擊穿招殼后，第一 電磁換向閥一線圈斷電關(guān)斷，有桿腔進(jìn)氣，氣缸回程，活塞桿立即返回，實(shí)現(xiàn)快退；若錘頭無法擊穿鋁殼，鋁殼處的傳感器未有信號(hào)返回，則第一電磁換向閥一線圈斷電使活塞桿返回，再使第一電磁換向閥一線圈與第二電磁換向閥二線圈同時(shí)通電，則米用傳統(tǒng)模式，第一電磁換向閥一線圈與第二電磁換向閥二的閥芯同時(shí)動(dòng)作，氣缸的無桿腔進(jìn)氣的同時(shí)，有桿腔快速向空氣中排氣，招殼擊穿后第一電磁換向閥一線圈與第二電磁換向閥線圈同時(shí)斷電，活塞桿返回。
采電磁換向閥二線圈通電控制氣缸動(dòng)作選擇傳統(tǒng)模式，即非節(jié)能模式。下一次打殼的氣缸動(dòng)作還是采用節(jié)能模式，只有在節(jié)能模式下無法工作時(shí)才采用傳統(tǒng)模式。
綜上所述是集成了氣源進(jìn)氣口、兩個(gè)電磁換向閥、節(jié)流閥的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和各個(gè)部件的作用。組合緊湊型高效節(jié)能電控氣動(dòng)電解鋁打殼系統(tǒng)的控制裝置，包括氣源進(jìn)氣口、第一和第二兩個(gè)電磁換向閥，氣源進(jìn)氣口通過兩個(gè)電磁換向閥的通路，兩個(gè)電磁換向閥的通路上設(shè)有節(jié)流閥，再連接控制裝置上兩個(gè)出口(出氣口)，控制裝置上的兩個(gè)出口分別連接氣缸的有桿腔和無桿腔；氣源進(jìn)氣口接第一電磁換向閥的進(jìn)口，第一電磁換向閥在開通時(shí)出口接氣缸的無桿腔且有桿腔進(jìn)氣與氣源進(jìn)氣口關(guān)斷，有桿腔排出氣體的出口也接入氣缸的無桿腔內(nèi)；第一電磁換向閥一線圈斷電關(guān)斷時(shí)，有桿腔進(jìn)氣與氣源進(jìn)氣口連通，第二電磁換向閥開通的是連接有桿腔快速向空氣中排氣的通道。本發(fā)明的有益效果是大多數(shù)情況下可以在節(jié)能模式下工作，經(jīng)實(shí)測(cè)本組合集成型高效節(jié)能電控氣動(dòng)電解鋁打殼系統(tǒng)可節(jié)約50%的氣體能源，減小空壓機(jī)的使用，節(jié)約電能；同時(shí)活塞桿下行和返回的速度都可以調(diào)節(jié)。此閥島系統(tǒng)具有高效節(jié)能、高度集成、環(huán)保減排、體積小、安裝使用方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、效果顯著、維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，可以通過計(jì)算機(jī)、PLC可編程序控制系統(tǒng)等自動(dòng)控制，使氣缸實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)動(dòng)模式，滿足實(shí)際工況。 本組合集成型節(jié)能可調(diào)電控氣動(dòng)電解鋁打殼系統(tǒng)的發(fā)明，通過改進(jìn)現(xiàn)有電解鋁設(shè)備電氣動(dòng)系統(tǒng)，來解決活塞桿伸出過程中慣性大，活塞桿返回滯后，返回速度過慢，打殼錘頭在鋁液中浸泡時(shí)間過長(zhǎng)，氣能、電能消耗大以及活塞桿下行和返回速度無法控制等問題，將兩個(gè)電磁換向閥和節(jié)流閥集成在一起，安裝簡(jiǎn)單，節(jié)約傳統(tǒng)模式下被排出的氣體能源。該組合集成型節(jié)能可調(diào)電控氣動(dòng)電解鋁打殼系統(tǒng)安裝在電解槽的打殼氣缸主氣控回路上，用來控制每個(gè)打殼氣缸的動(dòng)作并選擇工作模式。投資回收期短，由于本產(chǎn)品節(jié)能效率高，且針對(duì)性強(qiáng)，一般情況下，投資回收期在半年以內(nèi)。節(jié)能效果明顯通過某鋁業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際實(shí)驗(yàn)跟蹤測(cè)試，完全不會(huì)影響打殼缸的打殼效果要求，同時(shí)可節(jié)約50%的氣體能源。適用行業(yè)專為電解鋁行業(yè)的打殼缸設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了打殼缸的氣路控制。


圖I是本發(fā)明裝配圖2圖I的俯視裝配圖3是圖I的結(jié)構(gòu)裝配圖。
具體實(shí)施例方式 本組合集成型節(jié)能可調(diào)電控氣動(dòng)電解鋁打殼系統(tǒng)的發(fā)明用于電解鋁生產(chǎn)設(shè)備的電氣動(dòng)回路，安裝在氣缸缸蓋上。如圖所不1一電磁閥一線圈、2—電磁閥一銜鐵、3—消音器(2個(gè))、4一進(jìn)氣口管接頭、5 —閥體、6—底座、7—節(jié)流閥、8—電磁閥二銜鐵、9一電磁閥二線圈。高效節(jié)能氣動(dòng)電解鋁打殼系統(tǒng)的控制裝置，包括氣源進(jìn)氣口、第一和第二兩個(gè)電磁換向閥，氣源進(jìn)氣口通過兩個(gè)電磁換向閥的通路，兩個(gè)電磁換向閥的通路上設(shè)有節(jié)流閥，再連接控制裝置上兩個(gè)出口(出氣口)，控制裝置上的兩個(gè)出口分別連接氣缸的有桿腔和無桿腔；氣源進(jìn)氣口接第一電磁換向閥的進(jìn)口，第一電磁換向閥在開通時(shí)出口接氣缸的無桿腔且有桿腔進(jìn)氣與氣源進(jìn)氣口關(guān)斷，有桿腔排出氣體的出口也接入氣缸的無桿腔內(nèi)；第一電磁換向閥一線圈斷電關(guān)斷時(shí)，有桿腔進(jìn)氣與氣源進(jìn)氣口連通，第二電磁換向閥開通的是連接有桿腔快速向空氣中排氣的通道。以上電解招打殼系統(tǒng)均集成在金屬閥塊上。本組合集成型節(jié)能可調(diào)電控氣動(dòng)電解鋁打殼系統(tǒng)的主材為鋁，通過加工中心和數(shù)控車床加工，安裝在與之配套的氣缸缸蓋上，采用內(nèi)六角螺釘固定。為打殼系統(tǒng)量身設(shè)計(jì)了專用節(jié)氣閥，實(shí)現(xiàn)打殼閥島的氣路控制。打殼系統(tǒng)安裝在打殼缸的氣控回路上，通過節(jié)氣閥對(duì)打殼缸動(dòng)作時(shí)耗氣量進(jìn)行合理的匹配控制，使打殼缸的用氣效率達(dá)到最大；對(duì)節(jié)流閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，改變活塞桿下行和返回速度。節(jié)省下來的壓縮空氣一部分是節(jié)氣閥對(duì)管路壓力的調(diào)節(jié)降低了壓縮空氣在管路中的壓損，另外一部分通過節(jié)氣閥的調(diào)節(jié)減少了缸體內(nèi)部的壓縮空氣泄漏量。節(jié)能效果在50%左右。通過實(shí)際的實(shí)驗(yàn)證明該節(jié)氣閥在打殼缸動(dòng)作過程中對(duì)壓縮空氣耗氣量的節(jié)能和 活塞桿速度調(diào)節(jié)效果明顯，安裝方便，且不影響工藝要求。
權(quán)利要求
1.組合集成型節(jié)能可調(diào)電控氣動(dòng)電解鋁打殼系統(tǒng)的控制方法，其特征是集成了氣源進(jìn)氣口、第一和第二兩個(gè)電磁換向閥，氣源進(jìn)氣口通過兩個(gè)電磁換向閥及其節(jié)流閥的通路，再連接控制系統(tǒng)上兩個(gè)出口，控制系統(tǒng)上的兩個(gè)出口分別連接氣缸的有桿腔和無桿腔；控制方法使進(jìn)氣口通氣，首先采用節(jié)能模式，給第一電磁換向閥一線圈通電，第一電磁換向閥一閥芯動(dòng)作,氣缸的無桿腔進(jìn)氣，有桿腔排出的氣體，活塞桿下行；擊穿招殼后，第一電磁換向閥一線圈斷電關(guān)斷，有桿腔進(jìn)氣，氣缸回程，活塞桿立即返回，實(shí)現(xiàn)快退；若錘頭無法擊穿鋁殼，鋁殼處的傳感器未有信號(hào)返回，則第一電磁換向閥一線圈斷電使活塞桿返回，再使第一電磁換向閥一線圈與第二電磁換向閥二線圈同時(shí)通電，則米用傳統(tǒng)模式，第一電磁換向閥一線圈與第二電磁換向閥二的閥芯同時(shí)動(dòng)作，氣缸的無桿腔進(jìn)氣的同時(shí)，有桿腔快速向空氣中排氣，招殼擊穿后第一電磁換向閥一線圈與第二電磁換向閥線圈同時(shí)斷電，活塞桿返回。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合集成型節(jié)能可調(diào)電控氣動(dòng)電解鋁打殼系統(tǒng)的控制方法，其特征是第二電磁換向閥線圈通電控制氣缸動(dòng)作選擇傳統(tǒng)模式，即非節(jié)能模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合集成型節(jié)能可調(diào)電控氣動(dòng)電解鋁打殼系統(tǒng)的控制方法，其特征是調(diào)速節(jié)流閥的調(diào)節(jié)改變節(jié)流閥過流面積自動(dòng)控制氣缸活塞桿慢速伸出和快速伸出兩種不同動(dòng)作切換。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合集成型節(jié)能可調(diào)電控氣動(dòng)電解鋁打殼系統(tǒng)的控制方法，其特征是下一次打殼的氣缸動(dòng)作還是采用節(jié)能模式，只有在節(jié)能模式下無法工作時(shí)才采用傳統(tǒng)模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合集成型節(jié)能可調(diào)電控氣動(dòng)電解鋁打殼系統(tǒng)的控制方法，其特征是節(jié)能模式下工作，有桿腔氣體不直接排到空氣，實(shí)現(xiàn)氣體能源的再利用。
6.組合集成型高效節(jié)能電控氣動(dòng)電解鋁打殼系統(tǒng)的控制裝置，其特征是包括氣源進(jìn)氣口、第一和第二兩個(gè)電磁換向閥，氣源進(jìn)氣口通過兩個(gè)電磁換向閥的通路，兩個(gè)電磁換向閥的通路上設(shè)有節(jié)流閥，再連接控制裝置上兩個(gè)出口(出氣口)，控制裝置上的兩個(gè)出口分別連接氣缸的有桿腔和無桿腔；氣源進(jìn)氣口接第一電磁換向閥的進(jìn)口，第一電磁換向閥在開通時(shí)出口接氣缸的無桿腔且有桿腔進(jìn)氣與氣源進(jìn)氣口關(guān)斷，有桿腔排出氣體的出口也接入氣缸的無桿腔內(nèi)；第一電磁換向閥一線圈斷電關(guān)斷時(shí)，有桿腔進(jìn)氣與氣源進(jìn)氣口連通，第二電磁換向閥開通的是連接有桿腔快速向空氣中排氣的通道。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合集成型高效節(jié)能電控氣動(dòng)電解鋁打殼系統(tǒng)的控制裝置，其特征是集成在在金屬閥塊上。
全文摘要
組合集成型節(jié)能可調(diào)電控氣動(dòng)電解鋁打殼系統(tǒng)的控制方法，集成了氣源進(jìn)氣口、第一和第二兩個(gè)電磁換向閥，氣源進(jìn)氣口通過兩個(gè)電磁換向閥及其節(jié)流閥的通路，再連接控制系統(tǒng)上兩個(gè)出口，控制系統(tǒng)上的兩個(gè)出口分別連接氣缸的有桿腔和無桿腔；控制方法使進(jìn)氣口通氣，首先采用節(jié)能模式，給第一電磁換向閥線圈通電，第一電磁換向閥閥芯動(dòng)作，氣缸的無桿腔進(jìn)氣，有桿腔排出的氣體，活塞桿下行；擊穿鋁殼后，第一電磁換向閥線圈斷電關(guān)斷，有桿腔進(jìn)氣，氣缸回程，活塞桿立即返回，實(shí)現(xiàn)快退；若錘頭無法擊穿鋁殼，選擇傳統(tǒng)模式，即非節(jié)能模式。
文檔編號(hào)C25C3/14GK102618887SQ201210081859
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者高佩川 申請(qǐng)人:南京工程學(xué)院