本發(fā)明涉及煉鋼二次精煉rh系統(tǒng)的液壓設(shè)備，更具體地說，涉及一種比例泵和比例閥控制的rh鋼包頂升液壓系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
真空處理是rh精煉工藝的重要環(huán)節(jié)，鋼包與地面鋼包車一起上升至一定高度，真空室插入管插入鋼包進(jìn)行抽真空處理，處理結(jié)束后鋼包下降至地面然后到連鑄工藝。鋼包上升是真空處理的關(guān)鍵設(shè)備，現(xiàn)有鋼包上升方法為電機(jī)卷?yè)P(yáng)提升、四個(gè)液壓缸同步提升、雙液壓缸同步頂升和單柱塞缸頂升；其中以單柱塞缸頂升方式最為多見，柱塞缸與頂升框架一起頂升帶鋼包的剛包車上升和下降。上升和下降都有加速、勻速和減速的過程，且垂直行程長(zhǎng)、負(fù)載大，要求液壓系統(tǒng)控制速度平穩(wěn)、沖擊小且可靠運(yùn)行。
單柱塞缸液壓頂升液壓系統(tǒng)一般采用比例泵或比例閥來實(shí)現(xiàn)速度的變化；(1)比例泵控方式采用帶比例閥并且可以回油的變量泵，其斜盤要求可在0～180°調(diào)整以實(shí)現(xiàn)進(jìn)、出兩方向通油；該比例泵需特殊訂貨，供貨周期長(zhǎng)，難以滿足項(xiàng)目進(jìn)度要求。(2)比例閥控方式采用恒壓力或恒流量的變量泵加比例換向閥，而每一爐鋼包的重量是變化的，其負(fù)載和速度也隨之變化，變量泵加比例閥的組合不能很好的匹配外負(fù)載的變化，會(huì)增加一定的能耗并且調(diào)節(jié)范圍有限，也有可優(yōu)化空間。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種比例泵和比例閥控制的rh鋼包頂升液壓系統(tǒng)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種比例泵和比例閥控制的rh鋼包頂升液壓系統(tǒng)，包括比例泵組、先導(dǎo)控制泵組、兩組柱塞液壓缸、油箱、回油過濾器和循環(huán)冷卻裝置；
所述比例泵組包括兩用一備的三組高壓比例泵，每一組高壓比例泵連接三位四通比例閥、電磁溢流閥和高壓?jiǎn)瓮策^濾器；所述三位四通比例閥用以調(diào)節(jié)比例泵的輸出流量；所述電磁溢流閥用以限制比例泵的最高輸出壓力，保護(hù)泵組；所述高壓?jiǎn)瓮策^濾器用以清潔比例泵輸出油源，保證系統(tǒng)清潔度，保護(hù)液壓元件；
所述先導(dǎo)控制泵組包括一用一備的兩組恒壓變量泵，每一組恒壓變量泵連接二位二通換向閥、溢流閥和高壓?jiǎn)瓮策^濾器；所述二位二通換向閥用以調(diào)節(jié)先導(dǎo)控制泵的輸出壓力，所述溢流閥用以先導(dǎo)控制泵啟動(dòng)時(shí)卸載；所述高壓?jiǎn)瓮策^濾器用以清潔先導(dǎo)控制泵輸出油源，保證系統(tǒng)清潔度，保護(hù)液壓元件；
所述兩組柱塞液壓缸對(duì)應(yīng)雙工位頂升，每一組柱塞液壓缸包括一個(gè)帶節(jié)流孔的柱塞液壓缸、四個(gè)防爆閥組成的安全閥組、一個(gè)用于柱塞液壓缸保壓的液控單向閥，一個(gè)用于限制柱塞液壓缸最大頂升壓力的溢流閥、一個(gè)用于測(cè)量柱塞液壓缸實(shí)際頂升壓力的測(cè)壓接頭；
所述每一組柱塞液壓缸上升控制油路包括一個(gè)二位四通的電磁換向閥和一個(gè)液控單向閥；下降控制油路包括用于開啟柱塞液壓缸保壓液控單向閥的一個(gè)二位二通的電子球閥和一個(gè)單向節(jié)流閥、用于開啟柱塞液壓缸下降回路的一個(gè)二位四通的電磁換向閥和一個(gè)液控單向閥、一個(gè)二位二通的電液比例換向閥。
上述方案中，每一組柱塞液壓缸事故手動(dòng)釋放回路包括一個(gè)用于事故狀態(tài)下手動(dòng)釋放柱塞液壓缸的手動(dòng)球閥；
上述方案中，所述回油過濾器包括一個(gè)用于清潔系統(tǒng)回油的低壓雙筒壓力發(fā)訊的過濾器。
上述方案中，所述油箱內(nèi)部設(shè)有用以監(jiān)測(cè)油箱液面高度的液位計(jì)、一個(gè)用以監(jiān)測(cè)油箱油液溫度的溫度計(jì)、若干個(gè)用以加熱油液的油加熱器等組件。
上述方案中，所述循環(huán)冷卻裝置包括一用一備的兩組低壓循環(huán)三螺桿泵、一個(gè)用于循環(huán)濾油的低壓雙筒壓差發(fā)訊的過濾器、一個(gè)用于油液和冷卻水熱量交換的熱交換器、一個(gè)用于控制冷卻水開啟和關(guān)閉的電磁水閥、一個(gè)用于清潔冷卻水的水過濾器以及若干手動(dòng)球閥。
實(shí)施本發(fā)明的比例泵和比例閥控制的rh鋼包頂升液壓系統(tǒng)，具有以下有益效果：
1、本發(fā)明系統(tǒng)比例泵出口的壓力和流量均取決于外負(fù)載，可以較好匹配鋼包重量帶來的變化，滿足其速度和壓力的全部范圍調(diào)節(jié)，做到節(jié)能減排，降低能耗；
2、本發(fā)明系統(tǒng)均采用普通元件，通用性強(qiáng)，可解決比例泵特殊訂貨周期長(zhǎng)的問題，滿足項(xiàng)目進(jìn)度要求，有效降低成本。
附圖說明
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：
圖1是本發(fā)明比例泵和比例閥控制的rh鋼包頂升液壓系統(tǒng)的示意圖；
1-1為第一比例泵，1-2為第二比例泵，1-3為第三比例泵；
2-1為第一電磁溢流閥，2-2為第二電磁溢流閥，2-3為第三電磁溢流閥；
3-1為第一高壓?jiǎn)瓮策^濾器，3-2為第二高壓?jiǎn)瓮策^濾器，3-3為第三高壓?jiǎn)瓮策^濾器；
4-1為第一恒壓變量控制泵，4-2為第二恒壓變量控制泵；
5-1為第一溢流閥，5-2為第二溢流閥；
6-1為第四高壓?jiǎn)瓮策^濾器，6-2為第五高壓?jiǎn)瓮策^濾器；
7-1為第一三螺桿循環(huán)泵，7-2為第二三螺桿循環(huán)泵；
8為低壓雙筒壓差循環(huán)過濾器；
9為低壓雙筒壓力回油過濾器；
10為二位四通電液比例換向閥；
11-1為第一二位四通電磁換向閥，11-2為第二二位四通電磁換向閥，11-3為第三二位四通電磁換向閥；
12-1為第一液控單向閥，12-2為第二液控單向閥，12-3為第三液控單向閥；
13-1為第一電磁球閥，13-2為第二電磁球閥；
14-1為第一單向節(jié)流閥，14-2為第二單向節(jié)流閥；
15-1為第一柱塞液壓缸，15-2為第二柱塞液壓缸；
16-1為第一柱塞液壓缸用液控單向閥，16-2為第二柱塞液壓缸用液控單向閥；
17-1為第一柱塞液壓缸用測(cè)壓點(diǎn)，17-2為第二柱塞液壓缸用測(cè)壓點(diǎn)；
18-1為第一柱塞液壓缸用事故釋放球閥，18-2為第二柱塞液壓缸用事故釋放球閥。
具體實(shí)施方式
為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。
如圖1所示，本發(fā)明比例泵加比例閥控制的雙工位單柱塞缸rh鋼包頂升液壓系統(tǒng)包括比例泵組、先導(dǎo)控制泵組、兩組柱塞液壓缸、油箱、回油過濾器和循環(huán)冷卻裝置。
在本實(shí)施方案中，循環(huán)冷卻裝置與油箱行程循環(huán)冷卻回路；其原理為：打開循環(huán)泵7-1(或7-2)吸油管路上的手動(dòng)球閥，觀察其限位開關(guān)，確保手動(dòng)球閥開啟最大，保證稀油管路暢通；循環(huán)泵7-1(或7-2)從油箱吸油，循環(huán)泵7-1(或7-2)出油的油液經(jīng)過循環(huán)過濾器、熱交換器后回到油箱，形成一個(gè)循環(huán)冷卻回路。循環(huán)泵7-1(或7-2)出口管路上設(shè)有單向閥，防止油液倒流；循環(huán)過濾器用于過濾油液，保證系統(tǒng)油液的清潔度；熱交換器通過冷卻水和液壓油的對(duì)流實(shí)現(xiàn)油液的物理降溫。
在本實(shí)施方案中，循環(huán)泵組7-1(或7-2)首先投入使用，對(duì)油液進(jìn)行過濾，保證系統(tǒng)清潔度。同時(shí)需通過本發(fā)明所述油箱組件的溫度計(jì)監(jiān)測(cè)油箱中油液溫度：如果油液溫度較高，則需打開本發(fā)明所述循環(huán)冷卻裝置熱交換器的電磁水閥和相關(guān)手動(dòng)球閥，通以冷卻水對(duì)油液進(jìn)行物理降溫；如果油液溫度較低，則需給本發(fā)明所述油箱組件的油加熱器通電，對(duì)油液進(jìn)行加熱；根據(jù)油箱中油液溫度，控制冷卻水的流通或阻斷和油加熱器的開啟或關(guān)閉，保證液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)在適宜的溫度范圍以確保其良好的工作特性。
在本實(shí)施方案中，通過循環(huán)冷卻回路保證系統(tǒng)油液清潔度和溫度后，其次將先導(dǎo)控制泵組4-1(或4-2)投入使用。先導(dǎo)控制泵4-1(或4-2)是帶有一組調(diào)節(jié)流量的柱塞及調(diào)節(jié)流量的柱塞換向閥的徑向柱塞泵，給比例泵1-1和1-2(或1-3)、柱塞液壓缸上升控制油路的液控單向閥12-1(或12-2)、柱塞液壓缸用的液控單向閥16-1(或16-2)、柱塞液壓缸下降控制油路的液控單向閥12-3提供控制壓力恒定的油源。打開先導(dǎo)控制泵4-1(或4-2)吸油管路上的手動(dòng)球閥，觀察其限位開關(guān)，確保手動(dòng)球閥開啟最大，保證稀油管路暢通；先導(dǎo)控制泵4-1(或4-2)從油箱吸油，先導(dǎo)控制泵4-1(或4-2)出口的油液經(jīng)高壓?jiǎn)瓮策^濾器6-1(或6-2)過濾后向系統(tǒng)提供清潔的控制油源。高壓?jiǎn)瓮策^濾器6-1(或6-2)后設(shè)有單向閥，防止油液倒流；先導(dǎo)控制泵4-1(或4-2)設(shè)有溢流閥5-1(或5-2)及單向閥，其作用是在啟動(dòng)和停止先導(dǎo)控制泵之前將管路載荷卸掉并防止溢流油液倒流，使得先導(dǎo)控制泵的啟停更加平穩(wěn)。
在本實(shí)施方案中，通過循環(huán)冷卻回路保證系統(tǒng)油液清潔度和溫度并且先導(dǎo)控制泵平穩(wěn)運(yùn)行能夠提供壓力恒定的控制油源后，再開啟比例泵1-1和1-2(或1-3)。比例泵1-1和1-2(或1-3)帶有一組流量調(diào)節(jié)的雙活塞桿液壓控制缸及調(diào)節(jié)雙活塞桿液壓控制缸的三位四通比例換向閥；雙活塞桿液壓控制缸的油源由先導(dǎo)控制泵4-1(或4-2)經(jīng)過比例換向閥提供；比例泵1-1和1-2(或1-3)的流量由電氣控制的比例換向閥來設(shè)定，根據(jù)鋼包上升時(shí)速度變化的要求輸入相應(yīng)的電流信號(hào)，調(diào)節(jié)比例換向閥油口開啟大小來改變比例泵1-1和1-2(或1-3)的輸出流量；同時(shí)比例泵1-1和1-2(或1-3)雙活塞桿液壓控制缸的位置通過電感式位置傳感器反饋信號(hào)，通過該反饋信號(hào)與輸入電流信號(hào)的比較來進(jìn)一步調(diào)節(jié)比例換向閥油口開啟的大小，從而更加準(zhǔn)確地匹配鋼包上升時(shí)速度變化的要求，實(shí)現(xiàn)能耗的最小化。打開比例泵1-1和1-2(或1-3)吸油管路上的手動(dòng)球閥，觀察其限位開關(guān)，確保手動(dòng)球閥開啟最大，保證稀油管路暢通；比例泵1-1和1-2(或1-3)從油箱吸油，比例泵1-1和1-2(或1-3)出口的油液經(jīng)高壓?jiǎn)瓮策^濾器3-1和3-2(或3-3)過濾后向系統(tǒng)提供清潔的動(dòng)力油源。高壓?jiǎn)瓮策^濾器3-1和3-2(或3-3)后設(shè)有單向閥，防止油液倒流；比例泵1-1和1-2(或1-3)出口油液的壓力由外負(fù)載決定，在比例泵1-1和1-2(或1-3)的出口設(shè)有常開狀態(tài)的電磁溢流閥2-1和2-2(或2-3)以及單向閥，其作用是限制比例泵1-1和1-2(或1-3)出口油液的最高壓力以及防止油液倒流，防止系統(tǒng)過載，從而保護(hù)比例泵1-1和1-2(或1-3)。比例泵1-1和1-2(或1-3)設(shè)有內(nèi)部沖洗回路，沖洗其轉(zhuǎn)子軸承處，帶走因工作而產(chǎn)生的多余熱量，保證比例泵1-1和1-2(或1-3)的工作溫度維持在適宜的范圍。
在本實(shí)施方案中，本發(fā)明所述的每一組柱塞液壓缸上升控制油路，其原理和控制方式為：依次開啟循環(huán)泵組7-1(或7-2)、先導(dǎo)控制泵組4-1(或4-2)、高壓比例泵組1-1和1-2(或1-3)，電磁換向閥11-1(或11-2)得電、先導(dǎo)控制油打開液控單向閥12-1(或12-2)，電磁換向閥11-3不得電、液控單向閥12-3關(guān)閉，電磁球閥13-1(或13-2)不得電，比例泵組1-1和1-2(或1-3)的高壓油經(jīng)過液控單向閥12-1(或12-2)、高壓膠管、防爆安全閥組、液控單向閥16-1(或16-2)進(jìn)入柱塞液壓缸15-1(或15-2)，推動(dòng)柱塞與頂升框架一起頂升鋼包及鋼包運(yùn)輸車向上運(yùn)動(dòng)。鋼包的運(yùn)動(dòng)速度從0m/s開始，加速至工藝要求的運(yùn)動(dòng)速度，在接近行程四分之三的時(shí)候開始減速直至停止，其狀態(tài)依次為靜止?fàn)顟B(tài)、勻加速狀態(tài)、勻速狀態(tài)、勻減速狀態(tài)、靜止?fàn)顟B(tài)；由于鋼包運(yùn)動(dòng)速度變化，對(duì)應(yīng)比例換向閥的輸入電流也要相應(yīng)的改變，在勻加速狀態(tài)時(shí)需要輸入斜坡信號(hào)，在勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)需要輸入恒定電流信號(hào)，在勻減速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)需要設(shè)定斜坡信號(hào)，保證鋼包上升運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)，減小沖擊。鋼包上升至真空處理高度時(shí)，電磁換向閥11-1(或11-2)斷電、液控單向閥12-1(或12-2)關(guān)閉，高壓比例泵組1-1和1-2(或1-3)調(diào)至待機(jī)狀態(tài)，僅以最小流量輸出，滿足其內(nèi)部沖洗即可，此時(shí)高壓比例泵組1-1和1-2(或1-3)不再輸出高壓油，柱塞液壓缸15-1(或15-2)的防爆安全閥組和高壓膠管中的壓力油經(jīng)液控單向閥12-1(或12-2)的泄油口、電磁換向閥11-1(或11-2)回到油箱，柱塞液壓缸15-1(或15-2)的液控單向閥16-1(或16-2)關(guān)閉，柱塞液壓缸15-1(或15-2)處于保壓的穩(wěn)定狀態(tài)，從而保證鋼包在穩(wěn)定的高度進(jìn)行真空處理。
在本實(shí)施方案中，本發(fā)明所述的每一組柱塞液壓缸下降控制油路，其原理和控制方式為：鋼包頂升至工作位真空處理結(jié)束以后，可以依靠自身重量下降，即循環(huán)泵組7-1(或7-2)、先導(dǎo)控制泵組4-1(或4-2)處于正常工作狀態(tài)，高壓比例泵組1-1和1-2(或1-3)處于待機(jī)狀態(tài)，僅以最小流量輸出，滿足其內(nèi)部沖洗即可。電磁球閥13-1(或13-2)得電，先導(dǎo)控制油經(jīng)過電磁球閥13-1(或13-2)、單向節(jié)流閥14-1(或14-2)打開柱塞液壓缸15-1(或15-2)保壓的液控單向閥16-1(或16-2)；電磁換向閥11-3得電、先導(dǎo)控制油打開液控單向閥12-3；比例換向閥10輸入電流信號(hào)，將換向閥芯打開一定開口度；電磁換向閥11-1(或11-2)斷電，從而柱塞液壓缸15-1(或15-2)中的油液經(jīng)過液控單向閥16-1(或16-2)、防爆安全閥組、高壓膠管、液控單向閥12-1(或12-2)、液控單向閥12-3、比例換向閥10、回油過濾器9回到油箱。鋼包的運(yùn)動(dòng)速度從0m/s開始，加速至工藝要求的運(yùn)動(dòng)速度，在接近行程四分之三的時(shí)候開始減速直至停止，其狀態(tài)依次為靜止?fàn)顟B(tài)、勻加速狀態(tài)、勻速狀態(tài)、勻減速狀態(tài)、靜止?fàn)顟B(tài)；由于鋼包運(yùn)動(dòng)速度變化，對(duì)應(yīng)比例換向閥10的輸入電流也要相應(yīng)的改變，在勻加速狀態(tài)時(shí)需要輸入斜坡信號(hào)，在勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)需要輸入恒定電流信號(hào)，在勻減速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)需要設(shè)定斜坡信號(hào)，保證鋼包下降運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)，減小沖擊。
在本實(shí)施方案中，本發(fā)明所述的每一組柱塞液壓缸事故手動(dòng)釋放油路，其原理和控制方式為：在事故狀態(tài)下，如果鋼包處于頂升工作位狀態(tài)，可以人工操作手動(dòng)球閥18-1(或18-2)，柱塞液壓缸15-1(或15-2)中的油液經(jīng)過節(jié)流孔、高壓膠管、手動(dòng)球閥18-1(或18-2)回到油箱，液壓缸15-1(或15-2)的柱塞與鋼包一起緩慢下降至地面，以保證安全。
上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。