转炉煤气切换装置液压系统设计.pdf

2 0 1 4年 4月 第 4 2卷 第 8期 机床与液压 MACHI NE T OOL HYDRAUL I CS Ap r ． 2 0 1 4 V0 1 ． 4 2 No ． 8 D O I 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 3 8 8 1 ． 2 0 1 4 ． 0 8 ． 0 3 3 转炉煤气切换装置液压系统设计 鞠 昌娟 南通纺织职业技术学院，江苏南通 2 2 6 0 0 7 摘要根据转炉煤气放散与回收切换装置的结构和工作原理要求 ，设计了液压控制系统，分析了液压系统的组成、工 作原理，总结了所设计回路的特点。生产实践证明设计的液压回路是可行的。 关键词转炉煤气；切换装置；液压系统 中图分类号T P 2 7 1 ． 3 1 文献标识码 B 文章编号1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 4 8 0 9 9 3 De s i g n o f Hy d r a u l i c S y s t e m f o r Co n v e r t e r Ga s S wi t c h i n g De v i c e J U C h a n g j u a n N a n t o n g T e x t i l e V o c a t i o n a l T e c h n o l o g y C o l l e g e ，N a n t o n g J i a n g s u 2 2 6 0 0 7 ，C h i n a Ab s t r a c t Ac c o r d i n g t o t h e r e q u i r e me n t s o f t h e s t r u c t u r e a n d w o r k i n g p ri n c i p l e o f c o n v e r t e r g a s e mi s s i o n a n d r e c o v e r y s w i t c h i n g d e v i c e ，t h e h y d r a u l i c c o n t r o l s y s t e m w a s d e s i g n e d ，t h e h y d r a u l i c c o n t r o l s y s t e m c o mp o s i t i o n a n d w o r k i n g p rin c i p l e w e r e a n a l y z e d，i t s d e s i gn c h a r a c t e ris t i c s we r e s u mma r i z e d ． P r o d u c t i o n p r a c t i c e p r o v e s t h a t t h e d e s i gn e d h y d r a u l i c s y s t e m i s f e a s i b l e ． Ke y wo r d s C o n v e r t e r g a s ； S wi t c h i n g d e v i c e ； Hy d r a u l i c s y s t e m 转炉煤气干法除尘技术由于可以部分或完全补偿 转炉炼钢过程中的全部能耗 ，已经成为冶金工业可持 续发展的要求。目前该技术和设备主要依赖进口，成 本较高。为了降低冶金行业的成本 ，实现设备的国产 化是大势所趋。转炉煤气放散与回收切换装置是干法 除尘冶炼设备的一个组成部分。文中根据煤气放散与 回收切换装置的工作原理 ，设计了转炉煤气切换装置 的液压控制回路 ，并对设计思路和回路动作进行了详 细的分 析。 1 转炉煤气切换装置结构及工作原理 煤气切换装置示意图见图 1 ，它由两个杯形阀组 成 ，从转炉排出的烟气经一次冷却和二次除尘后由轴 流风机引入主管道 ，当管道中烟气 C O含量达到标准 值时回收杯阀打开、放散杯阀关闭 ，煤气通过回收杯 阀进入二次冷却器冷却后进入煤气柜供用户使用 ；反 之，放散杯阀打开 、回收杯阀关闭 ，烟气通过放散杯 阀进入放散烟囱点火燃烧。为防止煤气柜内气体倒 流，必须控制阀进 口回收或放散的气体压力与煤气柜 内的气体压力之差为正 ，这就必须控制回收杯阀和放 散杯阀的开度 ，而且使得系统在正常切换或紧急快速 切换过程中均能实现无压力扰动。而两个煤气切换阀 的启闭动作分别由两个液压缸来完成。 图 1 煤气切换装置示意图 2 液压缸动作及其对液压回路功能的要求 由于煤气在回收与放散之间要能快速切换 ，同时 还要能调节压力，因此两个液压缸双向既要能快速动 作又要能正常慢速动作 ；为了控制阀口的开度 ，要求 两液压缸要在任 意位 置能停 止并锁 紧。这就要求液压 回路具有快速功能、慢速功能和双向锁紧功能。另外 为了使切换平稳 ，要求快、慢速动作时都能调节速 度。 3 拟定液压 系统原理图 由于两个液压缸动作相对独立 ，工作进给要求比 较稳定 ，因此拟定采用多缸快慢动作互不干扰回路。 考虑到系统的工作效率，采用容积节流调速。考虑到 系统液压油行程较长又要求能安全快速动作 ，决定用 收稿 日期2 0 1 3 0 3 2 1 作者简介鞠昌娟 1 9 6 9 一 ，女，硕士，工程师，讲师，研究方 向为液压与气动、数控技术。Ema i l j u c h a n g j u a n 1 2 6． c o rno 1 0 0 机床与液压 第 4 2卷 蓄能器补充液压油，快速运动时由泵和蓄能器同时供 油 。主油路通过一个三位 四通 电磁 阀与进 、回油路上 串联液控单向阀和单向节流阀实现互锁和慢速调速功 能。快速油路通过插装式节流阀与液控卸荷阀实现快 速功能 ，控制油路用 3个两位三通电磁换 向阀来实 现。通过电磁铁的动作切换实现快慢速切换。产品是 应用在冶金企业 ，冶金企业生产过程具有连续性要 求，系统液压站配置 2台主泵 ，1台作为备用 ，2台 不同时工作，并在泵的出口并联两位两通电磁阀，使 执行元件停止运动时，泵能卸荷。切换装置液压系统 原理图见 图 2 。 l 、2 一 液 压泵3 、4 一 二位 二通 电磁 阀5 、6 一先 导 型溢 流 阀7 、8 、1 9 、2 0 、4 0 、4 2 一 单 向阀9 、l O 一三 位 四通 电磁 阀 l 1 、l 2 、l 5 、1 6 、2 2 、2 6 、3 7 一液控单 向阀 l 3 、l 4 、l 7 、l 8 、3 9 一单 向节流阀2 1 、2 4 、3 6 一插装 阀2 3 、2 5 、3 8 、4 l 、4 3 一节流阀 2 7 、2 8 、2 9 、3 0 、3 l 、3 2 、3 3 、3 4 、3 5 一 二位 三 通 电磁 阀4 4 、4 5 -- 双 杆活 塞 液压 缸4 6 - - 蓄能 器 图 2 切换装置液压系统原理图 4 液压 回路实现的动作 由于两杯阀控制回路相同，现以放散阀动作为例 进行分析 1 放散阀正常关闭 液压泵 1开启 、电磁铁 1 5 Y A、 4 Y A、5 Y A、6 Y A 通电，插装节流阀 2 4与液控单向阀 2 6回油路关闭。 电磁铁 1 1 Y A通电，插装 阀 3 3回油路关闭，液控单 向阀反向关闭，蓄能器 4 6不向主油路供油。液压缸 4 5下腔进油 ，上腔回油，活塞慢速上行。 主油路如下 进油路 油箱一泵 1 一单 向阀 8 一三位 四通 电磁 换向阀1 0 右位P 、A通一液控单向阀 1 1 一单向节 流 阀 l 3 一 双杆 活塞液压 缸 4 5下腔 ； 回油路 液压缸 4 5上腔一单向节流阀 1 4 一液控 单向阀 l 2 一换向阀 1 0 右位 B 、T通一油箱。 2 放散 阀正常开启 液 压 泵 1开 启 、 电 磁 铁 1 5 Y A、3 Y A、5 Y A、 6 Y A通电，插装节流阀2 4与液控单向阀2 6回油路 关 闭 。电磁铁 1 1 Y A通 电 ，插 装 阀 3 3回油 路 关 闭 ， 液控单向阀反向关闭，蓄能器 4 6不 向主油路供油。 液压缸 4 5上腔进油，下腔回油 ，活塞慢速下行。 主油路如下 进油路 油箱一泵 l 一单向阀 8 一三位四通电磁 换向阀 1 0 左位P 、B通一液控单向阀 1 2 一单向节 流阀 1 4 一 双杆活塞液压 缸 4 5 上腔 ； 回油路 液压缸 4 5下腔一单 向节 流 阀 1 3 一 液控 单向阀 1 1 一换向阀 1 0 右位A、T通一油箱。 3 放散 阀紧急开启 液 压泵 1 开启 、电磁铁 1 5 Y A、3 Y A、7 Y A通 电 ， 5 Y A 、6 Y A断电，插装节流阀2 4与液控单向阀 2 6回 油路打开。电磁 铁 1 1 Y A断 电 ，插装 阀 3 3回油路 打 开，蓄能器4 6向主油路供油 ，液压缸 4 5上腔进油 ， 下腔 回油 ，活塞快速下行 。 主油路如下 进油路 1 蓄能器 4 6 一插装阀 3 6 一单向阀2 0 一 液压缸 4 5上腔 ； 进油路 2 与放散 阀正 常开启 中进 油路 同 ； 回油路 1 液压缸 4 5下腔一插装节流阀 2 4 一单 向阀 4 2 一节 流阀 4 3 一 油箱 回油路 2 与放散 阀正常开启 中回油路同。 电磁铁动作顺序见表 1 。 第 8期 鞠昌娟转炉煤气切换装置液压系统设计 1 0 1 5 液压 系统设计总结 正常运行时，采用普通单向节流阀对回路出口进 行调速，增加了调速的稳定性。紧急情况下，液压缸 上腔采用蓄能器与泵同时供油，液控单向阀使液压缸 下腔先卸压，再用插装式节流阀调节其速度 ，使活塞 快速下行时平稳无液压冲击。任意位置停止时，采用 两个液控单向阀实现双向液压锁紧功能，锁紧可靠。 整个液压系统采用 3 个集成块式结构，各集成块上联 接叠加阀和插装阀结构，减少油管数 目，降低回路的 能量损失的同时，结构紧凑 ，占地面积小，便于装卸 和维修。调速回路采用容积节流调速，系统采用蓄能 器和液压泵同时给系统供油实现快速运动 ，系统工作 效率提高，能耗降低。两液压缸回路独立控制、快慢 速互不干扰 。 6结论 该套设备已经研制成功，液压系统也已投入正常 生产，并能满足设备的控制要求。事实证 明该液压 回路设计可行，为企业和用户创造了良好的经济效益。 参考文献 【 1 】 姜佩东． 液压与气动技术[ M] ． 北京 高等教育出版社， 2 0 0 0 6 56 6 ． 【 2 】 侯波． 插装阀在采掘机械液压系统中的应用展望[ J ] ． 煤矿机械， 2 0 0 4 2 1 3一l 5 ． 【 3 】 冯捷， 张红文． 转炉炼钢生产[ M] ． 北京 冶金工业出版 社 ， 2 0 0 6 ． 【 4 】 徐育新 ， 杨庆华． P L C在莱钢 1 2 0吨转炉烟气干法除尘 控制系统中的应用[ J ] ． 工业控制技术， 2 0 0 5 5 1 0 4 1 06． 上接第 9 8页 的变化，判断飞机刹车组件本身是否存在泄漏。针对 该要求 ，设计了无泄漏的截止阀 2 1 、2 2 、2 3 。其基 本原理就是采用软密封 代替一 般元件 中 的金属 密封 ， 其截止和接通的状态切换由外部提供的液体压力来实 现 。 4结束语 飞机刹车组件液压试验台研制完成后 ，对 实际的 被测试件进行 了测试 ，试验 台性能 良好 ，能够实现检 测工艺所需要的各项压力等级和动作要求 ，操作过程 简单，替代了进 口设备 ，满足了机场飞机检修的要 求 。 参考文献 【 1 】高松， 程斌． 从空客 A 3 2 0系列刹车系统工作原理看机 轮刹车组件的故障保留[ J ] ． 江苏航空， 2 0 1 0 4 2 9 31． 【 2 】张成铁． A 3 2 0 ／ 3 1 9 飞机刹车装置的维修 [ J ] ． 机械研究 与应用， 2 0 04 ， 1 7 3 4 6 4 7 ． 【 3 】帅长红， 王小会， 马艳芳． 液压设备设计、 生产、 技术改造 与故障诊断监测 [ M] ． 北 京 北方工业 出版社 ， 2 0 0 6 1 0 0 71 0 0 9 ． 【 4 】成大先， 王德夫， 姬奎生． 机械设计手册单行本 液压传 动[ M] ． 北京 化学工业出版社 ， 2 0 04， 6 0 6 6 1 0 ． 【 5 】王立文， 盖东飞． 智能式飞机刹车组件试验系统及其压 力控制研究[ J ] ． 机床与液压， 2 0 0 5 9 6 2 6 4 ． 【 6 】王立文， 李林山． 自动式机轮刹车组件弹簧试验系统 的 设计[ J ] ． 机床与液压 ， 2 0 0 7 ， 3 5 1 1 2 81 2 9 ． 【 7 】杨文堂， 赵平生． 飞机机轮炭／ 炭刹车盘金属件铆接工艺 分析[ J ] ． 湖南有色金属 ， 2 0 0 7， 2 3 2 4 7 5 0 ． 【 8 】杜国森． 液压元件产品样本[ M] ． 北京 机械工业出版 社 ， 1 9 9 9 1 0 8 71 1 0 9 ．