专利名称：电液比例控制的高炉炉顶溜槽布料器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种溜槽布料器，特别是一种电液比例控制传动的高炉炉顶溜槽布料器，属于高炉布料装置技术领域。
背景技术：
高炉炉顶溜槽布料器是一种高炉添装料的设备，由于它具有布料灵活、均匀的特点，一问世便在大型高炉上得到推广应用。现有的溜糟布料器有行星差速传动和液压传动几种，行星差速传动的高炉炉顶布料器的缺点是结构复杂，加工制造困难，造价高，维护使用费用也高；现有液压传动的布料器的缺点是；液压辅助设备系统庞大，安装使用投资高。本专利的申请人于2001年曾申请了专利号为01232991.6的机械传动的“一种高炉炉顶溜槽布料器”，它采用由齿轮、杠杆等部件组成的升降机构作为传动装置，较好地克服了上述几种传动装置的缺点。但是这种传动机构依然采用齿轮等机械结构，容易磨损，需要经常维护和更换部件，同时驱动这种传动机构的伺服电机对环境有一定要求，不适于工作在低于0℃的环境中，而冬季很多地方的室外温度都低于0℃，这就限制了伺服电机的使用。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种具有稳定性好、易维修、工作可靠，可以进行精确控制的升降传动系统的高炉炉顶布料器。
解决上述技术问题的技术方案是这种电液比例控制的高炉炉顶溜槽布料器，它包括箱体、旋转套筒、溜槽、升降框架、升降转动曲柄等部件，箱体固定在炉顶钢圈上，溜槽的上端由溜槽转动轴固定在旋转套筒的下部，溜槽摆动曲柄的一端与溜槽的上端相连接，另一端与升降框架连接，升降框架的外侧与托圈连接，托圈上有转轮与箱体上的轨道相配合，升降转动曲柄中部有轴孔，转动轴穿过轴孔安装在箱体上，升降转动曲柄的内曲柄端通过连杆与升降框架相连接，升降转动曲柄的外曲柄端与升降驱动装置相连接，它的改进之处是，升降驱动装置由液压缸、比例放大器、比例阀、控制开关电路组成，液压缸由液压缸支架固定在箱体上，比例阀和液压缸之间由油管相连接，比例放大器的信号输入端接外输入信号和控制开关电路，输出端接比例阀的信号输入端。
所述的电液比例控制的高炉炉顶溜槽布料器，所述的比例放大器的外输入信号是电控柜的外接电位器或PLC模拟量输出模板提供的4-20mA电流信号。
所述电液比例控制的高炉炉顶溜槽布料器，所述的控制开关电路由直流电源DC、转换开关SA1、SA2、中间继电器JZ1、JZ2、JZ3、电阻R1、R2组成，它们的连接方式如下比例放大器U1的2C脚接直流电源DC的+24V输出端，4C脚和14A脚接直流电源DC的地线；直流电源DC的+24V通过中间继电器JZ1的一对常开辅助触头接于U1的18A脚；+24V通过中间继电器JZ2的一对常开辅助触头接于U1的18C脚；U1的26A、28A脚接于比例阀的电磁阀S1上，30A、32A脚接至比例阀的电磁阀S2上；中间继电器JZ3的一对常开辅助触头与电控柜的PSD信号输出端并联，再与R1、R2串联，接于直流电源DC的+5V输出端和U1的12C脚之间；JZ3的一对常闭触头与电控柜的PLC模拟输出信号正端和PZD信号输出端串联，然后接至U1的12C脚，U1的14A脚接电控柜的PLC模拟输出信号的接地端；转换开关SA1的1、3、5、7脚接AC220V火线，转换开关SA2的1、3脚并接于SA1的4脚，SA2的2、4脚并接再串联中间继电器JZ3的线圈一端，JZ3线圈另一端接交流电源零线；JZ3的一对常开触点和电控柜的PSN信号输出端并接于JZ1的线圈的A1脚，JZ3的辅助触头另一端接SA1的4脚，PSN信号的另一端接SA1的2脚，JZ1线圈A2端接交流电源零线。SA2的7脚接SA1的6脚，SA2的8脚并接PFX信号输出端的一端，然后串接JZ2线圈的A1端，JZ2线圈的A2端接交流电源零线，PFX信号输出端的另一端接SA1的6脚。
采用这种升降传动结构的布料器，升降结构是一种理想的液压系统与电子系统的结合，可以实现对升降运动进行快速、稳定和精确的控制，电液系统还有过载保护功能、快速动作响应、易实现无级变速、变力、变扭矩、寿命长可靠性高、占地体积减小、更换安装简单，接线方便、具有“故障安全”保护功能等众多优点，是替代机械传动结构的理想选择。
图1为本实用新型的结构示意图图2为图1的A-A视图图3为布料器的升降传动部分的电路示意图图4是图3的控制开关的连接示意图图中1、内曲柄 2、外曲柄 3、液压缸 4、油管5、液压缸支架 6、比例放大器 7、比例换向阀 8、液压站9、旋转套筒 10、框架 11、溜槽托架 12、溜槽 13、炉顶钢圈
14、溜槽摆动曲柄 15、转轮 16、托圈 17、连杆 18、轴19、箱体具体实施方式
从图1、2可以看到本实用新型采用电液比例控制系统代替了传统的机械传动装置，电液比例控制是指按电输入信号调制液压参数。这是一种理想的液压系统与电子系统的结合，可用于开环或闭环控制系统中，以实现对各种运动进行快速、稳定和精确的控制。电液控制的核心是比例阀，比例控制阀在性能上可与伺服阀相媲美，而同时保留了液压比例阀的独特优点，如对环境变化的低敏感性、仅需不很精细的过滤装置、易维修、固有的稳定性等，以及因以上诸多因素所得到的高可靠性。
在本实用新型中，升降驱动装置带动升降转动曲柄2上下运动，从而使升降框架10带动溜槽摆动曲柄14和溜槽12摆动，实现均匀布料。升降驱动装置由液压缸3、比例放大器6、比例阀7、控制开关电路组成，液压缸3由液压缸支架5固定在箱体1上，比例阀7和液压缸3之间由油管4相连接，比例放大器6的信号输入端接外输入信号和控制开关电路，输出端接比例阀7的信号输入端在本实用新型中比例放大器6安装在液压站电控柜中，用于驱动比例阀7。由电控柜的外接电位器或PLC模拟量输出模板提供4-20mA电流信号给比例放大器6。比例放大器6根据输入信号调整供给比例阀7的电磁铁的电流，电磁铁将此电流转换为作用于阀芯上的力，以克服弹簧的弹力。电流增大，输出的力相应增大，结果压缩复位弹簧使阀芯移动。电磁铁断电后，复位弹簧使阀芯返回中位。
本实用新型的工作方式为本地和集中两种方式，本地方式即为手动发出控制信号，一般在调试时采用；集中方式即为由PLC模拟输出信号自动控制。在本实用新型中，电控柜除送出PLC模拟量控制电流信号外，还由控制人员或由PLC模板输出其它控制信号，它们分别接入控制电路中PSD为集中控制手动方式无源触点信号；PZD为集中控制自动方式无源触点信号；PSN为集中使能信号；PFX为集中控制反相无源信号。
本实用新型的电路控制连接如下所述的控制开关电路由直流电源DC、转换开关SA1、SA2、中间继电器JZ1、JZ2、JZ3、电阻R1、R2组成，它们的连接方式如下比例放大器U1的2C脚接直流电源DC的+24V输出端，4C脚和14A脚接直流电源DC的地线；直流电源DC的+24V通过中间继电器JZ1的一对常开辅助触头接于U1的18A脚；+24V通过中间继电器JZ2的一对常开辅助触头接于U1的18C脚；U1的26A、28A脚接于比例阀的电磁阀S1上，30A、32A脚接至比例阀的电磁阀S2上；中间继电器JZ3的一对常开辅助触头与PSD信号输出端并联，再与R1、R2串联，接于直流电源DC的+5V输出端和U1的12C脚之间；来自PLC模拟输出4～20mA电流信号正端串联JZ3的一对常闭触头和PZD信号输出端，然后接至U1的12C脚，来自PLC模拟输出4～20mA电流信号地接至U1的14A脚；转换开关SA1的1、3、5、7脚接AC220V火线，转换开关SA2的1、3脚并接于SA1的4脚，SA2的2、4脚并接再串联中间继电器JZ3的线圈一端，JZ3线圈另一端接交流电源零线；JZ3的一对常开触点和电控柜的PSN信号输出端并接于JZ1的线圈的A1脚，JZ3的辅助触头另一端接SA1的4脚，PSN信号输出端的另一端接SA1的2脚，JZ1线圈A2端接交流电源零线。SA2的7脚接SA1的6脚，SA2的8脚并接电控柜的PFX信号输出端，然后串接JZ2线圈的A1端，JZ2线圈的A2端接交流电源零线，PFX信号输出端的另一端接SA1的6脚。
具体工作过程如下(1)液压电控柜采用手动方式启动溜槽运动当转换开关SA1旋转到本地，SA1的3脚和4脚接通、5脚和6脚接通，当SA2旋转到启动溜槽，图中JZ3接通、JZ1接通，比例放大器U1的18A脚电位+24V，U1得到使能信号，U1的12C脚与14A脚之间通过4～20mA电流，U1的26A、28A脚之间产生电信号，比例阀的电磁阀S1接通，布料器溜槽开始倾动(启动溜槽)。当SA1旋转到中间位置时溜槽停止运动。
(2)液压电控柜采用手动方式关闭溜槽运动当转换开关SA1旋转到本地，SA2旋转到关闭溜槽，中间继电器JZ3、JZ2、JZ1全部接通，比例放大器中U1的18A、18C脚电位+24V，U1得到使能信号和电流反相信号，U1的30A、32A脚之间产生电信号，比例阀的电磁阀S2接通，布料器关闭溜槽，调节R2，溜槽倾动速度随电流变化而变化。
(3)采用自动方式时用手动启动溜槽及关闭溜槽采用自动方式时，也可以利用手动进行控制操作。当转换开关SA1旋转到集中，则SA1的1脚和2脚接通、7脚和8脚接通，当集中使能信号PSN、集中控制时手动方式无源触点信号PSD接通，而集中控制反相无源信号PFX不接通，中间继电器JZ1接通，与本地手动启动溜槽相似，比例放大器U1的18A脚电位+24V，U1得到使能信号，U1的12C脚与14A脚之间通过4～20mA电流，U1的26A、28A脚之间产生电信号，比例阀的电磁阀S1接通，布料器溜槽开始倾动(启动溜槽)。
当集中控制反相无源信号PFX接通时，则比例放大器U1的30A、32A脚之间产生电信号，比例阀的电磁阀S2接通，布料器关闭溜槽，调节R2，溜槽倾动速度随电流变化而变化。
(4)采用自动方式启动溜槽及关闭溜槽当转换开关SA1旋转到集中，则SA1的1脚和2脚接通、7脚和8脚接通，当集中使能信号PSN接通而集中控制反相无源信号PFX不接通，则中间继电器JZ1接通，比例放大器U1的18A脚电位+24V，U1得到使能信号，U1的12C脚与14A脚之间通过来自PLC模拟输出的4～20mA电流信号，U1的26A、28A脚之间产生电信号，比例阀的电磁阀S1接通，布料器溜槽开始倾动。
当集中使能信号PSN、集中控制反相无源信号PFX接通，则中间继电器JZ1接通，比例放大器U1的18A脚电位+24V，U1得到使能信号，U1的12C脚与14A脚之间通过来自PLC模拟输出的4～20mA电流信号，U1的30A、32A脚之间产生电信号，比例阀的电磁阀S2接通，布料器关闭溜槽。溜槽倾动速度随PLC输出电流DL-PLC的变化而变化。
本实用新型选用的部分元器件型号为比例阀DKZOR-A-171-L5型 比例放大器E-ME-AC-05F/I直流电源4NIC-KK63开关电源金属膜电阻阻值300Ω1W可变电阻1KΩ1W 转换开关LW5-15 D0401/2F 中间继电器LY4NJ注图中标记说明B---本地 J---集中 BSD-----本地手动SA2K---启动溜槽 SA2G---关闭溜槽
权利要求1.电液比例控制的高炉炉顶溜槽布料器，它包括箱体[19]、旋转套筒[9]、溜槽[12]、升降框架[10]、升降转动曲柄，箱体[19]固定在炉顶钢圈[13]上，溜槽[12]的上端由溜槽转动轴[11]固定在旋转套筒[9]的下部，溜槽摆动曲柄[14]的一端与溜槽[12]的上端相连接，另一端与升降框架[10]连接，升降框架[10]的外侧与托圈[16]连接，托圈[16]上有转轮[15]与箱体[19]上的轨道相配合，升降转动曲柄[1][2]中部有轴孔，转动轴[18]穿过轴孔安装在箱体[19]上，升降转动曲柄的内曲柄[1]端通过连杆[17]与升降框架[10]相连接，外曲柄[2]端与升降驱动装置相连接，其特征在于它的升降驱动装置由液压缸[3]、比例放大器[6]、比例阀[7]、控制开关电路组成，液压缸[3]由液压缸支架[5]固定在箱体[19]上，比例阀[7]和液压缸[3]之间由油管[4]相连接，比例放大器[6]的信号输入端接外输入信号和控制开关电路，输出端接比例阀[7]的信号辅入端。
2.根据权利要求1所述的电液比例控制的高炉炉顶溜槽布料器，其特征在于所述比例放大器[6]的外输入信号是外接电位器或PLC模拟量输出模板提供的4-20mA电流信号。
3.根据权利要求1所述的电液比例控制的高炉炉顶溜槽布料器，其特征在于所述的控制开关电路在电控柜[8]中，由直流电源DC、转换开关SA1、SA2、中间继电器JZ1、JZ2、JZ3、电阻R1、R2组成，它们的连接方式如下比例放大器U1的2C脚接直流电源DC的+24V输出端，4C脚和14A脚接直流电源DC的地线；直流电源DC的+24V通过中间继电器JZ1的一对常开辅助触头接于U1的18A脚；+24V通过中间继电器JZ2的一对常开辅助触头接于U1的18C脚；U1的26A、28A脚接于比例阀的电磁阀S1上，30A、32A脚接至比例阀的电磁阀S2上；中间继电器JZ3的一对常开辅助触头与电控柜的PSD信号输出端并联，再与R1、R2串联，接于直流电源DC的+5V输出端和U1的12C脚之间；JZ3的一对常闭触头与电控柜的PLC模拟输出信号正端和PZD信号输出端串联，然后接至U1的12C脚，U1的14A脚接电控柜的PLC模拟辅出信号的接地端；转换开关SA1的1、3、5、7脚接AC220V火线，转换开关SA2的1、3脚并接于SA1的4脚，SA2的2、4脚并接再串联中间继电器JZ3的线圈一端，JZ3线圈另一端接交流电源零线；JZ3的一对常开触点和电控柜的PSN信号输出端并接于JZ1的线圈的A1脚，JZ3的辅助触头另一端接SA1的4脚，PSN信号的另一端接SA1的2脚，JZ1线圈A2端接交流电源零线。SA2的7脚接SA1的6脚，SA2的8脚并接电控柜的PFX信号输出端的一端，然后串接JZ2线圈的A1端，JZ2线圈的A2端接交流电源零线，PFX信号输出端的另一端接SA1的6脚。
专利摘要本实用新型提供一种电液比例控制的高炉炉顶溜槽布料器，包括箱体、旋转套筒、溜槽、升降框架、升降转动曲柄、升降驱动装置等部件，它的升降驱动装置由液压缸、比例放大器、比例阀、控制开关电路组成，液压缸由液压缸支架固定在箱体上，比例阀和液压缸之间由油管相连接，比例放大器的信号输入端接外输入信号和控制开关电路，输出端接比例阀。这种升降传动结构是一种理想的液压系统与电子系统的结合，可以实现对升降运动进行快速、稳定和精确的控制，具有易实现无级变速、变力、变扭矩，及寿命长、可靠性高、体积小等优点。
文档编号C21B7/18GK2639311SQ0326977
公开日2004年9月8日 申请日期2003年8月8日 优先权日2003年8月8日
发明者魏明义, 史振海, 任英革 申请人:石家庄三环阀门股份有限公司