高炉炉顶布料器液压控制回路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于冶金机械领域，具体涉及一种高炉炉顶布料器的液压控制回路。
【背景技术】
[0002]高炉炉顶布料器的控制是高炉布料系统的一个关键环节，其控制精度直接影响到高炉布料系统的布料精度。已有的布料器或是采用简单的集中液压控制方法，即通过一个阀控制多个液压缸的动作，多个液压缸内的液压油可以相互串动，或是采用复合液压控制方法，即通过三个用于控制液压缸的单独闭环控制回路，用于实现各液压缸单独位置闭环控制及布料器运动过程中三个液压缸位置动态补偿控制，同时包含一个集中液压控制回路，通过一个切换回路实现两种液压控制回路的自动切换。在前一种集中液压控制方式下，布料器的控制精度主要取决于安装于托圈上的导轮与安装于壳体上的导轨之间的间隙大小，因此为了提高布料器的布料精度，目前主要通过调整较小的导轨与导轮间的间隙来实现，实际上此方法很难保证布料的精度，由于导轨与导轮间的间隙减小，会增加机械加工及装配难度，提高制造成本，同时在高温条件下还容易造成布料器卡死。另外，由于布料器下部载荷存在偏载，导致液压缸驱动下的布料器托圈始终处于交变受力状态，加剧了导轮和导轨间的冲击和磨损。后一种复合液压控制系统能够解决集中液压控制系统的问题，在工程中开始了广泛的应用。但是其回路太复杂，成本较高，控制及维护不易。
【实用新型内容】
[0003]有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种高炉炉顶布料器的液压控制回路，能克服现有技术的上述缺陷。
[0004]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0005]一种高炉炉顶布料器液压控制回路，所述液压控制回路包括至少三个倾动液压缸，所述倾动液压缸均设置有单独的闭环控制回路，所述倾动液压缸的闭环控制回路用于实现各液压缸单独位置闭环控制以及布料器运动过程中液压缸位置的动静态补偿控制，所述液压控制回路还包括一个切换回路，所述切换回路用于实现单独闭环控制方式与自由同步控制方式之间的自动切换。
[0006]进一步，所述单个闭环控制回路包括:比例阀、第一液控单向阀、第二液控单向阀、第三液控单向阀和换向阀；其中，比例阀的P 口通过第一液控单向阀连接至外部进油管道，比例阀的T 口连接至外部回油管道；比例阀的A 口通过第二液控单向阀后连接至液压缸的无杆腔；比例阀的B 口通过第三液控单向阀后连接至液压缸的有杆腔；比例阀的P 口的压力油通过比例阀换向后连通到比例阀A 口或B 口，所述换向阀的P 口、T 口分别连接至外部进油管道和外部回油管道，B 口连接至第一至第三液控单向阀的控制油口，所有第一至第三液控单向阀的泄油口连接至外部泄油管道L。
[0007]进一步，所述切换回路包括:切换用电磁插装阀；盖板插装阀，所述切换回路通过电磁插装阀顶装方向阀换向控制各液压缸进出油路的通断。
[0008]进一步，所述单个闭环控制回路包括:比例阀和电磁切断阀；其中，比例阀的P 口通过电磁提升阀连接至外部进油管道，比例阀的T 口连接至外部回油管道；比例阀的A 口、B口通过电磁切断阀连接至液压缸的无杆腔和有杆腔。
[0009]进一步，所述切换回路分别设置在独立的油路块上，包括:切换用电磁插装阀、盖板插装阀，可以通过电磁插装阀的顶装方向阀同时换向控制液压缸进出油路的通断。
[0010]进一步，所述倾动液压缸还设置有压力传感器和位移传感器。
[0011]进一步，所述每个闭环控制回路均包括至少一个安全保护模块:所述安全保护模块，用于当液压回路出现故障时，进行相应的泄油和补油的工作。
[0012]本实用新型的有益效果是:本实用新型提供一种简单可靠的高炉炉顶布料器液压控制回路，该系统可用三个(或多个)液压缸单独进行控制，具有控制精度高、同步误差少、可靠性安全性好的特点，适合高炉炉顶高精度布料的要求，同时也能够在取消集中控制回路的基础上切换到自由同步模式。
[0013]本实用新型保留了布料器复合液压控制系统的所有优点:
[0014](I)使用该系统后，布料器的布料精度主要取决于液压系统的控制精度，通过三缸单独的位置闭环控制保证油缸的停位精度，同时在闭环控制条件下采用同步控制策略使三缸在调整过程中也保持同步，极大地提高了布料器的布料精度，避免了机械导向误差影响布料精度问题。
[0015](2)通过单独闭环控制可以适时调整三个油缸的位置，工作过程中保证托圈基本处于水平状态，减小了导轮与导轨间的冲击和磨损。
[0016](3)本实用新型在该液压控制回路中设计了切换回路，通过检测到的信号该回路还可以自动在单独闭环同步控制与自由同步控制的两种控制模式下进行转换，从而提高整个控制系统的可靠性与安全性。
[0017]另外，本实用新型与现有技术“一种高炉炉顶布料器复合液压控制系统”为不同的方案，其只有一个切换回路，没有集中控制回路，并可以实现单独闭环控制回路与自由同步控制回路之间的自动切换。本实用新型通过取消布料器复合液压控制系统中的集中控制回路，采用了新设计的切换控制回路，不但能够实现相同的功能，而且用更少的元件和回路实现切换，可靠性和安全性更佳，更为经济实用。
[0018]本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研宄对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
【附图说明】
[0019]为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中:
[0020]图1为本实用新型的原理图；
[0021]图2为本实用新型实施例1的结构示意图；
[0022]图3为本实用新型实施例2的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。
[0024]实施例1，如图2所示:
[0025]单独闭环控制回路为三组:第一组单独闭环控制回路包括:比例阀3.1的P 口通过第一液控单向阀5.1连接至外部进油管道，比例阀3.1的T 口连接至外部回油管道；比例阀的A 口通过第二液控单向阀5.2后连接至液压缸1.1的无杆腔；比例阀3.1的B 口通过第三液控单向阀5.3后连接至液压缸1.1的有杆腔；比例阀3.1的P 口的压力油通过比例阀换向后连通到比例阀A 口或B 口 ；控制器接收到目标命令信号以后通过闭环控制软件计算发出比例阀控制信号，从而实现比例阀的换向和阀开度控制；通过比例阀的控制实现对液压缸1.1无杆腔与有杆腔的动态补、排油，从而使得液压缸1.1达到并保持在目标位置。
[0026]第二组单独闭环控制回路包括:比例阀3.2的P 口通过液控第一单向阀5.4连接至外部进油管道，比例阀3.2的T 口连接至外部回油管道；比例阀3.2的A 口通过第二液控单向阀5.5后连接至液压缸1.2的无杆腔；比例阀3.2的B 口通过第三液控单向阀5.6后连接至液压缸1.2的有杆腔；
[0027]第三组单独闭环控制回路包括:比例阀3.3的P 口通过第一液控单向阀3.7连接至外部进油管道，比例阀3.3的T 口连接至外部回油管道；比例阀3.3的A 口通过第二液控单向阀5.8后连接至液压缸1.3的无杆腔；比例阀3.3的B 口通过第三液控单向阀5.9后连接至液压缸1.3的有杆腔；
[0028]第二单独闭环控制回路与第三单独闭环控制回路的控制原理相同，在此不再复述。
[0029]换向阀4.1 ；4.2 ；4.3的P 口、T 口分别连接至外部进油管道和外部回油管道，B 口分别连接至液控单向阀5.1-5.3 ；5.4-5.6 ；5.7-5.9的控制油口 ；所有液控单向阀5.1-5.9的泄油口连接至外部泄油管道L ;当需要单独闭环控制时，换向阀4.1-4.3工作，换向阀4.1 ;4.2 ;4.3的油口 B有控制压力，从而分别打开5.1-5.3 ；5.4-5.6 ；5.7-5.9液控单向阀。由于每组单独控制回路都由一个换向阀控制液控单向阀的通断，因此每组单独控制回路故障时都能单独切断油路并在线检修。
[0030]切换回路包括有:切换用电磁插装阀11.1 ;盖板插装阀12.1-12.3，可以通过11.1顶装方向阀换向，控制Al、A2、A3和B1、B2、B3油路的通断，从而实现自由同步控制回路与单独闭环控制回路的切换。
[0031]当电磁插装阀11.1的顶装方向阀得电时，插装阀11.1,12.1-12.3打开，Al、A2、A3和B1、B2、B3油路分别导通，比例阀3.1-3.3的任意两个回路工作，驱动油缸1.1-1.3动作，就实现了自由同步控制。
[0032]安全保护模块包括三组:第一组安全保护模块包括:安全溢流阀10.1的入口与油口 Al相连，出口连接外部回油管道；安全溢流阀10.2的入口与油口 BI相连，出口连接外部回油管道。当液压缸1.1受到外界冲击或其他故障原因使其有伸出或缩回的趋势且压力大于安全压力时，缸腔可以通过本模块的安全阀进行溢流泄压。
[0033]第二组、第三组安全保护模块的原理和作用与第一组完全相同，在此不在复述。
[0034]正常工作时，切换回路将A1、A2、A3和B1、B2、B3油路完全切断且无泄漏。这样三个液压缸由三组单独闭环控制回路进行单独的位置闭环控制，与此同时，通过三缸的闭环同步控制方法保证油缸在运动过程中的同步，从而保证布料器在布料过程中倾动的位置控制精度。
[0035]在布料过程中，如果三个油缸上的任何一个压力传感器6.1?6.6与位移传感器7.1-7.3出现异常，也就是超过了一定的