RH钢包顶升液压系统的制作方法

本实用新型涉及一种液压系统，具体涉及一种RH钢包顶升液压系统。

背景技术：

RH(即真空循环脱气)系统是一种用于生产优质钢的钢水二次精炼工艺设备，钢包升降系统是RH设备中最重要的系统之一。钢包升降系统主要由顶升框架、液压系统等组成。柱塞缸通过顶升框架将钢包及钢包车顶起，将钢包送至处理高度。液压顶升系统作为RH系统中复杂的核心设备，在可靠性、安全性和自动化程度上都有较高的要求，各大型钢厂非常重视。

RH钢包顶升液压系统主要是把带有钢包的钢包车顶升到一定高度进行钢水处理，待处理结束后，再将钢包车降落到钢包车轨道上。顶升缸一般是柱塞缸，且柱塞缸连同升降框架一般在升降坑内。RH钢包顶升液压系统主要给柱塞缸、真空室顶部顶升、顶枪旋转等装置提供动力源，目前通用的控制方式有泵控系统和阀控系统。阀控系统由于不节能，应用较少。泵控系统都是针对柱塞缸顶升的，且无论是生产还是维修时其主泵都要开启。但因RH工艺的特殊性，大部分装置并不需要同时动作，真空室顶部顶升仅在维修时使用，如果此时还开启主泵，则相当不节能。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种高效节能的RH钢包顶升液压系统。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种RH钢包顶升液压系统，包括主泵组、控制泵组和柱塞阀块组；所述主泵组包括第一泵组、第二泵组、第三泵组、第一插装阀和第二插装阀，所述柱塞阀块组包括第一柱塞缸阀块和第二柱塞缸阀块；所述第一泵组、第二泵组、第三泵组分别与第一插装阀、第 二插装阀连接，第一插装阀通过第一柱塞缸阀块与第一柱塞缸连接，第二插装阀通过第二柱塞缸阀块与第二柱塞缸连接；控制泵组分别为主泵组、柱塞阀块组提供控制压力。

主泵组主要给大流量高压力的柱塞缸提供动力源，控制泵组分别为主泵组和小流量间断工作的柱塞阀块组提供控制压力，将主泵组和柱塞阀块组单独控制，在不需要开启主泵组的时候(比如维修的时候)，只需要开启控制泵组(无需开启主泵组)，极大的节省了能量，实现了节能减排。柱塞阀块组可以防止柱塞缸下降起到保压的作用，起事故安全保护作用。

更进一步的方案是，所述第一泵组、第二泵组、第三泵组分别包括比例泵，比例泵通过第一蝶阀与吸油口连接，比例泵的出口依次与桥式过滤器、第一液控单向阀连接，第一液控单向阀分别与第一插装阀、第二插装阀连接；比例泵的出口依次与第一溢流阀、第一换向阀连接后，再与油箱的回油口连接；比例泵的控制油口通过第三蝶阀与控制油路X2连接。

更进一步的方案是，在比例泵与桥式过滤器之间安设有第一压力继电器。

更进一步的方案是，所述第一柱塞缸阀块和第二柱塞缸阀块分别包括第一球阀、第二球阀，所述第一球阀依次与第三球阀、第三防爆阀、第二液控单向阀串联，所述第二液控单向阀与柱塞缸连接；所述第三防爆阀与第四防爆阀并联连接；所述第二球阀依次与第四球阀、第一防爆阀、第二液控单向阀串联，第一防爆阀与第二防爆阀并联连接；所述柱塞缸依次与第二溢流阀、第二单向阀连接后，再与油箱的回油口连接；所述柱塞缸通过手动球阀与油箱的回油口连接，在柱塞缸与手动球阀之间安设有第二压力继电器；所述柱塞缸通过第五球阀与控制油路X1.1连接。

更进一步的方案是，控制泵组包括第一控制泵单元和第二控制泵单元；第一控制泵单元包括先导泵、过滤器、第四单向阀、第三单向阀、第三溢流阀，先导泵的吸油口通过第二蝶阀与油箱的出油口连接，先导泵的出油口依次与过滤器、第四单向阀连接后，再与控制油路连接；先导泵的出油口依次与第三溢流阀、第三单向阀连接后，再与油箱的回油口T连接；控制油路X2依次与第五单向阀、第五压力继电器连接；控制油路X2与第二换向阀和第三换向阀的控制油口连接；先导泵的泄油口L和第三换向阀的泄油口与油箱连接；在控制油路X1.1上设有第三压力继电器，控制油路X1.1控制第一柱塞缸阀块中的第二液 控单向阀；先导泵的泄油口L和第二换向阀的泄油口与油箱连接；在控制油路X1.2上设有第四压力继电器，控制油路X1.2控制第二柱塞缸阀块中的第二液控单向阀。

更进一步的方案是，控制油路X2通过安全阀组与蓄能器连接，安全阀组与油箱的回油口连接。

更进一步的方案是，所述比例泵为比例变量泵，其控制方式为电气控制。

更进一步的方案是，所述先导泵为恒压变量泵，给比例泵提供先导压力、给辅助执行机构提供动力源以及给控制油路通断的电磁阀提供控制压力。

本发明的有益效果在于：

主泵组3个泵组(即：第一泵组、第二泵组、第三泵组)实现多用一备，当其中一个泵组坏了，另一个泵组能补上，确保为柱塞缸提供高压动力源，保证了RH钢包顶升液压系统的顺利工作；

控制泵组分别为主泵组和小流量间断工作的柱塞阀块组提供控制压力，将主泵组和柱塞阀块组单独控制，在不需要开启主泵组的时候(比如维修的时候)，只需要开启控制泵组(无需开启主泵组)，极大的节省了能量，实现节能减排；

采用蓄能器可以有效吸收系统冲击。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是主泵组的原理图；

图2是第一柱塞缸阀块的原理图；

图3是控制泵组的原理图；

图4是比例泵的原理图。

其中：1.1、第一蝶阀；1.2、第二蝶阀；1.3、第三蝶阀；4、比例泵；5、电机；6.1、第一压力继电器；6.2、第二压力继电器；6.3、第三压力继电器；6.4、第四压力继电器；6.5、第五压力继电器；7.1、第一溢流阀；7.2、第二溢流阀；7.3、第三溢流阀；8、桥式过滤器；9.1、第一液控单向阀；9.2、第二液控单向阀；10.1、第一换向阀；10.2、第二换向阀；10.3、第三换向阀；11.1、第一插装阀；11.2、第二插装阀；12.1、第一球 阀；12.2、第二球阀；12.3、第三球阀；12.4、第四球阀；12.5、第五球阀；13.1、第一防爆阀；13.2、第二防爆阀；13.3、第三防爆阀；13.4、第四防爆阀；14.1、第一单向阀；14.2、第二单向阀；14.3、第三单向阀；14.4、第四单向阀；14.5、第五单向阀；15、手动球阀；20、先导泵；23、过滤器；26.1、第一安全阀组；26.2、第二安全阀组；27.1、第一蓄能器；27.2、第二蓄能器；30、节流阀；31、第一柱塞缸。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1-图4，一种RH钢包顶升液压系统，包括主泵组、控制泵组和柱塞阀块组；主泵组包括第一泵组、第二泵组、第三泵组、第一插装阀11.1和第二插装阀11.2，柱塞阀块组包括第一柱塞缸阀块和第二柱塞缸阀块；第一泵组、第二泵组、第三泵组的结构完全相同，第一柱塞缸阀块和第二柱塞缸阀块的结构完全相同。第一泵组、第二泵组、第三泵组分别与第一插装阀11.1、第二插装阀11.2连接，第一插装阀11.1通过第一柱塞缸阀块与第一柱塞缸31连接，第二插装阀11.2通过第二柱塞缸阀块与第二柱塞缸连接；控制泵组分别为主泵组、柱塞阀块组提供控制压力。主泵组主要给大流量高压力的柱塞缸提供动力源，控制泵组分别为主泵组和小流量间断工作的柱塞阀块组提供控制压力，将主泵组和柱塞阀块组单独控制，在不需要开启主泵组的时候(比如维修的时候)，只需要开启控制泵组(无需开启主泵组)，极大的节省了能量，实现了节能减排。柱塞阀块组可以防止柱塞缸下降起到保压的作用，起事故安全保护作用。

参见图1，第一泵组包括比例泵4、第一蝶阀1.1、第三蝶阀1.3、第一溢流阀7.1、桥式过滤器8、第一换向阀10.1，比例泵4通过第一蝶阀1.1(带感应开关的蝶阀)与吸油口S1连接，比例泵4还分别与泵的冲洗油口U、泵的泄油口L连接，比例泵4的出口依次与桥式过滤器8、第一液控单向阀9.1连接，第一液控单向阀9.1分别与第一插装阀11.1、第二插装阀11.2连接；比例泵4的出口还依次与第一溢流阀7.1、第一换向阀10.1连接后，再与油箱的回油口T连接；比例泵4的控制油口通过第三蝶阀1.3与控制油路X2连 接；在比例泵4与桥式过滤器8之间安设有第一压力继电器6.1；第一插装阀11.1、第二插装阀11.2分别与泄油口Y连接。

参见图2，第一柱塞缸阀块包括第一球阀12.1、第二球阀12.2、第三球阀12.3、第四球阀12.4、第五球阀12.5、手动球阀15、第一防爆阀13.1、第二防爆阀13.2、第三防爆阀13.3、第四防爆阀13.4、第二液控单向阀9.2、第二溢流阀7.2、第二单向阀14.2、第二压力继电器6.2，第一球阀12.1的一端与第一插装阀11.1连接，第一球阀12.1的另一端依次与第三球阀12.3、第三防爆阀13.3、第二液控单向阀9.2串联，第二液控单向阀9.2与第一柱塞缸31连接；第三防爆阀13.3与第四防爆阀13.4并联连接；第二球阀12.2的一端与第一插装阀11.1连接，第二球阀12.2的另一端依次与第四球阀12.4、第一防爆阀13.1、第二液控单向阀9.2串联，第一防爆阀13.1与第二防爆阀13.2并联连接；第一柱塞缸31依次与第二溢流阀7.2、第二单向阀14.2连接后，再与油箱的回油口连接；第一柱塞缸31通过手动球阀15与油箱的回油口连接，在第一柱塞缸31与手动球阀15之间安设有第二压力继电器6.2；第一柱塞缸31通过第五球阀12.5与控制油路X1.1连接；第一柱塞缸31通过第一单向阀14.1与泄油口Y1连接。第二柱塞缸阀块与第一柱塞缸阀块的结构相同，只是第二柱塞缸阀块的第一球阀、第二球阀是与第二插装阀11.2连接，第二柱塞缸阀块是与第二柱塞缸连接的。

参见图3，控制泵组包括第一控制泵单元和第二控制泵单元，第一控制泵单元和第二控制泵单元的结构完全相同。下面仅以第一控制泵单元为例进行说明。第一控制泵单元包括先导泵20、过滤器23、第四单向阀14.4、第三单向阀14.3、第三溢流阀7.3，先导泵20的吸油口通过第二蝶阀1.2与油箱的出油口连接，先导泵20的出油口依次与过滤器23、第四单向阀14.4连接后，再与控制油路X2连接；先导泵20的出油口依次与第三溢流阀7.3、第三单向阀14.3连接后，再与油箱的回油口T连接。控制油路X2依次与第五单向阀14.5、第五压力继电器6.5连接；控制油路X2与第二换向阀10.2和第三换向阀10.3的控制油口连接；先导泵20的泄油口L与第三换向阀10.3的泄油口连接后，再与油箱连接；在控制油路X1.1上设有第三压力继电器6.3，控制油路X1.1控制第一柱塞缸阀块中的第二液控单向阀9.2。先导泵20的泄油口L与第二换向阀10.2的泄油口连接后，再与油箱连接；在控制油路X1.2上设有第四压力继电器6.4，控制油路X1.2控制第二柱塞缸 阀块中的第二液控单向阀。控制油路X2通过第一安全阀组26.1与第一蓄能器27.1连接，第一安全阀组26.1与油箱的回油口连接；控制油路X2通过第二安全阀组26.2与第二蓄能器27.2连接，第二安全阀组26.2与油箱的回油口连接。

本实用新型中，比例泵4为比例变量泵，其控制方式为电气控制；20先导泵为恒压变量泵，其给比例泵提供先导压力、给辅助执行机构提供动力源以及给控制油路通断的电磁阀提供控制压力。

本实用新型中，主泵组采用多用一备的形式，主要给柱塞缸提供高压动力源；控制泵组除了给主泵组提供先导控制压力之外，还需要给辅助执行机构提供动力源，如真空室顶部顶升和顶枪旋转等，柱塞缸阀块主要在柱塞缸停止动作后起到保压和保证系统安全的作用。

主泵组的工作原理如下：钢包上升时，带有第一蝶阀1.1有信号，三台比例泵4从油箱经过吸油口S1，S2和S3吸油，比例泵4的比例换向阀sev1b输入给定的信号，比例泵4输出高压油，高压油经过桥式过滤器8，第一液控单向阀9.1，第一插装阀11.1，进入第一柱塞缸阀块的P1口、第二柱塞缸阀块的P2口，然后经过球阀12.1-12.4、防爆阀13.1-13.4,、第二液控单向阀9.2，两个柱塞缸上升。上升时电磁阀的得失电子情况是：第一换向阀10.1得电(第一液控单向阀9.1打开)，第一插装阀11.1、第二插装阀11.2得电(第一插装阀11.1、第二插装阀11.2打开)，第二换向阀10.2、第三换向阀10.3得电(第二液控单向阀9.2打开)。

钢包上升到位停止后，第一换向阀10.1失电(第一液控单向阀9.1关闭)，第一插装阀11.1、第二插装阀11.2失电(第一插装阀11.1、第二插装阀11.2关闭)，第二换向阀10.2、第三换向阀10.3失电(第二液控单向阀9.2关闭)，此时钢包稳稳的锁住在最高位置。

钢包下降时是靠柱塞缸自重下降，第一换向阀10.1得电(第一液控单向阀9.1打开)，第一插装阀11.1、第二插装阀11.2得电(第一插装阀11.1、第二插装阀11.2打开)，第二换向阀10.2、第三换向阀10.3得电(第二液控单向阀9.2打开)，高压油经过第二液控单向阀9.2、防爆阀13.1-13.4、球阀12.1-12.4、第一插装阀11.1、第二插装阀11.2，第一液控单向阀9.1、桥式过滤器8、比例泵4，最后流回油箱。

钢包的运动速度先是低速上升，然后是高速上升，在插入管接触到钢水之后，钢包低速上升，上升到位之后钢包停止动作，真空抽气完毕后，钢包先是高速下降，然后低速下降最后降落到钢包车轨道上。可见在实际生产中，钢包升降的速度是变化的。速度大小的控制是由比例泵4的比例换向阀来完成，比例阀配有放大器。按照要求设定电压信号的曲线，比例泵的斜盘摆角与该电压信号成正比，即通过电气控制可以改变泵的输出流量。该回路是一个泵控容积调速回路，通过改变柱塞泵的斜盘正负摆角来实现钢包的上升和下降，通过改变斜盘倾角的大小来调节升降速度，而斜盘倾角的大小是由电气控制的比例换向阀来设定。柱塞缸上升时，SEV1b得电，活塞向右移动，斜盘呈现正摆角，比例泵从S口吸油，从B出油；柱塞缸下降时，SEV1a得电，活塞向左移动，斜盘呈现负摆角，此时比例泵B口变为进油口，S为出油口。柱塞缸下降是通过自重下降，油管回路与上升时是一样的，此时电机转动方向不变，泵克服电磁力带动电机加速旋转，使电机转速超过其同步转速而进入发电状态，提供阻力矩以控制钢包的下降。

球阀12.1-12.5主要是方便维修使用的，如更换软管或者需要对柱塞缸检修。防爆阀13.1-13.4的作用是防止软管或管道破裂时柱塞缸迅速下降引发安全事故，当管道中的流量大于防爆阀的设定流量时，此时防爆阀会自动关闭。第二液控单向阀9.2主要起保压的作用，防止在工作位时柱塞缸自动下降，第二液控单向阀9.2的开启是通过电磁换向阀控制控制油路X1.1的压力实现。第二溢流阀7.2也是起安全保护的作用，如果负载压力大于第二溢流阀7.2的调定压力，第二溢流阀7.2就会进行过载保护，多余的流量会溢流，保持柱塞缸出口压力恒定。第二压力继电器6.2可以实时监控负载压力，并与主泵连锁，当负载压力超过设定时，第二压力继电器6.2发出报警信号。

如果出现紧急事故情况，如液压站内漏油、停电等，可以打开手动球阀15，让钢包自动下降。手动球阀一般设置在操作室内或者附近位置。

先导泵20的作用是控制主泵、电磁阀的开闭和辅助系统。先导泵20是恒压变量泵，当输出压力小于调定力时，全排量输出压力油，即定量输出，在输出油液的压力达到调定压力时，就自动地调节泵流量，以保证恒定压力。先导泵给四部分提供控制压力。第一是通过第二换向阀10.2、第三换向阀10.3输出压力X1.1,X1.2，继而控制柱塞缸阀块上第二液控单向阀9.2的开闭。第二是通过控制油路X2控制第一插装阀11.1、第二插装阀11.2 的开闭，一个插装阀对应一个工位，每个工位可以单独控制，互不影响。第三是给比例泵4提供先导控制压力。第四是给辅助执行机构如真空室顶部顶升装置等提供动力源。蓄能器主要是保持控制压力稳定，防止压力波动影响电磁阀的开闭。

本系统最大的优点是高效节能，主要体现在两方面。首先，比例泵20是负载敏感泵，就是变量泵输出的流量和压力与负载需求完全一致，极大提高了系统效率，降低了能耗。其次，当现场生产节凑不是很紧张时，只需开启控制泵组。如果生产任务不是很大，一天或者更长时间才炼一炉钢时，只在真空抽吹炼时开启主泵组，带该炉钢水生产完毕后就可以关掉主泵组，只开启控制泵组，这样可以节省大量电能。另外，对于真空室顶部顶升装置，只是在维修时使用，如果开启所有主泵组相当浪费电能。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。