本发明涉及冶金机械技术领域，特别是涉及一种防止高炉炉顶煤气放散阀液压缸及管路排空的装置。
背景技术：
高炉炉顶煤气放散阀是事关高炉安全的关键设备，只有当高炉的顶压超过安全压力时，炉顶煤气放散阀才会在程序控制下自动打开，释放高压煤气。炉顶煤气放散阀长期不动作，但一旦它动作，就是保证顶压安全的最后一道措施。
现有的冶金行业高炉炉顶煤气放散阀都是液压驱动，主要由油箱、高压油泵、液压阀台、炉顶煤气放散阀上的液压缸、以及各设备之间的连接管线组成。油箱和高压油泵组成的泵站提供高压油源，油源通过液压阀台控制高压油的流量和进、回油方向，再经过连接到液压缸的油管道，控制液压油缸的伸缩，使得炉顶煤气放散阀在液压油缸的作用下打开或关闭。通常液压缸站和液压阀台布置在30～40米高的炉顶大平台上，炉顶煤气放散阀及其液压缸装置布置在70～100米高的高炉炉顶煤气放散阀平台上。由于液压缸与油箱之间的高差太大，为防止液压缸和油管道内的油液在自重的作用下排空，通常需要在液压阀台或油箱的回油管道上加装高背压的单向阀或溢流阀。但是，一般情况下，炉顶煤气放散阀长期处于不动作状态，回油管道上高背压的单向阀或溢流阀长时间后一样会发生泄漏，从而在液压缸、油管道内充满空气或形成真空，导致炉顶煤气放散阀要求立即动作时，需要先填满油管道及液压缸内腔，液压缸无法立即驱动，且因回油侧无背压，驱动后油缸快速开启会损坏放散阀机械结构，无论哪种情况，均可能造成事故。
为解决以上问题，现有的冶金行业也有其它一些解决方案，例如图1所示，在液压阀台或油箱回油管上连接低压油泵21提供油源，向回油管道19内部长期补油的方案来防止液压缸、油管内液压油的排空。但是上述方案结构复杂，能耗大，无法避免低压油泵21和背压阀20损坏使得装置失效的情况，调试不佳还可能影响液压缸的正常回油。总之，目前的冶金行业还缺乏一种对以上问题行之有效的解决办法。
技术实现要素：
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种防止高炉炉顶煤气放散阀液压缸及管路排空的装置，用于解决现有技术中液压缸和管路中的液压油易排空、背压稳定性差、能耗高等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种防止高炉炉顶煤气放散阀液压缸及管路排空的装置，包括高压油泵、主油箱、液压阀台和液压缸，所述液压阀台的进油口和高压油泵连接，所述液压阀台的出油口和液压缸连接，其特征在于：还包括高位油箱，所述高位油箱通过第一回油管与液压阀台的回油口连接，且第一回油管的出油口浸没在高位油箱的液压油油面下，所述高位油箱通过与液压阀台、液压缸形成的高度差为液压阀台、液压缸提供背压，所述高位油箱通过第二回油管与主油箱连接。
本发明的有益效果是：通过高位油箱为液压阀台和液压缸提供了稳定的背压，使得液压阀台、液压缸和各个油管充满液压油，有利于装置快速、平稳的运行，而且能耗低。
进一步，所述高位油箱的设置高度高于或等于液压缸的设置高度，形成背压，避免液压缸腔内的液压油排空。
进一步，所述第一回油管的出油口低于所述第二回油管的进油口。
进一步，所述第一回油管的出油口由高位油箱内的顶部、侧面或底部伸入。
进一步，所述高位油箱上设有用于观察箱内液压油的液位和温度的液位液温计。
进一步，所述高位油箱上设有空气滤清器。
进一步，所述高位油箱上设有液位开关。
进一步，所述高位油箱的底部设有排污阀。
进一步，所述液压阀台包括电液换向阀，所述电液换向阀通过第一油管和第二油管分别与高压油泵和第一回油管连接，所述第一油管上安装有进油高压球阀和进油单向阀，所述第二油管上安装有回油单向阀。
进一步，所述电液换向阀通过第三油管和第四油管分别与液压缸的无杆腔和有杆腔连接，所述第三油管和第四油管上均设有单向节流阀和高压球阀。
采用上述进一步方案的有益效果是：
(1)液压阀台处的回油背压是由高位油箱的安装位置和液压阀台的高度差形成，只要高度差存在，回油背压便能稳定存在，减少了回油背压失效的因素；
(2)回油背压的大小是通过高位油箱的高度决定的，背压值稳定性高，减少影响回油背压的因素；
(3)高位油箱、液压缸、液压阀台连接完成后，在初次运行时向第一回油管路中存满液压油后，回油背压便持续存在，无需持续向管路中通入液压油，降低能耗，节约成本。
附图说明
图1显示为现有技术中高炉炉顶煤气放散阀液压驱动回路的原理图；
图2显示为本发明第一回油管由高位油箱顶部进入的结构示意图；
图3显示为本发明第一回油管由高位油箱侧面进入的结构示意图。
零件标号说明
1高压油泵；
2主油箱；
3液压阀台；
31进油口；
32回油口；
33出油口；
34出油口；
35电液换向阀；
4第一油管；
41进油高压球阀；
42进油单向阀；
5第二油管；
51回油单向阀；
6高位油箱；
61液位液温计；
62空气滤清器；
63液位开关；
64排污阀；
7第三油管；
71单向节流阀；
72高压球阀；
8第四油管；
81单向节流阀；
82高压球阀；
9液压缸；
91无杆腔；
92有杆腔；
10第一回油管；
11第二回油管；
12放散阀平台；
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
在对本发明实施例进行详细叙述之前，先对本发明的应用环境进行描述。本发明的技术主要是应用于液压缸与液压阀台、液压油泵、主油箱的高度差较大，回油侧需要提供高背压的系统，特别是应用于高炉炉顶煤气放散阀液压控制系统。本发明是解决传统高炉炉顶煤气放散阀液压控制系统中液压缸、油管内的液压油容易排空，炉顶煤气放散阀无法立即驱动运行，回油侧无背压、液压缸快速开启容易损坏放散阀等技术问题。
如图2所示，本发明的防止高炉炉顶煤气放散阀液压缸及管路排空的装置，包括高压油泵1、主油箱2、液压阀台3和液压缸9，液压阀台3位于液压缸9的下方。液压阀台3的进油口31和高压油泵1通过管路连接，液压阀台3的出油口33通过管路与液压缸9的无杆腔91连接，出油口34通过管路与液压缸9的有杆腔92连接，液压缸9的活塞杆和炉顶煤气放散阀连接，活塞杆伸缩推动炉顶煤气放散阀打开或关闭。其中，液压阀台3包括电液换向阀35，电液换向阀35的p口通过第一油管4与高压油泵1连接，第一油管4上安装有进油高压球阀41和进油单向阀42，进油口31位于进油高压球阀41和高压油泵1之间的管路上；电液换向阀35的t口通过第二油管5与第一回油管10连接，第二油管5上安装有回油单向阀51；电液换向阀35的a口通过第三油管7与液压缸9的无杆腔91连接，第三油管7上设有单向节流阀71和高压球阀72；电液换向阀35的b口通过第四油管8与液压缸9的有杆腔92连接，第四油管8上设有单向节流阀81和高压球阀82。
如图2所示，该装置还包括高位油箱6，高位油箱6可以安装在放散阀平台12上，高位油箱6通过第一回油管10与液压阀台3的回油口32连接，且第一回油管10的出油口浸没在高位油箱6的液压油油面下，避免空气进入第一回油管10中，高位油箱6的设置高度等于或高于液压缸9的设置高度，高位油箱6通过与液压阀台3、液压缸9形成的高度差为液压阀台3、液压缸9提供背压，只要第一回油管10中的液压油面高于或等于液压缸9的高度，通过高度差使得液压油的压力平衡，避免第一回油管10、液压缸9、液压阀台3管路中的液压油排空，提供了稳定的背压。高位油箱6通过第二回油管11与主油箱2连接，主油箱2中的回油可以通过高压油泵1输送到装置中循环使用。第一回油管10伸入高位油箱6中的出油口高度低于第二回油管11伸入高位油箱6中的进油口高度，第一回油管10的出油口浸没在高位油箱6中液压油液面下，当高位油箱6中的液压到达一定高度时(即高于第二回油管11时)便通过第二回油管11输送到主油箱2中，通过该结构避免第一回油管10中进入空气，同时有利于高位油箱6中的液压油保持合适的液位。如图2所示，第一回油管10的出油口由高位油箱6的顶部伸入；如图3所示，第一回油管10的出油口由高位油箱6的侧面伸入；第一回油管10的出油口还可以由高位油箱6的底部伸入；在本发明中，第一回油管10优选采用由高位油箱6的侧面伸入，有利于出油口直接浸入液压油内，而且有利于第一回油管10出油口端的液压油稳定停留在第一回油管10内。
在本发明中，通过设置高位油箱6为液压阀台3、液压缸9提供背压，可以通过向高位油箱6中直接注入液压油，便能使得液压油快速充满第一回油管10，提高第一次运行准备工作的效率。若直接通过第一回油管10与液压缸9形成高度差，然后直接通过第二油管11与第一回油管10的出油口连接回油，而不设置高位油箱6，那么第一次运行时，只有通过电液换向阀35不停换向回油，将高压油泵1提供的高压油向整个装置注入，才能注满第一回油管10，使得整个油路稳定。管道排气等操作不方便，盲管也无法检修观察。
如图2所示，高位油箱6上设有用于观察箱内液压油的液位和温度的液位液温计61，通过液位液温计61观察高位油箱6中的液位和液温，便于直接明了的观察，提高监控能力；高位油箱6上设有空气滤清器62，通过空气滤清器62使得高位油箱6中的气压和外界气压达到一个平衡状态；高位油箱6上设有液位开关63，通过液位开关63检测高位油箱6中的液位，并与外界的控制系统连接，将检测的信息反馈到控制系统；高位油箱6的底部设有排污阀64，通过排污阀64排出高位油箱6中的废弃物，在需要对高位油箱6或者各个零部件进行维修时，通过排污阀64将高位油箱6内的液压油排尽，便于维修。
其工作过程为：当液压缸9的活塞杆需要伸出运动带动高炉炉顶煤气放散阀打开时，液压阀台3的电液换向阀35的电磁铁b得电，电液换向阀35换向到右侧工作位，高压油泵1提供的高压油通过管路由进油口31进入液压阀台3，然后依次经过进油高压球阀41、进油单向阀42、电液换向阀35的油口p-a、单向节流阀71、高压球阀72、出油口33进入液压缸9的无杆腔91，液压油推动活塞杆伸出，无杆腔91中的液压油沿着管路依次经过出油口34、高压球阀82、单向节流阀81、电液换向阀35的油口b-t、回油单向阀51、出油口32后进入第一回油管10，通过第一回油管10流入到高位油箱6中，第一回油管10的出油口浸没在高位油箱6中的液压油液面下，炉顶煤气放散阀完全打开后，电液换向阀35的电磁铁b一直保持得电，炉顶煤气放散阀则一直保持打开状态。当液压缸9的活塞杆需要缩回运动带动高炉炉顶煤气放散阀关闭时，液压阀台3的电液换向阀35的电磁铁a得电，电液换向阀35换到左侧工作位，高压油泵1提供的高压油通过管路由进油口31进入液压阀台3，然后依次经过然后依次经过进油高压球阀41、进油单向阀42、电液换向阀35的油口p-b、单向节流阀81、高压球阀82、出油口34进入液压缸9的有杆腔92，液压油推动活塞杆缩回，有杆腔92中的液压油沿着管路依次经过出油口33、高压球阀72、单向节流阀71、电液换向阀35的油口a-t、回油单向阀51、出油口32后进入第一回油管10，通过第一回油管10流入到高位油箱6中，第一回油管10的出油口浸没在高位油箱6中的液压油液面下，炉顶煤气放散阀完全关闭后，电液换向阀35的电磁铁b失电，电液换向阀35回到中位，炉顶煤气放散阀则在机械压簧的作用下一直保持关闭状态。
本发明将高位油箱6的设置高度高于液压阀台3，在液压阀台3处的背压是由第一回油管10和液压阀台3的高度差形成的，减少了其它干扰因素，而且背压的大小也是通过高度差决定，背压稳定。高位油箱6的设置高度高于或等于液压缸9的设置高度，使得液压缸9的无杆腔91、有杆腔92和管路之间的液压油和第一回油管10中的液压油自重平衡，防止液压缸、各个管路中的液压油排空，当第一次运行前向第三油管、第四油管、液压缸、第一回油管路中充满液压油后，只要第一回油管10出油口和液压缸9之间的高度差保持不变，那么形成的背压便能稳定持续存在，减少了影响液压缸9稳定运行的因素，避免各个管路中液压油排空、进入空气，提高高炉炉顶煤气放散阀运行的稳定性和可靠性。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。