一种回转窑挡轮液压系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及回转窑技术领域，尤其涉及一种能够实现快速加油及安全防护功能的回转窑挡轮液压系统及其工作方法。

背景技术

回转窑是一种应用非常广泛的热工窑炉，其工作原理是：通过电机与传动装置驱动筒体在托轮上不停地滚动，使物料从回转窑高端向低端运动。如果回转窑的滚圈与托轮一直保持相对位置不变，托轮上就会由于磨损而形成沟槽，进而影响回转窑的运转，增加转动阻力。

大型回转窑一般都设一个挡轮与推力轮带配合，推动轮带在托轮上上、下窜动，避免一直磨损同一位置而产生沟槽。其调节过程是通过液压缸的无杆腔进油推动挡轮，使回转窑向上移动，整个调节过程要求时间越长越好，一般上、下往复一次的时间控制在24小时左右。因此，回转窑挡轮的液压系统调节的最主要任务就是找到能推动回转窑的最小流量，而每次调节都需要很长时间。挡轮油缸需要补油时，如果不调节节流阀，就需要很长时间才能完成补油；而即使调节了节流阀，由于计量泵本身的流量就很小，仍然需要很长时间才能完成补油。这种情况下，设备检修的验证时间受到很大影响，同时，节流阀调大后，再次调小又需要很长的时间。

回转窑属于重载设备，在运行过程中，托轮与轮带中间的角度不同会使回转窑本身产生上行或者下窜的力。该力与回转窑自身的下窜力叠加后又可能产生超出挡轮表面、挡轮轴承的最大使用力，从而造成设备破坏，或者大大缩短设备的使用寿命。

发明内容

本发明提供了一种回转窑挡轮液压系统及其工作方法，目的是缩短挡轮液压系统的补油时间，并且在补油过程中不破坏节流阀的调节成果；另外，利用液压系统对回转窑运行时的受力状态进行监测，有效保护回转窑的关键部件，提高其使用寿命。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种回转窑挡轮液压系统，包括油箱A、齿轮泵、单向阀一、压力开关一、电磁换向阀一、单向节流阀一、单向节流阀二、压力开关二、单向阀二、单向阀三、过滤器一、溢流阀、过滤器二、压力开关三、单向阀四、油箱B、小流量高压泵、挡轮油缸、单向阀五、电磁换向阀二；所述挡轮油缸的缸杆与挡轮相连，挡轮油缸的无杆腔通过进油主油路连接油箱B，挡轮油缸的有杆腔通过回油主油路连接油箱B，油箱A与油箱B通过连接油路相连；油箱A另外通过补油油路连接进油主油路，油箱B另外通过下行回油油路及溢流油路连接进油主油路；其中：

沿挡轮油缸无杆腔进油时的液压油流动方向，进油主油路上依次设有小流量高压泵、单向阀四、压力开关三、补油油路接口、电磁换向阀一、单向节流阀一、单向节流阀二、压力开关二及溢流油路接口；并且单向节流阀一两端的进油主油路上设并联支路一，并联支路一上设电磁换向阀二；

沿挡轮油缸有杆腔回油时的液压油流动方向，回油主油路上依次设有过滤器一及单向阀二，并且过滤器一及单向阀二两端的回油主油路上设并联支路二，并联支路二上设单向阀三；

油箱A与补油油路接口之间的补油油路上，沿补油时的液压油流动方向，依次设有齿轮泵、单向阀一、压力开关一及单向阀五；

下行回油油路设于油箱B与电磁换向阀一之间，下行回油油路上设过滤器二；

溢流油路设于油箱B与溢流油路接口之间，溢流油路上设溢流阀。

一种回转窑挡轮液压系统的工作方法，包括：

1)挡轮油缸充油动作；

齿轮泵启动，油箱A中的液压油经单向阀一、压力开关一、单向阀五、电磁换向阀一、电磁换向阀二、单向节流阀二、压力开关二到达挡轮油缸的无杆腔；当压力开关一处的油压达到设定压力时，压力开关一节点动作，齿轮泵关闭，电磁换向阀一断电；

2)挡轮上推动作；

小流量高压泵启动，油箱B中的液压油经单向阀四、压力开关三、电磁换向阀一、单向节流阀一、单向节流阀二、压力开关二到达挡轮油缸的无杆腔；通过小流量高压泵、单向节流阀一共同控制进入挡轮油缸无杆腔内的油量，实现挡轮上行速度的控制；

3)挡轮下行动作；

齿轮泵与小流量高压泵均停止工作，回转窑下行力推动挡轮，挡轮推动挡轮油缸的缸杆，挡轮油缸无杆腔的液压油经由压力开关二、单向节流阀二、单向节流阀一、电磁换向阀一、过滤器二回到油缸B；单向节流阀二用于控制流出挡轮油缸的液压油流量，即控制挡轮的下行速度。

一种回转窑挡轮液压系统的工作方法，还包括系统安全保护动作；具体为：

1)溢流阀的设定压力大于理论挡轮推动压力，小于挡轮轴承与挡轮踏面保护压力；超过该压力设定范围，溢流阀溢流，此时需要检测回转窑滚圈与托轮的接触情况，调整托轮，使回转窑在安全推力范围之内运行；

2)压力开关三的设定值为溢流阀设定压力值的1～1.5倍；当溢流阀不起作用时，关闭小流量高压泵，检修溢流阀，同时检测回转窑滚圈与托轮的接触情况，调整托轮，使回转窑在安全推力范围之内运行；

3)压力开关二设定压力小于理论挡轮推动压力；当系统处于工作状态且为非充油状态时，如压力开关二报警，提示油路出现泄漏，或者托轮与轮带接触发生变化，回转窑上窜力增大；此时需要立即停机检查液压系统回路以及托轮和轮带的接触情况，修复后重新投入运转。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)可大幅度提高挡轮液压系统的补油效率，与现有技术中单靠计量泵补油，需要1～2天补油才能使系统达到工作状态的方式相比，本发明所述系统将补油时间缩短到15分钟以内；

2)挡轮液压系统补油过程中无需对节流阀、计量泵进行调节，从而使系统流量调整到最小值后能够一直保持，节约了大量的流量调节时间；

3)通过对液压系统的检测，能够实现对回转窑运行状态的有效监控，主要是监控回转窑托轮与轮带的运行状态，从而保证设备在安全的使用力下进行工作，保证设备运行安全，延长设备的使用寿命；

4)系统结构简单、紧凑，便于操作。

附图说明

图1是本发明所述一种回转窑挡轮液压系统的结构示意图。

图中：1.油箱A 2.齿轮泵 3.单向阀一 4.压力开关一 5.电磁换向阀一 6.单向节流阀一 7.单向节流阀二 8.压力开关二 9.单向阀二 10.单向阀三 11.过滤器一 12.溢流阀 13.过滤器二 14.压力开关三 15.单向阀四 16.油箱B17.小流量高压泵 18.挡轮油缸19.挡轮 20.单向阀五 21.电磁换向阀二

S1.下限开关 S2.上限开关 S3.超下限开关 S4.超上限开关

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明所述一种回转窑挡轮液压系统，包括油箱A1、齿轮泵2、单向阀一3、压力开关一4、电磁换向阀一5、单向节流阀一6、单向节流阀二7、压力开关二8、单向阀二9、单向阀三10、过滤器一11、溢流阀12、过滤器二13、压力开关三14、单向阀四15、油箱B16、小流量高压泵17、挡轮油缸18、单向阀五20、电磁换向阀二21；所述挡轮油缸18的缸杆与挡轮19相连，挡轮油缸18的无杆腔通过进油主油路连接油箱B16，挡轮油缸18的有杆腔通过回油主油路连接油箱B16，油箱A1与油箱B16通过连接油路相连；油箱A1另外通过补油油路连接进油主油路，油箱B16另外通过下行回油油路及溢流油路连接进油主油路；其中：

沿挡轮油缸18无杆腔进油时的液压油流动方向，进油主油路上依次设有小流量高压泵17、单向阀四15、压力开关三14、补油油路接口、电磁换向阀一5、单向节流阀一6、单向节流阀二7、压力开关二8及溢流油路接口；并且单向节流阀一6两端的进油主油路上设并联支路一，并联支路一上设电磁换向阀二21；

沿挡轮油缸18有杆腔回油时的液压油流动方向，回油主油路上依次设有过滤器一11及单向阀二9，并且过滤器一11及单向阀二9两端的回油主油路上设并联支路二，并联支路二上设单向阀三10；

油箱A1与补油油路接口之间的补油油路上，沿补油时的液压油流动方向，依次设有齿轮泵2、单向阀一3、压力开关一4及单向阀五20；

下行回油油路设于油箱B16与电磁换向阀一5之间，下行回油油路上设过滤器二13；

溢流油路设于油箱B16与溢流油路接口之间，溢流油路上设溢流阀12。

本发明所述一种回转窑挡轮液压系统的工作方法，包括：

1)挡轮油缸18充油动作；

齿轮泵2启动，油箱A1中的液压油经单向阀一3、压力开关一4、单向阀五20、电磁换向阀一5、电磁换向阀二21、单向节流阀二7、压力开关二8到达挡轮油缸18的无杆腔；当压力开关一4处的油压达到设定压力时，压力开关一4节点动作，齿轮泵2关闭，电磁换向阀一5断电；

2)挡轮19上推动作；

小流量高压泵17启动，油箱B16中的液压油经单向阀四15、压力开关三14、电磁换向阀一5、单向节流阀一6、单向节流阀二7、压力开关二8到达挡轮油缸18的无杆腔；通过小流量高压泵17、单向节流阀一6共同控制进入挡轮油缸18无杆腔内的油量，实现挡轮19上行速度的控制；

3)挡轮19下行动作；

齿轮泵2与小流量高压泵17均停止工作，回转窑下行力推动挡轮19，挡轮19推动挡轮油缸18的缸杆，挡轮油缸18无杆腔的液压油经由压力开关二8、单向节流阀二7、单向节流阀一6、电磁换向阀一5、过滤器二13回到油缸B16；单向节流阀二7用于控制流出挡轮油缸18的液压油流量，即控制挡轮19的下行速度。

一种回转窑挡轮液压系统的工作方法，还包括系统安全保护动作；具体为：

1)溢流阀12的设定压力大于理论挡轮推动压力，小于挡轮轴承与挡轮踏面保护压力；超过该压力设定范围，溢流阀12溢流，此时需要检测回转窑滚圈与托轮的接触情况，调整托轮，使回转窑在安全推力范围之内运行；

2)压力开关三14的设定值为溢流阀12设定压力值的1～1.5倍；当溢流阀12不起作用时，关闭小流量高压泵17，检修溢流阀12，同时检测回转窑滚圈与托轮的接触情况，调整托轮，使回转窑在安全推力范围之内运行；

3)压力开关二8设定压力小于理论挡轮推动压力；当系统处于工作状态且为非充油状态时，如压力开关二8报警，提示油路出现泄漏，或者托轮与轮带接触发生变化，回转窑上窜力增大；此时需要立即停机检查液压系统回路以及托轮和轮带的接触情况，修复后重新投入运转。

在现有挡轮液压系统实现功能的基础上，本发明所述一种回转窑挡轮液压系统要实现的主要目的有两个：

其一，在挡轮油缸处于无油状态时，通过液压系统快速补油，使液压系统能够快速达到工作状态，同时之前设定好的流量控制阀无需调整。

其二，在液压系统处于工作状态时，通过溢流阀的设定、压力开关报警值的设定，时刻监测液压系统、回转窑托轮与轮带之间的状态，有效保护挡轮、挡轮轴承、托轮、轮带等设备，使整个回转窑系统安全有效运转，并达到预期的使用寿命。

本发明所述一种回转窑挡轮液压系统中，设有一台齿轮泵和一台小流量高压泵，齿轮泵负责快速补油，小流量计量泵负责正常工作状态下使用。为了避免其中一台工作泵对另一台工作泵的启动造成影响，设置了2个油箱，分别是油箱A和油箱B。两个油箱之间通过连接油路相连，以使2个油箱的油位平衡。

进油主油路上的单向节流阀一并联电磁换向阀二用于短接，使整个系统在开始补油后，无需调节任何一个液压阀或液压泵用以加大流速。

当需要为挡轮油缸补油时，工作顺序是：油缸充油动作—挡轮上推动作—挡轮下行动作—挡轮上推动作—挡轮下行动作，如此反复。补油过程全程无节流，挡轮油缸能够迅速充满液压油。

不需要油缸补油时，工作顺序是：挡轮上推动作—挡轮下行动作—挡轮上推动作—挡轮下行动作，如此反复。通过小流量高压泵、单向节流阀一共同控制进入挡轮油缸的油量，可以实现挡轮以极慢速度上行。通过单向节流阀二控制流出挡轮油缸的流量，可以实现挡轮极慢速度下行。

当下限开关S1得信号后，挡轮进行上推作业。当上限开关S2得信号后，挡轮进行下行作业。超下限开关S3、超上限开关S4皆为保护开关，得信号时皆为故障，需要检查故障原因。

采用单向阀二、单向阀三及过滤器一，是为了防止污染物进入挡轮油缸的有杆腔。采用过滤器二是为了防止油路中污染物回流到油箱B中。

液压系统的安全保护动作，只需按既定的规程、设定值、报警操作规程执行。压力开关三的压力设定值优选为溢流阀压力设定值的1.2倍，压力开关二的压力设定值优选为3MPa。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。