一种打泥量检测装置及打泥量检测方法

技术领域

本申请涉及高炉炉前控制辅助设备技术领域，尤其涉及一种打泥量检测装置及打泥量检测方法。

背景技术

泥炮是高炉炉前的关键设备，现有泥炮的打泥机构一般主要由设置在泥炮筒内的液压油缸和固定在液压油缸一端或液压油缸活塞伸出端的打泥活塞构成，高炉炉前堵口打泥量的多少直接影响铁口深度和铁口的稳定性，打泥量过大，会出现铁口深度过深，下次铁口难开，浪费泥炮严重，打泥量过少，铁口深度浅，出铁时间短等情况出现，严重影响高炉炉缸的稳定性，从而影响高炉稳产、高产等情况发生；

现有技术泥炮打泥量的多少是由泥炮上的机械装置指示，而操作台与泥炮距离较远，机械装置安装不方便，同时该机械装置偏差大，打泥量不能精确而又严格的控制。

发明内容

本申请实施例通过提供一种打泥量检测装置及打泥量检测方法，解决了现有技术中泥炮打泥量的多少是由泥炮上的机械装置指示，而操作台与泥炮距离较远，机械装置安装不方便，同时该机械装置偏差大，打泥量不能精确而又严格的控制的问题，本发明实现了打泥量检测装置安装方便，检测准确的效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种打泥量检测装置，包括打泥机构回油管路和油路阀块；

所述打泥机构回油管路的一端连通打泥机构液压油缸，另一端连接所述油路阀块，所述打泥机构回油管路上设有流量计，所述流量计上设有信号检测件，且所述流量计和所述信号检测件均与控制系统连接，所述流量计用于检测打泥机构回油管路的回油量。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述打泥机构回油管路靠近所述打泥机构液压油缸的一端通过三通球阀连接旁路管道，所述油路阀块上设有第二进口端，所述旁路管道的另一端通过所述第二进口端连接所述油路阀块。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述流量计上还设有测压接头，所述测压接头连接压力表。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述打泥机构供油管路的一端连接所述打泥机构液压油缸，另一端连接所述油路阀块，所述打泥机构供油管路的供油与所述打泥机构回油管路的回油同时进行。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述打泥机构供油管路和所述打泥机构回油管路上均设有单向节流阀和液控单向阀。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述油路阀块还通过管路连接动力站和油箱。

第二方面，本发明实施例提供了一种打泥量检测方法，使用上述的打泥量检测装置，包括以下步骤：

S1:供油之前，控制系统开启所述打泥机构回油管路上的流量计，确保流量计的流量为0；

S2:液压油进入打泥机构油缸无杆腔，液压油刚进入所述打泥机构无杆腔时，液压缸进油的推力小于活塞杆运动时的动力时，测量所述打泥机构回油管路上该对应时间节点的流量Q1；

S3:液压缸进油推力等于活塞杆运动时的推力时，测量所述打泥机构回油管路上该对应时间节点的流量Q2；

S4:液压缸进油推力大于活塞杆运动时的推力，控制系统设有活塞杆运动的预设位置，预设位置对应的打泥量小于设计打泥量，并测量该预设位置对应的回油管路上流量Q3；

S5:控制系统控制供油管路向打泥机构无杆腔继续供油T时间段，实时测量回油管路上的回油量直到T时间段末，记录T时间段末的回油量Q4；利用Q4与Q3对比，得到回油量变化量，比对T时间段的供油量变化量与所述回油量变化量，确保所述供油量变化量和所述回油量变化量处呈现函数关系；

S6:直至所述回油量Q4与设计打泥量对应的回油量相等，流量计停止工作；

S7:压力油进入所述打泥机构液压油的有杆腔内，实现打泥机构活塞杆的退回，根据该液压油实际流量测出所述打泥机构的油缸行程，再由所述打泥机构的油缸行程计算出实际打泥量打泥量。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，S3中，所述液压缸进油推力等于活塞杆运动时的推力时，所述活塞杆运动的位置为第一预设位置；S4中，所述活塞杆的预设位置为第二预设位置，S5中，所述T时间段末所在的位置为第三预设位置，所述第二预设位置和所述第三预设位置的距离为缓冲段，所述第三预设位置为所述活塞杆拉伸的最大位置。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述打泥机构的活塞杆所在的腔体直径大于炮泥的出口直径。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明打泥量检测装置通过采用了将流量计安装在打泥机构回油管路靠近油路阀块处，距离操作台较近，安装方便，流量计安装在打泥机构回油管路的回油端，回油时压力稳定，通过信号检测件将采集到的检测流量计的回油流量传输给控制系统，通过检测到的回油流量进而间接得出打泥机构的打泥量，打泥机构回油管路和打泥机构的进油管路均与油路阀块连接，形成一个供油回油循环，完成一次回油循环的同时，快速测出打泥量，本发明实施例实现了将流量计安装在打泥机构回油管路靠近油路阀块处，距离操作台较近，安装方便，避免二次施工，且打泥量测量精确且便于观察，同时便于控制打泥量。

本发明打泥量检测方法，首先将流量计的流量计数值清零，然后在液压油未进入打泥机构油缸无杆腔前，测出回油路上的回油量，这部分回油量是打泥机构活塞杆未运动时的打泥量，该时间段液压油流向打泥机构回油管路形成打泥机构活塞杆未运动之前的流量Q1，测量该部分打泥量是为了防止在为打泥之前的打泥机构回油管路上的流量对于打泥量测量的影响，增强测量打泥机构回油管路上流量的精确性。

当液压缸进油的推力刚好等于活塞杆运动时的动力时，从此时便开始打泥，那么测量打泥机构回油管路上该对应时间节点的油量Q2，液压缸进油推力大于活塞杆运动时的推力，控制系统设有活塞杆运动的预设位置，预设位置对应的打泥量小于设计打泥量，并测量该预设位置对应的回油管路上流量Q3；控制系统控制供油管路向打泥机构无杆腔继续供油T时间段，T时间段为打泥机构无杆腔推动活塞杆继续向前的缓冲段，由于整个打泥的过程，活塞杆不断的往复运动，油缸的活塞杆往前伸出时，由于有惯性的存在，另外也为了即将往后缩回做准备，因此需要速度降下来有一个缓冲段，缓冲段的速度小于缓冲段之前的速度，缓冲段打泥机构回油管路的流量和缓冲段之前的流量不同，并小于缓冲段之前的流量，保持缓冲段之前的回油量与缓冲段的回油量变化平衡于缓冲段之前的供油量与缓冲段的供油量的变化，通过分阶段的测量各个时间节点的流量，便于更精确的控制缓冲段之前的回油量与缓冲段的回油量变化、及缓冲段之前的供油量与缓冲段的供油量的变化，保持打泥机构回油管路上的回油量压力及流速更稳定，测量回油量更精确，从而更精确的得出最终的实际打泥量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的打泥量检测装置的主视图；

图2为本申请实施例提供的打泥量检测装置的俯视图；

图3为本申请实施例提供的打泥量检测装置油路阀块的内部油路示意图；

图4为本申请实施例提供的四位三通换向阀活塞杆所在的第一工作位置示意图；

图5为本申请实施例提供的四位三通换向阀活塞杆所在的第三工作位置示意图；

附图：1-三通球阀；2-管接头；3-流量计；4-测压接头；5-信号检测件；6-油路阀块；7-第二进口端；8-旁路管道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

如图1、图2所示，本发明实施例提供了一种打泥量检测装置，包括打泥机构回油管路和油路阀块6；

打泥机构回油管路的一端连通打泥机构液压油缸，另一端连接油路阀块6，打泥机构回油管路上设有流量计3，流量计3上设有信号检测件5，且流量计3和信号检测件5均与控制系统连接，流量计3用于检测打泥机构回油管路的回油量。

现有技术中，打泥量检测装置需在现场布管时安装，对现场施工带来很多不便，本发明实施例采用了将流量计3安装在打泥机构回油管路靠近油路阀块6处，距离操作台较近，安装方便，流量计3安装在打泥机构回油管路的回油端，回油时压力稳定，通过信号检测件5检测流量计3的流量，通过检测到的回油流量进而间接得出打泥机构的打泥量，具体原理是根据流量计3测出的液压油流量，进而算油缸行程，油缸行程：L＝4Q/π*油缸直径D1平方，其中Q为液压油流量；再由油缸行程计算出打泥量，打泥量：V＝L*泥炮直径D2平方/4。打泥机构回油管路和打泥机构的进油管路均与油路阀块6连接，形成一个供油回油循环，完成一次回油循环的同时，快速测出打泥量，本发明实施例实现了将流量计3安装在打泥机构回油管路靠近油路阀块6处，距离操作台较近，安装方便，避免二次施工的同时，且打泥量测量精确且便于观察，便于控制打泥量。

为了使得便于处理并记录打泥量，流量计3和信号检测件5还连接处理器，处理器连接显示器，信号检测件5将流量计3的流量信号传输给处理器，处理器将处理后的流量信号传输给显示器。处理器将打泥机构回油管路上流量计3测量到的液压油油量根据上述提到的液压油流量与打泥量之间的原理进行处理转化，进而快速测量出打泥量。

可选的，如图1和图2所示，打泥机构回油管路靠近打泥机构液压油缸的一端通过三通球阀1连接旁路管道8，油路阀块6上设有第二进口端7，旁路管道的另一端通过第二进口端连接油路阀块6。

现有技术中无旁路，安装位置不确定，检修很不方便，这里通过设置旁路管道8,可以方便检修流量计3，在流量计3需检修时，给三通球阀1换向，回油从旁路管道8回流至油路阀块6，另外，三通球阀1一般可以选用T型三通球阀1，T型三通球阀1能使三条正交的管道相互联通和切断第三条通道，起分流、合流作用。具体的，如果流量计3出现损坏时，流量计3上方设有报警器，且打泥机构回油管路上设有电控阀，当信号检测件5检测到流量计3损坏时，将流量计3损坏信号传输给控制系统，控制系统控制电控阀停止工作，及时关闭打泥机构回油管路，然后控制系统给三通球阀换向信号，三通球阀开始换向，打泥机构的回油便开始走向旁路管道8，进而流向油路阀块6内。

为了更清楚的了解油路阀块6的内部结构，参照图3所示，该油路阀块6的同一个面上设有B1、P1、A1、T1口，B1、P1靠近一个侧面，A1、T1口靠近另外一个侧面，与B1、P1相邻且靠近的一个侧面上设有一个B口，与B1、P1相邻且靠近的另外一个侧面上还设有一个B口，且两个B口分别所在的侧面相邻，B1口与两个B口连通的通路分别为90度通路，其中一个B口相当于上述的第二进口端7，作为连通旁路管道8，P口设在其中一个B口所在面上，并且P口和P1口连通的通路分别为90度通路，A口设在其中一个B口所在的面上，且A1与A连通的通路为90度通路，T设在T1所在面的对面，且T1与T连通的通路为直线通路，除了B1口与两个B口所连通的通路分叉外，其中P1-P通路、A1-A通路、T1-T通路之间互不影响。

另外，结合图3和图4所示，本发明实施例通过四位三通换向阀来改变油路的方向；油路阀块6上端的B1、P1、A1、T1口安装有四位三通换向阀，四位三通换向阀中的活塞杆从左到右移动时，有三个工作位置，如图4表示四位三通换向阀活塞杆在第一个工作位置时，油路阀块6上方设有对应四位三通换向阀的安装口，分别为B1、P1、A1、T1口，将四位三通换向阀安装在油路块6上B1、P1、A1、T1口，四位三通换向阀的活塞杆有三个不同的位置，活塞杆在第一个工作位置时，动力站提供的油路从图3中的P口进油，从P1口出油，进入图4中四位三通换向阀的第一个工作位置状态的P口，然后从图4的A口出油，到达油路阀块6的A1口，然后从油路阀块6的A口出油到达打泥机构的液压油缸，打泥机构液压油缸回油时从油路阀块6上的B口(由于有旁路，所以设置两个B口)回油，经过油路阀块6上的B1进入图4中四位三通换向阀第一个工作位置的B口，通过四位三通换向阀的第一个工作位置的T口流出，然后进入油路阀块6上的T1口，从T1口流向油路阀块6上的T口，通过T口流入油箱。

另外，四位三通换向阀在第二个工作位置时，四位三通换向阀是停止进油回油状态，图5为四位三通换向阀在第三个工作位置时的工作状态。

具体的，结合图3和图5所示，当四位三通换向阀到达第三个位置时，动力站的压力油从油路阀块6上的P口进入，并从P1口出来，后进入图5中四位三通换向阀第三工作位置的P口，从四位三通换向阀第三工作位置的B口出来，并进入油路阀块6上的B1口，并从油路阀块6上的两个B口出油到打泥机构的油缸，打泥机构油缸在回油时从油路阀块6上的A口进入，并从油路阀块上的A1口出来并进入图5中四位三通换向阀的A口，从图5中四位三通换向阀的T口出来，然后进入油路阀块6上的T1口，并从油路阀块6上的T口出来，完成给打泥机构供油回油的循环。

结合图3、图4和图5，四位三通换向阀与该油路阀块6的配合能够快速的改变进回油的方向，对于打泥机构油缸无杆腔持续供油，使得打泥机构活塞杆伸长至最大状态，然后通过四位三通换向阀改变供油方向，使得液压油进入打泥机构有杆腔，打泥机构的活塞杆退回。

本发明的油路阀块6集成进油出口和供油出口于一体，将打泥机构进油和供油管路连通为一体，并形成打泥机构进油回油循环的重要通路，且油路阀块6内部的通路较短，管路内的液压油波动小，流量压力较为稳定，对于安装在回油管路上的流量计3而言，测量结果更精确。另外B1、P1、A1、T1口设置在油路阀块6的同一个面，将设有B1、P1、A1、T1口的一面用于安装四位三通换向阀，安装时更容易，进一步更容易使得四位三通换向阀与油路阀块6形成换向回路，本发明油路阀块6能够和打泥机构的液压油路更方便的连接，减少油路之间的相互影响，本发明油路阀块6将打泥机构的进油回路和供油回路分开，并且利用四位三通换向阀实现换向，且油路阀块6与四位三通换向阀之间连通、关闭或者四位三通换向阀活塞杆位置的变化，实现进油管路和供油管路的通断与换向，使得供油管路和回油管路之间互不影响，更精确的测量出位于打泥机构回油管路上的流量，进而更精确的换算出打泥量，另外，打泥机构的液压油缸分别连通在油路阀块6的两个B口和A口，B口和A口的距离较近，更方便的安装打泥机构液压油缸。

可选的，三通球阀1和流量计3之间通过管接头2连接，流量计3的两端设有进口接头和出口接头，管接头2的出口伸入流量计3的进口接头，并与流量计3的进口接头螺纹连接，流量计3的出口接头通过管路连通至油路阀块6。通过这种方式将流量计3与管接头2连接，然后管接头2的进口端与三通球阀1连通，整体上连接拆卸方便，同时流量计3的出口接头通过路连通至油路阀块6，从三通球阀1到流量计3的出口接头连通油路阀块6的管路形成了打泥机构回油管路。

可选的，流量计3上还设有测压接头4，测压接头4连接压力表。压力表与控制系统连接，通过压力表测量压力，可以通过压力表检测出打泥机构回油管路上的油压状况，进一步保证了测量系统的稳定性。

可选的，打泥机构供油管路的一端连接打泥机构液压油缸，另一端连接油路阀块6，实现打泥机构供油管路与油路阀块6之间的供油通路，打泥机构供油管路的供油与打泥机构回油管路的回油同时进行。

可选的，打泥机构供油管路和打泥机构回油管路上均设有单向节流阀和液控单向阀。单向节流阀只有一个单向的调速作用，通过改变节流截面或节流长度以控制流体流量，单向节流阀可以控制换向速度，减少四位三通换向阀的振动和冲击，使得测量打泥机构回油管路上流量计3的油路更精确，液控单向阀使得打泥机构液压油缸进行保压，避免压力影响流量计3的测量结果，提高测量流量的稳定性。

可选的，油路阀块6还通过管路连接动力站和油箱，动力站提供的压力油通过P口进入油路阀块6，T口作为连通油箱的重要通路。

本发明实施例还提供了一种打泥量检测方法，使用上述的打泥量检测装置，包括以下步骤：

S1:给打泥机构液压油缸供油之前，控制系统开启打泥机构回油管路上的流量计，确保流量计的流量为0；

S2:液压油进入打泥机构油缸无杆腔，液压油刚进入打泥机构无杆腔，液压缸进油的推力小于活塞杆运动时的动力时，测量打泥机构回油管路上该对应时间节点的流量Q1；

S3:液压缸进油推力等于活塞杆运动时的推力时，测量打泥机构回油管路上该对应时间节点的流量Q2；

S4:液压缸进油推力大于活塞杆运动时的推力，控制系统设有活塞杆运动的预设位置，预设位置对应的打泥量小于设计打泥量，并测量该预设位置对应的回油管路上流量Q3；

S5:控制系统控制供油管路向打泥机构无杆腔继续供油T时间段，实时测量回油管路上的回油量直到T时间段末，记录T时间段末的回油量Q4；利用Q4与Q3对比，得到回油量变化量，比对T时间段的供油量变化量与所述回油量变化量，确保所述供油量变化量和所述回油量变化量处呈现函数关系；

S6:直至回油量Q4与设计打泥量对应的回油量相等，流量计停止工作；

S7:压力油进入打泥机构液压油的有杆腔内，实现打泥机构活塞杆的退回，根据该液压油实际流量测出所述打泥机构的油缸行程，再由打泥机构的油缸行程计算出实际打泥量打泥量。

上述方案中，控制系统控制供油管路向打泥机构无杆腔继续供油T时间段，T时间段为打泥机构无杆腔推动活塞杆继续向前的缓冲段，由于整个打泥的过程，活塞杆不断的往复运动，油缸的活塞杆往前伸出时，由于有惯性的存在，另外也为了即将往后缩回做准备，因此需要速度降下来有一个缓冲段，缓冲段的速度小于缓冲段之前的速度，缓冲段打泥机构回油管路的流量和缓冲段之前的流量不同，并小于缓冲段之前的流量，保持缓冲段之前的回油量与缓冲段的回油量变化平衡于缓冲段之前的供油量与缓冲段的供油量的变化，通过分阶段的测量各个时间节点的流量，便于更精确的控制缓冲段之前的回油量与缓冲段的回油量变化、缓冲段之前的供油量与缓冲段的供油量的变化，保持打泥机构回油管路上的回油量测量更精确，从而更精确的得出最终的实际打泥量。

可选的，S3中，液压缸进油推力等于活塞杆运动时的推力时，活塞杆运动的位置为第一预设位置；S4中，活塞杆的预设位置为第二预设位置，S5中，T时间段末所在的位置为第三预设位置，第二预设位置和所述第三预设位置的距离为缓冲段，第三预设位置为活塞杆拉伸的最大位置。通过设置这几个预设位置，使得在打泥机构供油和回油中主要的油路变化节点有了更精确的控制，便于测量出整体最终的打泥机构回油管路。

可选的，打泥机构的活塞杆所在的腔体直径大于炮泥的出口直径。防止漏泥，保持完全堵口。

本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请技术方案的范围。