[发明专利]一种高位出钢机的势能回收再利用系统及方法

权利要求书

1.一种高位出钢机的势能回收再利用系统，其特征在于：包括液压缸、第一可调节流阀、第二可调节流阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、第五单向阀、三位四通电磁换向阀、液压泵、三相异步电动机、溢流阀、第一二位二通电磁换向阀、第二二位二通电磁换向阀、第三二位二通电磁换向阀、第四二位二通电磁换向阀、第一蓄能器、第二蓄能器、第一压力传感器、第二压力传感器、位移传感器、控制器、变频器；

所述液压泵出油口与第三单向阀进油口连接；第三单向阀出油口、溢流阀P口及三位四通电磁换向阀P口连接；三位四通电磁换向阀A口、第二可调节流阀进油口及第二单向阀出油口连接；第二可调节流阀出油口、第二单向阀进油口、第一可调节流阀出油口及第一单向阀进油口连接；第一可调节流阀进油口、第一单向阀出油口及液压缸无杆腔通过管路连接；液压缸有杆腔与三位四通电磁换向阀B口通过管路连接；三位四通电磁换向阀T口、第五单向阀进油口及第二二位二通电磁换向阀P口连接；第二二位二通电磁换向阀T口通过管路与油箱连接；第五单向阀出油口、第一二位二通电磁换向阀P口、第三二位二通电磁换向阀P口及第四二位二通电磁换向阀P口连接；第三二位二通电磁换向阀T口通过管路与第一蓄能器液压油口连接；第四二位二通电磁换向阀T口通过管路与第二蓄能器液压油口连接；第一二位二通电磁换向阀T口、第四单向阀出油口通过管路与液压泵吸油口连接；第四单向阀进油口、溢流阀T口通过管路与油箱连接；第一压力传感器安装在第三二位二通电磁换向阀T口和第一蓄能器之间的连接管路上；第二压力传感器安装在第四二位二通电磁换向阀T口和第二蓄能器之间的连接管路上；位移传感器安装在液压缸活塞杆端部；位移传感器、第一压力传感器、第二压力传感器信号端通过导线与控制器连接；三位四通电磁换向阀电磁铁及第一、第二、第三、第四二位二通电磁换向阀电磁铁通过导线与控制器连接；

所述第一蓄能器和第二蓄能器为皮囊式蓄能器或活塞式蓄能器；两台蓄能器具有不同的初始容积和充气压力，初始容积和充气压力的值根据液压缸两腔容积、L形钩空载上升行程、带载上升行程及上升速度设定。

2.根据权利要求1所述的高位出钢机的势能回收再利用系统，其特征在于：所述液压泵为电子控制的变排量液压泵或定量液压泵。

3.根据权利要求1所述的高位出钢机的势能回收再利用系统，其特征在于：所述三相异步电动机为可变频调速的普通三相异步电动机，在出钢机等待阶段或平移钢坯时，转速为零。

4.一种高位出钢机的势能回收再利用方法，采用权利要求1~3任一项所述的高位出钢机的势能回收再利用系统，其特征在于：通过分阶段控制第三二位二通电磁换向阀、第四二位二通电磁换向阀分别控制第一蓄能器、第二蓄能器油口的导通和关闭，使两台蓄能器按照工况需求分阶段吸收和释放液压能，实现L形钩空载上升阶段、L形钩托举钢坯上升阶段、L形钩带载下降阶段。

5.根据权利要求4所述的高位出钢机的势能回收再利用方法，其特征在于：包括以下过程：

（1）在L形钩带载下降阶段，通过分阶段接通两台蓄能器，充分回收高位势能，从而避免了高压油直接通过节流口回油箱产生的节流损失和由此引起的油液发热；具体操作过程如下：

当L形钩托着钢坯下降时，三位四通电磁换向阀右位得电导通，第一二位二通电磁换向阀、第二二位二通电磁换向阀、第四二位二通电磁换向阀失电关闭，第三二位二通电磁换向阀得电导通，液压缸无杆腔内的液压油通过第五单向阀及第三二位二通电磁换向阀向第一蓄能器充液；当第一蓄能器压力达到设定压力时，第三二位二通电磁换向阀失电关闭，第四二位二通电磁换向阀得电导通，高压油通过第五单向阀及第四二位二通电磁换向阀向第二蓄能器充液，当第二蓄能器也达到设定压力时，第二二位二通电磁换向阀得电导通，多余液压油排回油箱，钢坯下降速度通过调节第一可调节流阀控制；

（2）在L形钩空载上升阶段，控制第一二位二通电磁换向阀、第三二位二通电磁换向阀及第二二位二通电磁换向阀得电导通，使第一蓄能器和液压泵吸油口接通，释放储存的能量，驱动液压缸活塞杆伸出；具体操作如下：

控制三位四通电磁换向阀左位得电导通，第一二位二通电磁换向阀、第二二位二通电磁换向阀、第三二位二通电磁换向阀得电导通，第一蓄能器中储存的高压液压油作为液压油源通过液压泵向液压缸无杆腔供油，由于两端存在压差，第四单向阀关闭；液压缸有杆腔油液通过三位四通电磁换向阀和第二二位二通电磁换向阀回油箱，由于两端压差存在，第五单向阀关闭；液压缸驱动L形钩构件上升，上升速度通过第二可调节流阀控制，当上升到炉门指定高度时，第一蓄能器中储存的势能刚好释放完，恢复初始设定参数，第三二位二通电磁换向阀失电关闭，三位四通电磁换向阀失电中位关闭，L形钩构件高度固定，为出钢做好准备；通过第二可调节流阀控制上升速度；

（3）在L形钩托举钢坯上升阶段，控制第一二位二通电磁换向阀、第二二位二通电磁换向阀和第四二位二通电磁换向阀得电导通，使第二蓄能器和液压泵吸油口接通；具体操作过程如下：

当炉门打开，L形钩在出钢机小车驱动下进入炉内，插入钢坯下，控制三位四通电磁换向阀左位得电导通，第一二位二通电磁换向阀、第二二位二通电磁换向阀、第四二位二通电磁换向阀得电导通，第二蓄能器中储存的高压液压油作为液压油源通过液压泵向液压缸无杆腔供油，由于两端存在压差，第四单向阀关闭；液压缸有杆腔油液通过三位四通电磁换向阀和第二二位二通电磁换向阀回油箱，由于两端压差存在，第五单向阀关闭；液压缸驱动L形钩构件托着钢坯上升，上升速度通过第二可调节流阀控制，当上升到设定高度时，第二蓄能器中储存的势能刚好释放完，第一二位二通电磁换向阀、第二二位二通电磁换向阀、第四二位二通电磁换向阀失电关闭，三位四通电磁换向阀失电中位关闭，L形钩构件高度固定，L形钩托着钢坯在出钢机小车驱动下退出加热炉至炉前辊上方，准备下放钢坯，一个工作循环完成。