您好,欢迎您!

官方微信|加入收藏|联系我们|

蒸汽流量计

产品中心

联系我们

浅析如何改进蒸汽流量计并大幅度提升其效率

来源:作者:发表时间:2019-11-28

    摘 要: 蒸汽流量计是超深超大矿井提升系统不可或缺的装备。 针对蒸汽流量计存在的效率低、能耗大及液压元件选型不合理等问题进行改进设计。 改进后的液压系统可实现工作效率高、节能降耗,能够保证蒸汽流量计安全高效工作,进而保证超深超大矿井整个提升系统安全运行,具有良好的经济效益。

    引言
    近年,随着特大型矿井建设,现已出现超深井、超大吨位载荷工况。 目前 2 km 以下的深竖井大吨位高速提升技术也已列入国家科技部重点研究计划。 在超深超大矿井提升过程中,罐笼的稳定性起着举足轻重的作用,因此蒸汽流量计在超深超大矿井提升系统中尤为重要。 对蒸汽流量计而言,其液压系统是否稳定可靠对整个装置的可靠运行起着决定性作用,稳定良好的液压系统能够保证蒸汽流量计良好工作,进而保证整个提升系统工作高效安全。 本文从设计角度出发,通过对其液压系统进行改进,旨在设计出一套更加稳定可靠的蒸汽流量计。
 
    1 原液压系统所存在问题的分析
    蒸汽流量计原液压系统图如图 1 所示。 通过分析图 1 发现,原液压系统中剪叉油缸组、托爪油缸组及锁爪油缸组并联安装,并均由齿轮泵供油,该系统设计简单,液压元件选择不够合理,工作效率低,电机发热大,主要存在的问题:

    (1)工作周期长、效率低。 原蒸汽流量计中,齿轮泵同时对 3 组共 6 个油缸进行供油,整个工作时间较长,另外电动机带动齿轮泵长时间供油,造成系统发热严重,故障率高,液压系统寿命较短;

 

1.jpg

    (2)由于升降油缸和托、锁爪油缸的工况不同,所需油压也不同,原液压系统中齿轮泵统一供油,整个工作过程中系统功率消耗大,不够节能,工作电机始终带载运行,不仅功率损耗大,而且易引起油温急剧增加,对整个提升系统及液压系统的性能和寿命造成恶劣影响;

   (3)原液压系统中无减振缓冲装置,在回程工作过程中冲击较大,瞬间卸荷时造成很大冲击,对系统破坏性很大,很容易造成系统泄漏,对密封件要求很高,匹配不合理;

    (4)液压元件选型不合理。原液压系统中选用 O型机能换向阀来实现在其行程的任意位置处对油缸组锁紧,由于滑阀式换向阀的泄漏现象不可避免,仅适用于时间短且要求不高的回路,此锁紧方式可靠性差。 另外本装置安装于恶劣的矿山环境下,由于缺乏回油过滤器,恶劣的矿山环境将会对系统油液严重污染,加重系统泄漏进而失去保压功能。

    2 蒸汽流量计改进设计
    根据蒸汽流量计在整个提升系统中的实际工况,对该装置的液压系统进行技术改进,运用液压集成技术,现代节能理念,采用机电液一体化思路,改进设计出的新型液压系统如图 2 所示。

 

2.jpg

    改进后液压系统工作原理:通过溢流阀调整剪叉油缸工况所需压力,通过叠加溢流阀来调整托爪和锁爪工况所需压力。 剪叉平台上升(剪叉油缸缩回)或下降(剪叉油缸伸出)时 0DT 先得电,当剪叉油缸到位后 0DT 失电,大泵供油无压流回油箱。 通过电磁换向阀 17(1DT 和 2DT 的得失电)来控制剪叉油缸的伸出或缩回,通过电磁换向阀 18(3DT 和4DT 的得失电)来控制托爪和锁爪的伸出和缩回。改进后液压系统的电磁铁动作顺序如表 1 所示。

 

3.jpg

    改进后的液压系统的优点:
    (1)采用双联高压齿轮泵实现系统节能设计。大泵侧设置电磁溢流阀,实际工作时,0DT 先得电,当泵的压力达到电磁溢流阀所设定的压力后 0DT 失 电。其后续的工况由小泵进行供油,大泵所供的油则无压流回油箱,实际工况下小泵持续供油,大泵补油,从而大大减少系统发热量及故障率,提高了整个液压系统的使用寿命;

    (2)剪叉(升降)油缸和托、锁爪油缸的工况不同,其所需油压也不同,改进后的系统对托爪和锁爪油缸组均配置了叠加式溢流阀,可根据实际工况调整其所需油压, 增加整个系统灵活性的同时也大大降低整个系统功耗,体现了节能性设计;

    (3)在剪叉(升降)油缸的有杆腔回路中配置平衡阀,有杆腔回油时可通过平衡阀调节其油压,能够使整个平台下降过程更加平稳, 避免了由于瞬间卸荷所产生的巨大冲击, 使整个系统运行更加稳定可靠,液压元件匹配更加合理;

    (4)系统保压更可靠。 改进后的系统采用 Y 型电磁换向阀配合叠加式双液控单向阀,使系统泄露大大降低,确保了油缸组的保压功能。单向阀超低的泄漏量也可以大大降低整个系统压力的衰减率,从而使系统保压稳定,装置运行可靠。

    3 结语
    对蒸汽流量计的重要意义进行了阐述,在对其液压系统的设计缺陷及存在重大问题进行分析的基础上,对罐笼装置的液压系统进行了改进设计,提高了产品安全性并降低了能耗。 实践证明该液压系统能更好地保证蒸汽流量计可靠运行,能够保证整个提升系统良好工作。 现场使用情况表明:该系统实用性强、稳定可靠。 该系统的研发提高了蒸汽流量计的自动化水平,具有良好的经济效益。