專利名稱：一種適用于不銹鋼拉矯重卷生產(chǎn)線的節(jié)能液壓站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種適用于不銹鋼拉矯重卷生產(chǎn)線的節(jié)能液壓站。
背景技術(shù)：
近年，不銹鋼行業(yè)在我國得到飛速發(fā)展，因其特定生產(chǎn)工藝因數(shù)，造成現(xiàn)有液壓節(jié)能技術(shù)在不銹鋼拉矯重卷生產(chǎn)線中的應(yīng)用效果并不十分理想，液壓系統(tǒng)能量實際利用率僅10％左右，發(fā)展新型液壓節(jié)能技術(shù)具有實際社會意義。
國內(nèi)大型廠家所應(yīng)用的不銹鋼拉矯重卷生產(chǎn)線均為從國外進口成套設(shè)備，該生產(chǎn)線核心設(shè)備為一組高張力矯直機，機組最大矯直張力可達35噸，最高運行速度可達200m/min以上，是專為不銹鋼工藝設(shè)計的設(shè)備，鋼卷生產(chǎn)周期20～90分鐘/卷，平均生產(chǎn)周期約50分鐘/卷。其液壓站一般共用一套，工作泵一般由4臺或4臺以上的變量柱塞工作泵組成，其單泵額定工作流量常選用198～200L/min；系統(tǒng)工作壓力一般為130～140kg/cm2；液壓執(zhí)行元件約50～95件；液壓執(zhí)行元件集中在入口段、焊機及出口段等輔助設(shè)施上。不銹鋼拉矯重卷線液壓站平均有效工作時間僅占其生產(chǎn)線總運行時間約25％，在現(xiàn)行節(jié)能技術(shù)由三相異步電機、變量柱塞泵及其控制系統(tǒng)所組成的節(jié)能泵站中，在系統(tǒng)流量需求為零的情況下，驅(qū)動電機---泵組成的系統(tǒng)空載能耗仍高達電機額定功率的25～40％，平均空載能耗約為額定功率的35％，因此由此現(xiàn)行技術(shù)實際能量利用率僅8～12％，浪費能源巨大，需要進一步進行改造。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種適用于不銹鋼拉矯重卷生產(chǎn)線的節(jié)能液壓站，其結(jié)構(gòu)簡單合理，容易實施改造，節(jié)能效果好。
本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種適用于不銹鋼拉矯重卷生產(chǎn)線的節(jié)能液壓站，其包括有系統(tǒng)油箱、工作泵單元、電控單元，系統(tǒng)油箱經(jīng)過系統(tǒng)輸出管路和工作泵單元去連接液壓系統(tǒng)，電控單元的信號輸出去連接工作泵單元的信號輸入，其特征在于所述的工作泵單元分為主工作泵單元和輔助工作泵單元，輸出管路上連接有壓力檢測單元，壓力檢測單元的信號輸出去連接電控單元的信號輸入，電控單元的信號輸出分別去連接主工作泵單元和輔助工作泵單元的信號輸入。
有益的是，上述的工作泵單元還帶有備用泵單元，備用泵單元的信號輸入去連接電控單元的信號輸出。
有益的是，所述的輸出管路上接有液壓儲能罐組成的液壓儲能站。
有益的是，所述的液壓系統(tǒng)與系統(tǒng)油箱之間接有冷卻過濾單元。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于新型液壓站通過在液壓站中增設(shè)大容量蓄能器，同時變革工作泵組成及運行制度，降低主工作泵的裝機容量且最大限度地減少輔助工作泵的運行時間，從而充分達到節(jié)能降耗目的，其結(jié)構(gòu)簡單合理，容易實施改造，節(jié)能效果好。


圖1是適用于不銹鋼拉矯重卷生產(chǎn)線的節(jié)能液壓站的原理圖；圖2管路改造圖；圖3管路改造圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
如圖所示意，一種適用于不銹鋼拉矯重卷生產(chǎn)線的節(jié)能液壓站，其包括有系統(tǒng)油箱、工作泵單元、電控單元，系統(tǒng)油箱經(jīng)過系統(tǒng)輸出管路和工作泵單元去連接液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)與系統(tǒng)油箱之間接有冷卻過濾單元7，輸出管路上接有液壓儲能罐組成的液壓儲能站5，工作泵單元分為主工作泵單元1和輔助工作泵單元2，同時可以帶有備用泵單元3，輸出管路上連接有壓力檢測單元4，壓力檢測單元4的信號輸出去連接電控單元6的信號輸入，電控單元6的信號輸出分別去連接主工作泵單元1和輔助工作泵單元2的信號輸入以及備用泵單元3的信號輸入。
泵站工作制度的確定。與現(xiàn)有液壓節(jié)能技術(shù)相比，本節(jié)能液壓站的一個顯著特征是泵站工作制度的變化液壓站工作泵單元由主工作泵I和輔助工作泵II組成。主工作泵采用常運行方式；而輔助工作泵置于受控啟動狀態(tài)，其啟、停受控于壓力檢測單元4檢測到的系統(tǒng)壓力信號，僅當系統(tǒng)在特定大流量需求下才參與工作，其運行時間短，節(jié)能效果明顯。除主、輔工作泵外，系統(tǒng)還可設(shè)置在機備用泵III，但不是必需設(shè)備，可根據(jù)實際需求選用。而現(xiàn)行技術(shù)是將液壓站工作泵化分為運行工作泵和備用泵，備用泵常處于自然停機狀態(tài)。
泵站主工作泵所需最低流量確定。根據(jù)國內(nèi)所應(yīng)用的拉矯重卷生產(chǎn)線，經(jīng)計算，其液壓站主工作泵所需配備的最低額定工作流量為150L/min，加上一定容量的液壓蓄能站5可滿足生產(chǎn)實際需求。而目前國內(nèi)拉矯重卷生產(chǎn)線，其液壓站工作泵總裝額定流量為600～800L/min，配套原動機多由3～5臺功率約55KW的電機組成。
主、輔工作泵工作形式的確定。為充分節(jié)能，(見表1)主工作泵I選用(恒壓)變量柱塞泵，數(shù)量可選1～2臺；輔助工作泵II形式不限，建議優(yōu)先選用較大流量變量柱塞泵，數(shù)量1～2臺，備用工作泵III選型同主工作泵，數(shù)量1臺，作為主工作泵I的備機泵。
工作泵流量的確定。為方便節(jié)能改造設(shè)計及實施，液壓站主工作泵I額定容量的選擇給出二種節(jié)能技術(shù)方案，見表1。
表1

單泵制，指主工作泵I選用1臺，每臺泵合適的額定工作流量范圍為150～200L/min；雙泵制，指主工作泵I選用2臺，每臺泵合適的額定工作流量范圍為120～200L/min。驅(qū)動電機功率的確定。與工作泵配套的驅(qū)動電機功率按照公式P=p×q600×k]]>(KW)確定，P為需配備的電機功率，p和q分別為所配備工作泵最大正常工作壓力和額定工作流量，P單位為kg/cm2，q單位為L/min，計算出的匹配電機功率單位為KW；k為匹配系數(shù)，k取1.05～1.50較合理，優(yōu)先取值1.05～1.25，其節(jié)能效果更好。
液壓蓄能站5裝機容量的確定。本新型節(jié)能技術(shù)另外一個顯著特征是在液壓站或主供油壓力管道上配裝大容量的液壓蓄能器，以滿足系統(tǒng)高峰流量需求，根據(jù)計算裝配有效容積240-600L的液壓蓄能站能夠滿足實際需求。
液壓系統(tǒng)主要壓力參數(shù)的確定。系統(tǒng)工作壓力宜選用130～140kg/cm2；根據(jù)計算，系統(tǒng)最低工作壓力在75kg/cm2以上可滿足除開卷機或卷取機旋轉(zhuǎn)油缸以外的液壓回路需求。，蓄能站充氮壓力的確定為使蓄能站獲得高效利用，選擇合適的蓄能站充氮壓力是必要的，一般地，對于130～140kg/cm2液壓系統(tǒng)，液壓蓄能站充氮壓力選用70～100kg/cm2可獲得較高的體積排放比，蓄能站利用效率高，故優(yōu)先選用70～80kg/cm2為最佳方案；系統(tǒng)低壓報警壓力設(shè)定為70～75kg/cm2。
泵站工作制度的確定。有了上述主工作泵I和蓄能站相關(guān)參數(shù)后，還必須在輔助工作泵II的合理配合下，才能達到工作既可靠又高效節(jié)能的目的。因此對工作泵控制程序的改進使之符合主工作泵I采用常運行方式；輔助工作泵II采用間隙工作方式，其啟停受控于壓力檢測單元檢測到的系統(tǒng)壓力信號和電控單元；當檢測單元4檢測到統(tǒng)壓力小于等于85～100kg/cm2時，電控單元6控制輔助工作泵自動啟動，延時4～6秒后自動加載，運行1～5分鐘后自動停泵，或者當檢測單元4檢測到統(tǒng)壓力達到或略低于工作常壓0～5kg/cm2時，電控單元6控制輔助工作泵II停止運行；建議優(yōu)先選用90kg/cm2設(shè)定壓力控制輔助工作泵II的啟動條件，以獲取蓄能器的高效率利用。
系統(tǒng)壓力檢測單元4的構(gòu)成可以是壓力開關(guān)PS01和PS02，也可以是壓力線性傳感器PT。
校核液壓回路。在校核系統(tǒng)所有液壓回路是否滿足最低壓力75kg/cm2的時發(fā)現(xiàn)無法開卷機和卷取機卷筒旋轉(zhuǎn)油缸油壓需求為120kg/cm2的需求，故該回路需要局部單獨改進，改進的方法是在該支線回路上串聯(lián)一件穩(wěn)壓蓄能器組件(詳見附圖2、3)。如圖2所示，在需要穩(wěn)壓支線油路的地方并聯(lián)一件液壓蓄能器，蓄能器的用法有A、B兩種方案。方案A是在支線回路壓力管線上J1處竄聯(lián)一件單向閥，在油缸需要穩(wěn)壓一側(cè)，如圖中的J2處并聯(lián)一件帶安全閥的蓄能器組件；方案B是在油缸需要穩(wěn)壓一側(cè)如圖3中的J處并聯(lián)一件帶安全閥的蓄能器組件，圖中的二位二通電磁換向閥用于配合回路正常工作用，當主電磁閥a端帶電時，電磁閥帶電，蓄能器卸荷，否則，電磁閥不帶電。帶安全閥的穩(wěn)壓回路中，安全閥的設(shè)定壓力為系統(tǒng)最大正常工作壓力上調(diào)10kg/cm2，蓄能器的充氮壓力為70～90kg/cm2。
校核油箱容積和工作液位確定維持系統(tǒng)正常工作所要求的油箱容積應(yīng)在2000L以上。由于液壓站配備了較大容量的蓄能站(器)，油箱正常工作液位在工作泵運轉(zhuǎn)和停止時有較大變化，其油箱油液體積的變化量最大約為0.5V蓄L，注意液位開關(guān)設(shè)定值應(yīng)符合油箱動態(tài)液位和正常補油的需要。
效果檢查某公司引進德國SUNDWING公司不銹鋼拉矯重卷生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線由開卷段、米巴焊機段、堿液脫脂烘干段、組合矯直機段、活套段、卷取機及出口卸卷裝置等基本部分組成；與之配套的液壓站一套。該機組最大生產(chǎn)速度為200m/min，平均生產(chǎn)周期約55分鐘/卷。
其液壓站由4臺變量柱塞泵組成，與之配套電機額定功率為55KW，其中3臺常用，1臺備用，單泵額定流量為198L/min；系統(tǒng)設(shè)定正常工作壓力為14MPa；該液壓系統(tǒng)所帶負載油缸74件，油馬達4件；該液壓站平均電耗為58.3KWh/小時，根據(jù)計算實際能量利用率不足6％。
根據(jù)本文提供的方法，液壓站主工作泵滿足正常工作所需最低額定流量為120L/min，與之配套電機額定功率可選用30KW，考慮是針對現(xiàn)有設(shè)備的改造，為盡量降低一次性投入成本，決定選用原工作泵1#機作為主工作泵，原2#工作泵為輔助工作泵，由新增壓力開關(guān)PS01和PS02和電控部分來控制輔助工作泵的啟動和停止，經(jīng)過這樣改動后實際2#工作泵的工作時間不足原工作時間的1.5％；原3#、4#工作泵改作為主工作泵或輔助工作的備用泵，僅當1#主工泵或2#輔助工作泵出現(xiàn)故障時才投入運行。
根據(jù)本文提供的設(shè)計方法，蓄能站合適的裝機容量范圍為350～600L，優(yōu)先選取400L，取4件120L的液壓蓄能器組成可滿足實際需求，蓄能器充氮壓力設(shè)定為75kg/cm2。
經(jīng)過上述及其它輔助措施實施改造后的液壓站運行穩(wěn)定可靠，主工作實際平均能耗為21.5KWh/小時，平均節(jié)能約36.8KWh/小時，節(jié)能率為63.1％，節(jié)能效果良好。
權(quán)利要求1.一種適用于不銹鋼拉矯重卷生產(chǎn)線的節(jié)能液壓站，其包括有系統(tǒng)油箱、工作泵單元、電控單元，系統(tǒng)油箱經(jīng)過系統(tǒng)輸出管路和工作泵單元去連接液壓系統(tǒng)，電控單元的信號輸出去連接工作泵單元的信號輸入，其特征在于所述的工作泵單元分為主工作泵單元(1)和輔助工作泵單元(2)，輸出管路上連接有壓力檢測單元(4)，壓力檢測單元(4)的信號輸出去連接電控單元(6)的信號輸入，電控單元(6)的信號輸出分別去連接主工作泵單元(1)和輔助工作泵單元(2)的信號輸入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能液壓站，其特征在于所述的工作泵單元還帶有備用泵單元(3)，備用泵單元(3)的信號輸入去連接電控單元(6)的信號輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能液壓站，其特征在于所述的輸出管路上接有液壓儲能罐組成的液壓儲能站(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的節(jié)能液壓站，其特征在于所述的液壓系統(tǒng)與系統(tǒng)油箱之間接有冷卻過濾單元(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的節(jié)能液壓站，其特征在于所述的主工作泵單元(1)中的主工作泵I采用變量柱塞工作泵，輔助工作泵單元(2)中的輔助工作泵II形式不限，備用泵單元(3)中的備用工作泵III根據(jù)實際情況選用。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的節(jié)能液壓站，其特征在于所述的主工作泵I采用單泵，泵的額定工作流量為150～200L/min，或者采用雙泵，泵的額定工作流量為120～200L/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的節(jié)能液壓站，其特征在于所述的輔助工作泵單元(2)中的輔助工作泵額定工作流量選擇150～200L/min。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的節(jié)能液壓站，其特征在于所述的液壓蓄能站(5)的裝機容量范圍為240-600L。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的節(jié)能液壓站，其特征在于所述的壓力檢測單元(4)的構(gòu)成可以是壓力開關(guān)PS01和PS02，也可以是壓力線性傳感器PT。
專利摘要一種適用于不銹鋼拉矯重卷生產(chǎn)線的節(jié)能液壓站，其包括有系統(tǒng)油箱、工作泵單元、電控單元，系統(tǒng)油箱經(jīng)過輸出管路和工作泵單元去連接液壓系統(tǒng)，電控單元的信號輸出去連接工作泵單元的信號輸入，其特征在于所述的工作泵單元分為主工作泵單元和輔助工作泵單元，輸出管路上連接有壓力檢測單元，壓力檢測單元的信號輸出去連接電控單元的信號輸入，電控單元的信號輸出分別去連接主工作泵單元和輔助工作泵單元的信號輸入，其結(jié)構(gòu)簡單合理，容易實施改造，節(jié)能效果好。
文檔編號F15B1/00GK2928293SQ200620105039
公開日2007年8月1日 申請日期2006年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月23日
發(fā)明者何榮志, 張學偉 申請人:寧波寶新不銹鋼有限公司