(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810234970.6
(22)申请日 2018.03.21
(71)申请人 山东朋海节能科技有限公司
地址 271000 山东省泰安市岱庙东邻訾佛
寺街北
(72)发明人 袁永文 王平吉 冯军
(74)专利代理机构 泰安市诚岳专利代理事务所
(特殊普通合伙) 37267
代理人 邱强
(51)Int.Cl.
F15B 1/02(2006.01)
F15B 13/02(2006.01)
F15B 21/08(2006.01)
F15B 21/14(2006.01)
(54)发明名称加热炉步进梁势能回收液压节能系统(57)摘要本发明提供了一种连加热炉步进梁势能回收液压节能系统，包括液压站液压油箱及泵站、势能回收单元、势能储存单元、液压控制阀台、电气控制系统五个单元组成；势能回收单元包括势能回收液压缸，所述的势能液压缸为两级液压缸结构，第二级液压缸的活塞杆顶头固定在第一级液压缸的GI腔底部；第一级液压缸活塞杆同时兼作第二级液压缸的缸筒，第一级液压缸的大腔G1外接势能存储单元即蓄能器连接，第二级液压缸的无杆腔G3、有杆腔以及第一级液压缸的G2腔通过比例阀与液压阀台连接，对步进梁下降时的势能进行回收，储存在蓄能器中，在下一次的加热 炉上升中加以充分利用。权利要求书1页 说明书5页 附图1页CN 108278225 A 2018.07.13
C N 108278225
A
1.一种连加热炉步进梁势能回收液压节能系统，其特征是：包括液压站液压油箱及泵站、势能回收单元、势能储存单元、液压控制阀台、电气控制系统五个单元组成；液压站液压油箱及泵站主要是储存液压油，提供加热炉上升、前进、下降、后退的动力，势能回收单元用于回收加热炉炉底机械及炉内钢坯自重下降时的势能；势能储存单元主要是采用皮囊蓄能器组，把势能回收单元回收的势能储存起来，以备给加热炉步进梁的上升提供动力；液压控制阀台主要由比例阀、单向阀、插装阀、流量阀等组成，完成液压装置的加速减速功能、势能回收和常规控制的切换功能及位置锁定功能；电气控制系统主要控制液压站电机及各阀门的运行，控制压力信号的采集和处理等功能，势能回收单元包括势能回收液压缸，所述的势能液压缸为两级液压缸结构，第一级液压缸包括有杆腔G2，无杆腔G1，第二级液压缸的活塞杆顶头固定在第一级液压缸的GI腔底部；第一级液压缸活塞杆同时兼作第二级液压缸的缸筒，第一级液压缸的大腔G1外接势能存储单元即蓄能器连接，第二级液压缸的无杆腔G3、有杆腔以及第一级液压缸的G2腔通过比例阀与液压阀台连接。
权 利 要 求 书1/1页CN 108278225 A
加热炉步进梁势能回收液压节能系统
技术领域
[0001]本发明涉及液压设备技术领域，具体为一种利用加热步进梁自重回收势能并合理利用的液压节能系统。
背景技术
[0002]随着轧钢加热技术的进步发展，国内轧钢加热炉80%以上都采用了步进梁式加热炉，即提高了加热能力、降低了燃料消耗，又大大改善了加热质量。但整个炉底机械和钢坯自重的重量达到700吨左右，炉底液压系统设计能力大，大幅增加了步进梁运行的能量消耗，常规的步进式加热炉，钢坯在加热炉内的运行，是通过步进梁的上升、前进、下降、后退的循环来完成的。步进梁的上升是通过升降液压缸，升降液压缸的液压杆伸出举起来完成，下降靠炉底机械及炉内钢坯的自重下降，带动升降液压缸的液压杆缩回，液压油回流加热炉液压站完成。前进和后退由液压系统电机带动液压泵，液压泵输送液压油给平移液压缸伸缩来完成。
[0003]常规的步进式加热炉液压系统设计，是通过几台恒压变量泵来提供流量。由于负载的不均衡，导致液压系统的最大功率只能按照步进梁提升时的最大功率来配置。因此，常规的步进式液压系统的缺点比较明显。
[0004]（1）装机功率大，能耗高。
[0005]（2）步进梁下降时的重力势能回流液压站的过程中，全部转化为热能。导致液压系统发热，只能通过增加冷却器的冷却能力来保持液压系统的温度。
[0006]（3）液压站体积增大。由于泵的数量较多。导致整个油箱及附件加大。
[0007]（4）投资成本上升。
[0008]（5）能量消耗大。
[0009]因此，如何利用回收步进梁产生的势能对于该类液压系统的设计提出新的要求与目标，普通的势能回收装置很难满足。
发明内容
[0010]为解决上述存在的技术问题，本发明特提供了一种势能回收型的液压系统。通过一种特殊结构的液压缸作为势能回收单元，对步进梁下降时的势能进行回收，储存在蓄能器中，在下一次的加热炉上升中加以利用。
[0011]为实现上述发明目的，本发明所采取的技术方案为：
一种加热炉步进梁势能回收液压节能系统，包括液压站液压油箱及泵站、势能回收单元、势能储存单元、液压控制阀台、电气控制系统五个单元组成。液压站液压油箱及泵站主要是储存液压油，提供加热炉上升、前进、下降、后退的动力，势能回收单元用于回收加热炉炉底机械及炉内钢坯自重下降时的势能；势能储存单元主要是采用皮囊蓄能器组，把势能回收单元回收的势能储存起来，以备给加热炉步进梁的上升提供动力；液压控制阀台主要由比例阀、单向阀、插装阀、流量阀等组成，完成液压装置的加速减速功能、势能回收和常规
控制的切换功能及位置锁定功能；电气控制系统主要控制液压站电机及各阀门的运行，控制压力信号的采集和处理等功能，势能回收单元包括势能回收液压缸，所述的势能液压缸采用两级液压缸结构，第一级液压缸的外形尺寸和加热炉原设计的液压缸完全相同，其包括有杆腔G2，无杆腔G1，第二级液压缸的活塞杆顶头固定在第一级液压缸的GI腔底部；第一级液压缸活塞杆同时兼作第二级液压缸的缸筒，第一级液压缸的大腔G1外接势能存储单元即蓄能器连接，第二级液压缸的无杆腔G3、有杆腔以及第一级液压缸的G2腔通过比例阀与液压阀台连接。
[0012]提升步进动梁时，储存在蓄能器的势能进行释放，推动液压油进入势能回收液压缸第一级液压缸的大腔G1，推动第一级活塞杆运动伸出。同时，液压泵站通过液压阀给第二级液压缸的大腔G3提供压力油，作为推动第一级活塞杆伸出的能量补充。这样，活塞杆在G1和G3的共同作用下，使第一级活塞杆伸出，活塞杆带动加热炉步进动梁和钢坯完成上升动作。
[0013]加热炉步进动梁和钢坯下降时，液压泵站给第一级液压缸的小腔G2提供压力油。加热炉步进动梁和钢坯自重向下做落体运动，压缩第一级活塞杆缩回。同时，第一级液压缸的G1腔内的液压油被压缩回蓄能器内把势能存储起来，等待下一次加热炉步进动梁上升使用。
[0014]采用本势能回收单元，能够最大程度的将设备的势能转换成压力能存储起来。液压泵站仅需要提供有限的能量补充。因此，在大幅度节约能源同时，降低了装机功率。[0015]本发明的有益效果为：和传统的液压系统相比。能量回收型加热炉液压系统无论从一次性投资还是长期用成本上，都大大低于传统的加热炉液压系统，同时特殊结构的势能回收单元极大的充分的利用能源，通过两级油缸的方式共同推动步进梁的提升，节能降耗。
附图说明
[0016]图1为本发明系统构架示意图；
图2为势能回收单元液压缸结构示意图。
具体实施方式
[0017]以下结合具体实施例对本发明技术方案进行详细阐述：
一种加热炉步进梁势能回收液压节能系统，包括液压站液压油箱及泵站、势能回收单元、势能储存单元、液压控制阀台、电气控制系统五个单元组成。液压站液压油箱及泵站主要是储存液压油，提供加热炉上升、前进、下降、后退的动力，势能回收单元用于回收加热炉炉底机械及炉内钢坯自重下降时的势能；势能储存单元主要是采用皮囊蓄能器组，把势能回收单元回收的势能储存起来，以备给加热炉步进梁的上升提供动力；液压控制阀台主要由比例阀、单向阀、插装阀、流量阀等组成，完成液压装置的加速减速功能、势能回收和常规控制的切换功能及位置锁定功能；电气控制系统主要控制液压站电机及各阀门的运行，控制压力信号的采集和处理等功能，势能回收单元包括势能回收液压缸，所述的势能液压缸采用两级液压缸结构，第一级液压缸的外形尺寸和加热炉原设计的液压缸完全相同，其包括有杆腔G2，无杆腔G1，第二级液压缸的活塞杆顶头端部固定在第一级液压缸的GI腔底部，
其活塞杆穿过第一级液压缸的活塞并与之滑动连接；第一级液压缸活塞杆内部中空，兼作第二级液压缸的缸筒，第一级液压缸的大腔G1外接势能存储单元即蓄能器连接，第二级液压缸的无杆腔G3、有杆腔以及第一级液压缸的G2腔通过比例阀与液压阀台连接。
[0018]提升步进动梁时，储存在蓄能器的势能进行释放，推动液压油进入势能回收液压缸第一级液压缸的大腔G1，推动第一级活塞杆运动伸出。同时，液压泵站通过液压阀给第二级液压缸的大腔G3提供压力油，作为推动第一级活塞杆伸出的能量补充。这样大缸套小缸的复合式液压缸结构，保证活塞杆在G1和G3的共同作用下，使第一级活塞杆伸出，活塞杆带动加热炉步进动梁和钢坯完成上升动作。
[0019]加热炉步进动梁和钢坯下降时，液压泵站给第一级液压缸的小腔G2提供压力油。加热炉步进动梁和钢坯自重向下做落体运动，压缩第一级活塞杆缩回。同时，第一级液压缸的G1腔内的液压油被压缩回蓄能器内把势能存储起来，等待下一次加热炉步进动梁上升使用。
[0020]和传统的设计相对比。能量回收型加热炉液压系统无论从一次性投资还是长期用成本上，都大大低于传统的加热炉液压系统，同时对于企业节能减排、保护环境、构建节约型社会也有着重要的作用与意义。
[0021]两者的技术参数对比
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