УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ РОЛИКОВ СЕКЦИЙ РОЛИКОВОЙ ПРОВОДКИ В УСТАНОВКЕ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ Российский патент 2004 года по МПК B22D11/128 B22D11/20 F15B13/02 

Изобретение относится к устройству для гидравлической установки деталей, в частности роликов секций роликовой проводки в установке для непрерывной разливки, содержащему гидравлические цилиндры, каждый из которых разделен поршнем со штоком на полость цилиндра и полость кольцевого цилиндра, причем полости цилиндров соединены поочередно и в противоположных направлениях и одновременно с источником давления и поглотителем давления.

В установках для непрерывной разливки процесс разливки начинается в кристаллизаторе. Из него поверхностно затвердевшая заготовка выходит вертикально, в частях секции роликовой проводки поворачивается с определенным радиусом на 90° и подается к примыкающему, установленному горизонтально правильно-тянущему устройству. Проводка литой заготовки осуществляется с помощью направляющих роликов, устанавливаемых гидравлическими цилиндрами. Тем самым учитываются износ роликов и изменение параметров разливки. Для управления гидравлическими цилиндрами применяются в общем клапаны непрерывного действия; они требуют применения гидравлического масла тонкой очистки по причине их точной припасовки. Затраты, связанные с фильтрованием масла, являются значительными. Кроме того, при использовании гидравлического масла в установках для непрерывной разливки и прокатных станах всегда присутствует опасность возгорания (DЕ 196 27 336 C1, 18.09.1997).

В основу изобретения положена задача создать гидравлическую систему для изменения положения секции роликовой проводки, в которой не предъявляются особые требования к чистоте рабочей жидкости и которая является меньшим источником возникновения возгорания.

Поставленная задача решается посредством того, что в качестве органов управления предусмотрены переключающие клапаны. Переключающие клапаны либо закрыты, либо открыты, в то время как клапаны непрерывного действия могут занимать любое промежуточное положение. Поэтому переключающие клапаны могут работать, не засоряясь, в том числе крупными частицами загрязнений, в то время как возможность открытия отверстия клапана непрерывного действия определяется чистотой рабочей среды, чтобы предотвратить загрязнение седла. Кроме того, золотники переключающих клапанов в противоположность клапанам непрерывного действия не требуют припасовки, так как они центрируются самостоятельно в открытом положении на упоре и в закрытом положении на седле. И вследствие этого требования к чистоте и, кроме того, к смазочным свойствам рабочей жидкости у переключающих клапанов значительно снижены по сравнению с клапанами непрерывного действия. Это означает снижение затрат на фильтрование и использование без затруднений водомасляных эмульсий в качестве рабочей жидкости. Наряду с меньшими затратами, связанными с переключающими клапанами и типом, а также чистотой рабочей жидкости, решающим преимуществом является пожарная безопасность решения согласно изобретению.

Благодаря применению четырех переключающих клапанов с включением по схеме полного моста упрощается управление и требуется меньшая длина гидравлических трубопроводов с соответственно меньшими расходами по монтажу.

Преимуществом является также то, что переключающие клапаны управляются трехпозиционным регулятором. Трехпозиционный регулятор работает только в положениях "Плюс", "Минус" и "Нуль". В положении "Плюс" задействована одна пара переключающих клапанов, в положении "Минус" - другая пара, а в положении "Нуль" обе пары переключающих клапанов обесточены и, следовательно, закрыты. Благодаря этому упрощается конструкция регулятора.

Поскольку переключающие клапаны имеют дроссель, можно осуществить настройку положения поршня без перерегулирования, несмотря на полностью открытые переключающие клапаны.

Преимуществом является также то, что переключающие клапаны управляются широтно-импульсными модуляторами. В то время как с трехпозиционными регуляторами интервал открытия переключающих клапанов изменяется как одно целое, с широтно-импульсными модуляторами число постоянных коротких интервалов открытия переменное (переменное импульсное отношение). Это осуществляется как в трехпозиционном регуляторе посредством дискретных сигналов переключения отдельного электронного блока или посредством программы компьютера. Это оптимизирует импульсное отношение в сторону уменьшения частоты переключения. При широтно-импульсном модуляторе, как и при трехпозиционном регуляторе, управляются всегда одновременно выпускные и впускные переключающие клапаны, так как объему потока в одной полости цилиндра на входе постоянно соответствует равный объем потока на выходе другой полости.

Кроме того, преимуществом является то, что каждый поршень соединительным штоком соединен с датчиком положения, который при превышении верхнего или нижнего предельного значения положения золотника выключает регулятор. Датчики положения обеспечивают замкнутый контур регулирования положения поршня. При этом путем установления гистерезиса допустимого положения поршня верхним и нижним предельными значениями обеспечивается простота конструкции и пуска трехпозиционного регулятора.

Вследствие того, что четыре переключающих клапана объединены в блок переключающих клапанов, создается занимающая мало места, не требующая больших затрат конструкция переключающих клапанов.

Другие признаки изобретения приведены в зависимых пунктах, нижеследующем описании фигур и в чертежах, на которых схематично показаны примеры выполнения изобретения.

На фиг.1 показана электрическая схема включения по мостовой схеме контура гидравлического масла в гидравлическом цилиндре;

на фиг.2 - электрическая схема контура гидравлического масла и управления переключающими клапанами в гидравлическом цилиндре;

на фиг.3 - упрощенная электрическая схема контура гидравлического масла в гидравлическом цилиндре и управления переключающими клапанами в четырех гидравлических цилиндрах части секции роликовой проводки;

на фиг.4 - подобно фиг.3, но с изображением секции роликовой проводки в перспективе.

На фиг.1 показаны включенные по мостовой схеме переключающие клапаны (1a, b, с, d) контура гидравлического масла гидравлического цилиндра (2), объединенные в блок (3) клапанов. Переключающие клапаны (1a, 1b) соединяются в первой точке (4) с поглотителем давления (5), переключающие клапаны (1с, 1d) во второй точке (6) с источником давления (7). Переключающие клапаны (1а, 1с) соединены, кроме того, в третьей точке (8) с полостью (9) цилиндра, а переключающие клапаны (1b, 1d) - в четвертой точке (10) с кольцевой полостью (11) гидравлического цилиндра (2). Полость (9) цилиндра и кольцевая полость (11) цилиндра герметично разделены поршнем (12), который имеет шток (13), выступающий из кольцевой полости (11) цилиндра. На фиг.1 показана очень компактная компоновка блока (3) клапанов, выполненная с меньшим количеством трубопроводов.

На фиг.2 показан блок клапанов с гидравлическим цилиндром (2) и с изображенным упрощенно электрическим блоком управления переключающими клапанами (1а, b, с, d). На фиг.2 показаны также точки (4, 6, 8, 10) для соединения переключающих клапанов (1a, b, с, d) с поглотителем (5) давления и источником давления (7), с полостью (9) цилиндра и кольцевой полостью (11) цилиндра. Поршень (12) соединительным штоком (14) соединен с датчиком (15) положения, который показывает соответствующее положение поршня (12) относительно гидравлического цилиндра (2). Переключающие клапаны (1а, b, с, d) имеют каждый электромагнит (16), который электрическими проводами (17 а, b, с, d) соединен с трехпозиционным регулятором (18) или широтно-импульсным модулятором (19). Трехпозиционный регулятор (18) и широтно-импульсный модулятор (19) выполнены в виде электронного блока или введены в программу компьютера (20). Переключающие клапаны (1а, b, с, d) имеют пружины (21), которые закрывают их при обесточенных электромагнитах (16). Штоки (13) поршней уплотнены сальниками (22), которые служат также опорой для гидравлических цилиндров (2) на одной половине секции роликовой проводки (35, фиг.4). На своем свободном конце они имеют шарнирную головку (23) для соединения с другой половиной секции роликовой проводки (35).

На фиг.3 показана упрощенная электрическая схема контура гидравлического масла и блока управления блоками (3) клапанов для четырех гидравлических цилиндров (2) секции роликовой проводки (35, фиг.4). Таким же образом можно установить правильные машины и пилы. Распределительный шкаф (24) соединен с компьютером (25), программа которого управляет блоками (3) переключающих клапанов с помощью трехпозиционных регуляторов или широтно-импульсных модуляторов. Кроме того, распределительный шкаф (24) имеет сетевую плату (26), центральный процессор (CPU) (27), накопитель (28), интерфейс (29), например устройство сопряжения SSI для соединения с датчиками (15) положения, цифроаналоговый преобразователь или коммутирующий усилитель (30) для сигналов переключающих клапанов, цифровой вход/выход (31) для местной панели управления (32) и для планки с зажимами (33) для присоединения сигналов установки; кроме того, сюда относится сетевой блок (34).

На фиг.4 показано в принципе то же, что и фиг.3, но с секцией (35) роликовой проводки в перспективе. Она имеет ролики (36), между которыми находится отливаемая заготовка (37) и которые имеют опоры (38). Последние устанавливаются гидравлическими цилиндрами (2) и поршнями (12) с помощью штока (13) поршня. В гидравлических трубопроводах между блоками (3) переключающих клапанов и гидравлическими цилиндрами (2) встроены датчики (39) давления для контроля за процессом. Их сигналы собираются с сигналами блока (3) переключающих клапанов в блоке (40) входа и выхода и подаются в цифроаналоговый преобразователь. Сигналы датчика (15) положения подаются в интерфейс (29).

Установка согласно изобретению работает следующим образом: если датчики (15) положения показывают отклонение от заданного положения роликов (36), то при превышении определенного верхнего или нижнего предельного значения заданное значение вновь восстанавливается с помощью трехпозиционного регулятора или широтно-импульсного модулятора путем управления соответствующими переключающими клапанами (1a, b, с, d).

Благодаря применению переключающих клапанов вместо клапанов непрерывного действия можно использовать в качестве рабочей жидкости водомасляную эмульсию, вследствие чего значительно уменьшается опасность возгорания при утечках. Кроме того, можно отказаться от тонкой фильтрации, благодаря чему установка становится дешевле при приобретении и в эксплуатации.

Изобретение относится к устройству для гидравлической установки деталей, в частности роликов части секции роликовой проводки в установке непрерывной разливки. Устройство содержит гидравлические цилиндры, посредством которых устанавливаются детали, в частности ролики. Каждый из гидравлических цилиндров разделен поршнем со штоком на полость цилиндра и кольцевую полость цилиндра. Полости цилиндров выполнены с возможностью соединения посредством органов управления с источником давления и поглотителем давления попеременно и в противоположных направлениях, а также одновременно. В качестве органов управления предусмотрены переключающие клапаны, управляемые трехпозиционным регулятором или широтно-импульсным модулятором. Каждый гидравлический цилиндр может иметь четыре переключающих клапана, соединенных по схеме полного моста и имеющих по дросселю, а также объединенных в блок переключающих клапанов. Технический результат - создание гидравлической системы для изменения положения секций роликовой проводки, в которой не предъявляются особые требования к чистоте рабочей жидкости, обеспечивается возможность использовать водомасляную эмульсию в качестве рабочей жидкости, уменьшается опасность возгорания при утечках, упрощается конструкция устройства и сам процесс управления установкой роликовых секций. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для гидравлической установки деталей, в частности роликов (36) секций (35) роликовой проводки в установке для непрерывной разливки, содержащее гидравлические цилиндры (2), посредством которых устанавливаются детали, в частности ролики (36), причем каждый из гидравлических цилиндров (2) разделен поршнем (12) со штоком (13) поршня на полость (9) цилиндра и кольцевую полость (11) цилиндра, причем полости (9, 11) цилиндров выполнены с возможностью соединения посредством органов управления с источником (7) давления и поглотителем (5) давления попеременно и в противоположных направлениях, а также одновременно, отличающееся тем, что в качестве органов управления предусмотрены переключающие клапаны (1a, b, с, d), управляемые трехпозиционным регулятором или широтно-импульсным модулятором.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый гидравлический цилиндр (2) имеет четыре переключающих клапана (1a, b, c, d), соединенных по схеме полного моста.3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что переключающие клапаны (1а, b, с, d) имеют дроссель.4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что каждый поршень (12) соединен соединительным штоком (14) с датчиком (15) положения, который при превышении верхнего или нижнего заданных значений положения поршня включает регулятор.5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что четыре переключающих клапана (1a, b, с, d) объединены в блок переключающих клапанов.