ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РЕЖИМА ЭЛЕКТРОДУГОВЫХ ПЕЧЕЙ Советский патент 1972 года по МПК H05B7/156 F27D11/10 F15B15/00 

Известные злектрогидравлические регуляторы электрического режима электродуговых печей с расходуемым электродом, содержащие электрододержатель, гидроцплиндр с плунжером, пасосную установку, электромехаиический преобразователь, соединенный с блоком измерения и сравнения, и редукционный клапан с плунжером, не обладают достаточной точностью регулирования.

Для повышения точности регулирования нлунжер редукционного клапана опнсываемого регулятора вынолнен п виде вран1аю цегося ротора с калиброванным назом, ось которого механически связана с осью приводной турбинки.

На фиг. 1 изображена нринципнальная схема предлагаемого электрогндравлического регулягора; на фиг. 2 - редукционный кланан (в трех видах); па фиг. 3 - управляющий золотник.

По стойке / (см. фиг. 1) с помощью ллупжера 2 гидроцилнпдра 3 перемепи12тся каретка 4 с расходуемым элек1родом 5. От маслоустаповки гидроцнлиндр отделяется трехнознцнонным реверсивным золотником 6 с электроунравлением.

ны. При включенни электромагнита 7 гндроцилнндр сообщается с механизмом быстрого перемещения, нрп включении электромагнита 8 - с механизмом медленного перемещения.

Механнзм быстрого неремещення содержнт насос 9 больщой нронзводптельностн, предохранительный клапан JO для ограничения давления, развиваемого насосом, сливной клапан // с управляющим электромагнитом 12 для перевода насоса в холостой режим работы, обратный кланан 13 для нредотвращепня обратного двпження ж.идкостн, трехнозпцпонньп) реверсивный золотн.пк 14 с электромагннтами 15 и 16 для попеременного соединения цилиндра с насосом и сливом либо для отсоединения цнлиндра от прнвода и дроссель 17 с регулятором для ограничення скоростн опускапия каретки с электродом.

Механнзм медленного перемещения содержит иасос 18 малой нропзводительности, предохранительный кланан 19 для настройки ностоянного давлення, развиваемого насосом, редукцноппый кланап 20 и управляющий золотннк 21 для стабнлизацнп скорости рабочего оиускания при изменении веса электрода, дроссели 22 и 23 для регулирования расхода жидкости, подаваемой для вращенпя -плунжеров редукционного кланана н унравляющедля дозирования расхода жидкости в линии управлеиия управляющего золотника 21.

Насосы 9 и 18 приводятся во вращение асинхронным двигателем 25.

Электрическая схема регулятора упрощенно иредставлеиа следующими узлами.

В цепь электрода включен измерительный элемент 26. Напряжение /7пх, пропорциональное измеренной величине, подается на элемент сравнения 27, где сравнивается с напряженнем сравнения Lpp, задаваемым от задатчика напряже.иия 28. Результат сравнения в виде вььходиого напряжения бных нодается на одну из катуиюк упраиля1ОН1его золотника 21. Напряжеппе от автоматического или ручного задатчика скорости 29 иодается иа вторую катушку управляющего золотника. Переменгюе напряжение t/o небольшой амплитуды для осцилляции nepijoro каскада усиления управляющего золотиика иодается на третью катугпку управляющего золотиика 21. Результпруюи|ий сигнал па катун1ках золотн;п а приводит к определепиому его CMcnicnino и coo6HieiniK) электроду определенной скорости иеремеи1ения.

Работа механизма быстрого переме)цения.

При обесточенных электромагнитах 15 и 16 золотиик 14 занимает пентральное положение, и ускоренного перемеп1,еиия каретки iie происходит. Если при этом катушка электромагиита 12 находится под током, то сливной клапан 11 закрыт, насос 9 развивает давлеппе в соответсгвип с настройкой Нредохрапптельпого клапана 10, и вся рабочая жидкость сливается через клапаи 10 в бак. Пели катуи1ка электромаги гга 12 обесточеиа, клаиаи /) открывается, и рабочая жидкость, паг.петаемая насосом, свободно, без даг,, сливается в бак, т. е. иасос работает вхолостую.

npii включеиии электромагнита 15 иасос 9 сообщается с цилиндром, при включеиин электромагиита 12 происходит ускореиный подъем каретки. При включепии электрома иита 16 цилиидр сообн1ается через дроссель 17 со слнпом, и ироисходпт ускОрепное оиусканне каретки. Когда ие требуется ускоренного нодъема, желател|1на работа насоса 9 вхолостую.

Иногда необходнмо быстрое нопеременное иеремеи1ение электрода вверх и випз (на.иример ири работе на ныаковых нечах в начальный иериод илавки, в процессе расилавления флюсов, когда имеет место дуговой режим). При этом иасос .9 работает под давлением, а золоти,ПК 14 - в режи.ме, и илуижер 2 иодиимается или опускается.

Работа .мехаипзма медленного неремещеиия.

Г1ри1щин стабилизации расхода рабочей }кидкосги, выпускаемой из гидроцилипдра в процессе переплава и опускгшия электрода, заключается в том, что опа вытекает иа слив В бак иоеледовательно через два дроссели)ующих однокромочиых плунжера, первый из которых является редукциоиным клацаном 20 с

иерсменной (точнее автоматически изменяемой) проходной площадью, а второй - управляющим золотником 21 с постоянной (точнее измепяемой от электрической схемы регулировання печи в режиме автоматики либо от автоматического или ручного задатчика скоростей) ироходной площадью.

Для соблюдеппя постояисгва расхода необходимо на yгipanляюи eм золотннке поддерживать HeH3MeHH(jiM переиад давлення, что осуН1,ествляегся с помогцыо 1)едукц11оииого клапана.

Па окисапном ;1Г) jja6oTai(.iT типовые дроссели с регуляг;:1)а,г11, И)1мепяемые в гидроприводах различных .ManiHH. Однако типовые дроссели пе ьрименпмы для автоматичеcKOio регулирования иереме цеиия расходуе.мого электрода, так как оии ие иозволяют стабилизировать весьма малые расходы жидкости, и уставка принятого )асхода в них иропзвод.ится тол1л о вручную.

Для получения малогО расхода необходимо во5можпо больнге уменьшать перепад давления и площадь окна.

Для умепьшепия площади проходное окно выиол1 яется в внде прямоугольного калиброisairiioro паза.

Так как выполнение окна малых размеров технически очень слож1 0, а нногда нрактнчески невозможно, в предлагаемой конструкции иримеияотся пульсируклци расход жидкости.

Редукц1 оииый KJiajiaii (см. 2) состоит из корпуса 30 с заирессовапно в иего гильзой 81, закрытого сверху крьинкой 32, и плуижера 83 с турбнпкой ,-/, ра:меп1.енной в нолости R нижней крыппун 35 и оппраюнхейся чере; подпишпик 36 н.а пружпиу 37, которая устанавливается винтом 38, вворачиваемым в нижнкмо крыгнку 55.

1абочая жидкость .ностуиаег к плунжеру клапана через отверстие а в корпусе, ироточку б п отверстие а в гильзе, а отводится к управляюи1,е.му золоти 1ку 21 через проточку г гильзы II отводящее отверстие д корпуса. Отверстие д через демпфер 39 сообщается с наднлунжерной нолостью /. Па рабочей кромке нлуижера, расположенной между отверстием в и ироточкой г гильзы, имеется нрямоугольный калиброванный наз е небольшой щирииы, который служ1гг окном для нрохода жндкости. Для З1{ач 1тсльиого сп 1жепия сил треиия ири осевом движепии плупжера и ликвидацпи облитерации малого проходного окна нлунжер вы.иолпеи вранииощи.мся. Вращение осуществляется с ..ью турбиики 34 с двумя радиальными трубками, имеющими тангенциальные нротивоиоложио на правленные отверстия ж. Рабочая жидкость подается к трубкам турбинки через отверстие з корпуса, проточку и гильзы, радиальиые к и осевое л отверстия плунжера. Пройдя турбинку, жидкость через отверстие л направляется на слив в бак.

усилий: от давления жидкости в полости Г и от пружины 37. Малая жесткость пружины, сравнительно больигай диаметр плунжера и незначительные силы трения при осевом движении плунжера, являрощиеся результатом его вращения, .позволяют поддерживать на подводе к управляющему золотнику 21 низкое давление.

Вследствие того, что илунжер редукционного канала вращается и что жидкость к нему подводится не через расточку в гильзе, а непосредственно по радиальному отверстию в, протекание жидкости из отверстия в к проточке г происходит только при совмещении паза е с отверстие.м в, т. е. является пульсирующим. За каждый оборот плунжера совершается один нульс рас.хода жидкости. Таким образом, частоту пульсов .можно регулировать изменением скорости вращения ллунжера с .помощью дросселя 22. Применение пульсирующего расхода ж,идкости равносильно уменьшению площади окна.

Управляющий золотник (см. фиг. 3) аналогично редукционному клапаиу состоит из .корпуса 40 с запрессованной в него гильзой 41 и плунжера 42 с турбинкой 43, -размещенной в полости Д нижней крышки 44 и опирающейся через подшипник 45 на пружину 46, которая устанавливается поджимным винтом 47, вворачиваемым в нижнюю крышку 44.

Для управления перемеи ением плунжера в верхней крышке 48 золотника смонтирован игольчатый клапан. Между корпусом и верхней крыщкой размещена диафрагма 49, а во втулке 50 перемещается игла 51 игольчатого клапана.

Перемещение иглы осуществляется от электромеханического иреобразователя, который состоит из электрических катушек 52 и якоря 53, центрирующ.егося в зазоре магнитонровода плоскими пружииами 5 и 55 и жестко связанного с иглой.

Плунжер 42 перемещается под действием разности противополол но направленных осевых усилий: от давлеиия жидкости в камере управления 56 и от пружины 46.

Для управления плунжером 42 в камеру 56 через отверстие м подается рабочая жидкость с постоянным расходом. Пройдя через зазор между иглой 51 и отверстием в диафраг.ме 49, жидкость нанравляется на слив в бак через отвбрстие н.

При изменении тока в катушках электромеханического преобразователя якорь 53 сов.местно с иглой 51 перемещается, изменяется зазор между концом иглы и отверстием в диафрагме, благодаря чему давление в камере 56 изменяется, и плунжер иеремещается в том или ином иаправлении.

Для уменьшения влияния сил трения игле сообщаются осциллирующее двнжен 1е в осеБо.м иаиравлеипи с помощью тока промышленной частоты и амплитудой, равной 0,05-0,10 на.ибольшего тока цепи управления.

Вращение плунжера осуществляется с помощью турбинки 43 с отверстиями о, аналогичиой оиисаниой. Рабочая жидкость подводится к турбиике через отверстие п корпуса, проточку р гильзы, радиальные с и осевое г отверстия плуижера. Пройдя турбинку, жидкость через ироточку р направляется на слив

в бак.

Рабочая жидкость поступает к илунжеру золотннка от редукционного клапана через отверстне у в корпусе, ироточку ф в гильзе, а отводится иа слив через ироточку л гильзы и

отверстие л корпуса. На рабочей кромке нлуижера,, расположенной между проточками ф и X гильзы, имеется прямоугольный калиброваиный паз ц небольшой ширииы, который служи г окном .для ирохода н идкостн.

Для осушествлення подъема электрода с рабочей (малой) скоростью плунжер снабжен еще одной рабочей кромкой. Рабочая жидкость поступает от насоса к проходному окну ш нлунжера через отверстие щ корпуса

и ироточку э г 1льзы, а выходит к цилиндру через ироточку ю гильзы и отверстие я кориуса.

Плунжер 42 управляющего золотника выполнен с положительным перекрытием, т. е.

может быть открыто одно окно - ц или ш. В первом случае происходит опускание электрода путем выпуска жидкости па слив через редукционный клапан и управляющий золот 1ик. Во втором случае происходит подъем

электрода путе.м подвода рабочей жидкости от насоса 18 к цилиндру через управляющий золотник, минуя редукционный клапан 20.

Предмет и з о б р е т е и и я

Электрогидравлический регулятор электрического режима электродуговых печей с расходуемым электродом, содержащий электрододержатель, гндроцилиидр с плунжером, насосную установку, электромеханический преобразователь, соединенный с блоком измерения и сравнения, п редукционный клапан с плунжером, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, илунжер редукционного клапана выполнен в виде вращающегося ротора с калиброванным пазом, ось которого механически связана с осью приводной турбиики.