組合緊湊型高效節能電控氣動電解鋁打殼系統的製作方法
2023-07-12 06:28:11 1
專利名稱：組合緊湊型高效節能電控氣動電解鋁打殼系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電解鋁打殼控制方法與系統，尤其是通過對打殼氣缸的工作模式進行選擇及對活塞杆的運動速度進行調節的打殼控制系統。
背景技術：
目前國內鋁行業採用電解鋁液生產鋁。打殼(下)料系統是生產電解鋁的關鍵設備，它由電腦、PLC等自動控制打殼下料之間的協調、配合，完成電解鋁的正常生產。自電解鋁設備投產使用以來，一直存在著由於打殼錘頭下伸過程慣性過大，導致氣缸活塞不能迅速返回，錘頭浸泡在鋁液中並且浸泡時間過長的問題，這直接影響了鋁液的純度、電解鋁設備的工作性能、產品的質量和生產成本，同時排除大量氧化物，不能達到環保的目標。電解鋁打殼控制系統是電解鋁打殼(下)料系統中的重要裝置，如CN200710077602公開了電解鋁打殼系統的打殼頭裝置，它包括打殼頭、外活塞杆，以及與打殼氣缸連接的滑板，滑板固定 在外活塞杆上；在打殼頭上設置有帶內螺紋的連接孔，在外活塞杆的表面設有外螺紋，外活塞杆通過外螺紋旋入在連接孔中，與打殼頭連接在一起。但未涉及該控制系統對氣缸的工作模式的控制。電解鋁行業中打殼缸的耗氣量對整個工廠能耗的影響至關重要，有效的降低打殼缸壓縮空氣的能耗、提高打殼缸的壓縮空氣使用效率以及減少電能消耗是解決電解鋁行業壓縮氣體節能的有效途徑。由於電解槽車間存在大量的氧化鋁粉塵，部分粉塵會附著在打殼缸的活塞杆上，打殼氣缸在長期的作動過程中使吸附在活塞杆上的粉塵與缸體密封圈摩擦，導致缸體內部洩漏嚴重；打殼缸供氣管路中壓力損失比較嚴重，同時氣缸每次動作排出的氣體能耗太大，可以考慮氣缸有杆腔排出的氣體再利用。
實用新型內容本實用新型目的是，提出一種組合緊湊型高效節能電控氣動電解鋁打殼系統，將氣源進氣口、兩個電磁換向閥集成在一起，組成氣缸活塞杆的工作模式控制系統。本實用新型技術方案是組合緊湊型高效節能電控氣動電解鋁打殼系統的控制裝置，包括氣源進氣口、第一和第二兩個電磁換向閥，氣源進氣口通過兩個電磁換向閥的通路，再連接控制裝置上兩個出口(出氣口)，控制裝置上的兩個出口分別連接氣缸的有杆腔和無杆腔；氣源進氣口接第一電磁換向閥的進口，第一電磁換向閥在開通時出口接氣缸的無杆腔且有杆腔進氣與氣源進氣口關斷，有杆腔排出氣體的出口也接入氣缸的無杆腔內；第一電磁換向閥線圈斷電關斷時，有杆腔進氣與氣源進氣口連通，第二電磁換向閥開通的是連接有杆腔快速向空氣中排氣的通道。以上電解鋁打殼系統均安裝在金屬閥塊上。組合緊湊型高效節能電控氣動電解鋁打殼系統的控制方法，其特徵是集成了氣源進氣口、第一和第二兩個電磁換向閥，氣源進氣口通過兩個電磁換向閥的通路，再連接控制系統上兩個出口，控制系統上的兩個出口分別連接氣缸的有杆腔和無杆腔；控制方法使進氣口通氣，首先採用節能模式，給第一電磁換向閥線圈通電，第一電磁換向閥閥芯動作，氣缸的無杆腔進氣，有杆腔排出的氣體也進入無杆腔內或外部空間，活塞杆下行；擊穿鋁殼後，閥I線圈斷電關斷，有杆腔進氣，氣缸回程，活塞杆立即返回，實現快退。若錘頭無法擊穿鋁殼，鋁殼處的傳感器未有信號返回，則電磁換向閥線圈斷電使活塞杆返回，再使第一電磁換向閥線圈與第二電磁換向閥線圈同時通電，則採用傳統模式閥與閥的閥芯同時動作，氣缸的無杆腔進氣的同時，有杆腔快速向空氣中排氣，招殼擊穿後第一電磁閥與第二電磁閥線圈同時斷電，活塞杆返回；電磁換向閥線圈通電控制氣缸動作選擇傳統模式，即非節能模式。本實用新型的改進是下一次打殼的氣缸動作還是採用節能模式，只有在節能模式下無法工作時才採用傳統模式。在節能模式下工作時，有杆腔氣體不直接排到空氣，實現氣體能源的再利用。綜上所述是集成了氣源進氣口、兩個電磁換向閥的打殼控制系統的結構和各個 部件的作用。本實用新型的有益效果是本實用新型組合緊湊型高效節能電控氣動電解鋁打殼系統，通過改進現有電解鋁設備電氣動系統，來解決活塞杆伸出過程中慣性大，活塞杆返回滯後，返回速度過慢，打殼錘頭在鋁液中浸泡時間過長以及氣能、電能消耗大等問題，將兩個電磁換向閥集成在一起，安裝簡單，節約傳統模式下被排出的氣體能源。該組合緊湊型高效節能電控氣動電解鋁打殼系統安裝在電解槽的打殼氣缸主氣控迴路上，用來控制每個打殼氣缸的動作並選擇工作模式。投資回收期短，由於本實用新型節能效率高，且針對性強，一般情況下，投資回收期在半年以內。節能效果明顯通過某鋁業的現場實際實驗跟蹤測試，完全不會影響打殼缸的打殼效果要求。適用行業專為電解鋁行業的打殼缸設計，實現了打殼缸的氣路控制。大多數情況下電解鋁打殼可以控制在節能模式下工作，經實測本組合緊湊型高效節能電控氣動電解鋁打殼系統可節約50%的氣體能源，減小空壓機的使用，節約電能。此閥島系統具有高效節能、高度集成、環保減排、體積小、安裝使用方便、經濟實用、效果顯著、維護簡單等優點，可以通過計算機、PLC可編程序控制系統等自動控制，使氣缸實現不同的運動模式，滿足實際工況。
圖I控制系統裝配圖，圖2為圖控制系統裝配圖的後視車圖，圖3為圖I控制系統裝配圖的俯視圖。
具體實施方式
如圖所示，1一消音器(2個)、2—第一電磁閥銜鐵、3—第一電磁閥I線圈 4一進氣口管接頭、5 —閥體、6—第二電磁閥銜鐵、7—第二電磁閥線圈、8—底座。得到組合緊湊型高效節能電控氣動電解鋁打殼系統的控制裝置，包括氣源進氣口、第一和第二兩個電磁換向閥，氣源進氣口通過兩個電磁換向閥的通路，再連接控制裝置上兩個出口(出氣口)，控制裝置上的兩個出口分別連接氣缸的有杆腔和無杆腔；氣源進氣口接第一電磁換向閥的進口，第一電磁換向閥在開通時出口接氣缸的無杆腔且有杆腔進氣與氣源進氣口關斷，有杆腔排出氣體的出口也接入氣缸的無杆腔內；第一電磁換向閥線圈斷電關斷時，有杆腔進氣與氣源進氣口連通，第二電磁換向閥開通的是連接有杆腔快速向空氣中排氣的通道。有杆腔排氣至無杆腔或空氣中至少設有節流閥，控制有杆腔排氣速度。以上電解鋁打殼系統均安裝在金屬閥塊上。組合緊湊型高效節能電控氣動電解鋁打殼系統的控制方法，集成了氣源進氣口、兩個電磁換向閥，氣源進氣口通過兩個電磁換向閥的通路，再連接控制系統上兩個出口，控制系統上的兩個出口分別連接氣缸的有杆腔和無杆腔；控制方法使進氣口通氣，首先採用節能模式，給電磁換向第一閥線圈通電，第一閥閥芯動作，氣缸的無杆腔進氣，有杆腔排出的氣體也進入無杆腔內，活塞杆下行；擊穿鋁殼後(錘頭與鋁液接觸會給傳感器以相應的信號)，第一電磁換向閥線圈斷電關斷，有杆腔進氣，氣缸回程，活塞杆立即返回，實現快退。本實用新型設有節流閥控制有杆腔排氣速度。即有杆腔排氣至或空氣中至少設有 節流閥，控制有杆腔排氣速度。若錘頭無法擊穿鋁殼，鋁殼處的傳感器未有錘頭與鋁液接觸信號返回，則電磁換向閥線圈斷電使活塞杆返回，再使電磁換向閥線圈與第二電磁換向閥線圈同時通電，則採用傳統模式閥與第二閥的閥芯同時動作，氣缸的無杆腔進氣的同時，有杆腔快速向空氣中排氣，鋁殼擊穿後第一閥與第二閥線圈同時斷電，活塞杆返回；電磁換向閥2線圈通電控制氣缸動作選擇傳統模式，即非節能模式。本實用新型組合緊湊型高效節能電控氣動電解鋁打殼系統用於電解鋁生產設備的電氣動迴路，安裝在氣缸缸蓋上。組合緊湊型高效節能電控氣動電解鋁打殼系統主材為鋁，通過加工中心和數控車床加工，安裝在與之配套的氣缸缸蓋上，採用內六角螺釘固定。打殼控制系統安裝在打殼缸的氣控迴路上，通過採用特殊結構對打殼缸動作時耗氣量進行合理的匹配控制和利用，對氣源重複利用，使打殼缸的用氣效率達到最大。節省下來的壓縮空氣，重複進入無杆腔，節能效果在50%左右。通過實際的實驗證明該節氣閥在打殼缸動作過程中對壓縮空氣耗氣量的節能效果明顯，安裝方便，且不影響電解鋁打殼的工藝要求。
權利要求1.組合緊湊型高效節能電控氣動電解鋁打殼系統，其特徵是包括氣源進氣口、第一和第二兩個電磁換向閥、打殼系統氣缸的有杆腔和無杆腔和金屬閥塊，氣源進氣口通過兩個電磁換向閥的通路，再連接控制裝置上兩個出口，控制裝置上的兩個出口分別連接氣缸的有杆腔和無杆腔；氣源進氣口接第一電磁換向閥的進口，第一電磁換向閥在開通時出口接氣缸的無杆腔且有杆腔進氣與氣源進氣口關斷，有杆腔排出氣體的出口也接入氣缸的無杆腔內；以上氣源進氣口、第一和第二兩個電磁換向閥和打殼系統氣缸的有杆腔均安裝在金屬閥塊上。
2.根據權利要求I所述的組合緊湊型高效節能電控氣動電解鋁打殼系統，其特徵是有杆腔至無杆腔之間設有節流閥。
專利摘要組合緊湊型高效節能電控氣動電解鋁打殼系統，包括氣源進氣口、第一和第二兩個電磁換向閥、打殼系統氣缸的有杆腔和無杆腔和金屬閥塊，氣源進氣口通過兩個電磁換向閥的通路，再連接控制裝置上兩個出口，控制裝置上的兩個出口分別連接氣缸的有杆腔和無杆腔；氣源進氣口接第一電磁換向閥的進口，第一電磁換向閥在開通時出口接氣缸的無杆腔且有杆腔進氣與氣源進氣口關斷，有杆腔排出氣體的出口也接入氣缸的無杆腔內；以上電解鋁打殼控制裝置均安裝在金屬閥塊上；第一電磁換向閥線圈通電，第一電磁換向閥閥芯動作，氣缸的無杆腔進氣，有杆腔排出的氣體，活塞杆下行。
文檔編號C25C3/14GK202595291SQ20122011678
公開日2012年12月12日 申請日期2012年3月26日 優先權日2012年3月26日
發明者高佩川 申請人:高佩川