淺析如何改進防爆型渦街流量計（jì）並大（dà）幅度提升其效率

摘要：防爆（bào）型渦（wō）街流量（liàng）計是超深超大礦井提升係（xì）統（tǒng）不可或缺的裝備（bèi）。 針對防爆型渦街流量計存在的效率低、能耗大及液（yè）壓元件（jiàn）選型不合理等問題進行改進設計。 改進後的液壓係統可實現工（gōng）作效率高、節能降耗，能夠保（bǎo）證防爆型渦街流量計（jì）安全高效工作（zuò），進而保（bǎo）證超深超大礦井整個提升係統安全運行，具有良好的經濟效（xiào）益。
引言
近（jìn）年，隨著特大型礦井（jǐng）建設，現已出現超深井、超大噸（dūn）位載荷工況。 目前 2 km 以下的深豎井大噸位高速提升技術也已列入**科技部重（chóng）點研（yán）究計劃。 在超深超大礦井提升過程中，罐籠的穩定性起著舉（jǔ）足輕重的作用，因（yīn）此防爆型渦街流量計在超深超大（dà）礦井提升係統中尤為重要。 對防爆型渦街流量計而言，其液壓係統是否穩定可靠對（duì）整（zhěng）個裝置的可靠運行起（qǐ）著決定性作用，穩定良好的液壓係統（tǒng）能夠保證防爆型渦街流量計良好工作，進而保證整個提升（shēng）係統工作高效安全。 本文從設計角度出發，通過對其液壓係統進行改（gǎi）進（jìn），旨在（zài）設計（jì）出一套更加穩定可靠的（de）防爆型渦街流量計。
1 原液壓係（xì）統所存在問題的分析（xī）
防爆型（xíng）渦街流量計原液壓係統圖如圖 1 所示。 通過分析圖 1 發現，原液（yè）壓係統（tǒng）中剪叉油缸組、托（tuō）爪（zhǎo）油缸組及鎖爪油缸組並聯安裝（zhuāng），並均由齒輪（lún）泵（bèng）供油（yóu），該係統設計簡單，液壓元件選（xuǎn）擇不夠合理，工作效率低（dī），電機發熱大，主要存在的問（wèn）題：
（1）工作周期長、效率低。 原防（fáng）爆型渦街（jiē）流量計（jì）中，齒輪泵同時對 3 組共 6 個油缸（gāng）進行供油，整個工作時間較長，另外電動機（jī）帶動齒輪泵長時間供油（yóu），造成（chéng）係統發熱（rè）嚴重，故障率高，液（yè）壓係統壽命較短；

（2）由於升降油缸和托、鎖爪油（yóu）缸的（de）工況不同，所需（xū）油壓也（yě）不同，原液壓係統中齒（chǐ）輪泵統（tǒng）一供油，整（zhěng）個工作過程中係統功率消耗大，不夠節能，工（gōng）作電機始終帶載運行，不僅功率損耗大，而且易引（yǐn）起（qǐ）油溫急劇（jù）增加，對整個提升係（xì）統及液壓係統的性（xìng）能和壽命造成惡劣影響；
（3）原液壓（yā）係統（tǒng）中（zhōng）無減振（zhèn）緩（huǎn）衝裝置，在回程（chéng）工作（zuò）過程中衝擊較大，瞬間卸（xiè）荷時（shí）造成很大衝擊，對係統破壞性很大，很容易造成（chéng）係（xì）統泄漏，對密封件要（yào）求很高，匹配不合理；
（4）液壓元件選（xuǎn）型不合理。原液壓係統中選（xuǎn）用 O型機能（néng）換向閥來實現在其行（háng）程的任意位（wèi）置處對油缸組鎖緊，由於滑閥式換向閥的泄漏現象不可避免，僅適用於時間短且要（yào）求（qiú）不高的回路，此鎖緊方式可靠性差。 另（lìng）外本裝置（zhì）安裝於惡劣的礦山環境下，由於缺乏回油過濾器，惡劣的礦山環（huán）境將會對係（xì）統（tǒng）油液（yè）嚴重汙染，加重係統（tǒng）泄漏進而失去保壓功能。
2 防爆型（xíng）渦街流量計改進設計
根據防爆型（xíng）渦街流（liú）量計在整個（gè）提升係（xì）統中的實際工況，對該裝置的液壓係統（tǒng）進行技術改進，運用液壓集成技術，現代節能理念，采用機（jī）電液（yè）一體化（huà）思路，改（gǎi）進設計出的新型液壓係統如（rú）圖 2 所示。

改（gǎi）進後液壓係統工作原理（lǐ）：通過溢（yì）流（liú）閥（fá）調整剪（jiǎn）叉（chā）油缸工（gōng）況所需（xū）壓力，通（tōng）過疊加溢流閥來調整托爪和鎖爪工況所需壓力。 剪叉平台上升（剪叉油缸縮回（huí））或下（xià）降（剪叉油缸伸出）時 0DT 先得電，當剪叉油缸到位後 0DT 失電，大泵供油無壓流回（huí）油箱。 通過電（diàn）磁換向（xiàng）閥 17（1DT 和 2DT 的得失電）來控製剪叉油（yóu）缸的伸出或縮回，通過電（diàn）磁換向閥 18（3DT 和4DT 的得失電）來控製托爪和鎖爪的伸出和縮回。改進後液壓係統的電磁鐵動作順序如表 1 所示。

改進後的液壓係統的優點：
（1）采（cǎi）用雙聯高壓齒輪泵實現係統節能設計。大泵側設置電磁溢流閥，實際工作時，0DT 先得電，當泵的壓力達到電磁溢流閥所設定的壓力後 0DT 失 電。其後續的工況由小泵進行供油，大泵所（suǒ）供的（de）油則無壓流回油箱，實際工況（kuàng）下小泵持續供油，大泵補油，從而大大減少係統發熱量及故障率，提（tí）高了（le）整個（gè）液壓係統的使用壽命；
（2）剪叉（升降）油缸和托、鎖（suǒ）爪油缸的工況不同，其所需油壓也不同，改進後（hòu）的係統對托（tuō）爪和（hé）鎖爪油缸組均配置了疊加式溢流閥，可根據實際工況調整（zhěng）其所需（xū）油壓， 增加整個係統（tǒng）靈活性的同時也大大（dà）降（jiàng）低（dī）整個（gè）係統功耗，體現了節（jiē）能性設計；
（3）在剪叉（chā）（升降）油缸的有杆腔（qiāng）回路中配置平衡閥，有杆腔回油（yóu）時可（kě）通過平衡閥調節其油壓，能夠使整個平台下降過程更加平穩， 避免了由於瞬間卸荷所產生的巨（jù）大衝擊， 使（shǐ）整個係統運（yùn）行（háng）更加穩定可靠，液壓元件匹配更加合理；
（4）係統保壓更可靠。 改進後的係統采用（yòng） Y 型電磁換向閥配合疊加式雙液控單向閥，使係統泄露大大降低，確保了油缸組的保壓功能。單向閥超低的（de）泄漏量也可以大大降低整個係統壓力的衰減率，從而使係統保壓穩定，裝置運行可靠。
3 結語
對防爆型渦街流量計的重要意義進行了闡述，在對其液壓係統的設計缺陷及（jí）存在重大問題進行（háng）分析的基礎（chǔ）上，對罐籠裝置的液壓係統進行了改進設計，提高了產品安全性並降低了能耗。 實踐證明該液壓係統能更好地保證（zhèng）防爆型渦街流量計可靠運行（háng），能夠保證整個提升（shēng）係統良好工作（zuò）。 現場使用情況表（biǎo）明：該（gāi）係統實用性強、穩（wěn）定可靠。 該係統的研發（fā）提高了防爆型渦街流量計的自動化水平，具有良好的經濟效益。

上（shàng）一（yī）篇：關於防爆渦（wō）街流量計在（zài）機車鑄造技術（shù）中的改進措施（shī）及對策

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