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膨化机出料控制方法与液压控制系统

申请号 CN202311863191.X 申请日 2023-12-29 公开(公告)号 CN117803615A 公开(公告)日 2024-04-02
申请人 江苏丰尚智能科技有限公司; 发明人 刘雄伟; 李厚柱;
摘要 本 发明 属于膨化机出料控制技术领域。膨化机出料控制方法,所述膨化机的出料模头与 液压缸 的 活塞 杆相连接;所述出料控制方法,包括:检测膨化机主 电流 ;当检测主电流值位于主电流设定范围值外,控制液压缸的 活塞杆 缩回或伸出,控制出料模头远离或靠近出料环,使得出料模头与出料环之间环隙增大或减小;当检测主电流值位于主电流设定范围值内,检测液压缸的无杆腔的压 力 值是否在压力设定范围值内,当检测压力值位于压力设定范围值外,控制液压缸的活塞杆伸出或缩回,使得出料模头靠近或远离出料环。本发明用以解决进入膨化机物料流量不恒定导致物料膨化效果不均匀、不稳定的技术问题。本发明还公开了一种实现上述控制方法的液压控制系统。
权利要求

1.膨化机出料控制方法,其特征是,所述膨化机包括:
膨化腔,
出料装置,设置在所述膨化腔的出料端,所述出料装置包括相配合的出料环、出料模头、液压缸;所述出料环设置在所述膨化腔上;所述出料模头与所述液压缸的活塞杆相连接;液压缸,包括有杆腔、无杆腔;所述液压缸用于控制所述出料模头远离或靠近所述出料环;
所述出料控制方法,包括:
检测膨化机主电流
当检测主电流值位于主电流设定范围值外,控制液压缸的活塞杆缩回或伸出,控制出料模头远离或靠近出料环,使得出料模头与出料环之间环隙增大或减小;
当检测主电流值位于主电流设定范围值内,检测液压缸的无杆腔的压值是否在压力设定范围值内,当检测压力值位于压力设定范围值外,控制液压缸的活塞杆伸出或缩回,使得出料模头靠近或远离出料环。
2.根据权利要求1所述的膨化机出料控制方法,其特征是,所述检测膨化机主电流,当检测主电流值位于主电流设定值外,控制液压缸的活塞杆缩回或伸出,控制出料模头远离或靠近出料环,使得出料模头与出料环之间环隙增大或减小,包括:
设定膨化机主电流范围,即主电流设定范围值;
检测运行中的膨化机主电流,得到检测主电流值;
当检测主电流值超过主电流设定范围值,控制液压缸的活塞杆缩回,控制出料模头远离出料环,使得出料模头与出料环之间环隙增大,至膨化机主电流位于主电流设定范围值内;
当检测主电流值小于主电流设定范围值,控制液压缸的活塞杆伸出,控制出料模头靠近出料环,出料模头与出料环之间环隙减小,至膨化机主电流位于主电流设定范围值内。
3.根据权利要求1所述的膨化机出料控制方法,其特征是,所述检测膨化机主电流,当检测主电流值位于主电流设定值外,控制液压缸的活塞杆缩回或伸出,控制出料模头远离或靠近出料环,使得出料模头与出料环之间环隙增大或减小,包括:
设定膨化机主电流范围,即主电流设定范围值;
检测运行中的膨化机主电流,得到检测主电流值;
当检测主电流值超过主电流设定范围值,控制液压缸的活塞杆缩回,控制出料模头远离出料环,使得出料模头与出料环之间环隙增大,保持出料模头远离出料环,直至膨化机主电流低于主电流设定值范围;
随后控制液压缸的活塞杆伸出,控制出料模头靠近出料环,出料模头与出料环之间环隙减小,至膨化机主电流位于主电流设定范围值内。
4.根据权利要求1所述的膨化机出料控制方法,其特征是,所述当检测主电流值位于设定主电流内,检测液压缸的无杆腔的压力值是否在压力设定范围值内,当压力值位于设定范围值外,控制控制液压缸的活塞杆伸出或缩回,使得出料模头靠近或远离出料环,包括:
设定液压缸的无杆腔的压力值范围,即压力设定范围值,所述压力设定范围值为两设定压力值之间,即F设=[fmix,fmax];
检测液压缸的无杆腔压力值,即检测压力值f测;
检测压力值f测若小于fmix,则控制液压缸的活塞杆伸出;
检测压力值f测若大于fmax,则控制液压缸的活塞杆缩回,直至检测压力值位于压力设定范围值内,停止控制液压缸的活塞杆。
5.根据权利要求1所述的膨化机出料控制方法,其特征是,所述当检测主电流值位于设定主电流内,检测液压缸的无杆腔的压力值是否在压力设定范围值内,当压力值位于设定范围值外,控制控制液压缸的活塞杆伸出或缩回,使得出料模头靠近或远离出料环,包括:
设定液压缸无杆腔的压力值范围,即压力设定范围值,所述压力设定范围值为大于或大于等于设定压力值,F设=[f1,+∞)或者F设=(f1,+∞);
检测液压缸的无杆腔压力值,即检测压力值f测;
检测压力值f测若不位于压力设定范围值内,即 则控制液压缸的活塞杆伸出,直至f测∈F设,停止控制液压缸的活塞杆。
6.根据权利要求1所述的膨化机出料控制方法,其特征是,所述控制方法还包括:
当检测到膨化机断电或停电时,控制液压缸的活塞杆缩回,控制出料模头远离出料环,膨化机运行排出所述出料模头前残留物料。
7.实现根据权利要求1‑6任一项所述的膨化机出料控制方法的液压控制系统,其特征是,所述液压控制系统包括:
油箱;
,与电动机相连接;所述油泵的出口经由溢流与油箱相连接;
三位电磁换向阀,用于控制所述液压缸的伸出与缩回,所述三位电磁换向阀的P口与所述油泵的出口相连接,所述三位电磁换向阀的T口接油箱,所述三位电磁换向阀的A口与所述液压缸的无杆腔相连接,所述三位电磁换向阀的B口与液压缸的有杆腔相连接;所述三位电磁换向阀的A口的出口设置有液控单向阀,液控单向阀的出口连接油箱;
二位电磁换向阀,用于断电时所述液压缸的换向,给所述液压缸的有杆腔提供压力油;
所述二位电磁换向阀的出口经由单向阀一与所述液压缸的有杆腔相连接,所述单向阀一的入口与所述液控单向阀的液控口相连接,所述单向阀一用于防止油反向流动;所述二位电磁换向阀的入口经由单向阀二与所述油泵的出口相连接;
压力传感器,设置在所述三位电磁换向阀的A口出口,用于采集所述液压缸的无杆腔压力;控制机构,分别与所述液压缸、所述油泵、所述电动机、所述三位电磁换向阀、所述二位电磁换向阀、所述压力传感器相连接。
8.根据权利要求7所述的液压控制系统,其特征是,所述三位电磁换向阀的A口上设置安全阀,安全阀的出口与所述油箱相连接;所述安全阀与所述控制机构相连接。
9.根据权利要求7所述的液压控制系统,其特征是,所述液压控制系统还包括蓄能器,用于给所述液压控制系统提供应急动力源。
10.根据权利要求9所述的液压控制系统,其特征是,所述油泵的出口经由单向阀二与所述蓄能器相连接;所述蓄能器经由截止阀与所述二位电磁换向阀的入口相连接;所述截止阀用于手动控制油路的通断。
11.根据权利要求7所述的液压控制系统,其特征是,所述液压控制系统还包括冷却器,所述溢流阀的出口经由冷却器与所述油箱相连接;所述冷却器用于给所述压力油降温;所述冷却器与所述控制机构相连接。
12.根据权利要求7所述的液压控制系统,其特征是,所述油泵的出口设置管路过滤器,用于过滤管路中杂质。
13.根据权利要求7所述的液压控制系统,其特征是,所述油泵的入口设置吸油过滤器,用于防止污物吸入所述油泵。
14.根据权利要求7所述的液压控制系统,其特征是,所述油泵的出口管路上设置压力表、压力表开关,所述压力表与所述控制机构相连接。
15.根据权利要求7所述的液压控制系统,其特征是,所述油箱上设置液位液温计,用于显示所述油箱的液位和温度;所述液位液温计与所述控制机构相连接。
16.根据权利要求7所述的液压控制系统,其特征是,所述油箱上设置所述空气滤清器,用于所述油箱的通气过滤,防止杂质进入所述油箱。
17.根据权利要求6所述的液压控制系统,其特征是,所述控制机构包括PLC控制器、电气控制元件。
18.根据权利要求17所述的液压控制系统,其特征是,
当主电流超出主电流设定范围值上限时,所述PLC启动所述电动机,带动所述油泵运转,同时所述三位换向电磁阀的DT1通电,所述出料模头缩回,出料环隙变大,主电机电流下降;当主电流降到低于主电流设定范围值下限时,所述三位换向电磁阀DT2通电,所述出料模头重新回到正常的工作位置
19.根据权利要求17所述的液压控制系统,其特征是,
当喂入所述膨化机物料流量偏大时,料流作用在所述出料模头的压力增大,所述液压缸的无杆腔压力相应增大,此时,所述安全阀溢流,所述出料模头自动缩回退模;当所述液压缸的无杆腔压力减小至设定压力时,所述出料模头停止在正常工作位置;
当喂入所述膨化机物料流量偏小时,料流作用在所述出料模头的压力减小,所述液压缸的无杆腔压力相应减小,此时,所述压力传感器将信号传至所述PLC,所述PLC启动所述油泵压力油供压,所述出料模头伸出;当所述液压缸的无杆腔增大至设定压力时,所述出料模头停止在正常工作位置。
20.根据权利要求17所述的液压控制系统,其特征是,所述压力传感器将所述液压缸的无杆腔的供油压力信号传输给所述PLC,当达到压力上限设定值时,所述PLC控制所述油泵停止运转;
当所述膨化机运行一段时间后,所述液压缸的无杆腔压力会下降,当下降到下限设定值时,所述PLC控制所述油泵补压,补压至压力上限设定值时,所述PLC控制所述油泵停止运转。
21.根据权利要求17所述的液压控制系统,其特征是,当所述液压控制系统在断电后,由所述蓄能器给所述液压缸的有杆腔供压,所述液压缸的活塞杆带着所述出料模头自动退回。

说明书全文

膨化机出料控制方法与液压控制系统

技术领域

[0001] 本发明属于油料预处理膨化技术领域,具体涉及油料挤压膨化机,具体涉及一种膨化机出料控制方法、实现上述控制控制方法的液压控系统与膨化机。

背景技术

[0002] 在粮油、饲料、食品行业,挤压膨化由于其独特的优势而得到广泛的应用。现有挤压膨化机出料方式有模板圆孔出料、环形间隙出料及液压模头出料。影响物料的膨化的因素主要是模前压温度及物料分。而确保膨化效果的关键是模前压力需保持恒定。现有出料模控制方式为机械式和电流控制。机械式模头控制要求油电机一直运转,功率消耗大,节能效果差,泵长期运行时磨损大,寿命短,需经常更换,而电流控制灵敏性差,因为进入膨化机物料流量不恒定,存在忽大忽小的误差,主机电流波动导致模头控制不平稳,膨化物料膨化效果不均匀,造成不合格膨化料进入后道工序,从而影响产品的品质。

发明内容

[0003] 本发明的第一个目的是提供一种膨化机出料控制方法,用以解决进入膨化机物料流量不恒定导致物料膨化效果不均匀、不稳定的技术问题。
[0004] 为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案,膨化机出料控制方法,其特征是,所述膨化机包括:
[0005] 膨化腔,
[0006] 出料装置,设置在所述膨化腔的出料端,所述出料装置包括相配合的出料环、出料模头、液压缸;所述出料环设置在所述膨化腔上;所述出料模头与所述液压缸的活塞杆相连接;液压缸,包括有杆腔、无杆腔;所述液压缸用于控制所述出料模头远离或靠近所述出料环;
[0007] 所述出料控制方法,包括:
[0008] 检测膨化机主电流;
[0009] 当检测主电流值位于主电流设定范围值外,控制液压缸的活塞杆缩回或伸出,控制出料模头远离或靠近出料环,使得出料模头与出料环之间环隙增大或减小;
[0010] 当检测主电流值位于主电流设定范围值内,检测液压缸的无杆腔的压力值是否在压力设定范围值内,当检测压力值位于压力设定范围值外,控制液压缸的活塞杆伸出或缩回,使得出料模头靠近或远离出料环。
[0011] 本发明膨化机出料控制方法,采用压力电流集成控制,具体为:
[0012] 当膨化机过载时,膨化主电机电流增高,当电流达到设定的高电流值时,出料模头28缩回,出料环隙变大,排除过载杂质或硬,主电机电流下降,当降到电流下限值时,出料模头重新回到正常的工作位置
[0013] 在电流设定上下限范围内,由压力控制膨化机料流波动情况,确保物料膨化品质均匀一致,当喂入膨化机物料流量偏大时,料流作用在出料模的压力增大,出料模自动缩回退模,当无杆腔压力减小至设定压力时,出料模头停止;
[0014] 当喂入膨化机物料流量偏小时,料流作用在出料模的压力减小,出料模头伸出,当无杆腔增大至设定压力时,出料模头停止。
[0015] 对本发明作进一步改进,所述检测膨化机主电流,当检测主电流值位于主电流设定值外,控制液压缸的活塞杆缩回或伸出,控制出料模头远离或靠近出料环,使得出料模头与出料环之间环隙增大或减小,包括:
[0016] 设定膨化机主电流范围,即主电流设定范围值;
[0017] 检测运行中的膨化机主电流,得到检测主电流值;
[0018] 当检测主电流值超过主电流设定范围值,控制液压缸的活塞杆缩回,控制出料模头远离出料环,使得出料模头与出料环之间环隙增大,至膨化机主电流位于主电流设定范围值内;
[0019] 当检测主电流值小于主电流设定范围值,控制液压缸的活塞杆伸出,控制出料模头靠近出料环,出料模头与出料环之间环隙减小,至膨化机主电流位于主电流设定范围值内。
[0020] 对本发明作进一步改进,所述检测膨化机主电流,当检测主电流值位于主电流设定值外,控制液压缸的活塞杆缩回或伸出,控制出料模头远离或靠近出料环,使得出料模头与出料环之间环隙增大或减小,包括:
[0021] 设定膨化机主电流范围,即主电流设定范围值;
[0022] 检测运行中的膨化机主电流,得到检测主电流值;
[0023] 当检测主电流值超过主电流设定范围值,控制液压缸的活塞杆缩回,控制出料模头远离出料环,使得出料模头与出料环之间环隙增大,保持出料模头远离出料环,直至膨化机主电流低于主电流设定值范围;
[0024] 随后控制液压缸的活塞杆伸出,控制出料模头靠近出料环,出料模头与出料环之间环隙减小,至膨化机主电流位于主电流设定范围值内。
[0025] 对本发明作进一步改进,所述当检测主电流值位于设定主电流内,检测液压缸的无杆腔的压力值是否在压力设定范围值内,当压力值位于设定范围值外,控制控制液压缸的活塞杆伸出或缩回,使得出料模头靠近或远离出料环,包括:
[0026] 设定液压缸的无杆腔的压力值范围,即压力设定范围值,所述压力设定范围值为两设定压力值之间,即F设=[fmix,fmax];
[0027] 检测液压缸的无杆腔压力值,即检测压力值f测;
[0028] 检测压力值f测若小于fmix,则控制液压缸的活塞杆伸出;
[0029] 检测压力值f测若大于fmax,则控制液压缸的活塞杆缩回,直至检测压力值位于压力设定范围值内,停止控制液压缸的活塞杆。
[0030] 对本发明作进一步改进,所述当检测主电流值位于设定主电流内,检测液压缸的无杆腔的压力值是否在压力设定范围值内,当压力值位于设定范围值外,控制控制液压缸的活塞杆伸出或缩回,使得出料模头靠近或远离出料环,包括:
[0031] 设定液压缸无杆腔的压力值范围,即压力设定范围值,所述压力设定范围值为大于或大于等于设定压力值,F设=[f1,+∞)或者F设=(f1,+∞);
[0032] 检测液压缸的无杆腔压力值,即检测压力值f测;
[0033] 检测压力值f测若不位于压力设定范围值内,即 则控制液压缸的活塞杆伸出,直至f测∈F设,停止控制液压缸的活塞杆。
[0034] 为解决断电后物料滞留在膨化机内,在膨化机余温加热下,膨化腔内物料变硬,下次开机时因物料不能排出而导致机器无法启动的技术问题,本发明采用以下技术方案,所述控制方法还包括:
[0035] 当检测到膨化机断电或停电时,控制液压缸的活塞杆缩回,控制出料模头远离出料环,膨化机运行排出所述出料模头前残留物料。在断电或停电情况下,本发明可自动退模排出模前残留物料。
[0036] 本发明的第二个目的是提供一种实现上述任一项所述的膨化机出料控制方法的液压控制系统。
[0037] 为解决膨化机出料控制方法具体如何实现的技术问题,本发明采用以下技术方案,所述膨化机出料控制方法利用液压控制系统实现;所述液压控制系统包括:
[0038] 油箱;
[0039] 油泵,与电动机相连接;所述油泵的出口经由溢流与油箱相连接;
[0040] 三位电磁换向阀,用于控制所述液压缸的伸出与缩回,所述三位电磁换向阀的P口与所述油泵的出口相连接,所述三位电磁换向阀的T口接油箱,所述三位电磁换向阀的A口与所述液压缸的无杆腔相连接,所述三位电磁换向阀的B口与液压缸的有杆腔相连接;所述三位电磁换向阀的A口的出口设置有液控单向阀,液控单向阀的出口连接油箱;
[0041] 二位电磁换向阀,用于断电时所述液压缸的换向,给所述液压缸的有杆腔提供压力油;所述二位电磁换向阀的出口经由单向阀一与所述液压缸的有杆腔相连接,所述单向阀一的入口与所述液控单向阀的液控口相连接,所述单向阀一用于防止油反向流动;所述二位电磁换向阀的入口经由单向阀二与所述油泵的出口相连接;
[0042] 压力传感器,设置在所述三位电磁换向阀的A口出口,用于采集所述液压缸的无杆腔压力;控制机构,分别与所述液压缸、所述油泵、所述电动机、所述三位电磁换向阀、所述二位电磁换向阀、所述压力传感器相连接。
[0043] 本发明可保压油缸压力,保压时自动控制油泵停止运转,避免泵24小时长期运行磨损,延长泵的寿命;其次自动调整油缸压力,在进入膨化机物料流量不恒定的情况下可根据膨化机压力自动补偿调整,确保油料膨化效果的均匀一致性;再次在无人值守时,当杂质或硬块进入膨化机的时电流过载可自动退模,排出杂质或硬块,防止膨化机堵转停机;本发明可有效解决油泵电机功率消耗大、泵寿命短、膨化效果不稳定、电机过载造成生产线停机等问题。
[0044] 为解决当液压缸无杆腔压力过大的技术问题,本发明采用以下技术方案,所述三位电磁换向阀的A口上设置安全阀,安全阀的出口与所述油箱相连接;所述安全阀与所述控制机构相连接。当喂入所述膨化机物料流量偏大时,料流作用在所述出料模头的压力增大,所述液压缸的无杆腔压力相应增大,此时,所述安全阀溢流,所述出料模头自动缩回退模。
[0045] 为解决断电情况下,无法排出模前残留物料技术问题,本发明采用以下技术方案,所述液压控制系统还包括蓄能器,用于给所述液压控制系统提供应急动力源。
[0046] 为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案,所述油泵的出口经由单向阀二与所述蓄能器相连接;所述蓄能器经由截止阀与所述二位电磁换向阀的入口相连接;所述截止阀用于手动控制油路的通断。
[0047] 为解决蓄能器充油补压与断电时如何控制料模头自动退回的技术问题,本发明采用以下技术方案,所述液压控制系统还包括冷却器,所述溢流阀的出口经由冷却器与所述油箱相连接;所述冷却器用于给所述压力油降温;所述冷却器与所述控制机构相连接。当三位电磁换向阀未通电时,二位电磁换向阀通电关闭,压力油经第二单向阀、到达蓄能器,开始给蓄能器充油补压,作为系统停电后的自动收缩的应急动力源,当系统停电后,由蓄能器供压,液压缸活塞杆带着出料模头自动退回。
[0048] 为解决压力油中有杂质的技术问题,本发明采用以下技术方案,所述油泵的出口设置管路过滤器,用于过滤管路中杂质,提高压力油品质。
[0049] 为解决油箱中存在杂质损坏油泵的技术问题,本发明采用以下技术方案,所述油泵的入口设置吸油过滤器,用于防止污物吸入所述油泵,延长油泵的使用寿命。
[0050] 为解决油泵出口压力无法实时监控的技术问题,本发明采用以下技术方案,所述油泵的出口管路上设置压力表、压力表开关,所述压力表与所述控制机构相连接。利用压力表实时监控油泵出口压力,通过控制机构实时监控,当压力超出设定值,经由溢流阀回油箱。
[0051] 为解决油箱中液位、温度无法实时监控技术问题,本发明采用以下技术方案,所述油箱上设置液位液温计,用于显示所述油箱的液位和温度;所述液位液温计与所述控制机构相连接。利用控制机构实现油箱液位、液温的实时监控,及时补油。
[0052] 为解决杂质进入油箱造成油泵损坏的技术问题,本发明采用以下技术方案,所述油箱上设置所述空气滤清器,用于所述油箱的通气过滤,防止杂质进入所述油箱。本发明利用空气滤清器能够有效防止杂质进入油箱,保证油箱内油的品质,保证油泵运行正常。
[0053] 为解决控制机构如何实现的技术问题,本发明采用以下技术方案,所述控制机构包括PLC控制器、电气控制元件。
[0054] 对本发明作进一步改进,当主电流超出主电流设定范围值上限时,所述PLC启动所述电动机,带动所述油泵运转,同时所述三位换向电磁阀的DT1通电,所述出料模头缩回,出料环隙变大,主电机电流下降;当主电流降到低于主电流设定范围值下限时,所述三位换向电磁阀DT2通电,所述出料模头重新回到正常的工作位置。
[0055] 对本发明作进一步改进,当喂入所述膨化机物料流量偏大时,料流作用在所述出料模头的压力增大,所述液压缸的无杆腔压力相应增大,此时,所述安全阀溢流,所述出料模头自动缩回退模;当所述液压缸的无杆腔压力减小至设定压力时,所述出料模头停止在正常工作位置;
[0056] 当喂入所述膨化机物料流量偏小时,料流作用在所述出料模头的压力减小,所述液压缸的无杆腔压力相应减小,此时,所述压力传感器将信号传至所述PLC,所述PLC启动所述油泵压力油供压,所述出料模头伸出;当所述液压缸的无杆腔增大至设定压力时,所述出料模头停止在正常工作位置。
[0057] 对本发明作进一步改进,所述压力传感器将所述液压缸的无杆腔的供油压力信号传输给所述PLC,当达到压力上限设定值时,所述PLC控制所述油泵停止运转;
[0058] 当所述膨化机运行一段时间后,所述液压缸的无杆腔压力会下降,当下降到下限设定值时,所述PLC控制所述油泵补压,补压至压力上限设定值时,所述PLC控制所述油泵停止运转。
[0059] 对本发明作进一步改进,当所述液压控制系统在断电后,由所述蓄能器给所述液压缸的有杆腔供压,所述液压缸的活塞杆带着所述出料模头自动退回。附图说明
[0060] 图1是本发明膨化机出料控制方法的流程图
[0061] 图2是本发明液压控制原理图;
[0062] 图3是本发明液压控制系统与膨化机的结构示意图;
[0063] 图4本专利液压电气控制集成结构;
[0064] 图5本专利油料膨化机出料摸头;
[0065] 图6本专利油料膨化机出料模结构放大图;
[0066] 图7本专利油料膨化机出料模立体图;
[0067] 图中:
[0068] 1油箱;2吸油过滤器;3电动机;4油泵;5管路过滤器;6压力表开关;7压力表;8溢流阀;9‑1单向阀一;9‑2单向阀二;10三位电磁换向阀;11液控单向阀;12安全阀;13高压胶管;14液压缸;14a无杆腔;14b有杆腔;15二位电磁换向阀;16截止阀;17蓄能器;18冷却器;19空气滤清器;20液位液温计;21压力传感器;22膨化腔;23出料装置;24控制机构;25液压站;26控制阀组;27螺旋转子;28出料模头;29出料环;30活塞杆。

具体实施方式

[0069] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0070] 实施例1
[0071] 如图3、5、6、7所示,膨化机,包括膨化腔22、出料装置23。膨化机可用于油料的膨化。
[0072] 膨化腔22为膨化机的挤压部件,其内部有螺旋转子27。
[0073] 出料装置23设置在膨化腔22的出料端。出料装置包括相配合的出料环29、出料模头28、液压缸14。出料环29设置在膨化腔22上。
[0074] 液压缸14用于控制出料模头28远离或靠近出料环29,用于自动控制出料模头28的伸缩。液压缸14为单作用缸,分为有杆腔14b和无杆腔14a。液压缸14的活塞杆30与出料模头28相连接,具体的,出料模头28与液压缸活塞杆30通过螺栓联接成一个整体,与活塞杆30一起伸出和收缩。
[0075] 物料由螺旋转子27进行挤压剪切,通过与膨化腔22内壁的摩擦,推送物料至出料模头28处,通过出料模头28与固定在膨化腔上出料环29的环隙后,物料进入大气压中,产生压差而膨化。
[0076] 实施例2
[0077] 请参照图2出料液压控制系统的控制流程图,液压控制系统,用于自动补偿调整出料模头。液压控制系统包括液压站25、控制机构24。
[0078] 液压站25包括油箱1、油泵4、电动机3、三位电磁换向阀10、二位电磁换向阀15、压力传感器21。液压缸14的有杆腔14b和无杆腔14a分别通过高压胶管13与液压站25进油口和回油口相连。
[0079] 油泵4与电动机3相连接;油泵4的出口经由溢流阀8与油箱1相连接。
[0080] 三位电磁换向阀10,用于控制液压缸14的伸出与缩回,三位电磁换向阀10的P口与油泵4的出口相连接,三位电磁换向阀10的T口接油箱1,三位电磁换向阀10的A口与液压缸14的无杆腔14a相连接,三位电磁换向阀10的B口与液压缸14的有杆腔14b相连接;三位电磁换向阀10的A口的出口设置有液控单向阀11,液控单向阀11的出口连接油箱1。
[0081] 二位电磁换向阀15,用于断电时液压缸14的换向,给液压缸14的有杆腔14b提供压力油;二位电磁换向阀15的出口经由单向阀一9‑1与液压缸14的有杆腔14b相连接,单向阀一9‑1的入口与液控单向阀11的液控口相连接,单向阀一9‑1用于防止油反向流动;二位电磁换向阀15的入口经由单向阀二9‑2与油泵4的出口相连接。
[0082] 压力传感器21,设置在三位电磁换向阀10的A口出口,用于采集液压缸14的无杆腔压力。
[0083] 控制机构24分别与液压缸14、油泵4、电动机3、三位电磁换向阀10、二位电磁换向阀15、压力传感器21相连接。
[0084] 液压控制原理图中各液压元件作用,具体为:油箱1,用于储存液压站所需的液压油;吸油过滤器2,过滤液压油中杂质;电动机3,提供泵的动力源;油泵4,提供整个液压系统压力油,将机械能转换为液压压力能;管路过滤器5,过滤管路中杂质;压力表开关6,开关系统压力显示;压力表7,显示系统压力;单向阀一9‑1、单向阀二9‑2,防止油反向流动;三位电磁换向阀10,控制油缸的伸出和缩回;液控单向阀11,控制液压油的压力,可以使单向阀反向流通。虚线为控制油路,有杆腔14b压力大于无杆腔14a压力时液控单向阀11可打开,回油至油箱1。安全阀12,调节无杆腔14a内压力;液压缸14,将液体压力能转换为机械能;二位电磁换向阀15,断电时换向,给有杆腔14b提供压力油;截止阀16,手动控制油路的关断蓄能器17,给系统提供应急动力源;冷却器18,给压力油降温;空气滤清器19,油箱通气过滤,防止杂质进入油箱;液位液温计20显示油箱液位和温度;压力传感器21,将无杆腔14a内压力信号传至PLC。溢流阀8,调节液压系统压力,通过调节阀的调压弹簧,可调整溢流压力。
[0085] 溢流阀8工作时,液压力同时作用于主阀芯及先导阀芯的测压面上。当先导阀未打开时,阀腔中油液没有流动,作用在主阀芯上下两个方向的压力相等,主阀芯在主阀弹簧合力的作用下处于最下端位置,阀口关闭。当进油压力增大到使先导阀打开时,液流通过主阀芯上的阻尼孔、先导阀流回油箱。由于阻尼孔的阻尼作用,使主阀芯所受到的上下两个方向的液压力不相等,主阀芯在压差的作用下上移,打开阀口,实现溢流,并维持压力基本稳定。调节先导阀的调压弹簧,便可调整溢流压力。
[0086] 液压控制系统的工作原理为:电机3工作,油泵4供油,压力油先后到达压力管路过滤器6、压力表7、溢流阀8、单向阀9、蓄能器17、截止阀16、电磁换向阀10、电磁换向阀15,压力表7显示系统工作压力、溢流阀8用于调节系统工作压力。
[0087] 当电磁换向阀10、电磁换向阀15均未通电时,压力油经单向阀9‑1、截止阀16、电磁换向阀15、单向阀9‑2到达液压缸的有杆腔14b,同时打开液控单向阀11,出料模28在液压缸活塞杆30带动下缩回退模。
[0088] 当电磁换向阀10未通电时,电磁换向阀15通电关闭,压力油经单向阀9、到达蓄能器17,开始给蓄能器17充油补压,作为系统停电后的自动收缩的应急动力源,当系统停电后,由蓄能器17供压,液压缸活塞杆30带着出料模28自动退回。
[0089] 正常工作状态下,截止阀16处于开启状态,电磁换向阀15处于通电状态。当电磁换向阀15通电时,此时操纵电磁换向阀10可控制液压缸活塞杆30伸缩动作,当左侧电磁DT1通电时液压缸活塞杆30缩回,反之右侧电磁铁DT2通电时液压缸活塞杆30伸出。
[0090] 正常工作时,电机、DT2、DT3均处于通电状态,油泵4的压力油直接供至液压缸14无杆腔14a并保持压力恒定在调压阀12的设定压力值。
[0091] 当喂入膨化机物料流量偏大时,料流作用在出料模28的压力增大,无杆腔14a压力相应增大,此时,调压阀12溢流,出料模28自动缩回退模,当无杆腔压力减小至设定压力时,出料模28停止;
[0092] 当喂入膨化机物料流量偏小时,料流作用在出料模28的压力减小,无杆腔14a压力相应减小,此时,压力传感器21将信号传至PLC,PLC启动油泵4压力油供压,出料模28伸出,当无杆腔14a增大至设定压力时,出料模28停止。
[0093] 当整个系统停电时,电机4、电磁阀DT1、DT2、DT3未通电,蓄能器17内压力油经过截止阀16、电磁换向阀15,单向阀9‑2到达液压缸的有杆腔14b,向液压缸有杆腔进油,同时压力油通过图2中虚线打开液控单向阀11,液压缸无杆腔压力油经液控单向阀11回油至油箱1,出料模28在液压缸活塞杆30带动下缩回退模,从而实现压力自动退模。
[0094] 液压站25由控制阀组26、油泵4、电动机3、油箱1及冷却器18组成。液压油由一台电动机3驱动油泵4,向系统提供压力油。在油泵4吸油管路上安装有吸油过滤器2,防止污物吸入油泵4。油箱1上安装有空气滤清器19,可由此处向油箱1加油。油箱1上还装有液位液温计20。在系统回油管上,安装有管路过滤器5及液压油冷却器18,防止油温升高。
[0095] 控制机构24包括PLC控制器及控制阀组26。
[0096] 出料液压控制系统主要由PLC进行电流和压力集成控制,其中电流检测采用电流互感器和电流变送器将电流信号送至PLC检测,压力检测采用压力传感器和压力变送器将压力信号送至PLC检测。
[0097] 液压控制系统采用液压控制和电气控制集成,下面为液压站25,上面控制机构24,形成一个有机整体,见图4。
[0098] 实施例3
[0099] 请参照图1,膨化机出料控制方法,可实现油料膨化机出料模头的自动控制。控制方法,包括:
[0100] (1)检测膨化机主电流;
[0101] (2)(2a)当检测主电流值位于主电流设定范围值外,控制液压缸的活塞杆缩回或伸出,控制出料模头远离或靠近出料环,使得出料模头与出料环之间环隙增大或减小;
[0102] (2b)当检测主电流值位于主电流设定范围值内,检测液压缸的无杆腔的压力值是否在压力设定范围值内,当检测压力值位于压力设定范围值外,控制液压缸的活塞杆伸出或缩回,使得出料模头靠近或远离出料环。
[0103] 在一个实施例中,步骤(2a)具体为:
[0104] 设定膨化机主电流范围,即主电流设定范围值;
[0105] 检测运行中的膨化机主电流,得到检测主电流值;
[0106] 当检测主电流值超过主电流设定范围值,控制液压缸的活塞杆缩回,控制出料模头远离出料环,使得出料模头与出料环之间环隙增大,至膨化机主电流位于主电流设定范围值内;
[0107] 当检测主电流值小于主电流设定范围值,控制液压缸的活塞杆伸出,控制出料模头靠近出料环,出料模头与出料环之间环隙减小,至膨化机主电流位于主电流设定范围值内。
[0108] 在一个实施例中,步骤(2a)具体为:
[0109] 设定膨化机主电流范围,即主电流设定范围值;
[0110] 检测运行中的膨化机主电流,得到检测主电流值;
[0111] 当检测主电流值超过主电流设定范围值,控制液压缸的活塞杆缩回,控制出料模头远离出料环,使得出料模头与出料环之间环隙增大,保持出料模头远离出料环,直至膨化机主电流低于主电流设定值范围;
[0112] 随后控制液压缸的活塞杆伸出,控制出料模头靠近出料环,出料模头与出料环之间环隙减小,至膨化机主电流位于主电流设定范围值内。
[0113] 具体的,电流控制膨化机进入杂质或硬块等异常过载情况,当膨化机过载时,膨化主电机电流增高,当电流达到设定的高电流值时,PLC控制系统会启动液压站上电动机3,带动油泵4运转,同时换向电磁阀10DT1通电,出料模头28缩回,出料环隙变大,排除过载杂质或硬块,主电机电流下降,当降到电流下限值时,换向电磁阀10DT2通电,出料模头28重新回到正常的工作位置。
[0114] 本发明采用电流压力集成控制,可有效解决膨化效果不均匀,电机过载造成生产线停机等问题;同时解决油泵24小时长期运转时磨损大寿命短的问题。
[0115] 在一个实施例中,步骤(2b)具体为:
[0116] 设定液压缸的无杆腔的压力值范围,即压力设定范围值,所述压力设定范围值为两设定压力值之间,即F设=[fmix,fmax];
[0117] 检测液压缸的无杆腔压力值,即检测压力值f测;
[0118] 检测压力值f测若小于fmix,则控制液压缸的活塞杆伸出;
[0119] 检测压力值f测若大于fmax,则控制液压缸的活塞杆缩回,直至检测压力值位于压力设定范围值内,停止控制液压缸的活塞杆。
[0120] 在一个实施例中,步骤(2b)具体为:
[0121] 设定液压缸无杆腔的压力值范围,即压力设定范围值,所述压力设定范围值为大于或大于等于设定压力值,F设=[f1,+∞)或者F设=(f1,+∞);
[0122] 检测液压缸的无杆腔压力值,即检测压力值f测;
[0123] 检测压力值f测若不位于压力设定范围值内,即 则控制液压缸的活塞杆伸出,直至f测∈F设,停止控制液压缸的活塞杆。
[0124] 在电流设定上下限范围内,由压力控制膨化机料流波动情况,确保物料膨化品质均匀一致,当喂入膨化机物料流量偏大时,料流作用在出料模28的压力增大,无杆腔14a压力相应增大,此时,调压阀12溢流,出料模28自动缩回退模,当无杆腔压力减小至设定压力时,出料模28停止在正常工作位置。具体的,当喂入膨化机物料流量偏小时,料流作用在出料模28的压力减小,无杆腔14a压力相应减小,此时,压力传感器21将信号传至PLC,PLC启动油泵4压力油供压,出料模28伸出,当无杆腔14a增大至设定压力时,出料模28停止在正常工作位置。膨化机主电流不在设定上下限范围内时,由换向电磁阀10控制出料模的伸出缩回。
[0125] 液压站工作时,无杆腔14a压力可由PLC控制,在液压站中,用压力传感器21将无杆腔14a的供油压力信号传输给PLC,当达到压力上限设定值时,PLC控制油泵4停止运转;当膨化液压出料系统运行一段时间后,无杆腔14a的压力会下降,当下降到下限设定值时,PLC控制油泵4自动启动补压,补压至压力上限设定值时,PLC控制油泵4停止运转,从而使油泵4按一定周期间歇性运转,有效防止油泵4长时间运转磨损导致发热,从而降低寿命。
[0126] 本发明采用压力集成控制,可控制保压油缸压力,方便调整油缸压力,并可根据膨化机压力自动补偿调整。
[0127] 在一个实施例中,控制方法还包括:当检测到膨化机断电或停电时,控制液压缸的活塞杆缩回,控制出料模头远离出料环,膨化机运行排出所述出料模头前残留物料。具体的,出料液压控制系统在断电后,由自动收缩的应急动力源蓄能器17供压,液压缸活塞杆30带着出料模28自动退回。本发明采用压力集成控制,断电后出料模头可自动退回,膨化腔内残留物料将自动排出,有效防止物料存留在膨化腔内变硬后无法挤出,通电后无法开机的情况。
[0128] 上述实施方式只为说明本发明的技术特点以及构思,其目的是在于让熟悉本领域此项技术的技术人员能够了解本发明的内容并加以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明的精神实质以及实施方式所作的等效变化或修饰,均应涵盖在本发明的保护范围内。