CN102878145B - 一种用于电解铝行业的节能打壳气缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电解铝行业的节能打壳气缸，它包括大缸筒（7），其特征在于大缸筒（7）内设有活塞杆（11），大缸筒（7）和活塞杆（11）之间设有大活塞（10），大活塞（10）上设有挂钩（9）、弹簧片（14），大缸筒（7）的一端设有前盖（12），活塞杆（11）穿过前盖（12）连接叉形接杆（13），大缸筒（7）内通过定位套（15）连接小缸筒（6），小缸筒（6）内设有小活塞（4）、导向活塞（3），大缸筒（7）另一端设有换向阀总成（2），换向阀总成（2）连接顺序阀（1），本发明能显著节省压缩空气使用量、降低企业能耗、达到节能减排效果。

Description

一种用于电解铝行业的节能打壳气缸

技术领域：

本发明涉及一种气缸，尤其涉及一种应用于电解铝行业具有节能效果的打壳气缸。

背景技术：

电解铝行业中打壳缸的主要作用是在每次电解槽下料时打破表层结壳，保证氧化铝原料顺利进入电解槽。现有的打壳气缸是一种双作用单活塞杆耐高温气缸，从功能上可分为：下料气缸和出铝气缸。其在运行过程中，无杆腔加压时，有杆腔处于排气状态，活塞杆伸出；有杆腔加压时，无杆腔处于排气状态，活塞杆缩回。这样在打壳气缸的每个动作循环中会消耗掉两腔压缩空气。现有的打壳气缸在正常生产过程中，动作频率高，使用非常频繁，打壳气缸日常生产过程中的耗气量占整个工厂压缩空气使用量的20%左右，是电解铝厂中的能耗大户之一。

伴随社会对环保要求的提高，“节能减排”的要求已深入到了社会各行业。电解铝行业，是一个传统意义上的高能耗行业，所以该行业成为了“节能减排”的关注点。有效的降低打壳缸压缩空气的能耗、提高打壳缸的压缩空气使用效率是解决电解铝行业压缩气体节能的有效途径。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种能显著节省压缩空气使用量、降低企业能耗、达到节能减排效果的用于电解铝行业的节能打壳气缸。

本发明的目的可以通过如下措施来达到：一种用于电解铝行业的节能打壳气缸，它包括大缸筒，其特征在于大缸筒内设有活塞杆，大缸筒和活塞杆之间设有大活塞，大活塞上设有挂钩、弹簧片，大缸筒的一端设有前盖，活塞杆穿过前盖连接叉形接杆，大缸筒内通过定位套连接小缸筒，小缸筒内设有小活塞、导向活塞，大缸筒另一端设有换向阀总成，换向阀总成连接顺序阀。

为了进一步实现本发明的目的，所述的顺序阀由第一气控阀、第二气控阀、气路构成，换向阀总成包含第一换向阀、第二换向阀，其上设有控制口、工作口，还插装有制动锁，控制口连通第一换向阀、第二气控阀，工作口连通第一换向阀、第二换向阀，换向阀总成、小缸筒、大缸筒和定位套之间的空腔形成了储气室，储气室通过气路与第一气控阀连通，大活塞、大缸筒、活塞杆、前盖之间的空腔为有杆腔，小活塞、小缸筒、换向阀总成之间的空腔形成了无杆腔，第二换向阀通过通气管、前盖与有杆腔相通。

为了进一步实现本发明的目的，所述的小缸筒和小活塞之间设有双向密封和J型密封。

本发明同已有技术相比可产生如下积极效果：本发明具有显著的节省压缩空气使用量的功能，且气缸性能稳定可靠。电解铝企业使用具有节能效果的打壳气缸，完成同样的工作比老式气缸能够节约65%的压缩空气使用量，企业达到节能降耗目的。对应用于电解铝行业具有节能效果的打壳气缸进行试验，试验结果表明，所研制的气缸样机动作平稳可靠，能够实现打壳功能，满足打壳气缸各项性能指标。同时统计使用的压缩空气流量比老式气缸低65%以上。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图1的B-B剖视图；

图4为图1的C-C剖视图；

图5为本发明的原理图；

图6为本发明的活塞杆完全缩回状态示意图；

图7为本发明的小活塞运动至挂钩装置位置示意图；

图8为本发明的大活塞与小活塞通过挂钩系统联接为一体示意图；

图9本发明的活塞杆完全伸出状态示意图。

具体实施方式：下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明：

实施例：一种用于电解铝行业的节能打壳气缸（参见图1-图5），它包括大缸筒7，大缸筒7内设有活塞杆11，大缸筒7和活塞杆11之间设有大活塞10，大缸筒7的一端设有前盖12，活塞杆11穿过前盖12连接叉形接杆13，大缸筒7内通过定位套15连接小缸筒6，小缸筒6内设有小活塞4、导向活塞3，小缸筒6和小活塞4之间设有双向密封18和J型密封16，大缸筒7另一端设有换向阀总成2，换向阀总成2连接顺序阀1，顺序阀1由第一气控阀1-1、第二气控阀1-2、气路22构成，换向阀总成2包含第一换向阀2-1、第二换向阀2-2，其上带有控制口20、工作口21，还插装有制动锁23。控制口20连通第一换向阀2-1、第二气控阀1-2。工作口21连通第一换向阀2-1、第二换向阀2-2。换向阀总成2、小缸筒6、大缸筒7和定位套15之间的空腔形成了储气室5。储气室5通过气路22与第一气控阀1-1连通。大活塞10、大缸筒7、活塞杆11、前盖12之间的空腔为有杆腔17。小活塞4、小缸筒6、换向阀总成2之间的空腔形成了无杆腔19。第二换向阀2-2通过通气管8、前盖12与有杆腔17相通。小活塞4、挂钩9、大活塞10、弹簧片14、定位套15组成了挂钩系统，实现大活塞和小活塞的联接与脱离。挂钩9、弹簧片14固定在大活塞10上面，定位套15固定在小缸筒6上。

工作原理：

活塞杆伸出过程：

1、如图6所示，气缸活塞杆11处在完全缩回状态，在工作口21通入压力为0.6~1MPa的压缩空气。从图6可知，此时有杆腔17充满压缩空气，大活塞10、挂钩9停留在如图6所示位置；气缸尾端制动锁23处于开启状态；第二换向阀2-2的阀芯位于初始位置，气缸无动作。

2、在控制口20通入压力为0.6-0.1MPa的压缩空气，第二换向阀2-2的阀芯动作，阀芯换向，同时第二气控阀2-2处于关闭状态。此时通过工作口21通入的压缩空气进入到气缸小缸筒无杆腔19，推动小活塞4、导向活塞3和活塞杆11向左运动。

3、当活塞杆11、小活塞4和导向活塞3运行到图7所示位置时，小活塞4与大活塞10接触，双向密封18与小缸筒6分离，J型密封16是单向密封，此时不起密封作用，无杆腔19中的压缩空气进入到储气室5。因大活塞10左侧有杆腔17有压缩空气，气压与工作口21、无杆腔19、储气室5中的压力均相同，并且大活塞两侧受压面积相同，因此活塞杆11、小活塞4、导向活塞3在自身及前端所连接的锤体的重力作用下，继续向左运动。

4、当运行至图8所示位置时，大活塞10、挂钩9离开定位套15，挂钩9在弹簧片14的作用下处于图8所示状态，大活塞10、小活塞4通过挂钩9联接为一个整体。

5、活塞杆11前端接触到负载后，因大活塞10两侧压力相同，此时无输出力，活塞杆11、大活塞10、挂钩9、小活塞4、导向活塞3在负载阻止下动作运动，无杆腔19、储气室5、有杆腔17中的压力同时升高。当储气室5中的压力升高的设定值时，第一气控阀1-1阀芯动作，第一换向阀2-1控制气路接通，第一换向阀2-1阀芯动作，有杆腔17处于泄压状态。大活塞10、小活塞4、活塞杆11产生向左的力，推动负载，完成要求的动作，直至运行至活塞杆11完全伸出状态，如图9所示。

    活塞杆缩回过程：

1、气缸在图9所示状态下，撤去控制口K的压缩空气，第二换向阀2-2阀芯在弹簧作用下复位，无杆腔19、储气室5处于排气状态。第二气控阀1-2换向，第一换向阀2-1的控制气路处于失气状态，第一换向阀2-1阀芯换向，工作口20与有杆腔17相通，大活塞10、小活塞4、活塞杆11向右运动。

2、当大活塞10、小活塞4、活塞杆11、挂钩9运行至图8所示状态，挂钩9开始与定位套15接触，随着上述组件进一步的向右运动，挂钩9逐渐与小活塞4脱离，从而使大活塞10与小活塞4脱离，如图7所示。

3、在图7状态时，J型密封件进入到小缸筒6中，自储气室5至无杆腔19方向起到密封作用。在第1、2个步骤中，储气室的气压从最高点下降至规定值，此时小活塞4左侧压力为储气室5的压力，右侧为大气压，小活塞4、活塞杆11受向右的力，向右运动，直至运动至图9所示状态。

Claims (2)

1.一种用于电解铝行业的节能打壳气缸，它包括大缸筒（7），其特征在于大缸筒（7）内设有活塞杆（11），大缸筒（7）和活塞杆（11）之间设有大活塞（10），大活塞（10）上设有挂钩（9）、弹簧片（14），大缸筒（7）的一端设有前盖（12），活塞杆（11）穿过前盖（12）连接叉形接杆（13），大缸筒（7）内通过定位套（15）连接小缸筒（6），小缸筒（6）内设有小活塞（4）、导向活塞（3），大缸筒（7）另一端设有换向阀总成（2），换向阀总成（2）连接顺序阀（1），所述的顺序阀（1）由第一气控阀（1-1）、第二气控阀（1-2）、气路（22）构成，换向阀总成（2）包含第一换向阀（2-1）、第二换向阀（2-2），其上设有控制口（20）、工作口（21），还插装有制动锁（23），控制口（20）连通第一换向阀（2-1）、第二气控阀（1-2），工作口（21）连通第一换向阀（2-1）、第二换向阀（2-2），换向阀总成（2）、小缸筒（6）、大缸筒（7）和定位套（15）之间的空腔形成了储气室（5），储气室（5）通过气路（22）与第一气控阀（1-1）连通，大活塞（10）、大缸筒（7）、活塞杆（11）、前盖（12）之间的空腔为有杆腔（17），小活塞（4）、小缸筒（6）、换向阀总成（2）之间的空腔形成了无杆腔（19），第二换向阀（2-2）通过通气管（8）、前盖（12）与有杆腔（17）相通。

2.根据权利要求1所述的一种用于电解铝行业的节能打壳气缸，其特征在于所述的小缸筒（6）和小活塞（4）之间设有双向密封（18）和J型密封（16）。