小型液压泵站的一体化集成设计
2020-03-22阎慧杰武丽明龙玉霞
车 璐,刘 霞,阎慧杰,武丽明,龙玉霞
(山西航天清华装备有限责任公司,山西 长治 046000)
0 引言
随着国民经济的稳步快速发展,各级政府对环境卫生越来越重视,相继把环卫设施的升级改造列入主要工作之一。由于以前政府在城市规划中对环卫设施考虑较少,各城市普遍存在着环卫用地紧张问题,环卫设施的升级改造不得不在原址进行。
垃圾压缩成套设备是垃圾中转站生产中极为重要的部分,担负着垃圾压缩、垃圾箱提门、车厢与压缩机对接锁紧和工作台移位等诸多作用。如何能安全可靠地完成任务,与之相配套的液压制动系统起着重要的作用。
液压泵站是液压系统的动力源,它提供满足系统压力和流量所需要的压力能,是液压系统的重要组成部分。泵站设计的好坏直接影响液压系统的工作性能,因此,合理地设计泵站结构是一个不容忽视的问题。
按照通常的设计思路,常采用液压站和电气部分分布式安装,则要求很大的安装空间,且调试困难。为了解决小型垃圾转运站空间限制问题,减小土建的施工量,提出将液压泵站和电气控制部分集成、优化为一个整体。为增强液压系统的集成性,突破了常规的设计思路,在液压站设计中采用一体化集成思路。
1 传统泵站结构分析
传统垃圾压缩成套设备的液压泵站主要有分体式和外挂式两种形式,液压泵站和电气控制柜分别为独立的两部分。
1.1 分体式液压泵站
图1为分体式液压泵站布置。液压泵站与压缩机及电气控制柜分开布置,液压泵站及压缩机均需单独的分线盒与电气控制柜进行通讯连接,控制面板与电气控制柜为一体,独立于液压泵站。
图1 分体式液压泵站布置
该形式设计简单,布置方便,但占地面积大,且压缩机与液压泵站之间的液压管路连接复杂。
1.2 外挂式液压泵站
图2为外挂式液压泵站布置。为简化接线及优化空间,液压泵站和压缩机集成在一起,电气控制柜仍与压缩机分开布置。
图2 外挂式液压泵站布置
该形式节省空间,结构紧凑,简化了压缩机与液压泵站之间的液压管路布置。但电气控制柜与液压泵站仍是独立布置,并未进一步优化电气线路连接。
2 一体化液压泵站的集成化设计
考虑到高效利用空间,进一步优化液压系统及电气控制系统,本文在外挂式液压泵站的基础上提出了一体化液压泵站的设计思路,电气控制柜集成于泵站内,泵站集成于压缩机上,如图3所示。
一体化液压泵站在构成上可分为两大部分,即液压组件部分和电气控制单元部分,主要由油箱、架体、油泵电机组、阀组、电气控制柜等组成,如图4所示。
图3 一体化液压泵站布置
图4 一体化液压泵站结构示意图
泵站整体布局采用全封闭式,所有液压元件布置于架体内,确保配套设备的整洁,并预留了执行元件液压管路接口及电源电缆出口。
2.1 油箱优化设计
为充分利用和节省泵站空间,油箱设计为异形(如图5所示),从而使油箱储油量最大化,并将油箱附件全部封闭于泵站内部,泵站外部平整,减少了日常垃圾和灰尘的残留,便于整体垃圾压缩成套设备的日常清理。
2.2 电气优化改进
此次研制的液压泵站将电气元件分为两个控制盒,充分利用了结构件内部空间,满足了电气元件的布置要求。采用压力传感器简化了垃圾压缩成套设备多点控制的数据采集,各动作的执行及液压辅件报警功能均采用PLC程序控制。
液压阀锁件的端子集中布置于端子箱,电气控制柜集成于泵站内,端子箱与电气控制柜、控制柜与电机的连接电缆布置于泵站内部,垃圾压缩机成套设备整体布置更加简洁,减少了现场安装工作量。电控柜内部结构如图6所示。
3 三种类型液压泵站对比
分体式液压泵站、外挂式液压泵站与一体化液压泵站的对比分析如表1所示。
一体化液压泵站结构紧凑,外形尺寸充分利用垃圾压缩成套设备空隙固定于设备上,电液集成化程度高,电气控制柜已集成于泵站内,设备总体布置更加紧凑,可更好地适应空间尺寸受限的小型垃圾站,优化了垃圾站配置。
目前,该一体化液压泵站已应用于常德垃圾站和太原小型垃圾站,泵站运行状态良好,如图7所示。
图5 油箱结构
图6 电控柜内部结构
表1 三种类型液压泵站对比分析
图7 一体化泵站运行实物图
4 结语
一体化泵站关系到垃圾压缩成套设备的安全运行,是垃圾中转站的动力源。一体化泵站的采用,避免了之前液压泵站和电气控制柜分开布置时对空间的浪费,同时也简化了液压和电气的布线,减小了土建的施工量,降低了成本。一体化泵站正向智能化方向发展,只有充分了解和利用新技术,打破传统观念的约束,改变设计思路,才能真正实现机电液一体化等功能,充分发挥其工程效益。