技术领域
[0001] 本实用新型涉及
冶炼炉前设备技术领域，尤其涉及一种基于液态金属的液压泥炮。
背景技术
[0002] 液压泥炮，又名
高炉炼
铁泥炮、炼铁高炉堵口机、高炉泥炮，是冶炼行业必备的炉前设备。液压泥炮的作用是能够迅速准确堵塞放铁后的出铁口，使高炉快速进入下一循环的作业。
[0003] 现有的液压泥炮是由转炮机构、压炮机构、打泥机构、液压站、操作台等部分组成。其中，转炮机构和打泥机构中的压
力传送介质为液压油，而
温度和压力对液压油的性能有较大影响。比如，当压力超过30兆帕时，液压油的
粘度大大增加，过高的粘度会增加系统的压力损失，降低效率，使系统发热，并恶化油
泵的吸入条件；当温度从-5℃上升到60℃时，液压油的运动粘度会从1500cm2/s急剧下降到30cm2/s，而过小的液压油粘度会加大
泄漏量，导致无法完成堵口，甚至造成着火烧毁管道或设备，影响效率，还会降低润滑性能。且实验表明：当液压油温超过55℃时，液压油的
氧化加剧，此时，温度每上升10℃左右，液压油的使用寿命要缩短一半。
发明内容
[0004] 本实用新型要解决的是
现有技术中液压泥炮中液压油的粘度随温度和压力急剧变化的技术问题。
[0005] 为解决上述问题，本实用新型提供了一种基于液态金属的液压泥炮，该液压泥炮包括
控制器、第一
液压缸、第二液压缸、第一转向
阀、第二转向阀、第一流量
传感器、第二流量传感器、第一阀
门、第二阀门、入
流管、
回流管、充有液态金属的储液箱、设置在所述储液箱上的加热器、设置在所述入流管上的驱动泵、与所述第一液压缸的
活塞杆连接的转炮机构以及与所述第二液压缸的
活塞杆连接的打泥机构；所述第一转向阀具有第一端口、第二端口、第三端口、第四端口和第五端口，所述第一液压缸临近所述转炮机构的一端与所述第一转向阀的第一端口连通，所述第一液压缸背离所述转炮机构的一端与所述第一转向阀的第二端口连通，所述第一转向阀的第三端口和第五端口均与所述回流管的入口连通，所述第一转向阀的第四端口通过第一阀门与所述入流管的出口连通；所述第二转向阀具有第一端口、第二端口、第三端口、第四端口和第五端口，所述第二液压缸临近所述打泥机构的一端与所述第二转向阀的第一端口连通，所述第二液压缸背离所述打泥机构的一端与所述第二转向阀的第二端口连通，所述第二转向阀的第三端口和第五端口均与所述回流管的入口连通，所述第二转向阀的第四端口通过第二阀门与所述入流管的出口连通；所述入流管的入口插设在所述液态金属中，所述回流管的出口插设在所述储液箱中，所述第一流量传感器设置在所述第一阀门与所述第一转向阀的第四端口之间的管道上，所述第二流量传感器设置在所述第二阀门与所述第二转向阀的第四端口之间的管道上，所述第一流量传感器、所述第二流量传感器、所述第一阀门、所述第二阀门、所述第一转向阀和所述第二转向阀均与所述控制器连接。
[0006] 其中，还包括插设在所述液态金属中的温度传感器，所述温度传感器与所述控制器连接。
[0007] 其中，还包括过滤网，所述过滤网罩设在所述入流管的入口上。
[0008] 其中，所述液态金属上盖设有密封液。
[0009] 其中，所述密封液为
碳酸氢钠溶液、氢氧化钠溶液或
盐酸。
[0010] 其中，所述驱动泵为电磁泵、
隔膜泵、
柱塞泵、
齿轮泵或
叶片泵。
[0011] 其中，所述液态金属包括镓、铟、
锡、锌、铋、铅、铬、汞、钠、
钾、铯、锌、
铜和
铝中的至少一种。
[0012] 其中，所述液态金属为镓基
合金，所述第一液压缸、第二液压缸、第一转向阀、第二转向阀、第一阀门、第二阀门、入流管、回流管、储液箱和驱动泵的材质为钨、铼、钽、铌、钼、
钛、铅、铬、钽钨合金、钛合金或陶瓷。
[0013] 其中，所述加热器为加热带、加热丝、磁力加热器或一对插设在所述液态金属中、且分别与电源正、负极连接的
导线。
[0014] 其中，还包括
压力传感器、溢流管和第三阀门，所述溢流管的第一端通过第三阀门与所述入流管的出口连通，所述溢流管的第二端插设在所述储液箱中，所述第一液压缸和所述第二液压缸中均设有所述压力传感器，所述压力传感器和所述第三阀门均与所述控制器连接。
[0015] 本实用新型结构简单、便于安装，通过采用液态金属作为压力传送介质，不仅可保证高温、高温下压力传送介质的粘度基本不变，大大提高了液压泥炮的安全性，而且还可避免泄露、大大降低压力传送介质的更换次数，节约了成本。
附图说明
[0016] 图1是本实用新型
实施例中的一种基于液态金属的液压泥炮的示意图；
[0017] 图2是本实用新型实施例中的一种基于液态金属的液压泥炮的使用方法的
流程图。
[0018] 附图标记：
[0019] 1、第一转向阀；2、第二转向阀；3、转炮机构；4、打泥机构；5、第一液压缸；6、第二液压缸；7、第一阀门；8、第二阀门；9、入流管；10、回流管；11、驱动泵；12、储液箱；13、加热器；14、溢流管；15、第三阀门；16、过滤网；17、压力传感器；18、温度传感器；19、液态金属；20、密封液。
具体实施方式
[0020] 为使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实用新型中的附图，对实用新型中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于实用新型保护的范围。
[0021] 在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前端”、“后端”等指示的方位或
位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0022] 需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在实用新型中的具体含义。
[0023] 如图1所示，本实用新型提供了一种基于液态金属的液压泥炮，该液压泥炮包括控制器、第一液压缸5、第二液压缸6、第一转向阀1、第二转向阀2、第一流量传感器、第二流量传感器、第一阀门7、第二阀门8、入流管9、回流管10、充有液态金属19的储液箱12、设置在储液箱12上的加热器13、设置在入流管9上的驱动泵11、与第一液压缸5的活塞杆连接的转炮机构3以及与第二液压缸6的活塞杆连接的打泥机构4；第一转向阀1具有第一端口a1、第二端口b1、第三端口c1、第四端口d1和第五端口e1，第一液压缸5临近转炮机构3的一端与第一转向阀1的第一端口a1连通，第一液压缸5背离转炮机构3的一端与第一转向阀1的第二端口连通b1，第一转向阀1的第三端口c1和第五端口e1均与回流管10的入口连通，第一转向阀1的第四端口d1通过第一阀门7与入流管9的出口连通；第二转向阀2具有第一端口a2、第二端口b2、第三端口c2、第四端口d2和第五端口e2，第二液压缸6临近打泥机构4的一端与第二转向阀2的第一端口a2连通，第二液压缸6背离打泥机构4的一端与第二转向阀2的第二端口b2连通，第二转向阀2的第三端口c2和第五端口e2均与回流管10的入口连通，第二转向阀2的第四端口d2通过第二阀门8与入流管9的出口连通；入流管9的入口插设在液态金属19中，回流管10的出口插设在储液箱12中，第一流量传感器设置在第一阀门7与第一转向阀1的第四端口d1之间的管道上，第二流量传感器设置在第二阀门8与第二转向阀2的第四端口d2之间的管道上，第一流量传感器、第二流量传感器、第一阀门7、第二阀门8、第一转向阀1和第二转向阀2均与控制器连接。
[0024] 使用时：首先，打开加热器13、驱动泵11、第一阀门7和第二阀门8；然后，判断转炮机构3和打泥机构4是否要后退，即转炮机构3和打泥机构4是要后退还是前进：
[0025] 若转炮机构3和打泥机构4要后退，则控制第一转向阀1的第一端口a1和第四端口d1连通、第一转向阀1的第二端口b1和第五端口e1连通，同时控制第二转向阀2的第一端口a2和第四端口d2连通、第二转向阀2的第二端口b2和第五端口e2连通，也就是说，此时储液箱12中的液态金属19在驱动泵11的驱动下通过入流管9后分为两路：一路依次经过第一阀门7、第一转向阀1的第四端口d1、第一端口a1后充入第一液压缸5邻近转炮机构3的一端；另一路依次经过第二阀门8、第二转向阀2的第四端口d2、第一端口a2后充入第二液压缸6邻近打泥机构4的一端。由此，随着第一液压缸5中液态金属19的不断增多，第一液压缸5中的活塞杆就会在液态金属19的
挤压推动下逐渐朝第一液压缸5背离转炮机构3的一端移动，也就是说，第一液压缸5的活塞沿第一端口a1至第二端口b1的方向移动，当第一液压缸5的活塞经过第二端口b1时，充注在第一液压缸5中的部分液态金属19便通过第二端口b1、第五端口e1后经回流管10流入储液箱12中。同理，与第二液压缸6的活塞杆也会在液态金属19的挤压推动下朝背离打泥机构4的一端移动，也就是说，第二液压缸6的活塞沿第二液压缸6的第一端口a2至第二液压缸6的第二端口b2的方向移动，当第二液压缸6的活塞经过第二端口b2时，充注在第二液压缸6中的部分液态金属19便通过第二端口b2、第五端口e2后经回流管10流入储液箱12中。
[0026] 若转炮机构3和打泥机构4要前进，则控制第一转向阀1的第二端口b1和第四端口d1连通、第一转向阀1的第一端口a1和第三端口c1连通，同时控制第二转向阀2的第二端口b2和第四端口d2连通、第二转向阀2的第一端口a2和第三端口c2连通，也就是说，此时储液箱12中的液态金属19在驱动泵11的驱动下通过入流管9后分为两路：一路依次经过第一阀门7、第一转向阀1的第四端口d1、第二端口b1后充入第一液压缸5背离转炮机构3的一端；另一路依次经过第二阀门8、第二转向阀2的第四端口d2、第二端口b2后充入第二液压缸6背离打泥机构4的一端。由此，随着第一液压缸5中液态金属19的不断增多，第一液压缸5中的活塞杆就会在液态金属19的挤压推动下逐渐朝邻近转炮机构3的一端移动，也就是说，第一液压缸5的活塞沿第二端口b1至第一端口a1的方向移动，当第一液压缸5的活塞经过第一端口a1时，充注在第一液压缸5中的部分液态金属19便通过第一端口a1、第三端口c1后经回流管10流入储液箱12中。同理，与第二液压缸6的活塞杆也会在液态金属19的挤压推动下朝邻近打泥机构4的一端移动，也就是说，第二液压缸6的活塞沿第二液压缸6的第二端口b2至第二液压缸6的第一端口a2的方向移动，当第二液压缸6的活塞经过第一端口a2时，充注在第二液压缸6中的部分液态金属19便通过第一端口a2、第三端口c2后经回流管10流入储液箱12中。
[0027] 由此，本实用新型通过利用液态金属19
密度大、耐高温、承载力大使用寿命长优点，不仅可保证高温、高温下压力传送介质的粘度基本不变，大大提高了液压泥炮的安全性，而且还可避免泄露、大大降低压力传送介质的更换次数，节约了成本。
[0028] 优选地，还包括插设在液态金属19中的温度传感器18，温度传感器18与控制器连接。通过设置温度传感器18就可根据储液箱12中液态金属19的成分来控制加热器13的加热时间、加热功率。当温度传感器18检测到的液态金属19的温度小于设定温度
阈值时，则打开加热器13；当液态金属19的温度大于或等于设定温度阈值时，则保持加热器13关闭。
[0029] 优选地，还包括过滤网16，过滤网16罩设在入流管9的入口上、以便通过过滤储液箱12中的杂质和金属屑来避免杂质或金属屑堵塞管路、损坏阀门。更优选地，过滤网16的网孔的孔径为0.1mm。
[0030] 优选地，液态金属19上盖设有密封液20、以避免液态金属19被氧化。
[0031] 进一步地，密封液20为
碳酸氢钠溶液、氢氧化钠溶液或盐酸。
[0032] 优选地，驱动泵11为电磁泵、隔膜泵、柱塞泵、齿轮泵或叶片泵。
[0033] 优选地，液态金属19包括镓、铟、锡、锌、铋、铅、铬、汞、钠、钾、铯、锌、铜和铝中的至少一种。
[0034] 优选地，液态金属19为镓基合金，第一液压缸5、第二液压缸6、第一转向阀1、第二转向阀2、第一阀门7、第二阀门8、入流管9、回流管10、储液箱12和驱动泵11的材质为钨、铼、钽、铌、钼、钛、铅、铬、钽钨合金、钛合金或陶瓷。
[0035] 需要说明的是，除了选用防
腐蚀材料来避免腐蚀以外，还可以在第一液压缸5、第二液压缸6、第一转向阀1、第二转向阀2、第一阀门7、第二阀门8、入流管9、回流管10、储液箱12和驱动泵11的内壁
镀设防腐蚀层。
[0036] 优选地，第一换向阀、第二换向阀、入流管9、回流管10、溢流管14、第一液压缸5、第二液压缸6、第一阀门7、第二阀门8和/或第三阀门15上设有加热器13。其中，加热器13可为加热带、加热丝、磁力加热器或一对插设在液态金属19中、且分别与电源正、负极连接的导线。当加热器13为一对导线时，将该对导线分别与电源正、负极连接后、插入液态金属19中，此时这些液态金属19就相当于
电阻。
[0037] 另外，还包括压力传感器17、溢流管14和第三阀门15，溢流管14的第一端通过第三阀门15与入流管9的出口连通，溢流管14的第二端插设在储液箱12中，第一液压缸5和第二液压缸6中均设有压力传感器17，压力传感器17和第三阀门15均与控制器连接。随着第一液压缸5和第二液压缸6中液态金属19的不断增多，第一液压缸5和第二液压缸6内的压力也会越来越大，当该压力值超过设定压力阈值时，控制器控制第三阀门15打开，使抽进入流管9中的液态金属19分为两部分，其中一部分直接从溢流管14流回储液箱12中，另一部分通过第一阀门7和第二阀门8进入第一液压缸5和第二液压缸6中。由此，就可保证当第一液压缸5和第二液压缸6中压力过大时，通过溢流管14和回流管10的共同作用，就可实现迅速泄压，避免各个管路被损坏。
[0038] 如图2所示，下面对本实施例的基于液态金属的液压泥炮的使用方法进行说明：
[0039] S0、系统初始化，并执行步骤S1；
[0040] S1、获取储液箱12中液态金属19的温度，并跳转执行步骤S2；
[0041] S2、判断液态金属19的温度是否小于设定温度阈值，若是则跳转执行步骤S3，若否则跳转执行步骤S4；
[0042] S3、开启加热器13，并跳转执行步骤S0；
[0043] S4、判断转炮机构3和打泥机构4是否要后退，若是则跳转执行步骤S5，若否则跳转执行步骤S6；
[0044] S5、启动驱动泵11，同时打开第一阀门7和第二阀门8，并控制第一转向阀1的第一端口a1和第四端口d1连通、第一转向阀1的第二端口b1和第五端口e1连通，控制第二转向阀2的第一端口a2和第四端口d2连通、第二转向阀2的第二端口b2和第五端口e2连通，并跳转执行步骤S7；
[0045] S6、启动驱动泵11，同时打开第一阀门7和第二阀门8，并控制第一转向阀1的第二端口b1和第四端口d1连通、第一转向阀1的第一端口a1和第三端口c1连通，控制第二转向阀2的第二端口b2和第四端口d2连通、第二转向阀2的第一端口a2和第三端口c2连通，并跳转执行步骤S7；
[0046] S7、获取第一阀门7的第一流量和第二阀门8的第二流量，并跳转执行步骤S8；
[0047] S8、判断第一流量是否超过第一流量阈值范围，若是则跳转执行步骤S9，若否则跳转执行步骤S11；
[0048] 判断第二流量是否超过第二流量阈值，若是则跳转执行步骤S10，若否则跳转执行步骤S11；
[0049] S9、调整第一阀门7开度，即当第一流量大于第一流量阈值范围内的最大值，则减小第一阀门7的开度；当第一流量小于第一流量阈值范围内的最小值，则增大第一阀门7的开度，并跳转执行步骤S7；
[0050] S10、调整第二阀门8开度，即当第二流量大于第二流量阈值范围内的最大值，则减小第二阀门8的开度；当第二流量小于第二流量阈值范围内的最小值，则增大第二阀门8的开度，并跳转执行步骤S7；
[0051] S11、获取第一液压缸5和第二液压缸6内的压力值，并跳转执行步骤S12；
[0052] S12、判断第一液压缸5或第二液压缸6内的压力值是否小于设定压力阈值，若是则跳转执行步骤S0，若否则跳转执行步骤S13；
[0053] S13、打开第三阀门15，并跳转执行步骤S11。
[0054] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
