1) 压冰室压力传感器 2)排气孔 3)四拉杆 4)活塞 5)液压缸 6)液压缸压力传感器 7)输送管 8)伺服阀 9)液压泵 10)管道 11)液态二氧化碳储存箱 12)控制阀 13) 二氧化碳输送管 14)压冰室 15)模具 16)旋转刀片 17)支撑架 18) 挤压活塞
图2。1干冰制粒机结构图
该干冰制粒机主要的结构组成分为压冰室部分、液压部分、干冰切割部分、二氧化碳供料部分和PLC中央控制部分。它由液压部分中的液压泵提供压力,通过液压杆提供压力给挤压活塞,压冰室的前部装有干冰颗粒的成型模具,液态二氧化碳经节流膨胀阀注入后形成固态颗粒,后被活塞挤压至模具处,通过控制切割片的速度来得到不同规格的干冰颗粒。在压冰室的上方和液压室的尾端有压力传感器,作用是传递压力信号到PLC控制装置中,然后PLC控制终端再根据判断来进行调节。
排气孔的存在是为了排出压冰室里面的空气与二氧化碳气体,但是由于液态的二氧化碳在经过节流膨胀阀的节流过程中,会产生二氧化碳气体与二氧化碳固体颗粒。在排出二氧化碳气体的过程中会夹杂着干冰颗粒,为了解决这一问题,在排气孔处加入一层致密的滤网。这一滤网的存在,就使得干冰颗粒伴随二氧化碳气体排除时,在滤网上形成一层过滤层。过滤层的形成能够确保干冰生产腔室的生产压力维持在一定的值,进而保证干冰的生产效率。
2。2 结构联接
在部件之间的结构联接方面,本论文参考火炮身管设计中的筒紧身管,对系统中的机械系统的部件之间的联接使用的是过盈配合,舍弃了现代干冰生产设备部件联接所使用的螺栓连接和焊接。如液压缸与压冰室之间的联接,在两者之间加了一个过渡型的圆筒筒节,它的定位方式是利用部件之间的接触面来进行定位,保证了压冰室筒体和液压缸筒体的同轴度。
为了弥补各部件之间使用过盈配合而导致的系统承载能力较弱的缺陷,在液压缸和压冰室之间设计了一个四拉杆结构,这种结构的存在能让系统的承力部分转移到了拉杆之中,同时这个结构的存在也增强了系统的整体稳定性。
2。3 液压缸的确定
本论文设计的压冰室初步选择内径150mm,根据查找相关的干冰制粒机的制粒效果,当压冰室的压强为8MPa的时候,能够生产出符合现代工业干冰清洗要求的干冰颗粒所以液压缸的最小压力的选择应符合:
其中D表示活塞的直径;
P表示压冰室所需压强;
活塞的直径选择为150mm,计算出的液压缸所提供的最小压力为F=140kN。取液压缸的安全系数为n=2,则液压缸所提供的最大压力为280kN。表2。1给出了直径为200mm的液压缸所能提供的压力值:
表2。1 液压缸理论出力表
最大工作压强(MPa) 产生的最大推力(kN)
7 219。91
14 439。82
21 659。74
这样我们选择了无锡名尧机械厂生产的HSG型工程液压缸,它的主要计算参数如表2。2所列:
表2。2 液压缸主要性能参数表
最大工作压强 (MPa) 壁厚(mm) 材料 活塞直径
(mm) 活塞杆直径 (mm) 活塞行程(mm)
14 30 16MnR