1.7 电厂输煤采样机液压系统
1.7.1 主机功能结构
输煤采样机是以煤为燃料的火力发电厂的一种专用设备，其功能是在输煤皮带运行一定的时间间隔内，按照有关国家标准规定的抽样方法，自动截取一个煤流的横断面，并将截取的煤按有关标准要求制成有代表性的样品。以便对原料进行物理和化学分析，确定其品质指标（如燃烧值、含硫量、水分、挥发物等），为生产、工艺配制提供必要的技术数据，为经济核算提供依据。输煤采样机常用于燃煤输送系统中主胶带输送机的头部。采样机由主机、液压系统和控制柜等3部分组成，整机采用自动控制。
主机（图1-14）由机架1、平凸导轨2、防尘护板3、样斗夹紧液压缸（简称夹紧缸）5、样斗进给液压缸（简称进给缸）8、行程开关10、采样斗（包括样斗活板6、样斗定板7）11等组成。图1-14中皮带输煤机9、卸料斗4一般不属于主机部分。此外，还有润滑装置、防尘装置（图1-14中未画出）。
图1-14 采样机主机结构简图
1—机架；2—平凸导轨；3—防尘护板；4—卸料斗；5—夹紧缸；6—样斗活板；7—样斗定板；8—进给缸；9—皮带输煤机；10—行程开关；11—采样斗
在皮带输煤采样机运行过程中，首先夹紧缸5动作将样斗封闭夹紧，之后，采样斗11在进给缸8的驱动下由左向右运动，样斗从皮带输煤机9的落煤截面中取料，当样斗运到指定位置时，夹紧缸5松开，样斗打开卸料（通过卸料斗4将样煤送至制样设备），然后样斗退回原位，完成一次采样工作循环。
采样机的主要技术参数：工作循环允许温度0～40℃；采样粒度50mm；采样精度±1%～±2%；端部皮带规格800mm、1000mm、1200mm、1400mm；水分适用范围10%（全水）；采样斗宽度200mm；采样斗运动速度（可调）0.8～2m/s；子样质量数3～5kg；采样间隔时间0～60min。
1.7.2 液压系统工作原理
图1-15所示为采样机的液压系统原理。系统油源为液压泵4，其最高压力设定与卸荷由溢流阀6及二位二通电磁换向阀5实现。系统的执行元件为两个并联的伸缩式进给缸9与两个并联的活塞式夹紧缸10，缸9的运动方向由三位四通电磁换向阀控制，缸10的运动方向由二位四通电磁换向阀12控制；减压阀用于设定夹紧缸10的工作压力，压力继电器11用于夹紧后信号的发出。单向阀7用于防止压力油倒灌，单向阀14用于夹紧保压；冷却器13用于油液循环后冷却；压力表16和压力表开关17用于两个测压点P1和P2的压力测量转换。由系统的动作状态表1-2可给出自动循环时各工况的油液流动路线如下。
图1-15 采样机液压系统原理
1—油箱；2—温度计；3—过滤器；4—液压泵；5—二位二通电磁换向阀；6—先导式溢流阀；7，14—单向阀；8—三位四通电磁换向阀；9—进给缸（伸缩式）；10—夹紧缸；11—压力继电器；12—二位四通电磁换向阀；13—冷却器；15—减压阀；16—压力表；17—压力表开关；1QA～3QA—行程开关
表1-2 采样机液压系统自动工作循环的动作状态
①夹紧缸夹紧 电磁铁2YA通电，阀12切换至左位。
进油路：过滤器3→液压泵4→减压阀15→单向阀14→二位四通换向阀12左位→液压缸10无杆腔。
回油路：液压缸10有杆腔→二位四通换向阀12左位→冷却器13→油箱。
夹紧缸10左行，夹紧。当夹紧缸夹紧后停止运动，当液压系统连续供油使夹紧缸进油路压力逐渐升高至压力继电器11的设定值时发信号，使电磁铁3YA通电，进给缸动作。
②进给缸进给、采样斗取料 夹紧缸夹紧后，3YA通电使三位四通电磁换向阀8切换至左位。
进油路：过滤器3→液压泵4→单向阀7→三位四通电磁换向阀8左位→液压缸9左腔。
回油路：液压缸9右腔→三位四通电磁换向阀8左位→冷却器13→油箱。
进给缸右行，取料。
③夹紧缸松夹、采样斗卸料 当进给缸右行至挡铁触碰行程开关2QA时，电磁铁2YA断电，使阀12复至右位。
进油路：过滤器3→液压泵4→减压阀15→单向阀14→二位四通换向阀12→液压缸10有杆腔。
回油路：缸10右腔→阀12→冷却器13→油箱。
夹紧缸10松开、卸料。
进给缸的进、回油路同上。
④进给缸暂时停留 当进给缸右行至挡铁触碰行程开关3QA时，进给运动到行程终点，通过时间继电器延时发信，控制停留及停留时间。
⑤进给缸退回 当时间继电器发信后，电磁铁3YA断电，4YA通电，换向阀8切换至右位。
进油路：滤油器3→液压泵4→单向阀7→三位四通换向阀8右位→液压缸9右腔。
回油路：液压缸9左腔→三位四通电磁换向阀8→冷却器13→油箱。
进给缸退回。
⑥进给缸原位停止、变量泵卸荷 当进给缸左行至挡铁触碰行程开关1QA时，电磁铁4YA断电，1YA通电，三位四通电磁换向阀8复至中位；二位二通电磁换向阀5切换至下位，先导式溢流阀6遥控口接通油箱，变量泵的全部流量经溢流阀直接排回油箱，变量泵卸荷。
进给缸原位停止。系统完成一次完整的工作循环。
1.7.3 液压系统特点
①液压系统采用变量泵供油的容积调速方式。系统工作时，无节流损失和溢流损失，故功耗和发热小，传动效率高，同时也较好地适应了执行元件低速稳定性要求不是太高的工况。
②液压系统采用先导式溢流阀和电磁换向阀的压力卸荷方式。在采样斗原位停止时，使液压泵卸载，可以避免频繁启停电机，又能够减少液压系统的能量损失，降低温升，提高传动效率。通过先导式溢流阀卸荷，使得卸荷时系统冲击小。压力卸荷方式可避免流量卸荷方式中液压泵处于高压状态，动力元件磨损比较严重的缺陷。
③夹紧液压缸油路设置了减压回路。减压通过定值减压阀实现，其调整压力根据采样斗夹紧缸所需夹紧力确定，既应该保证工作需要的夹紧力，又不能使夹紧力过大，回路中的单向阀在夹紧过程中可起到一定的保压作用。
④液压系统在采样过程中，通过电磁阀、压力继电器和行程开关等实现继电接触式自动控制，使整个采样工作循环自动完成，生产效率和设备自动化程度高。