氯碱工艺以精致氯化钠盐水为主要原材料，通过离子膜电解槽来生产烧碱、氯气、氢气，是目前重要的基本化学工业，与其产品相关的下游产品非常之多，对工业经济和社会的发展具有重要的意义。制碱工艺从最早的苛化法，到隔膜法，再到水银法，发展到目前常见的离子膜电解槽制烧碱工艺，其中离子膜和电解槽为关键的技术设备。在机械化和自动化逐渐发展的过程，气动技术不断发展和完善，气动技术所制造的产品具有洁净、安全、方便等的有点，获得诸多企业的大力推广和应用。在电解工艺工作中，需要用到一种打壳装置，对电解槽内表面进行施加外力，来锤击打破电解槽液体表面结壳层。在打壳装置工作过程，因其高温、强磁的工作环境，对打壳装置的工作性能提出了更高的要求，推动了装置的优化设计和完善，使得其更具有安全性、性和低能耗的特点。气动技术在打壳装置的优化过程，起到了较为重要的作用，推动了更加高效、节能的气缸系统的产生。

能耗分析是所有工艺生产企业所要考虑的问题，降低能耗则降低了生产制造成本，提高了产品市场竞争力，获得更大的利润。而电解槽为极大的耗能设备，气缸系统运行过程也需要大量的压缩空气，制备压缩空气也需要消耗能源，因此，电解槽工艺对降低能耗上，已经做了大量的研究分析，对于气缸系统，降低压缩空气的消耗量，实际上等同于降低了压缩空气的制备量，即降低了能源的消耗。综上所述，对于设计新型节能电解槽气缸系统，能节约电能，降低总体的能源消耗。

1.气缸系统总体设计

1.1设计目的

设计的目的在于实现气缸在运行过程保障各种回路能够有效的运行，并且结构简单、运行稳定和操作方便。因此首先要满足以下指标内容：（1）首先应保障设计系统的稳定性，即能够长期平稳有效的工作，提高工艺生产效率，为企业的生产提供的保障。（2）其次设计设备仪器应具有通用性，结构简单便于后期维护，机械结构元件和易损件容易更换且成本低廉，以此降低后期维护费。（3）需要从节能方面的设计入手，并满足操作简单的特性，降低人工操作过程的复杂程度，使得经过简单的讲解，便可以正确应用，提高了实用的广泛性。

1.2气缸系统设计

设计主要问题在于对气缸系统的优化，在不影响系统运行的前提下，较大程度地降低压缩空气的使用量。对以往气缸系统进行分析，发现控制模块存在着弱动力和强动力切换过程的能量控制不稳，导致能量损耗的问题。因此，在优化过程优先考虑对气缸回路进行分析。为了提高分析设计的性，通过模拟现场工艺操作过程，依据科学理论分析，可到的设计结论。

2.设计重点内容

一般而言，气缸系统的控制部件主要采用两个电磁换向阀来控制，控制气缸活塞的伸出和缩回，两个电磁换向阀主要控制主换向阀和副控制电磁电磁换向阀，从而进行弱动力和强动力的切换。在起始状态时，主控电磁阀给电，气缸内活塞伸出，气源压缩后进入气缸的无杆腔，利用无杆腔气缸的差动连接方式，实现系统节能的功能。在弱动力模式下，副控电磁阀接电，气缸内气体直接排除气体，利用此切换过程的冲击力实现活塞杆的移动，主控阀和副控阀皆断电，活塞杆回缩。以上设计过程明确了2个问题。1）以往气缸在长时间这个时产生电磁换向阀工作不稳定问题；2）气缸因密封问题导致压缩空气泄漏的问题。因此，利用气控换向阀代替副控电磁换向阀，利用气动控制技术代替电磁控制技术，采用新的气控支路来构建延时回路。并改变传统的电信号来控制电磁换向阀的换向方式，采用新的气控技术来进行阀门控制。当活塞杆在壳内时间停留超过预设时间后，气控换向阀换向，气缸工作模式切换，调节预设时间。最终，实际上减少了电磁换向阀的使用，有效的提高了气缸系统运行过的稳定性。同时节能回路的设定，还可以对气缸进行压力控制和调节，保障供气压力能良好的保持住活塞杆的位移位置，减少气缸运行期间各部件的气体泄漏。

3.结语

1）针对以往气缸存在的2点问题，开展了优化和革新，并应用于实际的实验上，对实验过程及数据进行分析，得到了良好的效果，可以进行推广和进一步的应用。2）对于控制支路方面，还需结合整体体系进行设计和验证，实现的数字化控制，才能更加精细和地进行生产工艺的革新。