乳化液自动配比及输送装置方案.docVIP

乳化液自动配比及输送系统 1 立项背景 乳化液作为液压传动的一种工作介质，由于它的粘度小、防腐、防锈、润滑、难燃、价廉等特点在煤矿井下得到了广泛的推广和应用。随着煤炭行业迅速发展，综采工作面高产高效的要求，乳化液的需求量也随之增加。带动乳化液配比方法也由人工配比逐渐向自动化配比方向发展。 从乳化液使用过程中存在的问题，可以看出绝大部分原因是由乳化液浓度不合要求引起。而乳化液的浓度作为衡量乳化液配制质量的一个重要指标，主要决定于乳化液的配比方法。 乳化液的配比方法与煤矿生产的效益和自动化水平的提高密切联系，为适应综采工作面高产高效的发展以及能够配制出高质量的乳化液，国内外乳化液的配比已经由人工地面混和、手控配液，发展到自动配液。 入混合室在该处造成真空，将抽吸乳化油到主喷射流中，使中性水与乳化油充分混合成一定浓度的乳化液。为调节浓度，在被引射的乳化油管路上设置了可变节流装置。这种方式依靠操作者按经验调节浓度，所配制的乳化液精度也很差。 分散型自动配液。一般采用以浮子阀取代了手控配液方式中的截止阀，自动根据液位配制乳化液，在低液位时系统连通，向乳化液箱注液；当液位达到控制的最高液位时系统自动关闭，停止向乳化液箱注液。在注液过程中能自动完成乳化油和中性水的混和，并且浓度按使用要求可以调节，配比稳定，工作性能及动作稳定、可靠，使用寿命长。该方法操作简单方便，已开始在乳化液泵站上推广使用，无锡煤矿工程机械装备有限公司生产的VRB乳化液泵站、GRB乳化液泵站都使用了这种配液方式。 针对目前煤矿以上乳化液配比方法的不足的现状，本课题研究开发了乳化液自动配比系统，提出了无人值守自动乳化液配比装置。该系统不仅能够实现乳化液配比的全自动化，而且所配乳化液的质量较高，浓度能够满足《煤矿安全规程》的要求。解决了目前困挠煤矿生产的乳化液配比问题，它既可以独立使用进行乳化液配制也可以与大型乳化液泵站配合使用向综采工作面提供动力乳化液。这对于提高煤矿生产的效益具有极为重要的意义。 2 系统工作原理及组成 2.1 工作原理 乳化液自动配比及输送系统由串联反冲过滤器2组、带液位指示的乳化油箱、乳化液自动配比系统、乳化液箱、乳化液输送系统和乳化液箱远程信号检测装置等组成。其系统组成原理图如图1所示。 乳化液自动配比系统主要由齿轮泵、单向阀、自力式流量控制阀、紊流乳化器乳和电磁阀等组成。是通过乳化油箱出口处的流量变化，经微电子电路处理为控制信号，再通过调节进水口稳流阀自动调节乳化液浓度的完全自动化乳化液自动配比系统。流量传感器及液位传感器作为反馈装置把采集到的信号送给PLC控制系统，控制系统接受信号，对信号进行处理后对稳流阀发出信号，收到信号后自动调整其输出使其达到规定的要求。在进行乳化液的配制时，采用容积式定比配制的原理，在保持水流量稳定的基础上，只控制乳化油的进油量。这样通过调节乳化油流量使其与水流量为一定比值，就可实现乳化液浓度的定比配制。 乳化液输送系统：用于将配制好的乳化液送至上、下位工作面乳化液液箱。主要由输送泵、电动机、流量计和电磁阀等组成。 该系统以PLC为控制核心，以乳化液自动配比装置为执行机构，以流量传感器、液位传感器反馈装置。其工作原理为：以电磁阀来控制水源的通断，用流量传感器对水流量进行实时检测，不同的流量值经过传感器后，输出相应的电信号，电信号经A/D转换器转换成数字信号以后，送入PLC进行处理。在PLC控制下，系统把浓度变送器浓度值与事先给定系统的浓度值0.6%和1%）进行比较，如果浓度值小于0.6%，PLC向变频器输出信号，通过变频器控制电动机从而来调节齿轮泵的转速使其增大，这样也就使得乳化油的进油量增大。由于清水流量保持不变，乳化油的流量增大会使乳化液浓度增大。同理，如果经比较，乳化液的浓度大于1%，那么，PLC输出信号，使其减小，使乳化油的进油量减少，从而使乳化液的浓度降低。如此循环检测、比较、控制、调节，使乳化液浓度稳定在给定的0.6%～1%范围内。 1-截止阀 2串联的2组反冲过滤器3-稳流阀 4-速比调节 5-流量计 6-输送泵7-电动机 8-单向阀 9-电磁阀 图1 乳化液自动制备系统原理简图 该系统还可对乳化液箱和乳化油箱的液位进行自动控制，有效地避免了油箱和液箱的吸空或乳化液外溢。当乳化液达到高液位时，乳化液箱液位传感器发出电信号，PLC接收信号，使电磁阀失电、齿轮泵停止工作，配比工作停止；当乳化液用至低液面时，乳化液箱液位传感器又发出电信号，PLC接收信号，使电磁阀得电、齿轮泵开始工作，配比工作开始，向乳化液箱补充乳化液。当乳化油箱乳化油短缺时，乳化油箱液位传感器就会发出信号给系统，提醒工作人员加油。系统的控制原理框图如图2所示。 图2系统控制原理框图 2. 2 检测装置 （1）流量实时检测 根据现