專利名稱：一種綜采工作面乳化液遠程監(jiān)測控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種檢測控制系統(tǒng)，尤其涉及到一種綜采工作面乳化液遠程監(jiān)測控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外大多數(shù)煤礦對綜采工作面液壓系統(tǒng)乳化液的濃度、溫度、壓力、液位和泄漏的實時檢測手段還比較落后，大多采用傳統(tǒng)的檢測手段。眾所周知，乳化液是液壓系統(tǒng)的傳動介質(zhì)，乳化液中乳化油的百分比，即乳化液的濃度是評價乳化液性能的一個重要指標?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定乳化液的濃度一般為3% 5%(質(zhì)量分數(shù))，乳化液濃度是否適 當，直接影響到液壓支架、液壓支柱以及其他液壓元件的壽命和生產(chǎn)成本。濃度過低，液壓元件將受到水的直接侵蝕而生銹，導致元件失效，從而縮短設(shè)備使用壽命；濃度過高，會使乳化油的消耗量增加，從而導致生產(chǎn)成本上升。因此，實現(xiàn)乳化液濃度的自動檢測和配比對保護液壓系統(tǒng)元件，延長其使用壽命，以及降低生產(chǎn)成本尤為重要。但是乳化液濃度還采用破乳法和折光儀檢測法，且檢測方法都需要人工取樣與目測讀數(shù)，測量精度不高，傳統(tǒng)的檢測手段，主要包括破乳法和折光儀檢測法。破乳法檢測是在乳化液樣品中加入破乳劑(破乳劑是一種表面活性物質(zhì)，它能使乳化液的液體結(jié)構(gòu)破壞，以達到乳化液中各成分分離出來的目的)，利用其化學作用將乳化狀的油水混合液中的油和水分離開來，從而得到乳化液中油和水的比例值，計算出其濃度值。折光法檢測是根據(jù)折射定律，光從一種介質(zhì)進入到另一種介質(zhì)時在界面上會發(fā)生折射，而且介質(zhì)的濃度不同，光在其中的傳播速度不同，折射率也就不同。據(jù)此原理制成折光濃度計，光線經(jīng)棱鏡進入乳化液，從目鏡中可觀察到視場中有明暗分界線，該分界線的不同刻度顯示出液體的不同濃度值。常用的折光濃度計有:差動式自動折光濃度計、全發(fā)射式自動折光濃度計、便攜式折光計和折光電液計。煤礦生產(chǎn)中用來檢測乳化液濃度最常用的是折光糖量計，屬于便攜式濃度計。糖量計一般是手持式的，用質(zhì)量分數(shù)表示濃度，是基于含糖溶液的折射率正比于濃度的原理設(shè)計的。目前，在我國煤礦企業(yè)實際生產(chǎn)中所用的乳化液配比方法主要有以下3種(I)人工配比方法，人工配比是采用通過泵箱觀察口往泵箱里灌注乳化油的方式進行的。該方法的缺點是通過人工取樣與目測讀數(shù)，因而精度低，配比濃度很難控制；取樣等待時間長，不能實現(xiàn)在線檢測。另外，操作頻繁、清潔度差、成本高以及勞動強度大。目前，這種方法己很少使用。(2)機械配比方法，機械配比是利用乳化液配比器進行配比，這種配比器是根據(jù)文丘里管原理設(shè)計的。該方法的優(yōu)點是在水壓穩(wěn)定時，配置出來的乳化液濃度比較恒定，操作簡單，無需其他動力源，而且也避免了乳化油在水中擴散的延續(xù)性所造成的配比濃度的瞬時不恒定。缺點是配比的調(diào)節(jié)和水閥的通斷都靠人工操作，因而很不方便。此外，水壓不穩(wěn)定時，配比濃度也很難控制。(3)自動配比方法，自動配比是由傳感器來檢測濃度和液位的變化，并經(jīng)微電子電路處理為控制信號，再通過控制電路控制輔助泵加注乳化油或水。該方法較為先進，缺點是乳化油和水在泵箱內(nèi)混合，乳化液濃度擴散時間長，加水、加油時間不易控制，從而造成配比濃度瞬時不恒定；另外結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。因此采用先進的傳感檢測和計算機控制技術(shù)，將乳化液的濃度檢測和配比結(jié)合起來實現(xiàn)乳化液濃度的在線檢測和自動配比是煤礦高產(chǎn)高效和安全生產(chǎn)的迫切要求，符合現(xiàn)代化礦井生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢。乳化液泵曲軸兩端處軸承的工作狀況直接決定了曲軸的工作狀況，若工作環(huán)境溫度超過了本身所能承受的溫度上限，必將縮短其 使用壽命。乳化液泵站是煤礦井下作業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，它擔負向煤礦綜采工作面液壓支架或普采工作面單體液壓支柱輸送高壓乳化液，是液壓支架的動力源，其工作狀態(tài)的好壞直接影響液壓支架的工作性能和使用效果，同時對井下工作的安全性起著至關(guān)重要的作用。綜采工作面的液壓支架之所以能夠支撐頂板，并能實現(xiàn)推溜移架、調(diào)整護壁、側(cè)護防倒、防滑，都是乳化液泵供給的壓力液體是各種液壓缸以及千斤頂動作的結(jié)果。另外在某些綜采工作面，可彎曲刮板輸送機的緊鏈液壓馬達、橋式轉(zhuǎn)載機的固定及推移千斤頂以及工作面上、下出口處超前支護用的單體液壓支柱等都是靠乳化液泵提供的高壓乳化液工作的。隨著綜采工作面采煤機的工作牽引速度不斷提高，液壓支架的推進(或跟進)速度必須相應(yīng)提高，才能充分發(fā)揮采煤機的工作能力。液壓支架在跟進過程的“升、降、推、移”等動作是由乳化液泵站供給的壓力液體推動各種液壓缸來完成，乳化液泵站的供液流量決定著支架的跟進速度，對于大采高、大噸位液壓支架，在多架同時移動的情況下，需要增大流量，才能保證支架的快速跟進，維護工作面頂板的完整，確保生產(chǎn)安全，因此對乳化液泵站的要求越來越高。解決液壓支架快速跟進最關(guān)鍵的是要增大液壓支架的供液量，雖然通過提高乳化液泵的功率能夠滿足大流量供液，但是由于煤礦井下作業(yè)空間和安全的限制，僅僅依靠采用大流量泵來解決液壓支架快速跟進所需流量的方法很難實現(xiàn)。由此可見，配合監(jiān)測乳化液的工作狀態(tài)，研制高壓力、研制、開發(fā)乳化液泵站的智能自動監(jiān)測和故障自診斷、故障自動處理等功能的系統(tǒng)對煤礦采煤具有重要意義。開發(fā)綜采工作面乳化液濃度的自動檢測與配比系統(tǒng)十分必要。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種綜采工作面乳化液遠程監(jiān)測控制系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有產(chǎn)品上述方面的不足。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)本實用新型實施例所述的一種綜采工作面乳化液遠程監(jiān)測控制系統(tǒng)，包括進水管道、乳化油箱、單片機、混合過濾器、乳化液箱和乳化液泵，乳化油箱通過帶有計量泵和流量開關(guān)的管道與混合過濾器連接，混合過濾器通過管道與乳化液箱連接，乳化液箱通過管道與乳化液泵連接，乳化液泵通過乳液流出管道與用液設(shè)備連接，所述進水管道上設(shè)有截止閥、渦輪流量計、減壓閥和電磁閥，所述乳化油箱內(nèi)設(shè)有液位傳感器一，所述乳化液箱內(nèi)設(shè)有液位傳感器二、濃度傳感器和攪拌器，所述乳化液泵上設(shè)有溫度傳感器，所述乳液流出管道上設(shè)有若干壓力傳感器，所述減壓閥、電磁閥、液位傳感器一、液位傳感器二、濃度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器分別與單片機連接，所述計量泵與變頻器連接，變頻器與單片機連接，單片機與控制系統(tǒng)連接。本實用新型的有益效果為本實用新型實現(xiàn)了乳化液濃度的在線檢測和自動配t匕，并通過自動檢測液壓系統(tǒng)主管路壓力信號和乳化液泵曲軸兩端處軸承的溫度值，給智能乳化液泵站提供運行參數(shù)，達到泵站智能控制的目的。
下面根據(jù)附圖對本實用新型作進一步詳細說明。 圖I是本實用新型實施例所述的一種綜采工作面乳化液遠程監(jiān)測控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I、進水管道；2、截止閥；3、減壓閥；4、電磁閥；5、渦輪流量計；6、混合過濾器；7、單片機；8、流量開關(guān)；9、變頻器；10、計量泵；11、攪拌器；12、液位傳感器二 ； 13、液位傳感器一 ；14、乳化油箱；15、濃度傳感器；16、乳化液箱；17、乳化液泵；18、溫度傳感器；19、壓力傳感器；20、乳液流出管道；21、用液設(shè)備。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型實施例所述的一種綜采工作面乳化液遠程監(jiān)測控制系統(tǒng)，包括進水管道I、乳化油箱14、單片機7、混合過濾器6、乳化液箱16和乳化液泵17，乳化油箱14通過帶有計量泵10和流量開關(guān)8的管道與混合過濾器6連接，混合過濾器6通過管道與乳化液箱16連接，乳化液箱16通過管道與乳化液泵17連接，乳化液泵17通過乳液流出管道20與用液設(shè)備21連接，所述進水管道I上設(shè)有截止閥2、減壓閥3、電磁閥4和渦輪流量計5，所述乳化油箱14內(nèi)設(shè)有液位傳感器一 13，所述乳化液箱16內(nèi)設(shè)有液位傳感器二 12、濃度傳感器15和攪拌器11，所述乳化液泵17上設(shè)有溫度傳感器18，所述乳液流出管道20上設(shè)有若干壓力傳感器19，所述減壓閥3、電磁閥4、液位傳感器一 13、液位傳感器二12、濃度傳感器15、溫度傳感器18、壓力傳感器19分別與單片機7連接，所述計量泵10與變頻器9連接，變頻器9與單片機7連接，單片機7與控制系統(tǒng)連接。具體使用時，礦用乳化液監(jiān)測監(jiān)控裝置是對乳化液泵系統(tǒng)上安裝的各種傳感器信號進行采集、分析和處理的設(shè)備，實時監(jiān)測設(shè)備的工況，并將采集的數(shù)據(jù)傳送給調(diào)度控制中心，然后根據(jù)接收到的遙控命令執(zhí)行相應(yīng)的控制操作。乳化油從乳化油箱14經(jīng)計量泵10、流量開關(guān)8到混合過濾器6，和來自自來水管道的清水混合，混合后的乳化液流到乳化液箱16。渦輪流量計5用來檢測清水的流量，并用電磁閥4調(diào)節(jié)進水量。乳化油箱14里安裝了液位傳感器一 13來檢測乳化油的液位?；旌虾蟮娜榛涸谌榛合?6里通過攪拌器11進行充分混合。在乳化液箱16里裝有濃度傳感器15，該傳感器是一個完整的單片機系統(tǒng)，具有溫度檢測和補償功能，用來檢測配制好的乳化液度。礦用乳化液監(jiān)測監(jiān)控裝置通過變頻器9來調(diào)節(jié)計量泵電機的轉(zhuǎn)速來控制和調(diào)節(jié)乳化油的流量，從而構(gòu)成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，使混合后的乳化液濃度達到設(shè)定值。在乳化液箱16里也裝有液位傳感器二 12，用來測量配制后乳化液以工控機為控制核心的新型乳化液自動檢測和配比系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)乳化液濃度的在線檢測，而且可以同時實現(xiàn)乳化液濃度的自動配比。在乳化液泵站系統(tǒng)高壓液輸出口端內(nèi)外、用液設(shè)備端分別安裝壓力傳感器19，對液壓系統(tǒng)乳化液的壓力信號進行采集，并連接到單片機7信號處理單元。通過高壓輸出端安裝的壓力傳感器19，得到隨時間變化和工作狀況不同的壓力曲線。正常情況下，當泵站向設(shè)備供液時壓力是一個先陡峭下降，然后慢慢提高的過程；而泄漏時，油壓會有較大幅度的波動和壓降，曲線則始終不規(guī)則地波動或下降。利用模式識別的相關(guān)技術(shù)，在單片機處理單元和遠程監(jiān)控計算機中同時進行程序計算，由單片機7進行現(xiàn)場的控制，在漏液時進行聲光報警；由遠程計算機進行顯示和記錄，并對這些曲線進行智能方法識別，判斷記錄出供液系統(tǒng)當前的工作狀態(tài)，積累泵站工作信息，為今后的檢修、調(diào)試提供依據(jù)。這樣的雙重保護機制保證了工作的安全性和可靠性。乳化液泵曲軸兩端處軸承的工作狀況直接決定了曲軸的工作狀況，若工作環(huán)境溫度超過了本身所能承受的溫度上限，必將縮短其使用壽命。軸承工作處溫度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng) 主要包括溫度傳感器以及單片機數(shù)據(jù)處理單元。溫度傳感器18安裝于乳化液泵曲軸兩端軸承工作處，工作過程中實時檢測曲軸兩端軸承工作的環(huán)境溫度，并傳輸?shù)絾纹瑱C數(shù)據(jù)處理單元。單片機數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)接收到的溫度值和預(yù)設(shè)的溫度值進行比較，若低于溫度的設(shè)定值，則繼續(xù)進行監(jiān)測和判斷；若高于設(shè)定值，則發(fā)出高溫報警信號，以便及時進行處理。在泵站中采用四臺乳化液泵供液代替現(xiàn)在普遍采用的大流量單泵或雙泵供液形式；利用液壓系統(tǒng)主管路壓力信號的變化反映液壓支架跟進時所需乳化液流量的變化，通過采集到的主管路壓力信號來調(diào)整各臺泵的運行狀態(tài)；在泵站的運行過程中采用優(yōu)先級循環(huán)方式，避免了各臺乳化液泵運行時間不同；同時，為了避免乳化液泵17出現(xiàn)故障帶病運行，設(shè)計了故障在線監(jiān)控系統(tǒng)，對泵站在運行過程中出現(xiàn)的各種故障實時報警并采取相應(yīng)控制措施。在泵站的控制系統(tǒng)中，通過可編程控制器構(gòu)成主從站集散式控制系統(tǒng)，整個控制系統(tǒng)由主站控制器進行集中控制，由各個分站進行相應(yīng)的管理；主站控制器根據(jù)主管路壓力的變化和當前各個從站的運行狀態(tài)，由程序中設(shè)定的優(yōu)先級順序，對相應(yīng)的從站控制器發(fā)送加載或卸載控制指令；從站控制器接收到控制指令后控制各自乳化液泵的啟動、停止、加載、卸載以及故障監(jiān)測等，然后再將當前的運行狀態(tài)上傳到主站控制器中。主從站均設(shè)置有人機接口，通過入機接口操作人員可以設(shè)定相關(guān)參數(shù)和查閱各個泵的運行情況。本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人在本實用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種綜采工作面乳化液遠程監(jiān)測控制系統(tǒng)，包括進水管道(I)、乳化油箱(14)、單片機(7)、混合過濾器(6)、乳化液箱(16)和乳化液泵(17)，乳化油箱(14)通過帶有計量泵(10)和流量開關(guān)(8)的管道與混合過濾器(6)連接，混合過濾器(6)通過管道與乳化液箱(16)連接，乳化液箱(16)通過管道與乳化液泵(17)連接，乳化液泵(17)通過乳液流出管道(20)與用液設(shè)備(21)連接，其特征在于所述進水管道(I)上設(shè)有減壓閥(3)和電磁閥(4)，所述乳化油箱(14)內(nèi)設(shè)有液位傳感器一(13)，所述乳化液箱(16)內(nèi)設(shè)有液位傳感器二(12)、濃度傳感器(15)和攪拌器(11)，所述乳化液泵(17)上設(shè)有溫度傳感器(18)，所述乳液流出管道(20)上設(shè)有若干壓力傳感器(19)，所述減壓閥(3)、電磁閥(4)、液位傳感器一(13)、液位傳感器二(12)、 濃度傳感器(15)、溫度傳感器(18)、壓力傳感器(19)分別與單片機(7)連接，所述計量泵(10)與變頻器(9)連接，變頻器(9)與單片機(7)連接，單片機(7)與控制系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種綜采工作面乳化液遠程檢測控制系統(tǒng)，其特征在于所述進水管道(I)上設(shè)有截止閥(2 )和渦輪流量計(5 )。
專利摘要本實用新型涉及一種綜采工作面乳化液遠程監(jiān)測控制系統(tǒng)，包括單片機、截止閥、減壓閥、電磁閥、渦輪流量計、流量開關(guān)、計量泵、液位傳感器、乳化油箱、攪拌器、濃度傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器，能夠?qū)φ麄€液壓系統(tǒng)乳化液工作狀態(tài)進行在線監(jiān)控與濃度自動配比，確保系統(tǒng)正常工作。本實用新型的有益效果為本實用新型實現(xiàn)了乳化液濃度的在線檢測和自動配比，并通過自動檢測液壓系統(tǒng)主管路壓力信號和乳化液泵曲軸兩端處軸承的溫度值，給智能乳化液泵站提供運行參數(shù)，達到泵站智能控制的目的。
文檔編號F04B49/00GK202673641SQ20122026228
公開日2013年1月16日 申請日期2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月5日
發(fā)明者張斌 申請人:山西巨安電子技術(shù)有限公司