CN103899509A - 矿用智能变频无人值守乳化液泵站系统 - Google Patents

Abstract

本发明创造型公开了一种矿用智能变频无人值守乳化液泵站系统，其特征在于，包括进水处理部分、乳化液泵站部分、变频控制箱部分、PLC检测控制部分、高压过滤自动反冲洗装置。进水处理部分、乳化液泵站部分、变频控制箱部分、PLC检测控制部分、高压过滤自动反冲洗装置。各部分的工作程序都在PLC的控制之下。

Description

矿用智能变频无人值守乳化液泵站系统

技术领域

本发明涉及一种矿用智能变频无人值守乳化液泵站系统。 

背景技术

    乳化液泵站是煤矿支护装备的重要配套设备,为支护装备提供乳化液动力，是支护装备的动力源，直接影响到煤矿的安全生产。传统工作方式为：乳化液泵站启动后电机转动即可供出乳化液，不论支护装备是否需要注液，乳化液泵站均以额定转速运转。不注液时供出的乳化液通过卸载阀返回到乳化液箱。这一过程所做的是无用功浪费了电能，增加了泵的机械磨损，缩短了乳化液泵的使用寿命。而且使乳化液的温度升高。降低支护装备的安全系数。 

进入乳化液箱的水没有经过过滤、水中的杂质多、钙镁离子含量高，直接破坏煤矿支护装备表面防腐层和乳化液泵站，影响支护装备的支护强度。特别是先进的电液控支架的液控阀精密度高很容易赌赛，影响支护装备的正常使用。 

进入工作面支护装备和从工作面支护装备返回乳化液同样存在着没有高压过滤，乳化液中的有害物质也直接影响乳化液泵站和支护装备的使用寿命的问题。 

乳化液泵站一日三班需要有专人轮流看管，负责乳化液水箱的水位低时加水，温度高时加水降温。对乳化液浓度进行化验，浓度低时需要加乳化油，检查乳化液液位、检查乳化液泵润滑油的油位、油温、油压，防止因润滑油的油位过低或油压不正常而损坏乳化液泵。 

这些传统的控制方式，已经不能满足现代煤矿机械化开采的要求，特别是市场经济危机，煤炭行业不景气，煤炭价格低，工人工资高。井下人多安全隐患加大。所以必须要煤矿井下装备智能化、自动化、节能、减少人员才能降低开采成本，提高安全系数。使企业步入健康、有序、可持续发展的轨道。 

发明内容

针对以上不足，本发明提供一种矿用智能变频无人值守乳化液泵站，系统发明的目的在于将进水处理部分、乳化液泵站部分、变频控制箱部分、PLC检测控制部分、高压过滤自动反冲洗装置，组成一个完整的控制系统，在PLC的统一控制下进行工作。以确保整个系统正常工作。 

为达到上述目的，本技术方案如下： 

一种矿用智能变频无人值守乳化液泵站系统，包括顺次连通的水处理部分、乳化液泵站部分以及反冲洗部分，与以上部分连接有带有PLC控制器的变频控制部分。

进一步的，所述的水处理部分包括至少一个过滤罐、增压泵，过滤罐后方连接有RO组件。 

进一步的，所述的乳化液泵站部分包括乳化液泵以及乳化液箱，箱体的前端连接有乳化液自动配比系统：包括混合阀，混合阀的两入口端中，一端连接有与水处理部分连接的减压阀和水流量传感器、另一端与油箱相通并设有油流量传感器，混合阀的出口连通乳化液箱。 

进一步的，所述乳化液箱还装有与PLC连接的水位传感器、水温传感器、压力传感器、压力开关、流量开关。 

进一步的，所述的反冲洗部分包括四个二位三通电磁先导阀，其中乳化液泵站与支护设备的进、出管路中各串联两个控制阀，串联的控制阀之间设有过滤器。 

进一步的，所述的控制阀为电磁先导阀，其中位于由乳化液泵站朝向支护装备的入流管路中沿入流方向串联设有第一（31）、第二级（32）电磁先导阀，其中位于由支护装备朝向乳化液泵站的回流管路中沿回流方向串联设有第三（33）、第四级（34）电磁先导阀；并联的电磁先导阀中为上一级的电磁先导阀1口为入口、2口为出口；入流管路、回流管路中，位于同管路的上一级的电磁先导阀3口与下一级电磁先导阀的4口连接且连接管路上设有过滤器；其工作过程如下： 

正常过滤：向支护装备供液，泵站 

（31^#）1  

 2 

过滤器  （32^#）12 

支护装备。

回液  支护装备（34^#）1 

2 

过滤器

（33^#）1 

  2   乳化液箱； 

反冲过程：

                                 → （32^#）3→1→过滤器→（31^#）2 →4排除；

泵站 →31^#）1 →3   

                                     →（33^#）3→1→过滤器→（34^#）2→4排除；

变频控部分还包括受PLC控制电路控制的变频器以及软启动器。

进一步的，变频控部分还包括受PLC控制电路控制的变频器以及软启动器。 

进一步的，乳化液泵体上装有与PLC连接的检测乳化液泵的状态的润滑油油位传感器、润滑油油压传感器、润滑油油温传感器。 

本发明的工作原理及工作过程如下： 

本矿用智能变频无人值守乳化液泵站包括：

进水处理部分、乳化液泵站部分、包括PLC变频控制箱部分、高压过滤自动反冲洗装置。

各部分的工作程序都在PLC的控制、监控之下运行。 

进水处理部分在智能变频无人值守乳化液泵站系统的前端，至少包括一个进水过滤罐、一个增压泵以及RO处理组件一套。解决进入乳化液泵站的水质问题，确保水质达到软化水的要求。 

乳化液箱的前端加入乳化液自动配比系统，由减压阀水流量传感器、乳化油流量传感器，乳化油位传感器，混合阀组成；根据PLC检测的自动按照比例输入形成乳化液。 

乳化液箱装有水位传感器，水温传感器、压力传感器、压力开关、流量开关。压力传感器、压力开关、流量开关装在五孔接头上，说有检测的数据送PLC。 

乳化液泵体上装有润滑油油位传感器、润滑油油压传感器、润滑油油温传感器、检测乳化液泵的各种状态。当润滑油油位不够时、润滑油油压不正常时、润滑油油温高时，乳化液泵站停止工作、报警并启动备用泵 

变频控制箱内装有一台变频器、一台软启动器和一套PLC控制电路，它是矿用智能变频无人值守乳化液泵站系统的核心，其功能是控制乳化液泵站的运转和停止、故障报警、显示、用于具有爆炸性环境中，在交流50Hz额定电压660、1140V的供电线路中，

A：变频控制箱具有强大的电气保护功能，输入缺相保护、过压、欠压、过载、短路 、输出缺相、漏电闭锁、漏电保护等多项保护措施。

B: 整机采用PLC控制，对进入乳化液箱的自来水（也可以是煤矿井下水）进行前处理、消除水中的有害物质，保证水质中性、软化处理。确保支护装备不被腐蚀。 

C：乳化液箱具有自动加水、自动配液、显示乳化液浓度、乳化液水位、水温、吸空保护（最低水位）、乳化油、油位保护。 

D：乳化泵具有润滑油、油温、油位、油压保护，当油位低或者油温高时乳化液泵运转停止并报警。 

E:工作面注液时电机自动启动，不注液时自动停止。工作面注液量大时，电机转速快。注液量小时，电机转速慢（变频方式）。一台泵达不到工作面注液量时，另一台泵自动启动、注液量超过时自动停止。主泵有故障时另一泵自动启动。 当管道出现爆管时，整套系统自动保护、停机、报警。 

F：节电率达50%以上，延长乳化液泵站的使用寿命三倍以上。 

G：实现乳化液泵站的无人值守，可节省三个泵站值班人员，每年可节约开支十几万元（人民币）。 

H：泵站的信息数据，通过井下环网上传到地面监控室，进行实施监控、查询、掌握泵站的运行情况。 

I：具有高压过滤自动反冲洗自动控制功能。具有高压过滤反冲洗自动控制功能，确保乳化液的质量 

过滤装置有四个过滤器和四个多路控制阀以及管路组成。对进入工作面支护装备的乳化液和从支护装备返回乳化液箱的乳化液进行过滤。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图； 

图1是本发明创造控制系统结构主视图；

图2是水处理部分结构示意图；

图3是自动配液结构示意图；

图4为反冲洗部分结构示意图。

具体实施方式

下面未述及的相关技术内容均可采用或借鉴现有技术。 

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。 

如图1所示，一种矿用智能变频无人值守乳化液泵站系统：包括顺次连通的水处理部分1、乳化液泵站部分2以及反冲洗部分3，反冲洗部分3后端连接有支护装备4，与以上部分连接有带有PLC控制器的变频控制部分5；与PLC连接有画面显示部分。 

如图2所示，进水处理部分在智能变频无人值守乳化液泵站系统的前端，包括进水过滤罐11，数量四个，酸、碱平衡，增压泵两台，RO处理组件12，数量一套；解决进入乳化液泵站的水质问题，确保水质达到软化水的要求。 

所述的乳化液泵站部分包括乳化液泵25以及乳化液箱，箱体的前端连接有乳化液自动配比系统，图3所示：包括混合阀21，混合阀21的两入口端中，一端连接有与水处理部分连接的减压阀22和水流量传感器23、另一端与油箱相通并设有油流量传感器24，混合阀21的出口连通乳化液箱。 

所述乳化液箱还装有与PLC连接的水位传感器、水温传感器、压力传感器、压力开关、流量开关。 

所述的反冲洗部分包括四个控制阀，图4所示，本实施例采用电磁先导阀的形式，其中位于由乳化液泵站朝向支护装备的入流管路中沿入流方向串联设有第一级电磁先导阀31、第二级电磁先导阀32，其中位于由支护装备朝向乳化液泵站的回流管路中沿回流方向串联设有第三级电磁先导阀33、第四级电磁先导阀34；并联的电磁先导阀中为上一级的电磁先导阀1口为入口、2口为出口；入流管路、回流管路中，位于同管路的上一级的电磁先导阀3口与下一级电磁先导阀的4口连接且连接管路上设有过滤器，即第一级电磁先导阀31的3口与第二级电磁先导阀32的4口连通，第三一级电磁先导阀31的3口与第四级电磁先导阀32的4口连通，；第四级电磁先导阀34的3口与第一级电磁先导阀31的1、3口连通。 

其工作过程如下： 

正常过滤：向支护装备供液，泵站

（31^#）1   2 

过滤器  （32^#）1

2 

支护装备。

回液  支护装备→（34^#）1 →2→过滤器→（33^#）1→2   乳化液箱； 

反冲过程：

                                 → （32^#）3→1→过滤器→（31^#）2 →4排除；

泵站 →31^#）1 →3   

                                     →（33^#）3→1→过滤器→（34^#）2→4排除；

变频控部分还包括受PLC控制电路控制的变频器以及软启动器。

乳化液泵体上装有与PLC连接的检测乳化液泵的状态的润滑油油位传感器、润滑油油压传感器、润滑油油温传感器。 

本发明矿用智能变频无人值守乳化液泵站系统的PLC工作是按预先编制好程序进行，PLC在一个扫描周期里要对整个系统检测一遍。工作过程简述如下： 

系统上电后，PLC首先检测乳化液箱中的水位、乳化液泵站的润滑油油位是否正常，正常时，进入下一步工作。不正常转入报警处理系统。

正常时  PLC根据乳化液箱中是否需要加水决定是否需要启动水处理设备，需要加水时，启动水处理设备，同时检测水的PH值是否在6--9之间，不符合时要进行调整。检测水的电导率是否符合标准决定是否需要启动RO系统。水位到时自动停水。 

检测乳化液箱的水位是否正常，最低位是否正常，检测变频器的各项参数是否正常，检测工作面是否需要注液，决定乳化液泵站电机是启动还是停止。检测注液量的大小，决定乳化液泵站电机的转速是快还是慢。检测一台乳化液泵站是否能满足工作面的注液量，若满足不了启动第二台泵，超过时第二台泵自动停止。 

检测乳化液泵站的油位、油温、油压是否正常，正常时，继续工作，不正常时停止乳化液泵站并且报警显示，同时启动备用泵。 

检测高压过滤反冲洗装置进、回液过滤器的进液压力和出液压力之差是否符合规定的范围内，如果压差不正常，启动反冲洗装置，压差正常时看过滤器的工作时间到吗，如果工作时间到也要启动反冲洗装置。确保高压过滤反冲洗装置正常工作。 

一个扫描周期过后 ，自动进入下一个周期。出现故障时自动转入故障处理并显示故障名称、故障时间，报警等待处理。 

以上所述仅是本申请的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 

Claims (8)

1.一种矿用智能变频无人值守乳化液泵站系统，其特征在于：包括顺次连通的水处理部分、乳化液泵站部分以及反冲洗部分，与以上部分连接有带有PLC控制器的变频控制部分。

2.根据权利要求1所述的矿用智能变频无人值守乳化液泵站系统，其特征在于：所述的水处理部分包括至少一个过滤罐、增压泵，过滤罐后方连接有RO组件。

3.根据权利要求1所述的矿用智能变频无人值守乳化液泵站系统，其特征在于：所述的乳化液泵站部分包括乳化液泵以及乳化液箱，箱体的前端连接有乳化液自动配比系统：包括混合阀，混合阀的两入口端中，一端连接有与水处理部分连接的减压阀和水流量传感器、另一端与油箱相通并设有油流量传感器，混合阀的出口连通乳化液箱。

4.根据权利要3所述的矿用智能变频无人值守乳化液泵站系统，其特征在于：所述乳化液箱还装有与PLC连接的水位传感器、水温传感器、压力传感器、压力开关、流量开关。

5.根据权利要求1所述的矿用智能变频无人值守乳化液泵站系统，其特征在于：所述的反冲洗部分包括四个二位三通电磁先导阀，其中乳化液泵站与支护设备的进、出管路中各串联两个控制阀，串联的控制阀之间设有过滤器。

6.根据权利要求5所述的矿用智能变频无人值守乳化液泵站系统，其特征在于：所述的控制阀为电磁先导阀，其中位于由乳化液泵站朝向支护装备的入流管路中沿入流方向串联设有第一（31^#）、第二级（32^#）电磁先导阀，其中位于由支护装备朝向乳化液泵站的回流管路中沿回流方向串联设有第三（33^#）、第四级（34^#）电磁先导阀；并联的电磁先导阀中为上一级的电磁先导阀1口为入口、2口为出口；入流管路、回流管路中，位于同管路的上一级的电磁先导阀3口与下一级电磁先导阀的4口连接且连接管路上设有过滤器。

7.根据权利要求1所述的矿用智能变频无人值守乳化液泵站系统，其特征在于：变频控部分还包括受PLC控制电路控制的变频器以及软启动器。

8.根据权利要求3所述的矿用智能变频无人值守乳化液泵站系统，其特征在于：乳化液泵体上装有与PLC连接的检测乳化液泵的状态的润滑油油位传感器、润滑油油压传感器、润滑油油温传感器。

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