CN103939136B - 一种充填系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种充填系统，包括充填装置及充填管道，所述充填管道设置于所述充填装置的一端，所述充填管道包括输送管及与所述输送管连通的多通阀；所述充填装置包括充填设备及用于控制所述充填设备的控制系统，所述控制系统与所述充填设备电连接，所述充填设备包括多个充填泵，所述多个充填泵并列设置。此结构的充填系统，可将多个结构一致、排量较小的充填泵组合形成大排量的充填设备，控制系统可控制多个充填泵的开启或关闭，可单独启动一个或多个充填泵，当其中一个充填泵出现故障时，其它充填泵仍可继续工作，因此，具有结构简单、维修方便及工作效率高等方面的优点。另一方面，本发明还提出一种充填系统控制方法。
Description
技术领域
本发明涉及充填机械领域，特别涉及一种充填系统及其控制方法。
背景技术
随着矿山机械的发展，矿井充填管道技术已成为矿山开采中不可缺少的技术，目前，矿井充填管道技术已广泛运用于矿井充填中，主要采用活塞式工业泵将充填膏体通过泵送的方式进行充填。
现有技术中，充填管道出料口通常有一个或两个、甚至多个，但进料口均只有一个，因此，只能配套一台充填泵使用，不能进行多泵合流充填工作，导致充填效率低下。针对此问题，现有技术中，有采用单台大方量充填泵进行充填的，但此方式技术相对复杂，成本较高，并且，一旦发生故障，需停机进行维修，容易延误充填进度。
现有技术中，还有采用两个充填泵(一用一备)进行充填的，但此种填充方式不能充分使用设备，导致填充效率低下，成本高昂。
综上所述，如何提供一种结构简单，成本低廉以及维修方便的充填系统，以及用于控制充填系统的方法，成了本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
基于现有技术的不足，本发明要解决的问题之一是提供一种结构简单，成本低廉以及维修方便的充填系统。
本发明要解决的问题之二是如何提供一种用于控制上述充填系统的控制方法。
为解决上述技术问题之一，本发明提供一种充填系统，包括充填装置及充填管道，所述充填管道设置于所述充填装置的一端，所述充填管道包括输送管及与所述输送管连通的多通阀；所述充填装置包括充填设备及用于控制所述充填设备的控制系统，所述控制系统与所述充填设备电连接，所述充填设备包括多个充填泵，所述多个充填泵并列设置。
作为本发明一种充填系统在一方面的改进，所述多个充填泵的出料端与所述充填管道的输送管固定连接，所述输送管内分别设有用于防止填充物料回流的单向阀。
作为本发明一种充填系统在一方面的改进，所述充填泵的数量为三个，所述多通阀为四通阀，所述四通阀包括三个进料口和一个出料口；所述控制系统包括控制器及与所述控制器电连接的显示屏。
作为本发明一种充填系统在一方面的改进，所述充填设备包括动力部和管道，所述动力部的一端与所述充填泵固定连接，所述动力部的另一端与所述管道的一端固定连接，所述管道内设有第一电磁阀和第二电磁阀。
作为本发明一种充填系统在一方面的改进，所述泵送部包括液压油缸、摆缸及料斗，所述摆缸及料斗设于所述液压油缸的一端。
作为本发明一种充填系统在一方面的改进，所述泵送部还包括接近开关及水箱，所述接近开关用于检测所述液压油缸和摆缸，所述水箱设置于所述液压油缸上，所述液压油缸的数量为两根。
作为本发明一种充填系统在一方面的改进，所述动力部包括电机泵组、阀组及油箱，所述电机泵组与所述控制系统电连接，所述阀组与所述油箱连通，所述阀组用于控制所述液压油缸。
作为本发明一种充填系统在一方面的改进，所述油箱上设有用于检测油液液位的液位传感器，以及用于检测油液温度的温度传感器；所述输送管内还设有用于检测输送管压力的压力传感器。
上述结构的充填系统，包括充填装置及充填管道，充填管道设置于充填装置的一端，充填管道包括输送管及与输送管连通的多通阀；充填装置包括充填设备及用于控制充填设备的控制系统，控制系统与充填设备电连接，充填设备包括多个充填泵，多个充填泵并列设置。此结构的充填系统，可将多个结构一致、排量较小的充填泵组合形成大排量的充填设备，控制系统可控制多个充填泵的开启或关闭，可单独启动一个充填泵，也可同时启动多个充填泵，当其中
一个充填泵出现故障时，其它充填泵仍可继续工作，因此，具有结构简单、维修方便及工作效率高等方面的优点。
为解决上述问题之二，本发明提出一种充填系统控制方法，用于控制上述充填系统，包括如下步骤：
S1：启动充填装置，并在控制系统中输入预设值；
S2：检测控制系统中低压电器实际值与预设设值是否相符，若是，进入步骤S3；若否，进入步骤S5；
S3：检测油箱13内液位值是否与预设设值相符，若是，进入S4；若否，进入S5：
S4：检测油箱内油温值是否与预设值相符，若是，进入S6；若否，进入S5：
S5：停止动力部，关闭电机泵组、阀组和第一电磁阀；
S6：启动充填泵的泵送部；
S7：打开管道内的第一电磁阀、第二电磁阀及输送管内的单向阀；
S8：检测输送管内的压力是否与预设值相符，若是，进入S9；若否，进入S10：
S9：检测液压油缸和摆缸逻辑关系是否正确，若是，进入S11；若否，进入S10：
S10：停止充填泵工作、关闭阀组、第一电磁阀、第二电磁阀及单向阀；
S11：充填泵正常工作；
S12：按上述步骤启动其它充填泵；
上述充填系统控制方法，均由控制系统进行判断并发出指令，由各执行元件执行相应动作，具有自动化程度高，工作可靠性好的优点。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明一种充填系统的结构示意图；
图2为本发明一种充填系统控制方法的流程示意图。
图1中附图标记的对应关系为：
1第一充填泵2第二充填泵3第三充填泵
1动力部5第一电磁阀6管道
7第二电磁阀8泵送部9电机泵组
10控制系统11阀组12液位传感器
13油箱14温度传感器15液压油缸
16水箱17接近开关18摆缸
19料斗20压力传感器21单向阀
22输送管23四通阀
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图开结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示的充填系统，包括充填装置及充填管道，充填管道设置于充填装置的上端，充填管道具体包括输送管22及与输送管22连通的多通阀。充填装置包括充填设备及用于控制充填设备的控制系统10，控制系统10与充填设备电连接，充填设备包括多个充填泵，多个充填泵并列设置。
在一种实施例中，充填泵的数量可以为3个，具体如图1中的第一充填泵1、第二充填泵2及第三充填泵3，当充填泵的数量为3个时，多通阀为四通阀23，四通阀23包括三个进料口和一个出料口，充填物料经3个充填泵后进入四通阀23的三个进料口，由多通阀的出料口汇合后排出，对矿井进行充填。需要说明的是，充填泵的数量还可以为任何可能的数量，在此不再详述。
上述技术方案中，如图1中所示，充填设备包括动力部4及管道6，动力部4的上端与管道6的下端固定连接，动力部4的下端与充填泵固定连接，管道6内设有第一电磁阀5和第二电磁阀7，第一电磁阀5和第二电磁阀7分别与控制器电连接，第一电磁阀5和第二电磁阀7打开时，管道6处于畅通状态。当关闭第一电磁阀5或第二电磁阀7时，管道6被关闭，充填物料无法从管道6中流出。此外，充填装置还包括泵送部8，泵送部8的下端与管道6的上部固定连接。具体而言，泵送部8包括液压油缸15、摆缸18及料斗19，摆缸18及料斗19设置于液压油缸15的一端，摆缸18用于带动摆阀摆动，充填物料置于料斗19中。需要说明的是，液压油缸15的数量为两根，两根油缸的结构和型号一致，液压油缸15包括缸筒和设于缸筒内的活塞杆和活塞，活塞固定设置于活塞杆的一端，活塞和活塞杆可在缸筒内移动，两根油缸内的活塞移动方向相反，当其中一根液压油缸15内的活塞向上移动时，另一根液压油缸15内的活塞向下移动，即一根吸料时，另一根输料，从而保证充填泵连续不断的输料。每个充填泵的工作原理具体可参考混凝上泵车的泵料过程，在此不再赘述。
上述技术方案中，第一充填泵1、第二充填泵2及第三充填泵3的动力部4与泵送部8之问均设有管道6，且三个管道6通过连接管道连通。
泵送部8还包括接近开关17和水箱16，接近开关17用于检测液压油缸15和摆缸18的动作逻辑，水箱16设置于液压油缸15上，具体地，两根液压油缸15从水箱16中穿过，水箱16用于冷却液压油缸15，防止液压油缸15因长时问工作导致温度过高，造成活塞及活塞上的密封装置损坏。
动力部4包括电机泵组9、阀组11及油箱13，电机泵组9具体包括油泵及用于带动油泵旋转的电机，油泵可以为定量泵，也可以为变量泵，优选为变量泵，电机与控制器电连接，通过操作控制器可控制电机的转速，从而改变油泵的排量。油泵的进油端与油箱13连通，油泵的出油端与阀组11及液压油缸15连通，阀组11用于控制液压油缸15的伸缩。具体而言，液压油缸15的两端设设有油孔，当液压油缸15的一端的油孔进油时，推动活塞杆向另一端移动，液压油缸15另一端的油孔回汕。
为了实时监测油箱13内的油量及油液温度，油箱13上还设有用于检测油液液位的液位传感器12，以及用于检测油液温度的温度传感器14，液位传感器12及温度传感器14分别与控制系统10电连接，通过控制系统10的显示屏，可实现了解油箱13内的油量及油液温度。需要说明的是，显示屏可以为触摸屏，也可以为按键式显示屏，在此不作具体限定。通过显示屏，可将各种参数预设至控制器中。
此外，为了实时监测系统压力，输送管22内还设有压力传感器20，每个输送管22内均设有一个压力传感器20。
控制系统10除控制器及显示屏外，还包括用于保护电机泵组9的低压电器，低压电器可包括过载、过压、欠压、过热及反相等低压电器，具体可参考现有技术，在此不再详述。
为防止充填物料回流，与多通阀进料口连接的输送管22内可设置用于防止物料回流的单向阀21，每个输送管22道内均设置一个单向阀21。
上述充填系统，控制系统10会把采集到的各种数据反馈至控制器中，与预先存入的数掘进行对比，并执行相应动作。当其中某个充填泵，如第一充填泵1的动力部4和泵送部8均正常时，控制器会自动打开相应管道6中的第一电磁阀5、第二电磁阀7及单向阀21，此时，第一充填泵1可正常作业。
当其中某个充填泵，如第一充填泵1的泵送部8无法正常工作，而动力部4正常时，控制器会自动关闭动力部4和泵送部8，第一充填泵1、第一电磁阀5和第二电磁阀7关闭，此时，第一充填泵1停止作业。
当其中某个充填泵，如第一充填泵1的动力部4无法正常工作，而泵送部8正常时，则第一充填泵1的第一电磁阀5立即关闭、第二电磁阀7继续打开，第二充填泵2和第三充填泵3的动力部4为第一充填泵1的泵送部8提供动力。
当其中一台充填泵，如第一充填泵1的动力部4和泵送部8均无法正常工作时，控制系统10会关闭第一充填泵1中的所有阀门，包括第一电磁阀5、第二电磁阀7及单向阀21，此时，第一充填泵1停止工作，第二充填泵2和第三充填泵3继续工作，无需马上停机维修。
上述结构的充填系统，具有如下优点：
首先，充填效率高。上述结构的充填系统，可将多个结构一致、排量较小的充填泵组合形成大排量的充填设备，控制系统10可控制多个充填泵的开启或关闭，可单独启动一个充填泵，也可同时启动多个充填泵，当其中一个充填泵出现故障时，其它充填泵仍可继续工作，因此，工作效率高。
其次，设备利用率高，使用成本低。上述结构的充填系统，与现有技术中采用两套充填泵，即一用一备的充填系统相比，有效提高了充填系统的利用率，因此，使用成本更低。
再次，维修方便，结构简单可靠。上述结构的充填系统，操作和维修均较为方便，且通过控制系统10控制，自动化程度高，结构简单，工作可靠，易于推广运用，市场前景广阔。
另一方面，本发明还提出一种充填系统控制方法，用于控制上述充填系统，具体包括如下步骤：
步骤S1：启动充填装置，并在控制系统10中输入预设值；
步骤S2：检测控制系统10中低压电器实际值与预设值是否相符，若是，进入步骤S3；若否，进入步骤S5；
步骤S3：检测油箱13内液位值是否与预设值相符，若是，进入S4；若否，进入S5；
步骤S4：检测油箱13内油温值是否与预设值相符，若是，进入S6；若否，进入S5；
步骤S5：停止动力部4，关闭电机泵组9、阀组11和第一电磁阀5；
步骤S6：启动充填泵的泵送部8；
步骤S7：打开管道6内的第一电磁阀5、第二电磁阀7及输送管22内的单向阀21；
步骤S8：检测输送管22内的压力是否与预设值相符，若是，进入S9；若否，进入S10；
步骤S9：检测液压油缸15和摆缸18逻辑关系是否正确，若是，进入S11；若否，进入S10；
步骤S10：停止充填泵工作、关闭阀组11、第一电磁阀5、第二电磁阀7及单向阀21；
步骤S11：充填泵正常工作；
步骤S12：按上述步骤启动其它充填泵；
上述充填系统控制方法，均由控制系统10进行判断并发出指令，由各执行元件执行相应动作，具有自动化程度高，工作可靠性好的优点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种充填系统，包括充填装置及充填管道，其特征在于，所述充填管道设置于所述充填装置的一端，所述充填管道包括输送管(22)及与所述输送管(22)连通的多通阀；所述充填装置包括充填设备及用于控制所述充填设备的控制系统(10)，所述控制系统(10)与所述充填设备电连接，所述充填设备包括多个充填泵，所述多个充填泵并列设置；
所述多个充填泵的出料端与所述充填管道的输送管(22)固定连接，所述输送管(22)内分别设有用于防止填充物料回流的单向阀(21)；
所述充填泵的数量为三个，所述多通阀为四通阀(23)，所述四通阀(23)包括三个进料口和一个出料口；所述控制系统(10)包括控制器及与所述控制器电连接的显示屏；
所述充填设备包括动力部(4)和管道(6)，所述动力部(4)的一端与所述充填泵固定连接，所述动力部(4)的另一端与所述管道(6)的一端固定连接，所述管道(6)内设有第一电磁阀(5)和第二电磁阀(7)；
多个所述充填设备的管道(6)相互连通，所述充填装置还包括泵送部(8)，所述泵送部(8)的一端与所述管道(6)远离所述动力部(4)的一端固定连接。
2.根据权利要求1所述的充填系统，其特征在于，所述泵送部(8)包括液压油缸(15)、摆缸(18)及料斗(19)，所述摆缸(18)及料斗(19)设于所述液压油缸(15)的一端。
3.根据权利要求2所述的充填系统，其特征在于，所述泵送部(8)还包括接近开关(17)及水箱(16)，所述接近开关(17)用于检测所述液压油缸(15)和摆缸(18)，所述水箱(16)设置于所述液压油缸(15)上，所述液压油缸(15)的数量为两根。
4.根据权利要求3所述的充填系统，其特征在于，所述动力部(4)包括电机泵组(9)、阀组(11)及油箱(13)，所述电机泵组(9)与所述控制系统(10)电连接，所述阀组(11)与所述油箱(13)连通，所述阀组(11)用于控制所述液压油缸(15)。
5.根据权利要求4所述的充填系统，其特征在于，所述油箱(13)上设有用于检测油液液位的液位传感器(12)，以及用于检测油液温度的温度传感器(14)；所述输送管(22)内还设有用于检测输送管(22)压力的压力传感器(20)。
6.一种充填系统控制方法，用于控制权利要求1至5中任一项所述的充填系统，其特征在于，所述充填系统控制方法包括如下步骤：
S1：启动充填装置，并在控制系统(10)中输入预设值；
S2：检测控制系统(10)中低压电器实际值与预设值是否相符，若是，进入步骤S3；若否，进入步骤S5；
S3：检测油箱(13)内液位值是否与预设值相符，若是，进入S4；若否，进入S5；
S4：检测油箱(13)内油温值是否与预设值相符，若是，进入S6；若否，进入S5；
S5：停止动力部(4)，关闭电机泵组(9)、阀组(11)和第一电磁阀(5)；
S6：启动充填泵的泵送部(8)；
S7：打开管道(6)内的第一电磁阀(5)、第二电磁阀(7)及输送管(22)内的单向阀(21)；
S8：检测输送管(22)内的压力是否与预设值相符，若是，进入S9；若否，进入S10；
S9：检测液压油缸(15)和摆缸(18)逻辑关系是否正确，若是，进入S11；若否，进入S10；
S10：停止充填泵工作、关闭阀组(11)、第一电磁阀(5)、第二电磁阀(7)及单向阀(21)；
S11：充填泵正常工作；
S12：按上述步骤启动其它充填泵。
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