CN103986384A - 矿料传送带重力势能液压回收发电电控系统 - Google Patents

矿料传送带重力势能液压回收发电电控系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种矿料传送带重力势能液压回收发电电控系统，旨在提供一种可靠性高、安全性高的矿料传送带重力势能液压回收发电电控系统。它包括传送带、驱动滚筒、发电滚筒、电控单元、转速传感器、压力传感器和电压传感器。本发明可实现矿料在自上而下的运送过程中，将矿料的重力势能通过液压回收装置转化为发电机的电能，从而实现矿料重力势能的回收利用，达到节能减排的目的。

Description

矿料传送带重力势能液压回收发电电控系统
技术领域
本发明涉及一种发电电控系统，更确切的说是一种矿料传送带重力势能液压回收发电电控系统。
背景技术
在矿山开采、矿料的选用和加工时，矿料在自上而下的输送过程中，随着传送带上矿料的增多，矿料本身的重力沿传送带方向上的分力逐渐增大，使传送带拉动滚筒加速旋转，这样就可以将矿料的重力势能通过滚筒驱动发电机进行回收发电，具有节能减排的重要意义和良好的实用价值。
中国专利CN103161693A公开了一种重力势能发电的装置，利用交叉路口行驶车辆的自身重力，使铺在地面上的水袋中的水按一定方向流动，来冲击道路中间的发电机叶轮使其转动而发电。这种重力势能发电的装置，在水流冲击叶轮时叶轮所能达到的速度受路口车流方向的变化速度的限制，而且当路口车流量变化时，水流冲击叶轮的速度和强度都会变化，易导致发电机转速和输出电压不稳定。
中国专利CN103032281A公开了一种高原高山与低地平原之间的轨道载重滑车自体发电方法及装置，利用高原高山上的重物，通过载重滑车产生的重力势能转化为机械能，带动装于滑车上或运动轨道上的发电机组发电。这种重力势能发电的装置，适用场合为高原高山与低地平原之间，存在距离远、造价高、安全性低的缺点。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种在矿料传送速度和传送载荷变化时既能满足矿料传送运输要求又具发电功能、可靠性高、安全性高的矿料传送带重力势能液压回收发电电控系统。
为解决上述技术问题，本发明的矿料传送带重力势能液压回收发电电控系统，包括驱动滚筒、发电滚筒、传送带、支承滚柱、制动器、单向离合器、三相异步电动机、液压泵和三相交流发电机，其特征还包括电控单元、系统开关、转速传感器、压力传感器、电压传感器、第一电磁换向阀电磁线圈、第二电磁换向阀电磁线圈、第一继电器电磁线圈、第二继电器电磁线圈。
所述电控单元包括单片机、系统开关信号调理电路、转速交变信号调理电路、压力模拟信号调理电路、电压模拟信号调理电路和输出信号调理电路；所述电控单元的各信号输入端分别连接有系统开关、转速传感器、压力传感器和电压传感器；所述电控单元的各信号输出端分别连接有第一电磁换向阀电磁线圈、第二电磁换向阀电磁线圈、第一继电器电磁线圈、第二继电器电磁线圈和制动器线圈；所述转速传感器安装在第二传动箱输出轴上，用于检测第二传动箱的输出端转速；所述压力传感器的液压接口与液压蓄能器连通，用于检测液压蓄能器的压力；所述电压传感器的输入端子与三相交流发电机的输出端连接，用于检测三相交流发电机的输出电压。
所述第一继电器电磁线圈与第一继电器触点安装在同一壳体内，串联于三相交流发电机的输出端；所述第二继电器电磁线圈与第二继电器触点安装在同一壳体内，串联于三相异步电动机的输入端。
所述液压泵的进油路的油液由滤油器过滤；第一电磁换向阀和第二电磁换向阀均为二位二通阀，电控单元通过控制第一电磁换向阀电磁线圈和第二电磁换向阀电磁线圈电流的通断来控制第一电磁换向阀和第二电磁换向阀的工作位置；液压蓄能器与单向阀的出油口连通，用于贮存系统液压能和衰减液压泵产生的压力脉动；调速阀安装在第二电磁换向阀的出油口，控制供给液压马达的流量保持恒定；溢流阀的进油口与第二电磁换向阀的进油口连接，当液压泵出油口液压力过大时，溢流阀开启，多余流量溢回油箱，则液压力不再增加，提供了过载保护，使液压马达的进口压力保持恒定。
所述三相交流发电机在液压马达的驱动下发电，产生的三相电压通过第一继电器的触点输入电网，电控单元通过控制第一继电器电磁线圈电流的通断来控制其触点的开闭，进而控制三相电压是否输出；所述电控单元通过电压传感器提供的电压值来判断电压是否达到输出电网的要求，若三相交流发电机的输出电压未达到要求，电控单元就会继续检测电压值，若该电压达到要求，则电控单元提供第一继电器电磁线圈高电位，第一继电器电磁线圈通电，第一继电器触点闭合，将三相交流发电机的输出电压输入电网。
所述系统开关用于控制整个系统的状态，当系统开关接通时，电控单元进入运行状态；当系统开关断开时，电控单元进入关机状态，即电控单元提供第一电磁换向阀电磁线圈、第二电磁换向阀电磁线圈、第一继电器电磁线圈和第二继电器电磁线圈低电位，同时，电控单元提供制动器线圈低电位，制动器动作，使驱动滚筒停止运转。
本发明与现有技术相比，其优点是：本发明中的电控系统能够将系统开关、转速传感器、压力传感器和电压传感器的信号输入电控单元，电控单元判断系统的运行状态，然后通过控制第一电磁线圈、第二电磁换向阀、制动器、第一继电器和第二继电器的电磁线圈的电流通断，达到实时控制系统驱动与发电过程的目的，系统安全性高、稳定可靠。
附图说明
图1是本发明实施例矿料传送带重力势能液压回收发电电控系统的结构示意图。
图2是本发明实施例电控单元的组成框图。
图中：1.驱动滚筒  2.传送带  3.支承滚柱  4.发电滚筒  5.矿料卸载口  6.矿料  7.矿料仓  8.支撑底座  100.第一传动箱  100a. 第一传动箱低速轴  100b. 第一传动箱高速轴  101.制动器  101a.制动器输出轴  101b.制动器输入轴  101c.制动器线圈  102.单向离合器  102a.单向离合器输出轴 102b.单向离合器输入轴  103.三相异步电动机  104.第二继电器触点  105.第二传动箱  105a.第二传动箱输出轴  200.液压泵  200a.液压泵传动轴  200b.液压泵出油口  200c.液压泵进油口  201.滤油器  202.第一电磁换向阀  203.单向阀  204.液压蓄能器  205.第二电磁换向阀  206.溢流阀  207.调速阀  208.液压马达  208a.液压马达进油口  208b.液压马达出油口  208c.液压马达传动抽  209.油箱  210.三相交流发电机  212.第二继电器触点  300.电控单元  301.系统开关  302.转速传感器  303.第一电磁换向阀电磁线圈  304.第二电磁换向阀电磁线圈  305.压力传感器  306.电压传感器  307.第一继电器电磁线圈  308.第二继电器电磁线圈   E0.单片机  E1.系统开关信号调理电路  E2.转速交变信号调理电路  E3.压力模拟信号调理电路  E4.电压模拟信号调理电路  E5.输出信号调理电路。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例的矿料传送带重力势能液压回收发电电控系统，包括驱动滚筒1、发电滚筒4、传送带2、支承滚柱3、支撑底座8、制动器101、单向离合器102、三相异步电动机103、液压泵200和三相交流发电机210，其特征还包括电控单元300、系统开关301、转速传感器302、压力传感器305、电压传感器306、第一电磁换向阀电磁线圈303、第二电磁换向阀电磁线圈304、第一继电器电磁线圈307、第二继电器电磁线圈308。
矿料6通过传送带2从矿料卸载口5运送到矿料仓7中；所述传送带2在驱动滚筒1的驱动下运转，当系统开始发电后，传送带2驱动着发电滚筒4运转；所述支承滚柱3用于支撑传送带2；所述支撑底座8用于支撑驱动滚筒1和发电滚筒4。
第一传动箱低速轴100a与驱动滚筒1的轴通过联轴器连接，第一传动箱高速轴100b与制动器输出轴101a通过联轴器连接；制动器输入轴101b与单向离合器输出轴102a连接；单向离合器输入轴102b与三相异步电动机103的输出轴连接；所述三相异步电动机103的电刷与第二继电器触点104的一端连接。
如图2所示，本发明实施例的电控单元300包括单片机E0、系统开关信号调理电路E1、转速交变信号调理电路E2、压力模拟信号调理电路E3、电压模拟信号调理电路E4和输出信号调理电路E5。
所述电控单元300的各信号输入端分别连接有系统开关301、转速传感器302、压力传感器305和电压传感器306；所述电控单元300的各信号输出端分别连接有第一电磁换向阀电磁线圈303、第二电磁换向阀电磁线圈304、第一继电器电磁线圈307、第二继电器电磁线圈308和制动器线圈101c；所述转速传感器302安装在第二传动箱输出轴105a上，检测第二传动箱105的输出端转速；所述压力传感器305的液压接口与液压蓄能器204联通，检测液压蓄能器204的压力；所述电压传感器306的输入端子与三相交流发电机210的输出端连接，检测三相交流发电机210的输出电压。
所述液压泵200的进油路的油液由滤油器201过滤；第一电磁换向阀202和第二电磁换向阀205均为二位二通阀，电控单元300通过控制第一电磁换向阀电磁线圈303和第二电磁换向阀电磁线圈304电流的通断来控制第一电磁换向阀202和第二电磁换向阀205的工作位置；液压蓄能器204与单向阀203的出油口连通，用于贮存系统液压能和衰减液压泵200产生的脉动；调速阀207安装在第二电磁换向阀205的出油口，控制供给液压马达208的流量保持恒定；溢流阀206的进油口与第二电磁换向阀205的进油口连接，当液压泵出油口200b液压力过大时，溢流阀206开启，多余流量溢回油箱209，则液压力不再增加，提供了过载保护，使液压马达进油口208a的压力保持恒定。
本实施例的矿料传送带重力势能液压回收发电电控系统的工作过程为：当系统开关301接通时，电控单元300进入运行状态，电控单元300提供制动器线圈101c高电位，使之停止制动，同时，电控单元300提供第二继电器电磁线圈308高电位，第二继电器电磁线圈308通电，第二继电器触点104闭合，接通三相异步电动机103，使之通过第一传动箱100带动驱动滚筒1运转，于是传送带2便开始运送矿料6；
电控单元300通过转速传感器302提供的转速信号来判断转速是否达到停止势能回收的最低转速，当不超过该转速时，第一电磁换向阀202在初始位置作用，从液压泵200出来的油液通过第一电磁换向阀202又流回油箱209；当超过该转速时，电控单元300提供第二继电器电磁线圈308高电位，第二继电器触点104闭合，三相异步电动机103停止驱动，与此同时，电控单元300提供第一电磁换向阀电磁线圈303高电位，使第一电磁换向阀202通电关闭，液压泵200的泄流回路关闭，此时，液压蓄能器204开始蓄能；随着液压泵出油口200b液压力的逐渐增大，电控单元300接收到的压力传感器305的信号值也逐渐增大，当回路压力达到预定值时，电控单元300提供第二电磁换向阀电磁线圈304高电位，使第二电磁换向阀205通电打开，此时油液经调速阀207流入液压马达208，使之带动三相交流发电机210运转并发电；
三相交流发电机210在液压马达208的驱动下发电，产生的三相电压通过第一继电器触点212输入电网，电控单元300通过控制第一继电器电磁线圈307电流的通断来控制其触点212的开闭，进而控制三相电压是否输出；电控单元300通过电压传感器306提供的电压值来判断三相电压是否达到输出电网的要求，若三相交流发电机210的输出电压未达到要求，电控单元300继续检测电压值；若该电压达到要求，则电控单元300提供第一继电器电磁线圈307高电位，第一继电器电磁线圈307通电，第一继电器触点212闭合，将三相交流发电机210的输出电压输入电网；
当传送带2上的矿料6数量减小，其重力势能不足以达到发电要求时，电控单元300断开与第一电磁换向阀电磁线圈303和第二电磁换向阀电磁线圈304的电流，阀门回归初始状态，即第一电磁换向阀202打开，为液压泵200泄流，第二电磁换向阀205关闭，断开液压马达208的油路；同时电控单元300提供第二继电器电磁线圈308高电位，使第二继电器触点104闭合，三相异步电动机103运转，系统进入驱动状态；
当系统开关301断开时，电控单元300进入关机状态，即电控单元300提供第一电磁换向阀电磁线圈303、第二电磁换向阀电磁线圈304、第一继电器电磁线圈307和第二继电器电磁线圈308低电位，同时，电控单元300提供制动器线圈101c低电位，制动器101动作，使驱动滚筒1停止运转，完成关机任务。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (2)

1.在一种矿料传送带重力势能液压回收发电电控系统，它包括驱动滚筒(1)、传送带(2)、支承滚柱(3)、发电滚筒(4)、制动器(101)、单向离合器(102)、三相异步电动机(103)、液压泵(200)、液压马达(208)和三相交流发电机(210)，其特征在于：
它还包括电控单元(300)、系统开关(301)、转速传感器(302)、压力传感器(305)、电压传感器(306)、第一电磁换向阀电磁线圈(303)、第二电磁换向阀电磁线圈(304)、第一继电器电磁线圈(307)、第二继电器电磁线圈(308)；
所述电控单元(300)的各信号输入端分别连接有系统开关(301)、转速传感器(302)、压力传感器(305)和电压传感器(306)；所述电控单元(300)的各信号输出端分别连接有第一电磁换向阀电磁线圈(303)、第二电磁换向阀电磁线圈(304)、第一继电器电磁线圈(307)、第二继电器电磁线圈(308)和制动器线圈(101c)；
所述转速传感器(302)安装在第二传动箱输出轴(105a)上，用于检测第二传动箱(105)的输出端转速；所述压力传感器(305)的液压接口与液压蓄能器(204)连通，用于检测液压蓄能器(204)的压力；所述电压传感器(306)的输入端子与三相交流发电机(26)的输出端连接，用于检测三相交流发电机(26)的输出电压。
2.如权利要求1所述矿料传送带重力势能液压回收发电电控系统，其特征在于：所述电控单元(300)包括单片机（E0）、系统开关信号调理电路(E1)、转速交变信号调理电路(E2)、压力模拟信号调理电路(E3)、电压模拟信号调理电路(E4)、输出信号调理电路(E5)。
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