CN106286438A

CN106286438A - 综采工作面乳化液泵恒压供液系统及其控制方法

Info

Publication number: CN106286438A
Application number: CN201610834117.9A
Authority: CN
Inventors: 肖海滨; 王强强; 闫志强; 马安国; 席永红; 安柏忠; 左增平; 李晓勇
Original assignee: Shanxi Fenxi Mining Group Co Ltd
Current assignee: Shanxi Fenxi Mining Group Co Ltd
Priority date: 2016-09-20
Filing date: 2016-09-20
Publication date: 2017-01-04

Abstract

本发明公开了一种综采工作面乳化液泵恒压供液系统及其控制方法，解决了现有综采工作面乳化液泵液压系统存在的电能浪费的问题。在乳化液箱（15）中设置有吸液过滤器（1），吸液过滤器（1）的出油口通过供液阀（2）与乳化液泵（3）的入油口连通，乳化液泵（3）的出油口与单向阀（9）的入口连通，单向阀（9）的出口通过过滤器（12）与手动换向阀（13）的P口连通，手动换向阀（13）的输出口A与液压支架的推溜油缸（14）的活塞腔连通，手动换向阀（13）的输出口B与液压支架的推溜油缸（14）的活塞杆腔连通，乳化液泵（3）的驱动电机（4）通过泵电机负荷电缆（5）与变频器（6）电连接在一起，本发明结构简单，实现方便，节约了电力能源。

Description

综采工作面乳化液泵恒压供液系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种综采工作面乳化液泵恒压供液系统，特别涉及一种综采工作面乳化液泵恒压供液系统的控制方法。

背景技术

大型煤矿的综采工作面都是采用乳化液泵提供的高压乳化液驱动工作面的液压支架完成各种功能动作的。乳化液泵、液箱、供液管路，及工作面的液压支架、单体液压支柱共同构成了综采工作面乳化液泵液压系统。乳化液泵一般采用卧式柱塞泵，其额定流量为400L/min，额定压力为31.5MPa，实际使用中压力整定为30MPa。乳化液泵的电机一般采用磁力启动器直接启动控制，磁力启动器吸合之后，乳化液泵电机便加速到其额定转速值以额定转速运行，乳化液泵在电机拖动下也按其额定转速运行，这种卧式乳化液柱塞泵是一种定量泵，其一分钟排出的乳化液体积是400L。排出的乳化液的压力是由负载的大小决定的。当综采工作面需要用液，比如说液压支架需要推溜时，乳化液排出的液体经过卸载阀的单向阀后向推溜油缸的活塞腔供液，随着推溜油缸的活塞杆的伸出，负载的压力逐渐提高，乳化液泵排出液体的压力也随着负载的压力逐渐提高，当乳化液泵排出的液体压力达到卸载阀的卸载压力时，卸载阀中的卸载通路打开，乳化液泵排出的乳化液全部通过卸载通路，以很小的压力回流到液箱中，实现乳化液泵的卸载，当系统的压力降低到卸载阀的恢复压力时，卸载阀再次关闭卸载通路，同时乳化液泵向工作面液压支架供液。乳化液泵的这种卸载方式的主要缺点如下：（1）乳化液泵在卸载过程中，虽然输出压力很小，但还是存在液压能量的损失。（2）乳化液泵在卸载过程中，机械运转部分还一直运转，加速了乳化液泵的机械磨损，降低了使用寿命，其产生的机械摩擦发热带来一定的能量损失。（3）乳化液泵在卸载的过程中，拖动乳化液泵的电机一直在运转，而这时乳化液泵是不对外做功的，这期间电能就白白的浪费掉了，据统计综采工作面每台乳化液泵每天平均运行16小时，其中就有10小时乳化液泵是处于卸载状态，这十个小时的时间，电机一直运转却不对外做功，大量的电能白白的浪费掉了。

发明内容

本发明提供了一种综采工作面乳化液泵恒压供液系统及其控制方法，解决了现有综采工作面乳化液泵液压系统存在的电能浪费严重和机械运转部分磨损严重从而降低使用寿命的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

一种综采工作面乳化液泵恒压供液系统，包括乳化液箱、液压支架的推溜油缸和变频器，在乳化液箱中设置有吸液过滤器，吸液过滤器的出油口通过供液阀与乳化液泵的入油口连通在一起，乳化液泵的出油口与单向阀的入口连通在一起，单向阀的出口通过过滤器与手动换向阀的P口连通在一起，手动换向阀的输出口A与液压支架的推溜油缸的活塞腔连通在一起，手动换向阀的输出口B与液压支架的推溜油缸的活塞杆腔连通在一起，乳化液泵的驱动电机通过泵电机负荷电缆与变频器电连接在一起，在过滤器的输入口上分别设置有压力表、蓄能器和压力传感器，压力传感器与变频器电连接在一起，手动换向阀的回油口T与乳化液箱连通在一起。

在单向阀的出口侧连接有溢流安全阀，变频器是通过电源电缆与供电电源连接在一起的。

一种综采工作面乳化液泵恒压供液系统的控制方法，包括以下步骤：

第一步、将吸液过滤器的入油口设置在乳化液箱中，吸液过滤器的出油口通过供液阀与乳化液泵的入油口连通，乳化液泵的出油口与单向阀的入口连通，单向阀的出口通过过滤器与手动换向阀的P口连通，手动换向阀的输出口A与液压支架的推溜油缸的活塞腔连通，手动换向阀的输出口B与活塞杆腔相连通在一起，手动换向阀的回油口T口与乳化液箱连通在一起；将溢流安全阀的一端与单向阀的出口连通，溢流安全阀的另一端与乳化液箱连通在一起；在过滤器的输入口上分别设置有压力表、蓄能器和压力传感器，把压力传感器的压力信号传送的变频器的电压反馈输入信号端子上；

第二步、先把溢流安全阀的调压螺母松开，手动换向阀打到中间位置，再将变频器设置到工频位置，启动变频器，乳化液泵在驱动电机的拖动下，加速到额定转速位置运行；慢慢调节溢流安全阀的调压螺母，当压力表数值增加到31.5兆帕时，把溢流安全阀的调压螺母锁紧，关闭变频器的运行；

第三步、把变频器的频率设定模式设为PID调节运行模式；把变频器的PID调节方式设为负反馈模式；把变频器的PID给定信号选择为键盘输入；把变频器的PID反馈信号选择为外接端子VF：0-10V；把键盘数字给定压力值设置为60%，即0.6×50=30MPa；把传感器最大量程按照实际使用的传感器的最大量程50MPa设置为50；根据实际的系统特性分别设定比例增益P、积分时间常数I、微分增益D；把启动压力值设置为95%，也就是当变频器在自动停止后，反馈压力低于28.5MPa，变频器重新启动；

第四步、为变频器供电，变频器启动运行，变频器的驱动电机匀加速到上限频率运行，随着乳化液泵向系统不断的供液，系统的反馈压力不断上升，给定压力与反馈压力的差值逐渐减小，驱动电机的转速也逐渐减小，当给定压力与反馈压力的差值为零时，驱动电机停止运行，乳化液泵停止运转。

本发明结构简单，实现方便，节约了电力能源，提高了液压系统的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种综采工作面乳化液泵恒压供液系统，包括乳化液箱15、液压支架的推溜油缸14和变频器6，在乳化液箱15中设置有吸液过滤器1，吸液过滤器1的出油口通过供液阀2与乳化液泵3的入油口连通在一起，乳化液泵3的出油口与单向阀9的入口连通在一起，单向阀9的出口通过过滤器12与手动换向阀13的P口连通在一起，手动换向阀13的输出口A与液压支架的推溜油缸14的活塞腔连通在一起，手动换向阀13的输出口B与液压支架的推溜油缸14的活塞杆腔连通在一起，乳化液泵3的驱动电机4通过泵电机负荷电缆5与变频器6电连接在一起，在过滤器12的输入口上分别设置有压力表16、蓄能器11和压力传感器10，压力传感器10与变频器6电连接在一起，手动换向阀13的回油口T与乳化液箱15连通在一起。

在单向阀9的出口侧连接有溢流安全阀8，变频器6是通过电源电缆7与供电电源连接在一起的。

第一步、将吸液过滤器1的入油口设置在乳化液箱15中，吸液过滤器1的出油口通过供液阀2与乳化液泵3的入油口连通，乳化液泵3的出油口与单向阀9的入口连通，单向阀9的出口通过过滤器12与手动换向阀13的P口连通，手动换向阀13的输出口A与液压支架的推溜油缸14的活塞腔连通，手动换向阀13的输出口B与活塞杆腔相连通在一起，手动换向阀13的回油口T口与乳化液箱15连通在一起；将溢流安全阀8的一端与单向阀9的出口连通，溢流安全阀8的另一端与乳化液箱15连通在一起；在过滤器12的输入口上分别设置有压力表16、蓄能器11和压力传感器10，把压力传感器10的压力信号传送的变频器6的电压反馈输入信号端子上；

第二步、先把溢流安全阀8的调压螺母松开，手动换向阀13打到中间位置，再将变频器6设置到工频位置，启动变频器6，乳化液泵3在驱动电机4的拖动下，加速到额定转速位置运行；慢慢调节溢流安全阀8的调压螺母，当压力表16数值增加到31.5兆帕时，把溢流安全阀8的调压螺母锁紧，关闭变频器6的运行；

第三步、把变频器6的频率设定模式设为PID调节运行模式；把变频器6的PID调节方式设为负反馈模式；把变频器6的PID给定信号选择为键盘输入；把变频器6的PID反馈信号选择为外接端子VF：0-10伏；把键盘数字给定压力值设置为60%，即0.6×50=30MPa；把传感器最大量程按照实际使用的传感器的最大量程50MPa设置为50；根据实际的系统特性分别设定比例增益P、积分时间常数I、微分增益D；把启动压力值设置为95%，也就是当变频器在自动停止后，反馈压力低于28.5MPa，变频器重新启动；

第四步、为变频器6供电，变频器启动运行，变频器6的驱动电机4匀加速到上限频率运行，随着乳化液泵向系统不断的供液，系统的反馈压力不断上升，给定压力与反馈压力的差值逐渐减小，驱动电机（4）的转速也逐渐减小，当给定压力与反馈压力的差值为零时，驱动电机4停止运行，乳化液泵停止运转，这时，乳化液恒压供液系统处于保压状态。当系统压力降低到28.5MPa以下时，变频器启动运行继续给工作面供液，直到反馈压力等于给定压力时，变频器再停止运行。

本发明与现有的综采工作面乳化液供液系统比较具有以下优点：通过采用变频器拖动乳化液泵的电机，通过压力传感器采集系统的压力并反馈给变频器，在控制上采用压力负反馈控制理论来控制变频器的输出频率，从而实现了变量泵的功能。当工作面不使用乳化液或负载的压力达到乳化液泵的整定压力时，乳化液泵恒压供液系统中，变频器将停止运行，乳化液泵不存在空载电能及机械损耗，也不存在原系统在卸载过程中，由于泵继续运行而产生的机械磨损。

Claims

1.一种综采工作面乳化液泵恒压供液系统，包括乳化液箱（15）、液压支架的推溜油缸（14）和变频器（6），其特征在于，在乳化液箱（15）中设置有吸液过滤器（1），吸液过滤器（1）的出油口通过供液阀（2）与乳化液泵（3）的入油口连通在一起，乳化液泵（3）的出油口与单向阀（9）的入口连通在一起，单向阀（9）的出口通过过滤器（12）与手动换向阀（13）的P口连通在一起，手动换向阀（13）的输出口A与液压支架的推溜油缸（14）的活塞腔连通在一起，手动换向阀（13）的输出口B与液压支架的推溜油缸（14）的活塞杠腔连通在一起，乳化液泵（3）的驱动电机（4）通过泵电机负荷电缆（5）与变频器（6）电连接在一起，在过滤器（12）的输入口上分别设置有压力表（16）、蓄能器（11）和压力传感器（10），压力传感器（10）与变频器（6）电连接在一起，手动换向阀（13）的回油口T与乳化液箱（15）连通在一起。

2.根据权利要求1所述的一种综采工作面乳化液泵恒压供液系统，其特征在于，在单向阀（9）的出口侧连接有溢流安全阀（8），变频器（6）是通过电源电缆（7）与供电电源连接在一起的。

3.一种综采工作面乳化液泵恒压供液系统的控制方法，包括以下步骤：

第一步、将吸液过滤器（1）的入油口设置在乳化液箱（15）中，吸液过滤器（1）的出油口通过供液阀（2）与乳化液泵（3）的入油口连通，乳化液泵（3）的出油口与单向阀（9）的入口连通，单向阀（9）的出口通过过滤器（12）与手动换向阀（13）的P口连通，手动换向阀（13）的输出口A与液压支架的推溜油缸（14）的活塞腔连通，手动换向阀（13）的输出口B与活塞杆腔相连通在一起，手动换向阀（13）的回油口T口与乳化液箱（15）连通在一起；将溢流安全阀（8）的一端与单向阀（9）的出口连通，溢流安全阀（8）的另一端与乳化液箱（15）连通在一起；在过滤器（12）的输入口上分别设置有压力表（16）、蓄能器（11）和压力传感器（10），把压力传感器（10）的压力信号传送的变频器（6）的电压反馈输入信号端子上；

第二步、先把溢流安全阀（8）的调压螺母松开，手动换向阀（13）打到中间位置，再将变频器（6）设置到工频位置，启动变频器（6），乳化液泵（3）在驱动电机（4）的拖动下，加速到额定转速位置运行；慢慢调节溢流安全阀（8）的调压螺母，当压力表（16）数值增加到31.5兆帕时，把溢流安全阀（8）的调压螺母锁紧，关闭变频器（6）的运行；

第三步、把变频器（6）的频率设定模式设为PID调节运行模式；把变频器（6）的PID调节方式设为负反馈模式；把变频器（6）的PID给定信号选择为键盘输入；把变频器（6）的PID反馈信号选择为外接端子：0-10伏；把键盘数字给定压力值设置为60%，即0.6×50=30MPa；把传感器最大量程按照实际使用的传感器的最大量程50兆帕设置为50；根据实际的系统特性分别设定比例增益P、积分时间常数I、微分增益D；把启动压力值设置为95%，也就是当变频器在自动停止后，反馈压力低于28.5兆帕，变频器重新启动；

第四步、为变频器（6）供电，变频器启动运行，变频器（6）的驱动电机（4）匀加速到上限频率运行，随着乳化液泵向系统不断的供液，系统的反馈压力不断上升，给定压力与反馈压力的差值逐渐减小，驱动电机（4）的转速也逐渐减小，当给定压力与反馈压力的差值为零时，驱动电机（4）停止运行，乳化液泵停止运转。