CN110307193B - 一种大流量阀-泵联合控制乳化液泵站及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种大流量阀‑泵联合控制乳化液泵站及其控制方法，尤其适用于煤炭机电设备液压系统领域。在现有变频器控制的泵控乳化液泵站系统中，增加了另一路阀控供液系统，过滤器连接着小定量泵，小定量泵由电机进行驱动，小定量泵的出口处有三条旁路，一条进入液压支架系统，另一条连接比例节流阀流回油箱，最后一条连接溢流阀流回油箱。其泵出的流量及时流进液压支架系统，流量小且平稳，提高了整个系统的响应速度。泵控系统启动时，由于液压支架系统已经有流量进入了，大减弱了流量波动和冲击现象，其结构简单，维护方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种大流量阀-泵联合控制乳化液泵站及其控制方法，尤其适用于煤炭机电设备液压系统领域使用的阀控供液系统和泵控供液系统联合供液的新型乳化液泵站及控制方法。
背景技术
乳化液泵站是用来向综采工作面的液压支架或普采工作面的单体液压支柱输送高压乳化液的动力设备，传统的综采工作面乳化液泵站系统主要以变频恒压控制为主，基本原理是液压支架液压系统的压力信号反馈给控制器，控制器控制变频器带动定量泵运行，为液压支架系统提供压力和流量。但是，变频器驱动定量泵进行系统供液时，变频电机的加减速时间多长，系统的供液速度较慢，其供液延时性严重影响了液压支架的动作速度。此外，当采煤机速度较快时，多个液压支架会同时动作，此时需要定量泵供应大量的流量，泵站会多泵联合供液，多泵启动过程中会引起管路的流量波动，对液压支架系统造成冲击损伤。对此，本专利设计了在现有变频器控制定量泵供液泵站的基础上，增加了一个由电机控制的小定量泵同时进行供液，此供液系统的旁路并联一个比例节流阀，通过调节比例节流阀的开口大小，控制此定量泵供应给液压支架系统的流量，此为阀控供液系统。原有的变频器控制定量泵供液系统为泵控供液系统。两者联合起来为液压支架系统供液，不仅能提高系统的供液速度，还能减少供液过程中产生的流量冲击。
发明内容
针对上述技术问题，提供一种乳化液泵站响应速度快，供液快，多泵启闭过程中流量冲击小且平稳的大流量阀-泵联合控制乳化液泵站及其控制方法。
为实现上述技术目的，本发明的大流量阀-泵联合控制乳化液泵站,包括泵控供液系统，其特征在于：在现有变频器控制的泵控乳化液泵站系统中，增加了另一路阀控供液系统，过滤器连接着小定量泵，小定量泵由电机进行驱动，小定量泵的出口处有三条旁路，一条进入液压支架系统，另一条连接比例节流阀流回油箱，最后一条连接溢流阀流回油箱。
具体的，它包括泵控供液系统，与泵控供液系统并联设置有阀控供液系统；
阀控供液系统包括过滤器，小定量泵，电机，溢流阀，单向阀，比例节流阀，蓄能器，流量计和油箱；小定量泵上设有电机；油箱内设有一个直接回油箱的管路，管路上装有比例节流阀和溢流阀，小定量泵上设有电机，小定量泵的入口通过过滤器与油箱管路连接，小定量泵的出口设有用于保护整个液压系统的溢流阀，小定量泵的输出口分别与溢流阀、单向阀的入口和比例节流阀相连接，单向阀的输出口通过管路与液压支架的供液系统相连接，单向阀的输出口与液压支架的供液系统相之间的管路上分别设有蓄能器和流量计，调整溢流阀的溢流压力直接流回油箱的流量，进而控制从小定量泵泵出流入供液液压系统的流量。
一种大流量阀-泵联合控制乳化液泵站的控制方法,协同现有的乳化液泵站系统工作，其步骤如下：
当液压支架处于支撑状态时，与液压支架匹配的液压支架电液阀组处于关闭状态，泵控供液系统中的变频器控制的电机处于工频工作状态，即以最低转速带动大变量泵开始工作，此时启动阀控供液系统并联进现有乳化液泵站系统进行工作：
电机带动小定量泵工作，泵出乳化液，此时乳化液经比例节流阀流回油箱，当液压支架进行动作时，首先打开液压支架电液阀组，同时阀控供液系统提供流量满足液压支架动作需要，通过调节比例节流阀的输入电流，使得比例节流阀的开口变小，电机带动的小定量泵泵出的乳化液迅速进入液压支架中，补充其压力和流量，整个过程泵控供液系统和阀控供液系统同时进行工作，而阀控供液系统工作响应较快，变频器控制的电机从工频工作状态进入变频工作状态，变频器控制的电机加速运转，提高大变量泵的乳化液泵出流量和压力，对液压支架(13)动作时损失的压力和需求的流量进行补充，泵出的流量和压力根据液压支架动作幅度而异，支持液压支架(13)进行动作降架，移架，升架和推溜，使现有泵站供液系统的流量波动和冲击现象得以减缓，同时大大提高了整个系统的响应速度。
有益效果：本发明在现有乳化液泵站的基础上加上一路阀控供液系统，阀控供液系统主要由过滤器，小定量泵，电机，溢流阀，单向阀，比例节流阀，蓄能器和流量计组成。阀控供液系统的控制核心是比例节流阀，由于其响应速度快，当液压支架进行动作时，阀控供液系统立刻响应，小定量泵泵出的流量及时流进液压支架系统，流量小且平稳，提高了整个系统的响应速度。泵控供液系统启动时，由于液压支架系统已经有流量进入了，所以其流量波动和冲击现象会大大减弱，其结构简单，维护方便。
附图说明
图1是本发明大流量阀-泵联合控制乳化液泵站的机构示意图。
附图标号说明：1-过滤器 2-小定量泵 3-电机 4-溢流阀 5-单向阀 6-比例节流阀 7-蓄能器 8-流量计 9-油箱 10-大变量泵 11-变频器控制的电机 12-液压支架电液阀组 13-液压支架
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例做进一步说明：
如图1所示，本发明的大流量阀-泵联合控制乳化液泵站,包括泵控供液系统，其特征在于：在现有变频器控制的泵控乳化液泵站系统中，增加了另一路阀控供液系统，过滤器连接着小定量泵2，小定量泵由2电机进行驱动，小定量泵2的出口处有三条旁路，一条进入液压支架系统，另一条连接比例节流阀6 流回油箱9，最后一条连接溢流阀4流回油箱9。
与泵控供液系统并联设置有阀控供液系统；
阀控供液系统包括过滤器1，小定量泵2，电机3，溢流阀4，单向阀5，比例节流阀6，蓄能器7，流量计8和油箱9；小定量泵2上设有电机3；油箱9内设有一个直接回油箱9的管路，管路上装有比例节流阀6和溢流阀4，小定量泵2上设有电机3，小定量泵2的入口通过过滤器1与油箱9管路连接，小定量泵2的出口设有用于保护整个液压系统的溢流阀4，小定量泵2的输出口分别与溢流阀4、单向阀5 的入口和比例节流阀6相连接，单向阀5的输出口通过管路与液压支架的供液系统相连接，单向阀5的输出口与液压支架的供液系统相之间的管路上分别设有蓄能器7和流量计8，调整溢流阀4的溢流压力直接流回油箱9的流量，进而控制从小定量泵2泵出流入供液液压系统的流量。
一种大流量阀-泵联合控制乳化液泵站的控制方法,协同现有的乳化液泵站系统工作，其步骤如下：
当液压支架13处于支撑状态时，泵控供液系统中的变频器控制的电机11处于工频工作状态，即以最低转速带动大变量泵10开始工作，此时启动阀控供液系统并联进现有乳化液泵站系统进行工作：
电机3带动小定量泵2工作，泵出乳化液，此时乳化液经比例节流阀6流回油箱，当液压支架13进行动作时，需要供液系统提供流量满足其动作需要，通过调节比例节流阀6的输入电流，使得比例节流阀 6的开口变小，电机3带动的小定量泵2泵出的乳化液迅速进入液压支架13中，补充其压力和流量，整个过程泵控供液系统和阀控供液系统同时进行工作，而阀控供液系统工作响应较快，变频器控制的电机11 从工频工作状态进入变频工作状态，变频器控制的电机11加速运转，提高大变量泵10的乳化液泵出流量和压力，对液压支架13动作时损失的压力和需求的流量进行补充，泵出的流量和压力根据液压支架动作幅度而异，支持液压支架13进行动作降架，移架，升架和推溜，使现有泵站供液系统的流量波动和冲击现象得以减缓，同时大大提高了整个系统的响应速度。
小定量泵2通过过滤器1连接油箱9，电机3通过转动带动小定量泵2转动，从油箱9中泵出乳化液向液压支架系统进行供液。小定量泵2出口处装有溢流阀4，起到保护此回路的作用。主要供液管路经过单向阀5连接到液压支架的供液系统中，蓄能器7和流量计8安装在这条管路，分别用来收放能量和机型流量的测量。在此供液管路旁并联有一个直接回油箱9的管路，此管路上装有比例节流阀6，通过调整比例节流阀6的开口大小，可以调整此管路直接流回油箱9的流量，进而影响从小定量泵2泵出流入供液液压系统的流量。
原有乳化液泵站为泵控供液系统，结构为多泵联合供液结构，根据台数的不同我们可以分为1号到N 号，其中乳化液泵站中设有大变量泵10，大变量泵10上设有变频器控制的电机11，当液压支架系统处于支撑状态时，泵控供液系统只有一台大变量泵10工作，变频器控制的电机11处于变频状态。新并联进系统的阀控供液系统也处于常开工作状态，电机3带动小定量泵2始终处于工作状态。通过调整比例节流阀 6的开口大小，控制阀控供液系统流入液压支架系统的流量。当液压支架13需要动作时，供液系统出口处的压力会发生变化，控制器识别出压力信号并对变频器控制的电机11发出控制指令。变频器控制的电机 11加速运转，提高大变量泵10的出口压力和流量，但是变频器控制的电机11加速时间较长，大变量泵 10输出的流量无法满足液压支架13的需求。此时，阀控供液系统由于其较快的响应速度，显示出了其控制优势。通过调小比例节流阀6的开口，使得小定量泵2泵出的流量更多的流入液压支架13的系统中，实现了液压支架13的快速动作。当多台液压支架需要同时动作时，仅由一台变频器控制的大变量泵输出的压力和流量可能无法满足系统需求，此时需要第二台变频器控制的大变量泵启动运行。在启动过程中存在较大的流量波动和流量冲击现象，通过调小比例节流阀6的开口，使得阀控供液系统提供的流量适当增多，可以减轻支架液压系统的流量波动和冲击现象。当液压支架13动作结束后，重新处于支撑状态，此时泵控供液系统中的多台大变量泵逐个关闭，在关闭过程中同样会产生流量波动和流量冲击现象，适当调小阀控供液系统中比例节流阀6的开口，可以降低这种现象的影响。当多余的大变量泵停止运行后，泵控供液系统会只有一台由变频器控制的大变量泵10处于变频工作状态，此时，适当调大阀控供液系统中比例节流阀6的开口，减少流入支架液压系统的流量。
Claims (1)
1.一种大流量阀-泵联合控制乳化液泵站的控制方法,协同大流量阀-泵联合控制乳化液泵站工作，所述大流量阀-泵联合控制乳化液泵站,包括泵控供液系统，并增加了另一路阀控供液系统：过滤器连接着小定量泵（2），小定量泵（2）由电机进行驱动，小定量泵（2）的出口处有三条旁路，一条进入液压支架系统，另一条连接比例节流阀（6）流回油箱（9），最后一条连接溢流阀（4）流回油箱（9）；与泵控供液系统并联设置有阀控供液系统；阀控供液系统包括过滤器（1），小定量泵（2），电机（3），溢流阀（4），单向阀（5），比例节流阀（6），蓄能器（7），流量计（8）和油箱（9）；小定量泵（2）上设有电机（3）；油箱（9）内设有一个直接回油箱（9）的管路，管路上装有比例节流阀（6）和溢流阀（4），小定量泵（2）上设有电机（3），小定量泵（2）的入口通过过滤器（1）与油箱（9）管路连接，小定量泵（2）的出口设有用于保护整个液压系统的溢流阀（4），小定量泵（2）的输出口分别与溢流阀（4）、单向阀（5）的入口和比例节流阀（6）相连接，单向阀（5）的输出口通过管路与液压支架的供液系统相连接，单向阀（5）的输出口与液压支架的之间的管路上分别设有蓄能器（7）和流量计（8），调整溢流阀（4）的溢流压力直接流回油箱（9）的流量，进而控制从小定量泵（2）泵出流入供液液压系统的流量；
其特征在于步骤如下：
当液压支架（13）处于支撑状态时，与液压支架（13）匹配的液压支架电液阀组（12）处于关闭状态，泵控供液系统中的变频器控制的电机（11）处于工频工作状态，即以最低转速带动大变量泵（10）开始工作，此时启动阀控供液系统并联进乳化液泵站系统进行工作：电机（3）带动小定量泵（2）工作，泵出乳化液，此时乳化液经比例节流阀（6）流回油箱，当液压支架（13）需要进行动作时，首先开启液压支架电液阀组（12），同时阀控供液系统提供流量满足液压支架（13）的动作需要，通过调节比例节流阀（6）的输入电流，使得比例节流阀（6）的开口变小，电机（3）带动的小定量泵（2）泵出的乳化液迅速进入液压支架（13）中，补充其压力和流量，整个过程泵控供液系统和阀控供液系统同时进行工作，而阀控供液系统工作响应较快，变频器控制的电机（11）从工频工作状态进入变频工作状态，变频器控制的电机（11）加速运转，提高大变量泵（10）的乳化液泵出流量和压力，对液压支架（13）动作时损失的压力和需求的流量进行补充，泵出的流量和压力根据液压支架动作幅度而异，支持液压支架（13）进行动作降架，移架，升架和推溜，使泵站供液系统的流量波动和冲击现象得以减缓，同时大大提高了整个系统的响应速度。
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- 2019-07-09 CN CN201910612881.5A patent/CN110307193B/zh active Active
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2020
- 2020-07-03 WO PCT/CN2020/100215 patent/WO2021004397A1/zh active Application Filing
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| Publication number | Publication date |
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| CN110307193A (zh) | 2019-10-08 |
| WO2021004397A1 (zh) | 2021-01-14 |
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