CN111648949A - 一种实现能量循环的乳化液泵及泵站测试系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及乳化液泵及泵站的测试技术领域；乳化液泵及泵站的性能和可靠性的好坏直接影响着液压支架的工作性能和使用效果，现有的乳化液泵及泵站测试系统主要采用溢流加载方式，测试成本高，发热量大，不节能环保，本发明提供一种实现能量循环的乳化液泵及泵站测试系统与方法，乳化液泵测试系统中若干乳化液泵组采用并联连接方式均与能量循环系统、压力测试系统连接，通过测功机实现能循环利用，所转换的电能经过第二电抗器和第二逆变器传输至第一逆变器后，再次进入乳化液泵测试系统，实现乳化液泵组测试过程中的能量循环利用，在测试过程中低耗高效，更加科学合理，有利于乳化液泵产业的发展。

Description

一种实现能量循环的乳化液泵及泵站测试系统与方法

技术领域

本发明涉及乳化液泵及泵站的测试技术领域，更具体的说，它涉及一种实现能源循环的乳化液泵及泵站测试系统与方法。

背景技术

乳化液泵和乳化液泵站是煤矿综采工作面的动力源，用来向综采工作面液压支架或高档普采工作面单体液压支柱等输送高压乳化液的设备，乳化液泵及泵站的性能和可靠性的好坏直接影响着液压支架的工作性能和使用效果，对于整个煤矿生产有着重要的作用；现有的乳化液泵及泵站测试系统主要采用溢流加载方式，测试成本高，发热量大，不节能环保，因此迫切的需要一种先进的测试系统来检测乳化液泵及泵站综合性能。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种实现能量循环的乳化液泵及泵站测试系统，该发明提供了一种结构简单易操作的乳化液泵及泵站测试技术，能够实现能量回收循环利用，节能环保。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种实现能源循环的乳化液泵及泵站测试系统，包括乳化液泵测试系统、压力测试系统和能源循环系统，乳化液泵测试系统包括若干乳化液泵组，若干乳化液泵组并联连接，并与能量循环系统、压力测试系统连接，乳化液泵组包括被测乳化液泵和乳化液泵驱动电机，乳化液泵驱动电机通过第二联轴器与被测乳化液泵连接；压力测试系统包括变量乳化液马达和既作为系统负载同时作为发电机的测功机，变量乳化液马达通过第二单向阀连接被测乳化液泵，并在第二单向阀与变量乳化液马达之间设置测量液压系统的流量和压力的流量计和压力表，测功机通过第一联轴器与变量乳化液马达连接；能源循环系统通过第二电抗器、正弦波滤波器分别与测功机、乳化液泵驱动电机连接，第二电抗器连接第二逆变器，正弦波滤波器连接第一逆变器，第一逆变器和第二逆变器均连接整流器的直流电连接端；电网通过变压器和第一电抗器连接整流器的交流电连接端。

进一步，变量乳化液马达的出口通过第一单向阀连接乳化液箱。

进一步，变量乳化液马达与第一单向阀之间设置冷却器。

进一步，第二电抗器与第二逆变器、正弦波滤波器与第一逆变器之间均增设开关。

进一步，整流器通过第一电抗器和变压器与电网连接。

进一步，变压器和第一电抗器之间增设控制电路系统开启的开关。

进一步，乳化液泵组的数量不少于两个。

一种实现能源循环的乳化液泵及泵站测试方法，能量循环系统连接压力测试系统和乳化液泵测试系统，通过测功机实现能量循环利用，所转换的电能经过第二电抗器和第二逆变器传输至第一逆变器，再次进入乳化液泵测试系统，具体包括以下步骤：

步骤1. 闭合开关，通过电网取电后，交流电经过高压电缆至变压器、第一电抗器传输至整流器进行AC/DC转换；

步骤2. 转换后的直流电通入第一逆变器进行DC/AC转换，经过正弦波滤波器后驱动乳化液泵驱动电机，利用第二联轴器驱动被测乳化液泵，将高压液体通过乳化液泵的高压排液口排出，高压排液口利用胶管管路连接防止倒流的第二单向阀，流量计测量液压系统流量，压力表测量液压系统压力；

步骤3. 高压排液口排出的高压液体驱动乳化液变量马达转动，通过第一联轴器带动测功机转动，测功机作为负载，将动能转换为电能，所转换的电能经过第二电抗器和第二逆变器传输至第一逆变器后，通过正弦波滤波器再次进入乳化液泵组测试系统，实现能量循环利用。

综上所述，发明具有以下有益效果：

该测试系统的发明，可通过连续改变测功机来改变系统压力的方式完成测试，替代了原有的乳化液泵测试系统加载方式，对目前的大流量大功率的乳化液泵及泵站提供了一套先进的测试方法；本发明适用于不同型号、不同功率的乳化液泵及泵站的试验，自动化程度高，能够实现在线监测，远程控制，结构简单，操作方便，安全可靠，能够满足不同压力、不同流量、不同电压等级的乳化液泵及泵站的试验；用测功机作为加载手段，实现了电能的转换，电能循环利用，本发明在测试过程中低耗高效，更加科学合理，对高载荷、大流量乳化液泵研究会起到巨大的推动作用，有利于乳化液泵产业的健康快速发展。

附图说明

图1为本发明的原理图。

图2为本发明的乳化液泵站测试系统原理图。

图中：1-第一电抗器，2-第一乳化液泵组，3-乳化液箱，4-吸液过滤器，5-第一单向阀，6-第二单向阀，7-冷却器，8-压力表，9-流量计，10-变量乳化液马达，11-第一联轴器，12-测功机，13-乳化液泵驱动电机，14-第二联轴器，15-被测乳化液泵，16-第二逆变器，17-整流器，18-变压器，19-电网，20-开关，21-第一逆变器，22-第二电抗器，23-正弦波滤波器，24-第二乳化液泵组，25-第三乳化液泵组，26-乳化液泵站。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1~2所示，本发明公开了一种实现能源循环的乳化泵及泵站测试系统，包括乳化液泵测试系统、压力测试系统和能源循环系统，乳化液泵测试系统包括若干乳化液泵组，若干乳化液泵组均与能量循环系统、压力测试系统连接，乳化液泵组的数量不少于两个，乳化液泵组包括被测乳化液泵15和乳化液泵驱动电机13，乳化液泵驱动电机13通过第二联轴器14与被测乳化液泵15连接；压力测试系统包括测功机12和变量乳化液马达10，测功机12既作为系统负载同时作为发电机，测功机12选用CGJ93FV-660，变量乳化液马达10通过第二单向阀6连接被测乳化液泵15，并在第二单向阀6与变量乳化液马达10之间设置测量液压系统的流量和压力的流量计9和压力表8，变量乳化液马达10的出口通过第一单向阀5连接乳化液箱3，变量乳化液马达10与第一单向阀5之间设置冷却器7；测功机12通过第一联轴器11与变量乳化液马达10连接；能源循环系统通过第二电抗器22、正弦波滤波器23分别与测功机12、乳化液泵驱动电机13连接，第二电抗器22连接第二逆变器16，正弦波滤波器23连接第一逆变器21，第二电抗器22与第二逆变器16、正弦波滤波器23与第一逆变器21之间均增设开关20；第一逆变器21和第二逆变器16均连接整流器17的直流电连接端，第一逆变器21和第二逆变器16之间通过直流母线能量闭环实现能量循环利用，整流器17的交流电连接端通过第一电抗器1和变压器18与电网19连接，变压器18和第一电抗器1之间增设控制电路系统开启的开关20，三个开关在测试过程中全部保持闭合连通状态。

在图2所示的实施例中，乳化液泵测试系统采用三个乳化液泵组，即第一乳化液泵组2、第二乳化液泵组24和第三乳化液泵组25，共同构成乳化液泵站26，三个乳化液泵组采用并联连接方式均通过第二单向阀6与压力测试系统连接，三个乳化液泵组连接能量循环系统，此种连接能够实现多个被测乳化液泵同时测试，不同乳化液泵组之间通过压力测试系统和能量循环系统实现能量互补。

本发明还公开了一种实现能源循环的乳化液泵及泵站测试方法，能量循环系统连接压力测试系统和乳化液泵测试系统，通过测功机12实现能量循环利用，所转换的电能经过第二电抗器22和第二逆变器16传输至第一逆变器21，再次进入乳化液泵测试系统，具体包括以下步骤：

步骤1. 闭合开关20，通过电网19取电后，经过高压电缆至变压器18，经过第一电抗器1，交流电传输至整流器17进行AC/DC转换，开关20用于控制电路系统开启和关闭，变压器与第一电抗器1之间连接的开关控制整个测试系统的开启或关闭，在测试过程中，三个开关全程全部保持闭合连通状态；变压器18连接电网19取电是作为补偿乳化液泵及泵站测试系统中的能量损失。

步骤2. 整流器17转换后的直流电通入第一逆变器21，第一逆变器21将直流电进行DC/AC转换，整个系统采用的是交-直-交变频结构，成本低且性能稳定，经过正弦波滤波器23后驱动乳化液泵驱动电机13，利用第二联轴器14驱动被测乳化液泵15，被测乳化液泵15的吸液口通过吸液过滤器4吸取乳化液箱3内的乳化液体，将高压液体通过乳化液泵15的高压排液口排出，高压排液口利用胶管管路连接防止倒流的第二单向阀6，压力表8与流量计9分别测量液压系统即高压排液口的压力和流量。

步骤3.高压排液口的高压液体驱动乳化液变量马达10转动，通过第一联轴器11带动测功机12转动，测功机12作为负载，将动能转换为电能，所转换的电能经过第二电抗器22和第二逆变器16传输至第一逆变器21后，通过正弦波滤波器23再次进入乳化液泵组测试系统，实现能量循环利用。

测功机12作为被测乳化液泵15的加载使用，在测试过程中，当需要增大被测乳化液泵15的压力时，即乳化液泵组测试系统需要增大压力，则增大测功机12扭矩提供负载，此时测功机12发电，向能量循环系统供电；同时变量乳化液泵马达10排量减小，转速降低，变量乳化液马达10的压力增大，被测乳化液泵15出口压力增大，则测试系统工作压力增大，通过压力表8和流量计9观察记录乳化液泵站26的测试数据。根据测功机12加载扭矩的不断变化，压力测试系统也不断变化，连续不断调节测功机12的扭矩以此实现连续调节乳化液泵15出口的压力，达到测试被测乳化液泵15的目的，完成型式试验和性能试验。

乳化液泵组2中的乳化液泵驱动电机13通过电网19供电启动后，带动被测乳化液泵15转动，提供高压液体带动变量乳化液马达10转动，通过第一联轴器11带动测功机12转动发电，测功机12利用逆变器和电抗器将电能回馈至乳化液泵驱动电机13，电网19为乳化液泵组测试系统补偿能量损失，实现乳化液泵组测试过程中的能量循环利用，在测试过程中低耗高效，更加科学合理，有利于乳化液泵产业的发展。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种实现能源循环的乳化液泵及泵站测试系统，包括乳化液泵测试系统、压力测试系统和能源循环系统，其特征在于：所述乳化液泵测试系统包括若干乳化液泵组，若干乳化液泵组并联连接，并与能量循环系统、压力测试系统连接，乳化液泵组包括被测乳化液泵（15）和乳化液泵驱动电机（13），乳化液泵驱动电机（13）通过第二联轴器（14）与被测乳化液泵（15）连接；所述压力测试系统包括变量乳化液马达（10）和既作为系统负载同时作为发电机的测功机（12），变量乳化液马达（10）通过第二单向阀（6）连接被测乳化液泵（15），并在第二单向阀（6）与变量乳化液马达（10）之间设置测量液压系统的流量和压力的流量计（9）和压力表（8），测功机（12）通过第一联轴器（11）与变量乳化液马达（10）连接；

所述能源循环系统通过第二电抗器（22）、正弦波滤波器（23）分别与测功机（12）、乳化液泵驱动电机（13）连接，第二电抗器（22）连接第二逆变器（16），正弦波滤波器（23）连接第一逆变器（21），第一逆变器（21）和第二逆变器（16）均连接整流器（17）的直流电连接端；电网（19）通过变压器（18）和第一电抗器（1）连接整流器（17）的交流电连接端。

2.根据权利要求1所述的实现能源循环的乳化泵及泵站测试系统，其特征在于：所述变量乳化液马达（10）的出口通过第一单向阀（5）连接乳化液箱（3）。

3.根据权利要求1或2所述的实现能源循环的乳化泵及泵站测试系统，其特征在于：所述变量乳化液马达（10）与第一单向阀（5）之间设置冷却器（7）。

4.根据权利要求1所述的实现能源循环的乳化泵及泵站测试系统，其特征在于：所述第二电抗器（22）与第二逆变器（16）、正弦波滤波器（23）与第一逆变器（21）之间均增设开关（20）。

5.根据权利要求1所述的实现能源循环的乳化泵及泵站测试系统，其特征在于：所述整流器（17）通过第一电抗器（1）和变压器（18）与电网（19）连接。

6.根据权利要求1或5所述的实现能源循环的乳化泵及泵站测试系统，其特征在于：所述变压器（18）和第一电抗器（1）之间增设控制电路系统开启的开关（20）。

7.根据权利要求1~6任一权利要求所述的实现能源循环的乳化泵及泵站测试系统，其特征在于：所述乳化液泵组的数量不少于两个。

8.一种实现能源循环的乳化液泵及泵站测试方法，其特征在于：能量循环系统连接压力测试系统和乳化液泵测试系统，通过测功机（12）实现能量循环利用，所转换的电能经过第二电抗器（22）和第二逆变器（16）传输至第一逆变器（21），再次进入乳化液泵测试系统，具体包括以下步骤：

步骤1. 闭合开关（20），通过电网（19）取电后，交流电经过高压电缆至变压器（18）、第一电抗器（1）传输至整流器（17）进行AC/DC转换；

步骤2. 转换后的直流电通入第一逆变器（21）进行DC/AC转换，经过正弦波滤波器（23）后驱动乳化液泵驱动电机（13），利用第二联轴器（14）驱动被测乳化液泵（15），将高压液体通过乳化液泵（15）的高压排液口排出，高压排液口利用胶管管路连接防止倒流的第二单向阀（6），流量计（9）测量液压系统流量，压力表（8）测量液压系统压力；

步骤3. 高压排液口排出的高压液体驱动乳化液变量马达（10）转动，通过第一联轴器（11）带动测功机（12）转动，测功机（12）作为负载，将动能转换为电能，所转换的电能经过第二电抗器（22）和第二逆变器（16）传输至第一逆变器（21）后，通过正弦波滤波器（23）再次进入乳化液泵组测试系统，实现能量循环利用。

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