CN113027833A - 一种液压疏松机及其智能检测方法 - Google Patents

一种液压疏松机及其智能检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液压疏松机及其智能检测方法，包括液压站、油管、疏松油缸、疏通器和电控系统，液压站包括电机、油泵、电磁换向阀、压力表、溢流阀、油箱、油管、滤油器和液位计，电控系统包括控制开关和指示灯，电控系统还包括控制器和电机电控调速器，电机电控调速器一端和电机连接，另一端和控制器连接，控制器又分别和电磁换向阀，控制开关，指示灯连接。根据物料运行速度可调节疏松机运行速度，减小疏松阻力，通过控制液压疏松机自身的运行，检测出物料运行情况，根据检测结果判断是否进行疏松，预防物料堵塞的发生，减少清堵所消耗的大量时间和电能，本发明的优点在于：具有智能检测功能，使用寿命长，能源消耗低，经济效益高。

Description

一种液压疏松机及其智能检测方法
技术领域
本发明涉及液压疏松机技术领域，具体是指一种液压疏松机及其智能检测方法。
背景技术
疏松机广泛应用于电力、冶金、矿山、煤炭、水泥、化工等行业的料仓疏松工程。目前在电力、钢铁、煤炭、化工、水泥等行业的松散物料输送料仓的卸装料仓一般有：正方形、矩形、圆形各种形状，大多都是上口大、下口小，越往下物料流出料仓的截面积越小。当卸装物料时，在物料重力的作用下物料自上而下流动，在料仓内物料与物料的摩擦力、物料与仓壁的摩擦力以及仓内截面缩小对物料的压力，阻碍了物料的流动，使物料容易在仓壁上粘结，物料越往下流动，物料自重和料仓壁对物料的挤压力也就越大，物料在料仓壁的粘结量也就越大，由于在料仓壁上物料粘附量的增加，进一步阻碍了物料的流动，从而形成塞堵输料仓的基础，即：洞拱基础。当洞拱基础的体积越来越大、程度越来越深，严重阻碍物料卸装时则造成卸料斗的堵塞发生卸装断流现象，而影响物料输送。为了解决上述问题，市场上广泛应用以液压疏松机为主的疏松机产品，现有疏松机主要包括液压站，油管，疏松油缸，疏通器，控制柜组成，其中液压站由交流电机，油泵，电磁换向阀，压力表，溢流阀，油箱，油管，滤油器等组成，控制柜由空气开关、计数器、继电器，接触器，控制开关，指示灯，较先进的有控制模块PLC，触摸屏，等组成。疏通器主要由推拉杆，刮板，卡子组成。推拉杆有和疏松油缸直接连接的，有和疏松油缸通过杠杆加力器连接的，刮板在推拉杆上，卡子限制推拉杆运动的自由度等。其工作过程当外部有疏松信号传给控制系统或系统输出定时疏松信号，电机开始旋转驱动油泵，油泵通过滤油器从油箱吸入液压油再泵出通过电磁换向阀，油管，推动油缸伸缩，油缸带动疏通器运行对物料进行疏松。压力表对油泵泵出液压油压力进行显示，溢流阀限制油泵泵出液压油最高压力。此疏松过程的启动靠人工启动，或外部出现断料给出信号启动，或设备设置定时信号启动。疏松机运行速度不能根据物料运行速度调节,运行阻力大,设备易损坏,设备电能消耗大。疏松机没有自主判断物料松散状况的能力。
如：专利号CN200520030056.8电液推拉疏通机，专利号CN200520133586.5扇射式疏松机，专利号CN201220131035.5煤仓疏松机，专利号CN201220154822.1一种原煤仓清堵疏松机，专利号CN201220662309.3一种用于料仓清堵工程的疏松机，专利号CN201220667770.8一种疏松机控制系统，专利号CN201220583201.5一种带清理堵煤装置的落煤管，专利号CN201920622027.2颚式疏松机，这些设备主要用于在料仓堵塞后以清堵为主，有的增加了断料检测装置、定时装置、实现了断料自动疏松功能，定时疏松功能，有的刮板的往复直线运动将会不断清除煤仓壁上粘结的煤层，从而可以有效避免煤仓漏口缩小或堵塞现象的出现，上述方案只是实现断料的自动疏松或使疏松设备盲目的运行才能达到避免的效果，上述各种设备其不足在于疏松机运行速度不能根据物料运行速度调节,运行阻力大,设备易损坏,设备电能消耗大，输送机在物料在断流堵塞后疏松，影响了生产正常进行，或在没有堵塞时对物料定时疏松，人工疏松，没有对物料运行的情况进行检测，盲目疏松，造成疏松设备和能源损耗，没有将可能出现的堵塞在堵塞发生前发现和处理。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对上述问题，提供一种能够根据物料运行速度调节疏松机运行速度，减小疏松阻力，通过控制液压疏松机自身的运行，检测出物料运行情况，根据检测结果判断是否进行疏松，预防物料堵塞的发生，减少清堵所消耗的大量时间和电能，具有智能检测功能，使用寿命长，能源消耗低，经济效益高的一种液压疏松机及其智能检测方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种液压疏松机，包括液压站、油管、疏松油缸、疏通器和电控系统，所述液压站包括电机、油泵、电磁换向阀、压力表、溢流阀、油箱、油管、滤油器和液位计，所述电控系统包括控制开关和指示灯，所述电控系统还包括控制器和电机电控调速器，所述电机电控调速器一端和电机连接，另一端和控制器连接，所述控制器又分别和电磁换向阀，控制开关，指示灯连接。
进一步地，所述控制器包括PLC可编程控制器和工控机中的一种。
进一步地，所述电机电控调速器包括变频器和直流电机调速器中的一种。
进一步地，所述电控系统包括触摸屏,所述触摸屏和控制器通讯连接。
一种液压疏松机智能检测方法，包括以下步骤：
S1、所述控制器启动液压站电机带动油泵驱动疏松油缸，疏松油缸带动疏通器进入检测程序运行；
S2、所述控制器通过电磁换向阀控制疏松油缸带动疏通器按物料运行相反方向收回；
S3、所述控制器控制电机电控调速器使电机在设定下限转速运行，同时通过电磁换向阀控制疏松油缸，疏松油缸带动疏通器按物料运行方向推出；
S4、所述控制器读取电机电控调速器中电机的电流值，当电流值小于其额定电流值时，所述控制器通过电磁换向阀控制疏松油缸，疏松油缸带动疏通器运行收回；
S5、所述控制器控制电机电控调速器增加电机转速，然后通过电磁换向阀控制疏松油缸，疏松油缸带动疏通器推出；
S6、所述控制器读取电机电控调速器中电机电流值并和其额定电流值比较，当电机电流值大于等于其额定电流值时或转速达到其设定上限转速时，此时保存此时电机运行转速值；
S7、当电机运行转速值大于等于60％其设定上限转速时，物料为松散状态，疏松机不疏松或小于2次的疏松；
S8、当电机运行转速值小于60％其设定上限转速时，疏松机进行大于2次的疏松。
本发明与现有技术相比的优点在于：
本发明由于采用上述结构和方法可根据物料运行速度调节疏松机运行速度，减小了疏松阻力，通过控制液压疏松机自身的运行，检测出物料运行情况，根据检测结果判断是否进行疏松，预防了物料堵塞的发生，减少了清堵所消耗的大量时间和电能，具有智能检测功能，使用寿命长，能源消耗低，经济效益高等优点。
附图说明
图1是本发明一种液压疏松机的的结构示意图。
图2是本发明一种液压疏松机的液压站的原理示意图。
图3是本发明一种液压疏松机的电控系统柜的结构示意图。
图4是本发明一种液压疏松机的实施例一的结构示意图。
图5是本发明一种液压疏松机的实施例二的结构示意图。
附图标记：液压站1，电机1-1，油泵1-2，电磁换向阀1-3，压力表1-4，溢流阀1-5，油箱1-6，油管1-7，滤油器1-8，液位计1-9，油管2，疏松油缸3，疏通器4，电控系统5，控制开关5-1，控制器5-2，电机电控调速器5-3，指示灯5-4，变频器5-3a，直流电机调速器5-3b，PLC可编程控制器5-2a，工控机5-2b。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
结合附图1，图2，图3一种液压疏松机，包括液压站1、油管2、疏松油缸3、疏通器4和电控系统5，所述液压站1包括电机1-1、油泵1-2、电磁换向阀1-3、压力表1-4、溢流阀1-5、油箱1-6、油管1-7、滤油器1-8和液位计1-9，所述电控系统5包括控制开关5-1和指示灯5-4，所述电控系统5还包括控制器5-2和电机电控调速器5-3，所述电机电控调速器5-3一端和电机1-1连接，另一端和控制器5-2连接，所述控制器5-2又分别和电磁换向阀1-3，控制开关5-1，指示灯5-4连接。
所述控制器5-2包括PLC可编程控制器和工控机中的一种。
所述电机电控调速器5-3包括变频器和直流电机调速器中的一种。
所述电控系统包括触摸屏,所述触摸屏和控制器5-2通讯连接。
一种液压疏松机智能检测方法，包括以下步骤：
S1、所述控制器5-2启动液压站1电机1-1带动油泵1-2驱动疏松油缸3，疏松油缸3带动疏通器4进入检测程序运行；
S2、所述控制器5-2通过电磁换向阀1-3控制疏松油缸3带动疏通器4按物料运行相反方向收回；
S3、所述控制器5-2控制电机电控调速器5-3使电机1-1在设定下限转速运行，同时通过电磁换向阀1-3控制疏松油缸3，疏松油缸3带动疏通器4按物料运行方向推出；
S4、所述控制器5-2读取电机电控调速器5-3中电机1-1的电流值，当电流值小于其额定电流值时，所述控制器5-2通过电磁换向阀1-3控制疏松油缸3，疏松油缸3带动疏通器4运行收回；
S5、所述控制器5-2控制电机电控调速器5-3增加电机1-1转速，然后通过电磁换向阀1-3控制疏松油缸3，疏松油缸3带动疏通器4推出；
S6、所述控制器5-2读取电机电控调速器5-3中电机1-1电流值并和其额定电流值比较，当电机1-1电流值大于等于其额定电流值时或转速达到其设定上限转速时，此时保存此时电机1-1运行转速值；
S7、当电机1-1运行转速值大于等于60％其设定上限转速时，物料为松散状态，疏松机不疏松或小于2次的疏松；
S8、当电机1-1运行转速值小于60％其设定上限转速时，疏松机进行大于2次的疏松。
本发明的工作原理：在现有控制器控制液压疏松机技术基础上，增加了电机电控调速器可实现根据物料运行速度调节疏松机运行速度，减小疏松阻力，提高设备使用寿命，减小能源消耗，采用智能检测方法可实现疏松机自动对物料运行的检测，当疏松电机以较低的转速运行时，油泵输出流量较少，疏松油缸推动疏通器运行速度较低，当疏通器运行方向和物料流动方向相同时，且当疏通器运行速度和物料流动速度相近时，疏松油缸受到阻力较小，系统压力较低，电机电流较低，当提高疏通器运行速度高于物料运行速度时，疏通器推动物料加速运行,由牛顿第二定律F＝ma可知,物料质量m不变,运行速度从低速到较高速运行，则加速度a增加,推动力F增大,系统压力升高，电机电流增大，当物料运行速度趋近于零时，则油缸推动物料运动时物料加速度a增加很快,推动力F增加很快,系统压力和电机电流在较低的电机运行转速下很快升高。利用这一原理，用疏通器做探头，用疏松油缸作传感器，用电机作感应器，用电机电控调速器5-3作检测器，用控制器作智能判断装置，根据电机运行达到上限电流值时的转速值也称电机运行上限电流转速值，来判断物料运行速度的快慢，当电机运行上限电流转速值较低时，物料运行速度较慢，当电机运行上限电流转速值较高时，物料运行速度较快，当输出转速值达到设定上限转速值时，电机电流小于设定上限电流值时，则物料处于较疏松状态，疏松机不用进入疏松程序。
实施例一
结合附图4，图2，图3
设定下限转速：根据疏松油缸推进速度等于设计的物料最低运行速度计算出的电机转速。
设定上限转速：根据设计要求，当设计的最大物料负荷按设计的物料最低运行速度运行，电机电流等于额定电流时，疏松油缸能推动物料运行的速度上限计算出的电机转速。
电机转速在具体实施中可以通过其它参数来控制，如频率或电压。
当电机由变频器调速时。
一种液压疏松机，包括液压站1、油管2、疏松油缸3、疏通器4和电控系统5，所述液压站1包括电机1-1、油泵1-2、电磁换向阀1-3、压力表1-4、溢流阀1-5、油箱1-6、油管1-7、滤油器1-8和液位计1-9，所述电控系统5包括控制开关5-1和指示灯5-4，所述电控系统5还包括PLC可编程控制器5-2a和变频器5-3a，所述变频器5-3a一端和电机1-1连接，另一端和PLC可编程控制器5-2a连接，所述PLC可编程控制器5-2a又分别和电磁换向阀1-3，控制开关5-1，指示灯5-4连接。
所述PLC可编程控制器5-2a可由工控机5-2b代替。
所述电控系统5包括触摸屏,所述触摸屏和PLC可编程控制器5-2a通讯连接。
一种液压疏松机智能检测方法，包括以下步骤：
S1、所述PLC可编程控制器5-2a启动液压站1电机1-1带动油泵1-2驱动疏松油缸3，疏松油缸3带动疏通器4进入检测程序运行；
S2、所述PLC可编程控制器5-2a通过电磁换向阀1-3控制疏松油缸3带动疏通器4按物料运行相反方向收回；
S3、所述PLC可编程控制器5-2a控制变频器5-3a使电机1-1在设定下限频率运行，同时通过电磁换向阀1-3控制疏松油缸3，疏松油缸3带动疏通器4按物料运行方向推出；
S4、所述PLC可编程控制器5-2a读取变频器5-3a中电机1-1的电流值，当电流值小于其额定电流值时，所述PLC可编程控制器5-2a通过电磁换向阀1-3控制疏松油缸3，疏松油缸3带动疏通器4运行收回；
S5、所述PLC可编程控制器5-2a控制变频器5-3a增加电机1-1频率，然后通过电磁换向阀1-3控制疏松油缸3，疏松油缸3带动疏通器4推出；
S6、所述PLC可编程控制器5-2a读取变频器5-3a中电机1-1电流值并和其额定电流值比较，当电机1-1电流值大于等于其额定电流值时或频率达到其设定上限频率时，此时保存此时电机1-1运行频率值；
S7、当电机1-1运行频率值大于等于60％其设定上限频率时，物料为松散状态，疏松机不疏松或小于2次的疏松；
S8、当电机1-1运行频率值小于60％其设定上限频率时，疏松机进行大于2次的疏松。
本实施例所述电机1-1为交流电机或直流无刷电机。
由于电机的频率反映了电机的转速，所以控制了电机频率就控制了电机转速。同理对于有刷直流电机由直流电机调速器通过改变电枢电压或改变激磁绕组电压来调节电机转速，所以通过电压的控制实现转速控制。
实施例二
结合附图5，图2，图3
当电机为直流有刷电机由直流电机调速器调速时。
一种液压疏松机，包括液压站1、油管2、疏松油缸3、疏通器4和电控系统5，所述液压站1包括电机1-1、油泵1-2、电磁换向阀1-3、压力表1-4、溢流阀1-5、油箱1-6、油管1-7、滤油器1-8和液位计1-9，所述电控系统5包括控制开关5-1和指示灯5-4，所述电控系统5还包括工控机5-2b和直流电机调速器5-3b，所述直流电机调速器5-3b一端和电机1-1连接，另一端和工控机5-2b连接，所述工控机5-2b又分别和电磁换向阀1-3，控制开关5-1，指示灯5-4连接。
所述工控机5-2b可由PLC可编程控制器5-2a代替。
所述电控系统5包括触摸屏,所述触摸屏和工控机5-2b通讯连接。
一种液压疏松机智能检测方法，包括以下步骤：
S1、所述工控机5-2b启动液压站1电机1-1带动油泵1-2驱动疏松油缸3，疏松油缸3带动疏通器4进入检测程序运行；
S2、所述工控机5-2b通过电磁换向阀1-3控制疏松油缸3带动疏通器4按物料运行相反方向收回；
S3、所述工控机5-2b控制直流电机调速器5-3b使电机1-1在设定下限电枢电压运行，同时通过电磁换向阀1-3控制疏松油缸3，疏松油缸3带动疏通器4按物料运行方向推出；
S4、所述工控机5-2b读取直流电机调速器5-3b中电机1-1的电流值，当电流值小于其额定电流值时，所述工控机5-2b通过电磁换向阀1-3控制疏松油缸3，疏松油缸3带动疏通器4运行收回；
S5、所述工控机5-2b控制直流电机调速器5-3b增加电机1-1电枢电压，然后通过电磁换向阀1-3控制疏松油缸3，疏松油缸3带动疏通器4推出；
S6、所述工控机5-2b读取直流电机调速器5-3b中电机1-1电流值并和其额定电流值比较，当电机1-1电流值大于等于其额定电流值时或电枢电压达到其设定上限电枢电压时，此时保存此时电机1-1运行电枢电压值；
S7、当电机1-1运行电枢电压值大于等于60％其设定上限电枢电压时，物料为松散状态，疏松机不疏松或小于2次的疏松；
S8、当电机1-1运行电枢电压值小于60％其设定上限电枢电压时，疏松机进行大于2次的疏松。
本实施例中通过控制电枢电压来控制电机的转速，也可以通过控制励磁电压来控制电机的转速。可以实现对物料运行情况的检测，并能根据根据检测结果将可能出现的堵塞在堵塞发生前进行疏松处理。
本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所述的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种液压疏松机，包括液压站、油管、疏松油缸、疏通器和电控系统，所述液压站包括电机、油泵、电磁换向阀、压力表、溢流阀、油箱、油管、滤油器和液位计，所述电控系统包括控制开关和指示灯，其特征在于：所述电控系统还包括控制器和电机电控调速器，所述电机电控调速器一端和电机连接，另一端和控制器连接，所述控制器又分别和电磁换向阀，控制开关、指示灯连接。
2.根据权利要求1所述的一种液压疏松机，其特征在于：所述控制器包括PLC可编程控制器和工控机中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种液压疏松机，其特征在于：所述电机电控调速器包括变频器和直流电机调速器中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种液压疏松机，其特征在于：所述电控系统包括触摸屏,所述触摸屏和控制器通讯连接。
5.一种液压疏松机智能检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、所述控制器启动液压站电机带动油泵驱动疏松油缸，疏松油缸带动疏通器进入检测程序运行；
S2、所述控制器通过电磁换向阀控制疏松油缸带动疏通器按物料运行相反方向收回；
S3、所述控制器控制电机电控调速器使电机在设定下限转速运行，同时通过电磁换向阀控制疏松油缸，疏松油缸带动疏通器按物料运行方向推出；
S4、所述控制器读取电机电控调速器中电机的电流值，当电流值小于其额定电流值时，所述控制器通过电磁换向阀控制疏松油缸，疏松油缸带动疏通器运行收回；
S5、所述控制器控制电机电控调速器增加电机转速，然后通过电磁换向阀控制疏松油缸，疏松油缸带动疏通器推出；
S6、所述控制器读取电机电控调速器中电机电流值并和其额定电流值比较，当电机电流值大于等于其额定电流值时或转速达到其设定上限转速时，此时保存此时电机运行转速值；
S7、当电机运行转速值大于等于60％其设定上限转速时，物料为松散状态，疏松机不疏松或小于2次的疏松；
S8、当电机运行转速值小于60％其设定上限转速时，疏松机进行大于2次的疏松。
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