CN114150611A - 一种风量调节控制系统、轨道吸煤装置及风量调节控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风量调节控制系统，包括驱动装置、电控变量泵、排量电控阀、风机马达、风机、除尘管道、第一风压传感器、第一电比例气阀、清扫装置、第一粉尘浓度传感器、扫吸管道、第二风压传感器、第二电比例气阀、扫吸装置、第二粉尘浓度传感器、控制器。其优点是：该控制系统不仅保证了煤粉扫吸效率，同时其除尘功能保证轨道吸煤车工作过程中产生的煤粉扬尘的浓度低于爆炸浓度，既避免了爆炸危险，又降低清扫过程中的二次扬尘污染。

Description

一种风量调节控制系统、轨道吸煤装置及风量调节控制方法

技术领域

本发明涉及轨道煤粉清扫领域，具体涉及一种风量调节控制系统、轨道吸煤装置及风量调节控制方法。

背景技术

铁路运煤专线在日常的运营过程中，由于气流作用部分煤粉会散落在铁路轨道两侧，轨道吸煤车是清理散落煤粉的专用设备。现有的轨道洗煤车应用的扫吸煤粉的装置主要有：CN201910599611.5（一种铁路道床吸污车用扫吸工作装置）和CN201510283846.5（轨行钢轨铣削打磨机械的铁屑磨粉收集系统），两者均能够对铁路煤粉进行扫吸处理。扫吸装置采用机械滚扫煤粉和负压吸尘相结合的方式，能够实现煤粉的清扫和扫吸。

但是，清扫装置施工过程中产生煤粉扬尘，如不采取降尘措施，在局部范围内煤粉和空气混合如遇火花会产生爆炸，威胁施工人员和设备和铁路设施安全。降尘装置在煤粉清扫时实现降尘，降低煤粉浓度避免爆炸。现有专利CN201910599611.5和CN201510283846.5都未把在扫吸的过程中产生的扬尘考虑在内，尤其是在清扫运煤专线的煤粉时，如未考虑在扫吸过程中及时降尘，则有可能产生煤粉爆炸，造成严重后果。

现有设备未考虑清扫过程中煤粉的防爆问题以及煤粉扬尘二次污染问题，缺少相配套的降低粉尘浓度的设备设施。另外，目前专利没有考虑降低煤粉浓度和粉尘二次扬尘污染，从而未设置多条风道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种风量调节控制系统、轨道吸煤装置及风量调节控制方法，用于调节风量实时控制煤粉浓度以达到使煤粉浓度低于爆炸浓度的要求，提高设备安全性。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种风量调节控制系统，设置于轨道吸煤装置上；所述轨道吸煤装置用于清理煤粉；

所述轨道吸煤装置至少包括风机系统；所述风机系统包括风道、通过风道连通外界的风机、与所述风机连接的风机马达以及驱动所述风机马达的驱动装置；

所述风量调节控制系统包括控制器以及分别与控制器连接的传感器组件和风量调节组件；

所述传感器组件包括安装在所述风道的出口处的煤粉浓度传感器；

所述风量调节组件用于调控风道内的风量；

所述控制器通过与所述煤粉浓度传感器连接获取风道的出口处的煤粉浓度，并根据所述煤粉浓度控制所述风量调节组件调节风道内的风量，从而使风道的出口处的煤粉浓度低于预设值。

上述设置达到的效果：通过在轨道吸煤装置上设置本发明的风量调节控制系统，通过煤粉浓度传感器配合风量调节组件，可以实时调节控制轨道吸煤煤粉浓度以达到使煤粉浓度低于爆炸浓度的要求，提高轨道吸煤装置的安全性。

进一步的，所述风量调节组件包括设置在所述风道的风道口的电比例气阀。

上述设置达到的效果：通过电比例气阀和风机转速调节组件，可以实时初步调节调控扫吸管道内的风量，煤粉浓度高则扩大风量，煤粉浓度低则缩小风量。

进一步的，所述风量调节组件还包括与所述风机马达相连接的风机转速调节组件；所述风机转速调节组件用于调节风机的转速，从而调节风道内的风量；

所述传感器组件还包括设置在风道内的风压传感器，所述风压传感器用于采集风道内的风压信号并发送给所述控制器；

所述控制器根据所述风道内的风压信号闭环控制所述风机转速调节组件，从而调节风道内的风量，使风机风量与除尘风量及扫吸风量相匹配。

上述设置达到的效果：电比例气阀的开度用于调控扫吸管道内的风量，至于能不能达到需要的风量，需要增加反馈风压传感器来进行闭环控制，仅电比例气阀是无法保证实施效果的。所以为了达到除尘效果和扫吸效果，通过除尘风道和扫吸风道的风量必须要达到一定风量，这个风量是根据煤粉浓度传感器检测的值进行动态调整的，因此除尘和扫吸风道内风量需求是动态调整的，风机提供的总风量也是需要按控制策略动态调整的，来满足两处总风量的需求。本发明的控制器通过风压传感器、采用了闭环控制，根据反馈至控制器的风压信号，控制风机转速，从而使风机风量与除尘风量及扫吸风量相匹配，系统控制精度高。

进一步的，所述风机转速调节组件包括电控变量泵和排量电控阀；

所述电控变量泵与驱动装置连接，并通过液压管路与风机马达连接，从而驱动风机马达，进而调节风机的转速；

所述排量电控阀与所述电控变量泵电连接，用于调节所述电控变量泵的排量；所述排量电控阀另一端与所述控制器连接。

上述设置达到的效果：风机采用电控变量泵和风机马达组成的闭式液压回路驱动，系统效率高；电控变量泵排量采用电流信号控制，排量调节方式简单且精度高，能够实现本发明的闭环控制功能。

进一步的，所述风道包括至少一条除尘管道和至少一条扫吸管道；所述除尘管道用于抽吸扬尘；所述扫吸管道用于扫吸煤粉；

所述传感器组件包括第一粉尘浓度传感器、第二粉尘浓度传感器、第一风压传感器和第二风压传感器；

所述第一粉尘浓度传感器设置在所述除尘管道的出口处，用于实时检测除尘管道的出口处的煤粉浓度，并发送至控制器；

所述第二粉尘浓度传感器设置在所述扫吸管道的出口处，用于实时检测扫吸管道的出口处的煤粉浓度，并发送至控制器；

所述第一风压传感器设置在除尘管道中，用于采集除尘管道内的第一风压信号发送至控制器；所述第二风压传感器设置在扫吸管道中，用于采集扫吸管道内的第二风压信号发送至控制器；

所述电比例气阀包括设置在所述除尘管道的出口处的第一电比例气阀和设置在所述清扫管道的出口处的第二电比例气阀；

控制器检测到除尘管道的出口处的煤粉浓度大于或等于第一设定浓度值N1并小于设定值N2（N2>N1）时，控制第一电比例气阀开口增大,除尘管道风量需求增大；控制器检测到第一风压信号低于设定值P1时，增大排量电控阀的电流值,从而增大风机转速,进而增大风机风量直到控制器检测到第一风压信号达到设定值P1；当除尘管道的出口处的煤粉浓度小于设定值N1时，保持当前第一电比例气阀、排量电控阀的电流输出信号不变；

控制器检测到除尘管道的出口处的煤粉浓度大于或等于第二设定浓度值N2时，控制器输出报警信号并停机；

控制器检测到扫吸管道的出口处的煤粉浓度大于或等于第一设定浓度值N1并小于设定值N2（N2>N1）时，控制第二电比例气阀开口增大,除尘管道风量需求增大；控制器检测到第二风压信号低于设定值P2时，增大排量电控阀的电流值,从而增大风机转速,进而增大风机风量直到控制器检测到第二风压信号达到设定值P2；当扫吸管道的出口处的煤粉浓度小于设定值N1时，保持当前第二电比例气阀、排量电控阀的电流输出信号不变；

控制器检测到扫吸管道的出口处的煤粉浓度大于或等于第二设定浓度值N2时，控制器输出报警信号并停机。

上述设置达到的效果：在清扫和扫吸轨道散落煤粉或其他散装物料的同时，采取除尘措施，避免局部密闭空间煤粉浓度达到爆炸范围产生爆炸危害，同时也避免对环境的二次扬尘污染。除尘管道和扫吸管道是根据功能实现需求设置的，除尘管道和扫吸管道数量和位置是可以根据整车功能需求的实现而设置的。为了达到除尘效果和扫吸效果，通过除尘风道和扫吸风道的风量必须要达到一定风量，这个风量是根据煤粉浓度传感器检测的值进行动态调整的，因此除尘和扫吸风道内风量需求是动态调整的，风机提供的总风量也是需要按控制策略动态调整的，来满足两处总风量的需求。通过采用了闭环控制，根据风压信号反馈至控制器，控制风机转速，从而使风机风量与除尘风量及扫吸风量相匹配，系统控制精度高。另外，风机采用电控变量泵和风机马达组成的闭式液压回路驱动，系统效率高；电控变量泵排量采用电流信号控制，排量调节方式简单。

进一步的，所述控制器、传感器组件和风量调节组件均有防爆隔爆功能。均有防爆隔爆功能。

上述设置达到的效果：煤粉浓度达到一定程度极易爆炸，内部元件设置防爆隔爆功能可以有效提高本发明装置的工作耐久性和稳定性。

第二方面，本发明提供一种轨道吸煤装置，其特征在于，包括风机系统以及如第一方面所述的风量调节控制系统；所述风机系统包括风道、通过风道连通外界的风机、与所述风机连接的风机马达以及驱动所述风机马达的驱动装置。

进一步的，所述轨道吸煤装置还包括用于抽吸扬尘的清扫装置以及用于扫吸煤粉的扫吸装置。

上述设置达到的效果：清扫装置为机械清扫装置，在清扫过程中产生煤粉扬尘，安装在清扫装置上的除尘管道抽吸扬尘，达到降尘目的。扫吸装置是实现煤粉扫吸功能的装置。

第三方面，本发明提供一种风量调节控制方法，所述方法包括以下步骤：

获取风道出口处的煤粉浓度；

根据风道出口处的煤粉浓度控制调节风道内的风量，从而使风道的出口处的煤粉浓度低于预设值。

上述设置达到的效果：通过实时采集煤粉浓度并实时调节控制轨道吸煤煤粉浓度以达到使风道的出口处的煤粉浓度低于爆炸浓度的要求，提高轨道吸煤装置的安全性。

进一步的，根据风道出口处的煤粉浓度控制调节风道内的风量，从而使风道的出口处的煤粉浓度低于预设值的方法包括：

当风道的出口处的煤粉浓度大于或等于第一设定浓度值N1并小于设定值N2时，控制风道开口截面增大，风道风量需求增大；

获取风道内的风压信号，当风压信号低于风压设定值时，增大风机转速，进而增大风机风量直到控制器检测到风压信号达到风压设定值；

当风道的出口处的煤粉浓度小于设定值N1时，保持当前风道开口截面和风机转速不变；

当风道的出口处的煤粉浓度大于或等于第二设定浓度值N2时，输出报警信号并停机。

上述设置达到的效果：为了达到除尘效果和扫吸效果，通过风道的风量必须要达到一定风量，这个风量是根据煤粉浓度传感器检测的值进行动态调整的，因此风道内风量需求是动态调整的，风机提供的总风量也是需要按控制策略动态调整的，通过采用了闭环控制，根据风压信号反馈至控制器，控制风机转速，从而使风机风量于煤粉浓度相匹配，系统控制精度高，安全性更高。

附图说明

图1为本发明一种风量调节控制系统及装置原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本实施例的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实施例的限制。

实施例一：

本实施例提供一种风量调节控制系统，设置于轨道吸煤装置上；轨道吸煤装置用于清理煤粉；

轨道吸煤装置至少包括风机系统；风机系统包括风道、通过风道连通外界的风机、与风机连接的风机马达以及驱动风机马达的驱动装置；

风量调节控制系统包括控制器以及分别与控制器连接的传感器组件和风量调节组件；

传感器组件包括安装在风道的出口处的煤粉浓度传感器；

风量调节组件用于调控风道内的风量；

控制器通过与煤粉浓度传感器连接获取煤粉浓度，并根据煤粉浓度控制风量调节组件调节风道内的风量。

实施原理：通过在轨道吸煤装置上设置本发明的风量调节控制系统，通过煤粉浓度传感器配合风量调节组件，可以实时调节控制轨道吸煤煤粉浓度以达到使煤粉浓度低于爆炸浓度的要求，提高轨道吸煤装置的安全性。

实施例二：

本实施例提供一种风量调节控制系统，设置于轨道吸煤装置上；轨道吸煤装置用于清理煤粉；本实施例可以理解为吸煤车上的一个组件，通过该发明提高安全性并保证清扫功能的实施效果。

轨道吸煤装置至少包括风机系统；风机系统包括风道、通过风道连通外界的风机、与风机连接的风机马达以及驱动风机马达的驱动装置；

风量调节控制系统包括控制器以及分别与控制器连接的传感器组件和风量调节组件；

传感器组件包括安装在风道的出口处的煤粉浓度传感器；

风量调节组件用于调控风道内的风量；

控制器通过与煤粉浓度传感器连接获取煤粉浓度，并根据煤粉浓度控制风量调节组件调节风道内的风量。

具体的，风量调节组件包括设置在风道的风道口的电比例气阀和风机转速调节组件。

风量调节组件还包括与风机马达相连接的风机转速调节组件；风机转速调节组件用于调节风机的转速，从而调节风道内的风量；传感器组件还包括设置在风道内的风压传感器，风压传感器用于采集风道内的风压信号并发送给控制器；控制器根据风道内的风压信号闭环控制风机转速调节组件，从而调节风道内的风量，使风机风量与除尘风量及扫吸风量相匹配。

电比例气阀的开度用于调控扫吸管道内的风量，至于能不能达到需要的风量，需要增加反馈风压传感器来进行闭环控制，仅电比例气阀是无法保证实施效果的。所以为了达到除尘效果和扫吸效果，通过除尘风道和扫吸风道的风量必须要达到一定风量，这个风量是根据煤粉浓度传感器检测的值进行动态调整的，因此除尘和扫吸风道内风量需求是动态调整的，风机提供的总风量也是需要按控制策略动态调整的，来满足两处总风量的需求。本发明的控制器通过风压传感器、采用了闭环控制，根据反馈至控制器的风压信号，控制风机转速，从而使风机风量与除尘风量及扫吸风量相匹配，系统控制精度高。

说明：采用动压原理计算风机风量Q。

公式为Q=66.643D ³ （ρ _pp_cmd）^1/2/ρ ₁

上式中，标准情况下大气密度ρ ₁=管道内空气密度ρ _p=1.2kg/m³；p_cmd为风道风压，由风压传感器测得；D为风道直径。

风压传感器测得风道风压信号给控制器，控制器通过上式计算该风道需要的风量，将除尘风道和扫吸风道的风量相加，得到总风量。总风量和风机转速成正比。风机转速与风机驱动装置的转速以及排量控制阀的电流成正比，本例中驱动装置转速为固定转速。

具体的，风机转速调节组件包括电控变量泵和排量电控阀；电控变量泵与驱动装置连接，并通过液压管路与风机马达连接，从而驱动风机马达，进而调节风机的转速；排量电控阀与电控变量泵电连接，用于调节电控变量泵的排量；排量电控阀另一端与控制器连接。

风机采用电控变量泵和风机马达组成的闭式液压回路驱动，系统效率高；电控变量泵排量采用电流信号控制，排量调节方式简单且精度高，能够实现本发明的闭环控制功能。

具体的，风道包括至少一条除尘管道和至少一条扫吸管道；除尘管道用于抽吸扬尘；扫吸管道用于扫吸煤粉；除尘管道和扫吸管道是根据功能实现需求设置的，除尘管道和扫吸管道数量和位置是可以根据整车功能需求的实现而设置的，原理是一样的，这里只是一种实施方案。

传感器组件包括第一粉尘浓度传感器、第二粉尘浓度传感器、第一风压传感器和第二风压传感器；

第一粉尘浓度传感器设置在除尘管道的出口处，用于实时检测除尘管道的出口处的煤粉浓度，并发送至控制器；

第二粉尘浓度传感器设置在扫吸管道的出口处，用于实时检测扫吸管道的出口处的煤粉浓度，并发送至控制器；

第一风压传感器设置在除尘管道中，用于采集除尘管道内的第一风压信号发送至控制器；第二风压传感器设置在扫吸管道中，用于采集扫吸管道内的第二风压信号发送至控制器；

电比例气阀包括设置在除尘管道的出口处的第一电比例气阀和设置在清扫管道的出口处的第二电比例气阀；

控制器检测到除尘管道的出口处的煤粉浓度大于或等于第一设定浓度值N1并小于设定值N2（N2>N1）时，控制第一电比例气阀开口增大,除尘管道风量需求增大；控制器检测到第一风压信号低于设定值P1时，增大排量电控阀的电流值,从而增大风机转速,进而增大风机风量直到控制器检测到第一风压信号达到设定值P1；当除尘管道的出口处的煤粉浓度小于设定值N1时，保持当前第一电比例气阀、排量电控阀的电流输出信号不变；

控制器检测到除尘管道的出口处的煤粉浓度大于或等于第二设定浓度值N2时，控制器输出报警信号并停机；

控制器检测到扫吸管道的出口处的煤粉浓度大于或等于第一设定浓度值N1并小于设定值N2（N2>N1）时，控制第二电比例气阀开口增大,除尘管道风量需求增大；控制器检测到第二风压信号低于设定值P2时，增大排量电控阀的电流值,从而增大风机转速,进而增大风机风量直到控制器检测到第二风压信号达到设定值P2；当扫吸管道的出口处的煤粉浓度小于设定值N1时，保持当前第二电比例气阀、排量电控阀的电流输出信号不变；

控制器检测到扫吸管道的出口处的煤粉浓度大于或等于第二设定浓度值N2时，控制器输出报警信号并停机。

说明：除尘风道风压信号设定值P1是根据轨道吸煤车运行时，第一粉尘浓度传感器浓度保持在N1时，第一风压传感器测定的除尘风压信号；扫吸风道风压信号设置值P2是根据轨道吸煤车运行时，第二粉尘浓度传感器浓度保持在N1时，第二风压传感器测定的扫吸风压信号。P1和P2是通过实验测试获取的。

关于浓度设定值的说明：需要厂家根据国家强制标准和制定的企业标准规定的粉尘爆炸浓度值进行设定，N2应严格按国家标准或高于国家标准执行，并不是一个固定值；同时根据采用的传感器的测量范围和测量精度的影响，N2、N1并不进行具体限定

在清扫和扫吸轨道散落煤粉或其他散装物料的同时，采取除尘措施，避免局部密闭空间煤粉浓度达到爆炸范围产生爆炸危害，同时也避免对环境的二次扬尘污染。除尘管道和扫吸管道是根据功能实现需求设置的，除尘管道和扫吸管道数量和位置是可以根据整车功能需求的实现而设置的，。为了达到除尘效果和扫吸效果，通过除尘风道和扫吸风道的风量必须要达到一定风量，这个风量是根据煤粉浓度传感器检测的值进行动态调整的，因此除尘和扫吸风道内风量需求是动态调整的，风机提供的总风量也是需要按控制策略动态调整的，来满足两处总风量的需求。通过采用了闭环控制，根据风压信号反馈至控制器，控制风机转速，从而使风机风量与除尘风量及扫吸风量相匹配，系统控制精度高。另外，风机采用电控变量泵和风机马达组成的闭式液压回路驱动，系统效率高；电控变量泵排量采用电流信号控制，排量调节方式简单。

另外，控制器、第一粉尘浓度传感器、第二粉尘浓度传感器、排量电控阀、第一风压传感器、第二风压传感器、第一电比例气阀均有防爆隔爆功能。煤粉浓度达到一定程度极易爆炸，内部元件设置防爆隔爆功能可以有效提高本发明装置的工作耐久性和稳定性。

实施例三：

本实施例提供本发明提供一种轨道吸煤装置，安装在轨道吸煤车上，主要包括：驱动装置、电控变量泵、排量电控阀、风机马达、风机、除尘管道、第一风压传感器、第一电比例气阀、清扫装置、第一粉尘浓度传感器、扫吸管道、第二风压传感器、第二电比例气阀、扫吸装置、第二粉尘浓度传感器、控制器等。

驱动装置与电控变量泵连接，驱动电控变量泵。驱动装置可为内燃机或电机。

电控变量泵与驱动装置连接，并通过液压管路与风机马达连接，驱动风机马达。在驱动装置转速不变的情况下，电控变量泵的流量与其排量成正比。电控变量泵的排量通过排量电控阀调节，电控变量泵排量与排量控制阀的控制电流成正比。当增大控制电流时，泵排量增大，泵流量也随之增大；当减小控制电流时，泵排量减小，泵流量也随之降低。排量电控阀的电流信号由控制器进行控制。

风机马达通过液压管路与电控变量泵连接，并通过其输出轴与风机连接。风机马达由电控变量泵直接驱动，二者组成闭式液压回路，相比开式液压系统，中间不经过换向节流阀，系统压力损失小效率高。风机马达与风机采用机械连接，传动比为1，马达转速等于风机转速。风机转速（风机马达转速）与电控变量泵排量成正比，即与排量控制阀的控制电流成正比。

风机与风机马达连接，由风机马达驱动。风机通过管道与除尘管道和扫吸管道连接。风机叶轮转动产生负压，在除尘管道和扫吸管道产生吸力，实现煤粉等物料的抽吸。风机风量与风机叶轮转速成正比,转速越高,风量越大。

除尘管道经第一电比例气阀与清扫装置连接，除尘管道的风量由第一电比例气阀的阀芯开口大小决定，第一电比例气阀阀芯开口大小与第一电比例气阀的电流成正比。增大第一电比例气阀的电流，阀芯开口增大，除尘管道风量增大；减小第一电比例气阀的电流，阀芯开口减小，除尘管道风量降低。第一电比例气阀的电流信号由控制器进行控制。除尘管道设置第一风压传感器，采集除尘管道风压发送至控制器参与控制。

清扫装置为机械清扫设备，在清扫过程中产生煤粉扬尘。安装在清扫装置的除尘管道抽吸扬尘，达到降尘的目的。清扫装置上设置第一粉尘浓度传感器，实时检测清扫装置处的煤粉浓度，并将数据发送至控制器。

扫吸管道经第二电比例气阀与扫吸装置连接，扫吸管道的风量由第二电比例气阀的阀芯开口大小决定，第二电比例气阀阀芯开口大小与第二电比例气阀的电流成正比。增大第二电比例气阀的电流，阀芯开口增大，扫吸管道风量增大；减小第二电比例气阀的电流，阀芯开口减小，扫吸管道风量降低。第二电比例气阀的电流信号由控制器进行控制。扫吸管道设置第二风压传感器，采集扫吸管道风压发送至控制器参与控制。

扫吸装置为机械扫起煤粉，然后扫吸管道进行抽吸，以达到扫吸煤粉的效果。扫吸装置上设置第二粉尘浓度传感器，实时检测扫吸装置处的煤粉浓度，并将数据发送至控制器。

风量调节控制系统工作过程如下：

风机启动之前，第一电比例气阀、第二电比例气阀打开，按照控制器设定的电流值进行工作。

驱动装置启动，驱动电控变量泵运行，排量电控阀打开，按照控制器设定的电流值进行工作，电控变量泵驱动风机马达、风机即以设定转速运行，风机产生的负压实现除尘和扫吸功能。清扫装置和扫吸装置启动，进行清扫作业和扫吸作业。第一粉尘浓度传感器和第二粉尘浓度传感器分别检测清扫装置和扫吸装置处粉尘浓度并发送至控制器，当煤粉浓度小于第一设定浓度值N1时，判定系统正常工作。

当清扫装置处煤粉浓度大于或等于第一设定浓度值N1并小于设定值N2（N2>N1）时，控制器增大第一电比例气阀的电流值，此时第一电比例气阀开口增大,除尘管道风量需求增大。根据动压原理,第一风压传感器发送给控制器的风压信号值降低,当低于设定值P1，控制器增大排量电控阀的电流值,从而增大风机转速,进而增大风机风量。当第一风压传感器达到设定值P1，实现风机风量与除尘管道及扫吸管道风量之和相匹配，控制器同时检测第一粉尘浓度传感器的浓度值小于设定值N1时，保持当前第一电比例气阀、排量电控阀的电流输出信号不变，系统稳定运行。当清扫装置处煤粉浓度大于或等于第二设定浓度值N2时，控制器发出报警信号并停机。

当扫吸装置处煤粉浓度大于或等于第一设定浓度值N1并小于设定值N2（N2>N1）时，控制器增大第二电比例气阀的电流值，此时第二电比例气阀开口增大,扫吸管道风量需求增大。根据动压原理,第二风压传感器发送给控制器的风压信号值降低,当低于设定值P2，控制器增大排量电控阀的电流值,从而增大风机转速,进而增大风机风量。当第二风压传感器达到设定值P2，实现风机风量与除尘管道及扫吸管道风量之和相匹配，控制器同时检测第二粉尘浓度传感器的浓度值小于设定值N1时，保持当前第二电比例气阀、排量电控阀的电流输出信号不变，系统稳定运行。当扫吸装置处煤粉浓度大于或等于第二设定浓度值N2时，控制器发出报警信号并停机。

本发明涉及的控制器、粉尘浓度传感器、排量电控阀、风压传感器、电比例气阀均应有防爆隔爆功能。

实施例四：

本实施例提供一种风量调节控制方法，所述方法包括以下步骤：

获取风道出口处的煤粉浓度；

根据风道出口处的煤粉浓度控制调节风道内的风量，从而使风道的出口处的煤粉浓度低于预设值。

具体的，根据风道出口处的煤粉浓度控制调节风道内的风量，从而使风道的出口处的煤粉浓度低于预设值的方法包括：

当风道的出口处的煤粉浓度大于或等于第一设定浓度值N1并小于设定值N2（N2>N1）时，控制风道开口截面增大，风道风量需求增大；

获取风道内的风压信号，当风压信号低于设定值P1时，增大风机转速，进而增大风机风量直到控制器检测到第一风压信号达到设定值P1；

当风道的出口处的煤粉浓度小于设定值N1时，保持当前风道开口截面和风机转速不变；

当风道的出口处的煤粉浓度大于或等于第二设定浓度值N2时，输出报警信号并停机。

通过实时采集煤粉浓度并实时调节控制轨道吸煤煤粉浓度以达到使风道的出口处的煤粉浓度低于爆炸浓度的要求，提高轨道吸煤装置的安全性。为了达到除尘效果和扫吸效果，通过风道的风量必须要达到一定风量，这个风量是根据煤粉浓度传感器检测的值进行动态调整的，因此风道内风量需求是动态调整的，风机提供的总风量也是需要按控制策略动态调整的，通过采用了闭环控制，根据风压信号反馈至控制器，控制风机转速，从而使风机风量于煤粉浓度相匹配，系统控制精度高，安全性更高。

本实施例的方法适配于如实施例三所述的扫吸管道和除尘管道分设的轨道吸煤装置，具体控制方法包括：

风机启动之前，控制第一电比例气阀、第二电比例气阀打开，使除尘管道和扫吸管道按设置的风道开口截面进行工作；

控制驱动装置启动，驱动电控变量泵运行，排量电控阀打开，按照控制器设定的电流值进行工作，电控变量泵驱动风机马达、风机即以设定转速运行，风机产生的负压实现除尘和扫吸功能，使风道内按设定的风压运转；

控制清扫装置和扫吸装置启动，进行清扫作业和扫吸作业；

通过第一粉尘浓度传感器和第二粉尘浓度传感器分别检测清扫装置和扫吸装置处粉尘浓度并发送至控制器，当煤粉浓度小于第一设定浓度值N1时，判定系统正常工作；

当清扫装置处煤粉浓度大于或等于第一设定浓度值N1并小于设定值N2（N2>N1）时，增大第一电比例气阀的电流值，此时控制第一电比例气阀开口增大,除尘管道风量需求增大；

根据动压原理,除尘管道内的风压信号值降低,当低于设定值P1时，增大排量电控阀的电流值,从而增大风机转速,进而增大风机风量；

当通过第一风压传感器采集的第一风压信号达到设定值P1，实现风机风量与除尘管道及扫吸管道风量之和相匹配，控制器同时检测第一粉尘浓度传感器的浓度值小于设定值N1时，保持当前第一电比例气阀、排量电控阀的电流输出信号不变，保持当前风道开口截面和风机转速不变，系统稳定运行；

当清扫装置处煤粉浓度大于或等于第二设定浓度值N2时，控制器发出报警信号并停机。

当扫吸装置处煤粉浓度大于或等于第一设定浓度值N1并小于设定值N2（N2>N1）时，控制器增大第二电比例气阀的电流值，此时第二电比例气阀开口增大,扫吸管道风量需求增大；

根据动压原理,第二风压传感器发送给控制器的风压信号值降低,当低于设定值P2，控制器增大排量电控阀的电流值,从而增大风机转速,进而增大风机风量；

当第二风压传感器采集的第二风压信号达到设定值P2，实现风机风量与除尘管道及扫吸管道风量之和相匹配，控制器同时检测第二粉尘浓度传感器的浓度值小于设定值N1时，保持当前第二电比例气阀、排量电控阀的电流输出信号不变，系统稳定运行；

当扫吸装置处煤粉浓度大于或等于第二设定浓度值N2时，控制器发出报警信号并停机。

除尘管道和扫吸管道是根据功能实现需求设置的，除尘管道和扫吸管道数量和位置是可以根据整车功能需求的实现而设置的。为了达到除尘效果和扫吸效果，通过除尘风道和扫吸风道的风量必须要达到一定风量，这个风量是根据煤粉浓度传感器检测的值进行动态调整的，因此除尘和扫吸风道内风量需求是动态调整的，风机提供的总风量也是需要按控制策略动态调整的，来满足两处总风量的需求。通过采用了闭环控制，根据风压信号反馈，控制风机转速，从而使风机风量与除尘风量及扫吸风量相匹配，系统控制精度高。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种风量调节控制系统，其特征在于，设置于轨道吸煤装置上；所述轨道吸煤装置用于清理煤粉；

所述轨道吸煤装置至少包括风机系统；所述风机系统包括风道、通过风道连通外界的风机、与所述风机连接的风机马达以及驱动所述风机马达的驱动装置；

所述风量调节控制系统包括控制器以及分别与控制器连接的传感器组件和风量调节组件；

所述传感器组件包括安装在所述风道的出口处的煤粉浓度传感器；

所述风量调节组件用于调控风道内的风量；

所述控制器通过与所述煤粉浓度传感器连接获取风道的出口处的煤粉浓度，并根据所述煤粉浓度控制所述风量调节组件调节风道内的风量，从而使风道的出口处的煤粉浓度低于预设值。

2.根据权利要求1所述的风量调节控制系统，其特征在于，所述风量调节组件包括设置在所述风道的风道口的电比例气阀。

3.根据权利要求2所述的风量调节控制系统，其特征在于，所述风量调节组件还包括与所述风机马达相连接的风机转速调节组件；所述风机转速调节组件用于调节风机的转速，从而调节风道内的风量；

所述传感器组件还包括设置在风道内的风压传感器，所述风压传感器用于采集风道内的风压信号并发送给所述控制器；

所述控制器根据所述风道内的风压信号闭环控制所述风机转速调节组件，从而调节风道内的风量，使风机风量与除尘风量及扫吸风量相匹配。

4.根据权利要求3所述的风量调节控制系统，其特征在于，所述风机转速调节组件包括电控变量泵和排量电控阀；

所述电控变量泵与驱动装置连接，并通过液压管路与风机马达连接，从而驱动风机马达，进而调节风机的转速；

所述排量电控阀与所述电控变量泵电连接，用于调节所述电控变量泵的排量；所述排量电控阀另一端与所述控制器连接。

5.根据权利要求4所述的风量调节控制系统，其特征在于，所述风道包括至少一条除尘管道和至少一条扫吸管道；所述除尘管道用于抽吸扬尘；所述扫吸管道用于扫吸煤粉；

所述传感器组件包括第一粉尘浓度传感器、第二粉尘浓度传感器、第一风压传感器和第二风压传感器；

所述第一粉尘浓度传感器设置在所述除尘管道的出口处，用于实时检测除尘管道的出口处的煤粉浓度，并发送至控制器；

所述第二粉尘浓度传感器设置在所述扫吸管道的出口处，用于实时检测扫吸管道的出口处的煤粉浓度，并发送至控制器；

所述第一风压传感器设置在除尘管道中，用于采集除尘管道内的第一风压信号发送至控制器；所述第二风压传感器设置在扫吸管道中，用于采集扫吸管道内的第二风压信号发送至控制器；

所述电比例气阀包括设置在所述除尘管道的出口处的第一电比例气阀和设置在所述清扫管道的出口处的第二电比例气阀；

控制器检测到除尘管道的出口处的煤粉浓度大于或等于第一设定浓度值N1并小于设定值N2时，控制第一电比例气阀开口增大,除尘管道风量需求增大；控制器检测到第一风压信号低于设定值P1时，增大排量电控阀的电流值,从而增大风机转速,进而增大风机风量直到控制器检测到第一风压信号达到设定值P1；当除尘管道的出口处的煤粉浓度小于设定值N1时，保持当前第一电比例气阀、排量电控阀的电流输出信号不变；

控制器检测到除尘管道的出口处的煤粉浓度大于或等于第二设定浓度值N2时，控制器输出报警信号并停机；

控制器检测到扫吸管道的出口处的煤粉浓度大于或等于第一设定浓度值N1并小于设定值N2时，控制第二电比例气阀开口增大,除尘管道风量需求增大；控制器检测到第二风压信号低于设定值P2时，增大排量电控阀的电流值,从而增大风机转速,进而增大风机风量直到控制器检测到第二风压信号达到设定值P2；当扫吸管道的出口处的煤粉浓度小于设定值N1时，保持当前第二电比例气阀、排量电控阀的电流输出信号不变；

控制器检测到扫吸管道的出口处的煤粉浓度大于或等于第二设定浓度值N2时，控制器输出报警信号并停机。

6.根据权利要求1所述的风量调节控制系统，其特征在于，所述控制器、传感器组件和风量调节组件均有防爆隔爆功能。

7.一种轨道吸煤装置，其特征在于，包括风机系统以及如权利要求1-6任一项所述的风量调节控制系统；所述风机系统包括风道、通过风道连通外界的风机、与所述风机连接的风机马达以及驱动所述风机马达的驱动装置。

8.根据权利要求7所述的轨道吸煤装置，其特征在于，所述轨道吸煤装置还包括用于抽吸扬尘的清扫装置以及用于扫吸煤粉的扫吸装置。

9.一种风量调节控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

获取风道出口处的煤粉浓度；

根据风道出口处的煤粉浓度控制调节风道内的风量，从而使风道的出口处的煤粉浓度低于预设值。

10.根据权利要求9所述的风量调节控制方法，其特征在于，根据风道出口处的煤粉浓度控制调节风道内的风量，从而使风道的出口处的煤粉浓度低于预设值的方法包括：

当风道的出口处的煤粉浓度大于或等于第一设定浓度值N1并小于设定值N2时，控制风道开口截面增大，风道风量需求增大；

获取风道内的风压信号，当风压信号低于风压设定值时，增大风机转速，进而增大风机风量直到控制器检测到风压信号达到风压设定值；

当风道的出口处的煤粉浓度小于设定值N1时，保持当前风道开口截面和风机转速不变；

当风道的出口处的煤粉浓度大于或等于第二设定浓度值N2时，输出报警信号并停机。

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