CN114904320A - 自动反冲洗回液过滤站及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动反冲洗回液过滤站及其控制方法，自动反冲洗回液过滤站包括架体和设置在所述架体上的至少一组过滤系统，还包括本地监控系统和远程服务器；过滤系统包括过滤器、反冲洗控制阀、双联截止阀、卸荷组件、排污阀和压差监测组件。本发明的压差监测组件将监测到的信号传输至本地监控系统，本地监控系统将处理后的数据发送至远程服务器以实现远程监测，提高了安全性；本发明通过本地监控系统监测过滤器的工作状态并控制过滤器的作业情况，当过滤器的压差超过设定值时或过滤器的反冲洗时间间隔达到设定值时，本地监控系统控制过滤系统进行反冲洗，实现了回液过滤站运行过程中过滤和反冲洗的灵活切换，有效保证过滤器的过滤效率并减小流阻。
Description
技术领域
本发明涉及乳化液的反冲洗领域，尤其是涉及一种自动反冲洗回液过滤站，还涉及一种自动反冲洗回液过滤站的控制方法。
背景技术
煤矿井下综采的液压系统的介质为乳化液，乳化液的清洁度是直接关系到综采设备寿命和正常运行与否的关键因素。在作业过程中，液压系统往往会产生各种污垢、杂质，因而需要对回流的乳化液进行过滤，以保证设备的正常运转，减少设备故障，延长设备的使用寿命。
目前，煤矿井下综采通常采用回液过滤站对乳化液回液进行过滤，回液过滤站使用一定时间后需要反向清理过滤站的过滤器以保证过滤设备的正常运行。然而，现有反冲洗大多是手动操作，操作繁琐；另外，在工人检修过程中，易因疏忽遗漏对回液过滤站的手动反冲洗，杂质长时间积累将会导致回液过滤站的堵塞，引起主回液不畅，导致工作面支架不动作甚至造成工作面故障。
发明内容
有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种自动反冲洗回液过滤站。
本发明的第二个目的在于提供一种自动反冲洗回液过滤站的控制方法，实现了过滤器的远程监测，安全性高，还实现了过滤器的自动反冲洗，有效避免过滤器堵塞，不仅提高了过滤器的过滤效率，还降低了乳化液回液的流阻。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述的自动反冲洗回液过滤站，包括架体和设置在所述架体上的至少一组过滤系统，还包括本地监控系统和远程服务器；
所述过滤系统包括间隔设置在所述架体上的至少两个过滤器，将两所述过滤器连接在一起的反冲洗控制阀和双联截止阀，以及设置在每个过滤器上的卸荷组件和排污阀；过滤系统还包括用于监测每个过滤器进出口压差的压差监测组件；
其中，所述压差监测组件与所述本地监控系统电连接，本地监控系统与所述远程服务器通讯连接，压差监测组件将监测到的信号传输至本地监控系统，本地监控系统将处理后的数据发送至远程服务器，且本地监控系统控制所述反冲洗控制阀、双联截止阀启、闭。
在本发明的一个优选实施方式中，所述卸荷组件包括上下间隔设置在所述过滤器上的第一卸荷阀和第二卸荷阀。
优选地，所述双联截止阀包括一组第一先导进液阀芯组件、一组第一进液阀芯组件和一组第一出液阀芯组件，所述第一进液阀芯组件将所述过滤器和主回液管路连接在一起，所述第二出液阀芯组件将过滤器和乳化液泵箱连接在一起。
更优选地，所述第一先导进液阀芯组件以高压乳化液作为先导控制液；所述第一进液阀芯组件和第一出液阀芯组件为常开状态。
优选地，所述反冲洗控制阀包括一组第二先导进液阀芯组件和由所述第二先导进液阀芯组件控制的一组第二进液阀芯组件、一组第二出液阀芯组件，所述第二进液阀芯组件将反冲洗供液管路和所述过滤器连通，所述第二出液阀芯组件将过滤器和卸荷箱连通。更优选地，所述第二先导进液阀芯组件以高压乳化液作为先导控制液，且所述第二进液阀芯组件和第二出液阀芯组件为常闭状态。
在本发明的一个优选实施方式中，所述反冲洗供液管路上设置有用于监测反冲洗进液压力的压力监测件。更优选地，反向冲洗时以泵站过滤后的高压乳化液作为冲洗液。
在本发明的一个优选实施方式中，所述压差监测组件包括设置在所述双联截止阀上的进口压力监测件和设置在所述过滤器下部的出口压力监测件。
本发明还提供了自动反冲洗回液过滤站的控制方法，包括以下内容：
工作面主回液管路内的乳化液回液经第一进液阀芯组件分别进入过滤器内，经过滤器过滤后的乳化液经第一出液阀芯组件进入乳化液泵箱；
当本地监控系统监控到过滤器的进出口压力超过设定值或过滤器反冲洗时间间隔达到设定值时，本地监控系统发出反冲洗指令，本地监控系统通过第一先导进液阀芯组件关闭第一进液阀芯组件和第一出液阀芯组件，将工作面主回液管路与过滤器断开；
本地监控系统通过第二先导进液阀芯组件开启第二进液阀芯组件和第二出液阀芯组件，以泵站过滤后的高压乳化液作为反冲洗液反向冲洗过滤器；
清洗时长达到预设时长后，使过滤器的进出口压力在设定值以下，本地监控系统通过第二先导进液阀芯组件控制第二进液阀芯组件和第二出液阀芯组件关闭，停止反冲洗；
本地监控系统通过本地监控系统通过第一先导进液阀芯组件控制第一进液阀芯组件和第一出液阀芯组件开启，使工作面主回液管路和过滤器连通，且过滤器与乳化液泵箱连通，继续过滤作业。
本发明优点在于通过远程服务器实现了回液过滤站的远程监测，安全可靠；通过本地监控系统监控过滤器的工作状态并控制过滤器的反冲洗作业，当过滤器的压差超过设定值时或过滤器的反冲洗时间间隔达到设定值时，本地监控系统控制过滤系统进行反冲洗，以实现过滤器的及时反冲洗，实现了回液过滤站运行过程中过滤和反冲洗的灵活切换，有效保证过滤器的过滤效率和流阻。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的侧视图。
图3是本发明所述的原理图。
图4是本发明其中一组过滤系统的工作原理图。
图5是本发明的管路连接图。
图6是本发明的电路原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
需要说明的是，本发明反冲洗是以泵站的高压过滤系统过滤后的高压乳化液作为反冲洗液进行反向冲洗，且双联截止阀和反冲洗控制阀均以高压过滤系统过滤后的高压乳化液作为先导控制液。
如图1-3和图6所示，本发明所述的自动反冲洗回液过滤站，包括架体1、设置在架体1上的两组过滤系统（当然过滤系统也可以是一组、三组或四组等）、本地监控系统F（设置在地下设备上的电控柜或电控室内，具有显示界面）和远程服务器（安装在地面监控室内，具有显示器）；
每组过滤系统包括两个间隔设置在架体1上的过滤器2（过滤器2选用市售筒状过滤器，其内部的滤芯为中空结构，由外向内过滤，由内向外为反冲洗）、与过滤器2连通的反冲洗控制阀3，将两过滤器2连接在一起的双联截止阀4、设置在每个过滤器2上的卸荷组件和排污阀5，以及用于监测每个过滤器2进出口压差的压差监测组件，反冲洗控制阀3可控制过滤器2内反冲洗液的进出，双联截止阀4用于控制两过滤器2的工作面主回液的进液和滤后乳化液的排液；
压差监测组件和反冲洗控制阀3、双联截止阀4均与本地监控系统F连接，且本地监控系统F与远程服务器通讯连接；
压差监测组件将监测到的信号传输至本地监控系统F，本地监控系统F对接收到的信号进行数据分析和处理，并将处理后的数据发送至远程服务器，以实现每组过滤系统的远程监测；本地监控系统F可根据处理后的数据信息控制反冲洗控制阀3、双联截止阀4的开启和关闭，实现过滤器2的过滤和反冲洗，有效避免过滤器2堵塞，提高了过滤效率，有效降低流阻，且安全性高。
如图1-3所示，本发明具有两组过滤系统。本发明以图3中左侧的一组过滤系统为例对其进行详细说明。具体地：
如图3-6所示，两个过滤器2之间设置有双联截止阀4，双联截止阀4具有两个第一接头4.1、两个第二接头4.2、一个第一出液口4.3和一个第一进液口4.4，第一进液口4.4通过第一接头4.1分别与过滤器2的进液口连通，且第一进液口4.4与主回液管路7连通，使得主回液管路7中的回液经第一进液口4.4和双联截止阀4后通过第一接头4.1进入过滤器2内进行过滤；第一出液口4.3通过第二接头4.2分别与过滤器2的出液口连通，且第一出液口4.3通过输送管路与乳化液泵箱连接，使得过滤后的乳化液经第二接头4.2进入双联截止阀4，然后由第一出液口4.3流入乳化液泵箱，实现了回液的过滤和存储。
如图3-6所示，双联截止阀4还包括两个第一先导进液阀芯组件4.5、两个第一进液阀芯组件4.6（与过滤器2一一连通）和两个第一出液阀芯组件4.7（与过滤器2一一连通），第一先导进液阀芯组件4.5为常闭状态，第一进液阀芯组件4.6和第一出液阀芯组件4.7为常开状态，以确保过滤器2的正常过滤作业；
第一进液阀芯组件4.6一端口与第一进液口4.4连通而其另一端口与第一接头4.1连通，将过滤器2和主回液管路7连接在一起，主回液管路7中的乳化液回液经第一进液口4.4进入第一进液阀芯组件4.6后再由第一接头4.1进入过滤器内；
第一出液阀芯组件4.7将第二接头4.2和第二出液口4.3连接在一起，使滤后乳化液经滤器2、第二接头4.2、第二出液口4.3和输送管路流入乳化液泵箱，确保滤后乳化液的输送，进而实现了乳化液回液的过滤和存储；
第一先导进液阀芯组件4.5与先导回液口R1连接；当需要对过滤器2反冲洗时，第一先导进液阀芯组件4.5与先导回液口R1切断连接，转而接入过滤后的高压乳化液，以高压乳化液作为先导控制液控制第一进液阀芯组件4.6和第一出液阀芯组件4.7关闭，停止主回液管路的进出液，停止工作面主回液管路过滤作业。
如图3-5所示，反冲洗控制阀3包括一组第二先导进液阀芯组件3.1和由第二先导进液阀芯组件3.1控制的一组第二进液阀芯组件3.2、一组第二出液阀芯组件3.3，第二先导进液阀芯组件3.1、第二进液阀芯组件3.2和第二出液阀芯组件3.3的数量与过滤器2数量一致，均为两个；
第二先导进液阀芯组件3.1为常闭状态，第二进液阀芯组件3.2和第二出液阀芯组件3.3也为常闭状态，在过滤作业过程中处于反冲洗控制阀处于关闭状态以确保过滤器2的正常作业；
过滤时，第二先导进液阀芯组件3.1与先导回液口R2连接；当需要对过滤器2反向冲洗时，第二先导进液阀芯组件3.1与先导回液口R2切断连接，转而接入泵站过滤后的高压乳化液，以高压乳化液作为先导控制液控制第二进液阀芯组件3.2和第二出液阀芯组件3.3同时开启，以向过滤器2通入乳化液进行反向冲洗。同时，第一先导进液阀芯组件4.5与先导回液口R1切断连接，转而接入过滤后的高压乳化液，以高压乳化液作为先导控制液控制第一进液阀芯组件4.6和第一出液阀芯组件4.7关闭，工作面的主回液管路和过滤器为断路，停止过滤作业。
如图1所示，每个过滤器2上均设置有卸荷组件，卸荷组件包括上下间隔设置的第一卸荷阀6.1和第二卸荷阀6.2，第一卸荷阀6.1位于过滤器2的下部并与排污阀5间隔设置，第二卸荷阀6.2位于过滤器的中部。
如图3所示，第一卸荷阀6.1位于过滤器2的下部，并直通直通过滤器2的滤芯内侧管路，第二进液阀芯组件3.2的出液端分为两路，其中一路与第一卸荷阀6.1的连接口A连接而另一路与过滤器2连接，第一卸荷阀6.1作为监测支路可用于监测反冲洗液的进液压力，当压力过载时对反冲洗进液卸荷，避免反冲洗进液压力过大对滤芯造成破坏；另外，过滤器2的反冲洗进液管路与过滤器2过滤后的乳化液排液管路以及第一卸荷阀6.1是互通的，在反冲洗时，过滤器2过滤后的乳化液排液管路因第一出液阀芯组件4.7关闭，而与乳化液泵箱断开，避免反冲洗时，第二进液阀芯组件3.2引过来的高压乳化液短路进入第一出液阀芯组件4.7，进而进入乳化液泵箱，有效保证正常的反冲洗作业。
第二卸荷阀6.2位于过滤器的中部并与过滤器2的滤芯外管连接；第二卸荷阀6.2的阀体上具有一连接口B，第二进液阀芯组件3.4通过管路与连接口B连接，进而实现了第二进液阀芯组件3.4和过滤器2的连通；其中，第二卸荷阀作为监测支路，用于监测过滤器2中的反冲洗液出液压力，当出液压力过载时对出液进行卸荷；另外，在正常过滤作业时，第二卸荷阀6.2还可用于监测进入过滤器2的工作面主回液的进液压力，当工作面主回液进液压力超过设定值时进行卸荷，以避免过滤器过载而引起故障或安全事故；
排污阀5设置在过滤器2的下部且与第一卸荷阀6.1间隔，排污阀5可将正常过滤时沉积于过滤器2底部的多余污物排出，确保清洗效果。
在本发明的一个实施例中，反冲洗供液管路8的进液处设置有用于监测反冲洗液供液压力的压力监测件（即压力传感器Y1），压力传感器Y1将监测到的压力信号传输至本地监控系统F，本地监控系统F对压力信号进行分析和处理后将得出的压力数据发送至远程服务器，实现远程监测；
当反冲洗液压力低于设定时，本地监控系统F的报警器发出报警（声音报警或声光报警），提醒工作人员从泵站引入的反冲洗液的压力过低，本地监控系统F控制反冲洗控制阀3的第二进液阀芯组件3.2和第二出液阀芯组件3.3处于关闭状态，停止进液，进而停止反冲洗工作，以确保反冲洗效果。
如图1和6所示，压差监测组件包括设置在双联截止阀4上的进口压力监测件（即进口压力传感器Y2）和设置在过滤器2下部的出口压力监测件（即出口压力传感器Y3），进口压力传感器Y2监测过滤器2进液口的压力，出口压力传感器Y3监测过滤器2出液口的压力，通过两者的压差监测过滤器2的过滤差压，仪便于判断滤芯的工况状态，为过滤和反冲洗提供数据支撑。
本发明的两组过滤系统可同时工作，也可以将其中一组作为备用。下面以其中一组过滤系统为例具体说明本发明的控制方法，具体包括以下内容：
在过滤时，第一进液阀芯组件4.6和第一出液阀芯组件4.7处于常开状态，第二进液阀芯组件3.2和第二出液阀芯组件3.3处于常闭状态，液压系统的回液经主回液管路7进入双联截止阀4的第一进液阀芯组件4.6，然后由第一进液阀芯组件4.6分别进入两个过滤器2，两过滤器2同时工作对回液进行过滤，经过滤后的乳化液经第二接头4.2、第一出液阀芯组件4.7和第一出液口4.3流入乳化液泵箱，实现乳化液回液的过滤，进而保证液压系统的正常工作，具体如图3所示；
在过滤过程中，压差监测组件实时监测过滤器2的进出口压力，当过滤器2的进出口压差超过设定时（当然也可以是预先设定过滤器的反冲洗时间间隔，若过滤器的反冲洗时间间隔达到设定值时，则本地监控系统也可通过时间控制方式控制过滤器自动反冲洗），本地监控系统F发出反冲洗指令，双联截止阀4的第一先导进液阀芯组件4.5与先导回液口R1切断连接，转而接入过滤后的高压乳化液，以高压乳化液作为先导液控制第一出液阀芯组件4.7和第一进液阀芯组件4.6关闭，停止向过滤器2内送入待过滤的回液和过滤器2过滤后的乳化液进入乳化液泵箱的排液，停止过滤作业；
过滤作业停止后，第二先导进液阀芯组件3.1与先导回液口R2切断连接并转接入过滤后的高压乳化液，以高压乳化液作为先导液控制第二出液阀芯组件3.3和第二进液阀芯组件3.2开启，引入反冲洗供液管路8（与高压过滤系统过滤后的乳化液主管路连接）中的反冲洗液，反冲洗液经第二进液阀芯组件3.2减压后进入过滤器2内部，对滤芯由内部而外反向冲洗，反冲洗后的乳化液经第二卸荷阀6.2和第二出液阀芯组件3.3流入卸荷箱，过滤器2内残留的污水经排污阀5排出，具体如图4所示；若反冲洗液经第二进液阀芯组件3.2减压后仍然超过第一卸荷阀6.1的设定开启压力值，则通过卸荷阀6.1进行卸荷，保证在设定的压力下进行反冲洗。
在反冲洗过程中，反冲洗供液管路8上的压力传感器Y1时刻监测反冲洗液的压力，当反冲洗供液管路8的出口压力小于设定时，本地监控系统F发出停止清洗的指令，将反冲洗控制阀3的第二出液阀芯组件3.3和第二进液阀芯组件3.2关闭；同时控制双联截止阀4的第一进液阀芯组件4.6和第一出液阀芯组件4.7开启，继续过滤作业。
本发明通过地面控制室内的远程服务器监测每组过滤系统的工作状态，实现了远程监测；本地监控系统通过监测每个过滤器2的压差或者设定反冲洗时间间隔两种控制方式来控制每组过滤系统的过滤作业和反冲洗作业，实现了过滤器2的反冲洗，反冲洗频次多，有效保证过滤器2的过滤效果并减小流阻，提高了回液的过滤效率。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
最后还需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。因而，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种自动反冲洗回液过滤站，包括架体和设置在所述架体上的至少一组过滤系统，其特征在于：还包括本地监控系统和远程服务器；
所述过滤系统包括间隔设置在所述架体上的至少两个过滤器，将两所述过滤器连接在一起的反冲洗控制阀和双联截止阀，以及设置在每个过滤器上的卸荷组件和排污阀；过滤系统还包括用于监测每个过滤器进出口压差的压差监测组件；
其中，所述压差监测组件与所述本地监控系统电连接，本地监控系统与所述远程服务器通讯连接，压差监测组件将监测到的信号传输至本地监控系统，本地监控系统将处理后的数据发送至远程服务器，且本地监控系统控制所述反冲洗控制阀、双联截止阀启、闭。
2.根据权利要求1所述的自动反冲洗回液过滤站，其特征在于：所述卸荷组件包括上下间隔设置在所述过滤器上的第一卸荷阀和第二卸荷阀。
3.根据权利要求1所述的自动反冲洗回液过滤站，其特征在于：所述双联截止阀包括一组第一先导进液阀芯组件、一组第一进液阀芯组件和一组第一出液阀芯组件，所述第一进液阀芯组件将所述过滤器和工作面主回液管路连接在一起，所述第二出液阀芯组件将过滤器和乳化液泵箱连接在一起。
4.根据权利要求3所述的自动反冲洗回液过滤站，其特征在于：所述第一先导进液阀芯组件以高压乳化液作为先导控制液；所述第一进液阀芯组件和第一出液阀芯组件为常开状态。
5.根据权利要求3所述的自动反冲洗回液过滤站，其特征在于：所述反冲洗控制阀包括一组第二先导进液阀芯组件和由所述第二先导进液阀芯组件控制的一组第二进液阀芯组件、一组第二出液阀芯组件，所述第二进液阀芯组件将反冲洗供液管路和所述过滤器连通，所述第二出液阀芯组件将过滤器和卸荷箱连通。
6.根据权利要求5所述的自动反冲洗回液过滤站，其特征在于：所述第二先导进液阀芯组件以高压乳化液作为先导控制液，且所述第二进液阀芯组件和第二出液阀芯组件为常闭状态。
7.根据权利要求5所述的自动反冲洗回液过滤站，其特征在于：所述反冲洗供液管路上设置有用于监控反冲洗液进液压力的压力监测件。
8.根据权利要求5所述的自动反冲洗回液过滤站，其特征在于：所述压差监测组件包括设置在所述双联截止阀上的进口压力监测件和设置在所述过滤器下部的出口压力监测件。
9.一种如权利要求5所述的自动反冲洗回液过滤站的控制方法，其特征在于，包括以下内容：
工作面主回液管路内的乳化液回液经第一进液阀芯组件分别进入过滤器内，经过滤器过滤后的乳化液经第一出液阀芯组件进入乳化液泵箱；
当本地监控系统监控到过滤器的进出口压力超过设定值或过滤器反冲洗时间间隔达到设定值时，本地监控系统通过第一先导进液阀芯组件关闭第一进液阀芯组件和第一出液阀芯组件，将工作面主回液管路与过滤器断开；
本地监控系统通过第二先导进液阀芯组件开启第二进液阀芯组件和第二出液阀芯组件，以泵站过滤后的高压乳化液作为反冲洗液反向冲洗过滤器；
清洗时长达到预设时长后，使过滤器的进出口压力在设定值以下，本地监控系统通过第二先导进液阀芯组件控制第二进液阀芯组件和第二出液阀芯组件关闭，停止反冲洗；
本地监控系统通过本地监控系统通过第一先导进液阀芯组件控制第一进液阀芯组件和第一出液阀芯组件开启，使工作面主回液管路和过滤器连通，且过滤器与乳化液泵箱连通，继续过滤作业。
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