CN207364656U - 一种二氧化碳致裂器充装机的控制系统 - Google Patents

Abstract

一种二氧化碳致裂器充装机的控制系统，包括：重量检测单元，制动控制单元和变频控制单元，所述电动机响应所述制动测定信号停止工作。随着致裂器中的二氧化碳的增多，致裂器的重量上升，当致裂器的重量达到预设重量值时，可通过变频控制单元控制电动机减速运行，当致裂器中的二氧化碳填装到预设的量时，由制动控制单元控制变频控制单元工作，使得电动机停止工作，即停止充装二氧化碳。

Description

一种二氧化碳致裂器充装机的控制系统

技术领域

本实用新型涉及爆破设备技术领域，特别涉及一种二氧化碳致裂器充装机的控制系统。

背景技术

二氧化碳致裂器（以下简称致裂器）是利用液态二氧化碳受热气化膨胀，快速释放高压气体破断岩石或落煤，克服了以往用炸药爆破开采、预裂中破坏性大及危险性高矿体粉碎等缺点，为矿山安全开采和预裂提供可靠保证。但是致裂器使用之前都需要通过充装机充装二氧化碳，以保证致裂器中具有高压的二氧化碳。现有技术中，充装机大多包括用于存储液态二氧化碳的储液罐、连接储液罐和致裂器的充气管以及设置在充气管上的增压泵，增压泵配置有控制增压泵工作的电动机，在使用充装机时，通过电动机控制增压泵全速工作，从而对致裂器进行高压充装，在充装结束时，由于二氧化碳的气压急剧增大，快速波动的气压容易损坏增压系统，同时，工作现场条件恶略，使得充装机容易受到损伤。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种二氧化碳致裂器充装机的控制系统，通过该控制系统可实现安全、快速地为致裂器充装二氧化碳。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种二氧化碳致裂器充装机的控制系统，包括：

重量检测单元，设置在致裂器下方，用于检测致裂器的重量，当致裂器的重量小于预设重量值时输出标准测定信号，当致裂器的重量高于预设值时输出减速测定信号，所述预设重量值的范围为致裂器满重量的70%-96%；

制动控制单元，设置在增压泵与致裂器之间的充气管上，用于检测充气管中的气压，当充气管中的气压达到预设气压值时输出制动测定信号；

变频控制单元，耦接重量检测单元，用于接收标准测定信号和减速测定信号，当接收到标准测定信号时输出控制电动机全功率运行的全速控制信号，当接收到减速测定信号时输出控制电动机减速运行减速控制信号；

所述电动机响应所述制动测定信号停止工作。

通过采用上述技术方案，重量检测单元的设置，可实现对致裂器的重量的检测，随着致裂器中的二氧化碳的增多，致裂器的重量上升，当致裂器的重量达到预设重量值时，说明此时致裂器中的二氧化碳的量已经接近饱和，此时可通过变频控制单元控制电动机减速运行，从而降低二氧化碳的填充速度，当致裂器中的二氧化碳填装到预设的量时，由制动控制单元控制变频控制单元工作，使得电动机停止工作，即停止充装二氧化碳。由于在接近装满时，电动机会减速运行，从而使得当致裂器将要填装满时，充气管中的气压上升速度降低，在一定程度上保证了致裂器充装二氧化碳时的安全。同时，由于常态时电动机处于全功率运行状态，所以更在一定程度上保证为了二氧化碳的充装速度；预设重量值的设置可根据致裂器的型号的不同选择不同的值。

作为本实用新型的改进，所述预设重量值设置为致裂器满重量的95%。

通过采用上述技术方案，将预设重量值设置为致裂器满重量的95%既可以保证电动机全功率运行时的充装速度，又可以保证电动机有足够的减速运行时间，既能够保证致裂器的充装速度，又可以在一定程度上保证充装致裂器的安全性。

作为本实用新型的改进，所述增压泵与致裂器之间的充气管上还设置有手动换向阀。

通过采用上述技术方案，由于二氧化碳在常态时为气态，如果充气管的温度过高，可能造成二氧化碳的气化，从而影响到致裂器的充装；手动换向阀的设置可以便于工作人员前期手动充装部分二氧化碳，从而实现通过液态的二氧化碳对充气管的制冷。

作为本实用新型的改进，所述手动换向阀与增压泵之间的充气管设置有单向阀。

通过采用上述技术方案，单向阀的设置使得从储液罐中流出的二氧化碳不会流回储液罐内影响储液罐对二氧化碳的存储。

作为本实用新型的改进，所述制动控制单元包括设置在充气管上的电接点压力表以及与电接点压力表配合的压力继电器，所述压力继电器的常闭触点串接于电动机的控制回路中。

通过采用上述技术方案，电接点压力表作为一种常见的压力表，即可方便工作人员直接的读取充气管中的气压值，又可以实现输出，从而配合压力继电器控制电动机工作。

作为本实用新型的改进，还包括电源控制单元，所述电源控制单元包括串接于电源回路中的漏电断路器和电源保护器。

通过采用上述技术方案，漏电 断路器和电源保护器的设置可以实现对电源的控制，从而保证了电源的质量，使得即使在恶劣环境下，电源也不会产生较大的波动。

作为本实用新型的改进，所述充气管设置为聚氨酯保温绝热软管。

通过采用上述技术方案，聚氨酯保温绝热软管即具有一定的柔韧性，方便二氧化碳的充装，同时还具有保温的特性，从而减少了周围环境对充气管内的二氧化碳的影响，进一步的保证了致裂器的充装的安全性。

作为本实用新型的改进，还包括停机指示灯，所述停机指示灯响应制动测定信号工作。

通过采用上述技术方案，停机指示灯可提示工作人员致裂器是否已经填充满，方便可工作人员对致裂器充装的控制。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果： 安全性高，由于在致裂器即将充装满时，电动机会有一段时间的减速运行时间， 使得充气管中的气压上升速度降低，从而在一定程度上提高了致裂器充装的安全性。

附图说明

图1是二氧化碳致裂器充装机的控制系统图；

图2是电动机的控制电路图；

图3是重量检测单元的电路图。

图中，1、储液罐；2、充气管；3、增压泵；4、电动机；5、手动换向阀；6、泄压阀；7、单向阀；8、致裂器；11、变频控制单元；12、制动控制单元；13、重量检测单元。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，一种二氧化碳致裂器充装机的控制系统，包括用于存储液态二氧化碳的储液罐1、连接储液罐1和致裂器8的充气管2以及设置在充气管2上的增压泵3，增压泵3配置有控制增压泵3工作的电动机4。其中，充气管2设置为聚氨酯保温绝热软管；增压泵3与致裂器8之间的充气管2上设置有手动换向阀5；手动换向阀5与增压泵3之间的充气管2设置有单向阀7；单向阀7与增压泵3之间设置有泄压管以及与泄压管配合的泄压阀6。

该二氧化碳致裂器充装机的控制系统还包括：调节电动机4输出功率的的变频控制单元11，用于检测充气管2并控制电动机4停止工作的制动控制单元12以及检测致裂器8重量调节变频控制单元11工作的重量检测单元13。

如图1和图2所述，重量检测单元13，设置在致裂器8下方，用于检测致裂器8的重量，当致裂器8的重量小于预设重量值时输出标准测定信号，当致裂器8的重量高于预设值时输出减速测定信号，所述预设重量值的范围为致裂器8满重量的70%-96%，此处可设置为致裂器8满重量的95%；在如图3所示，重量检测单元13包括：

压力传感器Y1，设置在致裂器8下方，用于检测致裂器8的重量，并输出对应的重量检测信号；

基准单元，包括串联设置的固定电阻R1和电位器R2，固定电阻R1和电位器R2耦接的节点输出一基准信号；基准信号指代上述预设重量值；

比较单元，包括比较器D1，比较器D1的正向输入端耦接压力传感器Y1，用于接收重量检测信号；比较器D1的反向输入端耦接基准单元，用于接收基准信号；当检测信号大于基准信号时，比较器D1的输出端输出一比较信号；

控制单元，包括NPN型的三极管TD1，三极管TD1的集电极耦接电源正极，三极管TD1的发射极通过一继电器KWE的线圈接地，三极管TD1的基极用于接收比较信号，当三极管TD1接收到比较信号时，可通过继电器KWE输出上述减速测定信号。

制动控制单元12，再如图1和图2所示，设置在增压泵3与致裂器8之间的充气管2上，用于检测充气管2中的气压，当充气管2中的气压达到预设气压值时输出制动测定信号；制动控制单元12包括电接点压力表KAp以及与电接点压力表KAp的串联设置的压力继电器KA1，其中压力继电器KA1的常闭触点KA11串接于电动机4的控制回路中，当制动控制单元12检测到充气管2中的压力达到预设值时，通过压力继电器KA1输出上述制动测定信号。

变频控制单元11，耦接重量检测单元13，用于接收标准测定信号和减速测定信号，当接收到标准测定信号时输出控制电动机4全功率运行的全速控制信号，当接收到减速测定信号时输出控制电动机4减速运行减速控制信号；变频控制单元11包括与电动机4串联设置的变频器F，变频器，上述继电器KWE的常开触点KWE1与变频器F的控制端连接。常态时，变频器F控制电动机4全功率工作，当上述控制单元接收到比较信号时，继电器KWE的线圈得电，常开触点KWE1闭合，变频器F控制电动机4减速运行。

电动机4的控制回路包括用于控制电动机4启动的启动按钮SB2，控制电动机4停止工作的停止按钮SB1以及紧急制动按钮SB0。其中，启动按钮SB2耦接有一自锁继电器KM1，上述常开触点KA11与自锁继电器KM1的线圈串联。电动机4的控制回路中还设置有一个并联设置的停机指示灯，停机指示灯与上述自锁继电器KM1的常闭触点KM12串联设置，自锁继电器KM1的一组常开触点KM13串接于电动机4的电源回路中。

此外，该二氧化碳致裂器充装机的控制系统还包括电源控制单元，电源控制单元包括串接于电源回路中的漏电断路器QF0、漏电断路器QF2和电源保护器LB。其中，漏电断路器QF1串接于电动机4的控制回路中，漏电断路器QF2串接于电动机4的电源回路中。

由以上所述内容可知，当需要使用二氧化碳致裂器8充装机时，首先按下启动按钮SB2，自锁继电器KM1的线圈得电，电动机4处于全功率输出工作状态，从而达到快速充装的目的；当重量检测单元13检测到致裂器8的重量达到了满重量的95%时，继电器KWE的线圈得电，常开触点KWE1闭合，从而通过变频器F控制电动机4处于减速工作状态，避免了充气管2中的气压急速升高所带来的安全隐患；当致裂器8中的二氧化碳充装到预设值时，即充气管2的气压达到预设值时，电接点压力表KAp闭合，压力继电器KA1的线圈得电，常闭触电KA11断开，自锁继电器KM1的线圈失电，从而使得电动机4通知工作，即增压泵3停止工作，完成对致裂器8的充装。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种二氧化碳致裂器充装机的控制系统，其特征在于：包括：

重量检测单元(13)，设置在致裂器(8)下方，用于检测致裂器(8)的重量，当致裂器(8)的重量小于预设重量值时输出标准测定信号，当致裂器(8)的重量高于预设值时输出减速测定信号，所述预设重量值的范围为致裂器(8)满重量的70%-96%；

制动控制单元(12)，设置在增压泵(3)与致裂器(8)之间的充气管(2)上，用于检测充气管(2)中的气压，当充气管(2)中的气压达到预设气压值时输出制动测定信号；

变频控制单元(11)，耦接重量检测单元(13)，用于接收标准测定信号和减速测定信号，当接收到标准测定信号时输出控制电动机(4)全功率运行的全速控制信号，当接收到减速测定信号时输出控制电动机(4)减速运行减速控制信号；

所述电动机(4)响应所述制动测定信号停止工作。

2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳致裂器充装机的控制系统，其特征在于：所述预设重量值设置为致裂器(8)满重量的95%。

3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳致裂器充装机的控制系统，其特征在于：所述增压泵(3)与致裂器(8)之间的充气管(2)上还设置有手动换向阀(5)。

4.根据权利要求3所述的一种二氧化碳致裂器充装机的控制系统，其特征在于：所述手动换向阀(5)与增压泵(3)之间的充气管(2)设置有单向阀(7)。

5.根据权利要求4所述的一种二氧化碳致裂器充装机的控制系统，其特征在于：所述制动控制单元(12)包括设置在充气管(2)上的电接点压力表以及与电接点压力表配合的压力继电器，所述压力继电器的常闭触点串接于电动机(4)的控制回路中。

6.根据权利要求1所述的一种二氧化碳致裂器充装机的控制系统，其特征在于：还包括电源控制单元，所述电源控制单元包括串接于电源回路中的漏电断路器和电源保护器。

7.根据权利要求1所述的一种二氧化碳致裂器充装机的控制系统，其特征在于：所述充气管(2)设置为聚氨酯保温绝热软管。

8.根据权利要求1所述的一种二氧化碳致裂器充装机的控制系统，其特征在于：还包括停机指示灯，所述停机指示灯响应制动测定信号工作。