CN213235405U - 一种矿用乳化液泵站及其使用的变频器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种矿用乳化液泵站，包括变频器、至少一台乳化液泵和工/变频控制开关，所述工/变频控制开关包括工频控制开关和变频控制开关，所述变频器通过变频控制开关与乳化液泵控制连接，所述乳化液泵的出液口与乳化液管道相连，所述变频器与乳化液管道之间设有PID调节器。本实用新型通过变频器内部PID功能模块、压力设定信号与系统压力信号反馈形成闭环控制维持管网恒定压力（31.5MPa），根据反馈的实际压力与设定压力进行微积分运算，进而通过变频器调节电机转速实现压力保持在所需压力范围内，达到恒压供液的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤矿开采设备，具体涉及一种矿用乳化液泵站及其使用的变频器。
背景技术
矿用乳化液泵站是煤矿井下现代化高产高效综采工作面的关键设备之一，是保证综采工作面安全可靠运行的重要动力单元。近三十年来，国内的乳化液泵站的设计和制造技术取得了巨大的进步，主要技术参数得到了很大的提高。同时国内的大型煤矿也引进了众多厂家的乳化液站系统，使得我们对于国外的乳化液泵站技术有了较为全面的了解。国外厂家采用新材料、新工艺制造乳化液泵的关键部件，延长了整机的大修周期，提高了使用寿命。泵站采用电子监控手段实现了多泵成组自动化运行，提高了泵站系统的可靠性，这些新的思路对于我们开发研制高质量的乳化液泵站具有很好的启示和借鉴作用。
乳化液泵用于采煤工作面，为液压支架提供乳化液，工作原理靠曲轴的旋转带动活塞做往复运动，实现吸液和排液。液压支架用于支撑顶板，为采煤机采煤时提供一定的空间，防止顶板垮塌。
目前，国内乳化液泵站一般由两台泵或三台泵组成，采用一台使用一台备用或两台使用一台备用的模式运行，通过手动操作隔爆电磁启动器完成乳化液泵站的开停。乳化液泵上安装有安全阀和液控的机械卸载阀，根据工作面对乳化液的需要实现乳化液泵压力的自动调整。工频驱动的乳化液泵站的运行方式中，依靠控制阀门或者挡板开度的方法来改变流量、压力的控制方式。传统工频驱动乳化液泵的运行时，依靠控制阀门或者挡板开度的方法来改变流量、压力，机械损耗大，并存在大量的电能浪费、易爆管和密封漏液、噪音大。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种矿用乳化液泵站及其使用的变频器，利用变频器驱动实现恒压供液，不仅节约电能，减小了系统压力对管路、阀件密封件的冲击，而且降低了环境噪声，提高经济效益。
为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供一种矿用乳化液泵站，包括变频器、至少一台乳化液泵和工/变频控制开关，所述工/变频控制开关包括工频控制开关和变频控制开关，所述变频器通过变频控制开关与乳化液泵控制连接，所述乳化液泵的出液口与乳化液管道相连，所述变频器与乳化液管道之间设有压力传感器进行PID调节。
其中，所述工/变频控制开关还包括包括QS1变频回路隔离开关和QS2工频总开关，所述QS1变频回路隔离开关设于变频器前侧电路上，所述QS2工频总开关相对于QS1变频回路隔离开关并联设置，所述QS2工频总开关与乳化液泵之间设有工频控制开关。
其中，所述的矿用乳化液泵站包括多台乳化液泵，所述工频控制开关包括与多台乳化液泵一一对应的工频接触器，所述变频控制开关包括与多台乳化液泵一一对应的变频接触器。
其中，所述变频器包括变频腔体，所述变频腔体内设置变频组件。
其中，所述变频器上配制有电能表。
进一步，所述变频器内设有PLC控制器，具备实时监控功能。
本实用新型还提供一种矿用乳化液泵站使用的变频器，所述变频器包括变频腔体，所述变频腔体内设置变频组件。
其中，所述变频器上配制有电能表，用于实现电量、使用时间的计量和统计功能。
进一步，所述变频器内设置有PLC控制器、变频回路保护器和工频回路保护器。
本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：
1、本实用新型通过变频器内部PID功能模块、压力设定信号与系统压力信号反馈形成闭环控制维持管网恒定压力（31.5MPa），根据反馈的实际压力与设定压力进行微积分运算，进而通过变频器调节电机转速实现压力保持在所需压力范围内，达到恒压供液的目的。本实用新型可以通过变频器内部的自动化控制实现压力不足时自动开启第二台、第三台等泵，压力升高时自动降低电机运行频率保持恒压，压力持续长时间高于设定值时自动停止运行多余的泵，以减少能量损耗、易爆管等缺点。
2、本实用新型中，开关控制乳化液泵站电机直接启动时，启动电流是电机额定电流的4-7倍，对电网冲击较大，对电网容量的要求也高，启动产生的震动和磨擦对泵体和阀门部件损坏极大，无法实现根据工作面实际液压系统需求量自动调整乳化液泵的供液量，液压系统长时间维持在高压状态，乳化液泵空载运转。当工作面设备不需要高压液体时，多余的液体只能通过卸载阀回流到乳化液泵箱，系统运转磨损产生的热量使泵体温度升高，系统内密封件老化较快造成串液和漏液，乳化液泵长期处于全速运行状态，加快了各部件的机械磨损，卸载阀频繁启动和停止，直接缩短了设备使用寿命，增加了维修成本费用，浪费了大量的电能。
3、本实用新型使用乳化液泵变频控制系统可以利用变频器驱动实现恒压供液，不仅节约电能，减小了系统压力对管路、阀件密封件的冲击，而且降低了环境噪声，提高经济效益。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图；
图2为本实用新型实施例一的工作原理图。
附图标记说明：
1、变频器；2、乳化液泵；3、工频控制开关；4、变频控制开关；5、QS1变频回路隔离开关；6、QS2工频总开关。
具体实施方式
为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1所示，本实用新型的实施例提供一种矿用乳化液泵站，包括变频器、至少一台乳化液泵和工/变频控制开关，所述工/变频控制开关包括工频控制开关和变频控制开关，所述变频器通过变频控制开关与乳化液泵控制连接，所述乳化液泵的出液口与乳化液管道相连，所述乳化液管道上设有压力传感器，所述变频器与压力传感器之间设有PID调节器，使得矿用乳化液泵站变频器具有PID调节功能，与压力传感器配合，实现液压支护的恒压供液功能乳化液。
泵站组合按PLC内部编好的程序自动开停，满足大流量的要求，泵组自动切换，一台泵供液压力达不到要求时，在设定的延迟时间之后自动开启另一台泵，当压力达到设定值时，自动开启的泵组在延迟一定时间后自动停止运行，延迟启动和停止时间可以调整，当系统压力低于规定压力时，系统自动开机，同时还可将运行的泵自动进行轮换，以使每台泵的运行时间，接近一致，当运行方式置于手动时，可由人工任意开启一台或数台乳化液泵。
本实用新型通过变频器内部PID功能模块、压力设定信号与系统压力信号反馈形成闭环控制维持管网恒定压力（31.5MPa），根据反馈的实际压力与设定压力进行微积分运算，进而通过变频器调节电机转速实现压力保持在所需压力范围内，达到恒压工业的目的。并可以通过变频器内部的自动化控制实现压力不足时自动开启第二台、第三台等泵，压力升高时自动降低电机运行频率保持恒压，压力持续长时间高于设定值时自动停止运行多余的泵，以减少能量损耗、易爆管等缺点。
本实用新型利用变频器驱动实现乳化泵站的恒压供液，节约电能，减小了系统压力对管路、阀件密封件的冲击，而且降低了环境噪声，提高经济效益。
下面结合具体实施例进一步阐述本实用新型的技术方案。
实施例1
如图2所示，本实施例提供一种矿用乳化液泵站，包括变频器1、3台乳化液泵2和工/变频控制开关，所述工/变频控制开关包括工频控制开关3和变频控制开关4，所述乳化液泵2的出液口与乳化液管道相连，所述变频器1与乳化液管道之间设有压力传感器进行PID调节。
所述工/变频控制开关还包括包括QS1变频回路隔离开关5和QS2工频总开关6，所述QS1变频回路隔离开关5设于变频器1前侧电路上，所述QS2工频总开关6相对于QS1变频回路隔离开关5并联设置，所述变频器1通过变频控制开关4与3台乳化液泵2控制连接，所述变频控制开关包括与3台乳化液泵一一对应的变频接触器，分别为KM2、KM3和KM4，所述QS2工频总开关6与3台乳化液泵2之间设有工频控制开关，所述工频控制开关包括与3台乳化液泵一一对应的工频接触器，分别为KM5、KM6和KM7。
具体的，本实施例由一台BPJ7-400/1140型矿用隔爆兼本质安全型交流变频器构成乳化泵供液系统，该系统为三变/三工频变频组成系统，实现乳化泵站系统的恒压供液，变频器主回路工作原理如图2。
控制说明：变频、工频两种控制形式，可自行选择运行方式，工频能够同时控制三台泵组，变频能够分别控制任一台泵组。
选M1泵站电机为变频运行时，KM2接触器闭合， M2、M3泵站电机由分别由KM6、KM7接触器控制；
选M2泵站电机为变频运行时，KM3接触器闭合， M1、M3泵站电机分别由KM5、KM7接触器控制；
选M3泵站电机为变频运行时，KM4接触器闭合， M1、M2泵站电机分别由KM5、KM6接触器控制。
其中： KM2、KM3、KM4相互闭锁、KM5、KM6、KM7相互闭锁；KM2、KM3、KM4相互闭锁，只能有1台闭合。
QS1变频回路隔离开关在变频器检修时需要断开。
本实用新型还提供一种矿用乳化液泵站使用的变频器，可本地控制或远程控制，可实现对变频器的启停、复位和调速控制。
变频器具有PID调节功能，与压力传感器配合，实现液压支护的恒压供液功能乳化液，具备中文显示功能，可以实时显示乳化液浓度、液位、运行状态、总管压力、显示故障等实时数字化状态。
变频器可根据用户需求选择配置工频输出回路，并可以实现工频/变频回路的切换运行。
变频器可以根据用户要求配置多种通讯技术协议，满足现场集控中心的数据采集和通讯控制要求。
变频器包括变频腔体，内设变频组件，腔体内部预留足够安装空间，以满足现场应用中泵组的增减，无需改变壳体结构。
变频器可以选择配置乳化泵站的在线监测功能，如曲轴箱油温温度保护、电机轴承温度保护、电机绕组温度保护、泵站润滑油温、爆管、浓度、油压等保护，这些功能具备选择性，可以根据用户实际需要配置，节约用户成本。
变频器上配制有电能表，用于实现电量、使用时间计量、统计功能，并具备将信息传至地面调度指挥中心上位机和监控系统的通讯功能。
变频器内设有PLC控制器，通过PLC的实时监控功能，可以实现对乳化液自动配比系统、乳化液泵站运行情况信息采集、显示、存储、报警功能。
变频器内设置变频回路保护器：过电流、短路、接地、过压、欠压、过载、过热、电动机过载、外部报警、电涌保护、主器件保护。
变频器内设置工频回路保护器：具有过载保护、短路保护、堵转保护、欠载保护、缺相保护、三相电流不平衡保护、过压保护、欠压保护、相序保护等保护功能。
变频器应用叠层母排技术，提高质量，提高变频器性能稳定。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种矿用乳化液泵站，其特征在于，包括变频器、至少一台乳化液泵和工/变频控制开关，所述工/变频控制开关包括工频控制开关和变频控制开关，所述变频器通过变频控制开关与乳化液泵控制连接，所述乳化液泵的出液口与乳化液管道相连，所述变频器与乳化液管道之间设有压力传感器进行PID调节。
2.根据权利要求1所述的矿用乳化液泵站，其特征在于，所述工/变频控制开关还包括QS1变频回路隔离开关和QS2工频总开关，所述QS1变频回路隔离开关设于变频器前侧电路上，所述QS2工频总开关相对于QS1变频回路隔离开关并联设置，所述QS2工频总开关与乳化液泵之间设有工频控制开关。
3.根据权利要求1所述的矿用乳化液泵站，其特征在于，包括多台乳化液泵，所述工频控制开关包括与多台乳化液泵一一对应的工频接触器，所述变频控制开关包括与多台乳化液泵一一对应的变频接触器。
4.根据权利要求1所述的矿用乳化液泵站，其特征在于，所述变频器包括变频腔体，所述变频腔体内设置变频组件。
5.根据权利要求1或4所述的矿用乳化液泵站，其特征在于，所述变频器上配制有电能表。
6.根据权利要求1或4所述的矿用乳化液泵站，其特征在于，所述变频器内设有PLC控制器，具备实时监控功能。
7.一种变频器，其应用于权利要求1-6中任一项所述的矿用乳化液泵站，其特征在于，所述变频器包括变频腔体，所述变频腔体内设置变频组件。
8.根据权利要求7所述的变频器，其特征在于，所述变频器上配制有电能表，用于实现电量、使用时间的计量和统计功能。
9.根据权利要求7所述的变频器，其特征在于，所述变频器内设置有PLC控制器、变频回路保护器和工频回路保护器。
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| CN114321724A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-04-12 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 石灰乳输送方法及装置 |
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2020
- 2020-09-29 CN CN202022180155.1U patent/CN213235405U/zh not_active Expired - Fee Related
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