CN216714842U - 一种主排水结构智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种主排水结构智能控制系统，包括控制器、液位传感器、射流装置和排水电动阀，所述液位传感器设置在水仓，射流装置连接水泵，水泵出水端安装负压传感器和流量计，排水电磁阀安装在水泵出水口，所述控制器设置在地面且分别连接液位传感器、流量计、射流装置、负压传感器、排水电动阀和水泵，所述控制器通过以太网与矿井工业交换机环网连接。本实用新型实现对各井下水泵房水泵设备的运行状态、运行过程进行实时监测和自动控制，满足全矿井自动化控制的要求；通过智能调度算法根据水仓水位、水泵运行时间、煤矿电力负载等信息对泵房内的所有水泵进行集中管理和统一调度，使每台水泵都能得到均衡使用并达到最佳工作状态。

Description

一种主排水结构智能控制系统

技术领域

本实用新型属于矿井排水技术领域，具体涉及一种主排水结构智能控制系统。

背景技术

煤矿开采作业由于是在地底深处，矿井中通常会出现积水情况，这些积水不仅会使得土壤变松，影响工作人员行走，而且影响设备安装使用，甚至导致安全事故发生，因此，需要及时对矿井中的积水排出。

现有技术的矿井排水系统，井下各水泵房水泵的启停由值班人员手动控制启停，存在以下问题：

（1）每台水泵启动时间较长，发生涌流、透水事故等紧急情况时无法处理；

（2）无法做到水泵的均衡使用，造成电力消耗；

（3）发生预警时无法及时判断并处理；

（4）多条主排水管排水时无法根据流量自动选择开启的数量；

（5）设备维护无准确可靠的历史数据；

（6）调度中心无法及时了解泵房准确情况；

（7）浪费人力资源。

实用新型内容

本实用新型的目的是，提出一种主排水结构智能控制系统，实现水泵设备的运行状态、运行过程进行实时监测和自动控制，通过智能调度算法对泵房内的所有水泵进行集中管理和统一调度，使每台水泵都能得到均衡使用并达到最佳工作状态。

本实用新型采用的技术方案是，一种主排水结构智能控制系统，包括控制器、液位传感器、射流装置和排水电动阀，所述液位传感器设置在水仓，射流装置连接水泵，水泵出水端安装负压传感器，排水电磁阀安装在水泵出水口，所述控制器设置在地面且分别连接液位传感器、射流装置、负压传感器、排水电动阀和水泵。

优选地，所述射流装置包括异径管、弯管、喷嘴、混合室、颈口和扩散管，所述异径管顶端连接弯管，弯管通过法兰连接混合室，混合室连接颈口，颈口连接扩散管，所述弯管弯折处设有螺纹孔，所述喷嘴一端通过螺纹孔伸入弯管与其固定连接，另一端位于弯管外，且喷嘴和异径管上分别设有电磁阀门，电磁阀门连接控制器。

优选地，所述控制器采用PLC控制器，PLC控制器通过以太网与矿井工业交换机环网连接。

优选地，它还包括流量计，所述流量计安装在水泵出水端，且流量计与控制器连接。

优选地，所述水泵一侧设有备用泵，备用泵连接控制器。

相较现有技术，本实用新型的有益效果是：实现对各井下水泵房水泵设备的运行状态、运行过程进行实时监测和自动控制，满足全矿井自动化控制的要求；通过智能调度算法根据水仓水位、水泵运行时间、煤矿电力负载等信息对泵房内的所有水泵进行集中管理和统一调度，使每台水泵都能得到均衡使用并达到最佳工作状态，在节能减排基础上有效延长机组使用寿命；此外，在设备运行过程中会自动检查各种设置的保护参数，如果检测到故障就会自动报警，便于及时处理，当出现最大涌水及突出涌水时，会根据水仓水位变化程度自动投入备用水泵，在减员增效基础上进一步减轻工作人员劳动强度，在安全生产的基础上提高煤矿的自动化水平和运营管理水平。

附图说明

图1为本实用新型拓扑结构示意图；

图2为本实用新型射流装置结构示意图；

图中标记：1、控制器，2、液位传感器，3、射流装置，31、异径管，32、弯管，321、螺纹孔，33、喷嘴，34、混合室，35、颈口，36、扩散管，4、排水电动阀，6、水泵，7、负压传感器，8、流量计，9、备用泵。

具体实施方式

以下将结合说明书附图对本实用新型进一步解释说明，以便于本领域专业技术人员更好地理解。

如图1-2所示，一种主排水结构智能控制系统，包括控制器1、液位传感器2、射流装置3和排水电动阀4，所述液位传感器2设置在水仓，与控制器1连接，将水仓的液位变化反馈到控制器1；射流装置3连接水泵6，对水泵6的吸水管和叶轮腔体进行抽真空，水泵6出水端安装负压传感器7，负压传感器7连接控制器1，利用负压传感器7对真空度进行检测，并将检测的信息传送至控制器1；排水电动阀4安装在水泵6出水口；所述控制器1设置在地面且分别连接排水电动阀4和水泵6。

优选地，所述射流装置3包括异径管31、弯管32、喷嘴33、混合室34、颈口35和扩散管36，所述异径管31顶端连接弯管32，弯管32通过法兰连接混合室34，混合室34连接颈口35，颈口35连接扩散管36，所述弯管32弯折处设有螺纹孔321，所述喷嘴33一端通过螺纹孔321伸入弯管32与其固定连接，另一端位于弯管32外，且喷嘴33和异径管31上分别设有电磁阀门，电磁阀门连接控制器1。通过射流装置3将水泵6的吸水管和叶轮腔体进行抽真空，提高设备的运行效率和可靠性。本实施例中的弯管32通过法兰连接混合室34，以及喷嘴33与弯管32螺纹连接，便于拆卸混合室34和喷嘴33，对弯管32部分进行清理，避免煤渣和泥沙堆积堵塞。

优选地，所述控制器1采用PLC控制器，PLC控制器通过以太网与矿井工业交换机环网连接，实现水泵监控子系统与全矿井的监控系统信息共享，满足全矿井自动化控制的要求。

优选地，它还包括流量计8，所述流量计8安装在水泵6出水端，且流量计8与控制器1连接，通过流量计8监控是否出现最大涌水及突出涌水，便于及时处理。

优选地，所述水泵6一侧设有备用泵9，备用泵9的设置与水泵6相同，且与控制器1连接，当出现最大涌水及突出涌水时，根据水仓水位变化程度自动投入备用泵9，保证安全生产。

工作原理：自动运行状态时，液位传感器2将水仓中的水位信息传送至控制中的PLC的模拟量输入模块，PLC检测到水位信息后，与预先设置的开启水位进行比较，当达到开启水泵的水位时就会发出开泵指令。

开泵指令发出前先开启射流装置3对水泵6的吸水管和叶轮腔体进行抽真空，负压传感器7可以对真空度进行检测，并将检测的信息传入PLC的模拟量输入模块，PLC检测到真空度达到预先设定的值后就会发出指令进行排水。水泵6启动后水泵6出口的压力会上升，设置在水泵6出口端的负压传感器7会将压力值通过控制器1的模拟量输入模块传送至PLC，当PLC检测到水泵6出口端的压力达到设定值后，就会发出指令开启水泵6出水口上方的排水电动阀4，排水电动阀4开到位后会将信息返回PLC进行动作确认，至此整个开泵的过程就结束了。

当水泵6运行一段时间后，水仓中的水位下降，PLC检测到水位下降到停泵水位时，发出停泵指令。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定。在不脱离本实用新型设计精神和原则的前提下，本领域技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种主排水结构智能控制系统，其特征在于，包括控制器（1）、液位传感器（2）、射流装置（3）和排水电动阀（4），所述液位传感器（2）设置在水仓，射流装置（3）连接水泵（6），水泵（6）出水端安装负压传感器（7），排水电动阀（4）安装在水泵（6）出水口，所述控制器（1）设置在地面且分别连接液位传感器（2）、射流装置（3）、负压传感器（7）、排水电动阀（4）和水泵（6）。

2.根据权利要求1所述的一种主排水结构智能控制系统，其特征在于，所述射流装置（3）包括异径管（31）、弯管（32）、喷嘴（33）、混合室（34）、颈口（35）和扩散管（36），所述异径管（31）顶端连接弯管（32），弯管（32）通过法兰连接混合室（34），混合室（34）连接颈口（35），颈口（35）连接扩散管（36），所述弯管（32）弯折处设有螺纹孔（321），所述喷嘴（33）一端通过螺纹孔（321）伸入弯管（32）与其固定连接，另一端位于弯管（32）外，且喷嘴（33）和异径管（31）上分别设有电磁阀门，电磁阀门连接控制器（1）。

3.根据权利要求1所述的一种主排水结构智能控制系统，其特征在于，所述控制器（1）采用PLC控制器，PLC控制器通过以太网与矿井工业交换机环网连接。

4.根据权利要求1所述的一种主排水结构智能控制系统，其特征在于，它还包括流量计（8），所述流量计（8）安装在水泵（6）出水端，且流量计（8）与控制器（1）连接。

5.根据权利要求1所述的一种主排水结构智能控制系统，其特征在于，所述水泵（6）一侧设有备用泵（9），备用泵（9）连接控制器（1）。

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