可调式乳化液配比系统的研究

　　0　引言

　　乳化液具有安全经济,有一定的防锈性和润滑性,黏度和黏温性能良好,性能稳定等优点。因此,乳化液作为液压传动或冷却润滑的一种工作介质,在煤矿生产中发挥十分重要的作用,在煤矿机械设备上得到了广泛应用。液压支柱和液压支架都是采煤工艺的主要装备,其工作液一般为3% ~5%的乳化油和97% ~95%的水配制成的乳化液。因此乳化液被称为液压系统的血液。随着科学技术的发展,人们对乳化液的配制越来越关注,对它的配比质量也提出了越来越高的要求。

　　开发研制可调式乳化液自动配比系统,不仅能保证乳化液自动配比瞬时可调、浓度准确、消除安全隐患,又能够实现浓度的实时检测,降低劳动强度和生产成本,提高煤矿的生产效率和效益,符合现代化矿井建设的需求,具有一定的推广价值和意义。

　　1　乳化液的配制和工作原理

　　(1)可调式乳化液的配比调节

　　变频器以控制频率为目的,是电机调速设备的优选设备。电机的旋转速度同频率成比例,在工业中所使用的大部分电机均为感应式交流电机。感应式交流电机的旋转速度近似地取决于电机的极数和频率。由于电机的极数是固定不变的,因此改变频率就能够自由控制电机的旋转速度。乳化液浓度的调节依靠调节变频器频率来改变,增大变频器频率,则电机转速增大,泵的实际流量就随之增大。

　　乳化液自动配比系统采用容积式定比配制原理,按照3份乳化油和100份静压水的比例将其送入乳化器进行紊流乳化而配置出一定浓度的乳化液。配比齿轮泵几何流量

　　式中　q———齿轮泵几何流量, cm3/r;

　　n———泵转速, r/min。

　　水流量

　　因此,调节变频器的频率就可以相应地调节配比浓度。

　　(2)可调式乳化液配比的工作原理

　　可调式乳化液配比系统液压原理如图1所示。可调式乳化液配比系统由乳化油箱,自动配比装置,乳化液箱,以及电控部分组成。电控部分以PLC为控制核心,流量计和浓度传感器作为反馈装置。

　　当乳化液箱的液位达到最低位时,液位传感器10把配比信号传送给PLC控制系统,控制系统接受信号,对信号进行处理后对水路电动球阀5、防爆电磁阀4及配比装置的电机发出开启信号。乳化油经配比齿轮泵1,液控单向阀2和防爆电磁阀与来自水管路的矿井静压水在紊流乳化器7的入口处混合,经紊流乳化器使水和乳化油得到充分混合,配制出均匀稳定的乳化液送至乳化液箱。乳化液箱的浓度传感器8对乳化液进行浓度检测。由于静压水比较稳定,因此一旦浓度出现问题时,PLC优先对水路进行检查,当电磁流量计6显示值波动比较大时系统自动停止配比工作;当电磁流量计显示值正常时,再对油路涡轮流量计3显示值进行检查来调整浓度。当浓度高于设定值时,浓度传感器把信号传给PLC控制系统,控制系统接受信号,对信号进行处理后优先检查水路,水路正常则对变频器发出信号,减小频率,降低电机转速来调节齿轮泵的流量,使涡轮流计量的显示值降低;当浓度低于设定值时,增大频率,增大电机转速来调节齿轮泵的流量,如此调整,直至系统浓度回复正常。乳化液箱的液位达到最高位时,液位传感器10把信号传送给PLC控制系统,控制系统接受信号,对信号处理后对水路电动球阀、防爆电磁阀及配比装置的电机发出停止信号,系统配比工作结束。