專利名稱：煤礦用乳化液配比裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型公開了一種溶液配比裝置，特別是一種配比效果精確的煤礦用乳化液配比裝置。
背景技術(shù)：
乳化液在煤礦生產(chǎn)中發(fā)揮著十分重要的作用，作為煤機(jī)產(chǎn)品液壓傳動(dòng)的工作介質(zhì)，尤其是作為煤礦采煤工作面液壓支架和液壓支柱的工作介質(zhì)在煤礦井下得了廣泛的應(yīng)用，被稱之為煤礦支護(hù)設(shè)備的血液。近年來，隨著煤炭行業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，乳化液配比及其應(yīng)用越來越得到人們的廣泛關(guān)注。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，隨著綜采工作面高產(chǎn)高效的需求，對乳化液配比的自動(dòng)化程度及其配比質(zhì)量也提出了越來越高的要求。目前我國在乳化液配比方面的研究巳取得了一定的進(jìn)展，但也存在著不少問題。比如乳化液濃度滿足不了生產(chǎn)的要求、制造成本太高等。另外由于目前我國礦用乳化液泵站，都是面向綜采工作面的大型泵站，超高壓、大流量是其發(fā)展的主要方向，而且絕大多數(shù)的乳化液泵站都不帶配液裝置。在一些臨時(shí)作業(yè)場所需要?jiǎng)恿r(shí)，這種大型乳化液泵站使用起來極為不便，急需開發(fā)一種帶有自動(dòng)配比、濃度檢測、過濾一體化的乳化液箱。乳化液在煤礦生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用，有著礦物油無可比擬的優(yōu)越性，但在其使用中還存在著一些問題。最突出的是乳化液濃度不符合要求，使用乳化液的設(shè)備銹蝕嚴(yán)重。僅就單體液壓支柱而言，全國約有綜采工作面260多個(gè)，約有立柱10萬根。同時(shí)還有1000多個(gè)高檔普采工作面，在籍單體液壓支柱達(dá)300萬根。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國每年有相當(dāng)數(shù)量的立柱是因腐蝕而損壞，單體液壓支柱的腐蝕損壞程度尤為嚴(yán)重。這些單體液壓支柱絕大部分是因缸筒和活柱腐蝕嚴(yán)重而報(bào)廢的，這些現(xiàn)象發(fā)生與乳化液濃度不合要求有直接的關(guān)系。另外由于乳化液濃度不合要求帶來的另一個(gè)現(xiàn)象就是系統(tǒng)泄漏嚴(yán)重，有時(shí)甚至致使支架達(dá)不到初撐力而出現(xiàn)冒頂事故，使煤礦生產(chǎn)存在安全隱患。
目前，國內(nèi)乳化液的配比還停留在人工地面混和以及手控配液階段。人工地面混和方式乳化液在地面按配比配制好再運(yùn)入井下或者直接在乳化液箱內(nèi)倒入部分乳化油加以混和。此方法雖然操作容易，乳化液的濃度能夠保證，但清潔度差，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大。在早期機(jī)械化采煤工作面，與單體支架配套使用的乳化液泵站如xRB2B乳化液泵站，前蘇聯(lián)的CHY5泵站都采用這種方式配液，這種方式落后，現(xiàn)已基本淘汰。手控配液方式手控配液方式的液壓系統(tǒng)由截止閥和配液閥組成。配液閥由噴嘴、接受混合室和擴(kuò)壓管組成。其工作原理是根據(jù)噴射泵原理，引射流體中性水通過配液閥的噴嘴以高速噴入混合室在該處造成真空，將抽吸介質(zhì)乳化油吸入主噴射流中，使中性水與乳化油充分混合成一定濃度的乳化液。為調(diào)節(jié)濃度，在被引射的乳化油管路上設(shè)置了可變節(jié)流裝置。這種方式依靠人工監(jiān)測液位.只需開關(guān)即可按經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)濃度。由于操作者不易掌握，且配制的乳化液精度很差，故新設(shè)計(jì)的乳化液泵站基本不采用這種方式。
實(shí)用新型內(nèi)容
發(fā)明目的本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種煤礦用乳化液配比裝置。
技術(shù)方案本實(shí)用新型公開了一種煤礦用乳化液配比裝置，包括以下部分-乳化油配送部分、純水配送部分、乳化器、乳化液處理部分以及PLC控制部分；
所述乳化油配送部分以及純水配送部分與用于油水乳化的乳化器輸入口連通，所述乳化器的,出口與乳化液處理部分連通；
所述乳化油配送部分包括乳化油箱、乳化油輸送管以及乳化油泵；所述乳化油輸送管連通乳化油箱與乳化器輸入管，所述乳化油泵設(shè)置在乳化油輸送管上；
所述純水配送部分包括純水箱、純水輸送管以及純水泵；所述純水輸送管連通純水箱與乳化器輸入管，所述純水泵設(shè)置在純水輸送管上；
所述乳化液處理部分包括乳化液箱、乳化液輸送管以及乳化液泵；所述乳化液輸送管連通乳化液箱與乳化器輸出管，所述乳化液泵設(shè)置在乳化液輸送管上；
所述PLC控制部分包括PLC控制器、以及設(shè)置在乳化油箱上的第一液位計(jì)、設(shè)置在純水箱上的第二液位計(jì)、設(shè)置在乳化液箱上的第三液位計(jì)、設(shè)置在乳化油輸送管上的第一流量變送器、設(shè)置在純水輸送管上的第二流量變送器、設(shè)置在乳化器上的第四液位計(jì)和濃度計(jì)；所述第一液位計(jì)、第二液位計(jì)、第三液位計(jì)、第四液位計(jì)、第一流量變送器、第二流量變送器以及濃度計(jì)分別將信號輸入PLC控制器，PLC控制器的輸出信號分別連接到乳化油泵、純水泵、乳化器以及乳化液泵。
本實(shí)用新型中，優(yōu)選地，所述乳化油輸送管上設(shè)有乳化油壓力表。由此可以實(shí)時(shí)監(jiān)控乳化油輸送管的工作壓力數(shù)值。
本實(shí)用新型中，優(yōu)選地，所述純水輸送管上設(shè)有純水壓力表。由此可以實(shí)時(shí)監(jiān)控純水輸送管的工作壓力數(shù)值。
本實(shí)用新型中，優(yōu)選地，所述乳化液輸送管上設(shè)有乳化液壓力表。由此可以實(shí)時(shí)監(jiān)控乳化液輸送管的工作壓力數(shù)值。
本實(shí)用新型中，優(yōu)選地，位于乳化油泵輸入端和輸出端的乳化油輸送管上分別設(shè)有第一乳化油控制閥和第二乳化油控制閥。由此可以在需要乳化油部分檢修或者出現(xiàn)壓力過大等緊急狀況是，關(guān)閉控制閥，確保乳化油安全分離。
本實(shí)用新型中，優(yōu)選地，位于純水泵輸入端和輸出端的純水輸送管上分別設(shè)有第一純水控制閥和第二純水控制閥。由此可以在需要純水部分檢修或者出現(xiàn)壓力過大等緊急狀況是，關(guān)閉控制閥，確保純水部分安全分離。
本實(shí)用新型中，優(yōu)選地，位于乳化液泵輸入端和輸出端的乳化液輸送管上分別設(shè)有第一乳化液控制閥和第二乳化液控制閥。由此可以在需要乳化液部分檢修或者出現(xiàn)壓力過大等緊急狀況是，關(guān)閉控制閥，確保乳化液安全分離。
有益效果本實(shí)用新型所述裝置最為顯著的特點(diǎn)就是把乳化液的自動(dòng)配比與乳化液濃度檢測有機(jī)結(jié)合在一起，同時(shí)還可對乳化油箱和乳化液箱的液位進(jìn)行監(jiān)測。這不僅提高了煤礦生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，還確保了乳化液的濃度，保護(hù)了液壓系統(tǒng)各工作元件。裝置通過對水流量的檢測來實(shí)現(xiàn)對乳化液濃度的檢測，檢測精度高。為適應(yīng)不同煤礦對乳化液濃度的需求，只需改變系統(tǒng)設(shè)定的濃度值，就可改變所配制的乳化液的濃度。達(dá)到了一套系統(tǒng)可多礦使用的效能。以下結(jié)合附圖
和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型做更進(jìn)一步的具體說明，本實(shí)用新型的上述和/或其他方面的優(yōu)點(diǎn)將會變得更加清楚。
圖示為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

如圖所示，本實(shí)用新型公開了一種煤礦用乳化液配比裝置，包括以下部分乳化油配送部分、純水配送部分、乳化器l、乳化液處理部分以及PLC控制部分；所述乳化油配送部分以及純水配送部分與用于油水乳化的乳化器輸入口連通，所述乳化器的輸出口與乳化液處理部分連通；所述乳化油配送部分包括乳化油箱2、乳化油輸送管3以及乳化油泵4;所述乳化油輸送管3連通乳化油箱2與乳化器輸入口 ，所述乳化油泵4設(shè)置在乳化油輸送管3上；所述純水配送部分包括純水箱5、純水輸送管6以及純水泵7;所述純水輸送管6連通純水箱5與乳化器輸入口 ，所述純水泵7設(shè)置在純水輸送管6上；所述乳化液處理部分包括乳化液箱8、乳化液輸送管9以及乳化液泵10;所述乳化液輸送管9連通乳化液箱8與乳化器輸出口 ，所述乳化液泵10設(shè)置在乳化液輸送管9上；所述PLC控制部分包括PLC控制器11、以及設(shè)置在乳化油箱上的第一液位計(jì)12、設(shè)置在純水箱上的第二液位計(jì)13、設(shè)置在乳化液箱上的第三液位計(jì)14、設(shè)置在乳化油輸送管上的第一流量變送器15、設(shè)置在純水輸送管上的第二流量變送器16、設(shè)置在乳化器上的第四液位計(jì)17和濃度計(jì)18;所述第一液位計(jì)12、第二液位計(jì)13、第三液位計(jì)14、第四液位計(jì)17、第一流量變送器15、第二流量變送器16以及濃度計(jì)18分別將信號輸入PLC控制器ll， PLC控制器ll的輸出信號分別連接到乳化油泵4、純水泵7、乳化器l以及乳化液泵10。所述乳化油輸送管3上設(shè)有乳化油壓力表19。所述純水輸送管6上設(shè)有純水壓力表20。所述乳化液輸送管9上設(shè)有乳化液壓力表21。位于乳化油
5泵前后的乳化油輸送管3上分別設(shè)有第一乳化油控制閥22和第二乳化油控制閥23。位于純水泵前后的純水輸送管6上分別設(shè)有第一純水控制閥24和第二純水控制閥25。位于乳化液泵前后的乳化液輸送管9上分別設(shè)有第一乳化液控制閥26和第二乳化液控制閥27。
本實(shí)用新型使用的流量計(jì)為一體型電磁流量計(jì)，檢測自來水的流量，電磁流量計(jì)測量原理基于法拉第電磁感應(yīng)原理定律。流量計(jì)的測量管是一內(nèi)襯絕緣材料的非導(dǎo)磁合金短管。兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定在測量管上。其電極頭于襯里內(nèi)表面基本齊平。勵(lì)磁線圈由雙方向脈沖勵(lì)磁時(shí)，將在與測量管軸線垂直的方向上產(chǎn)生一磁通量密度為B的工作磁場。此時(shí)，如果具有一定電導(dǎo)率的流體流經(jīng)測量管，將切割磁力線感應(yīng)出電動(dòng)勢E。電動(dòng)勢E正比于磁通量密度B，測量管內(nèi)徑d與平均流速v的乘積，電動(dòng)勢E(流量信號)由電極檢測出并通過電纜送至轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器降電流信號放大處理后，可顯示流體流量，并輸出脈沖，模擬信號電流等信號。優(yōu)點(diǎn)(l)測量通道是段光滑直管，不會阻塞,適用于測量含固體顆粒的液固二相流體，如紙漿、泥漿、污水等；(2)不產(chǎn)生流量檢測所造成的壓力損失,節(jié)能效果好；(3)所測得體積流量實(shí)際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的明顯影響；(4)流量范圍大，口徑范圍寬；(5)可應(yīng)用腐蝕性流體。該流量計(jì)可從江蘇省宜興市旭日儀表自控設(shè)備廠購得。
本系統(tǒng)中采用的液位計(jì)用于檢測乳化油油池和乳化液液池液位高度，輸出量為開關(guān)量的浮球式液位傳感器。在對乳化油池液位進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，采用一個(gè)控制點(diǎn)，對其高低液位進(jìn)行控制，當(dāng)乳化油達(dá)到低液位時(shí)報(bào)警，提示工作人員加油。監(jiān)控乳化液液池液位時(shí)，采用兩個(gè)控制點(diǎn)，對高、低液位進(jìn)行控制。當(dāng)乳化液達(dá)高液位或低液位時(shí)均需報(bào)警提示，據(jù)此系統(tǒng)作出相應(yīng)的處理。這種浮球液位控制器與液體接觸部分均采用不銹鋼材料制造，外表經(jīng)拋光處理，抗腐蝕能力強(qiáng)，衛(wèi)生清潔，便于清洗，且電器控制部分不直接與液體接觸，從而達(dá)到安全，可靠的目的。該液位傳感器可從宜興市裕安自動(dòng)化儀表有限公司購得。
本實(shí)用新型中，乳化器采用間歇式高剪切乳化器，可以采用浙江溫州龍灣沙城強(qiáng)忠機(jī)械設(shè)備廠生產(chǎn)的乳化器，該高剪切分散乳化器是高效、快速、均勻地將一個(gè)相或多個(gè)相分布到另一個(gè)連續(xù)相中，而在通常情況下各個(gè)相是互相不溶的。由于轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的高切線速度和高頻機(jī)械效應(yīng)帶來的強(qiáng)勁動(dòng)能，從而使不相溶的固相、液相、氣相在相應(yīng)成熟工藝和適量添加劑的共同作用下，瞬間均勻精細(xì)地分散乳化，經(jīng)過高頻的循環(huán)往復(fù)，最終得到穩(wěn)定的高品質(zhì)產(chǎn)品。
本實(shí)用新型中，所述乳化器上設(shè)置的濃度計(jì)采用本領(lǐng)域通用的濃度計(jì)即可。
本實(shí)用新型中，PLC控制器主要實(shí)現(xiàn)乳化液的自動(dòng)配比，包括PLC及其擴(kuò)展模塊，各種控制電路、輸出控制繼電器等?？刂齐娐分饕蒔LC、 LCD顯示終端、中
6間繼電器、控制按鈕、儀表及柜體等組成。PLC為系統(tǒng)控制核心，本PLC控制器選擇西門子公司S7-200系列CPU224型PLC,結(jié)合EM235模擬量擴(kuò)展模塊作為控制器。S7-200 CPU224除具有一般的邏輯處理功能外，還具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)運(yùn)算與處理能力，其由機(jī)架、CPU、開關(guān)量I/0、模擬量輸入、電源、通信等模塊構(gòu)成。由于現(xiàn)場電源(一般為AC660V)經(jīng)過變壓器可得到AC127V、 DC24V、 DC36V等幾種電壓，考慮到模塊的互換性與統(tǒng)一性，在現(xiàn)場設(shè)備與PLC的I / 0之間采用中間繼電器傳送和隔離信號。這樣，PLC的開關(guān)量I/0模塊的輸入瑜出可采用統(tǒng)一電壓，還降低了由于現(xiàn)場設(shè)備的故障和電磁干擾等因素使得PLC的I/O 口損壞與輸入信號發(fā)生錯(cuò)誤的可能性。模擬量輸入模塊EM235為標(biāo)準(zhǔn)4 20mA電流型，可有效抑制現(xiàn)場的電磁干擾。運(yùn)行參數(shù)顯示采用工業(yè)級觸摸式LCD顯示終端來完成，其與PLC均內(nèi)置相同的通信協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)兩者之間高速可靠的通信。對于液位等重要的數(shù)據(jù)，首先送至儀表報(bào)警顯示裝置，再送至PLC進(jìn)行處理，其余的參數(shù)和狀態(tài)均經(jīng)PLC處理后由LCD顯示終端顯示?？刂乒窆耋w面板陳設(shè)有手動(dòng)控制、自動(dòng)控制的選擇開關(guān)，使有關(guān)人員操作、維修方便。
PLC通過通訊接口和通訊協(xié)議，與觸摸屏進(jìn)行全雙工通訊，將自動(dòng)乳化液配比裝置的工作狀態(tài)與運(yùn)行參數(shù)傳至觸摸屏，完成各數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)顯示；同時(shí)，操作人員也可利用觸摸屏將操作指令傳至PLC，控制配比裝置運(yùn)行。PLC同時(shí)將配比裝置
的運(yùn)行狀態(tài)與參數(shù)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)生產(chǎn)調(diào)度監(jiān)控中心主機(jī)，與全礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，管理人員在地面即可掌握井下主排水系統(tǒng)設(shè)備的所有檢測數(shù)據(jù)及工作狀態(tài)，又可根據(jù)自動(dòng)化控制信息，實(shí)現(xiàn)配比裝置的遙測、遙控，并為礦領(lǐng)導(dǎo)提供生產(chǎn)決策信息。觸摸屏與監(jiān)測監(jiān)控主機(jī)均可動(dòng)態(tài)顯示主排水系統(tǒng)運(yùn)行的模擬圖、運(yùn)行參數(shù)圖表，記錄系統(tǒng)運(yùn)行和故障數(shù)據(jù)，并顯示故障點(diǎn)以提醒操作人員注意。
該系統(tǒng)可對乳化液箱和乳化油箱的液位進(jìn)行自動(dòng)控制，有效地避免了油箱和液箱的吸空或乳化液外溢。當(dāng)乳化液達(dá)到高液位時(shí)，乳化液箱液位傳感器發(fā)出電信號，PLC接收信號后使電磁閥失電、柱塞泵停止工作，配比工作停止；當(dāng)乳化液用至低液面時(shí)，乳化液箱液位傳感器又發(fā)出電信號，PLC接收信號后使電磁閥得電、柱塞泵開始工作，配比工作開始，向乳化液箱補(bǔ)充乳化液。當(dāng)乳化油箱乳化油短缺時(shí)，乳化油箱液位傳感器就會發(fā)出信號給系統(tǒng)，提醒工作人員加油。
本實(shí)用新型提供了一種煤礦用溶液配比裝置的思路及方法，具體實(shí)現(xiàn)該技術(shù)方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未明確的各組成部份均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1、一種煤礦用乳化液配比裝置，其特征在于，包括以下部分乳化油配送部分、純水配送部分、乳化器(1)、乳化液處理部分以及PLC控制部分；所述乳化油配送部分以及純水配送部分與用于油水乳化的乳化器輸入口連通，所述乳化器的輸出口與乳化液處理部分連通；所述乳化油配送部分包括乳化油箱(2)、乳化油輸送管(3)以及乳化油泵(4)；所述乳化油輸送管(3)連通乳化油箱(2)與乳化器輸入口，所述乳化油泵(4)設(shè)置在乳化油輸送管(3)上；所述純水配送部分包括純水箱(5)、純水輸送管(6)以及純水泵(7)；所述純水輸送管(6)連通純水箱(5)與乳化器輸入口，所述純水泵(7)設(shè)置在純水輸送管(6)上；所述乳化液處理部分包括乳化液箱(8)、乳化液輸送管(9)以及乳化液泵(10)；所述乳化液輸送管(9)連通乳化液箱(8)與乳化器輸出口，所述乳化液泵(10)設(shè)置在乳化液輸送管(9)上；所述PLC控制部分包括PLC控制器(11)、以及設(shè)置在乳化油箱上的第一液位計(jì)(12)、設(shè)置在純水箱上的第二液位計(jì)(13)、設(shè)置在乳化液箱上的第三液位計(jì)(14)、設(shè)置在乳化油輸送管上的第一流量變送器(15)、設(shè)置在純水輸送管上的第二流量變送器(16)、設(shè)置在乳化器上的第四液位計(jì)(17)和濃度計(jì)(18)；所述第一液位計(jì)(12)、第二液位計(jì)(13)、第三液位計(jì)(14)、第四液位計(jì)(17)、第一流量變送器(15)、第二流量變送器(16)以及濃度計(jì)(18)分別將信號輸入PLC控制器(11)，PLC控制器(11)的輸出信號分別連接到乳化油泵(4)、純水泵(7)、乳化器(1)以及乳化液泵(10)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦用乳化液配比裝置，其特征在于，所述乳化油輸送管(3)上設(shè)有乳化油壓力表(19)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的煤礦用乳化液配比裝置，其特征在于，所述純水輸送管(6)上設(shè)有純水壓力表(20)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的煤礦用乳化液配比裝置，其特征在于，所述乳化液輸送管(9)上設(shè)有乳化液壓力表(21)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煤礦用乳化液配比裝置，其特征在于，位于乳化油泵輸入端和輸出端的乳化油輸送管(3)上分別設(shè)有第一乳化油控制閥(22)和第二乳化油控制閥(23)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的煤礦用乳化液配比裝置，其特征在于，位于純水泵輸入端和輸出端的純水輸送管(6)上分別設(shè)有第一純水控制閥(24)和第二純水控制閥(25)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的煤礦用乳化液配比裝置，其特征在于，位于乳化液泵輸入端和輸出端的乳化液輸送管(9)上分別設(shè)有第一乳化液控制閥(26)和第二乳化液控制閥(27)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種煤礦用乳化液配比裝置，包括以下部分乳化油配送部分、純水配送部分、乳化器、乳化液處理部分以及PLC控制部分；所述乳化油配送部分以及純水配送部分與用于油水乳化的乳化器輸入口連通，所述乳化器的輸出口與乳化液處理部分連通；本實(shí)用新型所述裝置最為顯著的特點(diǎn)就是把乳化液的自動(dòng)配比與乳化液濃度檢測有機(jī)結(jié)合在一起，同時(shí)還可對乳化油箱和乳化液箱的液位進(jìn)行監(jiān)測。這不僅提高了煤礦生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，還確保了乳化液的濃度，保護(hù)了液壓系統(tǒng)各工作元件。
文檔編號B01F3/08GK201419085SQ20092003554
公開日2010年3月10日 申請日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月13日
發(fā)明者張國意, 王志華, 王志洪 申請人:江蘇華彬給排水設(shè)備有限公司