[發明專利]一種乳化液自動配比控制方法及系統

在審

• 申請號: 201710493379.8
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107219869A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 于月森;張圓明;劉天寧;張帆;石蒙;伍葵;柳軍停;修俊瑞
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G05D11/13
• 分類號: G05D11/13
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 吳旭

技術領域

本發明涉及一種乳化液自動配比控制方法及系統，具體為一種基于礦用泵站乳化液自動配比系統。

背景技術

乳化液作為一種工作介質，在煤礦液壓支架和單體液壓支柱等液壓支護設備中得到廣泛的應用。而乳化液濃度是影響乳化液性能的一個重要指標，其濃度適當與否直接影響到液壓支架和液壓支柱的工作壽命和生產成本。濃度過低會使液壓元件的潤滑性、防銹性和穩定性大大降低，同時影響設備壽命和安全生產。濃度過高會使乳化油用量增加，增加生產成本。因此，為了延長液壓支護設備的使用壽命和降低生產成本，必須嚴格控制乳化液的濃度。我國《煤礦安全規程》規定：礦用乳化液濃度一般在3％～5％之間。因此準確、穩定、快速、高效的乳化液自動配比系統尤其重要。

現有的乳化液自動配比系統主要有兩大類：一類是根據流體力學或容積特性自動配比，即采用機械裝置配比。其結構簡單，成本低廉。但其配比控制原理為開環控制，配比精度不高，乳化液濃度波動大；另一類是完全由控制器控制閥門或供液泵電機給水、供油，由濃度、液位傳感器等進行監測，經控制器分析處理，調節供水或供油泵轉速進而校正乳化液濃度。但由于乳化液使用過程中受用液泵和沉淀箱等的干擾較大，引起乳化液濃度的波動，從而導致配比泵頻繁啟停，轉速不斷變化，減小了整個系統的使用壽命與穩定性，且其控制過程較為復雜，整個系統成本較高。所以研究一種配比濃度準確、配比原理簡單、成本低廉的乳化液自動配比的閉環系統對于增加設備壽命、提高生產效率具有重要意義。

發明內容

發明目的：針對上述現有技術，提出一種乳化液自動配比控制方法及系統，能夠實現種乳化液自動化精準配比，并提高系統的使用壽命。

技術方案：一種乳化液自動配比控制方法，包括如下步驟：通過濃度傳感器、液位傳感器對乳化液箱內的乳化液濃度、液位進行測定；如果濃度不在規定的范圍之內，則控制器根據檢測到的液位與濃度計算乳化液箱中水和油的體積，再計算確定校正到標準濃度所需補入的水、油的體積；然后開啟相應的供水電磁閥或供油乳化油泵，通過對應的流量計檢測控制流入相應體積的水、油；若此時乳化液箱中的液位低于預設值H₂，則控制供水電磁閥或供油乳化油泵，加入所述標準濃度配置所對應比例的水和油，直到乳化液箱中的液位達到預設值H₃。

進一步的，所述供水電磁閥或供油乳化油泵由控制器根據所述所需補入的水、油的體積自動控制。

進一步的，濃度規定的范圍為3～5％，標準濃度為4％。

進一步的，所述供水電磁閥和供油乳化油泵的輸出通過混流器混合后進入乳化液箱。

進一步的，控制供油乳化油泵從油箱中取油，并通過控制器自動控制供油泵的工作，維持所述油箱中的油量位于預設范圍H₀～H₁之間。

一種乳化液自動配比控制系統，包括減壓閥、供水電磁閥、流量計、供油泵、油箱、乳化油泵、混流器以及控制器；水源通過管路依次順序連接減壓閥、供水電磁閥、流量計，流量計的出口連接到混流器第一入口；油源通過供油泵連接油箱的入口，所述油箱的出口通過管路依次連接乳化油泵和流量計，再連接至混流器第二入口；所述混流器的出口連接至乳化液箱的入口；所述乳化液箱中設有乳化液濃度傳感器、液位傳感器，其信號輸出端連接至控制器，所述控制器連接供水電磁閥、供油泵以及乳化油泵的控制端。

進一步的，所述水源和減壓閥之間的管理上設有過濾器。

有益效果：與傳統的機械式配比方法相比，本發明采用閉環控制，通過對液箱中乳化液的液位與濃度的檢測，準確的補入相應的液體體積，可以達到4％的標準濃度。

現有采用變頻器調節供水、供油泵轉速來對乳化液濃度進行校正的方法容易受到用液泵及相關內部沉淀箱的干擾、容易超調。從而導致校正過程時間長。本發明理論上為“一次校正”不會出現超調，校正過程短。

本發明在一次校正過程中理論上只需對相應供水電磁閥或乳化油泵啟停一次。避免了電機的頻繁啟停，延長了設備壽命，提高了整個系統的穩定性。

本發明在實現了準確配液的同時省略了復雜的變頻調速裝置，避免了復雜的系統控制與調節，節約了制造成本，增加了系統可靠性。

附圖說明

圖1為乳化液自動配比系統結構示意圖；

其中附圖標記：1.過濾器、2.減壓閥、3.供水電磁閥、4.流量計、5.供油泵、6.油箱、7.乳化油泵、8.混流器、9.乳化液箱；

圖2為油箱液位控制流程圖；

圖3為乳化液自動配比流程圖。