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

背景技術(shù)：

乳化液作為一種工作介質(zhì)，在煤礦液壓支架和單體液壓支柱等液壓支護(hù)設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用。而乳化液濃度是影響乳化液性能的一個(gè)重要指標(biāo)，其濃度適當(dāng)與否直接影響到液壓支架和液壓支柱的工作壽命和生產(chǎn)成本。濃度過低會(huì)使液壓元件的潤滑性、防銹性和穩(wěn)定性大大降低，同時(shí)影響設(shè)備壽命和安全生產(chǎn)。濃度過高會(huì)使乳化油用量增加，增加生產(chǎn)成本。因此，為了延長液壓支護(hù)設(shè)備的使用壽命和降低生產(chǎn)成本，必須嚴(yán)格控制乳化液的濃度。我國《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：礦用乳化液濃度一般在3％～5％之間。因此準(zhǔn)確、穩(wěn)定、快速、高效的乳化液自動(dòng)配比系統(tǒng)尤其重要。

現(xiàn)有的乳化液自動(dòng)配比系統(tǒng)主要有兩大類：一類是根據(jù)流體力學(xué)或容積特性自動(dòng)配比，即采用機(jī)械裝置配比。其結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。但其配比控制原理為開環(huán)控制，配比精度不高，乳化液濃度波動(dòng)大；另一類是完全由控制器控制閥門或供液泵電機(jī)給水、供油，由濃度、液位傳感器等進(jìn)行監(jiān)測，經(jīng)控制器分析處理，調(diào)節(jié)供水或供油泵轉(zhuǎn)速進(jìn)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(dòng)，從而導(dǎo)致配比泵頻繁啟停，轉(zhuǎn)速不斷變化，減小了整個(gè)系統(tǒng)的使用壽命與穩(wěn)定性，且其控制過程較為復(fù)雜，整個(gè)系統(tǒng)成本較高。所以研究一種配比濃度準(zhǔn)確、配比原理簡單、成本低廉的乳化液自動(dòng)配比的閉環(huán)系統(tǒng)對(duì)于增加設(shè)備壽命、提高生產(chǎn)效率具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，提出一種乳化液自動(dòng)配比控制方法及系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)種乳化液自動(dòng)化精準(zhǔn)配比，并提高系統(tǒng)的使用壽命。

技術(shù)方案：一種乳化液自動(dòng)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(duì)乳化液箱內(nèi)的乳化液濃度、液位進(jìn)行測定；如果濃度不在規(guī)定的范圍之內(nèi)，則控制器根據(jù)檢測到的液位與濃度計(jì)算乳化液箱中水和油的體積，再計(jì)算確定校正到標(biāo)準(zhǔn)濃度所需補(bǔ)入的水、油的體積；然后開啟相應(yīng)的供水電磁閥或供油乳化油泵，通過對(duì)應(yīng)的流量計(jì)檢測控制流入相應(yīng)體積的水、油；若此時(shí)乳化液箱中的液位低于預(yù)設(shè)值h2，則控制供水電磁閥或供油乳化油泵，加入所述標(biāo)準(zhǔn)濃度配置所對(duì)應(yīng)比例的水和油，直到乳化液箱中的液位達(dá)到預(yù)設(shè)值h3。

進(jìn)一步的，所述供水電磁閥或供油乳化油泵由控制器根據(jù)所述所需補(bǔ)入的水、油的體積自動(dòng)控制。

進(jìn)一步的，濃度規(guī)定的范圍為3～5％，標(biāo)準(zhǔn)濃度為4％。

進(jìn)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(jìn)入乳化液箱。

進(jìn)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(dòng)控制供油泵的工作，維持所述油箱中的油量位于預(yù)設(shè)范圍h0～h1之間。

一種乳化液自動(dòng)配比控制系統(tǒng)，包括減壓閥、供水電磁閥、流量計(jì)、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(jì)，流量計(jì)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(jì)，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(shè)有乳化液濃度傳感器、液位傳感器，其信號(hào)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(jìn)一步的，所述水源和減壓閥之間的管理上設(shè)有過濾器。

有益效果：與傳統(tǒng)的機(jī)械式配比方法相比，本發(fā)明采用閉環(huán)控制，通過對(duì)液箱中乳化液的液位與濃度的檢測，準(zhǔn)確的補(bǔ)入相應(yīng)的液體體積，可以達(dá)到4％的標(biāo)準(zhǔn)濃度。

現(xiàn)有采用變頻器調(diào)節(jié)供水、供油泵轉(zhuǎn)速來對(duì)乳化液濃度進(jìn)行校正的方法容易受到用液泵及相關(guān)內(nèi)部沉淀箱的干擾、容易超調(diào)。從而導(dǎo)致校正過程時(shí)間長。本發(fā)明理論上為“一次校正”不會(huì)出現(xiàn)超調(diào)，校正過程短。

本發(fā)明在一次校正過程中理論上只需對(duì)相應(yīng)供水電磁閥或乳化油泵啟停一次。避免了電機(jī)的頻繁啟停，延長了設(shè)備壽命，提高了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確配液的同時(shí)省略了復(fù)雜的變頻調(diào)速裝置，避免了復(fù)雜的系統(tǒng)控制與調(diào)節(jié)，節(jié)約了制造成本，增加了系統(tǒng)可靠性。

附圖說明

圖1為乳化液自動(dòng)配比系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

其中附圖標(biāo)記：1.過濾器、2.減壓閥、3.供水電磁閥、4.流量計(jì)、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(dòng)配比流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做更進(jìn)一步的解釋。

如圖1所示，一種乳化液自動(dòng)配比控制系統(tǒng)，包括過濾器、減壓閥、供水電磁閥、流量計(jì)、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過濾器、減壓閥、供水電磁閥、流量計(jì)，流量計(jì)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，油箱的出口通過管路依次連接乳化油泵和流量計(jì)，再連接至混流器第二入口?；炝髌鞯某隹谶B接至乳化液箱的入口。乳化液箱中設(shè)有乳化液濃度傳感器、液位傳感器，其信號(hào)輸出端連接至控制器，控制器連接供水電磁閥、供油泵以及乳化油泵的控制端。

該系統(tǒng)中，供水電磁閥、供油泵、乳化油泵作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，供油泵保持油箱內(nèi)油位在設(shè)定范圍內(nèi)，供水電磁閥與乳化油泵分別向乳化液箱中供水、供油。乳化液濃度傳感器、液位傳感器、流量計(jì)作為檢測機(jī)構(gòu)，分別對(duì)乳化液箱中的濃度、液位和進(jìn)水量、進(jìn)油量進(jìn)行檢測?？刂破鞑捎梦鏖T子200plc，乳化液箱內(nèi)設(shè)沉淀箱和溢流箱。

一種乳化液自動(dòng)配比控制方法，系統(tǒng)開機(jī)后，控制器與供油泵配合，保證供油箱中油位在預(yù)設(shè)范圍h0～h1之間，如圖2所示，可以隨時(shí)通過乳化油泵向乳化油箱供油。同時(shí)，通過濃度傳感器、液位傳感器對(duì)乳化液箱內(nèi)的乳化液濃度、液位進(jìn)行測定。通過控制器判斷，如果濃度不在規(guī)定的3～5％范圍之內(nèi)，則控制器根據(jù)檢測到的液位與濃度計(jì)算乳化液箱中水和油的體積，再計(jì)算確定校正到標(biāo)準(zhǔn)濃度所需補(bǔ)入的水、油的體積，其中乳化液箱中液位與體積的關(guān)系已提前測定。然后開啟相應(yīng)的供水電磁閥或供油乳化油泵，通過對(duì)應(yīng)的流量計(jì)檢測控制流入相應(yīng)體積的水、油，從而對(duì)液箱中乳化液的濃度進(jìn)行精準(zhǔn)的校正，如圖3所示。若此時(shí)乳化液箱中的液位低于預(yù)設(shè)值h2，則通過控制器自動(dòng)控制供水電磁閥或供油乳化油泵，加入標(biāo)準(zhǔn)濃度配置所對(duì)應(yīng)比例的水和油，直到乳化液箱中的液位達(dá)到預(yù)設(shè)值h3。其中，供水電磁閥和供油乳化油泵的輸出通過混流器混合后進(jìn)入乳化液箱。

此過程只對(duì)箱中乳化液濃度校正一次，校正結(jié)束后，理論上其乳化液濃度應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)濃度4％。由于整個(gè)供液系統(tǒng)為封閉結(jié)構(gòu)，在正常工作過程中一般不會(huì)出現(xiàn)跑液漏液，隨著工作的進(jìn)行乳化液也會(huì)混合越來越均勻。除非整個(gè)系統(tǒng)切換到手動(dòng)配比，一般情況下，乳化液濃度會(huì)恒定在4％。除非濃度偏出規(guī)定的3～5％范圍，否則不對(duì)其進(jìn)行校正。正常一個(gè)自動(dòng)配比工作模式下，只需要對(duì)其濃度校正一次。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。