煤矿综采工作面是我国重要能源煤炭开采的工作平台。煤矿用乳化液是在综采工作面上工作的液压掩护支架等液压设备的重要工作介质。综采工作面工作覆盖范围大,因此对乳化液的消耗量大,同时液压设备工作时对乳化液浓度精度有较高要求。

现有的乳化液配比系统大多采用浓度传感器测量所配置乳化液浓度信号并进行反馈调控的闭环浓度控制系统。但由于综采工作面覆盖范围广,响应时间和反馈时间都比较长,且乳化油的亲水性导致浓度传感器浓度测量困难,测量精度不高等原因,导致现有的闭环控制系统不能很好的达到乳化液自动配比系统的精度要求。

在此基础_上,作者提出-种以柱塞泵为执行元件,实时流量为反馈信号的闭环控制乳化液自动配比系统。具体方案如下:计算选型两效率高的三柱塞泵分别输送静压水和乳化油,通过开关进行乳化液不同配比浓度的模式选择。在确定好配比浓度后，变频器以初始频率启动两电动机,电动机带动柱塞泵工作。将系统的反馈信号测量采集点控制在静压水泵的输出口附近,通过控制输入系统中的乳化油和静压水的体积比,实现乳化液配比系统的精度要求。使用可编程控制器实现矿井综采工作面的自动配比,并增加如急停按钮和警报指示灯之类的示警装置,在保证系统稳定运行的同时增加系统的安全可靠性。

在原有方案基础上,在乳化油支路增加涡轮流量计以测量油路系统的实时流量。在搭建好的模拟实验台上,实地运行了乳化液自动配比系统对三种不同浓度的乳化液自动配置情况。测量并记录了三种不同浓度的乳化液配置流量数值曲线图,通过计算发现输入系统的乳化油和静压水的体积比在配置要求误差范围内。

该设计方案良好的实现了有关乳化液自动配比系统的精度要求。汇总和分析了系统运行中可能出现的故障并罗列其解决办法。说明本设计方案能切实的解决综采工作面乳化液配比上的高精度自动配比问题。