本發(fā)明涉及一種綜采工作面乳化液泵恒壓供液系統(tǒng)，特別涉及一種綜采工作面乳化液泵恒壓供液系統(tǒng)的控制方法。

背景技術(shù)：

大型煤礦的綜采工作面都是采用乳化液泵提供的高壓乳化液驅(qū)動(dòng)工作面的液壓支架完成各種功能動(dòng)作的。乳化液泵、液箱、供液管路，及工作面的液壓支架、單體液壓支柱共同構(gòu)成了綜采工作面乳化液泵液壓系統(tǒng)。乳化液泵一般采用臥式柱塞泵，其額定流量為400L/min，額定壓力為31.5MPa，實(shí)際使用中壓力整定為30MPa。乳化液泵的電機(jī)一般采用磁力啟動(dòng)器直接啟動(dòng)控制，磁力啟動(dòng)器吸合之后，乳化液泵電機(jī)便加速到其額定轉(zhuǎn)速值以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，乳化液泵在電機(jī)拖動(dòng)下也按其額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，這種臥式乳化液柱塞泵是一種定量泵，其一分鐘排出的乳化液體積是400L。排出的乳化液的壓力是由負(fù)載的大小決定的。當(dāng)綜采工作面需要用液，比如說(shuō)液壓支架需要推溜時(shí)，乳化液排出的液體經(jīng)過(guò)卸載閥的單向閥后向推溜油缸的活塞腔供液，隨著推溜油缸的活塞桿的伸出，負(fù)載的壓力逐漸提高，乳化液泵排出液體的壓力也隨著負(fù)載的壓力逐漸提高，當(dāng)乳化液泵排出的液體壓力達(dá)到卸載閥的卸載壓力時(shí)，卸載閥中的卸載通路打開(kāi)，乳化液泵排出的乳化液全部通過(guò)卸載通路，以很小的壓力回流到液箱中，實(shí)現(xiàn)乳化液泵的卸載，當(dāng)系統(tǒng)的壓力降低到卸載閥的恢復(fù)壓力時(shí)，卸載閥再次關(guān)閉卸載通路，同時(shí)乳化液泵向工作面液壓支架供液。乳化液泵的這種卸載方式的主要缺點(diǎn)如下：（1）乳化液泵在卸載過(guò)程中，雖然輸出壓力很小，但還是存在液壓能量的損失。（2）乳化液泵在卸載過(guò)程中，機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)部分還一直運(yùn)轉(zhuǎn)，加速了乳化液泵的機(jī)械磨損，降低了使用壽命，其產(chǎn)生的機(jī)械摩擦發(fā)熱帶來(lái)一定的能量損失。（3）乳化液泵在卸載的過(guò)程中，拖動(dòng)乳化液泵的電機(jī)一直在運(yùn)轉(zhuǎn)，而這時(shí)乳化液泵是不對(duì)外做功的，這期間電能就白白的浪費(fèi)掉了，據(jù)統(tǒng)計(jì)綜采工作面每臺(tái)乳化液泵每天平均運(yùn)行16小時(shí)，其中就有10小時(shí)乳化液泵是處于卸載狀態(tài)，這十個(gè)小時(shí)的時(shí)間，電機(jī)一直運(yùn)轉(zhuǎn)卻不對(duì)外做功，大量的電能白白的浪費(fèi)掉了。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種綜采工作面乳化液泵恒壓供液系統(tǒng)及其控制方法，解決了現(xiàn)有綜采工作面乳化液泵液壓系統(tǒng)存在的電能浪費(fèi)嚴(yán)重和機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)部分磨損嚴(yán)重從而降低使用壽命的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案解決以上技術(shù)問(wèn)題的：

一種綜采工作面乳化液泵恒壓供液系統(tǒng)，包括乳化液箱、液壓支架的推溜油缸和變頻器，在乳化液箱中設(shè)置有吸液過(guò)濾器，吸液過(guò)濾器的出油口通過(guò)供液閥與乳化液泵的入油口連通在一起，乳化液泵的出油口與單向閥的入口連通在一起，單向閥的出口通過(guò)過(guò)濾器與手動(dòng)換向閥的P口連通在一起，手動(dòng)換向閥的輸出口A與液壓支架的推溜油缸的活塞腔連通在一起，手動(dòng)換向閥的輸出口B與液壓支架的推溜油缸的活塞桿腔連通在一起，乳化液泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)泵電機(jī)負(fù)荷電纜與變頻器電連接在一起，在過(guò)濾器的輸入口上分別設(shè)置有壓力表、蓄能器和壓力傳感器，壓力傳感器與變頻器電連接在一起，手動(dòng)換向閥的回油口T與乳化液箱連通在一起。

在單向閥的出口側(cè)連接有溢流安全閥，變頻器是通過(guò)電源電纜與供電電源連接在一起的。

一種綜采工作面乳化液泵恒壓供液系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

第一步、將吸液過(guò)濾器的入油口設(shè)置在乳化液箱中，吸液過(guò)濾器的出油口通過(guò)供液閥與乳化液泵的入油口連通，乳化液泵的出油口與單向閥的入口連通，單向閥的出口通過(guò)過(guò)濾器與手動(dòng)換向閥的P口連通，手動(dòng)換向閥的輸出口A與液壓支架的推溜油缸的活塞腔連通，手動(dòng)換向閥的輸出口B與活塞桿腔相連通在一起，手動(dòng)換向閥的回油口T口與乳化液箱連通在一起；將溢流安全閥的一端與單向閥的出口連通，溢流安全閥的另一端與乳化液箱連通在一起；在過(guò)濾器的輸入口上分別設(shè)置有壓力表、蓄能器和壓力傳感器，把壓力傳感器的壓力信號(hào)傳送的變頻器的電壓反饋輸入信號(hào)端子上；

第二步、先把溢流安全閥的調(diào)壓螺母松開(kāi)，手動(dòng)換向閥打到中間位置，再將變頻器設(shè)置到工頻位置，啟動(dòng)變頻器，乳化液泵在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的拖動(dòng)下，加速到額定轉(zhuǎn)速位置運(yùn)行；慢慢調(diào)節(jié)溢流安全閥的調(diào)壓螺母，當(dāng)壓力表數(shù)值增加到31.5兆帕?xí)r，把溢流安全閥的調(diào)壓螺母鎖緊，關(guān)閉變頻器的運(yùn)行；

第三步、把變頻器的頻率設(shè)定模式設(shè)為PID調(diào)節(jié)運(yùn)行模式；把變頻器的PID調(diào)節(jié)方式設(shè)為負(fù)反饋模式；把變頻器的PID給定信號(hào)選擇為鍵盤(pán)輸入；把變頻器的PID反饋信號(hào)選擇為外接端子VF：0-10V；把鍵盤(pán)數(shù)字給定壓力值設(shè)置為60%，即0.6×50=30MPa；把傳感器最大量程按照實(shí)際使用的傳感器的最大量程50MPa設(shè)置為50；根據(jù)實(shí)際的系統(tǒng)特性分別設(shè)定比例增益P、積分時(shí)間常數(shù)I、微分增益D；把啟動(dòng)壓力值設(shè)置為95%，也就是當(dāng)變頻器在自動(dòng)停止后，反饋壓力低于28.5MPa，變頻器重新啟動(dòng)；

第四步、為變頻器供電，變頻器啟動(dòng)運(yùn)行，變頻器的驅(qū)動(dòng)電機(jī)勻加速到上限頻率運(yùn)行，隨著乳化液泵向系統(tǒng)不斷的供液，系統(tǒng)的反饋壓力不斷上升，給定壓力與反饋壓力的差值逐漸減小，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速也逐漸減小，當(dāng)給定壓力與反饋壓力的差值為零時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止運(yùn)行，乳化液泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便，節(jié)約了電力能源，提高了液壓系統(tǒng)的使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

一種綜采工作面乳化液泵恒壓供液系統(tǒng)，包括乳化液箱15、液壓支架的推溜油缸14和變頻器6，在乳化液箱15中設(shè)置有吸液過(guò)濾器1，吸液過(guò)濾器1的出油口通過(guò)供液閥2與乳化液泵3的入油口連通在一起，乳化液泵3的出油口與單向閥9的入口連通在一起，單向閥9的出口通過(guò)過(guò)濾器12與手動(dòng)換向閥13的P口連通在一起，手動(dòng)換向閥13的輸出口A與液壓支架的推溜油缸14的活塞腔連通在一起，手動(dòng)換向閥13的輸出口B與液壓支架的推溜油缸14的活塞桿腔連通在一起，乳化液泵3的驅(qū)動(dòng)電機(jī)4通過(guò)泵電機(jī)負(fù)荷電纜5與變頻器6電連接在一起，在過(guò)濾器12的輸入口上分別設(shè)置有壓力表16、蓄能器11和壓力傳感器10，壓力傳感器10與變頻器6電連接在一起，手動(dòng)換向閥13的回油口T與乳化液箱15連通在一起。

在單向閥9的出口側(cè)連接有溢流安全閥8，變頻器6是通過(guò)電源電纜7與供電電源連接在一起的。

一種綜采工作面乳化液泵恒壓供液系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

第一步、將吸液過(guò)濾器1的入油口設(shè)置在乳化液箱15中，吸液過(guò)濾器1的出油口通過(guò)供液閥2與乳化液泵3的入油口連通，乳化液泵3的出油口與單向閥9的入口連通，單向閥9的出口通過(guò)過(guò)濾器12與手動(dòng)換向閥13的P口連通，手動(dòng)換向閥13的輸出口A與液壓支架的推溜油缸14的活塞腔連通，手動(dòng)換向閥13的輸出口B與活塞桿腔相連通在一起，手動(dòng)換向閥13的回油口T口與乳化液箱15連通在一起；將溢流安全閥8的一端與單向閥9的出口連通，溢流安全閥8的另一端與乳化液箱15連通在一起；在過(guò)濾器12的輸入口上分別設(shè)置有壓力表16、蓄能器11和壓力傳感器10，把壓力傳感器10的壓力信號(hào)傳送的變頻器6的電壓反饋輸入信號(hào)端子上；

第二步、先把溢流安全閥8的調(diào)壓螺母松開(kāi)，手動(dòng)換向閥13打到中間位置，再將變頻器6設(shè)置到工頻位置，啟動(dòng)變頻器6，乳化液泵3在驅(qū)動(dòng)電機(jī)4的拖動(dòng)下，加速到額定轉(zhuǎn)速位置運(yùn)行；慢慢調(diào)節(jié)溢流安全閥8的調(diào)壓螺母，當(dāng)壓力表16數(shù)值增加到31.5兆帕?xí)r，把溢流安全閥8的調(diào)壓螺母鎖緊，關(guān)閉變頻器6的運(yùn)行；

第三步、把變頻器6的頻率設(shè)定模式設(shè)為PID調(diào)節(jié)運(yùn)行模式；把變頻器6的PID調(diào)節(jié)方式設(shè)為負(fù)反饋模式；把變頻器6的PID給定信號(hào)選擇為鍵盤(pán)輸入；把變頻器6的PID反饋信號(hào)選擇為外接端子VF：0-10伏；把鍵盤(pán)數(shù)字給定壓力值設(shè)置為60%，即0.6×50=30MPa；把傳感器最大量程按照實(shí)際使用的傳感器的最大量程50MPa設(shè)置為50；根據(jù)實(shí)際的系統(tǒng)特性分別設(shè)定比例增益P、積分時(shí)間常數(shù)I、微分增益D；把啟動(dòng)壓力值設(shè)置為95%，也就是當(dāng)變頻器在自動(dòng)停止后，反饋壓力低于28.5MPa，變頻器重新啟動(dòng)；

第四步、為變頻器6供電，變頻器啟動(dòng)運(yùn)行，變頻器6的驅(qū)動(dòng)電機(jī)4勻加速到上限頻率運(yùn)行，隨著乳化液泵向系統(tǒng)不斷的供液，系統(tǒng)的反饋壓力不斷上升，給定壓力與反饋壓力的差值逐漸減小，驅(qū)動(dòng)電機(jī)（4）的轉(zhuǎn)速也逐漸減小，當(dāng)給定壓力與反饋壓力的差值為零時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)4停止運(yùn)行，乳化液泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)，乳化液恒壓供液系統(tǒng)處于保壓狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)壓力降低到28.5MPa以下時(shí)，變頻器啟動(dòng)運(yùn)行繼續(xù)給工作面供液，直到反饋壓力等于給定壓力時(shí)，變頻器再停止運(yùn)行。

本發(fā)明與現(xiàn)有的綜采工作面乳化液供液系統(tǒng)比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)采用變頻器拖動(dòng)乳化液泵的電機(jī)，通過(guò)壓力傳感器采集系統(tǒng)的壓力并反饋給變頻器，在控制上采用壓力負(fù)反饋控制理論來(lái)控制變頻器的輸出頻率，從而實(shí)現(xiàn)了變量泵的功能。當(dāng)工作面不使用乳化液或負(fù)載的壓力達(dá)到乳化液泵的整定壓力時(shí)，乳化液泵恒壓供液系統(tǒng)中，變頻器將停止運(yùn)行，乳化液泵不存在空載電能及機(jī)械損耗，也不存在原系統(tǒng)在卸載過(guò)程中，由于泵繼續(xù)運(yùn)行而產(chǎn)生的機(jī)械磨損。