乳化泵站無人化操作系統(tǒng)

白長江 蘇康 桑勝濤 彭廣林

(山東省寧陽縣華豐鎮(zhèn)華豐煤礦,山東泰安 271413)

乳化泵站無人化操作系統(tǒng)

白長江 蘇康 桑勝濤 彭廣林

(山東省寧陽縣華豐鎮(zhèn)華豐煤礦,山東泰安 271413)

在煤礦生產(chǎn)中,無論是炮采工作面還是綜采工作面,都必須設(shè)置乳化液泵站,對工作面進行供液,保證工作面設(shè)備運轉(zhuǎn)和支護可靠,在以往泵站需兩個人進行操作,一人為泵站司機,一人為維修人員。為提高生產(chǎn)效率,減少人員占用,解放生產(chǎn)力,通過不斷探索研究,對泵站進行設(shè)備自動化系統(tǒng)的逐步升級,實現(xiàn)了泵站無人化操作。

無人化 自動化 逐步升級

1 概述

對泵站多項需人工操作的環(huán)節(jié)進行研究，逐步實現(xiàn)自動化，經(jīng)過對乳化泵站多項自動化進行整合，實現(xiàn)了無人職守有人巡視的乳化泵自動化系統(tǒng)。泵站無人化操作系統(tǒng)由4部分組成，包括乳化泵定時自動切換、乳化泵欠壓自動停泵、乳化泵箱水位自動補水及乳化液自動配比。

2 無人化操作系統(tǒng)

泵站無人化操作系統(tǒng)核心是將需人工切換不同乳化泵、乳化泵欠壓、乳化泵供水和乳化液自動配比四個環(huán)節(jié)升級為可自動進行操作的系統(tǒng)，實現(xiàn)乳化泵無人操作。

2.1 乳化泵定時自動切換系統(tǒng)

根據(jù)機電設(shè)備安全運行管理規(guī)定，乳化泵站的兩臺泵需2個小時進行換泵一次，因此，實現(xiàn)無人化需改變以往由人工進行切換的方式，經(jīng)過研究和試驗，采用2個JS-48S型數(shù)字式延時繼電器，時間設(shè)置為2小時。實現(xiàn)了泵的定時自動切換。

2.1.1 技術(shù)應(yīng)用原理

在乳化泵負荷開關(guān)內(nèi)安裝一個與本開關(guān)控制系統(tǒng)電壓相匹配的數(shù)字延時繼電器。繼電器的動作與開關(guān)的吸合是同步進行的，繼電器的動作帶動開關(guān)的吸合，實現(xiàn)乳化泵的運轉(zhuǎn)。利用延時繼電器的延時功能實現(xiàn)開關(guān)的自動切換，最終實現(xiàn)乳化泵的定時自動切換。泵站開關(guān)自動切換接線示意圖(如圖1)。

圖1

圖2

圖3

2.1.2 創(chuàng)造性、先進性描述

該裝置減小了乳化泵的疲勞性運轉(zhuǎn)，杜絕了因乳化泵長期運行造成不安全事故的發(fā)生。保證了乳化泵正常運轉(zhuǎn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，維護方便，原理易懂、靈敏可靠，防爆性能符合要求，自動進行切換，減少人員操作。

2.2 乳化泵欠壓保護裝置

由于泵站距工作面的供液管路距離遠，供液管路中途管接頭易出現(xiàn)跑冒漏液，造成乳化泵欠壓，處于高頻率打壓狀態(tài)損壞乳化泵。為保證乳化泵在正常壓力范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)，減少各液壓元件的損壞，采用欠壓保護裝置實現(xiàn)乳化泵欠壓自動斷電對乳化泵進行保護。

2.2.1 技術(shù)應(yīng)用原理

該裝置采用防爆電接點壓力表作指示窗口，來實現(xiàn)乳化泵欠壓斷電的原理。利用防爆電接點壓力表的常開點來實現(xiàn)乳化泵壓力正常范圍時的開關(guān)維持。(壓力表的黑色浮動指針是指示乳化泵壓力，紅色固定指針是指示乳化泵最低工作壓力，當黑色指針低于紅色指針時，其接點斷開開關(guān)的控制回路，開關(guān)斷電乳化泵停止運轉(zhuǎn)。)利用防爆電接點壓力表的常閉點來實現(xiàn)乳化泵欠壓停泵預(yù)警信號。(壓力表的綠色固定指針是指示當壓力回零時，黑色指針與綠色指針的接點閉合，接通36V警鈴的回路，鈴聲響起通知巡查人員。)欠壓保護接線示意圖(如圖2)。

2.2.2 創(chuàng)造性、先進性描述

該裝置靈敏可靠，減少了乳化泵因欠壓長時間的高頻率打壓，減少了機電設(shè)備的非正常運轉(zhuǎn)及損壞。欠壓保護裝置為進一步實現(xiàn)崗位無人職守奠定良好的基礎(chǔ)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，維護方便，原理易懂、安全可靠有很好的可靠性和實用性。

2.3 乳化泵箱水位自動補水

為保證乳化泵正常運轉(zhuǎn)，水箱內(nèi)要確保足夠的水量，在以往需泵站司機及時對水箱水位進行查看和補水，現(xiàn)研制和安設(shè)自動補水器進行自動補水，當水箱水量達到設(shè)定的水位時，補水器開啟，自動向水箱內(nèi)進行供水，杜絕因缺水乳化泵吸空損壞乳化泵的事故發(fā)生。

2.3.1 技術(shù)說明及主要技術(shù)性能指標

自動補水裝置采用干簧管自動傳感器經(jīng)改造后實現(xiàn)低水位開啟，高水位停止的原理。利用傳感器的開、停控制繼電器，有繼電器來完成供水電磁閥的開啟、停止。自動補水裝置靈敏可靠，防爆性能符合《煤礦安全規(guī)程》要求。水箱自動補水器示意圖(如圖3)。

2.3.2 創(chuàng)造性、先進性描述

該裝置靈敏可靠，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，維護方便，原理易懂有很好的可靠性。減少了乳化液的跑冒滴漏，為泵站衛(wèi)生環(huán)境創(chuàng)造了條件。補水裝置可以進一步實現(xiàn)崗位無人職守。杜絕了因水箱缺水導(dǎo)致乳化泵吸空損壞乳化泵的事故發(fā)生。

2.4 乳化液自動配比

工作面使用的液體為乳化液與水的混合溶液，是在泵站將乳化液與水按一定比例配比加壓后，通過管路供至工作面支架、支柱等使用，根據(jù)支架、支柱等使用要求，要將乳化液與水兩者的配比濃度達到3%以上，在以往采用人工進行配比時，不僅占用人員，而且也無法保證配比濃度合格，為此研制了乳化液自動配比裝置。乳化液自動配比裝置采用真空吸附原理，在水箱處安置封閉配比箱，配比箱留有3個管口，其中兩個為進液口，一個為出液口。兩個進液口中，一個進水，另一個進乳化液;根據(jù)要求的濃度，確定進液管(水管、乳化液管)的直徑和進液量，利用真空吸附原理，進液管自動進液至配比箱，混合后吸入水箱，加壓進行供液。