CN110124546B - 乳化液浓度在线监测配比*** - Google Patents

乳化液浓度在线监测配比*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种乳化液浓度在线监测配比***，涉及自动化煤炭开采技术领域。本发明整个***的工作由配比控制箱中的PLC进行控制，并通过乳化油流量计和进水流量计精确地计量了***进水量和进油量，在源头上控制住了泵站乳化液箱中的乳化液浓度；又通过乳化液浓度传感器的在线监测功能，实时地掌握了混液箱和泵站乳化液箱中的乳化液浓度，并将数值实时传送至配比控制箱，配比控制箱中的PLC通过判断计算及比对，可随时通过控制向混液箱和泵站乳化液箱注水或注油，完成对乳化液浓度的微调。

Description

乳化液浓度在线监测配比***
技术领域
本发明涉及自动化煤炭开采技术领域，具体涉及一种乳化液浓度在线监测配比***。
背景技术
目前煤矿井下所使用的乳化液浓度监测配比***一般有如下两种：
机械形式配比***：***主要部件为比例阀，将水和乳化油接入比例阀，通过调节比例阀控制水和乳化油的流量。
缺点：无法动态调节***中的乳化液浓度，不具备浓度在线监测功能，只能手动监测浓度并需要经常对比例阀进行调节。由于进水的流量是极为不稳定的，导致比例阀配出来的乳化液浓度也是没有保证的，需要专人看护。
简单的在线监测配比***：***主要由浓度传感器、乳化油泵、进水电磁阀、混液器、控制器构成。乳化油泵为定量泵，进水电磁阀和乳化油泵同时开启与关停。
缺点：浓度传感器的读数只是被显示了出来，并未参与到控制中，因此依旧无法动态调节整个***中的乳化液浓度。由于进水的流量是极为不稳定的数值，而相应配套的乳化油泵又是定量泵，所以即使混液器出来的乳化液也很难保证其浓度的准确性，更不具备微调的可能，依然无法达到无人看护的目的。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何实现真正的乳化液浓度在线监测及配比，在无人看护的情况下使整个工作面的乳化液浓度一直稳定在设定值。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种乳化液浓度在线监测配比***，所述***包括：乳化油箱1，混液箱2，乳化油箱液位传感器3、液箱液位传感器4、乳化油泵组5、乳化油流量传感器6、第一乳化油电磁阀7.1、第二乳化油电磁阀7.2、第三乳化油电磁阀7.3、进水电磁阀8、进水流量计9、乳化液输送泵10、乳化液浓度传感器11、乳化油箱液位显示窗12.1、混液箱液位显示窗12.2、乳化油箱空滤器13.1、混液箱空滤器13.2及配比控制箱；
该***的安装过程为：将乳化油箱液位传感器3通过螺纹连接安装至乳化油箱1相应螺纹孔内，并将其信号线连接至配比控制箱；将混液箱液位传感器4通过螺纹连接安装至混液箱2相应螺纹孔内，并将其信号线连接至配比控制箱；将乳化油泵组5的吸油口通过胶管连接至乳化油箱1，并将其出油口用胶管依次连接第一乳化油电磁阀7.1、乳化油流量传感器6、第二乳化油电磁阀7.2和混液箱2；将第三乳化油电磁阀7.3的一端用胶管接在第一乳化油电磁阀7.1和乳化油流量传感器6之间，另一端用胶管接至泵站的乳化液箱；将进水管路依次连接进水电磁阀8、进水流量计9和混液箱2；将乳化液输送泵10的吸液口用胶管连接至混液箱2，出液口用胶管连接至泵站的乳化液箱；将三个乳化液浓度传感器11通过法兰连接分别一对一安装至混液箱2、泵站的乳化液箱，并将其信号线均连接至配比控制箱；将乳化油箱液位显示窗12.1、乳化油箱空滤器13.1通过螺纹连接安装至乳化油箱1；将混液箱液位显示窗12.2、混液箱空滤器13.2通过螺纹连接安装至混液箱2；将乳化油流量传感器6、三个乳化油电磁阀、进水电磁阀8和进水流量计9的信号线均连接至配比控制箱。
优选地，将乳化油箱液位传感器3通过螺纹连接安装至乳化油箱1相应螺纹孔内之前，先将乳化油箱1，混液箱2，泵站的乳化液箱放置到平板车上。
优选地，所述泵站的乳化液箱有多个。
优选地，所述配比控制箱用于控制***中的相关部件实现混液箱2配液：当通过混液箱液位传感器4检测到混液箱2液位低时，在配比控制箱中PCL的控制下，打开进水电磁阀8，同时启动乳化油泵组5的电机，并使第二乳化油电磁阀7.2得电，同时向混液箱2加注清水和乳化油；进水流量计9与乳化油流量传感器6同时检测进水流量和乳化油流量；当乳化油流量达到设定值时，第二乳化油电磁阀7.2断电，同时第一乳化油电磁阀7.1得电，乳化油经第一乳化油电磁阀7.1直接回乳化油箱1；当进水流量达到设定值时，关闭进水电磁阀8，其中乳化油流量和进水流量满足以下条件：
将油流量计6的读数表示为E(L/min)，水流量计9的读数表示为V(L/min)，设定浓度表示为C，时间变量为t(min)，则进水流量Q水(L)和乳化油流量Q油(L)分别为：
Figure BDA0002062425980000041
在配比控制箱中PCL的控制下，对Q油/(Q水+Q油)与C进行比对，通过调整加水或加油时间使二者数值相等；
根据混液箱乳化液浓度传感器11的测量值，通过加注乳化油或清水对混液箱2的乳化液浓度进行精调；配比结束后，停止乳化油泵组5电机，完成一次配液；并通过混液箱空滤器13.2净化进入箱内的空气。
优选地，所述配比控制箱还用于控制***中的相关部件实现向泵站的乳化液箱补液：当泵站的乳化液箱液位低需要补液时，在配比控制箱中PCL的控制下，启动乳化液输送泵10的电机，向对应的乳化液箱补液，液位达到设定值时，停止补液。
优选地，所述配比控制箱还用于控制***中的相关部件实现向泵站的乳化液箱补油：当泵站的乳化液箱内的乳化液浓度低于设定值时，在配比控制箱中PCL的控制下，启动乳化油泵组5的电机，同时第三乳化油电磁阀7.3得电，直接向对应的乳化液箱补油，直至乳化液箱乳化液浓度达到要求。
优选地，所述配比控制箱还用于控制***中的相关部件实现向泵站的乳化液箱补水：在配比控制箱中PCL的控制下，打开进水电磁阀8，同时启动乳化液输送泵10，可以直接向对应的乳化液箱补充清水。
优选地，所述配比控制箱还用于控制***中的相关部件实现泵站的乳化油箱油量监测：当乳化油箱液位传感器3检测到泵站的乳化液箱油位低时，将信号传送至配比控制箱，配比控制箱发出声光报警，提醒用户向对应的乳化液箱加油；并通过乳化油箱空滤器13.1净化进入箱内的空气。
(三)有益效果
本发明整个***的工作由配比控制箱中的PLC进行控制，并通过乳化油流量计和进水流量计精确地计量了***进水量和进油量，在源头上控制住了泵站乳化液箱中的乳化液浓度；又通过乳化液浓度传感器的在线监测功能，实时地掌握了混液箱和泵站乳化液箱中的乳化液浓度，并将数值实时传送至配比控制箱，配比控制箱中的PLC通过判断计算及比对，可随时通过控制向混液箱和泵站乳化液箱注水或注油，完成对乳化液浓度的微调。
附图说明
图1为本发明***结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
如图1所示，本发明提供的一种乳化液在线监测配比***包括：乳化油箱1，混液箱2，乳化油箱液位传感器3、液箱液位传感器4、乳化油泵组5、乳化油流量传感器6、第一乳化油电磁阀7.1、第二乳化油电磁阀7.2、第三乳化油电磁阀7.3、进水电磁阀8、进水流量计9、乳化液输送泵10、乳化液浓度传感器11、乳化油箱液位显示窗12.1、混液箱液位显示窗12.2、乳化油箱空滤器13.1、混液箱空滤器13.2及配比控制箱。
该***的安装过程为：将乳化油箱1，混液箱2，泵站的乳化液1号箱、乳化液2号箱放置到平板车上；将乳化油箱液位传感器3通过螺纹连接安装至乳化油箱1相应螺纹孔内，并将其信号线连接至配比控制箱；
将混液箱液位传感器4通过螺纹连接安装至混液箱2相应螺纹孔内，并将其信号线连接至配比控制箱；
将乳化油泵组5的吸油口通过胶管连接至乳化油箱1，并将其出油口用胶管依次连接第一乳化油电磁阀7.1、乳化油流量传感器6、第二乳化油电磁阀7.2和混液箱2；
将第三乳化油电磁阀7.3的一端用胶管接在第一乳化油电磁阀7.1和乳化油流量传感器6之间，另一端用胶管接至泵站的乳化液1号箱、乳化液2号箱；
将进水管路依次连接进水电磁阀8、进水流量计9和混液箱2；
将乳化液输送泵10的吸液口用胶管连接至混液箱2，出液口用胶管连接至泵站的乳化液1号箱、乳化液2号箱；
将三个乳化液浓度传感器11通过法兰连接分别一对一安装至混液箱2、泵站的乳化液1号箱、乳化液2号箱，并将其信号线均连接至配比控制箱；
将乳化油箱液位显示窗12.1、乳化油箱空滤器13.1通过螺纹连接安装至乳化油箱1；
将混液箱液位显示窗12.2、混液箱空滤器13.2通过螺纹连接安装至混液箱2；
将乳化油流量传感器6、三个乳化油电磁阀(7.1、7.2、7.3)、进水电磁阀8和进水流量计9的信号线均连接至配比控制箱，并将配比控制箱放置在便于观看的合适位置。
经过上述安装过程将***连接关系后，在配比控制箱中PCL的控制下实现以下工作：
1、混液箱2配液
当通过混液箱液位传感器4检测到混液箱2液位低时，在配比控制箱中PCL的控制下，打开进水电磁阀8，同时启动乳化油泵组5的电机，并使第二乳化油电磁阀7.2得电，同时向混液箱2加注清水和乳化油；进水流量计9与乳化油流量传感器6同时检测进水流量和乳化油流量；当乳化油流量达到设定值时，第二乳化油电磁阀7.2断电，同时第一乳化油电磁阀7.1得电，乳化油经第一乳化油电磁阀7.1直接回乳化油箱1；当进水流量达到设定值时，关闭进水电磁阀8，其中乳化油流量和进水流量满足以下条件：
将油流量计6的读数表示为E(L/min)，水流量计9的读数表示为V(L/min)，设定浓度表示为C，时间变量为t(min)，则进水流量Q水(L)和乳化油流量Q油(L)分别为：
Figure BDA0002062425980000071
在配比控制箱中PCL的控制下，对Q油/(Q水+Q油)与C进行比对，通过调整加水或加油时间使二者数值相等。
根据混液箱乳化液浓度传感器11的测量值，可以通过加注乳化油或清水对混液箱2的乳化液浓度进行精调。配比结束后，停止乳化油泵组5电机，完成一次配液。通过混液箱空滤器13.2净化进入箱内的空气。
2、向泵站的乳化液箱补液
当泵站的乳化液1号箱和/或乳化液2号箱液位低需要补液时，在配比控制箱中PCL的控制下，启动乳化液输送泵10的电机，向对应的乳化液箱补液，液位达到设定值时，停止补液。
3、向泵站的乳化液箱补油
当泵站的乳化液1号箱和/或乳化液2号箱内的乳化液浓度低于设定值时，在配比控制箱中PCL的控制下，启动乳化油泵组5的电机，同时第三乳化油电磁阀7.3得电，直接向对应的乳化液箱补油，直至乳化液箱乳化液浓度达到要求。
4、向泵站的乳化液箱补水
在配比控制箱中PCL的控制下，打开进水电磁阀8，同时启动乳化液输送泵10，可以直接向对应的乳化液箱补充清水。
5、泵站的乳化油箱油量监测
当乳化油箱液位传感器3检测到泵站的乳化液1号箱或乳化液2号箱油位低时，将信号传送至配比控制箱，配比控制箱发出声光报警，提醒用户向对应的乳化液箱加油。并通过乳化油箱空滤器13.1净化进入箱内的空气。
可以看出，本发明整个***的工作由配比控制箱中的PLC进行控制，并通过乳化油流量计6和进水流量计9精确地计量了***进水量和进油量，在源头上控制住了泵站乳化液箱中的乳化液浓度；又通过乳化液浓度传感器11的在线监测功能，实时地掌握了混液箱2和泵站乳化液箱中的乳化液浓度，并将数值实时传送至配比控制箱，配比控制箱中的PLC通过判断计算及比对，可随时通过控制向混液箱2和泵站乳化液箱注水或注油，完成对乳化液浓度的微调。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种乳化液浓度在线监测配比***，其特征在于，所述***包括：乳化油箱(1)，混液箱(2)，乳化油箱液位传感器(3)、混液箱液位传感器(4)、乳化油泵组(5)、乳化油流量传感器(6)、第一乳化油电磁阀(7.1)、第二乳化油电磁阀(7.2)、第三乳化油电磁阀(7.3)、进水电磁阀(8)、进水流量计(9)、乳化液输送泵(10)、乳化液浓度传感器(11)、乳化油箱液位显示窗(12.1)、混液箱液位显示窗(12.2)、乳化油箱空滤器(13.1)、混液箱空滤器(13.2)及配比控制箱；
该***的安装过程为：将乳化油箱液位传感器(3)通过螺纹连接安装至乳化油箱(1)相应螺纹孔内，并将其信号线连接至配比控制箱；将混液箱液位传感器(4)通过螺纹连接安装至混液箱(2)相应螺纹孔内，并将其信号线连接至配比控制箱；将乳化油泵组(5)的吸油口通过胶管连接至乳化油箱(1)，并将其出油口用胶管依次连接第一乳化油电磁阀(7.1)、乳化油流量传感器(6)、第二乳化油电磁阀(7.2)和混液箱(2)；将第三乳化油电磁阀(7.3)的一端用胶管接在第一乳化油电磁阀(7.1)和乳化油流量传感器(6)之间，另一端用胶管接至泵站的乳化液箱；将进水管路依次连接进水电磁阀(8)、进水流量计(9)和混液箱(2)；将乳化液输送泵(10)的吸液口用胶管连接至混液箱(2)，出液口用胶管连接至泵站的乳化液箱；将三个乳化液浓度传感器(11)通过法兰连接分别一对一安装至混液箱(2)、泵站的乳化液1号箱、乳化液2号箱，并将其信号线均连接至配比控制箱；将乳化油箱液位显示窗(12.1)、乳化油箱空滤器(13.1)通过螺纹连接安装至乳化油箱(1)；将混液箱液位显示窗(12.2)、混液箱空滤器(13.2)通过螺纹连接安装至混液箱(2)；将乳化油流量传感器(6)、三个乳化油电磁阀、进水电磁阀(8)和进水流量计(9)的信号线均连接至配比控制箱；
所述配比控制箱用于控制***中的相关部件实现混液箱(2)配液：当通过混液箱液位传感器(4)检测到混液箱(2)液位低时，在配比控制箱中PCL的控制下，打开进水电磁阀(8)，同时启动乳化油泵组(5)的电机，并使第二乳化油电磁阀(7.2)得电，同时向混液箱(2)加注清水和乳化油；进水流量计(9)与乳化油流量传感器(6)同时检测进水流量和乳化油流量；当乳化油流量达到设定值时，第二乳化油电磁阀(7.2)断电，同时第一乳化油电磁阀(7.1)得电，乳化油经第一乳化油电磁阀(7.1)直接回乳化油箱(1)；当进水流量达到设定值时，关闭进水电磁阀(8)，其中乳化油流量和进水流量满足以下条件：
将乳化油流量传感器(6)的读数表示为E，进水流量计(9)的读数表示为V，设定浓度表示为C，时间变量为t，则进水流量Q水和乳化油流量Q油分别为：
Figure FDA0003301621620000021
在配比控制箱中PCL的控制下，对Q油/(Q水+Q油)与C进行比对，通过调整加水或加油时间使二者数值相等；
根据混液箱乳化液浓度传感器(11)的测量值，通过加注乳化油或清水对混液箱(2)的乳化液浓度进行精调；配比结束后，停止乳化油泵组(5)电机，完成一次配液；并通过混液箱空滤器(13.2)净化进入箱内的空气；
所述配比控制箱还用于控制***中的相关部件实现向泵站的乳化液箱补油：当泵站的乳化液箱内的乳化液浓度低于设定值时，在配比控制箱中PCL的控制下，启动乳化油泵组(5)的电机，同时第三乳化油电磁阀(7.3)得电，直接向对应的乳化液箱补油，直至乳化液箱乳化液浓度达到要求。
2.如权利要求1所述的***，其特征在于，将乳化油箱液位传感器(3)通过螺纹连接安装至乳化油箱(1)相应螺纹孔内之前，先将乳化油箱(1)，混液箱(2)，泵站的乳化液箱放置到平板车上。
3.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述配比控制箱还用于控制***中的相关部件实现向泵站的乳化液箱补液：当泵站的乳化液箱液位低需要补液时，在配比控制箱中PCL的控制下，启动乳化液输送泵(10)的电机，向对应的乳化液箱补液，液位达到设定值时，停止补液。
4.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述配比控制箱还用于控制***中的相关部件实现向泵站的乳化液箱补水：在配比控制箱中PCL的控制下，打开进水电磁阀(8)，同时启动乳化液输送泵(10)，可以直接向对应的乳化液箱补充清水。
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