煤礦綜采工作面是我國重要能源煤炭開采的工作平臺。煤礦用乳化液是在綜采工作面上工作的液壓掩護支架等液壓設備的重要工作介質。綜采工作面工作覆蓋范圍大,因此對乳化液的消耗量大,同時液壓設備工作時對乳化液濃度精度有較高要求。

現有的乳化液配比系統大多采用濃度傳感器測量所配置乳化液濃度信號并進行反饋調控的閉環濃度控制系統。但由于綜采工作面覆蓋范圍廣,響應時間和反饋時間都比較長,且乳化油的親水性導致濃度傳感器濃度測量困難,測量精度不高等原因,導致現有的閉環控制系統不能很好的達到乳化液自動配比系統的精度要求。

在此基礎_上,作者提出-種以柱塞泵為執行元件,實時流量為反饋信號的閉環控制乳化液自動配比系統。具體方案如下:計算選型兩效率高的三柱塞泵分別輸送靜壓水和乳化油,通過開關進行乳化液不同配比濃度的模式選擇。在確定好配比濃度后，變頻器以初始頻率啟動兩電動機,電動機帶動柱塞泵工作。將系統的反饋信號測量采集點控制在靜壓水泵的輸出口附近,通過控制輸入系統中的乳化油和靜壓水的體積比,實現乳化液配比系統的精度要求。使用可編程控制器實現礦井綜采工作面的自動配比,并增加如急停按鈕和警報指示燈之類的示警裝置,在保證系統穩定運行的同時增加系統的安全可靠性。

在原有方案基礎上,在乳化油支路增加渦輪流量計以測量油路系統的實時流量。在搭建好的模擬實驗臺上,實地運行了乳化液自動配比系統對三種不同濃度的乳化液自動配置情況。測量并記錄了三種不同濃度的乳化液配置流量數值曲線圖,通過計算發現輸入系統的乳化油和靜壓水的體積比在配置要求誤差范圍內。

該設計方案良好的實現了有關乳化液自動配比系統的精度要求。匯總和分析了系統運行中可能出現的故障并羅列其解決辦法。說明本設計方案能切實的解決綜采工作面乳化液配比上的高精度自動配比問題。