卧式三柱塞往复乳化液泵站电控内卸载系统的研究 (2).pdf

卧 式 三 柱塞 往复 乳化 液泵 站 电控 内卸载 系统 的研究 平 顶 山煤机厂 裴 守智 卧式 三柱 塞 往复 泵 因其具有 耐冲击 压 力高、效 率 高、结构 紧凑 、耐 用 、有一定 的 自 吸 能力、 对介质要求不高等优点，C 运 应 用王 鞲墨婆匿塞塑的动力源，使用介质 为含 3～ 5％的乳化油中性水溶液。 国 内外乳化 液往复 泵的 卸载方式 太都采 用 高压 外 卸载 。 即在液 压 系统 中用机械 卸载 阈卸载 为保持液 压 系统 有一 定的压 力 ，节 省 电能 ，综 机 使用的 乳化液泵 站不采用 溢流 阀 ，而 是采用 专用的机 械液压 自动 阀 。接在 乳化 液 泵后 面 泵 和 阀为两 个 独立的 结构 。 乳 化液 泵提供的 高压液 能直接 通过 自动 卸载 阀进 入液压 系统 中。 1 ． 自动卸载 阀工作厚 理 自动卸载 阀分直 动式和 先导式两 种 。结 构 比较 复杂，密 封带多 翻 1 。机械 直动 式 自动 卸载阀的 工作原理 是 正 常工作 时， 泵 排 出的 液体 在液压 力P 的作用下 ，顶开 单 向阀 a，液 体 由A腔进 入B 脏， 当压力 达 额 定 值时， B腔 中一股液 体按箭 头所 示方 向 流入 C腔 。将主阀 芯 b托 起 ，A腔 中 的流 维 经 D腔流 回液箱， 压力P 突然 降至F ’ 擎 阀 a在弹簧 力 f和液压力P 的 匣 作 喟 F 闭。 使泵 处于空 负荷 运转状态当压力P 簿 到某 一定值 时，主 阀芯 b 复位弹簧 e的 用下关 闭 。A瞪中 国压力升 高， 顶开 学向啊 8， 泵供 给 系统 高压 谪能 。 斌 屯 式 宙翘 卸载阀 在结 构土 比较复 杂 - 势亭 ， 其原 理大致 相 同 l懒式 ． 卸筑鞠 。 ． 释放 高压液能 宋 达纠卸 投的 f ． ． ■ 监 中压 力P 褒然 降压，单 t 【 瓣 a置弹 巍 。 和渡压 力P 厦作用 下 凳鲤、 造成 f双 刚敏 压 冲击力 。这种液 压冲击 力是 造成 阀座、阀 芯 各部密封损 坏的 主要 因素，并 波 及整个 液 压系统。而且卸载动作十分频繁。尤其在高 压 大漉量液压 系统 中， 液压冲击 力的破 坏能 力 是很 大的 。由于复位 弹簧的疲 劳，材 质 和 热 处理 不稳定， 无论是 国 内的 、国外 的机 械 式 自动 卸载阀都 存在着使 用 寿 命 低 、事 故 多 、不 稳定 、调整 困难 等 问题 ，直接影 响着 泵站 的正常 运转 。这 是综采 的一个 比较突 出 的难题 ，机 械式 自动 卸载 阀在2 0 MF a以下 比 较稳 定，4 0 MF a 以下寿 命很 低， 在 超 高 压 8 O ～ 1 6 0 MF a的 液 压力 下无法 卸载 。为此， 研究 了卧式 三柱 塞往 复泵采 用 电 控 内 卸 载 方 式 。 一 ’ 三 扦 立朝式审最忾 先 导式卸慧镗 1 卧 式三柱 塞住蔓 暮工作厚 理 ．自电动 机 经 轮 减遗驱 动 三 拐 曲 轴 旋 转 再经醺 轩滑 捷带 动挂 鐾作托复 运动， 当 睾 } 冬C往 r贬点方 向运动时 嘲 2 ，缸套 黔 内 生负压， 将嘎请 阀 a打开 ，液 体 r 吐 t 力 的 撵用下从 ～腔 遍 j B腔。当柱 肇 ， 1 』 死 片 运动 H 蔽液 阀 8 一 t ， 0 ． 泼流 的作用 。缸套 B腔 内 ⋯ 窀舵 匿匀 ．弼 开排 液阀 b，将 高压液 ■ 荽} 克 1 5 维普资讯 图2 图3 3 ． 电控 内卸 载住蔓泵 工作 原 理 在正常 工作时其 动作原 理 与上述相 同 但 在卸载时 其工作 原理就大 不相 同 。在额定 压 力下 ， 电子敏性 压力元 件，将 液髑 变成 电 信 号，经无 触点开 关 电路，使直 流电磁铁 i 断 电 图 4，在 电磁铁 内复位弹簧 g的作 用下 ，推动 铁芯 d向下运动 ，在 吸浓 过程 中 顶 着吸液 阀芯 a，使阀 芯不 能复位 。造成吸 液 阀为常开 状态 。 B压力腔 内形不成 压力， 无法 打开排 液阀 b，此 时吸 排液 阀 都 不 工 作 。柱 塞往复 运动将 液体吸 入 B腔 内后 ，在 柱 塞往 上死 点方 向运 动时，又 将 B腔 内的液 体 送回 A腔 ，赦 称 为 内卸载 。此 时泵 不供 给 液 压系统 液 压能 。使 泵完全处于 空 负荷 运转 状态 。当液压系统 中压力 下 降至某 一 限定 值 时， 电子敏 性压力 元件发 出 电信号 ，经 无触 点开关 电路使直 流 电磁 铁 i 通 电 ，将铁芯 d 吸台 ，吸 液闻又能 正常工 作 。泵供 给系统 高 压 液能 图 5 。我 们是采 用 电磁 铁直接控 制 往 复泵 吸液 阀芯 a来达到 卸载 的 目的。 ‘ ． 电控 内卸载 系统的特性 1 6 图4 电控 内卸载往 复泵 卸载时， 吸液闻芯 也 ， 日有在各 自的吸液 过程 中才能被顶着 。在 电 磁内复位弹簧 g的作用下吸液阀 芯 不 能 复 位，卸载时并不破环各 自的吸排液循环程序 匿 6 。设1 5 0 。 灶 为卸载 点 。此 时柱 塞 1 在吸渡 ，柱 塞 2、 3在排液 。运动至2 7 0 。 处 时，柱 塞 1吸入 B压力腔 中的液 体又被送 回 吸液腔 A，柱塞 2在 吸液 ，柱塞 3在排液 。 柱塞 3排液后就不再有柱塞排液 。其卸载时 的 曲线就是柱 塞 3无 因次流量 曲线 。卸载 曲 线很 平缓 。图 7为通过压力传 感器示 波器所 描绘 记录 的升压与卸载 过程 压力变化 动态 曲 线 。电控 内卸载系统 的应 用是 将复杂 的液 压 卸载过 程变 成了泵站供液 与不 供液 的梅单过 程，在液压系统中并不释放液压能，不存在 高压 液流突然 降压换 流 向的运 动 。不产 生 冲 击渡 。 电控卸 载 与压 力 、流量 的大小无 关 ， 无卸载 液流 回路 ，同步性 能好 。取消 了机 械 式 自动卸载 闻， 因而 卸载时 无 冲 击 、无 噪 声 、非常 稳定 可靠 ，提高泵站 的寿 命，压力 词 整 非常 方便 ，适 用 于高 、中、低 全 部压 力 范 围，而 且精 度较 高。恢 复 压力 可 自 由 调 整 ，能满 足各种液 压支架对 压 力的要求 。 电 控 卸 载在高压 和超高压 的液压 系统 中，是 一 种 理想 的卸载方 式 ，完全 可实 现 自动控 制 。 圈6 l } 1 ～ ， e 2 2 4 。 。 订 一而 机撼阻回t盏城 田 线 下 转第 5页 维普资讯 总移 近量 的4 0 ． 2 ～0 3 ． 4 。这是 由于 煤层开 采后 ，上覆岩 层正处 于惫剧 地冒落 、 断裂， 沉降 运动 过程 中，故 支架压 力 大， 围岩 移动 强 烈 。由于上 帮围岩较 密实 有 一定 的支 承能 力 ，而下 帮为 冒落 体，松散 ，所 以下帮载荷 大于上 帮载荷 。 采面 后方1 7 2 5 m为矿压显 现减 弱 区， 支架 载荷 和围岩变 形均 明显 减弱 。这是 由于 该 时期 上覆 岩层 的运动 由强 变弱，并 逐渐稳 定 下来 ， 冒落矸 石 在支架 周 围形 成一 个包 围 体，逐 渐 由松 散变 为密实， 自身强度 不断增 强 ，具 有一定 的强度 和支 撑能 力。 2 5 m以远为显现 稳定 区，支 架 载 荷逐 渐 稳定 在1 O O k N／ 架左 右，围岩 移 近 速度 降至 1 2 mm／ 日。这是 由于此 时巷 道的顶 帮 已形 成相 当致密 的 冒落矸石 压缩 体，均匀 地作用 在巷道支 护体上 ，并 以其 自身所 形成 的支 撑 能 力与支架一 起 ，形成联 合支撑体 系 。对巷 道 起到 了保护 作用 。 2 ．2 1 0 2 、 2 1 0 3 采 面 运 输 顺 槽 的矿压 显 现 这两 条巷 道 的观 测结果基 本相 似。也可 舟 为矿压 显现强 烈 区 0 l T m 、减 弱 区 1 7 2 5 m、 稳 定 区 2 5 m以远 。支架 载荷 和围岩移近 均大 ] 2 1 0 2 回风 顺槽 。这是 由于运输 顺槽 的下帮 为实体煤 ，巷道在 采面 煤壁 处受支承 压力 的叠加影 响，因此 矿 压显 现 要 比受两侧 采动 的 回风顺槽 强烈 。 无 论是 回风顺槽 还 是运输顺 槽，压 力稳 定后 ， 巷 道断面能保持 在 3 ． 5 ～4 ． 2 m。 左 右、 巷 道 高度1 ． 8 ～2 ． O m。在 采面 后方 5 0 6 0 m处 巷 道经一 次松帮 卸压全 面维 修后 ， 和初 掘时 基 本相似 ，保 证 了运 输、通 风 和 行 人的需 要 ，这是原木支 护时 不可能做 到的 。 前进 式开采 和后退式 开采 在矿压显现 上 的 区别在 于，前进 式开采 沿 空留巷 由于采 面 前方无巷 道，仅 受采面 后方残 余支 承压力 影 响，避开 了超前 支承压力 的 作用 ，有 利于巷 道的维护 J而后 退式开采 沿空 留巷 ，巷道 则 要 承受 采面 前方支 承压 力的作用 ，支架 所受 压 力 和围岩 变形均 大得 多，因此 不利于巷道 维 护 。 四、技 术经济效 果 1 两个试验工作面 共推 进4 2 0 m， 生产原煤1 4 万t ，整个生产系统畅通、安 全， 各 项指标均 优于 后退式 采煤法 。 2顺槽 采用u型 钢 可 缩 性支架支 护 ，提高了支撑能 力 ，增 大 了巷 道 断面， 节 约 了大量的坑木 ，满足 了生产、 通风、行 人 的需要，取得了很好的经济效益。 3缩短 了采 面 的准备 时 间。前进式 采 煤 法的准备工 程 量 为 1 6 0 m，时间为 2个 月， 比后退式 采 煤法减少 8 5 ，费 用仅 为后 者 的1 5 。试验 缓解 了黄 门煤 矿采掘 失调 的 矛 盾 ，避 免 了小龙 庙井 的停产 待掘现 象，减 少 了 l l O 万元 的产值损 失 。 4 由原来 的采煤掘进 双系统 生产管 理 简化 为单 一系统生 产管理 ，从而节 约了人 工 、设 备 ，提 高 了矿井 的集 中化程度 ，简化 了生产 环节 ，节 约 了费 用 。 责任磐 辑许 升 阳 上接第 1 6 页 5 ． 结论 1 9 8 4 年在 煤炭科 学研究 院太 原分 院完成 了电控 卸载型式 试验 3 3 万 次，超过 了原 煤炭 部规定 自动卸载阀寿命试验1 2 万次的标准。 P RB 6 1 2 5 ／ 3 2 型 电控 内卸载 乳化液 泵站 于1 9 8 7 年 9月 1 2 日在平 顶 山 四 矿 戌 t 采 区 戌。 一1 7 0 3 0 综 采工作 面进 行 了 工 业 性 试 验 ，配套支架 为 G 3 2 0 1 ． 3 ／ 3 ． 2 型，到 1 9 8 7 年底 共运行 了I 1 0 天 ，出煤1 3 2 万 t 。试 验 期 间 ，除无 触 点压力表 防振 性能 不太理 想外 ， 其它 电器 部舟 ，都经 受了井下 防爆 、防潮特 定条件 的考验 。这 2台泵现在 仍然在井 下正 常 运转 中。 责任 磐辑傅 元 义 维普资讯