本發(fā)明涉及一種乳化液自動配比控制方法及系統(tǒng)，具體為一種基于礦用泵站乳化液自動配比系統(tǒng)。

背景技術：

乳化液作為一種工作介質，在煤礦液壓支架和單體液壓支柱等液壓支護設備中得到廣泛的應用。而乳化液濃度是影響乳化液性能的一個重要指標，其濃度適當與否直接影響到液壓支架和液壓支柱的工作壽命和生產(chǎn)成本。濃度過低會使液壓元件的潤滑性、防銹性和穩(wěn)定性大大降低，同時影響設備壽命和安全生產(chǎn)。濃度過高會使乳化油用量增加，增加生產(chǎn)成本。因此，為了延長液壓支護設備的使用壽命和降低生產(chǎn)成本，必須嚴格控制乳化液的濃度。我國《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：礦用乳化液濃度一般在3％～5％之間。因此準確、穩(wěn)定、快速、高效的乳化液自動配比系統(tǒng)尤其重要。

現(xiàn)有的乳化液自動配比系統(tǒng)主要有兩大類：一類是根據(jù)流體力學或容積特性自動配比，即采用機械裝置配比。其結構簡單，成本低廉。但其配比控制原理為開環(huán)控制，配比精度不高，乳化液濃度波動大；另一類是完全由控制器控制閥門或供液泵電機給水、供油，由濃度、液位傳感器等進行監(jiān)測，經(jīng)控制器分析處理，調節(jié)供水或供油泵轉速進而校正乳化液濃度。但由于乳化液使用過程中受用液泵和沉淀箱等的干擾較大，引起乳化液濃度的波動，從而導致配比泵頻繁啟停，轉速不斷變化，減小了整個系統(tǒng)的使用壽命與穩(wěn)定性，且其控制過程較為復雜，整個系統(tǒng)成本較高。所以研究一種配比濃度準確、配比原理簡單、成本低廉的乳化液自動配比的閉環(huán)系統(tǒng)對于增加設備壽命、提高生產(chǎn)效率具有重要意義。

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：針對上述現(xiàn)有技術，提出一種乳化液自動配比控制方法及系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)種乳化液自動化精準配比，并提高系統(tǒng)的使用壽命。

技術方案：一種乳化液自動配比控制方法，包括如下步驟：通過濃度傳感器、液位傳感器對乳化液箱內的乳化液濃度、液位進行測定；如果濃度不在規(guī)定的范圍之內，則控制器根據(jù)檢測到的液位與濃度計算乳化液箱中水和油的體積，再計算確定校正到標準濃度所需補入的水、油的體積；然后開啟相應的供水電磁閥或供油乳化油泵，通過對應的流量計檢測控制流入相應體積的水、油；若此時乳化液箱中的液位低于預設值h2，則控制供水電磁閥或供油乳化油泵，加入所述標準濃度配置所對應比例的水和油，直到乳化液箱中的液位達到預設值h3。

進一步的，所述供水電磁閥或供油乳化油泵由控制器根據(jù)所述所需補入的水、油的體積自動控制。

進一步的，濃度規(guī)定的范圍為3～5％，標準濃度為4％。

進一步的，所述供水電磁閥和供油乳化油泵的輸出通過混流器混合后進入乳化液箱。

進一步的，控制供油乳化油泵從油箱中取油，并通過控制器自動控制供油泵的工作，維持所述油箱中的油量位于預設范圍h0～h1之間。

一種乳化液自動配比控制系統(tǒng)，包括減壓閥、供水電磁閥、流量計、供油泵、油箱、乳化油泵、混流器以及控制器；水源通過管路依次順序連接減壓閥、供水電磁閥、流量計，流量計的出口連接到混流器第一入口；油源通過供油泵連接油箱的入口，所述油箱的出口通過管路依次連接乳化油泵和流量計，再連接至混流器第二入口；所述混流器的出口連接至乳化液箱的入口；所述乳化液箱中設有乳化液濃度傳感器、液位傳感器，其信號輸出端連接至控制器，所述控制器連接供水電磁閥、供油泵以及乳化油泵的控制端。

進一步的，所述水源和減壓閥之間的管理上設有過濾器。

有益效果：與傳統(tǒng)的機械式配比方法相比，本發(fā)明采用閉環(huán)控制，通過對液箱中乳化液的液位與濃度的檢測，準確的補入相應的液體體積，可以達到4％的標準濃度。

現(xiàn)有采用變頻器調節(jié)供水、供油泵轉速來對乳化液濃度進行校正的方法容易受到用液泵及相關內部沉淀箱的干擾、容易超調。從而導致校正過程時間長。本發(fā)明理論上為“一次校正”不會出現(xiàn)超調，校正過程短。

本發(fā)明在一次校正過程中理論上只需對相應供水電磁閥或乳化油泵啟停一次。避免了電機的頻繁啟停，延長了設備壽命，提高了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

本發(fā)明在實現(xiàn)了準確配液的同時省略了復雜的變頻調速裝置，避免了復雜的系統(tǒng)控制與調節(jié)，節(jié)約了制造成本，增加了系統(tǒng)可靠性。

附圖說明

圖1為乳化液自動配比系統(tǒng)結構示意圖；

其中附圖標記：1.過濾器、2.減壓閥、3.供水電磁閥、4.流量計、5.供油泵、6.油箱、7.乳化油泵、8.混流器、9.乳化液箱；

圖2為油箱液位控制流程圖；

圖3為乳化液自動配比流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明做更進一步的解釋。

如圖1所示，一種乳化液自動配比控制系統(tǒng)，包括過濾器、減壓閥、供水電磁閥、流量計、供油泵、油箱、乳化油泵、混流器以及控制器。水源通過管路依次順序連接過濾器、減壓閥、供水電磁閥、流量計，流量計的出口連接到混流器第一入口。油源通過供油泵連接油箱的入口，油箱的出口通過管路依次連接乳化油泵和流量計，再連接至混流器第二入口?；炝髌鞯某隹谶B接至乳化液箱的入口。乳化液箱中設有乳化液濃度傳感器、液位傳感器，其信號輸出端連接至控制器，控制器連接供水電磁閥、供油泵以及乳化油泵的控制端。

該系統(tǒng)中，供水電磁閥、供油泵、乳化油泵作為執(zhí)行機構，供油泵保持油箱內油位在設定范圍內，供水電磁閥與乳化油泵分別向乳化液箱中供水、供油。乳化液濃度傳感器、液位傳感器、流量計作為檢測機構，分別對乳化液箱中的濃度、液位和進水量、進油量進行檢測?？刂破鞑捎梦鏖T子200plc，乳化液箱內設沉淀箱和溢流箱。

一種乳化液自動配比控制方法，系統(tǒng)開機后，控制器與供油泵配合，保證供油箱中油位在預設范圍h0～h1之間，如圖2所示，可以隨時通過乳化油泵向乳化油箱供油。同時，通過濃度傳感器、液位傳感器對乳化液箱內的乳化液濃度、液位進行測定。通過控制器判斷，如果濃度不在規(guī)定的3～5％范圍之內，則控制器根據(jù)檢測到的液位與濃度計算乳化液箱中水和油的體積，再計算確定校正到標準濃度所需補入的水、油的體積，其中乳化液箱中液位與體積的關系已提前測定。然后開啟相應的供水電磁閥或供油乳化油泵，通過對應的流量計檢測控制流入相應體積的水、油，從而對液箱中乳化液的濃度進行精準的校正，如圖3所示。若此時乳化液箱中的液位低于預設值h2，則通過控制器自動控制供水電磁閥或供油乳化油泵，加入標準濃度配置所對應比例的水和油，直到乳化液箱中的液位達到預設值h3。其中，供水電磁閥和供油乳化油泵的輸出通過混流器混合后進入乳化液箱。

此過程只對箱中乳化液濃度校正一次，校正結束后，理論上其乳化液濃度應為標準濃度4％。由于整個供液系統(tǒng)為封閉結構，在正常工作過程中一般不會出現(xiàn)跑液漏液，隨著工作的進行乳化液也會混合越來越均勻。除非整個系統(tǒng)切換到手動配比，一般情況下，乳化液濃度會恒定在4％。除非濃度偏出規(guī)定的3～5％范圍，否則不對其進行校正。正常一個自動配比工作模式下，只需要對其濃度校正一次。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。