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泵站基础知识 1 泵站组成及液压系统 目录 3 乳化液箱作用及组成 2 乳化液泵的工作原理 泵站组成及液压系统 第一节 一 简介 乳化液泵站是煤矿综采工作面的一项重要设备 它是液压支架的动力源 乳化液泵站一般由乳化液泵组 乳化液箱配套而成 并具有完善的控制 过滤及安全保护装置 随着高产高效综合机械化工作面的发展 乳化液泵站也不断更新换代 总体趋势是增大其主要性能参数 如提高乳化液泵的压力 流量 改进结构 提高可靠性 引入微机自动监控技术等 乳化液泵一般采用卧式柱塞泵的结构型式 其具有工作压力高 结构简单 工作可靠 使用寿命长 维护方便等特点 乳化液泵也可派生成喷雾灭尘泵 改用清水为工作介质 向工作面采煤机提供冷却水源和喷雾灭尘用水 近年来随着高压大流量乳化液泵的发展 也出现了少数五柱塞泵和个别变量乳化液泵 国外大功率乳化液泵的减速箱一般使用强制润滑并加装冷却风扇或冷却器 而国产乳化液泵多用飞溅润滑 英国雷波国际采矿设备公司为神东公司各矿提供的乳化液泵站使用了陶瓷柱塞及复合材料的柱塞密封 吸排液阀和集液器均采用不锈钢材料 曲轴采用多点支承的结构 整个泵站系统保护及自动控制装置齐全 泵站的乳化液箱上装有液温 液位 乳化油油位监控设备 高低压过滤器 磁过滤器及自动配液装置等 大流量的电液 机械卸载阀通过具有微处理器的电了控制系统随支架系统压力来自动控制乳化液泵卸载 也可由卸载阀中的机械先导阀作用控制泵自动卸载 保护功能完善 工作更为可靠 分类 乳化液泵站 喷雾泵站泵 乳化液泵站配三至四台乳化液泵 喷雾泵站配二至三台喷雾泵 液箱 乳化液泵站配一至两个液箱 喷雾泵站配一个液箱 电控系统 HA HB PC21液压管路及附件 二 泵站的组成 三 RMI泵站最新配置 四 乳化泵站液压系统 液压系统的主回路 低压乳化液从液箱经打开的截止阀吸入乳化液泵 通过泵将压力提高后 排出的高压乳化液经电磁 机械卸载阀 高压过滤器 通过输液管路向工作面液压系统供液 主回路中的辅助元件 安全阀 高压蓄能器 压力传感器 缓冲器等 补油系统 泵 马达组件 减压阀 管路 接头等组成 加液系统 清水过滤器 供液电磁阀 浮球阀 自动配液阀 吸油侧的单向阀 管路 接头等组成 采面回液系统 支架回液通过回液过滤器 管路 接头等辅助元件返回液箱 五 乳化液泵站液压系统图 卧式柱塞泵属于径向柱塞泵 它是借助柱塞在泵缸体工作腔内的往复运动 使工作腔的容积产生周期性变化 来完成泵的吸 排液过程 特点是流量大 压力高 结构紧凑三柱塞泵流量的计算 Q qn vx0 001 2d2ez vx0 001d 柱塞直径 cm e 曲轴偏心距 cm z 柱塞数 n 曲轴转速 r min v 容积效率 第二节乳化液泵一 乳化液泵的工作原理及特点 二 泵技术参数 三 乳化液泵的组成 曲轴箱齿轮箱泵头电磁 机械卸载阀润滑 冷却系统 四 S300乳化液泵外观图 五 乳化液泵的工作过程 S300高压大流量乳化液泵为卧式柱塞泵 它的三个柱塞水平布置 泵工作时电动机的旋转运动通过一对齿轮副减速后带动曲轴旋转 再通过连杆 十字头滑块将曲轴的旋转运动转化为柱塞在泵缸体中的往复运动 当这种曲柄连杆机构带动柱塞远离柱塞腔时为柱塞吸液行程 这时柱塞内的密闭空间增大形成负压 乳化液在大气压力作用下打开吸液阀进入柱塞腔 曲柄连杆机构推动柱塞使柱塞腔容积减少时为柱塞排液行程 乳化液在柱塞推力作用下打开排液阀进入支架液压系统 曲轴旋转一周完成柱塞的一个往复行程即完成该柱塞的一个吸排液过程 六 曲轴箱内部整体结构及特点 箱体泵箱体材料为球墨铸铁 泵的箱体为剖分式结构 箱盖与箱身从主轴承孔中心线处与水平面成45 夹角方向分开 箱体下部与底座水平面剖分 箱体的特点是 曲轴采用多点支承结构 提高了曲轴的承载能力 便于曲柄连杆机构的拆装和维护 曲轴泵曲轴用低碳钢锻造成型 采用多点支承曲轴颈几何尺寸较小 曲轴在泵中是用来把电动机的旋转运动转化为柱塞的往复运动 工作时它承受周期性的交变载荷 是曲柄连杆机构中最重要受力零件之一 曲轴为三拐四点支承 这种曲轴的受力可简化为任意两支承间的简支梁状况 刚度和强度都较好 在相同几何尺寸的曲轴中 这种支承结构的曲轴可承受较大的柱塞力 七 连杆 滑块 柱塞 1 连杆 连杆是传动端曲柄连杆机构中连接曲轴和滑块的部件 连杆的运动是一符合的平面运动 可以看作是沿缸体中心线移动和绕滑块销摆动的两种简单运动的合成 2 滑块 滑块一端与连杆小头销连接 一端直接与柱塞相连 它只作直线往复运动 滑块体外表面开有油槽 使润滑油经连杆杆体中心油孔 连杆小头衬套 滑块销流到滑块外表面 而润滑滑道运动表面 滑块与柱塞靠外圆表面定位 通过柱塞连接螺杆进行连接 这种连接结构简单 重量径 3 柱塞 泵使用陶瓷柱塞 其表面极光滑因而不易擦伤柱塞密封圈 且非常耐磨 大大提高了柱塞和柱塞密封的使用寿命 改善了性能减少了使用中的维护工作量 柱塞表面不需要加油润滑 这种陶瓷柱塞的缺点 陶瓷柱塞性脆易碎 柱塞密封采用自调式密封组件 具有自润滑性 八 缸套组件 柱塞密封采用自调式密封组件 具有自润滑性 九 齿轮箱 齿轮箱采用斜齿轮传动 传动平稳 承载能力大 传动比 2 63 1 2 45 1 十 泵头 1 压盖螺栓2 压盖3 壳体4 密封垫5 定位块6 弹簧7 阀座8 阀芯9 弹簧10 阀芯11 密封垫12 阀座13 密封垫14 螺栓 组成 壳体 吸排液阀 泵头体压盖 吸水盒等组成 特点 吸排液阀处在同一中心轴线上 为直通式 其特点为过流性好 余隙容积小 结构紧凑 尺寸小 但装拆及更换柱塞密封不便 性能 吸排液阀采用向导式的锥形阀结构 流道平滑 过流能力强 密封性能好 关闭速度和滞后角小 冲击和回流损失小 使用寿命长 陶瓷柱塞 光滑且耐磨 表面不需要加油润滑 但性脆怕碰 柱塞密封采用自调式密封组件 具有自润滑性 十一 卸载阀 阀壳体 机械先导阀 电磁先导阀 主阀芯 先导过滤器 附件卸载阀是乳化液泵中最重要的液压元件之一 它的功能是使泵的工作压力不超过规定压力值 同时在综采工作面支架不需用液时 能自动把泵与工作面的供液系统切断 将泵排出的多余液体直接返回乳化液箱 使泵处于空载状态下动转 当综采工作面需要液时 又能自动地接通工作面液压系统 向工作面提供高压乳化液 从而降低了电机能量消耗 减少系统流发热 延长乳化液泵使用寿命 1 组成及作用 2 卸载阀外观及分类 卸载阀的外观RMI公司最新设计卸载阀的结构 3 机械先导阀及主阀芯 加载当泵的输出压力低于卸载阀的设定压力时 由于先导回路是封闭的 滑阀上下腔液体压力平衡 由于弹簧力的作用滑阀处于关闭状态 而主阀芯中的单向阀处于开启状态 此时泵处于加载状态 卸载当泵的输出压力高于卸载阀的设定压力时 由于先导回路与回液管路相通 滑阀上下腔液体压力失去平衡 由于液体克服滑阀上方弹簧力的作用 滑阀处于开启状态 而主阀芯中的单向阀处于关闭状态 此时泵处于卸载状态 特点采用了压力延时装置 降低了先导阀的动作次数 根据不同的使用要求 可更换不同的先导阀阀座来改变其降压范围 4 电磁先导阀 电磁先导阀内的阀座采用不锈钢材料 阀芯采用陶瓷球 使用寿命长 内部结构简单 动作灵敏可靠 电磁先导阀主阀芯内部结构与机械先导阀主阀芯内部结构完全相同 5 卸载阀内部结构的实物剖视图 一 机械部分二 卸载阀 组成 阀体单向阀滑阀 主阀 机械先导阀电磁先导阀电磁铁 6 机械卸载阀的使用及压力设定 机械先导阀压力设定 把电磁先导阀的控制旋钮应打在 1 位后调整机械先导阀的压力调整螺钉 此时电磁先导阀在控制过程中不起作用 只有机械先导阀能够正常工作 机械先导阀设定的压力值应比电磁卸载阀的卸载压力高25 30bar 否则电磁先导阀不能正常工作 卸载阀在正常工作状态下 电磁先导阀的控制旋钮应打在 0 位 此时卸载阀的工作状态由电磁先导阀控制 而机械先导阀成为后备保护装置 只有在电磁先导阀不能正常卸载时 系统压力超过机械先导阀设定的压力值时 机械阀动作 卸载阀开始卸载 或者在电气控制系统不能正常工作时 需要把电磁先导阀的控制旋钮应打在 1 位 由机械先导阀控制卸载阀的工作状态 十二 安全阀 泵组安装的安全阀为充气式高压安全阀 出厂调定压力为41 4Mpa 恢复压力为调定压力的85 高压安全阀直接安装在乳化液泵的泵头上 它是乳化液泵过载保护的一个重要的安全设施 在液压系统正常工作时 安全阀处于常闭状态 不起作用 但当液压系统压力突然升高 且大于卸载阀调定卸载压力 而卸载阀又因故障未能及时进行卸载时 安全阀开放 使泵的排液经安全阀的泄流口喷出 十三 回液缓冲装置 十四 泵的电气保护部分 每台泵都安装本安型MR6 P2的监控继电器装置 HA HA PC21 输入电压为15V 用于对乳化液泵曲轴箱中润滑油油温 油压及油位进行监控 1 油位开关 用于泵曲轴箱内润滑油油位监测 当曲轴箱内润滑油限定的最低油位时 监控继电器切断泵电机电源 近使泵停转 同时发光二极度管显示油位过低信号 而安装在液箱上的警铃也会发声报警 2 油压开关 传感器 预先调定压力为0 35Mpa 50Psi 当润滑系统中润滑油压力低于预先设定值时 监控继电器使泵停止运转 发光二极管显示油压不足信号 同时液箱上的警铃响起 3 油温开关 传感器 预先设定许最高油温为85 当箱体油池内的润滑油油温超过最高油温时 信号将传递到监控继电器 监控继电器的发光二极管显示油温过高 同时响起警铃 并使泵的电机停止运转 第三节乳化液箱 外观图 一 乳化液箱作用及组成 作用 储存系统所需一定量的乳化液 还具有散热 沉淀杂质 分离乳化液中的气泡等作用 组成 由乳化液室和乳化油室两个室组成 另加一些辅助元件和电气保护装置 辅助元件自动配液阀 配制乳化液用的水经过进水过滤器过滤后经自动配液阀自动配制成乳化液进入乳化液室 浮球阀或供液电磁阀手摇泵或加油泵 马达组件 乳化油室中的乳化油由手摇泵供给 蓄能器 起削减压力脉动 稳定系统压力的作用 内部充无氧氮气压力一般为定额工作压力的65 75 最低不得低于系统压力的40 回液过滤器 电气保护 低液位保护低油位保护 油量 90L乳化液温度保护 85 动作 45 报警 55 动作 温度产生的原因 二 乳化液箱的参数 三 浮球阀 作用 控制水箱液位为一定高度 工作原理 见图 先导式浮球阀