乳化液自動配比系統(tǒng)設(shè)計與優(yōu)化.pdf

1、乳化液被譽(yù)為井下支護(hù)設(shè)備的血液，在煤礦中有著重要作用。乳化液濃度是影響其使用性能的關(guān)鍵因素，因此需要對配制乳化液的濃度進(jìn)行準(zhǔn)確控制。傳統(tǒng)的乳化液手動法配比和機(jī)械配比法由于配比精度低，操作復(fù)雜等缺點(diǎn)已被逐漸淘汰，現(xiàn)多用自動配液的方式。
　　自動配液系統(tǒng)主要有雙缸定比配液系統(tǒng)、自力式自動配比系統(tǒng)、單片機(jī)控制配液系統(tǒng)以及PLC控制配液系統(tǒng)。雙缸定比配液系統(tǒng)由于缺少傳感器，無法對系統(tǒng)的配比濃度進(jìn)行監(jiān)控；而自力式自動配比系統(tǒng)由于井下風(fēng)壓、水

2、壓不穩(wěn)定，配比精度無法保障；單片機(jī)控制的自動配液系統(tǒng)多為開環(huán)控制；而PLC控制的自動配液系統(tǒng)由于濃度傳感器在使用過程易受污染影響精度，故設(shè)計時不用濃度傳感器直接測量，而采用液位傳感器的方式對乳化液濃度進(jìn)行間接測量，實(shí)質(zhì)上乳化液充分混合后，濃度傳感器在清潔的情況下對系統(tǒng)乳化液濃度的精度把控遠(yuǎn)高于液位傳感器，因此自動配液系統(tǒng)的改進(jìn)需解決乳化液充分混合以及濃度傳感器污染的問題。基于以上問題，本文對乳化液自動配比系統(tǒng)做了以下幾方面的研究。

3、>　　首先對配液裝置整體進(jìn)行了設(shè)計，配液裝置集乳化液箱和乳化油箱于一體，且為了整體美觀，將各類執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器都嵌于配液裝置內(nèi)部，各類器件在箱體內(nèi)部都通過鋼管走線并匯總到接線盒內(nèi)，配液裝置整體結(jié)構(gòu)緊湊、簡潔、美觀。同時對配液裝置進(jìn)行了壁厚優(yōu)化，在滿足使用條件的基礎(chǔ)上使箱體輕量化，節(jié)省成本的同時減少井下工人勞動量。
　　接著對乳化液混合起關(guān)鍵作用的攪拌器進(jìn)行數(shù)值模擬，比較圓盤式四直葉渦輪攪拌器、圓盤式45°渦輪攪拌器以及開式45°渦

4、輪攪拌器完成配液的混合時間和能量消耗，結(jié)果表明開式45°渦輪攪拌器作用下，液箱體內(nèi)部湍流強(qiáng)度最為均勻，混合完成時間最短以及混合消耗能量最少。同時就攪拌器的不同安裝高度對乳化液混合的影響進(jìn)行了數(shù)值分析，當(dāng)槳葉距底高度為250mm時，乳化液整體混合完成所需時間最短。
　　其次就濃度傳感器的堵塞問題進(jìn)行了探究，不同安裝位置以及箱體堵板不同的開孔形式在攪拌器的剪切作用下，都不足以對濃度傳感器起到?jīng)_洗的作用，故需要設(shè)置沖洗裝置進(jìn)行傳感器的清