多功能集成乳化液箱設(shè)計及供液方案研究.pdf

1、乳化液供液系統(tǒng)為液壓支架供應(yīng)高壓乳化液，其合理、可靠、高效運轉(zhuǎn)對采煤工作面的安全、可靠、高效生產(chǎn)有重要影響。當(dāng)前，供液系統(tǒng)主要存在乳化液清潔度低，單臺高壓大流量乳化液泵無法滿足高產(chǎn)高效工作面對乳化液的流量需求，供液方案不夠經(jīng)濟、合理等問題。針對以上問題，本文設(shè)計了一套集成多級過濾及多泵聯(lián)合供液功能的乳化液箱，并對供液過程及供液方案進行了研究。
　　為了提高乳化液清潔度，在乳化液箱上集成了由片式濾網(wǎng)、吸液過濾器、高壓過濾器、回液過濾

2、器、污水過濾器等組成的多級過濾系統(tǒng)，對吸液過濾器及回液過濾器的自動反沖洗原理及濾芯參數(shù)進行了設(shè)計，并使用SolidWorks建立了供液箱的三維模型。
　　由于單泵難以滿足高產(chǎn)高效工作面對乳化液的流量需求，本文設(shè)計了一款可用于實現(xiàn)多泵聯(lián)合供液的集液器，并使用Fluent軟件對單泵、雙泵及三泵供液時集液器內(nèi)的流場進行了仿真研究。仿真結(jié)果表明，同時供液的泵越多，乳化液通過集液器時的壓降越大；雙泵或三泵聯(lián)合供液時，乳化液通過集液器時的壓降

3、主要發(fā)生在集液器出口段。為合理設(shè)計集液器出口段直徑，本文對出口直徑為38mm、45mm、50mm、60mm時集液器內(nèi)部流場進行了分析。結(jié)果表明，隨著集液器出口段直徑增大，乳化液流過集液器的壓力損失呈降低趨勢，但當(dāng)集液器出口直徑大于50mm時，繼續(xù)增大集液器出口直徑，壓力損失只有輕微的減小。因此，將集液器出液口尺寸設(shè)計為50mm較為合理。
　　為解決供液方案不夠合理的問題，本文通過數(shù)學(xué)建模及AMESim仿真對供液過程進行了研究，分析

4、了不同的卸荷閥調(diào)定卸荷壓力、調(diào)定卸荷壓力與恢復(fù)壓力差值、蓄能器容量及供液流量對支架不同動作時的供液過程的影響。研究結(jié)果表明，調(diào)定卸荷壓力、調(diào)定卸荷壓力與恢復(fù)壓力差值、蓄能器容量對支架動作速度影響很小，但是增大調(diào)定卸荷壓力與恢復(fù)壓力差值或蓄能器容量可降低支架不用液時或者用液量小時卸荷閥重復(fù)卸荷、加載的頻率；供液流量對支架升柱的快速性及初撐力的保障有很大影響，在不超過支架升柱實際流量需求時，供液流量越大，支架完成升柱并達到初撐力所需時間越短

5、；但是若供液流量繼續(xù)增大并超過支架升柱實際流量需求時，不但不能有效加快支架動作速度，反而會導(dǎo)致卸荷閥頻繁動作；在單個支架降柱、推溜、移架時，由于流量需求較小及蓄能器的充放液作用，在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)泵供液流量對支架動作快速性影響很小，但若供液流量過大同樣會導(dǎo)致卸荷閥頻繁動作。
　　最后，討論了當(dāng)前主流供液方案存在的優(yōu)缺點，提出了一種基于支架動作識別實現(xiàn)流量匹配的供液方案，并對基于卸荷閥的供液方案、變頻恒壓供液方案及基于支架動作識別實現(xiàn)