一种液压支架智能供液泵站及控制方法技术

本发明专利技术涉及一种液压支架智能供液泵站及控制方法，当液压支架需液量大时，同时启动大流量变频泵供液和小流量伺服泵，该过程中为避免变频电机

【技术实现步骤摘要】
一种液压支架智能供液泵站及控制方法
[0001]

[0002]本专利技术涉及一种液压支架智能供液泵站及控制方法，属于矿山装备领域。

技术介绍

[0003]当前，我国煤炭综合机械化生产正从自动化向智能化方向发展。采煤机、液压支架、刮板输送机是煤矿综采工作面的三个主要设备，工作面支架群与采煤机、刮板输送机精稳协同工作中，液压支架及其供液系统能否稳定可靠工作是采煤工作面高效安全生产的关键。面对如此大规模的系统和复杂多变载荷工况，当前煤矿井下综采工作面供液系统还存在多泵系统供液难以快速响应工作面支架及时用液需要，系统简单的开关式稳压控制模式导致系统压力响应滞后、压力冲击剧烈，长管路和复杂大系统特征导致供液系统压力损失严重等问题。
[0004]乳化液泵站是为液压支架输送高压乳化液的设备。当前,液压支架的乳化液泵站主要存在以下问题：
⑴
现有供液系统利用变频调节乳化液泵输出流量大小，大功率变频系统响应速度不够迅速，流量控制分辨率不高，无法准确匹配工作面的实时用液需求，导致系统压力冲击剧烈，系统元件损害严重；
⑵
当液压支架的护帮板油缸、平衡油缸等小流量执行机构工作时，仍需开启变频电机带动大流量泵工作，造成大量的乳化液通过溢流阀溢流，浪费能量；
⑶
泵站和工作面液压支架之间采用长管路供液，再加之工作面多变的负载特性，使供液系统难以准确及时获得载荷变化及实时需求信息，存在供液系统的流量压力输出控制滞后液压支架实际工作动力需求这一突出问题，严重影响工作面设备的协同工作。
[0005]因此亟需提供一种关于液压支架的智能供液泵站以及控制方法，能够在护帮板油缸、平衡油缸等小流量执行机构工作时提供乳化液，而无需开启大流量变频泵；其次，能够解决变频电机开启时因低频不稳定性造成的压力波动和冲击；此外还尽量可以提前预测液压支架实时所需乳化液量，以保障液压支架的稳定工作。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种液压支架智能供液泵站及控制方法，能够连续调节乳化液泵站的供液量，动态实时匹配液压支架的需液量，维持液压系统压力稳定。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种液压支架智能供液泵站，包括液压支架组、小流量伺服泵组以及若干组大流量变频泵组；所述液压支架组包括若干并联设置的液压支架，每个液压支架均设置执行机构；小流量伺服泵组的一端与乳化液箱连通，小流量伺服泵组的另一端与液压支架组连通，若干组大流量变频泵组并联设置，每组大流量变频泵组汇集后的一端与液压支架组连通，每组大流量变频泵组的另一端与乳化液箱连通；
作为本专利技术的进一步优选，所述小流量伺服泵组包括伺服电机、第一过滤器、小流量泵、第一单向阀以及第一溢流阀，小流量泵与伺服电机连通且通过伺服电机驱动，小流量泵的入口与第一过滤器连通，其出口分别与第一溢流阀的入口、第一单向阀的入口连通，第一溢流阀的出口与乳化液箱连通；作为本专利技术的进一步优选，所述大流量变频泵组包括大流量变频泵、第二过滤器、第二单向阀、第二溢流阀、变频器、卸荷阀组、第三单向阀、压力表以及蓄能器，所述大流量变频泵包括连通的大流量泵和变频电机，大流量泵通过变频电机驱动，变频电机上安装变频器，大流量泵的入口与第二过滤器连通，其出口分别与第二溢流阀的入口、第二单向阀的入口连通，第二单向阀的出口通过卸荷阀组与第三单向阀的入口连通，在第三单向阀上还顺次连通压力表和蓄能器，所述第二溢流阀的出口与乳化液箱连通；作为本专利技术的进一步优选，所述执行机构包括推移油缸，推移油缸与刮板输送机相连，在刮板输送机上架设采煤机，推移油缸驱动液压支架执行推移刮板输送机、降架、移架以及升架操作；在推移油缸上安装位移传感器；一种基于所述液压支架智能供液泵站的控制方法，具体包括以下步骤：步骤S1：依据各液压支架推移油缸上安装的位移传感器的位移信号，获取正在执行工作的液压支架位置；步骤S2：通过获取的正在执行工作液压支架的位置，结合液压支架周期性的工作过程，推测下一台液压支架的工作起始时刻；步骤S3：根据乳化液泵站的位置结合即将执行工作的液压支架的位置，计算出即将执行工作的液压支架与乳化液泵站的相对位置；步骤S4：结合各个液压支架与采煤机的速度确定液压支架执行机构的动作顺序和时长，计算出动力传递从泵站到即将执行动作执行机构的压力损失和滞留时间；步骤S5：结合即将执行动作的液压支架上个工作周期乳化液需液量，预测即将执行动作的液压支架乳化液需液量及供液起始时间，建立乳化液泵站供液模型；步骤S6：依据乳化液泵站供液模型预测的乳化液量，判断乳化液量需求，控制小流量伺服泵组以及若干组大流量变频泵组的启闭，对乳化液泵站的供液量进行动态控制；作为本专利技术的进一步优选，步骤S6中，若预测到液压支架组的需液量小，仅启动小流量伺服泵组的伺服电机，伺服电机带动小流量泵为液压支架提供乳化液；作为本专利技术的进一步优选，步骤S6中，若预测到液压支架组需要大流量乳化液时，同时启动第一组大流量变频泵组的变频电机和小流量伺服泵组的伺服电机，打开第一组大流量变频泵组匹配的卸荷阀组，第一组大流量变频泵组内的大流量泵将乳化液箱泵出的乳化液重新输送至乳化液箱，小流量泵从乳化液箱中泵出乳化液供应至液压支架；当第一组大流量变频泵组的变频电机达到稳定工作频率后，关闭卸荷阀组，第一组大流量变频泵组的大流量泵以及小流量伺服泵组的小流量泵同时从乳化液箱泵出乳化液供应至液压支架；作为本专利技术的进一步优选，在大流量变频泵组的大流量泵以及小流量伺服泵组的
小流量泵由乳化液箱泵出乳化液供应至液压支架的过程中，当液压支架的需液量发生小范围波动，调节小流量伺服泵组中的伺服电机，从而改变小流量泵的供液量，获取液压支架匹配的需液量；作为本专利技术的进一步优选，当预测到液压支架组需液量进一步提高时，基于步骤S6的步骤，在第一组大流量变频泵组的大流量泵稳定供液后，继续启动第二组大流量变频泵组、第三组大量流变频泵组以及第若干组大量流变频泵组，逐渐实现供液量的增大；作为本专利技术的进一步优选，步骤S5中，根据推移油缸的位移传感器反馈液压支架的预测动作、实际动作的时间偏差以及对应液压支架下一个工作周期所需要的乳化液量进行修订，减小整个控制方法中的累积误差。
[0008]通过以上技术方案，相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术提供的液压支架智能供液泵站不仅可以实现液压支架以及乳化液泵站的连续调节，在对其进行控制时，还能解决大流量泵启动过程中的不稳定供液和响应速度低等问题，避免支架需液量小时开启大流量泵造成的浪费；2、本专利技术通过建立液压支架的液压系统在一个工作循环的乳化液泵站实时供液量模型，提前预测液压支架所需要的乳化液量，预测控制乳化液泵站的供液量，减少系统的延迟时间，稳定系统压力；3、本专利技术利用液压支架推移油缸中的位移传感器，实时反馈和监测液压支架的运行过程，依照液压支架分时动作的周期特性，动态预测液压支架的需液量，提前控制液压支架智能供液泵站中各泵的供液量，保证动力长距离传输到液压支架后能够及时满足工作需要，从而稳定液压支架供液泵站的压力，避免剧烈冲击，消除液压支架动力长距本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液压支架智能供液泵站，其特征在于：包括液压支架组、小流量伺服泵组以及若干组大流量变频泵组；所述液压支架组包括若干并联设置的液压支架（19），每个液压支架（19）均设置执行机构；小流量伺服泵组的一端与乳化液箱（11）连通，小流量伺服泵组的另一端与液压支架（19）组连通，若干组大流量变频泵组并联设置，每组大流量变频泵组汇集后的一端与液压支架（19）组连通，每组大流量变频泵组的另一端与乳化液箱（11）连通。2.根据权利要求1所述的液压支架智能供液泵站，其特征在于：所述小流量伺服泵组包括伺服电机（1）、第一过滤器（2）、小流量泵（3）、第一单向阀（4）以及第一溢流阀（5），小流量泵（3）与伺服电机（1）连通且通过伺服电机（1）驱动，小流量泵（3）的入口与第一过滤器（2）连通，其出口分别与第一溢流阀（5）的入口、第一单向阀（4）的入口连通，第一溢流阀（5）的出口与乳化液箱（11）连通。3.根据权利要求1所述的液压支架智能供液泵站，其特征在于：所述大流量变频泵组包括大流量变频泵、第二过滤器（8）、第二单向阀（12）、第二溢流阀（10）、变频器（7）、卸荷阀组（13）、第三单向阀（14）、压力表（15）以及蓄能器（16），所述大流量变频泵包括连通的大流量泵（9）和变频电机（6），大流量泵（9）通过变频电机（6）驱动，变频电机（6）上安装变频器（7），大流量泵（9）的入口与第二过滤器（8）连通，其出口分别与第二溢流阀（10）的入口、第二单向阀（12）的入口连通，第二单向阀（12）的出口通过卸荷阀组（13）与第三单向阀（14）的入口连通，在第三单向阀（14）上还顺次连通压力表（15）和蓄能器（16），所述第二溢流阀（10）的出口与乳化液箱（11）连通。4.根据权利要求1所述的液压支架智能供液泵站，其特征在于：所述执行机构包括推移油缸，推移油缸与刮板输送机（18）相连，在刮板输送机（18）上架设采煤机（20），推移油缸驱动液压支架（19）执行推移刮板输送机（18）、降架、移架以及升架操作；在推移油缸上安装位移传感器（21）。5.一种基于权利要求1
‑
4任一所述液压支架智能供液泵站的控制方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤S1：依据各液压支架（19）推移油缸上安装的位移传感器（21）的位移信号，获取正在执行工作的液压支架（19）位置；步骤S2：通过获取的正在执行工作液压支架（19）的位置，结合液压支架（19）周期性的工作过程，推测下一台液压支架（19）的工作起始时刻；步骤S3：根据乳化液泵站的位置结合即将执行工作的液压支架（19）的位置，计算出即将执行工作的液压支架...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹超，赵继云，寇子明，吴娟，王浩，黄笛，王云飞，叶警涛，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：