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泵站培训教材,侯景新,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。,1、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=q n v x 0.001 = /2 d2 e z v x0.001 d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。 连杆与曲轴相连的一头称为连杆大头，与滑块相连的一头称为连杆小头。为了便于拆装，连杆大头制成剖分式结构。并用两只连杆螺栓联结一体。连杆螺栓承受交变载荷，拆装连杆机构时应特别注意按规定的扭矩值拧紧连杆螺栓。连杆螺栓加开口销防松。为了保证剖分式结构的连杆盖与连杆体的装配位置固定不变，在两者之间设有定位销。 连杆小头为整体销连接。连杆小头内孔压配有整体衬套的滑动轴承，加工、装配简便易行。 采用强迫润滑时，连杆杆体、连杆小头、滑块销与曲轴润滑油孔相通，以便对各运动副进行润滑。 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,1、组成 阀壳体、机械先导阀、电磁先导阀、主阀芯、先导过滤器、附件 2、作用 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。,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。,4.1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。,4.2 电磁先导阀主阀芯内部结构,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 2、卸载阀： （1）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,使用与维护,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） 先导式浮球阀的工作原理与卸载阀的工作原理基本相同，但控制和工作过程比较简单。 使用维护注意事项： 一是保证进水先导过滤器完好畅通； 二是定期清洗润滑。 三是供水压力必须在6bar以上，否则阀不能正常开启。,四、高压过滤器,最大工作压力：450bar 耐压值： 675bar 破坏压力： 1600ba 滤芯损坏压差： 20bar 旁路阀开启压力： 3.1-3.7bar,五、自动配液阀,工作原理 调整方法,六、采面回液过滤器,最大流量:7L/S 过滤精度:25um 使用与维护,七、蓄能器,使用与维护,第 四 节,电气控制系统,一、基本控制过程及原理,1、微处理器从压力传感器采集到泵站供给支架系统中的压力值。当支架液压系统的压力超过卸载阀电子控制系统予先设定的卸载压力(一般为315bar)时，由微处理器控制电路断开电磁铁电源，电磁先导阀处于开启状态，滑阀开启，卸载阀卸载。当支架液压系统的压力降低到予先设定恢复压力(一般为280bar)时，由微处理器控制电路向电磁铁供电，电磁先导阀关闭，滑阀关闭，卸载阀向工作面液压系统加压。 2、机械-电磁卸载转换方法：将电磁阀上的过载轮螺杆在“1”时（旋转1/4圈），电磁先导载阀完全处于关闭状态，始终处于高压供液状态，失去作用。系统压力只有通过机械先导阀控制主阀卸载。机械先导阀的调定压力一般要高于电磁先导阀预设压力25bar。 3、乳化液泵的三级保护：如果说电磁先导阀是控制压力的一级保护；则机械先导阀是二级保护；安全阀是第三级保护。,二、微处理器,Change Configuration (改变编译程序) Enter Identity Code (输入密码) (*)(4.fig number) (四位数字),Set 4mA _ Obar(设置4Ma _ Obar) Set mA20400bar(设置mA20400bar) Analogue Scale (模拟量),Set numbers of valves (设置阀数),Set Mode（设置模式） 1.Pressure window（压力窗） 2.Intelligence（智能） 3.Delay Times（延时）,Pressure Setting（压力设置） Upper Limit 1（阀1卸载压力） Old bar（原值bar） New bar（新值bar）,1、参数设置步骤,1、参数设置步骤,Pressure Setting（压力设置） Upper Limit 2（阀2卸载压力） Old bar（原值bar） New bar（新值bar）,Pressure Setting（压力设置） Upper Limit 3（阀3卸载压力） Old bar（原值bar） New bar（新值bar）,Pressure Setting（压力设置） Lower Limit 1（阀1加载压力） Oldbar（原值bar） Newbar（新值bar）,Pressure Setting（压力设置） Upper Limit 2（阀1加载压力） Old bar（原值bar） New bar（新值bar）,1、参数设置步骤,Pressure Setting（压力设置） Lower Limit 3（阀3加载压力） Old bar（原值bar） New bar（新值bar）,Valve Delay Time （延时时间） Priority 2 （2号阀） Old Seconds （原值秒） New Seconds （新值秒）,Valve Delay Time （延时时间） Priority 3 （3号阀） Old Seconds （原值秒） New Seconds （新值秒）,PrmP Priority （泵顺序号） PumP 1 （泵1） PumP 2 （泵2） Pump 3 (泵3）,1、参数设置步骤,Valve Cycles （阀循环数） 1 （Cursor光标） 2 （Cursor光标） 3（Cursor光标）,Set Burst Hose （胶管破裂） At （恢复压力%） %f Low Limit,Save Change ?（保存参数） (Y/N) （是/否）,2、设置过程中的注意事项,1、一般选择延时控制模式. 2、如需要选择压力窗控制模式时，第二台泵的最低压力应比第一台泵小10bar,第三台泵的最低压力应比第二台泵小30bar。 3、胶管破裂压力一般调整为0%。如调整为其它数据，压力一旦降低到规定压力以下，系统不再恢复升高，如需要提高压力需要输入编程密码。,Set Mode（设置模式） 1.Pressure window（压力窗） 2.Intelligence（智能） 3.Delay Times（延时）,Set Burst Hose（胶管破裂） At （恢复压力%） %f Low Limit,三、PC21控制装置,集中控制箱、泵控制箱、液箱控制箱、电源箱、先导继电器箱,1、控制系统的组成,1.1 PC21-1,接口布置,1.2 PC21-1,14个输入的数字量或模拟量的选择,2、系统控制方式,AUTO 自动控制：所有控制箱的选择开关全部选择自动控制位置。 选择MODE1：1号泵优先、 2号泵次之、 3号泵第三、 4号泵备用 选择MODE2：2号泵优先、 3号泵次之、 1号泵第三、 4号泵备用 选择MODE3：3号泵优先、 1号泵次之、 2号泵第三、 4号泵备用 根据循环时间（默认为9小时）实现自动交错运行，如果一台泵有故障，备用泵立刻取而代之投入运行，故障排除后恢复原有的运行模式。 MANUAL 手动操作：所有控制箱的选择开关全部选择手动控制位置，乳化液泵有三种控制模式。 手动控制：如果有一台泵的控制箱选择手动控制，所有的泵将停用自动控制。此时必须用泵本身的控制箱启动各泵，先启动的乳化液泵为一级泵，下一台泵为二级泵，后启动的泵为三级泵，另一台为备用泵（必须在主控制箱上的选择手动控制）。 主控制台不在线时的控制方法 自动控制：当主控制箱由于故障不在线时，仍可进行全自动控制，但所有的设置转为出厂时设置的默认值。先启动的泵将成为优先泵，依次类推；但如果在运行中启动备用泵，它将成为优先泵。,3、程序菜单,键盘各键的功能 0-9键：输入所需更改的数据及参数，选择相应的菜单并进入下一级菜单，在相应的界面9键可作为返回上一页的翻页键。 A 键：在相应的界面可作为进入下一页的翻页键。 B 键：清除键，在输入数据时如发生错误或需修改时可用此键清除所输入的数据。 C 键：返回上一级菜单。 D 键：选择上一项。 E 键：选择下一项。 F 键：进入下一级菜单。 主要菜单的功能 1为系统版本信息。 2为系统连接状况。 3为故障诊断记录，最近报警记录最多保存128条。 4为系统运行信息。 5为登陆系统设置(口令)。,4、泵站部分参数的设置,在自动控制状态下，优先泵循环时间默认时间为9小时。 乳化液泵压力控制选择：选择“0”为时间模式、选择“1”为压力模式。 时间模式：设置最高工作压力默认300bar、设置降压范围5-10%默认值为7%、设置阀的延时时间。 压力模式：设置优先泵卸载压力默认300bar、设置降压范围5-10%默认值为7%、二级泵卸载压力比优先泵低3%（1 卸载300bar-加载279bar、2 卸载291bar-加载270bar、 3 卸载282bar-加载261bar）。 自动停机：备用泵空转X分钟自动停止运行，默认值为10分钟；三级泵空转2*X分钟自动停止运行；二级泵空转3*X分钟自动停止运行；优先泵空转4*X分钟自动停止运行；在没有故障停机后，系统压力降低后，停止的优先泵将自动启动。 爆管监控：选择“0”不监控、选择“1”监控；爆管跳闸延时设置，默认为10分钟；爆管压力限制量设置，默认为25%。 液箱保护：液箱高温跳闸，默认为55；液箱高温报警，默认为45；液箱低液位跳闸；液箱低油位跳闸。 泵保护：泵低油位、泵高温跳闸（85）、泵高温警告（75）、泵低油压跳闸（3.5bar）。,第 五 节,使用与维护,一、运行前注意事项,泵站必须由经过专门培训的熟悉泵站性能，结构和原理的泵站司机操作。 泵初次使用，启动前应手动盘车，以确信各运动件无卡现象。电机应按规定方向旋转（如电机端箭头所示）。 先短时间启动电机使润滑油充满系统，检查油位计，如必要应添加润滑油。 新安装的泵应至少进行 30min空负荷动转，负荷运转时压力应按额定压力的25%逐渐升高，直至达到额定压力。 泵在最初动转的10S内无排液，应该立即停止电机转动,应检查泵吸液管路是否堵塞。（泵超过15秒钟以后仍无液体输出将会严重损坏柱塞密封）。,一、运行前注意事项,泵的柱塞腔压盖，液箱观察孔等禁止敝开使用，确保泄漏孔畅通。 泵运转下列时间段后应更换润滑油： 初次运转50h后； 运转500h后； 运转1500h后； 更换润滑油并清理磁过滤器组件，重新加入新润滑油。 采用压力润滑方式润滑，必须注意过滤器堵塞信号，应及时清洗及更换这滤器滤芯。 泵运行20S后如润滑油压力不能达到油压开关设定的最低压力值时，则泵不能正常启动。,二、日常维护注意事项,检查各连接部分的紧固件，特别是箱体剖面的连接螺栓是否松动；各连接管路无损坏，连接处有无渗漏等。 检查柱塞密封。如密封渗漏达7升/时，则需更换新的柱塞圈；如滑块有明显润滑油泄漏，更换滑块处密封，检查其它各部位密封是否可靠。 检查润滑油油压表的压力值，泵刚启动时油压表指示可达1.72Mpa（250Psi），泵运转一段时间后润滑油油温达到正常工作温度时，压力值可降到0.35 Mpa（50Psi），否则需调整。 检查吸排液阀的性能及润滑油安全阀性能，特别注意弹簧是否疲劳损坏。 井下更换，维修部件时，应注意工件器具的清洁，勿将煤粉矸石等带入泵体内。 泵根据使用情况，在20000h-25000h后，应升井检查和维修。以更换必要的易损件，调整和运动部位的间隙，恢复原有性能。,三、乳化箱的使用与维护,日常维护 在更换RMI自动配液液箱与箱外控制设备时，需首先切断电源与主供水源。 日常维护 检查液箱连接胶管和接头部位是否漏损。 检查乳化油室的乳化油油位，如油位于其中部位置，应添加乳化油。 检查进水过滤器，高压过滤以及回液过滤器是否有堵塞信号发出。 目视乳化液室液位计，检查液箱内的浮球阀工作是否正常。 检查乳化油室与乳化液室的低油（液）位开关。,三、乳化箱的使用与维护,每月维护 检查乳化油（液）室盖板上的空气滤清器，确保基性能正常。 从乳化液中取样检查乳化液的浓度是否在3-5%范围。 新使用的蓄能器检查其充气压力，以防因气体泄漏而造成充气压力降低。,第 六 节,常见故障处理与分析,常见故障处理与分析,常见故障处理与分析,常见故障处理与分析,常见故障处理与分析,常见故障处理与分析,常见故障处理与分析,附：喷雾泵箱,附：喷雾泵卸载阀,工作过程 特点：输出压力恒定 压力调整过程 喷雾泵站系统的压力要根据煤机所需供水压力来调整，所以喷雾泵压力调整时要有人在煤机处打开喷雾系统，观察煤机喷雾系统压力表的指示值，如压力调整到所需的压力值时应立即通知喷雾泵压力调整人员停止调整，如压力偏高，可由可调式单向截流阀来调整压力的高低，喷雾泵卸载阀的设定压力高于煤机喷雾系统所需的压力，因为液体在流动过程中管路会产生摩擦阻力。,附：喷雾泵站液压系统图,附：专用工具,管理好乳化液泵 和液压系统的综旨,勤 与 净,谢 谢 大 家,