乳化液泵分析报告

乳化液泵分析汇报1绪近年来，国产综采设备，从产品质量、设备性能、测试伎俩等方面逐年提升。但另首先，因为材料、设计、工艺以及管理等原因，我国在综采技术发展，质量稳定性，设备维护使用，科学管理等方面与煤炭发达国家相比存在较大差距，这些原因都制约了煤炭企业效益提升。然而制约我国综采设备性能一个很主要指标是乳化液泵发展。伴随煤矿综合机械化采煤技术发展，要求矿用乳化液泵流量不停增大。到现在为止，平顶山巨鹰科技有限企业已先后自行开发研制BRW80/20、BRW125/31.5、BRW160/31.5、BRW200/31.5D、BRW315/31.5D、BRW400/31.5D等型乳化液泵。乳化液泵主要是依靠增加柱塞直径方法来增大泵流量，这就使得整体阀体零件结构尺寸越来越大，结构粗笨，缺点问题越来越突出。2乳化液泵介绍2.1乳化液泵通常结构(一)乳化液泵结构形式乳化液泵通常均为三柱塞或五柱塞并列卧式径向柱塞泵。它主要由箱体、曲轴、连杆、滑块、柱塞、泵头等零部件组成。泵头装有三组或五组吸、排液阀。泵头与箱体之间有三组或五组密封填料组件，用来保持柱塞缸体内部密封性，柱塞后端经过滑块与传动装置连接，滑块用来为柱塞导向。(二)传动装置乳化液泵传动装置通常有两种结构形式。1.一级圆柱齿轮(直齿或斜齿)传动及曲轴连杆滑块机构。2.蜗轮蜗杆及曲轴连杆滑块机构。通常情况下将主动轴置于曲轴上方或靠近泵头侧。这么能够缩短箱体长度，使结构紧凑。传动装置还能够采取两级齿轮传动，这么不但能够降低每对齿轮负荷，而且曲轴承受扭矩也比较均匀，不过结构复杂。图2-1RB315/31.5型乳化液泵三维参数化实体模型2.2乳化液泵工作原理乳化液泵通常都采取往复式柱塞结构，工作原理如图2-2所表示。电机驱动曲轴1做旋转运动，连杆2铰接在曲轴上把曲轴1旋转运动转化为柱塞5直线往复运动。当柱塞5向左运动时，缸体6内形成真空，乳化液箱内乳化液在大气压作用下，经过吸液管路把单向进液阀8顶开，此时单向排液阀7在排液管路内液压作用下关闭，乳化液被吸入缸体中，快速充满柱塞5让出空间。当柱塞5向右运动时，柱塞5挤压乳化液把排液阀7顶开，因为工作压力远远大于大气压力，此时吸液阀8关闭，乳化液被出经过排液管道送到工作面。因为柱塞5往复运动，乳化液泵周而复始充分上述过程。由上述分析可知，乳化液泵吸液同时不可能排液。所以单个柱塞乳化液泵流量很不平稳，造成液体压力脉动很大。为了使流量比较稳定，通常把乳化液泵设计成多柱塞泵以减小流量波动幅值。图2-2乳化液泵工作原理图3国内外乳化液泵站现实状况及发展趋势国内外矿用乳化液泵站是煤矿井下当代化高产高效综采工作面关键设备之一，是确保综采工作面安全可靠运行主要动力单元。近三十年来，国内乳化液泵站设计和制造技术取得了巨大进步，主要技术参数得到了很大提升。同时国内大型煤矿也引进了众多厂家乳化液泵站系统，使得我们对于国外乳化液泵站技术有了较为全方面了解。国外厂家采取新材料、新工艺制造乳化液泵关键部件，延长了整机大修周期，提升了使用寿命。泵站采取电子监控伎俩实现了多泵成组自动化运行，提升了泵站系统可靠性。这些新思绪对于我们开发研制高质量矿用乳化液泵站具备很好启示和借鉴作用。3.1国内乳化液泵现实状况国内矿用乳化液泵站由两台泵或三台泵组成。采取一台使用一台备用或两台使用一台备用模式运行，经过手动操作隔爆电磁开启器完成乳化液泵开停。乳化液泵上安装有安全阀和液控机械卸载阀，依照工作面对乳化液需要实现乳化液泵压力自动调整。依照泵流量大小配置一台或两台乳化液箱。液箱上安装有高压过滤器、交替阀和蓄能器，以完成两台乳化液泵高压液体过滤和供液回路自动切换。经过使用浮球阀控制进水管通断，并利用文丘里管射吸原理来完成乳化油和水自动混台。图3-1平顶山煤机厂BRW400乳化液泵国内乳化液泵生产单位厂家以无锡煤机，南京六合。浙江中煤等几家为代表，产品结构大同小异。现在流量系列有80、125、160、200、250、315、400、450、500、550等。流量乳化液泵大多采取卧式五柱塞结构。由无锡煤矿机械厂研制LRB400/31.5型乳化液泵站工业性试验成功，并取得煤矿安全标志准用证。该泵站设计先进、结构紧凑，具备流量大、工作平稳可靠、故障少、操作简单、移架速度快等优点。该泵润滑系统采取飞溅与强迫润滑相结合，适应井下工况环境。由河北省邯郸市峰峰矿务局机械总厂研制RMB200/31.5系列乳化液泵是在吸收国内同类产品优点基础上设计。产品采取卧式二柱塞往复式泵，整机匹配具备强度和钢性以及良好耐磨性、耐腐蚀性、密封性及使用寿命长等优点，泵传动部分采取了新技术、新工艺，整机系统噪音低、效率高、温升低、维修方便，达成国内先进水平。南京六合煤矿机械有限责任企业自行设计制造BRW500/31.5型乳化液泵站是国内现在流量最大乳化液泵。下面以使用较广泛400泵为例，介绍国产乳化液泵主要特点。该型泵额定压力31．5MPa，额定流量400升／分，卧式三柱塞结构。总体上可分为动力端和液力端两大部分。动力端部分主要由箱体、曲轴、连杆滑块和减速齿轮箱等组成。箱体采取高强度铸铁整体箱型结构，箱内存有润滑油对运动部件实现飞溅润滑。曲轴采取两端支承方式。液力端主要由柱塞、缸套组件和泵头组件等组成。采取分体式泵头，泵头体为整体钢锻件，内有吸液阀、排液阀和排液孔，排液管将各泵头排液孔汇流孔连接起来。排液管一侧装有安全阀，另一侧装有卸载阀。大功率乳化液泵设有水冷强制压力润滑系统，主要用来润滑曲轴连杆滑动轴承。有一些大流量泵自吸能力差，在泵进液端还配有皮带驱动增压泵以预防吸液腔产生气蚀。3.2国外乳化液泵站现实状况国外矿用乳化液泵站通常由四台泵成，三台使用一台备用。配置完善电控系统可依照工作面需要可实现一台泵到三台泵同时供液，满足综采工作面对乳化液流量大范围改变需求，增加了整个系统工作可靠性。依照单泵流量大小配置一台或两台乳化液箱。装有过滤器和蓄能器供回液小车完成对液体过滤和稳压。电控系统为集散式控制，可实现自动和手动两种模式运行。一台总控箱负责完成对整套泵站监控和参数设定，并向地面远程通讯；乳化液泵和乳化液箱各有一台分控箱负责监控本台设备并将当地参数传送到总控箱。整套电控系统功效有：乳化液泵润滑油位、油温、油压检测保护；电磁卸载阀自动控制；乳化液箱自动补液、配比和乳化油箱油位保护；每台控制箱都可显示系统参数。国内大型煤矿进口乳化液泵主要来自英国雷波、德国卡马特和豪辛柯三家企业，这些产品他们代表了世界上矿用乳化液泵设计制造水平和发展方向。进口乳化液泵全部采取卧式三柱塞结构。因为设计理念不一样，他们设计重点从提升产品安全性，可靠性人手，尽可能采取先进电子技术为泵站提供种类齐全监控保护功效，进少了人为误操作，为高产高效综采机械化工作面中央集中控制打下了基础。图3-2澳大利亚长壁回采工作面豪辛柯高压泵站下面介绍国内引进量较大英国雷波企业S300型乳化液泵结构特征。该泵额定压力37.5MPa，额定流量315升/分，卧式三柱塞结构。传动箱体为分箱结构，便于曲轴安装调整并易于实现多点支承。曲轴由两支承支撑变为四支承，增加了曲轴刚性，提升曲轴工作稳定性。采取了多点润滑回路环路,改进了传动部件工作条件。泵头组件由泵头体、缸套、吸排液阀等元件组成。泵头体为整体锻件，强度高，内部密封圈少，维修方便。缸套内使用多个小弹簧压紧盘根密封，压紧力均衡，密封可靠，寿命长。柱塞采取陶瓷材料，密度较小而且耐磨、防锈、有效延长了使用寿命。润滑油冷却采取强制风冷和水冷方式，冷却效果良好，满载平衡温度不高于5O℃。经过联轴器上风扇和机座壳体作用，形成离心风机，实现强制风冷；同时设置独立冷却器对压力润滑油进行冷却。乳化液泵卸载采取电控外卸载方式，由控制系统依照设定压力自动控制卸载和加载。监控系统设有压力、温度、液位等传感器，实时监控泵站系统运行状态并在参数异常时自动停机。图3-3EHP一3K300S系列400ml/mp乳化液泵模型3.3国内乳化液泵站发展趋势国产矿用乳化液泵站发展趋势是在基本保持两泵一箱配置基础上，经过增大单台乳化液泵流量来提升泵站系统流量。近年来有部分厂家和高校在研制泵站保护系统，取得了一些技术结果，但功效还很不完善，现在都还没有推广应用。在新材料使用上，国内已经有厂家在尝试使用陶瓷材料制造柱塞。在吸排液阀结构型式上，也有厂家采取平面密封片式阀结构。3.4国外乳化液泵站发展趋势国外矿用乳化液泵站发展思绪是经过增加乳化液泵数量来满足矿井对泵站流量要求，即三台或四台乳化液泵与一台或两台液箱配套使用，最大可由三台乳化液泵同时向工作面供液。现在国内引进乳化液单泵最大流量为430升/分，供给综采工作面最大流量可达成为1290升/分，足以满足大部分长断面大采高综采面需求。经过电控系统来实现矿用乳化液泵站系统自动有序运行，提升了系统灵活性和可靠性。主要发展趋势是：采取吸排液阀同侧布置，提升乳化液泵可维护性；大量使用不锈钢和陶瓷材料，提升整机可靠性和使用寿命；使用更多传感器，完善系统监控，从而提升了设备自动化程度；采取带有图形界面显示器，愈加直观方便，提供了愈加友好人机交互环境。3.5国内外乳化液泵站主要参数对比分析为了便于对比国内外矿用乳化液泵站主要差异，以流量为315升/分机型为例，表1中列出了国内外主要型号乳化液泵参数，表2列出了国内外矿用乳化液泵站主要特征。型号额定压力材料柱塞行程柱塞直径柱塞数目曲轴转速输入功率生产厂家S30037.5陶瓷60623602225英国雷波K25O5O33.5陶瓷100553450200德国卡马特EH一3K20035.7钢98533490200德国豪辛柯PRB931.5钢76485498200平顶山煤机厂GRB3l5/31.531.5钢66455650200无锡煤机厂BRW315/3l.531.5钢60505532200南京六合煤机表1国内外乳化液泵参数从表1中能够看出，国外乳化液泵全部采取三柱塞结构，额定压力较高，普遍采取了陶瓷材料制造柱塞；而国产乳化液泵全部采取了五柱塞结构，柱塞材料以钢为基础，经过表面处理制造而成，反应出了国内外在材料和加工工艺方面差异。型号泵站型式电子监控卸载方式大修周期生产厂家S300四泵一箱有机电卸载3年英国雷波K25050四泵一箱有机电卸载3年德国卡玛特EHP-3K200四泵一箱有机械卸载3年德国豪辛柯PRB9两泵一箱无机械卸载2年平顶山煤机厂GRB315/31.5两泵一箱无机械卸载2年无锡煤机厂BRW3l5/31.5两泵一箱无机械卸载2年南京六合煤机表2国内外矿用乳化液泵站特征表2中显示了国内外乳化液泵泵站组成及控制方式不一样。得益于电子控制方式应用，选取相同流量单泵，国外泵站能够提供更大流量，能愈加好兼顾工作面流量需求和泵站可靠性要求。4浅析巨鹰企业乳化液泵发展隶属平顶山煤矿机械有限责任企业巨鹰科技，有着悠久历史和多年乳化液泵设计生产经验。现在主导产品有BRW型系列化乳化液泵站、BPW型系列化喷雾泵站等十几个产品。不过相对于国内外同行业而言，还存在一定差距，其主要表现在：一、产品结构单一，关键技术含量少；二、体积较大，结构较粗笨；三、可靠性差，故障率较高；依照实际调查，我企业乳化液泵最主要质量问题在于零部件加工精度低、配合间隙过大以及材料、工艺等原因造成漏液。产品质量水平高低取决于设计和加工，在认可差距前提下，我们应该充分利用后发优势，从高起点入手。笔者认为，缩短与同行之间制造水上差距，应该走消化吸收先进技术与自主研发相结合道路。消化吸收先进技术方面对于国外先进设备，能够经过在使用现场跟踪使用情况，维修现场了解维护情况，搜集有用资料。尤其是利用维修机会对乳化液泵关键元部件，如曲轴，滑块，柱塞，吸排液阀等进行材料分析，尺寸测绘，逐步实现国产化。利用国内引进先进设备良好机遇，对国外先进产品进行消化吸收，缩短差距。在关键元部件试验成功后，就能够比较轻易地完成整机国产化。在此基础上结合煤矿实际使用要求，设计出具备自己特色先进矿用乳化液泵站系统。总之充分利用国外先进理念和研究结果，结合我企业制造工艺水平，开发出满足高产高效综采工作面使用泵站系统，实当代替进口产品目标。自主研发方面我国地质条件复杂，决定了液压支架结构不一样，种类多、工作特征不一样。所以乳化液泵结构，也不应该单一发展曲轴连杆滑块传动三柱塞或五柱塞卧式结构形式，应研制和发展适合各种类型液压支架工作特点径向或其它结构型式，重量轻、体积小定量或变量乳化液泵，使结构设计有更大突破，深入适应液压支架发展需要。比如能够将曲轴曲柄与从动齿轮制成一起，也就是将曲柄扩大为圆柱齿轮(比如捷克HA-60/200型乳化液泵)这种结构不但非常紧凑，还能够降低曲轴静不平衡量，有利曲轴静、动平衡。在吸收消化先进结果基础上，对结构设计和加工工艺方面有所创新和提升同时，也对一些主要零件也要不停研究和改进。