乳化液泵站选型设计.doc
乳化液泵站的选型
一、乳化液泵
乳化液泵站是采煤工作面液压支架的动力源，一般由两台乳化液泵、一个或两个乳化液箱，以及相应的电机、电控、保护原件所组成。
在选择泵站时主要的指标是满足液压支架所要求的泵站工作压力，以保证支架有足够的初撑力。另外，为保证液压支架的升降和工作面的支护速度，乳化液流量也是一个重要的因素。目前泵站的乳化液流量有逐渐向大流量发展的趋势，以获得较高的支护速度。
1、泵站压力的确定
⑴根据初撑力的要求
n
D K P P b ??'
?≈'204π
MPa 式中：0P ------确定的支架初撑力，〔N 〕；
D ------支架立柱缸径，
〔m 〕； n ------支架立柱个数；
K '------考虑到立柱倾斜布置等因素的修正系数，K 'α
cos 1≈
，α为立柱倾斜角度； b P '------由初撑力确定的泵站压力。 ⑵根据拉架力和推溜力的要求
拉架力和推溜力的计算应根据支架所采用的推拉方式具体考虑。例如：框架式推拉方式，则有：
b P ''=21
4D P π
拉
MPa 式中：拉P ------确定的拉架力，〔N 〕；
1D ------推拉油缸缸径，〔m 〕；
b P ''------由拉架力确定的泵站压力，〔N 〕。
b P '''=)422
1d D P -（推
π MPa
式中：推P ------确定的推溜力，〔N 〕；
d ------推拉油缸活塞杆直径，
〔m 〕； b P '''------由推拉力确定的泵站压力。
对于其它推拉公式的推拉力计算省略。
取b P '，b P ''，b P '''大者，即：max b P =MAX ｛b P '，b P ''，b P '''｝，再考虑压力损失，得所需的泵站压力b P ：
b P ≥max b P ·1K （压力损失系数1K =1.1～1.2）
2、泵站流量确定
确定的原则是：液压支架的移架速度≥采煤机的工作牵引速度（这样才能保证连续、安全地进行生产），即：
移v ≥q v
式中：q v ------采煤机工作牵引速度，〔m/min 〕；
移v ------支架的移架速度，〔m/min 〕。即：单位时间内移动支架的数目，它反映了沿采煤机牵引方向的距离。
移v =t
A 式中：A ------一台支架支护宽度，一般为1.5m ；
t ------移架时间，t =1t +2t 。1t 为降架、移架、升降的动作时间（供液时间）
；2t 为操作调整时间，一般约为0.3～0.5分/架。
1t 与移架千斤顶、立柱、调架千斤顶的缸径和行程以及乳化液泵站的流量有关。 1t =3222121210)(24???
????'++b Q L nD L D l d π 〔分/架〕 式中：b Q '------所需乳化液泵的额定输出流量，〔l /min 〕；
d 、l ------移架千斤顶缸径和行程。d ≈0.14m ，l ≈0.6m ；
1D 、1L ------前探梁短柱缸径和移架时升降行程。1L 约为0.05～0.1m ；
2D 、2L ------立柱缸径和移架时升降行程。降架移架时2L 为0.05～0.1m ；带压移架时2L =0；
n ------升降的立柱个数。 即有：q v t t A ≥+2
1，从此式中可求出b Q '。 3、选择乳化液泵
根据b P 和b
Q '选泵，查表〔Ⅰ〕P210表9-7。
注：说明一点，若现有的泵站流量满足不了b
Q '的要求，则适当选一型号，并可采取一些措施提高移架速度。
⑴减少操作调整时间2t ，提高工人的操作水平和适当增加操作人员。
⑵采用不同的移步方式，以保证移v ≥q v 的要求。常用的移步方式有顺序和交错移步。前者移架速度小于后者，故在条件允许下可采用交错移步，以提高移v 。
顺序移步：支架沿采煤机牵引方向依次迁移，移动步距等于截深，对顶板的支护较好，操作较简单。如图5-1a 所示，移架速度为：
移v =2
1t t A + 交错移步：支架呈交错布置，隔架前移，移动步距为两个采煤机截深，减少了对顶板岩层的多次作用。这种移步方式的缺点是增加了工作面空间没支护的面积，支架立柱排间的行人通道易堵塞。此方式多用于顶板比较稳定的煤层，由于只移一半支架，移架速度比较快。如图5-1b 所示。移架速度为：
移v =2
12t t A +
二、乳化液泵的电机功率
η
??=612b b Q P N 〔kw 〕 式中：b P ------选用乳化液泵的工作压力，〔2/cm kg 〕；
b Q ------选用乳化液泵的流量，〔l /min 〕；
η------乳化液泵的总效率，0.7～0.8。
三、乳化液箱容积的验算
乳化液箱应能容纳以下三部分流量，即：
V =1V +2V +3V
式中：1V =3b Q +0Q ，〔l 〕；
3b Q ------三分钟泵的流量，〔l 〕；
0Q ------箱底存液量，计算时取V 5
1。 2V ------停泵时管路回流液量，〔l 〕；
2V =32
1024????g g l d π
〔l 〕； 式中：g d 、g l ------分别为主供液和主回液管的内径和长度；
g d ------查Ⅰp219表10-3，〔cm 〕；
g l ------取工作面长度，〔cm 〕。
3V ------煤层厚度变化造成的液量差：
3V =321024-?????n H D π
〔l 〕
； 式中：D ------立柱缸径，〔cm 〕；
H ?------工作面煤层厚度变化量，
〔cm 〕； n ------梅架支架的立柱数；
2------同时动作的支架数。
四、乳化液
液压支架一般用乳化液作工作介质，它是由水和乳化油按不同比例配制而成乳白色液体，按其比例的不同，乳化液分两类：⑴水包油型乳化液（o/w ）：乳化油含量为3～5％；⑵油包水型乳化液（w/o ）：乳化油含量为15～40％。国内外的液压支架多用水包油型乳化液。