懸磁控制煤礦風動水泵的應(yīng)用探討

摘要：隨著我國煤炭行業(yè)的不斷發(fā)展，對于煤礦在生產(chǎn)中使用的機械研究也不斷深入。在煤礦風動水泵控制中，懸磁控制有著自身卓越的優(yōu)點。通過懸磁控制裝置可以有效改善風動水泵的應(yīng)用效果。文章通過對其感應(yīng)水位高低、自動控制、改善工作強度等裝置進行應(yīng)用研究討論，以供參考。

關(guān)鍵詞：懸磁控制裝置；風動水泵；煤礦；煤炭行業(yè)；生產(chǎn)機械 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD679 文章編號：1009-2374（2015）01-0072-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0036

懸磁控制能夠有效感應(yīng)水位的高低，從而實現(xiàn)自動控制，如果應(yīng)用在煤礦風動水泵控制中，能夠提高整個裝置的工作效率。文章對懸磁控制裝置進行概述，通過對懸磁控制的優(yōu)勢特點、如何應(yīng)用進行介紹。

1 懸磁控制裝置概述

煤礦風動水泵裝置傳統(tǒng)上一直沒有實現(xiàn)自動控制，必須由專門的人員在現(xiàn)場看護，一旦檢查不到位，水泵有可能會出現(xiàn)吸空的問題，水泵吸空，葉輪就會空轉(zhuǎn)，在短時間內(nèi)，水泵會造成嚴重的損壞問題，由于煤礦是特殊應(yīng)用場合，如果產(chǎn)生火花，會導(dǎo)致引燃危險氣體，造成重大事故。再從水泵的運行人工成本來看，所有的水泵看護都需要支出較大的成本，而一個煤礦有多個水泵，則是一筆不小的支出，而且水泵的損壞問題依然沒有辦法得到明顯改善。從煤礦生產(chǎn)現(xiàn)狀來看，國家一直堅持“安全第一，預(yù)防為主”的安全生產(chǎn)方針，在當今社會發(fā)展中，科學(xué)技術(shù)的進步已經(jīng)為人類創(chuàng)造了巨大的物質(zhì)財富和精神財富?？茖W(xué)技術(shù)永無止境的發(fā)展及其無限的創(chuàng)造力，必定還會繼續(xù)為人類文明作出更加巨大的貢獻，而本文所談的“懸磁控制煤礦風動水泵”就是一個典型的例子。懸磁控制主要是利用磁力感應(yīng)對一定距離的磁體進行隔離。當外力大于磁力，距離低于某限值，磁力感應(yīng)抵消，裝置閉合，當外界力量較低，兩磁體分隔，表現(xiàn)為開關(guān)斷開。

2 懸磁控制裝置與風動水泵結(jié)合

懸磁控制裝置是一種新興的自動控制裝置，其在風動水泵中的應(yīng)用原理主要是通過閥體下部的不銹鋼浮球?qū)λ贿M行感應(yīng)，當水位升高時，浮球上升，反之下降。利用閥體來對水泵的啟閉進行控制，通過開、關(guān)風泵，來完成抽水動作。在風動水泵中，工業(yè)風管約有5MPa的壓力，當水位在一定高度時開始注水，當升高到規(guī)定要求后，浮球打開風道活塞，水泵開始排水，當十秒后回到初始水位，活塞將會復(fù)位，關(guān)閉風道，排水完成。簡單來講，風動水泵的主要作用原理是，水位過高，限位浮球上升，自動控制閥體自動打開，進風口開始進風，帶動渦輪使水泵動作，排水口開始排水。當排水量超過一定值時，限位浮球回歸原位，自動控制閥體關(guān)閉，進風口不再進風，風動水泵不起作用。通過風動水泵來對吸、排水過程進行控制，完成整個工作，懸磁控制裝置與風動水泵整套裝置都是自動控制，無需人工操作。

3 懸磁控制應(yīng)用于風動水泵的優(yōu)勢

懸磁控制是一種較為新型的磁力控制裝置，其在整個運行中都是利用磁力的變化來實現(xiàn)的，它被應(yīng)用于風動水泵有著獨特的優(yōu)勢：第一，該裝置解決了泵空吸一大難題，它的控制主要由水泵在開停前后的水位差形成，通過水位的高低自動開關(guān)閥門，不需要額外人工操作控制，避免了裝置運行過程中偶然出現(xiàn)的人為誤操作問題；第二，由于懸磁控制整體結(jié)構(gòu)簡單，移動、拆裝、維護起來也方便，使其在維修方面節(jié)省大量時間；第三，即使在酸堿度較高的地方，仍然能夠高效應(yīng)用；第四，煤礦的環(huán)境相對復(fù)雜，而懸磁控制卻能夠適應(yīng)這種環(huán)境，它能夠?qū)崿F(xiàn)完全自動工作，操作也簡單，在實際工作中，實用效果也很明顯。

4 風動水泵控制的應(yīng)用特點

隨著現(xiàn)代煤炭行業(yè)的不斷發(fā)展，應(yīng)用的裝備技術(shù)更加先進。國家政府對煤炭行業(yè)的關(guān)注也不斷提高。基于對環(huán)境的保護與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的設(shè)想，要求煤炭開采行業(yè)要不斷應(yīng)用先進的材料、工藝技術(shù)，不斷提高產(chǎn)能，對一些不適合現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的設(shè)備與技術(shù)進行淘汰?；趹掖趴刂频娘L動水泵是一種很好的創(chuàng)新模式，充分利用了磁懸控制技術(shù)，順利完成傳統(tǒng)以電能控制的排水

過程。

煤礦井下的開采、勘探環(huán)境非常復(fù)雜，潮濕、低溫、高毒氣體等特點非常明顯。在開采人員進行井下作業(yè)時安全風險較大。傳統(tǒng)的風動水泵自動控制采用電能控制，也帶來了安全隱患，一旦發(fā)生電能泄露、電火花，將有可能會引起氣體爆炸隱患，造成安全事故的發(fā)生?，F(xiàn)代煤礦工業(yè)的發(fā)展不斷重視安全生產(chǎn)的重要性。懸磁控制的風動水泵安全系數(shù)高，在各種復(fù)雜的煤礦井下排水應(yīng)用中都體現(xiàn)出了良好的效果。

隨著煤礦產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整，將會有更多的煤礦企業(yè)應(yīng)用先進的現(xiàn)代控制技術(shù)。懸磁控制的風動水泵自動排水技術(shù)也將得到廣泛的應(yīng)用。

5 風動水泵應(yīng)用研究

在傳統(tǒng)的風動水泵排水過程中，風動渦輪單純做旋轉(zhuǎn)運動，與進風口進來的空氣形成摩擦接觸。長時間的運轉(zhuǎn)后，將有可能引起摩擦輪過熱的問題，導(dǎo)致軸承、葉片機械性能下降，影響壽命及設(shè)備維護次數(shù)。而懸磁技術(shù)的應(yīng)用則可以很好地控制渦輪的旋轉(zhuǎn)?！皯掖趴刂泼旱V風動水泵”技術(shù)中，渦輪是間歇性運轉(zhuǎn)，可以為風動渦輪提供良好的暫停時間，確保不會產(chǎn)生過高溫問題，從而間接性地減少了由于風泵摩擦輪高溫而引起的事故。懸磁控制是精密性較高的控制單元，其各個部件結(jié)構(gòu)相對緊湊，經(jīng)久耐用，不易損壞，提高了整個裝置的使用壽命，降低了井下作業(yè)設(shè)備的故障率，減少了人員對設(shè)備的維護時間，從而降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。面對復(fù)雜的煤礦井下環(huán)境，人工值班是一種難度較大的工作。懸磁控制可以有效避免人工成本過高的問題。懸磁控制風動水泵排水，可以有效提高整個裝置的工作效率，節(jié)約人力與物力成本。尤其是對于一些成立較早的煤礦，尤其需要進行此種懸磁控制改造，不但是提高企業(yè)生產(chǎn)效率的典型方法，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)代化設(shè)備的規(guī)范管理。

風動水泵最大的問題是風道泄露的問題，一旦管路存在密封不良的問題，不但浪費風資源，還直接影響排水效果。懸磁控制中，浮球與風道完全隔離，僅靠磁力完成控制過程，這就在一定程度上避免了漏風問題的存在，因為如果浮球與風道有所連接，就算是密封再好，使用一段時間后也會由于連接點老化或松動等其他原因而產(chǎn)生漏風現(xiàn)象，浮球與風道完全隔離，提高整個裝置的使用效率。

6 結(jié)語

懸磁控制風動水泵排水系統(tǒng)基于機械式的水位高低感應(yīng)裝置與磁力控制開關(guān)模式，實現(xiàn)了裝置的自動控制。該裝置在煤礦井下作業(yè)中的應(yīng)用不僅提高了生產(chǎn)的效率，而且還改善了工人的工作環(huán)境，避免井下大量潮濕環(huán)境的存在。并且該裝置不需要人看護，使用壽命長，穩(wěn)定性高，故障率低，其應(yīng)用場所正在逐步增加。

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作者簡介：原紅青，男，供職于潞安集團常村煤礦掘進一（1）隊，研究方向：煤礦風泵的發(fā)展趨勢。

（責任編輯：黃銀芳）endprint