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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于工作液流本身的遠(yuǎn)端斷續(xù)用液泵站節(jié)能運(yùn)行自動(dòng)控制裝置
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 供液泵站離用液地點(diǎn)一般較遠(yuǎn)，多為滿負(fù)荷與卸荷交替連續(xù)運(yùn)行，工作端用液往往是斷續(xù)的，泵站大部分時(shí)間在無(wú)功運(yùn)行，浪費(fèi)能源，磨損設(shè)備。針對(duì)上述情況和泵站現(xiàn)有控制方式的不足，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)基于液流本身的遠(yuǎn)工作端斷續(xù)用液泵站節(jié)能運(yùn)行自動(dòng)控制裝置，采用自主設(shè)計(jì)的液流傳感器和壓力傳感器，并結(jié)合兩路液位檢測(cè)裝置及單片機(jī)控制系統(tǒng)，能自動(dòng)識(shí)別工作端斷續(xù)用液工況，使泵站按斷續(xù)用液時(shí)間自動(dòng)運(yùn)行或停止，實(shí)現(xiàn)對(duì)泵站的自動(dòng)控制。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品提出基于液流本身、不增加移動(dòng)部件和線路來(lái)實(shí)現(xiàn)泵站運(yùn)行控制的方案，設(shè)計(jì)出串接在用液管道中的液流傳感器和壓力傳感器，并結(jié)合兩路液位檢測(cè)裝置與單片機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成基于液流本身的遠(yuǎn)工作端斷續(xù)用液泵站節(jié)能運(yùn)行自動(dòng)控制裝置，其中液流傳感器、壓力傳感器和兩路液位檢測(cè)裝置的輸出端經(jīng)檢測(cè)電路與單片機(jī)控制系統(tǒng)的輸入端連接，單片機(jī)控制系統(tǒng)的輸入端連接有用于參數(shù)設(shè)定的四鍵盤(pán)輸入器，單片機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)交流和直流控制信號(hào)輸出端與泵站驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制設(shè)備連接。應(yīng)用本裝置可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)隨用液工況控制泵站的運(yùn)行狀態(tài)，保證在正常隨時(shí)使用供液泵站及使用習(xí)慣不變的前提下，不增加移動(dòng)部件和線路來(lái)自動(dòng)識(shí)別工作端面斷續(xù)用液工況，使泵站能按斷續(xù)用液時(shí)間自動(dòng)運(yùn)行和停止，對(duì)提高工作效率和節(jié)約能源具有顯著的效果。可廣泛應(yīng)用于礦山、船塢、園林以及各類工程機(jī)械的遠(yuǎn)工作端斷續(xù)用液泵站中。
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1.發(fā)明目的：在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，常使用高壓液流來(lái)工作，工作端用液往往是斷續(xù)的，泵站大多數(shù)時(shí)間在無(wú)功運(yùn)行，造成能源浪費(fèi)、設(shè)備無(wú)功磨損。由人工來(lái)回手動(dòng)控制泵站的運(yùn)行，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低。采用電纜連接或通訊連接方式控制泵站運(yùn)行，需增加移動(dòng)部件和線路。針對(duì)上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)一套基于液流本身的泵站自動(dòng)控制裝置，使供液泵站能按工作端斷續(xù)用液時(shí)間自動(dòng)運(yùn)行或停止。 2.基本思路：提出基于液流本身實(shí)現(xiàn)泵站自動(dòng)控制的思路，設(shè)計(jì)液流傳感器和壓力傳感器，并結(jié)合兩路液位檢測(cè)裝置與單片機(jī)控制系統(tǒng)，構(gòu)成可根據(jù)用液工況自動(dòng)控制泵站運(yùn)行的裝置。 3.創(chuàng)新點(diǎn)：（1）基于液流本身的泵站高效節(jié)能自動(dòng)控制。（2）自主設(shè)計(jì)液流傳感器和壓力傳感器。（3）結(jié)構(gòu)緊湊，安裝使用方便。 4.技術(shù)關(guān)鍵：（1）硬件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)包括傳感器設(shè)計(jì)，檢測(cè)電路設(shè)計(jì)和單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。（2）軟件開(kāi)發(fā)。單片機(jī)控制系統(tǒng)軟件包括初始程序、延時(shí)程序、數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)控制程序、鍵盤(pán)輸入及處理程序、顯示子程序等。（3）軟硬件有機(jī)結(jié)合。檢測(cè)與控制電路的各功能模塊通過(guò)單片機(jī)軟件編程控制。軟硬件有機(jī)結(jié)合，性能相互匹配。 5.技術(shù)指標(biāo)： （1）控制方式：自動(dòng)開(kāi)、停控制，變級(jí)、變頻控制；（2）傳 感 器：液流傳感器，壓力傳感器，兩路液位檢測(cè)裝置；（3）額定電壓：AC36V，由隔爆開(kāi)關(guān)提供；（4）額定電流： AC 8～200A；（5）流量范圍：5~125L/min；(6)額定壓力：31.5MPa;(7)液管直徑：Ф13、Ф16、Ф19和Ф25等快速接頭。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 供液泵站作為一種主要?jiǎng)恿ρb置已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，先進(jìn)的泵站自動(dòng)控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)其高效節(jié)能運(yùn)行的重要手段。近年，國(guó)內(nèi)有企業(yè)開(kāi)發(fā)了不同形式的液壓泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)，這些系統(tǒng)一般采用電纜連接或通訊連接方式來(lái)實(shí)現(xiàn)泵站的遠(yuǎn)程控制，現(xiàn)場(chǎng)使用不便，特別在有防爆要求的特殊工作環(huán)境中，安裝難度大且不安全。針對(duì)這種情況，本研究小組開(kāi)發(fā)的泵站節(jié)能運(yùn)行自動(dòng)控制裝置，可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)隨用液工況控制泵站的運(yùn)行狀態(tài)，其科學(xué)性和先進(jìn)性主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面： （1）基于液流本身的泵站高效節(jié)能運(yùn)行控制。采用基于液流本身來(lái)實(shí)現(xiàn)泵站運(yùn)行控制，克服了通過(guò)增加移動(dòng)部件和線路來(lái)實(shí)現(xiàn)泵站運(yùn)行控制造成使用不便的缺陷。 （2）自主設(shè)計(jì)的液流傳感器、壓力傳感器。采用無(wú)觸點(diǎn)非接觸磁感應(yīng)方式，直接串接在用液管道中，實(shí)現(xiàn)對(duì)液流斷續(xù)狀態(tài)和液流壓力的檢測(cè)。 （3）結(jié)構(gòu)緊湊、安裝使用方便。安裝時(shí)對(duì)原系統(tǒng)不作任何改變，結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、使用維護(hù)方便。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 該作品于2011年3月獲第四屆“挑戰(zhàn)杯”湖南科技大學(xué)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽特等獎(jiǎng) 。
作品所處階段
- 已制作出樣機(jī),并已經(jīng)調(diào)試通過(guò)。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 可通過(guò)合資、合股等方式進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)讓與合作
作品可展示的形式
- 實(shí)物、現(xiàn)場(chǎng)演示、圖片
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 1.使用說(shuō)明：打開(kāi)接線腔蓋板，按規(guī)定接好電源線和控制線，并按要求連接好系統(tǒng)管路；打開(kāi)隔爆開(kāi)關(guān)接線腔，將防爆開(kāi)關(guān)打到斷電位置。系統(tǒng)上電后，將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打到自動(dòng)控制檔，通過(guò)控制電路上的四個(gè)按鍵可以分別進(jìn)行延時(shí)停機(jī)時(shí)間的設(shè)定，傳感器類型的選擇以及監(jiān)控壓力限值的設(shè)定，參數(shù)設(shè)定后，該裝置將實(shí)現(xiàn)對(duì)供液泵站的自動(dòng)控制。 2.技術(shù)特點(diǎn)：采用基于液流本身實(shí)現(xiàn)泵站運(yùn)行控制的方案，設(shè)計(jì)液流傳感器和壓力傳感器，并與單片機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成基于液流本身的泵站自動(dòng)控制裝置。 3.推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明：本作品由于可以通過(guò)不增加移動(dòng)部件和線路來(lái)自動(dòng)識(shí)別工作端面斷續(xù)用液工況，安裝時(shí)無(wú)需對(duì)原系統(tǒng)做任何改變，結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠。可廣泛應(yīng)用于礦山、船塢、園林以及各類工程機(jī)械的遠(yuǎn)工作端斷續(xù)用液泵站中。 4.市場(chǎng)分析及效益預(yù)測(cè)：以其應(yīng)用于一臺(tái)電機(jī)功率為37千瓦的泵站為例，一年可節(jié)約電費(fèi)約18720元。按減少的無(wú)功運(yùn)行時(shí)間折算，一臺(tái)泵站可延長(zhǎng)服務(wù)約5年，設(shè)備折舊費(fèi)和維修費(fèi)減少約2000元。全年可節(jié)省開(kāi)支2萬(wàn)元以上。
同類課題研究水平概述
- 在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中常使用工作端離供液泵站有一定距離的高壓液流來(lái)工作，如礦業(yè)工程中的液壓支柱充液、船塢碼頭維修的艦船污垢清洗、園林綠化的農(nóng)藥噴灑與澆灌。這種情況下工作端用液往往是斷續(xù)的，為節(jié)約能源和減少設(shè)備磨損，在工作端停止用液時(shí)需要泵站停止或低速運(yùn)行，在工作端開(kāi)始用液時(shí)泵站能隨即啟動(dòng)或高速運(yùn)行。由于操作人員在遠(yuǎn)離泵站的工作端進(jìn)行作業(yè)，特別是在環(huán)境惡劣、行走不便的礦山井下，或者用液斷續(xù)變化頻率高時(shí)，靠操作人員從工作端到泵站之間來(lái)來(lái)回回手動(dòng)控制泵站運(yùn)行極為不便，工作效率低。 近年，國(guó)內(nèi)有企業(yè)開(kāi)發(fā)了不同形式的液壓泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)，但一般情況下，這些系統(tǒng)采用電纜連接或通訊連接方式來(lái)實(shí)現(xiàn)工作端與供液泵站的遠(yuǎn)程控制，現(xiàn)場(chǎng)使用極為不便，特別在礦山井下有防爆要求的特殊工作環(huán)境中，采用電纜連接或通訊連接方式難度較大且不安全，而且需要的傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，且拖動(dòng)液壓泵的電機(jī)不受其控制。也有采用檢測(cè)液壓系統(tǒng)壓力和配置蓄能器的方法實(shí)現(xiàn)控制的，這種方法在停機(jī)后如果恢復(fù)用液，則不能保證每個(gè)用液設(shè)備都工作在液壓泵站的額定壓力下，特別是礦山井下的支護(hù)工作中，支柱達(dá)不到初撐力及產(chǎn)生不安全因素，影響其安全生產(chǎn)。 本作品采用基于液流本身來(lái)實(shí)現(xiàn)泵站運(yùn)行控制方案，克服了通過(guò)增加移動(dòng)部件和線路來(lái)實(shí)現(xiàn)泵站運(yùn)行控制造成使用不便的缺陷。可以保證在正常隨時(shí)使用供液泵站及使用習(xí)慣不變的前提下，不增加移動(dòng)部件和線路來(lái)自動(dòng)識(shí)別工作端面斷續(xù)用液工況，使泵站能按斷續(xù)用液時(shí)間和壓力自動(dòng)運(yùn)行和停止。安裝時(shí)無(wú)需對(duì)原系統(tǒng)做任何改變，不影響原供液系統(tǒng)的正常運(yùn)行，而且結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、使用維護(hù)方便。具有高效節(jié)能、工作效率高、成本低、使用方便可靠、設(shè)備故障率低和性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，易為廣大使用者接受，有著廣泛的應(yīng)用前景。
