乳化液自动反冲洗高压过滤站的设计与仿真

论文摘要

随着煤矿综采设备自动化程度的不断提高,乳化液污染问题越来越受到重视。高压过滤站是降低乳化液污染度的一项重要设备,直接影响着液压系统的清洁度。为了实现高压过滤站自动清洁滤芯以提高过滤效率的目的,设计了乳化液自动反冲洗高压过滤站。本文首先以达西定律为基础分析了过滤站的过滤原理,并推导了滤饼的压降的计算式；接着对过滤站的液压系统进行了设计计算和油路集成化设计,建立了过滤站的三维结构模型。通过数学建模和AMESim建模分别对插装式开关阀和过滤站液压系统进行了仿真分析。仿真结果表明：开关阀能够适应过滤站工作环境,并有着良好的启闭特性；过滤站液压系统能够在控制信号的作用下进行过滤和反冲洗,并保持了良好的流量和压力特性。利用FXIS—10MR型PLC及其FXIN—4AD型扩展模块设计了过滤站的自动控制系统,并在GX Developer中进行仿真。仿真结果表明：控制系统能够实现手动、压差、定时的控制方式。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 问题的提出
• 1.1.2 国内外研究现状
• 1.2 本课题研究的目的和意义
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 过滤站过滤原理分析与滤饼压降计算
• 2.1 过滤原理
• 2.1.1 过滤机理
• 2.1.2 过滤器的主要性能参数
• 2.1.3 过滤基础理论
• 2.2 滤饼过滤及其压降
• 2.2.1 不可压缩滤饼压力降
• 2.2.2 可压缩滤饼压力降
• 2.3 本章小结
• 第三章 自动反冲洗过滤站液压系统设计计算
• 3.1 液压系统设计
• 3.2 过滤器滤芯的设计计算
• 3.2.1 过滤介质的选用
• 3.2.2 滤芯的设计计算
• 3.3 过滤器外部元件设计计算确定
• 3.3.1 压力筒的设计计算
• 3.3.2 水压实验的应力校核
• 3.4 压力筒底部封堵的螺纹强度校核
• 3.5 液压阀的选型
• 3.5.1 两通开关阀
• 3.5.2 其他液压阀
• 3.6 液压系统的集成设计
• 3.6.1 集成设计介绍
• 3.6.2 集成回路图
• 3.6.3 集成回路参数计算
• 3.6.4 集成回路压力损失
• 3.7 过滤站三维结构设计
• 3.8 本章小结
• 第四章 乳化液自动反冲洗过滤站液压系统仿真分析
• 4.1 AMESIM仿真平台的特点
• 4.1.1 AMESIM仿真平台在液压方面的应用
• 4.2 插装式开关阀的建模与仿真
• 4.2.1 插装式开关阀工作原理
• 4.2.2 插装式开关阀数学模型
• 4.2.3 插装式开关阀AMESIM建模
• 4.2.4 开关阀仿真结果分析
• 4.3 过滤站液压系统的建模与仿真
• 4.3.1 过滤站液压系统的数学建模
• 4.3.2 过滤站液压系统的AMESIM建模
• 4.3.3 过滤站液压系统的仿真结果分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 乳化液自动反冲洗过滤站PLC自动控制
• 5.1 自动控制系统的硬件设计
• 5.1.1 系统的硬件选型
• 5.1.2 硬件系统的电气接线
• 5.2 自动控制系统的软件设计
• 5.2.1 自动控制系统的程序设计
• 5.2.2 自动控制程序的仿真
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论及展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录