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题名大流量乳化液泵数字式流量调控策略与特性分析
被引量：1
- 1
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作者
张占东
陈吉顺
赵文超
韦春辉
赵聪
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机构
山西大同大学机电工程学院
山西大同大学煤炭工程学院
山西大同大学建筑与测绘工程学院
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出处
《机电工程》
北大核心
2025年第5期903-912,共10页
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基金
山西省基础研究计划项目(202303021211325,202103021224313)
山西省基础研究计划青年科学研究项目(202203021222299)
+2 种基金
山西省研究生教育创新项目(2023SJ289)
大同市科技计划项目(2022002,2022052)
山西大同大学研究生教育创新项目(22CX38,23CX06,23CX38)。
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文摘
针对工程实践中,大流量乳化液泵以及多泵并联泵站系统提出的按需供液、按需供压技术需求,提出了一种基于数字式配流原理的乳化液泵数字式流量调控方法。首先,在详细分析了煤矿综采工作面“三机”装备协同作业模式的基础上,得出了液压支架工艺循环特征以及基本动作过程用液需求;然后,以BRW630/37.5型乳化液泵以及ZF17000/27.5/42D型液压支架为原型,搭建了AMESim仿真模型;最后,重点针对支架“降柱”与“升柱”动作过程中的执行速度、系统压力与流量、回液流量等关键指标,开展了乳化液泵数字式流量调控方法与传统卸荷阀流量调节方法的仿真对比研究。研究结果表明:采用乳化液泵数字式流量调控方法,能够快速实现支架降柱动作过程高压小流量,以及升柱动作过程低压大流量的用液需求目标,并可在液压支架升柱过程中,满足乳化液泵卸荷阀回液为0 L/min的按需供液目标。该研究成果可为液压支架群组的智能稳压供液技术及其流量与压力匹配方法与策略研究提供参考。
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关键词
柱塞泵
乳化液泵
数字式流量调控
液压支架
按需供液
数字式配流阀
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Keywords
piston pump
emulsion pumps
digital flow regulation
hydraulic supports
flow supply according to demand
digital flow
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分类号
TH137.51
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名矿用乳化液泵数字式流量调控技术研究
- 2
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作者
韦春辉
张占东
陈吉顺
赵文超
李逸飞
王宇
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机构
山西大同大学煤炭工程学院
山西大同大学机电工程学院
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出处
《液压与气动》
北大核心
2025年第6期77-87,共11页
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基金
2022年度山西省基础研究计划(自由探索类)第一批项目(202303021211325)。
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文摘
针对煤矿综采工作面三机设备与供液系统之间动态高效供需匹配的需求,提出数字式流量调控技术来达到乳化液泵站按需供液的目的。首先,阐述了数字式流量调控技术原理,制定了适配五柱塞泵进排液配流规律的执行机构工作策略;其次,总结了数字式流量调控方案;最后,优选出最佳调控方案,利用仿真验证了最佳方案的可靠性。结果表明:五柱塞乳化液泵共存在7种数字式流量调控方案,执行机构开启数目与流量脉动率呈负相关;调控区间根据方案的不同分别为[0,π]或[0, 3π/5),流量可调范围为38%~100%。在满足了按需供液要求的同时也尽可能地将流量脉动率降至最低,可为综采工作面三机设备智能稳压供液技术提供参考。
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关键词
乳化液泵
按需供液
数字式流量调控技术
流量脉动
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Keywords
emulsion pump
on-demand fluid supply
digital flow control technology
flow pulsation
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分类号
TH137
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名多柱塞阀配流乳化液泵数字式流量调控机制研究
- 3
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作者
张占东
陈吉顺
姚丽英
赵文超
韦春辉
赵聪
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机构
山西大同大学机电工程学院
山西大同大学煤炭工程学院
山西大同大学建筑与测绘工程学院
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出处
《机床与液压》
北大核心
2025年第18期139-146,共8页
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基金
2022年度山西省基础研究计划(自由探索类)第一批项目(202303021211325)
2022年度山西省基础研究计划项目(自由探索类)青年科学研究项目(202203021222299)
+1 种基金
2023年度山西省研究生教育创新项目(2023SJ289)
山西大同大学研究生教育创新项目(23CX06,23CX38)。
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文摘
针对工程实践对乳化液泵以及多泵并联泵站系统提出的按需供液这一技术需求,以BRW125/31.5C型乳化液泵为研究对象,详细介绍其配流原理以及以此为基础的数字式流量调控方法,对该泵的瞬时排出流量进行量纲一化处理,基于此得到数字式配流的流量公式及整泵出口的流量脉动率公式,并以出口额定流量的95%为按需供液的目标进行理论与仿真分析。结果表明:数字式配流的执行机构动磁式电磁铁的动作区间为0~π/3;数字式配流对整泵出口流量的调控区间为原流量的77.9%~100%,对于工程实践提出的更大范围的流量调控需求,可通过结合文中所提数字式流量调控方法与基于变频技术的传统方法实现;当整泵出口流量在数字式配流的调控区间内需达到某一目标流量时,动磁式电磁铁动作数量越多,动作角度越小,整泵出口的流量脉动率越小。
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关键词
乳化液泵
数字式流量调控
按需供液
数字式配流阀
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Keywords
emulsion pump
digital flow distribution
on-demand liquid supply
digital flow distribution valve
-
分类号
TH137
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名基于MPC的乳化液泵数字式流量调控策略与特性分析
- 4
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作者
赵文超
陈吉顺
韦春辉
张占东
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机构
山西大同大学机电工程学院
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出处
《机床与液压》
北大核心
2025年第17期196-204,共9页
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基金
2022年度山西省基础研究计划(自由探索类)第一批项目(202303021211325)
2021年度山西省基础研究计划(自由探索类)第二批项目(202103021224313)
+4 种基金
2022年度山西省基础研究计划项目(自由探索类)青年科学研究项目(202203021222299)
2023年度山西省研究生教育创新项目(2023SJ289)
2022年度大同市科技计划项目(2022002,2022052)
山西大同大学研究生教育创新项目(22CX38
23CX38)。
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文摘
针对现有乳化液泵变频供液方式无法实现快速按需供液的现状,综合利用MPC可实现用液流量与压力超前预测以及数字式配流技术响应快、流量分辨率高的优势,提出一种基于MPC的乳化液泵数字式复合流量调控策略。详细分析基于MPC的乳化液泵驱动电机转速控制原理以及基于数字式配流阀的乳化液泵流量无级调节原理。以三相异步电动机、数字式配流阀及BRW125/31.5C型乳化液泵数学模型为基础,在MATLAB/Simulink及AMESim中搭建联合仿真模型,实现乳化液泵整泵流量可控输出。最后,开展基于MPC的乳化液泵数字式复合流量调控方法与基于MPC的乳化液泵流量调控方法的对比仿真实验。结果表明:基于MPC的乳化液泵数字式流量调控策略能够实现高压小流量供液,变频驱动电机控制乳化液泵频率范围为25~50 Hz时,曲柄角度为180°~185°,MPC和数字式复合控制乳化液泵出口流量的调节范围为46%~100%,由此验证了MPC和数字式复合控制乳化液泵流量调控方案的可行性。
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关键词
乳化液泵
模型预测控制(MPC)
数字式流量调控策略
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Keywords
emulsion pumps
model predictive control(MPC)
digital flow regulation strategy
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分类号
TH137
[机械工程—机械制造及自动化]
-
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题名乳化液泵数字配流阀用开关电磁铁设计与性能分析
- 5
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作者
张占东
陈吉顺
姚丽英
赵文超
韦春辉
赵聪
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机构
山西大同大学机电工程学院
山西大同大学煤炭工程学院
山西大同大学建筑与测绘工程学院
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出处
《机床与液压》
北大核心
2025年第19期189-196,210,共9页
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基金
2022年度山西省基础研究计划(自由探索类)第一批项目(202303021211325)
2022年度山西省基础研究计划项目(自由探索类)青年科学研究项目(202203021222299)
+1 种基金
2023年度山西省研究生教育创新项目(2023SJ289)
山西大同大学研究生教育创新项目(23CX06,23CX38)。
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文摘
针对高产高效智能化煤矿综采工作面对液压支架大流量供液系统提出的按需供液需求,提出一种乳化液泵数字式流量调控方法,通过开关电磁铁控制进液阀在部分排液行程中的延迟关闭时刻来实现整泵出口流量的按需调节。以BRW125/31.5C型乳化液泵为研究对象,基于乳化液泵属于多柱塞阀配流往复式容积泵的结构特点,得出开关电磁铁在完成数字配流任务过程中开始动作执行时刻的可行区间。以不出现整泵瞬时零流量为约束条件,得出该型号泵进液阀在排液行程中延迟关闭时长所对应的曲轴转角不得超过π/3,并由此得出所提数字流量调控方法对于该型号三柱塞泵而言,可调流量范围为77.9%~100%。针对伴随进液阀在排液行程中延迟关闭而出现的进液阀内流工况,采用CFD方法分析进液阀阀芯所受稳态液动力,并据此计算得出开关电磁铁在执行进液阀数字配流工况时所需推力至少为15 N。最后,完成了开关电磁铁结构设计,并通过Maxwell平台对所提结构设计方案开展动静态特性仿真分析,结果表明:该结构方案的最大推力为40.6 N,响应时间为300 ms,满足数字式配流要求。提出的乳化液泵数字式流量调控方法及其开关电磁铁结构设计方案,将为面向液压支架工艺动作过程的按需供液技术研发与应用示范提供参考。
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关键词
乳化液泵
数字流量调控
开关电磁铁
按需供液
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Keywords
emulsion pump
digital flow regulation
switching electromagnet
on-demand flow supply
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分类号
TH137
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名乳化液泵数字进液阀稳态液动力分析
- 6
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作者
韦春辉
张占东
姚丽英
李逸飞
王宇
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机构
山西大同大学煤炭工程学院
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出处
《液压与气动》
2025年第11期65-75,共11页
-
基金
2022年度山西省基础研究计划(自由探索类)第一批项目(202303021211325)。
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文摘
数字进液阀是实现数字式流量调控技术的重要硬件基础,针对数字进液阀设计需求,进行了乳化液泵进液阀稳态液动力分析和计算。首先阐述了数字式流量调控技术原理,确定了数字进液阀执行机构的可行工作区间;其次分析了进液阀阀芯受力,计算了阀芯在可行工作区间内所受稳态液动力;最后通过仿真得到了泵腔内部流场可视化分析结果,求得了液动力仿真值并与理论值进行了对比验证。结果表明:曲轴转角θ处于[60°,240°]区间内,进液阀阀芯需保持常开来实现数字流量调控目标;利用动量定理和可视化分析仿真,计算得到了可行区间内阀芯液动力,在θ为80°时稳态液动力达到了最大理论值6.68 N,仿真值6.19 N;可行区间内理论与仿真间最大误差为0.57 N,为后续乳化液泵数字进液阀设计提供了理论基础。
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关键词
数字式流量调控技术
乳化液泵
进液阀
稳态液动力
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Keywords
digital flow control technology
emulsion pump
inlet valve
steady-state flow force
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分类号
TH137
[机械工程]
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