微乳化液

微乳化液（精选八篇）

微乳化液 篇1

尽管水泥灌浆在填补混凝土裂缝作用中依然是应用最广泛的基本材料,但细微裂缝和空隙的处理上,依然受到颗粒尺寸的限制。化学灌浆材料作为一种无悬浮粒子的真溶液,能够很好的弥补水泥灌浆材料的缺陷[1]。目前业内已开发出众多种类化学材料用于化学灌浆领域,如甲基丙烯酸甲酯类[2]、脲醛树脂类[3]、环氧树脂类[4]、聚氨酯类[5]等,其中环氧树脂类化学灌浆材料以其力学性能高、耐高低温、耐腐蚀、固化收缩率小、适用范围和条件灵活多样等优点成为目前主流选择,用于各类工程的防渗堵漏及加固补强。

环氧树脂是无定形油溶性材料,为了使其更好的渗入混凝土细微裂缝中,常要对其进行化学改性变为亲水性,此类思路除了要考虑环氧树脂本身与改性材料的化学反应可行性外,还需要将配套的固化剂增塑剂等也要相应改成亲水性,工作量大大增加。在化学改性为水溶性这个发展趋势之前,常采用灌浆前将环氧树脂与水强力搅拌成乳液再灌压进混凝土的方法。此种方式得到的乳液是液滴较大的不稳定体系,会出现树脂固化前就破乳的现象。本研究受微乳化[6]概念(即在油、水、乳化剂体系中加入第四组分(助乳化剂)可进一步乳化得到纳米级乳液液滴)启发,发展了一条新的思路,将环氧树脂固化剂增塑剂等油相体系在水中乳化成细微而稳定的水包油型微乳液体系,可直接用于灌浆作业,也可与水泥粘土等混合后灌浆。

乳化液滴的大小通常取决于乳化体系的分子结构、搅拌速度、乳化剂种类及其浓度等。表1列出了乳液液滴大小与乳液外观之间的关系。微米级及纳米级的乳液液滴需要很低的界面张力,助乳化剂可增大乳化剂的溶解度,协助乳化剂进一步降低油水间界面张力,有利于微乳的稳定性。

1实验部分

1.1原料

主剂为R-140环氧树脂,工业级,三井化学;稀释剂为AGE(C12-14烷基缩水甘油醚),安徽新远化工;增韧剂XY207(聚丙二醇而缩水甘油醚);固化剂为胺类固化剂M3(自制)。上述几种材料按比例混合,在下文中标记为环氧树脂组分。

乳化剂为非离子表面活性剂,助乳化剂为PEG2000。

1.2实验仪器

超声波振荡仪,上海科导超声仪器有限公司;GS12-2电子恒速搅拌器,上海医械专机厂;采用英国Malvern公司生产的Zetasizer Nano纳米粒度分析仪对乳液体系的粒径及分布进行测试。样品测量3次,最终结果取3次的平均值。

1.3环氧树脂的微乳化

在室温条件下,将一定量的乳化剂、助乳化剂、环氧树脂组分(不含固化剂)混合均匀,低速搅拌下将一定量的去离子水缓慢滴入体系中。改变各组分用量,重复上述步骤,制备一系列乳液。观察体系发生的颜色性状等变化,并通过粒径仪对乳液粒径进行测定。把乳化剂和助乳化剂作为一个相,与水相和环氧树脂组分(油相)一起作为三元相图的三相,在拟三元相图上按液滴直径大小划分为不同的区域,如图1所示。

图1中区域1-4代表水包油型乳液,区域5代表油包水型乳液,而面积最大的区域6表示该区域内的水油乳配比无法成乳。从图1趋势可知:对于O/W型乳液,当乳化剂的量不足时(区域1),乳液液滴大于5μm,粒径分布也广,此时的乳液是不稳定体系,放置一段时间(几分钟至几小时)后会出现破乳及水油分层的情况;当乳化剂/助乳化剂的量较多(区域2、3、4)时,随着油量增多、水量减少,乳液液滴的比表面积逐渐增大,乳液的平均粒径逐渐减小。 当油量继续增加到一定值(区域5)时,乳液性质由水包油型反转成油包水型。水油乳比例达到最佳配比时,乳化剂成一均匀致密薄层存在于水相和油相的界面,且助乳化剂的增加乳化剂溶解性和降低液滴表面张力的协同作用充分体现,因此得到的乳液粒径较小的热力学稳定体系。热力学稳定意味着,乳液的形成不需要强力搅拌,各组分混合后在稍微震荡或搅拌的条件下即可形成微米甚至纳米级乳液,且成乳后性状稳定在几天至数月不会破乳,这极好的满足了化学灌浆液流动性好及对细微裂缝的渗入性好的要求。图2和图3分别表示了区域3和区域4中某点对应的乳液液滴粒径(1248.1nm和612.6nm)。

从区域3(液滴粒径1～2μm)和区域4(液滴粒径<1μm)中各取某一点代表的水乳油配比,将固化剂加入各组分,重新制得乳液,通过调节固化剂比例控制环氧树脂固化时间为6 h,实验结果表明环氧树脂固化之前乳液体系未出现破乳现象。将上述各组分比例配成的乳液分别置于0℃、10℃、25℃、40℃下,环氧树脂固化之前,乳液也并未出现分层或破乳,表明微乳法制得的乳液体系在不同温度下,都能在设定的固化时间内保持体系稳定。

1.4在化学灌浆方面的应用实验

从区域4中取某点,根据其相对应的各组分用量比,确定了化学灌浆液的组成和比例,具体见表2。随后本研究采用微乳化法制得的该比例下的环氧树脂乳液对某地下室进行化学灌浆堵漏作业。

某40年楼龄的2层仓库的地下室,墙壁返潮,地面常年有积水渗漏,在梅雨季节情形尤为严重。由于地质沉降及内部应力不均等原因,混凝土地基及伐板均出现了裂缝,且地下室地板标高-4.0m,而建筑位置地下水位标高为-3.0m,水压差使得地下水不断渗漏进室内。

首先将地下室地面清理干净,排查宽度较大的裂缝,确定好灌浆孔的位置和间距。使用钻头直径为14mm的电钻沿裂缝两侧钻孔,钻孔角度倾斜,需穿过裂缝。钻孔间距30～50cm。用清洗机冲洗灌浆孔,直至灌浆孔出水清澈。在钻好的孔处安装灌浆嘴,并确保灌浆嘴周围与钻孔间无空隙不漏水。将上述实验中所有的材料按比例加入到搅拌机中,搅拌2min左右,即可形成稳定的化学灌浆乳液,经由高压灌浆机响灌浆嘴内灌注,单孔逐一连续进行作业。当相邻孔开始出浆后,保持压力4min,停止灌浆,并将该灌浆嘴用快干水泥进行封缝,保证不跑浆。再进行相邻灌浆嘴的作业。灌浆结束24h确认不漏浆后,清除外露的灌浆嘴和溢漏固化的灌浆液。最后将地面用防水涂料分3次涂刷以作表面防水处理。

该防渗堵漏作业完成至今近1年,地面无之前潮湿渗水现象,证明微乳化法得到的环氧树脂化学灌浆液并没有损失其应有的固化及防渗堵漏作用。

2结论

使用一定质量配比的乳化剂、助乳化剂、水及环氧树脂组分,以微乳法制备得到一系列的环氧树脂乳液,在拟三元相图上标注出各相比例不同时的乳液性状。助乳化剂的增加乳化剂溶解性和降低液滴表面张力的协同作用使得乳液粒径较小,且具有热力学稳定性。

取相图中适宜的组分比例配制成的环氧树脂微乳液,经实验证明,乳液体系能够在设定的固化时间内维持足够的稳定性。将比例成份放大配置成化学灌浆液应用于实际防渗堵漏作业中,表明以此微乳化方法处理环氧树脂化学灌浆液的可行性。

本研究的微乳法意义在于能够节省化学改性制备水溶性环氧树脂的一系列工作量,且不必动用强力机械搅拌,只用简单的搅拌即可将油溶性的环氧树脂以微米甚至纳米级的液滴尺寸进行分散,分散体系稳定,适合作为化学灌浆液应用于大中小型各类地下工程的防渗堵漏。并且,还可根据工程需要,将微乳化学灌浆液与水泥粘土灌浆液等混合使用,在灌浆方式及成本核算方面有更广泛的适用范围。

参考文献

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[2]魏涛,李珍,董建军,等.化灌法[J].北京:中国水利水电出版社,2005.

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[5]倪礼忠,陈麒.聚合物基复合材料[M].上海:华东理工大学出版社,2007.

微乳化液 篇2

550乳化泵站技术规格书（S-4）

一、设备名称：乳化泵站（三泵两箱）2套

二、主要技术参数：

1、电机功率为355KW，电压为1140/660V，并符合防爆GB3836-2000标准。

2、泵站额定压力：31.5Mpa。

3、泵站额定流量：550L/min。

4、一主一辅两泵箱，总容量：7000L5、进水压力：常压

6、安全阀出厂调定压力：34.7-36.2Mpa7、卸载阀出厂调定压力：31.5Mpa8、卸载阀恢复工作压力：卸载阀调定压力的80%～90%

9、润滑油泵工作压力：≮0.1Mpa10、工作液：含3%～5%乳化油与97%～96%的清水

三、主要技术要求：

1、泵站高压输出接头、卸载回液接头一端为螺纹结构另一端为

2、卸载阀与蓄能器之间联接接头为国标φ25快速接头形式。

3、泵吸液口采用内径为φ102吸液胶管。

4、泵箱材质为不锈钢材料，5、泵的轴承为SKF或FAG产品

6、在乳化泵及泵箱上安装出口压力、油位、油温、油压、液位传感

器，实现乳化液自动配比，泵箱自动配液。传感器全部采用进口件，使用本质安全型电源。各种传感器必须符合刘庄矿井下综采自动化系统的数据传输要求

7、电机为国内知名品牌产品，并配温度传感器。

8、满足泵站集控系统要求，配备相应的硬件接口，满足自动化功能。

9、乳化泵出口设压力表。

10、配机械，电磁双用卸载阀。

11、所有传感器应统一为本安12V电源，提供配套的输入交流127V输出直流12V本安电源一套。

12、最大尺寸，重量：长4.8m×宽1.70m×高2.3m，最大重量18吨。

四、供货范围：

1、每套乳化泵站含乳化液泵3台，泵箱2台，连接管路1台，自动化设施1套。

关于乳化液泵站技术改造 篇3

1 原有乳化液泵站工况

综采工作面配置两台液压泵、两台电机 (200KW或250KW) , 组合开关直接驱动乳化液泵。当工作面一台液压泵能满足供液需求时, 由一台工频工作的液压泵根据工作面用液量和供液输出口压力通过阀门调节供液流量。当一台工频乳化液泵全速供液时 (电动机已达到50HZ运行) 仍不能满足供液需求时, 人工开启第二台工频泵。如果此时仍然不能满足供液要求, 人工开启第三台工频乳化液泵, 乳化液泵始终工作在人工控制状态, 无法根据液压系统压力自动开泵。当工作面用液量降低, 乳化液泵阀门打开, 液压泵工作在卸压状态, 停止第三台或第二台液压泵运行。这种调节方式增加了设备的耗电量, 浪费了电力资源。增加了液压管路和供液系统中设备的安全隐患和损耗, 降低了设备的安全系数。增加了综采工作面的设备噪声, 影响了工作人员身体健康和正常通讯。

2 实现目标

2.1实现乳化液泵站的恒压供液。

2.2节约电能。

2.3减小管路冲击。

2.4减小设备磨损, 降低材料损耗。

2.5降低噪音, 提高工作环境质量。

3 乳化液泵站变频改造系统介绍

3.1 工作系统组成

工作面配置两台液压泵、两台电机 (200或250KW) , 一台组合开关 (使用其中一路) 、天信配置一台变频器 (BPJ315) 、一台冷却水箱。

3.2 控制功能实现

整体的恒压供液系统由变频器内置的PLC编程实现, 配合变频器的直接转矩控制, 实现控制目标。具有通讯端口可实现数据上传。变频器驱动一台泵站, 另外一台泵站由组合开关直接供电, 受变频器控制。

3.3 工作原理

当综采工作面一台液压泵能满足供液需求时, 由第一台变频工作的液压泵根据工作面用液量和供液输出口压力自动调节供液流量。变频器时刻检测、采集液压系统内的乳化液压力值。当认为第一台变频乳化液泵全速供液时 (电动机已达到50HZ运行) 仍不能满足供液需求时, 由变频器内部的驱动监控系统发出信号, 使组合开关内控制第二台泵的接触器吸合, 自动开启第二台工频乳化液泵, 此时供液以第二台工频乳化液泵工作为主, 第一台变频乳化液泵作为补液, 自动调节供液量。如果此时仍不能满足供液要求, 变频器内的驱动监控系统再次发出信号, 使组合开关内控制第三台乳化液泵的接触器吸合, 自动开启第三台工频乳化液泵, 第一台变频乳化液泵始终工作在自动调节供液量状态。当工作面用液量降低, 变频驱动控制系统根据实际用液情况, 自动停止第二台乃至第三台液压泵运行。为保证乳化液泵的可靠工作, 防止出现第二台或第三台乳化液泵的频繁起动, 系统对采集信号进行防抖动和延时处理, 以确保设备不工作在临界状态。

3.4 防止烧电机措施

本变频系统可与普通矿用电机配套。为防止烧坏电机, 变频器内部带有输出正弦滤波器, 将输出电压控制在电机允许的范围内。因为不需要更换电机, 减少了整个系统的投入。

4 变频开关介绍

4.1 变频器特点

该变频器具有过载、短路、过电压、欠电压、缺相、过热、漏电、接地等保护功能, 且配有10.4寸液晶显示屏实时显示各工作状态。

本产品具有启动转矩大、启动平稳等特点, 能实现交流异步电动机在各种负载情况下的平滑启动、调速等功能, 彻底消除机械及电气冲击, 延长设备使用寿命。使用多台变频器拖动同一带式负载时, 各变频器之间的功率平衡满足±2%。变频器应用于乳化液泵站等类似场合, 通过直接转矩控制及恒压供液专用算法, 实现恒压供液, 节约电能, 降低对液压管道的冲击, 同时降低噪音改善现场工作环境。

4.2 技术参数

4.2.1 输入参数

额定功率:315kW

额定输入电压:1140VAC±15%

额定输入电流:250A

额定输入频率:50Hz

相数:3相

工作制式:S1

4.2.2 输出参数

输出电压:0~1140VAC

输出电流:0~250A

输出频率范围:0~50Hz

4.2.3 本安参数

U0:12.5VDC;I0:0.42A;C0:10μF;L0:0.1mH

4.3 电气系统组成

变频器电气系统主要由主回路、主控器、光纤分配板、显示屏、LED指示窗、矩阵键盘及对外IO口等组成。

4.4 冷却系统

变频器采用水冷散热, 左侧水冷板的出水口接中间水冷板的进水口, 冷却水由左水冷板进水口进, 中间水冷板的出水口出水。在使用中需保证水道中的水流量不低于0.5L/s。

默认情况下, 出厂按照直供水方案配置冷却系统, 依靠供水管路的自然压力向变频器提供冷却水, 出水为开放式直接排出。进水管路需加电磁阀和过滤器。

5 节能

应用变频技术改造乳化泵后, 解决了乳化液泵压力波动的问题, 更重要的是实现了安全可靠的经济运行, 避免了泵站电机长期运行能耗大的问题, 经上述分析, 改造后取得了可观的经济效益, 每年可节约:

200KW*1台*20%*24*30*12=345600度

250KW*1台*20%*24*30*12=432000度

年共节约电费为:

345600 (432000) *0.6=207360 (259200) , 即约21或26万元

年减少维修成本:约5万元

年直接经济效益为:21 (26) +5=26或31万元

参考文献

[1]任连贵.乳化液泵站工作中小型煤矿安全培训统编教材, 2008, 6.[1]任连贵.乳化液泵站工作中小型煤矿安全培训统编教材, 2008, 6.

[2]GB/T12668.2-2002调速电气传动系统第2部分:一般要求低压交流变频电气传动系统额定值的规定.[2]GB/T12668.2-2002调速电气传动系统第2部分:一般要求低压交流变频电气传动系统额定值的规定.

[3]GB/T12668.3-2003调速电气传动系统第3部分:产品的电磁兼容性标准及其特定的试验方法.[3]GB/T12668.3-2003调速电气传动系统第3部分:产品的电磁兼容性标准及其特定的试验方法.

[4]MT661-1997煤矿井下用电器设备通用技术条件.[4]MT661-1997煤矿井下用电器设备通用技术条件.

微乳化液 篇4

由于石油资源日趋短缺及其价格上涨和环境污染日益严重,发展低排放代用燃料已引起了世界各国重视。在众多的代用燃料中,乙醇的制取来源广泛,可大量生产,如可以由甘蔗、粮食等制得,属于可再生的能源,因而乙醇作为车用柴油机燃料不仅是未来十分有前景的石油替代燃料而且也是可以实现清洁燃烧的燃料。因而,柴油机燃用醇燃料来实现既减少柴油消耗又降低碳烟及NOx排放,已经成为目前热点研究课题之一。

本文研究了柴油-乙醇-水-乳化剂四元乳化液,在复合乳化剂的作用下,生成含氧燃料,形成W/O乳化液,在高温高压下形成团状微爆现象,也称“二次雾化”,可以有效地改善燃料与气体的有效混合,提高燃烧速度,有效降低NOx和碳烟的排放[1,2,3,4,5]。乳化液的黏度是基本的物性参数,直接关系到乳化液的应用和理论研究。在新型乳化剂作用下,乳化液燃料的流变特性研究鲜见相关报道。本文采用新型复合乳化剂,研究四元乳化液流变特性随含油量、含水量、乳化剂种类和含量的变化关系。

1 试验用乳化液和测量仪器

乳化液成分:0#市售柴油;工业无水乙醇(天津市天大化工实验厂);乳化剂为自行研发的非离子复合乳化剂,编号为No.1和No.2,其HLB值分别为3.8和5.4;水为自来水。

测量仪器:内切式高速分散器,型号GF-1,转速2 800～28 000 r/min,江苏海门市其林贝尔仪器制造有限公司生产;旋转黏度计,型号NXS-11A,成都仪表厂生产,测量范围为0.002 8～17 800 Pa·s,剪切应力为27.67～21 970 Pa,剪切速率为1.23～996 s-1,转速为5.6～360 r/min,测量精度±1%;表面张力仪,型号JZ-200A,测量范围0～199.9 mN/m,分辨率为0.1 mN/m,承德精密试验机有限公司生产。采用恒温器恒温时,物料温度为20℃。

2 结果与讨论

2.1 乳化剂的流变性能

图1为两种乳化剂的流变特性。从图1可看出,乳化剂的流变性能曲线近似为直线,且过原点,因此可认为该乳化剂近似为牛顿流体。通过纵坐标与横坐标的比值即斜率,可以得出该乳化剂的黏度。同时测得各成分的黏度,柴油为3.2 mPa·s,水为1 mPa·s,乙醇为1.15 mPa·s,乳化剂No.1为1.04 Pa.s。乳化剂No.1的黏度约为水的1 040倍,乙醇的904倍,柴油的464倍。试验采用的乳化剂为非离子型亲油和亲水乳化剂进行复配而得,且仅由C、H、O元素构成,燃烧后不会形成新的污染源。由于乳化剂的类型不同,其黏度差异较大,乳化剂No.2的黏度为54.3 mPa·s,是No.1的5.22%。

2.2 乳化液的流变特性

为了研究乳化液流变特性,配制了若干种乳化液,并以D、E和W分别表示柴油、乙醇和水,其后紧跟的数字分别表示在乳化燃料中所占的质量分数。例如D80E10W10表示乳化燃料中柴油、乙醇和水所占的质量分数分别是80%、10%和10%。试验各组分的适用范围为:柴油50%～90%;水5%～25%;乙醇5%～25%;乳化剂以柴油、乙醇和水总质量的质量分数来计算,范围为1%～8%。试验分别采用No.1和No.2乳化剂,配制乳化液D90E5W5、D80E10W10、D70E15W15、D60E20W20和D50E25W25,研究乳化液流变特性随含油量、含水量、乳化剂种类和质量分数的变化关系。

2.2.1 柴油含量对乳化液流变特性的影响

分别以No.1和No.2为乳化剂,含量为2%时,考查柴油含量对乳化液流变特性的影响,结果如图2所示。从图2可看出,不同乳化剂的乳化液流变性能均近似直线且过原点,可以认为该乳化液近似为牛顿流体,这与以往认为该类乳化液是假塑性流体不一致[6]。尽管乳化剂含量较低,但含油量对乳化液流变性能有显著的影响,当乙醇和水的相对质量不变时,随着含油量的减少,乳化液黏度随之增大。因此,在考虑乳化液不同含量的柴油时必须考虑黏度的影响。乳化剂的加入,乳化液的黏度大于纯柴油的黏度。对比两种乳化剂,在柴油-乙醇-水相对质量相同时,No.1乳化剂的乳化液剪切应力比No.2的高,即No.1乳化液的黏度比No.2的大。分析其原因为:No.1乳化剂的黏度比No.2的大,且由于No.1乳化剂的H LB值很低,其亲油性更强,对油相吸附能力最强,使前述微团的尺寸增大,增加连续相变形难度,明显增大了乳化液的黏度。

2.2.2 乳化剂含量对乳化液流变性能的影响

试验中考察了两种乳化剂含量对乳化液流变性能的影响。乳化液中各相组分分别为D90E5W5、D80E10W10、D70E15W15、D60E20W20和D50E25W25;乳化剂的质量比分别为1%、2%、3%、5%、8%。大量的试验数据表明:流变性能的趋势基本相同,为节省篇幅,下面以乳化剂No.1为例,考察乳化剂含量对D80E10W10和D60E20W20乳化液流变性能的影响,结果如图3所示。从图3可看出,对于同一乳化剂No.1,在不同组分的乳化液中随着乳化剂含量的增加,乳化液的黏度随之增大。对比两种乳化液的组分可看出,D80E10W10乳化液的流变性能随乳化剂含量的增加而增大,但其变化幅度不大;而D60E20W20乳化液的流变性能随乳化剂含量的增加而显著增大,其变化幅度明显高于D80E10W10。说明对于含油量较低的乳化液,随乳化剂含量的增加对乳化液流变性能的影响越明显;含水含醇量越大的乳化液,乳化剂含量的增加对乳化液黏度增大越明显。

2.2.3 含水量对乳化液流变性能的影响

以乳化剂No.2为例,在乳化剂质量比分别为2%、5%时,考察含水量对乳化液流变性能的影响,结果如图4所示。由图4可看出,含水量对5种不同乳化液的流变性能有显著的影响,随着含水量的增加,黏度变大,特别是在乳化剂含量为5%时更显著。当含水量由5%增加至15%时,乳化液黏度增加不显著;当含水量高于20%时斜率增大,即乳化液黏度显著增大。

2.2.4 乳化剂黏度对乳化液流变性能的影响

乳化液的黏度与乳化剂的黏度直接相关,在试验中发现,对于组分相同的乳化液,即使乳化剂的含量相同,若采用高黏度乳化剂,其乳化液黏度也高。试验测量了不同乳化液的流变特性,乳化液分别采用No.1和No.2乳化剂,其质量比分别为8%、5%、3%、2%和1%。图5列出了D70E15W15乳化液采用两种乳化剂时的流变特性。对于相同组分的乳化液,当乳化剂含量为1%时,No.1的乳化液黏度比No.2的略高,但当乳化剂含量达到8%时,No.1的乳化液黏度明显高于No.2,进一步验证当乳化剂增加时,其乳化液的黏度迅速增大且增幅较大。

3 乳化液的表面张力

表面张力表征乳化液的流动状态,直接影响乳化燃料的喷雾性能。试验对两种乳化剂不同乳化液的表面张力进行了测定。图6为D70E15W15乳化液表面张力随不同乳化剂含量的变化关系。从图6可知,乳化液的表面张力随乳化剂含量的增加呈下降趋势,其值在26～40 mN/m之间。对照水、乙醇、柴油的表面张力,在20℃时分别为72.9、23.5、27 mN/m左右,此乳化液的表面张力与纯柴油相近。

4 结论

(1)乳化液在本试验组分配比下近似牛顿流体,乳化液的黏度随着乳化剂含量和黏度的增加而增大。

(2)乳化液的黏度随着水和乙醇含量的增加而增大,当乳化剂含量小于3%时,乳化液的黏度随着乳化剂含量的增加缓慢增大;当乳化剂含量高于5%时,乳化液的黏度随着乳化剂含量增加增幅较大。

(3)当乳化液中“水”相含量和乳化剂含量均较低时,柴油、乙醇和水乳化液黏度略高于柴油;当乳化液中“水”和乳化剂含量均比较高时,乳化液的黏度比柴油大4～8倍。

(4)乳化液的表面张力接近柴油,且随乳化剂含量的增加呈下降趋势。

参考文献

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废乳化液处理技术研究进展 篇5

1 废乳化液处理技术

废乳化液处理技术的难易程度取决于乳液中的油分在水中的存在形式及处理要求。根据分离原理, 大致可分为物理法、物理化学法、化学法、电化学法、生物化学法和膜分离法。

1.1 物理法

废乳化液的物理处理方法包括重力法、过滤法。重力法主要是利用废乳化液中油和水的密度差, 在重力作用下, 对漂浮油和分散油进行重力分离。所以重力法一般只用于去除废乳化液中的浮油, 主要作预处理之用。重力分离具体又可分为浮上分离法、机械分离法和离心分离法三种, 重力法可回收部分浮油。过滤法在含油废水预处理中的应用比较广泛, 主要有砂滤、层滤。沙滤主要采用石英砂为滤料, 截留悬浮物和微量溶解性有机物, 层滤常采用硅藻土过滤, 部分去除废水中乳化油。

1.2 物理化学法

1.2.1 吸附法

吸附法是利用多孔吸附剂对废乳液的溶解油进行物理吸附 (范德华力) 或化学吸附 (化学键力) 或是交换吸附 (静电力) 来实现油水分离。常用的吸附剂有活性炭、活性白土、磁铁砂、矿渣、纤维、高分子聚合物及吸附树脂等。活性炭是一种优良的吸附剂, 在污水处理中, 活性炭对油的吸附是三种吸附过程的共同作用, 活性炭的表面积可高达5×105~2.5×106m2/kg, 吸附处理后的出水油含量可在5 mg/L以下。但由于活性炭的吸附容量有限, 成本较高, 再生困难, 所以一般只用于废乳液的深度净化处理。

1.2.2 气浮法

气浮法是在油水悬浮液中释放大量的微气泡 (10~120μm) , 依靠表面张力作用将分散于水中的微小油滴粘附于微气泡上, 使气泡的浮力增大上浮, 达到分离的目的。当污水中含有表面活性物质造成悬浮液严重乳化时, 为提高浮选效果, 可在浮选前向水中加入絮凝剂进行破乳。陆斌等[1]采用两级混凝-气浮-生物接触氧化工艺处理金属加工行业乳状液废水, 生产运行结果表明, CODCr平均去除率99.55%, 油为99.91%, 出水各项指标均达标。刘宏斌[2]采用集油-破乳气浮-过滤工艺处理含油乳状液废水, 出水水质很好, 产生的絮渣酸溶后重复使用, 节省药剂投加量30%, 效果显著。但该法占地面积大, 易产生浮渣。

1.3 化学法

1.3.1 絮凝法

絮凝法是目前国内外普遍用来提高水质处理效率的一种既经济又简便的水质处理方法。由于胶体的稳定性, 废乳液不能用重力沉降的方法实现分离, 而必须首先投加混凝剂来破坏其稳定性, 使其相互聚集为数百μm以至数百mm的絮凝体, 再借助沉降、过滤或气浮等常规固液分离方法去除。王建萍[3]等研制新型混凝剂FS-FA用于乳化液废水的处理。FS是一种以芳香环为主体的天然有机高分子化合物, 具有胶体的性质。FA是由两种以上高价金属离子按一定比例配制而成的无机凝聚剂。乳化液废水经处理后, 油、CODCr去除率高达99%、96%以上, 且出水水质好。关卫省等[4]采用复合型絮凝剂XG977处理含油废水, 试验结果表明:该絮凝剂对含油废水有很好的处理效果。在投加量相同的条件下, XG977处理效果明显优于聚合氯化铝, 且污泥体积小, 沉降性能优于聚合氯化铝, 综合处理费用比聚合氯化铝低20%。王慎敏[5]等选用了CW-01阳离子破乳剂与聚合氯化铝进行复配。经一系列条件试验表明:复配的最佳比例CW-01体积分数为80~10×103, 聚合氯化铝质量浓度为30~50 mg/L, 油的去除率可达50%~66%, 浮渣少, 是简便、经济的处理方法。

1.3.2 盐析法

电解质投入乳化液后, 可以很快离解成正、负离子, 在这些离子周围吸附了极性水分子, 形成水化离子, 其中的正离子不断被带负电的胶体油滴吸附, 并压缩油滴的双电层, 使ξ电位降低, 甚至达到等电点。此时胶粒间的排斥势能消失, 油滴彼此间己接近到分子引力范围。在范德华力作用下碰撞并长大, 从乳化油变为分散油, 从而实现盐析过程。常用的电解质为无机盐类, 如:Ca、Mg、A1的盐类。该法常用于含油污水的初级处理场合, 由于聚析速度较慢, 所以处理设备占地面积较大。

1.3.3 酸化法

酸化法通过调节废水的pH值至3~4, 使乳化液中的高碳脂肪酸或高碳脂肪醇一类的表面活性剂与酸生成不溶于水的脂肪酸或脂肪醇等, 达到破乳的目的。

1.4 电化学法

1.4.1 电解法

电解法包括电解沉降和电解气浮。电解沉降是利用溶解性电极电解乳化油废水。从溶解性阳电极溶解出金属离子, 然后金属离子发生水解作用生成氢氧化物, 通过吸附、凝聚、沉降除去乳化油。电解气浮是利用不溶性阳极在外电场的作用下产生大量的阳离子, 对乳化油胶体进行凝聚, 同时阴极上析出大量氢气微气泡, 与胶体絮粒粘附在一起上浮去除。王洪春[6]采用微孔过滤-电解气浮法处理漂油废水及高浓度有机废水, 微孔过滤机选用聚乙烯微孔管, 电解气浮选用荧光液废水处理机, 气浮后出水经活性炭吸附, 即可达标排放。

1.4.2 电解氧化法

电解氧化法 (或称电火花法) 是通过在两电极间填充微粒导电材料 (如活性炭) , 含油乳化废水和压缩空气同时从底部进入两电极间, 极间的导电颗粒呈沸腾床状态, 在电场作用下, 颗粒间产生电火花, 在电火花和废水中均匀分布的氧气作用下, 吸附在颗粒表面的油滴被电解氧化或燃烧分解去除。

日本早田文隆[7]采用高梯度磁性分离技术净化废乳液, 破乳效果显著。高梯度磁性分离技术 (GHMS) 具有处理速度快 (过滤速率可达1 000 m/h) 、处理量大、效率高、效果好而稳定、管理容易、占地面积小等优点。但GHMS装置复杂, 磁流体代价高, 耗电大。

1.5 生物化学法

利用微生物使部分油作为营养物质被吸收、转化, 其余部分被生物氧化分解成简单的无机或有机物质如CO2, N2, CH4等, 从而使废水得到净化。

1.5.1 氧化塘法

在天然或人工培建的浅水池或沟渠中, 利用好氧微生物来分解、转化水中的有机物或油类的废水处理过程称为氧化塘法。世界上有多个国家运用氧化塘来处理废水。最近, 胜利油田肖昌胜等[8]采用氧化塘技术处理油田采油废水获得工程试验的成功, 废水获得达标排放的良好处理效果。

1.5.2 活性污泥法

活性污泥法以细菌作为主体菌胶团, 采取人工曝气手段使得活性污泥均匀分散在废水中, 在适宜的温度、pH值、供氧条件下, 对有机物质和油类进行吸附、吸收、氧化分解、转化合成新的微生物。

1.5.3 生物膜法

生物膜法是将好氧微生物附着生长在固体填料表面, 形成胶质相连的生物粘膜。在处理过程中, 废水中含有的油类和溶解氧为生物膜所吸附, 油类被不断分解除去, 同时生物膜本身也不断生成代谢。

1.6 膜分离法

膜分离法是一项新兴的高效分离方法, 无相变、能耗低、体系干净, 近年来在废水处理领域中逐渐成为一个重要的技术手段。超滤法属于膜分离技术中的一种, 近20多年来得到迅速发展。超滤法处理废乳化液是当前钢铁企业广泛应用的处理方法, 由于国内冷轧厂采用的乳化液性质和特点各不相同, 选用超滤法处理冷轧乳化液废水, 必须根据乳化液废水的性质, 选用合适材质和孔隙率的超滤膜, 在实验的基础上合理组合工艺, 以期达到满意的处理效果, 但超滤法耗费较高。

何德文[9]进行了超滤膜连续处理乳化液废水的实验研究, 实现93%左右的COD去除率。某铝箔厂采用预处理+膜分离法[10]处理热轧废乳液, 取得了良好的效果, 废水水质由含油量5 000~7 000 mg/L、COD3.0×103mg/L、pH值6.5, 处理成含油量<5 mg/L、COD<100 mg/L、pH值6.0~9.0, 油去除率99.9%, COD去除率99.6%。

近年来, 膜生物反应器污水处理技术得到发展, 将膜技术中的超滤组件与污水生物处理中的生物反应器相互结合而形成新技术。这种技术综合了膜分离和生物处理技术的优点, 它高效、低能耗, 倍受国内外专家学者的重视, 是一种发展前景较好的含油污水处理系统。

2 展望

废乳化液的处理方法虽然较多, 但各种方法都有其局限性, 采用单一的方法处理含油量在几万mg/L的废乳化液往往达不到排放要求。由于传统含油废乳液处理方法的局限性与该类废水排放标准严格化之间的矛盾, 还需不断研究开发有效而适用的方法来处理。在实际应用中, 通常将几种方法组合起来, 形成多级处理工艺, 使出水水质达到排放标准。膜技术以其分离效率高、易操作、占地面积小、无需添加化学药剂等优点, 有望成为该类废水处理领域中的研究热点。

参考文献

[1]陆斌, 陆晓千.一种含油乳化液废水处理技术的工程[J].应用环境工程, 2001 (3) :12.

[2]刘宏斌.乳化液含油废水的处理[J].陕西环境, 1998, 5 (4) :33-34.

[3]王建萍, 焦君.新型混凝剂FS-FA处理乳化液废水的试验研究[J].环境科技, 12 (3) :54-60.

[4]关卫省, 马丽艳, 高榕.复合絮凝剂XG977用于含油废水处理研究[J].工业水处理, 2000 (1) :17-19.

[5]王慎敏, 李建立.聚合氯化铝与CW-01阳离子破乳剂用于含油污水处理[J].哈尔滨大学学报, 1999.

[6]王洪春.采用微孔过滤——电气浮法处理漂油废水及高浓度有机废水[J].化工环保, 1991, 11 (5) :295-298.

[7]早田文隆, 特公昭54-65179.

[8]肖昌胜, 王志强.利用氧化塘技术处理油田采油废水[J].工业水处理, 2002, 22 (10) :60-61.

[9]何德文, 梁彦杰.超滤膜连续处理乳化液废水的实验研究[J].矿冶工程, 2006, 4 (2) :68-70.

浅谈冷轧乳化液废水的处理 篇6

1.1乳化液废水处理流程

1.2乳化液废水系统各操作单元指标

注明:乳化液废水系统运行时, 每小时巡检透液运行情况, 观察出水情况, 出水已清澈为标准, 出水浑浊表示陶瓷超滤膜有破损, 监测COD值, 当COD≥3000时, 为保证后续处理达标, 必须停机检修。

2陶瓷膜超滤系统参数运行记录

运行总结:陶瓷膜超滤系统通过3天运行记录可以总结出, 膜通量受循环温度及压力的影响较大, 当循环温度及压力升高时, 膜通量增大, 当循环温度及压力下降时膜通量减小, 另外乳化液废水在循环水池循环时间越长, 乳化液浓度相应增加, 这也是导致膜通量的下降的重要原因。 (检测频次:循环水池温度、进水压力参透量、出水PH值为每小时一次, 出水COD为8小时/次) 见表2。

3超滤系统无机陶瓷膜的清洗

对于乳化液废水体系, 主要污染源为油污以及一些无机离子的沉积和吸附, 选用表面活性剂和硝酸对膜进行清洗, 表面活性剂可以去除膜表面及膜孔内的油污等有机物, 硝酸可以去除一些Fe3+等无机离子。

3.1根据超滤清洗状况不同设置两组不同的超滤清洗方式, 他们分别是:

(1) 超滤清洗程序:1水洗→2碱洗→3水洗→4停

(2) 超滤深度清洗程序1水洗→2碱洗→3水洗→4酸洗→5水洗→6停

3.2当清洗箱不在低液位 (0.9m) 且水池水温在37℃~60℃ (不能超过60℃) , 才允许启动超滤装置, 清洗时间一般为20分钟, 超滤系统清洗完毕后若膜通量≤1.5m3/h, 则碱洗, 若碱洗后膜通量仍然较小则要施行深度清洗 (酸洗) 。

4乳化液废水处理过程中可能出现的故障现象及解决方案

4.1超滤透液流量≤0.8m3/h时, 解决措施:检查循环水池温度 (约50℃) , PH (10~11) 是否在正常范围内, 若不在正常范围内, 则需要进行膜清洗。

4.2正常运行乳化液废水处理系统中发现超滤透镜滤液浑浊, 解决措施:依次排查各只膜的透液情况, 必要时停机拆下用专用橡皮塞对陶瓷超滤膜进行修补。

4.3出现出现弄含油废水不能透过滤纸, 一般将乳化液处理至15m3通过浓缩乳化液再浓缩处理规定委外处理浓缩乳化液。

5关于超滤系统后续处理

5.1超滤系统透液COD、含油量偏高, 透液通过后续处理工序进入稀含油系统处理, 通过微生物池的降解, 能达到出水标准。

5.2超滤系统浓缩后的乳化液以及上层油泥, 则通过有危废处理资质的环保公司进行委外处理。

6结语

利用无机陶瓷膜处理冷轧乳化液废水, 可以有效降低COD以及含油量, 但若使之再废水处理领域得到广泛的应用, 还有许多关键点值得探讨, 主要有:1、延长膜使用寿命, 克服膜污染、提升膜的反洗效率等;2、陶瓷膜使用成本高, 有待日后开发出低成本、高寿命的膜材料。

摘要：我厂属冷轧钢铁企业, 在工艺加工过程中大量使用冷却润滑液 (乳化液) , 由于长时间使用, 铁离子及盐分增加、细菌变质等多种因素, 稳定性降低, 需要定期更换及排放部分新乳化液, 其特点是品种繁多, CODcr和含油量浓度高, 处理难度大。而无机超滤膜 (主要是陶瓷膜) 具有良好的化学稳定性、耐溶剂性、耐温性和机械强度, 无机陶瓷膜管壁密布微孔, 在压力作用下, 原料液在膜管内或膜外侧流动, 小分子物质 (或液体) 透过膜, 大分子物质 (或固体颗粒、液体液滴) 被膜截留从而达到固液分离、浓缩和纯化之目的。该工艺在我厂的应用显示, 对乳化液废水进行了有效的治理, 具有一定的应用推广价值。

关键词：乳化液废水,无机陶瓷膜,污水处理

参考文献

[1]张国胜.无机陶瓷膜处理冷轧乳化液废水的研究南京化工大学硕士论文1997.

非圆行星齿轮乳化液马达及其展望 篇7

非圆行星齿轮乳化液马达将非圆齿轮技术与液压马达技术结合起来,形成了一种新型低速大扭矩液压马达[1]。它具有噪音低、污染小、结构紧凑、低速运转平稳、启动效率高、转动惯量小、抗工作油污染能力强等特点,具有广泛的应用前景。

乳化液马达使用难燃液——高水基乳化液作为工作介质,且动力来自工作泵站,而没有电能开采设备所需的变压器及电缆等设施,在井下使用时安全性大大提高。目前我国煤矿井下大多铺设有乳化液管道和设置有泵站,因此使用乳化液马达无需专门铺设管道,提高了原有乳化液泵站的利用率,降低了生产成本。乳化液马达体积小、重量轻、转速低、扭矩大,无需减速装置就可直接驱动负载,可降低成套设备的整体重量,方便设备的布置使用。马达和钻机配合作业时,一方面乳化液可作为工作介质驱动马达运转,另一方面可作为钻孔润滑、清洗液,实现湿式钻孔。另外,与矿物油液压设备相比,乳化液马达还具有运行成本低、污染程度低、使用场合不受限制等优点[2]。

目前,德国、美国、波兰等国已经掌握了非圆行星齿轮乳化液马达的相关技术,例如波兰海德曼液压动力设备股份公司研发的SP、HSP系列乳化液马达已批量生产,并进入中国市场。我国对非圆行星齿轮乳化液马达的研究起步较晚,哈尔滨工业大学、清华大学、西安交通大学等单位先后对非圆行星齿轮乳化液马达进行了相关的研究,但都处于理论研究或样机试制阶段,并没有进行批量生产。北京航天试验技术研究所通过一系列研发试验工作,已经突破了非圆行星齿轮乳化液马达的关键技术,生产了ELM系列非圆行星齿轮乳化液马达,可广泛用于煤炭矿山等企业。

2国产乳化液马达在关键技术上的突破

乳化液马达主要包括壳体、轴承座、主轴、上配油盘、下配油盘、非圆行星齿轮系等,具体结构如图1所示。其中非圆行星齿轮系是乳化液马达的核心部件,它由非圆梅花形内齿圈、非圆方形太阳轮和行星轮构成,如图2所示。上、下配油盘和非圆行星齿轮系配合将空间分隔成10个小密闭腔。工作时,高压油通过上配油盘进油孔进入密闭腔,由于液压切向不平衡力而产生扭矩,推动行星轮产生自转和公转,并带动非圆行星太阳轮转动,进而使得与太阳轮相联的主轴转动。转动时,密闭腔由大变小由小变大,周而复始,完成进油和排油的过程。

1.主轴2.壳体3.下配油盘4.非圆行星齿轮系5.上配油盘6.轴承座

1.非圆梅花形内齿圈2.行星轮3.非圆方形太阳轮

乳化液马达在设计和加工中存在的关键技术和难点主要包括以下几个方面。

2.1非圆行星齿轮机构的设计

非圆行星齿轮机构是乳化液马达的核心部件,齿系设计不合理可造成马达流量脉动较大,转动不平稳,甚至卡齿、脱齿等情况。在研发过程中采用圆弧拟合曲线的方法设计非圆行星齿轮节曲线,这种方法的优点是可以按照节曲线弧长等于整数个齿的弧长为条件进行设计,使得齿正好均布,且该方法计算简单,齿的法线容易确定,便于实际应用。在设计齿形时,考虑到乳化液马达扭矩大,齿轮所受切向力很大,所以选择采用了非标较小的齿顶高系数ha*和顶隙系数c*,从而提高了齿的强度。

由于齿轮为非标准齿轮,且形状复杂,若采用传统的展成法加工非常困难,且可能会发生根切、带刀等一系列问题。在实际加工中采用线切割的方法进行加工。这种方法精度高,不受齿数、齿形的限制,很好地解决了齿轮加工的问题。

2.2配油盘的设计

配油盘控制乳化液在容积腔中的进出,是关键零件之一。非圆行星齿轮乳化液马达的配油设计是影响液压马达机械效率、容积效率以及低速稳定性的关键环节。在配油盘的设计中,关键是对配流孔的设计。配流孔的设计应满足当容积腔达到最大容积时,排油孔正好开启,进油孔正好关闭;当容积腔达到最小容积时,进油孔正好开启,排油孔正好关闭。而配流孔的关闭和开启是由行星轮齿根圆控制的,即当容积腔处于最小容积时,前一位置行星轮的齿根圆应处在刚好能使进油孔打开的位置,而当容积腔处于最大容积时,后一位置行星轮的齿根圆应该处在恰好能使进油孔关闭的位置。因此,前一位置行星轮齿根圆的后端和后一位置行星轮齿根圆的前端就组成了进油孔,如图3(b)所示,同理,前一位置行星轮齿根圆的后端和后一位置行星轮齿根圆的前端就组成了排油孔,如图3(a)所示。对于46型非圆行星齿轮乳化液马达,共有6个进油孔和6个排油孔。配流孔的大小受到两方面的制约,从降低压力损失的角度考虑,希望配流孔越大越好,但受到行星轮齿根圆的限制,配流孔不能太大,配流孔太大会造成进油孔和排油孔不能在适当的时候关闭和开启,发生高、低压腔串通的现象,如图4(a)所示。配流孔也不能太小,配流孔太小会降低马达的整体效率,增加阻力损耗,如图4(b)所示。正确的方法是取两个位置行星齿轮齿根圆交汇处的最大面积。

2.3齿轮材料及热处理问题

齿轮的选材及热处理工艺是影响马达寿命的关键因素。由于马达采用高水基乳化液作为工作介质,乳化液的润滑性较差,且容易使材料生锈,所以在齿轮选材时应考虑强度高、耐磨性好且防锈性能好的材料。另外,由于齿轮齿面要求高,且形状复杂,在线切割完成后无法进行精磨,所以在选材时应注意选择热处理变形较小的材料。

在热处理方面,为了减少齿轮的热处理变形,应尽量采用变形量小的热处理方法,且考虑到齿轮表面应具高硬度、高耐磨性和高的疲劳强度,可以采用调质加渗氮或者渗碳、淬火及低温回火的方法进行热处理。

2.4加工精度问题

乳化液马达要求齿轮系和配油盘有很高的加工精度,加工精度达不到要求可能会造成马达泄漏、效率降低、卡齿甚至无法运转的情况。

齿轮系和配油盘装配时,为了保证齿轮能够正常运转,要求齿轮端面和配油盘之间留有一定的间隙,间隙不能过小,过小会造成齿轮上下端面卡紧而无法正常运转;另一方面,乳化液马达的工作介质乳化液粘度低、分子量小,在高压下容易泄漏,齿轮系端面和配油盘之间的间隙不能过大,过大会造成一部分高压液从进油孔进入后没有做功,而是通过端面间隙直接进入压力较低的排油孔排出,降低了马达的效率。因此,在设计时应控制端面间隙,既能保证齿轮的正常运转,又使得马达具有较高的效率。

端面间隙的大小又与加工精度有关,当加工精度高时,只需留很小的间隙就能满足要求,而当加工精度低时,为了弥补其它零部件的累计误差,就需要留出更大的间隙才能使马达正常运转,这样就会降低马达的效率。

上下配油盘上的进油孔和排油孔是乳化液进出的通道,具有很高的位置度要求,孔的位置有偏差会造成进油孔和排油孔的瞬时接通,降低马达的效率。加工孔时,为了保证位置度要求,可在数控加工中心上定位钻孔。另外,配油盘端面与轴线的垂直度、端面间的平行度、端面自身平面度、外圆与内孔的同轴度、销孔与端面的垂直度、销孔的位置度都会导致梅花形内齿圈与壳体轴线不垂直,梅花齿齿面与行星齿齿面不平行,造成齿轮无法正常运转。因此应该注意它们的加工精度问题。

3乳化液马达应用前景

在攻克以上问题后,北京航天试验技术研究所研制的ELM系列非圆行星齿轮乳化液马达可以很好地满足用户的需求,具体参数如表1所示。

与传统液压马达相比,非圆行星齿轮乳化液马达具有更高的安全性能,在对安全性要求较高的煤矿作业中具有较广泛的应用,主要应包括以下几个方面:

(1)马达作为核心部件装配成小型超高压泵站使用,并能衍生出测力拉拔器、钢筋切断器、钢绞线切断器、螺母破切器、预应力张拉千斤顶、环链液压剪、退锚器、液压支护等非冲击煤机设备。

(2)马达作为核心部件装配成钻机,作为开采冲击煤机设备使用。

(3)马达作为核心部件装配在煤机设备驱动装置上使用。

4结语

非圆行星齿轮乳化液马达由于其使用的高水基乳化液粘度较低,与传统矿物油马达相比较,工作效率还有待提高,但随着我国加工制造加工水平的日益提高,乳化液马达将具有比传统矿物油马达更广泛的应由空间和发展潜力。

参考文献

[1]武丽梅,鲁墨武.非圆齿轮技术的发展及应用[J].沈阳航空工业学报,2003,17(1):23.

矿用乳化液泵站常见故障分析与处理 篇8

关键词：乳化液泵站,常见故障,处理方法,注意事项

乳化液泵站是用来向综采工作面的液压支架或普采工作面的单体液压支柱输送压力液体的动力设备, 乳化液泵站提供液压力的大小及供液质量直接影响采煤工作面员工的人身安全及设备的使用寿命, 因此乳化液泵站的安全可靠运行对煤矿安全生产至关重要。通过对乳化液泵站的日常运行与检修维护进行分析总结, 提出了乳化液泵站常见故障原因分析及处理方法。

1 工作原理

乳化液泵站主要由乳化液泵、乳化液箱、液压控制系统和电气保护监控系统组成。

乳化液泵为卧式三柱塞往复泵, 它的三个柱塞水平放置, 泵工作时电动机的旋转运动通过一对齿轮副减速后带动曲轴旋转, 再通过连杆、十字头滑块将曲轴的旋转运动转化为柱塞在泵缸体中的往复运动。当这种曲柄连杆机构带动柱塞远离柱塞腔时为柱塞吸液行程, 这时柱塞内的密闭空间增大形成负压, 乳化液在大气压力作用下打开吸液阀进入柱塞腔;曲柄连杆机构推动柱塞使柱塞腔容积减少时为柱塞排液行程, 乳化液在柱塞推力作用下打开排液阀进入支架液压系统。曲轴旋转一周完成柱塞的一个往复行程即完成该柱塞的一个吸排液过程。

乳化液箱储存系统所需的乳化液, 还具有散热, 沉淀杂质, 分离乳化液中的气泡等作用。

液压控制系统:低压乳化液从液箱经打开的截止阀吸入乳化液泵, 通过泵将压力提高后, 排出的高压乳化液经安全阀、高压过滤器、电液-机械卸载阀、截止阀, 通过输液管向工作面液压系统供液。

电气保护监控系统用于对乳化液泵曲轴箱中润滑油油温、油压及油位进行监控, 实现实时保护。

乳化液泵站工作原理:进水在乳化液箱中和乳化油混合生成乳化液并存放在乳化液箱中。当液箱中的乳化液位达到电控程序中设定的液箱高水位值, 装在乳化液箱上的进水电磁阀会自动将补充水关闭;当乳化液位达到程序的低值报警位程序界面中将会出现报警指示;当乳化液位达到程序的最低值报警位, 程序将断开所有乳化液泵及增压泵的电机开关, 整个乳化液泵站将停止工作。为保证泵工作时乳化液箱中液位的平衡, 程序中可设定保持液位在某一范围内的区间值以控制进水电磁阀开或关。泵启动后吸入从乳化液箱中出来的乳化液体并加压至程序中设定的最高压力值。当泵输出的压力达到该设定值时, 程序将通过控制安装在泵头上的电磁卸载阀将输出的高压液卸载回乳化液箱。当泵输出的压力降低至该泵在程序中设定的最低压力值时, 程序再次控制电磁卸载阀将泵输出的高压液送出系统至工作面的液压支架, 直到泵输出的系统压力再次达到程序中设定的最高压力值。如此往复循环使泵站输出的系统压力值始终维持在程序设定的范围值内, 满足了工作面液压支架用液的需求。

2 常见故障原因分析及处理方法

2.1 泵起动后无流量或流量不足, 压力脉动大, 管路抖动厉害

(1) 吸入系统内空气未排尽, 放气处理; (2) 柱塞密封损坏, 检查更换密封; (3) 进排液阀密封不好, 泄漏严重或动作不灵活, 修复或更换密封; (4) 进排液阀弹簧断裂, 更换弹簧; (5) 吸液过滤器堵塞, 清理过滤器; (6) 吸液软管过细过长, 调整; (7) 乳化液箱液位过低, 加乳化液; (8) 蓄能器无压力或压力过高, 充气或放气; (9) 卸载阀动作频繁或漏液严重, 检查排除故障; (10) 截止阀未打开, 检查处理故障。

2.2 无压力或压力不足

(1) 卸载阀、手卸阀或压阀密封不良, 修复或更换密封; (2) 先导阀密封不良, 修复或更换密封; (3) 卸载阀调压弹簧断裂或疲劳, 更换弹簧; (4) 主阀密封不良, 修复或更换密封; (5) 压力表开关未打开或阀座变形、堵塞, 打开或更换; (6) 排液管道开裂, 更换管道。

2.3 柱塞密封处漏液严重

(1) 密封圈损坏, 更换密封圈; (2) 柱塞中心不正或柱塞表面有严重划伤, 重新按工艺装配;

2.4 转动噪音大、撞击声严重

(1) 曲轴轴拐与轴瓦磨损严重或间隙过大, 更换或调整间隙; (2) 连杆螺钉松动, 紧固; (3) 泵内有杂物, 清理; (4) 齿轮加工精度低或齿面损坏, 修复或更换; (5) 柱塞端部与承压块间隙加大, 更换; (6) 泵体轴承损坏或精度差, 更换轴承; (7) 联轴器安装不对中心, 调整对中; (8) 连杆衬套与滑块磨损严重, 更换; (下转第212页) (9) 吸液不足, 检查处理。

2.5 润滑油油温升高, 发热异常

(1) 润滑油不足或过多、太脏或油质选取不符要求、黏度低, 保证油质油量符合要求; (2) 轴拐与轴瓦受压面不良或配合间隙太小, 更换或调整间隙; (3) 连杆面与曲轴柄摩擦, 检查排除; (4) 两半联轴器间隙距离过小, 调整间隙; (5) 超负荷运行时间过长, 调整负荷; (6) 泵的动转方向不对, 调整转向。

2.6 泵压突然升高

(1) 泵用安全阀失灵, 修复安全阀; (2) 卸载阀先导阀或主阀不动作, 检查修复; (3) 系统中故障, 检查排除。

2.7 滑块处泄漏严重

(1) 缸壁拉毛, 更换泵体; (2) 滑块表面拉毛, 更换滑块。

2.8 支架停止供液时卸载阀动作频繁

(1) 支架输液管道渗漏, 更换管道; (2) 卸载阀内单向阀密封损坏, 修复或更换密封; (3) 卸载阀内顶杆0形密封圈损坏, 更换密封圈; (4) 蓄能器压力过高, 放气。

2.9 液箱前后液位差太大

过滤网板被污物堵死, 清洗过滤网板。

2.1 0 系统压力调不上去且缓慢下降、乳化液发热

(1) 卸载阀主阀过滤垫或阻尼孔堵塞且越来越严重, 更换过滤垫或清洗阻尼孔; (2) 主阀表面拉毛或卡住, 更换滑阀组件; (3) 机械先导阀泄漏, 更换密封; (4) 电磁先导阀导杆位置调整不合适, 检查调整; (5) 电磁先导阀泄漏, 更换密封; (6) 卸载阀壳体内部泄漏, 检查更换。

2.1 1 供液系统运行缓慢

(1) 初期投运过滤器堵塞, 清洗过滤器; (2) 泵站高压过滤器堵塞, 检查更换。

3 日常使用与维护注意事项

3.1 运行前注意事项

(1) 泵站必须由经过专门培训的熟悉泵站性能, 结构和原理的泵站司机操作。

(2) 泵初次使用, 起动前应手动盘车, 以确信各运动件无卡现象。电机应按规定方向旋转 (如电机端箭头所示) 。

(3) 先短时间起动电机使润滑油充满系统, 检查油位计, 如必要应添加润滑油。

(4) 新安装的泵应至少进行30min空负荷动转, 负荷运转时压力应按额定压力的25%逐渐升高, 直至达到额定压力。

(5) 泵在最初运转的10S内无排液, 电机将自动停止。应检查泵吸液管路是否堵塞。 (泵超过15s无排液将会损坏柱塞密封) 。

(6) 泵的柱塞腔压盖, 液箱观察孔等禁止敞开使用。

(7) 泵运转以下时间段后应更换润滑油: (1) 运转50h后; (2) 运转500h后; (3) 每次运转15000h后。

(8) 更换润滑油并清理磁过滤器组件, 重新加入新润滑油。

(9) 采用压力润滑方式润滑, 必须注意过滤器堵塞信号, 应及时清洗及更换过滤器滤芯。

3.2 日常维护注意事项

(1) 检查各连接部分的紧固件, 特别是箱体剖面的连接螺栓是否松动;各连接管路无损坏, 连接处有无渗漏等。

(2) 检查柱塞密封。如密封渗漏达7升/时, 则需更换新的柱塞圈;如滑块有明显润滑油泄漏, 更换滑块处密封, 检查其他各部位密封是否可靠。

(3) 检查润滑油油压表的压力值, 泵刚起动时油压表指示可达1.72Mpa (250Psi) , 泵运转一段时间后润滑油油温达到正常工作温度时, 压力值可降到0.24Mpa (35Psi) , 否则需调整。

(4) 检查吸排液阀的性能及润滑油安全阀性能, 特别注意弹簧是否疲劳损坏。

(5) 井下更换, 维修部件时, 应注意工件器具的清洁, 勿将煤粉矸石等带入泵体内。