本發(fā)明涉及一種自動化快速裝車線防凍液節(jié)能噴灑聯(lián)動系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

我國北方冬季天氣寒冷，鐵路運輸過程中車廂中的煤炭存在凍結(jié)凍車的問題，煤炭凍車后給港口卸車帶來巨大的困難，同時也造成很大的經(jīng)濟損失。煤炭凍車主要會產(chǎn)生以下問題：凍車導(dǎo)致煤炭卸車能力下降，致使卸車時間加長，影響港口鐵路的正常運轉(zhuǎn)，此外清理凍車上的殘留煤塊需要耗費大量的人力及時間，使港口鐵路的運輸效率降低，給港口及鐵路部門造成巨大的經(jīng)濟損失。為了防止出現(xiàn)凍車情況，各大選煤廠普遍采用的方法是通過向運煤車廂及煤塊中噴灑防凍液，使煤炭不會凍結(jié)，進而防止煤炭在車廂中粘底、掛壁或結(jié)塊。

目前，選煤廠采用的防凍液噴灑模式基本分為煤流噴灑和車廂噴灑兩種方式。其中，煤流噴灑即將噴頭固定，當(dāng)有煤流經(jīng)過時噴灑，無煤流時停止噴灑。車廂噴灑又分為人工噴灑和自動噴灑兩種方式，人工噴灑即采用手工操作，當(dāng)車廂經(jīng)過時，人工手動打開控制閥噴灑，車廂走后再手動關(guān)閉控制閥；自動噴灑即采用傳感器與電磁閥，增加電器自動控制功能，當(dāng)車廂經(jīng)過時自動開始噴灑，車廂走后自動停止噴灑，節(jié)省了人力勞動。現(xiàn)有的防凍液噴灑模式存在許多不足，具體如下：

1.當(dāng)前各大煤礦選煤廠使用的防凍液都是采用人工配制的方式進行制作，即將攪拌罐加入一定量的水，然后倒入幾袋防凍液粉，攪拌均勻后裝入儲存罐中待用。此配制方式防凍液濃度值不準(zhǔn)確，受人為因素影響較大；當(dāng)氣候溫度改變，采用人工方式調(diào)節(jié)防凍液粉與水的配比量，無法保證配制的防凍液濃度為最佳值，影響防凍液的使用效果。

2.緩沖倉、皮帶煤流、裝車溜槽處防凍液噴灑方式單一，僅是在緩沖倉、皮帶機頭、裝車溜槽出口處設(shè)置了噴灑電磁閥，沒有在煤流輸送過程中進行噴灑，噴灑均為集中定量模式，防凍液和煤流摻和不充分、不均勻，無法滿足不同溫度及煤質(zhì)水分情況下噴灑流量變化要求；若噴灑量設(shè)定小，無法防止煤流結(jié)塊；若噴灑量設(shè)定大，則過量噴灑，浪費防凍液，容易對輸送皮帶造成腐蝕，縮短使用壽命，影響生產(chǎn)安全。

3.現(xiàn)有車廂內(nèi)防凍液噴灑流量，雖能跟隨煤流量及車廂行進速度進行調(diào)節(jié)，但噴灑噴頭在高壓霧化下，對車廂內(nèi)幾個面同時噴灑，導(dǎo)致噴頭噴灑同一個地方重復(fù)度較大，造成浪費；此外，車廂各個面的噴灑量無法根據(jù)氣溫和煤含水量進行調(diào)節(jié)，也會造成防凍液過量噴灑，大量浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種自動化快速裝車線防凍液節(jié)能噴灑聯(lián)動系統(tǒng)及方法。實現(xiàn)了防凍液噴灑的自動控制，噴灑量自動調(diào)節(jié)，防凍液濃度配制控制精確，噴灑科學(xué)合理，大大節(jié)約了企業(yè)的生產(chǎn)成本。

本發(fā)明提供的一種自動化快速裝車線防凍液節(jié)能噴灑聯(lián)動系統(tǒng)，由防凍液制備子系統(tǒng)、皮帶煤流噴灑控制子系統(tǒng)、煤流入緩沖倉噴灑控制子系統(tǒng)、裝車站溜槽噴灑控制子系統(tǒng)、列車車廂噴灑及噴灑滾筒定位控制子系統(tǒng)五部分組成；防凍液制備子系統(tǒng)與噴灑泵站相連接，系統(tǒng)設(shè)置三套噴灑泵站；皮帶煤流噴灑控制子系統(tǒng)獨立使用一套泵站，煤流入緩沖倉噴灑控制子系統(tǒng)與裝車站溜槽噴灑控制子系統(tǒng)共用一套泵站，列車車廂噴灑及噴灑滾筒定位控制子系統(tǒng)獨立使用一套泵站；皮帶煤流噴灑控制子系統(tǒng)與列車車廂噴灑及噴灑滾筒定位控制子系統(tǒng)各自單獨配用一套噴灑控制裝置，煤流入緩沖倉噴灑控制子系統(tǒng)、裝車站溜槽噴灑控制子系統(tǒng)共用一套噴灑控制裝置，三套噴灑控制裝置并列連接；

所述防凍液制備子系統(tǒng)的作用是配制防凍液，對防凍液配制濃度精確化控制，它是保證防凍液噴灑效果的重要條件；該子系統(tǒng)包括防凍液攪拌罐、儲液罐、輸液泵、電磁閥、氣動管路、輸送管路；防凍液攪拌罐內(nèi)設(shè)有攪拌電機、攪拌葉片，外側(cè)設(shè)有液位傳感器和濃度傳感器；防凍液攪拌罐分別連接防凍粉料倉和自來水管，防凍液攪拌罐出口連接防凍液儲液罐；

防凍液攪拌罐與自來水管之間設(shè)有電磁閥、流量計和截止閥；防凍液攪拌罐與防凍粉料倉之間設(shè)有稱重器和電動閘板閥；防凍液攪拌罐與儲液罐之間設(shè)有截止閥、抽液泵、止回閥和過濾器。

通過防凍液的配制、儲存與輸送，可實現(xiàn)防凍液配制濃度的精確控制，能根據(jù)氣候溫度的不同自動調(diào)節(jié)控制防凍液粉與水的配比量，實現(xiàn)防凍液濃度的自動調(diào)節(jié)。此外，攪拌電機與攪拌軸具有過載保護功能，防凍液輸送泵電機與攪拌罐液位和儲液罐液位具有聯(lián)鎖保護功能；氣動管路在攪拌罐底部，分幾處沿切線引入，壓力空氣頂開封液單向閥進入形成旋流，輔助防凍液粉在水中攪拌融入，使攪拌更均勻防止沉淀；防凍液攪拌罐上裝有濃度檢測傳感器，通過plc控制系統(tǒng)可實現(xiàn)攪拌電機、防凍液粉加裝量、進水量、輸送泵電機的自動工作控制，實現(xiàn)了防凍液制備和輸送的自動化作業(yè)，提高了效率，節(jié)約了成本。

所述皮帶煤流噴灑控制子系統(tǒng)包括煤流皮帶機和噴灑控制裝置，上述噴灑控制裝置包括噴頭、支架、裝車皮帶機帶量檢測與調(diào)控裝置、環(huán)境溫度及煤質(zhì)水分檢測與調(diào)控裝置、噴灑電磁閥、噴灑泵、防凍液管路、plc控制器；裝車皮帶機帶量檢測與調(diào)控裝置是指檢測皮帶機上輸送煤塊的重量，根據(jù)重量調(diào)節(jié)噴頭的開啟數(shù)量控制噴灑量，裝車皮帶機帶量檢測與調(diào)控裝置包括皮帶稱重傳感器、電磁閥；環(huán)境溫度及煤質(zhì)水分檢測與調(diào)控裝置是指檢測皮帶輸送機的工作環(huán)境溫度及輸送煤塊的含水量，根據(jù)含水量及環(huán)境溫度調(diào)節(jié)控制噴灑量，環(huán)境溫度及煤質(zhì)水分檢測與調(diào)控裝置包括溫度傳感器、濕度傳感器，變頻器，噴灑泵；噴頭和電磁閥裝在裝車膠帶機機頭卸料處或煤流上方，噴頭通過防凍液管路連接防凍液儲液罐，防凍液管路上設(shè)有噴灑泵，噴灑量由變頻器控制；所述防凍液管路上依次設(shè)有截止閥、過濾器、噴灑泵、止回閥、壓力變送器、流量計、流量表、截止閥、電磁閥；且噴灑泵包括并聯(lián)的兩條管路，一備一用。

此系統(tǒng)用于對輸送皮帶上的煤流噴灑防凍液，使其與煤塊混合，保證煤塊在輸送過程不會凍結(jié)成塊；噴頭和電磁閥裝在裝車膠帶機機頭卸料處、煤流上方等部位，可根據(jù)皮帶機輸送速度，皮帶機帶煤量，環(huán)境溫度及煤質(zhì)水分檢測，接受控制信號調(diào)節(jié)防凍液噴灑量和噴頭電磁閥開啟數(shù)量，確保煤流噴灑防凍液適量。

所述煤流入緩沖倉噴灑控制子系統(tǒng)包括噴灑控制裝置和防凍液噴灑噴頭；所述噴灑控制裝置與皮帶煤流噴灑控制子系統(tǒng)的噴灑控制裝置并列設(shè)置，二者的噴灑控制裝置相同，且另一端與防凍液儲液罐連接；該系統(tǒng)輸出端為緩沖倉，該系統(tǒng)用于在煤塊卸入緩沖倉過程中噴灑防凍液，用于緩沖倉內(nèi)的噴灑控制；緩沖倉在入口處與中部位置均設(shè)有噴灑電磁閥與噴頭，緩沖倉中部的噴灑電磁閥與噴頭周圍裝有專門設(shè)計的防砸裝置，可防止電磁閥與噴頭損壞；系統(tǒng)在緩沖倉入口與緩沖倉中部均對煤流噴灑防凍液，使防凍液與煤塊充分混合，保證煤塊在卸入過程中不會凍結(jié)成塊；根據(jù)卸入煤量，環(huán)境溫度及煤質(zhì)水分，自動調(diào)節(jié)防凍液噴灑量和噴頭電磁閥開啟數(shù)量，控制防凍液的噴灑量；環(huán)境溫度檢測傳感器和濕度傳感器分別設(shè)置在緩沖倉噴灑噴頭的兩端；傳感器由plc控制柜控制；

所述裝車站溜槽噴灑控制子系統(tǒng)設(shè)置在裝車站溜槽上方，溜槽上方分別設(shè)有四組管路，管路上均勻設(shè)有噴頭，噴頭與噴灑控制裝置連接，通過plc控制器和噴灑泵控制噴頭的噴灑量；所述噴頭在裝車溜槽的上方均勻設(shè)有若干個，通過plc控制器可控制各組噴灑噴頭的啟閉，且通過plc控制器和變頻器調(diào)速，使噴灑壓力維持恒定，實現(xiàn)霧狀均勻噴灑。

所述plc控制器的運行過程為：裝車位置設(shè)有雷達，雷達由發(fā)射器和接收器兩部分組成；當(dāng)開始裝車作業(yè)，車廂對位后，這時車廂會阻擋接收器接收不到發(fā)射器的信號，控制系統(tǒng)確定車廂已對在裝車位置；當(dāng)裝車員按動操作臺上的按紐向車廂內(nèi)放煤時，噴灑電磁閥在控制程序的控制下打開，向煤流中均勻的噴灑防凍液；隨著車皮的運動，定量倉中的煤與防凍液不斷的裝入車廂中，直到車廂完全裝滿煤后定量倉閘門自動關(guān)閉開始為下一節(jié)車廂配煤；此時車廂尾部恰好完全通過雷達，由于沒有車廂在雷達的發(fā)射端和接收端之間的阻擋，接收器接收到發(fā)射器發(fā)出的信號，plc控制器發(fā)出停止噴灑指令，防凍液噴灑電磁閥失電停止噴灑；在列車裝車過程中上述過程不斷重復(fù)直到整列車裝載完畢為止。

主要功能是防止裝入車廂的煤與車廂壁凍結(jié)，提高車廂回空利用率；光電傳感器負責(zé)檢測車廂的位置，發(fā)出信號，plc處理器控制噴灑電磁閥動作；當(dāng)定量倉閘門打開向車廂內(nèi)放煤時，噴頭同時向煤流中噴灑防凍液；裝車溜槽具有聯(lián)鎖保護，裝車皮帶機和煤流信號開關(guān)與噴灑動作聯(lián)鎖，確保噴灑節(jié)能有效。

所述列車車廂噴灑及噴灑滾筒定位控制子系統(tǒng)與噴灑控制裝置連接，該系統(tǒng)包括噴灑平臺、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、噴灑大臂、升降油缸、滾筒、電控裝置、噴頭、電磁閥、液壓站和管路，噴灑大臂安裝于升降油缸之上，升降油缸固定在噴灑平臺上方，升降油缸與回轉(zhuǎn)機構(gòu)相連，噴灑大臂上安裝有噴灑電磁閥與管路、噴灑滾筒，噴灑滾筒上安裝有噴頭，噴灑滾筒兩側(cè)設(shè)有定位電控裝置對其進行旋轉(zhuǎn)角度的精確控制，防止由于旋轉(zhuǎn)慣性造成滾筒噴灑孔與噴頭的錯位。

噴灑大臂設(shè)有三支獨立噴灑管路，分別對車廂前端面、后端面、左側(cè)面、右兩側(cè)及底面進行特定噴灑，且每個面的噴灑量可通過電磁閥獨立調(diào)控，保證車廂五個面符合鐵路局的防凍液噴灑量要求；電控裝置包括雷達、光電傳感器、plc控制器，采用雷達、光電傳感器（測量車廂位置）來檢測收集列車運動時車廂噴灑所需的控制信號，通過plc控制器按照預(yù)定程序?qū)崿F(xiàn)智能噴灑。

該子系統(tǒng)用于對運煤列車的車廂進行防凍液噴灑；此系統(tǒng)可實現(xiàn)車廂噴灑量的自動調(diào)節(jié)，即根據(jù)煤裝載量及車皮行進速度自動調(diào)節(jié)，實現(xiàn)噴灑量精確控制，極大降低生產(chǎn)成本；噴灑大臂還可根據(jù)不同車型需求，調(diào)節(jié)高度；噴灑大臂設(shè)計有三路噴灑管道，分別對車廂前端面、后端面、左和右兩側(cè)、底面進行節(jié)省有效噴灑，避免高壓霧化液流同時對幾個面重復(fù)噴灑造成的浪費；噴灑平臺在車皮噴灑處設(shè)置有測速雷達，可采集列車行進速度，根據(jù)列車行進速度快慢決定噴灑量的大小；列車在停車或倒車時會停止噴灑防凍液，噴灑滾筒具有防漏回轉(zhuǎn)功能，可在兩車廂鉤檔間停噴時收集管子內(nèi)繼續(xù)灑落的防凍液，防止對軌道產(chǎn)生污染；噴灑平臺還具有機械防碰撞和電控防碰撞功能，為防止意外碰撞，plc控制器接到防撞信號后，防凍液噴灑大臂可快速升降和回轉(zhuǎn)，避免碰撞車廂的危險，此功能為液壓驅(qū)動的獨特優(yōu)勢；噴灑大臂設(shè)有電磁吸鐵，在檢修位時通過電磁吸鐵將其牢牢吸緊；噴灑平臺在軌道對側(cè)另建有支架平臺，上面安裝有小型油缸，當(dāng)大臂擺出到工作位置后，支架平臺上的小型油缸活塞桿伸出，與大臂連接使噴灑結(jié)構(gòu)成為龍門架式，使大臂在噴灑過程中可以抵御強風(fēng)的影響。

本發(fā)明提供了一種自動化快速裝車線防凍液節(jié)能噴灑方法，包括以下內(nèi)容：

（1）由防凍液制備子系統(tǒng)制備出防凍液；

通過防凍液的配制、儲存與輸送，實現(xiàn)防凍液配制濃度的精確控制，能根據(jù)氣候溫度的不同自動調(diào)節(jié)控制防凍液粉與水的配比量，實現(xiàn)防凍液濃度的自動調(diào)節(jié)；

（2）防凍液儲液罐分別與煤流皮帶機、緩沖倉、裝車溜槽連接，通過皮帶煤流噴灑控制子系統(tǒng)、煤流入緩沖倉噴灑控制子系統(tǒng)、裝車站溜槽噴灑控制子系統(tǒng)實現(xiàn)防凍液節(jié)能噴灑的自動控制；

皮帶煤流噴灑控制子系統(tǒng)用于對輸送皮帶上的煤流噴灑防凍液，使其與煤粉混合，保證煤粉在輸送過程不會凍結(jié)成塊；

煤流入緩沖倉噴灑控制子系統(tǒng)用于在煤流卸入緩沖倉過程中噴灑防凍液，噴灑電磁閥設(shè)置在緩沖倉入口處，通過防凍液與煤流混合，保證煤流在卸入過程中不會凍結(jié)成塊；

裝車站溜槽噴灑控制子系統(tǒng)防止裝入車廂的煤不凍結(jié)，提高車廂回空利用率；

（3）列車車廂噴灑及噴灑滾筒定位控制子系統(tǒng)對運煤列車的車廂進行防凍液噴灑；實現(xiàn)車廂噴灑量的自動調(diào)節(jié)，即根據(jù)煤裝載量及車皮行進速度自動調(diào)節(jié)，實現(xiàn)噴灑量精確控制。

本發(fā)明的有益效果：

①實現(xiàn)了防凍液制備的自動化作業(yè)，可實現(xiàn)對防凍液配制濃度的精確控制，根據(jù)不同氣候溫度調(diào)節(jié)防凍液的配制濃度，滿足鐵路局對選煤廠裝車站要求；

②在運煤皮帶機、緩沖倉入口、裝車溜槽處設(shè)置噴灑管路與控制閥，對皮帶上輸送的煤流、卸入緩沖倉的煤流、裝入車廂內(nèi)的煤流噴灑防凍液，噴灑量根據(jù)皮帶機輸送速度、帶煤量不同自動進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了噴灑自動控制，確保了煤流在輸送過程中不會凍結(jié)成塊；

③實現(xiàn)了對車廂內(nèi)壁的無死角噴灑，每個噴頭只負責(zé)噴灑單個廂體壁面，噴頭間噴灑不重復(fù)，達到對噴灑量節(jié)能控制，使車廂噴灑效果最佳，減少了防凍液浪費，降低了人力勞動強度，極大的降低了生產(chǎn)成本；

④本發(fā)明實現(xiàn)了防凍液噴灑的自動控制，噴灑量可自動調(diào)節(jié)，噴灑量控制精確，噴灑科學(xué)合理。

附圖說明

圖1為本發(fā)明裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為防凍液制備裝置及噴灑量自動調(diào)節(jié)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為皮帶煤流噴灑控制子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為煤流入緩沖倉噴灑控制子系統(tǒng)與裝車站溜槽噴灑控制子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為溜槽噴灑裝置示意圖；

圖6為防凍液車廂噴灑平臺及噴灑滾筒定位控制子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為列車車廂防凍液噴灑電磁閥控制管路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為防凍液噴灑滾筒剎車裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為圖8的側(cè)視圖；

圖10為防凍液噴灑滾筒旋轉(zhuǎn)角度控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為防凍液噴灑大臂防風(fēng)保護裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、防凍液制備子系統(tǒng)；2、皮帶煤流噴灑控制子系統(tǒng)；3、煤流入緩沖倉噴灑控制子系統(tǒng)；4、裝車站溜槽噴灑控制子系統(tǒng)；5、列車車廂噴灑及噴灑滾筒定位控制子系統(tǒng)；6、第一電磁閥；7、第一流量計；8、液位傳感器；9、第一截止閥；10、防凍液攪拌罐；11、濃度傳感器；12、第二截止閥；13、抽液泵；14、第一止回閥；15、第一過濾器；16、稱重器；17、電動閘板閥；18、料倉；19、防凍液儲液罐；20、封液單向閥；21、氣泵；22、氣動管路；23、第三截止閥；24、第二過濾器；25、噴灑泵；26、第二止回閥；27、球閥；28、壓力變送器；29、第二流量計；30、流量表；31、第二截止閥；32、第二電磁閥；33、噴頭；34、煤流皮帶機；35、第一皮帶稱重傳感器；36、第一濕度傳感器；37、plc控制柜；38、第三噴灑電磁閥；39、環(huán)境溫度檢測傳感器；40、緩沖倉噴灑噴頭?。?1、第二濕度傳感器；42、支架；43、裝車溜槽；44、溜槽噴灑噴頭；45、緩沖倉噴灑噴頭ⅱ；46、第四噴灑電磁閥；47、溜槽第一組噴灑管路；48、溜槽第二組噴灑管路；49、溜槽第三組噴灑管路；50、溜槽第四組噴灑管路；51、噴灑滾筒定位電器控制裝置；52、噴灑滾筒；53、噴灑電磁閥與管路；54、升降油缸；55、回轉(zhuǎn)機構(gòu)；56、噴灑大臂；57、噴灑平臺；58、第一手控球閥；59、第一噴灑控制電磁閥；60、第二手控球閥；61、第二噴灑控制電磁閥；62、第三手控球閥；63、第三噴灑控制電磁閥；64、車廂第一噴灑管路；65、車廂第二噴灑管路；66、車廂第三噴灑管路；67、噴灑主管路；68、剎車裝置支架；69、剎車電磁吸盤；70、剎車摩擦盤；71、液壓馬達；72、傳動鏈條；73、大鏈輪；74、小鏈輪；75、滾筒罩；76、剎車軸；77、旋轉(zhuǎn)編碼器；78、限位開關(guān)；79、限位開關(guān)支座；80、觸桿；81、連接桿；82、旋轉(zhuǎn)軸；83、旋轉(zhuǎn)編碼器支架；84、列車車廂；85、油缸活塞桿；86、防風(fēng)保護油缸；87、支架平臺。

具體實施方式

下面通過實施例來進一步說明本發(fā)明，但不局限于以下實施例。

實施例1：

如圖1所示，一種自動化快速裝車線防凍液節(jié)能噴灑聯(lián)動系統(tǒng)，由依次連接的防凍液制備子系統(tǒng)1、皮帶煤流噴灑控制子系統(tǒng)2、煤流入緩沖倉噴灑控制子系統(tǒng)3、裝車站溜槽噴灑控制子系統(tǒng)4、列車車廂噴灑及噴灑滾筒定位控制子系統(tǒng)5五部分組成；防凍液制備子系統(tǒng)與噴灑泵站相連接，系統(tǒng)設(shè)置三套噴灑泵站；皮帶煤流噴灑控制子系統(tǒng)獨立使用一套泵站，煤流入緩沖倉噴灑控制子系統(tǒng)與裝車站溜槽噴灑控制子系統(tǒng)共用一套泵站，列車車廂噴灑及噴灑滾筒定位控制子系統(tǒng)獨立使用一套泵站；皮帶煤流噴灑控制子系統(tǒng)與列車車廂噴灑及噴灑滾筒定位控制子系統(tǒng)各自單獨配用一套噴灑控制裝置，煤流入緩沖倉噴灑控制子系統(tǒng)、裝車站溜槽噴灑控制子系統(tǒng)共用一套噴灑控制裝置，三套噴灑控制裝置并列連接；

防凍液制備裝置系統(tǒng)用于制作防凍液，之后制作好的成品儲存于儲液罐中，在生產(chǎn)過程中，洗選后的煤炭通過皮帶輸送帶送至裝車站緩沖倉內(nèi)，之后通過裝車溜槽將其裝入火車車廂內(nèi)運走。在此過程中，皮帶煤流噴灑控制子系統(tǒng)2用于對輸送帶上的煤塊進行噴灑防凍液，煤流入緩沖倉噴灑控制子系統(tǒng)3用于對卸入緩沖倉內(nèi)的煤塊進行噴灑防凍液，裝車站溜槽噴灑控制子系統(tǒng)4用于對裝入火車車廂內(nèi)的煤塊進行噴灑防凍液，列車車廂噴灑及噴灑滾筒定位控制子系統(tǒng)5用于對火車車廂的表面進行噴灑防凍液。

所述防凍液制備子系統(tǒng)的作用是配制防凍液，對防凍液配制濃度精確化控制，它是保證防凍液噴灑效果的重要條件；該子系統(tǒng)包括防凍液攪拌罐10、防凍液儲液罐19、抽液泵13、第一電磁閥6、氣動管路22、輸送管路；防凍液攪拌罐10內(nèi)設(shè)有攪拌電機、攪拌葉片，外側(cè)設(shè)有液位傳感器8和濃度傳感器11；防凍液攪拌罐10分別連接防凍粉料倉18和自來水管，防凍液攪拌罐10出口連接防凍液儲液罐19；

防凍液攪拌罐10與自來水管之間設(shè)有第一電磁閥6、第一流量計7和第一截止閥9；防凍液攪拌罐10與防凍粉料倉18之間設(shè)有稱重器16和電動閘板閥17；防凍液攪拌罐10與儲液罐之間設(shè)有第二截止閥12、抽液泵13、第一止回閥14和第一過濾器15。

通過防凍液的配制、儲存與輸送，可實現(xiàn)防凍液配制濃度的精確控制，能根據(jù)氣候溫度的不同自動調(diào)節(jié)控制防凍液粉與水的配比量，實現(xiàn)防凍液濃度的自動調(diào)節(jié)。此外，攪拌電機與攪拌軸具有過載保護功能，防凍液輸送泵電機與攪拌罐液位和儲液罐液位具有聯(lián)鎖保護功能；氣動管路在攪拌罐底部，分幾處沿切線引入，壓力空氣頂開封液單向閥進入形成旋流，輔助防凍液粉在水中攪拌融入，使攪拌更均勻防止沉淀；防凍液攪拌罐上裝有濃度檢測傳感器，通過plc控制系統(tǒng)可實現(xiàn)攪拌電機、防凍液粉加裝量、進水量、輸送泵電機的自動工作控制，實現(xiàn)了防凍液制備和輸送的自動化作業(yè)，提高了效率，節(jié)約了成本。

所述皮帶煤流噴灑控制子系統(tǒng)包括噴灑控制裝置和煤流皮帶機34，上述噴灑控制裝置包括噴頭33、支架、裝車皮帶機帶量檢測與調(diào)控裝置、環(huán)境溫度及煤質(zhì)水分檢測與調(diào)控裝置、第二電磁閥32、噴灑泵25、防凍液管路、plc控制器；裝車皮帶機帶量檢測與調(diào)控裝置是指檢測皮帶機上輸送煤塊的重量，根據(jù)重量調(diào)節(jié)噴頭的開啟數(shù)量控制噴灑量，裝車皮帶機帶量檢測與調(diào)控裝置包括第一皮帶稱重傳感器35、第二電磁閥32；環(huán)境溫度及煤質(zhì)水分檢測與調(diào)控裝置是指檢測皮帶輸送機的工作環(huán)境溫度及輸送煤塊的含水量，根據(jù)含水量及環(huán)境溫度調(diào)節(jié)控制噴灑量，環(huán)境溫度及煤質(zhì)水分檢測與調(diào)控裝置包括溫度傳感器、第一濕度傳感器36、變頻器；噴頭33和第二電磁閥32裝在裝車膠帶機機頭卸料處或煤流上方，噴頭通過防凍液管路連接防凍液儲液罐19，防凍液管路上設(shè)有噴灑泵25，噴灑量由變頻器控制；所述防凍液管路上依次設(shè)有第三截止閥23、第二過濾器24、噴灑泵25、第二止回閥26、球閥27、壓力變送器28、第二流量計29、流量表30、第二截止閥31、第二電磁閥32；且噴灑泵包括并聯(lián)的兩條管路，一備一用。

此系統(tǒng)用于對輸送皮帶上的煤流噴灑防凍液，使其與煤塊混合，保證煤塊在輸送過程不會凍結(jié)成塊；噴頭和電磁閥裝在裝車膠帶機機頭卸料處、煤流上方等部位，可根據(jù)皮帶機輸送速度，皮帶機帶煤量，環(huán)境溫度及煤質(zhì)水分檢測，接受控制信號調(diào)節(jié)防凍液噴灑量和噴頭電磁閥開啟數(shù)量，確保煤流噴灑防凍液適量。

所述煤流入緩沖倉噴灑控制子系統(tǒng)包括噴灑控制裝置和緩沖倉噴灑噴頭ⅰ40與緩沖倉噴灑噴頭ⅱ45；所述噴灑控制裝置與皮帶煤流噴灑控制子系統(tǒng)的噴灑控制裝置并列設(shè)置，二者的噴灑控制裝置相同，且另一端與防凍液儲液罐19連接；該系統(tǒng)輸出端為緩沖倉，該系統(tǒng)用于在煤塊卸入緩沖倉過程中噴灑防凍液，用于緩沖倉內(nèi)的噴灑控制；緩沖倉在入口處設(shè)有第三噴灑電磁閥38與噴灑噴頭ⅰ40，在中部位置設(shè)有第四噴灑電磁閥46與噴灑噴頭ⅱ45，緩沖倉中部的噴灑電磁閥46與噴頭45周圍裝有專門設(shè)計的防砸罩，可防止電磁閥與噴頭的損壞；系統(tǒng)在緩沖倉入口與緩沖倉中部均對煤流噴灑防凍液，使防凍液與煤塊充分混合，保證煤流在卸入過程中不會凍結(jié)成塊；根據(jù)卸入煤量，環(huán)境溫度及煤質(zhì)水分，自動調(diào)節(jié)防凍液噴灑量和噴頭電磁閥開啟數(shù)量，控制防凍液的噴灑量；環(huán)境溫度檢測傳感器39和第二濕度傳感器41分別設(shè)置在緩沖倉噴灑噴頭的兩端；傳感器由plc控制柜37控制；

所述裝車站溜槽噴灑控制子系統(tǒng)設(shè)置在裝車站溜槽上方，溜槽上方分別設(shè)有四組管路，管路上均勻設(shè)有噴頭，溜槽噴灑噴頭44與噴灑控制裝置連接，通過plc控制器和噴灑泵控制噴頭的噴灑量；所述噴頭在裝車溜槽的上方均勻設(shè)有若干個，通過plc控制器可控制各組噴灑噴頭的啟閉，且通過plc控制器和變頻器調(diào)速，使噴灑壓力維持恒定，實現(xiàn)霧狀均勻噴灑；如圖5所示，在溜槽上方分別設(shè)有溜槽第一組噴灑管路47、溜槽第二組噴灑管路48、溜槽第三組噴灑管路49、溜槽第四組噴灑管路50；

所述plc控制器的運行過程為：裝車位置設(shè)有雷達，雷達由發(fā)射器和接收器兩部分組成；當(dāng)開始裝車作業(yè)，車廂對位后，這時車廂會阻擋接收器接收不到發(fā)射器的信號，控制系統(tǒng)確定車廂已對在裝車位置；當(dāng)裝車員按動操作臺上的按紐向車廂內(nèi)放煤時，噴灑電磁閥在控制程序的控制下打開，向煤流中均勻的噴灑防凍液；隨著車皮的運動，定量倉中的煤與防凍液不斷的裝入車廂中，直到車廂完全裝滿煤后定量倉閘門自動關(guān)閉開始為下一節(jié)車廂配煤；此時車廂尾部恰好完全通過雷達，由于沒有車廂在雷達的發(fā)射端和接收端之間的阻擋，接收器接收到發(fā)射器發(fā)出的信號，plc控制器發(fā)出停止噴灑指令，防凍液噴灑電磁閥失電停止噴灑；在列車裝車過程中上述過程不斷重復(fù)直到整列車裝載完畢為止。

主要功能是防止裝入車廂的煤與車廂壁凍結(jié)，提高車廂回空利用率；光電傳感器負責(zé)檢測車廂的位置，發(fā)出信號，plc處理器控制噴灑電磁閥動作；當(dāng)定量倉閘門打開向車廂內(nèi)放煤時，噴頭同時向煤流中噴灑防凍液；裝車溜槽具有聯(lián)鎖保護，裝車皮帶機和煤流信號開關(guān)與噴灑動作聯(lián)鎖，確保噴灑節(jié)能有效。

所述列車車廂噴灑及噴灑滾筒定位控制子系統(tǒng)與噴灑控制裝置連接，該系統(tǒng)包括噴灑平臺57、回轉(zhuǎn)機構(gòu)55、噴灑大臂56、升降油缸54、噴灑滾筒52、噴灑滾筒定位電器控制裝置51、噴頭、電磁閥、液壓站和管路，噴灑大臂56安裝于升降油缸54之上，升降油缸54固定在噴灑平臺57上方，升降油缸54與回轉(zhuǎn)機構(gòu)55相連，噴灑大臂56上安裝有噴灑電磁閥與管路、噴灑滾筒52，噴灑滾筒52上安裝有噴頭，噴灑滾筒52兩側(cè)設(shè)有噴灑滾筒定位電器控制裝置51對其進行旋轉(zhuǎn)角度的精確控制，防止由于旋轉(zhuǎn)慣性造成滾筒噴灑孔與噴頭的錯位。

噴灑大臂56上設(shè)有三支獨立噴灑管路（見圖7），噴灑主管路引出三條支管：車廂第一噴灑管路66、車廂第二噴灑管路67、車廂第三噴灑管路68，支管上分別設(shè)有手控球閥和噴灑控制電磁閥；分別對車廂前端面、后端面、左、右兩側(cè)及底面進行特定噴灑，且每個面的噴灑量可通過電磁閥獨立調(diào)控，保證車廂五個面符合鐵路局的防凍液噴灑量要求；電控裝置包括雷達、光電傳感器、plc控制器，采用雷達、光電傳感器（測量車廂位置）來檢測收集列車運動時車廂噴灑所需的控制信號，通過plc控制器按照預(yù)定程序?qū)崿F(xiàn)智能噴灑。

該子系統(tǒng)用于對運煤列車的車廂進行防凍液噴灑；此系統(tǒng)可實現(xiàn)車廂噴灑量的自動調(diào)節(jié)，即根據(jù)煤裝載量及車皮行進速度自動調(diào)節(jié)，實現(xiàn)噴灑量精確控制，極大降低生產(chǎn)成本；為防止意外碰撞，接到防撞信號后，防凍液噴灑大臂可快速升降和回轉(zhuǎn)，躲開危險，此功能液壓驅(qū)動具有獨特優(yōu)勢；噴灑大臂還可根據(jù)不同車型需求，調(diào)節(jié)高度；噴灑大臂設(shè)計有三路噴灑管道，分別對車廂前端面、后端面、左和右兩側(cè)、底面進行節(jié)省有效噴灑，避免高壓霧化液流同時對幾個面重復(fù)噴灑造成的浪費；噴灑平臺在車皮噴灑處設(shè)置有測速雷達，可采集列車行進速度，進而控制噴灑量；噴灑大臂攜帶有防漏回轉(zhuǎn)滾筒，可以在兩車廂鉤檔間停噴時收集繼續(xù)灑落的防凍液，防止對軌道產(chǎn)生污染；滾筒回轉(zhuǎn)時具有慣性，位置不準(zhǔn)確會影響噴灑，滾筒回轉(zhuǎn)時剎車定位很重要。

噴灑平臺57在軌道對側(cè)另建有支架平臺87，上面安裝有防風(fēng)保護油缸86，當(dāng)大臂擺出到工作位置后，支架平臺87上的油缸活塞桿85伸出，與大臂56連接使噴灑結(jié)構(gòu)成為龍門架式，使大臂在噴灑過程中可以抵御強風(fēng)的影響。

采用上述聯(lián)動系統(tǒng)進行自動化快速裝車線防凍液節(jié)能噴灑方法，包括以下內(nèi)容：

（1）由防凍液制備子系統(tǒng)制備出防凍液；

通過防凍液的配制、儲存與輸送，實現(xiàn)防凍液配制濃度的精確控制，能根據(jù)氣候溫度的不同自動調(diào)節(jié)控制防凍液粉與水的配比量，實現(xiàn)防凍液濃度的自動調(diào)節(jié)；

（2）防凍液儲液罐分別與煤流皮帶機、緩沖倉、裝車溜槽連接，通過皮帶煤流噴灑控制子系統(tǒng)、煤流入緩沖倉噴灑控制子系統(tǒng)、裝車站溜槽噴灑控制子系統(tǒng)實現(xiàn)防凍液節(jié)能噴灑的自動控制；

皮帶煤流噴灑控制子系統(tǒng)用于對輸送皮帶上的煤流噴灑防凍液，使其與煤粉混合，保證煤粉在輸送過程不會凍結(jié)成塊；

煤流入緩沖倉噴灑控制子系統(tǒng)用于在煤流卸入緩沖倉過程中噴灑防凍液，噴灑電磁閥設(shè)置在緩沖倉入口處，通過防凍液與煤流混合，保證煤流在卸入過程中不會凍結(jié)成塊；

裝車站溜槽噴灑控制子系統(tǒng)防止裝入車廂的煤不凍結(jié)，提高車廂回空利用率；

（3）列車車廂噴灑及噴灑滾筒定位控制子系統(tǒng)對運煤列車的車廂進行防凍液噴灑；實現(xiàn)車廂噴灑量的自動調(diào)節(jié)，即根據(jù)煤裝載量及車皮行進速度自動調(diào)節(jié)，實現(xiàn)噴灑量精確控制。

本發(fā)明在防凍液生產(chǎn)中采用智能化的防凍粉自動加料稱重系統(tǒng)，采用此系統(tǒng)可提高生產(chǎn)效率、控制防凍液的生產(chǎn)質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、減少粉塵危害人體健康和防止對環(huán)境的污染。本發(fā)明的防凍粉自動加料稱重系統(tǒng)可以設(shè)定多個加料量參數(shù)（對應(yīng)多個防凍液配制濃度），操作人員可預(yù)先設(shè)定每種防凍液配制濃度對應(yīng)的加料目標(biāo)量、粗計量和過沖量。目標(biāo)量就是要求物料達到的最終準(zhǔn)確重量。粗計量用來控制開始關(guān)閉電動閘板閥的時機。即在加料過程中，當(dāng)?shù)竭_粗計量確定的重量時系統(tǒng)會開始關(guān)閉電動閘板閥，使其開度為最大開度的1/10，保持繼續(xù)加料。過沖量用來控制全部關(guān)閉電動閘板閥的時機，即在加料過程中，到達過沖量確定的重量時會立刻快速地關(guān)閉電動閘板閥，停止加料。

配制工作過程具體如下：當(dāng)開始配制生產(chǎn)后，操作人員選定好配制的濃度值，控制器會根據(jù)選定的參數(shù)值進行加料控制?？刂破鬏敵鲂盘柨刂齐妱娱l板閥打開，快速地從料倉箱投出物料。當(dāng)稱重傳感器檢測到稱重器中的物料重量已達到預(yù)先設(shè)定的粗計量值時，控制器發(fā)出信號，開始關(guān)閉電動閘板閥，使其開度為最大開度的1/10，維持這種狀態(tài)繼續(xù)慢速的投出物料，以便進行精確計量。當(dāng)稱重傳感器檢測到稱重器中的物料重量達到預(yù)先設(shè)定的精計量值，這時完全關(guān)閉電動閘板閥，停止投料。與此同時，控制器會使電磁閥開啟，向防凍液攪拌罐中注入自來水，流量計用來計量加注水的流量，當(dāng)流量計計量達到配制濃度所需的自來水流量值后，控制器發(fā)出信號關(guān)閉電磁閥，同時開始啟動攪拌。攪拌一定時間后濃度傳感器將檢測到的濃度值反饋回控制器內(nèi)，若配制的濃度值為預(yù)先設(shè)定值則可停止攪拌，若配制的濃度值與預(yù)先設(shè)定值有偏差，則系統(tǒng)可根據(jù)偏差值進行微調(diào)，即若配制的濃度值高于預(yù)先設(shè)定值，則根據(jù)計算值，控制器會開啟電磁閥加注一定量的自來水；若配制的濃度值低于預(yù)先設(shè)定值，則根據(jù)計算值，控制器開啟電動閘板閥加注一定量的防凍粉，使其濃度值與設(shè)定值一致。抽液泵用來將攪拌配制好的防凍液抽送到防凍液儲液罐內(nèi)，以備噴灑所需。

本發(fā)明的防凍液制備系統(tǒng)可實現(xiàn)對防凍液配制濃度的精確控制，具有如下特點：（1）可對物料加注進行全自動控制，可分別設(shè)定目標(biāo)量、粗計量和過沖量，滿足高精度的配料要求。（2）可確定允許誤差范圍，控制器在配料過程中能自動計算誤差，超差時會發(fā)出報警。能對物料的過沖量做自動修正，使下一次的加料結(jié)果更接近目標(biāo)量。（3）所有的控制功能如參數(shù)設(shè)定、零位調(diào)校、稱量標(biāo)定、配比設(shè)定等均通過控制面板按鍵完成，簡單易操作。（4）攪拌罐配置有氣泵，高壓空氣通過氣動管路分幾處沿攪拌罐底部切線引入罐中，高壓空氣在罐內(nèi)形成漩渦流，與攪拌電機配合可加速防凍粉與水的融合，提高攪拌效率同時保證配制的防凍液均勻無沉淀。

緩沖倉皮帶煤流及裝車溜槽防凍液噴灑系統(tǒng)的自動噴灑控制是根據(jù)皮帶秤反映得到的煤流量大小來決定是否噴灑，再根據(jù)煤的含水量和天氣溫度情況來決定噴灑量。系統(tǒng)主要是將防凍液噴灑在運煤皮帶上的煤塊及從緩沖倉溜槽進入車廂的煤流中，解決濕煤凍結(jié)成塊的問題。

系統(tǒng)對運煤皮帶的噴灑情況是按照煤流量大小、煤的含水量、溫度情況來決定的。當(dāng)煤流皮帶機運量信號在電腦屏幕顯示時，操作人員可通過鼠標(biāo)按鈕啟動煤流皮帶機噴灑泵，供液管路充液開始噴灑。操作人員可根據(jù)環(huán)境溫度、煤含水量等實際情況通過鼠標(biāo)按鈕控制電動調(diào)節(jié)閥的開啟度，控制防凍液噴灑流量的大小。在全自動狀態(tài)時，電動調(diào)節(jié)閥也可根據(jù)皮帶秤的煤量、環(huán)境溫度、煤含水量等參數(shù)自動控制調(diào)節(jié)閥的開度。噴灑管路中安裝有電磁閥和電動調(diào)節(jié)閥，電磁閥是控制噴灑管路接通或斷開的，電動調(diào)節(jié)閥既可以控制噴灑管路接通或斷開，又可以控制噴灑管路噴灑量的大小。此外，本系統(tǒng)中運煤皮帶機頭噴灑裝置可通過plc控制系統(tǒng)控制噴嘴的啟閉數(shù)量，防凍液噴灑量與噴嘴的開啟數(shù)量成正比，與此同時系統(tǒng)通過plc控制和變頻器調(diào)速，使系統(tǒng)管網(wǎng)內(nèi)噴灑壓力維持恒定，使其保持理想的壓力，保證噴嘴成霧狀均勻噴灑。

皮帶煤流噴灑系統(tǒng)可對環(huán)境溫度、皮帶機的運行速度進行檢測，并通過皮帶秤對其運輸量進行檢測，從而根據(jù)環(huán)境溫度及皮帶機運輸量自動調(diào)節(jié)噴灑量，即環(huán)境溫度低時噴灑量增大、皮帶機運行速度快時噴灑量隨之增大，皮帶機運輸量大時噴灑量增大，皮帶機空載時停止噴灑，實現(xiàn)了防凍液噴灑的自動控制，噴灑量的自動調(diào)節(jié)，噴灑量可精確控制。

本發(fā)明的車廂防凍液噴灑系統(tǒng)具有以下特征：

（1）車廂防凍液噴灑系統(tǒng)采用自動控制方式，噴灑臂采用回轉(zhuǎn)擺出式結(jié)構(gòu)，且可升降調(diào)節(jié)高度，所有動作均為液壓驅(qū)動，相比電機驅(qū)動具有輸出扭矩大，受低溫環(huán)境影響小的優(yōu)點，同時相比龍門架式結(jié)構(gòu)采用液壓控制比用鋼絲繩提升噴灑大臂速度快，定位準(zhǔn)確。

（2）控制系統(tǒng)采用雷達、光電傳感器（測量車廂位置）來檢測收集列車運動時車廂噴灑所需的控制信號，通過plc控制器按照預(yù)定程序?qū)崿F(xiàn)智能噴灑。

（3）系統(tǒng)采用溫度傳感器檢測環(huán)境溫度，根據(jù)其設(shè)定系統(tǒng)噴灑壓力；采用電磁流量計檢測管道內(nèi)的防凍液流量，供計算機統(tǒng)計防凍液噴灑量；采用壓力變送器檢測管道壓力，根據(jù)其值調(diào)節(jié)防凍液泵電機頻率進行調(diào)速控制。

（4）車廂噴灑防凍液流量能自動調(diào)節(jié)，系統(tǒng)噴灑流量可根據(jù)煤流量及車廂行進速度動態(tài)調(diào)節(jié)，噴灑大臂設(shè)計有三支獨立噴灑管路，分別對車廂前端面；后端面；左、右兩側(cè)及底面進行特定噴灑，且每個面的噴灑量可通過電磁閥獨立調(diào)控，保證車廂五個面符合鐵路局的防凍液噴灑量要求。

（5）防凍液噴灑大臂設(shè)置有回轉(zhuǎn)滾筒，其可以在兩車廂鉤檔間隔停噴時收集管路內(nèi)繼續(xù)灑落的防凍液，避免了防凍液的浪費，同時噴灑滾筒配置有旋轉(zhuǎn)角度控制裝置，由旋轉(zhuǎn)編碼器與限位開關(guān)檢測并控制滾筒的翻轉(zhuǎn)角度，同時與噴灑滾筒剎車裝置相配合，使?jié)L筒翻轉(zhuǎn)與停止動作快速響應(yīng)，角度定位精確控制。

（6）防凍液噴灑大臂具有防碰撞功能。在噴灑過程中，當(dāng)行進方向的車廂上方粘黏或掛帶有異物時，噴灑大臂上配置的檢測裝置可及時發(fā)現(xiàn)并通過控制液壓系統(tǒng)使噴灑大臂快速提升，避免異物撞擊噴灑大臂，造成危險事故發(fā)生。

（7）防凍液噴灑大臂具有防風(fēng)保護功能。噴灑平臺在軌道對側(cè)另建有支架平臺，上面安裝有小型油缸，當(dāng)大臂擺出到工作位置后，支架平臺上的小型油缸活塞桿伸出，與大臂連接使噴灑結(jié)構(gòu)成為龍門架式，使大臂在噴灑過程中可以抵御強風(fēng)的影響。此外，在檢修大臂上還配置有電磁吸鐵，當(dāng)噴灑大臂結(jié)束噴灑作業(yè)收回原位后，通過電磁吸鐵可將其牢牢吸緊，確保設(shè)備的安全。

綜上所述，車廂防凍液噴灑系統(tǒng)可實現(xiàn)車廂防凍液噴灑流量的自動調(diào)節(jié)，系統(tǒng)噴灑流量可跟隨車廂行進速度動態(tài)調(diào)節(jié)，避免造成凍液的嚴(yán)重浪費。此外噴灑系統(tǒng)具有流量實時監(jiān)測與反饋，控制室可實時掌握防凍液噴灑量的數(shù)據(jù)，車廂各個面的噴灑量可根據(jù)環(huán)境氣溫及煤含水量動態(tài)調(diào)節(jié)，確保噴灑符合鐵路局的要求。

本發(fā)明的選煤自動化裝車線防凍液噴灑節(jié)能控制系統(tǒng)可實現(xiàn)防凍液的自動配置制，溶液濃度、溫度等數(shù)據(jù)可在線監(jiān)測，并通過計算機自控系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲和遠程傳輸，噴灑量可根據(jù)車速自動調(diào)節(jié)，在車輛運行過程中實現(xiàn)防凍液均勻噴灑作業(yè)，此外本系統(tǒng)適應(yīng)各種車型，具有操作簡便、運行穩(wěn)定可靠、噴灑均勻、自動識別混編列車等優(yōu)點，不影響機車車輛的安全和正常運行，噴灑系統(tǒng)節(jié)省防凍液用量，為企業(yè)節(jié)約了生產(chǎn)成本。