一种自动化快速装车线防冻液节能喷洒联动系统及方法与流程

本发明涉及一种自动化快速装车线防冻液节能喷洒联动系统及方法。

背景技术：

我国北方冬季天气寒冷，铁路运输过程中车厢中的煤炭存在冻结冻车的问题，煤炭冻车后给港口卸车带来巨大的困难，同时也造成很大的经济损失。煤炭冻车主要会产生以下问题：冻车导致煤炭卸车能力下降，致使卸车时间加长，影响港口铁路的正常运转，此外清理冻车上的残留煤块需要耗费大量的人力及时间，使港口铁路的运输效率降低，给港口及铁路部门造成巨大的经济损失。为了防止出现冻车情况，各大选煤厂普遍采用的方法是通过向运煤车厢及煤块中喷洒防冻液，使煤炭不会冻结，进而防止煤炭在车厢中粘底、挂壁或结块。

目前，选煤厂采用的防冻液喷洒模式基本分为煤流喷洒和车厢喷洒两种方式。其中，煤流喷洒即将喷头固定，当有煤流经过时喷洒，无煤流时停止喷洒。车厢喷洒又分为人工喷洒和自动喷洒两种方式，人工喷洒即采用手工操作，当车厢经过时，人工手动打开控制阀喷洒，车厢走后再手动关闭控制阀；自动喷洒即采用传感器与电磁阀，增加电器自动控制功能，当车厢经过时自动开始喷洒，车厢走后自动停止喷洒，节省了人力劳动。现有的防冻液喷洒模式存在许多不足，具体如下：

1.当前各大煤矿选煤厂使用的防冻液都是采用人工配制的方式进行制作，即将搅拌罐加入一定量的水，然后倒入几袋防冻液粉，搅拌均匀后装入储存罐中待用。此配制方式防冻液浓度值不准确，受人为因素影响较大；当气候温度改变，采用人工方式调节防冻液粉与水的配比量，无法保证配制的防冻液浓度为最佳值，影响防冻液的使用效果。

2.缓冲仓、皮带煤流、装车溜槽处防冻液喷洒方式单一，仅是在缓冲仓、皮带机头、装车溜槽出口处设置了喷洒电磁阀，没有在煤流输送过程中进行喷洒，喷洒均为集中定量模式，防冻液和煤流掺和不充分、不均匀，无法满足不同温度及煤质水分情况下喷洒流量变化要求；若喷洒量设定小，无法防止煤流结块；若喷洒量设定大，则过量喷洒，浪费防冻液，容易对输送皮带造成腐蚀，缩短使用寿命，影响生产安全。

3.现有车厢内防冻液喷洒流量，虽能跟随煤流量及车厢行进速度进行调节，但喷洒喷头在高压雾化下，对车厢内几个面同时喷洒，导致喷头喷洒同一个地方重复度较大，造成浪费；此外，车厢各个面的喷洒量无法根据气温和煤含水量进行调节，也会造成防冻液过量喷洒，大量浪费。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种自动化快速装车线防冻液节能喷洒联动系统及方法。实现了防冻液喷洒的自动控制，喷洒量自动调节，防冻液浓度配制控制精确，喷洒科学合理，大大节约了企业的生产成本。

本发明提供的一种自动化快速装车线防冻液节能喷洒联动系统，由防冻液制备子系统、皮带煤流喷洒控制子系统、煤流入缓冲仓喷洒控制子系统、装车站溜槽喷洒控制子系统、列车车厢喷洒及喷洒滚筒定位控制子系统五部分组成；防冻液制备子系统与喷洒泵站相连接，系统设置三套喷洒泵站；皮带煤流喷洒控制子系统独立使用一套泵站，煤流入缓冲仓喷洒控制子系统与装车站溜槽喷洒控制子系统共用一套泵站，列车车厢喷洒及喷洒滚筒定位控制子系统独立使用一套泵站；皮带煤流喷洒控制子系统与列车车厢喷洒及喷洒滚筒定位控制子系统各自单独配用一套喷洒控制装置，煤流入缓冲仓喷洒控制子系统、装车站溜槽喷洒控制子系统共用一套喷洒控制装置，三套喷洒控制装置并列连接；

所述防冻液制备子系统的作用是配制防冻液，对防冻液配制浓度精确化控制，它是保证防冻液喷洒效果的重要条件；该子系统包括防冻液搅拌罐、储液罐、输液泵、电磁阀、气动管路、输送管路；防冻液搅拌罐内设有搅拌电机、搅拌叶片，外侧设有液位传感器和浓度传感器；防冻液搅拌罐分别连接防冻粉料仓和自来水管，防冻液搅拌罐出口连接防冻液储液罐；

防冻液搅拌罐与自来水管之间设有电磁阀、流量计和截止阀；防冻液搅拌罐与防冻粉料仓之间设有称重器和电动闸板阀；防冻液搅拌罐与储液罐之间设有截止阀、抽液泵、止回阀和过滤器。

通过防冻液的配制、储存与输送，可实现防冻液配制浓度的精确控制，能根据气候温度的不同自动调节控制防冻液粉与水的配比量，实现防冻液浓度的自动调节。此外，搅拌电机与搅拌轴具有过载保护功能，防冻液输送泵电机与搅拌罐液位和储液罐液位具有联锁保护功能；气动管路在搅拌罐底部，分几处沿切线引入，压力空气顶开封液单向阀进入形成旋流，辅助防冻液粉在水中搅拌融入，使搅拌更均匀防止沉淀；防冻液搅拌罐上装有浓度检测传感器，通过plc控制系统可实现搅拌电机、防冻液粉加装量、进水量、输送泵电机的自动工作控制，实现了防冻液制备和输送的自动化作业，提高了效率，节约了成本。

所述皮带煤流喷洒控制子系统包括煤流皮带机和喷洒控制装置，上述喷洒控制装置包括喷头、支架、装车皮带机带量检测与调控装置、环境温度及煤质水分检测与调控装置、喷洒电磁阀、喷洒泵、防冻液管路、plc控制器；装车皮带机带量检测与调控装置是指检测皮带机上输送煤块的重量，根据重量调节喷头的开启数量控制喷洒量，装车皮带机带量检测与调控装置包括皮带称重传感器、电磁阀；环境温度及煤质水分检测与调控装置是指检测皮带输送机的工作环境温度及输送煤块的含水量，根据含水量及环境温度调节控制喷洒量，环境温度及煤质水分检测与调控装置包括温度传感器、湿度传感器，变频器，喷洒泵；喷头和电磁阀装在装车胶带机机头卸料处或煤流上方，喷头通过防冻液管路连接防冻液储液罐，防冻液管路上设有喷洒泵，喷洒量由变频器控制；所述防冻液管路上依次设有截止阀、过滤器、喷洒泵、止回阀、压力变送器、流量计、流量表、截止阀、电磁阀；且喷洒泵包括并联的两条管路，一备一用。

此系统用于对输送皮带上的煤流喷洒防冻液，使其与煤块混合，保证煤块在输送过程不会冻结成块；喷头和电磁阀装在装车胶带机机头卸料处、煤流上方等部位，可根据皮带机输送速度，皮带机带煤量，环境温度及煤质水分检测，接受控制信号调节防冻液喷洒量和喷头电磁阀开启数量，确保煤流喷洒防冻液适量。

所述煤流入缓冲仓喷洒控制子系统包括喷洒控制装置和防冻液喷洒喷头；所述喷洒控制装置与皮带煤流喷洒控制子系统的喷洒控制装置并列设置，二者的喷洒控制装置相同，且另一端与防冻液储液罐连接；该系统输出端为缓冲仓，该系统用于在煤块卸入缓冲仓过程中喷洒防冻液，用于缓冲仓内的喷洒控制；缓冲仓在入口处与中部位置均设有喷洒电磁阀与喷头，缓冲仓中部的喷洒电磁阀与喷头周围装有专门设计的防砸装置，可防止电磁阀与喷头损坏；系统在缓冲仓入口与缓冲仓中部均对煤流喷洒防冻液，使防冻液与煤块充分混合，保证煤块在卸入过程中不会冻结成块；根据卸入煤量，环境温度及煤质水分，自动调节防冻液喷洒量和喷头电磁阀开启数量，控制防冻液的喷洒量；环境温度检测传感器和湿度传感器分别设置在缓冲仓喷洒喷头的两端；传感器由plc控制柜控制；

所述装车站溜槽喷洒控制子系统设置在装车站溜槽上方，溜槽上方分别设有四组管路，管路上均匀设有喷头，喷头与喷洒控制装置连接，通过plc控制器和喷洒泵控制喷头的喷洒量；所述喷头在装车溜槽的上方均匀设有若干个，通过plc控制器可控制各组喷洒喷头的启闭，且通过plc控制器和变频器调速，使喷洒压力维持恒定，实现雾状均匀喷洒。

所述plc控制器的运行过程为：装车位置设有雷达，雷达由发射器和接收器两部分组成；当开始装车作业，车厢对位后，这时车厢会阻挡接收器接收不到发射器的信号，控制系统确定车厢已对在装车位置；当装车员按动操作台上的按纽向车厢内放煤时，喷洒电磁阀在控制程序的控制下打开，向煤流中均匀的喷洒防冻液；随着车皮的运动，定量仓中的煤与防冻液不断的装入车厢中，直到车厢完全装满煤后定量仓闸门自动关闭开始为下一节车厢配煤；此时车厢尾部恰好完全通过雷达，由于没有车厢在雷达的发射端和接收端之间的阻挡，接收器接收到发射器发出的信号，plc控制器发出停止喷洒指令，防冻液喷洒电磁阀失电停止喷洒；在列车装车过程中上述过程不断重复直到整列车装载完毕为止。

主要功能是防止装入车厢的煤与车厢壁冻结，提高车厢回空利用率；光电传感器负责检测车厢的位置，发出信号，plc处理器控制喷洒电磁阀动作；当定量仓闸门打开向车厢内放煤时，喷头同时向煤流中喷洒防冻液；装车溜槽具有联锁保护，装车皮带机和煤流信号开关与喷洒动作联锁，确保喷洒节能有效。

所述列车车厢喷洒及喷洒滚筒定位控制子系统与喷洒控制装置连接，该系统包括喷洒平台、回转机构、喷洒大臂、升降油缸、滚筒、电控装置、喷头、电磁阀、液压站和管路，喷洒大臂安装于升降油缸之上，升降油缸固定在喷洒平台上方，升降油缸与回转机构相连，喷洒大臂上安装有喷洒电磁阀与管路、喷洒滚筒，喷洒滚筒上安装有喷头，喷洒滚筒两侧设有定位电控装置对其进行旋转角度的精确控制，防止由于旋转惯性造成滚筒喷洒孔与喷头的错位。

喷洒大臂设有三支独立喷洒管路，分别对车厢前端面、后端面、左侧面、右两侧及底面进行特定喷洒，且每个面的喷洒量可通过电磁阀独立调控，保证车厢五个面符合铁路局的防冻液喷洒量要求；电控装置包括雷达、光电传感器、plc控制器，采用雷达、光电传感器（测量车厢位置）来检测收集列车运动时车厢喷洒所需的控制信号，通过plc控制器按照预定程序实现智能喷洒。

该子系统用于对运煤列车的车厢进行防冻液喷洒；此系统可实现车厢喷洒量的自动调节，即根据煤装载量及车皮行进速度自动调节，实现喷洒量精确控制，极大降低生产成本；喷洒大臂还可根据不同车型需求，调节高度；喷洒大臂设计有三路喷洒管道，分别对车厢前端面、后端面、左和右两侧、底面进行节省有效喷洒，避免高压雾化液流同时对几个面重复喷洒造成的浪费；喷洒平台在车皮喷洒处设置有测速雷达，可采集列车行进速度，根据列车行进速度快慢决定喷洒量的大小；列车在停车或倒车时会停止喷洒防冻液，喷洒滚筒具有防漏回转功能，可在两车厢钩档间停喷时收集管子内继续洒落的防冻液，防止对轨道产生污染；喷洒平台还具有机械防碰撞和电控防碰撞功能，为防止意外碰撞，plc控制器接到防撞信号后，防冻液喷洒大臂可快速升降和回转，避免碰撞车厢的危险，此功能为液压驱动的独特优势；喷洒大臂设有电磁吸铁，在检修位时通过电磁吸铁将其牢牢吸紧；喷洒平台在轨道对侧另建有支架平台，上面安装有小型油缸，当大臂摆出到工作位置后，支架平台上的小型油缸活塞杆伸出，与大臂连接使喷洒结构成为龙门架式，使大臂在喷洒过程中可以抵御强风的影响。

本发明提供了一种自动化快速装车线防冻液节能喷洒方法，包括以下内容：

（1）由防冻液制备子系统制备出防冻液；

通过防冻液的配制、储存与输送，实现防冻液配制浓度的精确控制，能根据气候温度的不同自动调节控制防冻液粉与水的配比量，实现防冻液浓度的自动调节；

（2）防冻液储液罐分别与煤流皮带机、缓冲仓、装车溜槽连接，通过皮带煤流喷洒控制子系统、煤流入缓冲仓喷洒控制子系统、装车站溜槽喷洒控制子系统实现防冻液节能喷洒的自动控制；

皮带煤流喷洒控制子系统用于对输送皮带上的煤流喷洒防冻液，使其与煤粉混合，保证煤粉在输送过程不会冻结成块；

煤流入缓冲仓喷洒控制子系统用于在煤流卸入缓冲仓过程中喷洒防冻液，喷洒电磁阀设置在缓冲仓入口处，通过防冻液与煤流混合，保证煤流在卸入过程中不会冻结成块；

装车站溜槽喷洒控制子系统防止装入车厢的煤不冻结，提高车厢回空利用率；

（3）列车车厢喷洒及喷洒滚筒定位控制子系统对运煤列车的车厢进行防冻液喷洒；实现车厢喷洒量的自动调节，即根据煤装载量及车皮行进速度自动调节，实现喷洒量精确控制。

本发明的有益效果：

①实现了防冻液制备的自动化作业，可实现对防冻液配制浓度的精确控制，根据不同气候温度调节防冻液的配制浓度，满足铁路局对选煤厂装车站要求；

②在运煤皮带机、缓冲仓入口、装车溜槽处设置喷洒管路与控制阀，对皮带上输送的煤流、卸入缓冲仓的煤流、装入车厢内的煤流喷洒防冻液，喷洒量根据皮带机输送速度、带煤量不同自动进行调节，实现了喷洒自动控制，确保了煤流在输送过程中不会冻结成块；

③实现了对车厢内壁的无死角喷洒，每个喷头只负责喷洒单个厢体壁面，喷头间喷洒不重复，达到对喷洒量节能控制，使车厢喷洒效果最佳，减少了防冻液浪费，降低了人力劳动强度，极大的降低了生产成本；

④本发明实现了防冻液喷洒的自动控制，喷洒量可自动调节，喷洒量控制精确，喷洒科学合理。

附图说明

图1为本发明装置的整体结构示意图；

图2为防冻液制备装置及喷洒量自动调节子系统的结构示意图；

图3为皮带煤流喷洒控制子系统的结构示意图；

图4为煤流入缓冲仓喷洒控制子系统与装车站溜槽喷洒控制子系统结构示意图；

图5为溜槽喷洒装置示意图；

图6为防冻液车厢喷洒平台及喷洒滚筒定位控制子系统的结构示意图；

图7为列车车厢防冻液喷洒电磁阀控制管路结构示意图；

图8为防冻液喷洒滚筒刹车装置结构示意图；

图9为图8的侧视图；

图10为防冻液喷洒滚筒旋转角度控制装置结构示意图；

图11为防冻液喷洒大臂防风保护装置结构示意图。

图中：1、防冻液制备子系统；2、皮带煤流喷洒控制子系统；3、煤流入缓冲仓喷洒控制子系统；4、装车站溜槽喷洒控制子系统；5、列车车厢喷洒及喷洒滚筒定位控制子系统；6、第一电磁阀；7、第一流量计；8、液位传感器；9、第一截止阀；10、防冻液搅拌罐；11、浓度传感器；12、第二截止阀；13、抽液泵；14、第一止回阀；15、第一过滤器；16、称重器；17、电动闸板阀；18、料仓；19、防冻液储液罐；20、封液单向阀；21、气泵；22、气动管路；23、第三截止阀；24、第二过滤器；25、喷洒泵；26、第二止回阀；27、球阀；28、压力变送器；29、第二流量计；30、流量表；31、第二截止阀；32、第二电磁阀；33、喷头；34、煤流皮带机；35、第一皮带称重传感器；36、第一湿度传感器；37、plc控制柜；38、第三喷洒电磁阀；39、环境温度检测传感器；40、缓冲仓喷洒喷头ⅰ；41、第二湿度传感器；42、支架；43、装车溜槽；44、溜槽喷洒喷头；45、缓冲仓喷洒喷头ⅱ；46、第四喷洒电磁阀；47、溜槽第一组喷洒管路；48、溜槽第二组喷洒管路；49、溜槽第三组喷洒管路；50、溜槽第四组喷洒管路；51、喷洒滚筒定位电器控制装置；52、喷洒滚筒；53、喷洒电磁阀与管路；54、升降油缸；55、回转机构；56、喷洒大臂；57、喷洒平台；58、第一手控球阀；59、第一喷洒控制电磁阀；60、第二手控球阀；61、第二喷洒控制电磁阀；62、第三手控球阀；63、第三喷洒控制电磁阀；64、车厢第一喷洒管路；65、车厢第二喷洒管路；66、车厢第三喷洒管路；67、喷洒主管路；68、刹车装置支架；69、刹车电磁吸盘；70、刹车摩擦盘；71、液压马达；72、传动链条；73、大链轮；74、小链轮；75、滚筒罩；76、刹车轴；77、旋转编码器；78、限位开关；79、限位开关支座；80、触杆；81、连接杆；82、旋转轴；83、旋转编码器支架；84、列车车厢；85、油缸活塞杆；86、防风保护油缸；87、支架平台。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。

实施例1：

如图1所示，一种自动化快速装车线防冻液节能喷洒联动系统，由依次连接的防冻液制备子系统1、皮带煤流喷洒控制子系统2、煤流入缓冲仓喷洒控制子系统3、装车站溜槽喷洒控制子系统4、列车车厢喷洒及喷洒滚筒定位控制子系统5五部分组成；防冻液制备子系统与喷洒泵站相连接，系统设置三套喷洒泵站；皮带煤流喷洒控制子系统独立使用一套泵站，煤流入缓冲仓喷洒控制子系统与装车站溜槽喷洒控制子系统共用一套泵站，列车车厢喷洒及喷洒滚筒定位控制子系统独立使用一套泵站；皮带煤流喷洒控制子系统与列车车厢喷洒及喷洒滚筒定位控制子系统各自单独配用一套喷洒控制装置，煤流入缓冲仓喷洒控制子系统、装车站溜槽喷洒控制子系统共用一套喷洒控制装置，三套喷洒控制装置并列连接；

防冻液制备装置系统用于制作防冻液，之后制作好的成品储存于储液罐中，在生产过程中，洗选后的煤炭通过皮带输送带送至装车站缓冲仓内，之后通过装车溜槽将其装入火车车厢内运走。在此过程中，皮带煤流喷洒控制子系统2用于对输送带上的煤块进行喷洒防冻液，煤流入缓冲仓喷洒控制子系统3用于对卸入缓冲仓内的煤块进行喷洒防冻液，装车站溜槽喷洒控制子系统4用于对装入火车车厢内的煤块进行喷洒防冻液，列车车厢喷洒及喷洒滚筒定位控制子系统5用于对火车车厢的表面进行喷洒防冻液。

所述防冻液制备子系统的作用是配制防冻液，对防冻液配制浓度精确化控制，它是保证防冻液喷洒效果的重要条件；该子系统包括防冻液搅拌罐10、防冻液储液罐19、抽液泵13、第一电磁阀6、气动管路22、输送管路；防冻液搅拌罐10内设有搅拌电机、搅拌叶片，外侧设有液位传感器8和浓度传感器11；防冻液搅拌罐10分别连接防冻粉料仓18和自来水管，防冻液搅拌罐10出口连接防冻液储液罐19；

防冻液搅拌罐10与自来水管之间设有第一电磁阀6、第一流量计7和第一截止阀9；防冻液搅拌罐10与防冻粉料仓18之间设有称重器16和电动闸板阀17；防冻液搅拌罐10与储液罐之间设有第二截止阀12、抽液泵13、第一止回阀14和第一过滤器15。

通过防冻液的配制、储存与输送，可实现防冻液配制浓度的精确控制，能根据气候温度的不同自动调节控制防冻液粉与水的配比量，实现防冻液浓度的自动调节。此外，搅拌电机与搅拌轴具有过载保护功能，防冻液输送泵电机与搅拌罐液位和储液罐液位具有联锁保护功能；气动管路在搅拌罐底部，分几处沿切线引入，压力空气顶开封液单向阀进入形成旋流，辅助防冻液粉在水中搅拌融入，使搅拌更均匀防止沉淀；防冻液搅拌罐上装有浓度检测传感器，通过plc控制系统可实现搅拌电机、防冻液粉加装量、进水量、输送泵电机的自动工作控制，实现了防冻液制备和输送的自动化作业，提高了效率，节约了成本。

所述皮带煤流喷洒控制子系统包括喷洒控制装置和煤流皮带机34，上述喷洒控制装置包括喷头33、支架、装车皮带机带量检测与调控装置、环境温度及煤质水分检测与调控装置、第二电磁阀32、喷洒泵25、防冻液管路、plc控制器；装车皮带机带量检测与调控装置是指检测皮带机上输送煤块的重量，根据重量调节喷头的开启数量控制喷洒量，装车皮带机带量检测与调控装置包括第一皮带称重传感器35、第二电磁阀32；环境温度及煤质水分检测与调控装置是指检测皮带输送机的工作环境温度及输送煤块的含水量，根据含水量及环境温度调节控制喷洒量，环境温度及煤质水分检测与调控装置包括温度传感器、第一湿度传感器36、变频器；喷头33和第二电磁阀32装在装车胶带机机头卸料处或煤流上方，喷头通过防冻液管路连接防冻液储液罐19，防冻液管路上设有喷洒泵25，喷洒量由变频器控制；所述防冻液管路上依次设有第三截止阀23、第二过滤器24、喷洒泵25、第二止回阀26、球阀27、压力变送器28、第二流量计29、流量表30、第二截止阀31、第二电磁阀32；且喷洒泵包括并联的两条管路，一备一用。

此系统用于对输送皮带上的煤流喷洒防冻液，使其与煤块混合，保证煤块在输送过程不会冻结成块；喷头和电磁阀装在装车胶带机机头卸料处、煤流上方等部位，可根据皮带机输送速度，皮带机带煤量，环境温度及煤质水分检测，接受控制信号调节防冻液喷洒量和喷头电磁阀开启数量，确保煤流喷洒防冻液适量。

所述煤流入缓冲仓喷洒控制子系统包括喷洒控制装置和缓冲仓喷洒喷头ⅰ40与缓冲仓喷洒喷头ⅱ45；所述喷洒控制装置与皮带煤流喷洒控制子系统的喷洒控制装置并列设置，二者的喷洒控制装置相同，且另一端与防冻液储液罐19连接；该系统输出端为缓冲仓，该系统用于在煤块卸入缓冲仓过程中喷洒防冻液，用于缓冲仓内的喷洒控制；缓冲仓在入口处设有第三喷洒电磁阀38与喷洒喷头ⅰ40，在中部位置设有第四喷洒电磁阀46与喷洒喷头ⅱ45，缓冲仓中部的喷洒电磁阀46与喷头45周围装有专门设计的防砸罩，可防止电磁阀与喷头的损坏；系统在缓冲仓入口与缓冲仓中部均对煤流喷洒防冻液，使防冻液与煤块充分混合，保证煤流在卸入过程中不会冻结成块；根据卸入煤量，环境温度及煤质水分，自动调节防冻液喷洒量和喷头电磁阀开启数量，控制防冻液的喷洒量；环境温度检测传感器39和第二湿度传感器41分别设置在缓冲仓喷洒喷头的两端；传感器由plc控制柜37控制；

所述装车站溜槽喷洒控制子系统设置在装车站溜槽上方，溜槽上方分别设有四组管路，管路上均匀设有喷头，溜槽喷洒喷头44与喷洒控制装置连接，通过plc控制器和喷洒泵控制喷头的喷洒量；所述喷头在装车溜槽的上方均匀设有若干个，通过plc控制器可控制各组喷洒喷头的启闭，且通过plc控制器和变频器调速，使喷洒压力维持恒定，实现雾状均匀喷洒；如图5所示，在溜槽上方分别设有溜槽第一组喷洒管路47、溜槽第二组喷洒管路48、溜槽第三组喷洒管路49、溜槽第四组喷洒管路50；

所述plc控制器的运行过程为：装车位置设有雷达，雷达由发射器和接收器两部分组成；当开始装车作业，车厢对位后，这时车厢会阻挡接收器接收不到发射器的信号，控制系统确定车厢已对在装车位置；当装车员按动操作台上的按纽向车厢内放煤时，喷洒电磁阀在控制程序的控制下打开，向煤流中均匀的喷洒防冻液；随着车皮的运动，定量仓中的煤与防冻液不断的装入车厢中，直到车厢完全装满煤后定量仓闸门自动关闭开始为下一节车厢配煤；此时车厢尾部恰好完全通过雷达，由于没有车厢在雷达的发射端和接收端之间的阻挡，接收器接收到发射器发出的信号，plc控制器发出停止喷洒指令，防冻液喷洒电磁阀失电停止喷洒；在列车装车过程中上述过程不断重复直到整列车装载完毕为止。

主要功能是防止装入车厢的煤与车厢壁冻结，提高车厢回空利用率；光电传感器负责检测车厢的位置，发出信号，plc处理器控制喷洒电磁阀动作；当定量仓闸门打开向车厢内放煤时，喷头同时向煤流中喷洒防冻液；装车溜槽具有联锁保护，装车皮带机和煤流信号开关与喷洒动作联锁，确保喷洒节能有效。

所述列车车厢喷洒及喷洒滚筒定位控制子系统与喷洒控制装置连接，该系统包括喷洒平台57、回转机构55、喷洒大臂56、升降油缸54、喷洒滚筒52、喷洒滚筒定位电器控制装置51、喷头、电磁阀、液压站和管路，喷洒大臂56安装于升降油缸54之上，升降油缸54固定在喷洒平台57上方，升降油缸54与回转机构55相连，喷洒大臂56上安装有喷洒电磁阀与管路、喷洒滚筒52，喷洒滚筒52上安装有喷头，喷洒滚筒52两侧设有喷洒滚筒定位电器控制装置51对其进行旋转角度的精确控制，防止由于旋转惯性造成滚筒喷洒孔与喷头的错位。

喷洒大臂56上设有三支独立喷洒管路（见图7），喷洒主管路引出三条支管：车厢第一喷洒管路66、车厢第二喷洒管路67、车厢第三喷洒管路68，支管上分别设有手控球阀和喷洒控制电磁阀；分别对车厢前端面、后端面、左、右两侧及底面进行特定喷洒，且每个面的喷洒量可通过电磁阀独立调控，保证车厢五个面符合铁路局的防冻液喷洒量要求；电控装置包括雷达、光电传感器、plc控制器，采用雷达、光电传感器（测量车厢位置）来检测收集列车运动时车厢喷洒所需的控制信号，通过plc控制器按照预定程序实现智能喷洒。

该子系统用于对运煤列车的车厢进行防冻液喷洒；此系统可实现车厢喷洒量的自动调节，即根据煤装载量及车皮行进速度自动调节，实现喷洒量精确控制，极大降低生产成本；为防止意外碰撞，接到防撞信号后，防冻液喷洒大臂可快速升降和回转，躲开危险，此功能液压驱动具有独特优势；喷洒大臂还可根据不同车型需求，调节高度；喷洒大臂设计有三路喷洒管道，分别对车厢前端面、后端面、左和右两侧、底面进行节省有效喷洒，避免高压雾化液流同时对几个面重复喷洒造成的浪费；喷洒平台在车皮喷洒处设置有测速雷达，可采集列车行进速度，进而控制喷洒量；喷洒大臂携带有防漏回转滚筒，可以在两车厢钩档间停喷时收集继续洒落的防冻液，防止对轨道产生污染；滚筒回转时具有惯性，位置不准确会影响喷洒，滚筒回转时刹车定位很重要。

喷洒平台57在轨道对侧另建有支架平台87，上面安装有防风保护油缸86，当大臂摆出到工作位置后，支架平台87上的油缸活塞杆85伸出，与大臂56连接使喷洒结构成为龙门架式，使大臂在喷洒过程中可以抵御强风的影响。

采用上述联动系统进行自动化快速装车线防冻液节能喷洒方法，包括以下内容：

（1）由防冻液制备子系统制备出防冻液；

通过防冻液的配制、储存与输送，实现防冻液配制浓度的精确控制，能根据气候温度的不同自动调节控制防冻液粉与水的配比量，实现防冻液浓度的自动调节；

（2）防冻液储液罐分别与煤流皮带机、缓冲仓、装车溜槽连接，通过皮带煤流喷洒控制子系统、煤流入缓冲仓喷洒控制子系统、装车站溜槽喷洒控制子系统实现防冻液节能喷洒的自动控制；

皮带煤流喷洒控制子系统用于对输送皮带上的煤流喷洒防冻液，使其与煤粉混合，保证煤粉在输送过程不会冻结成块；

煤流入缓冲仓喷洒控制子系统用于在煤流卸入缓冲仓过程中喷洒防冻液，喷洒电磁阀设置在缓冲仓入口处，通过防冻液与煤流混合，保证煤流在卸入过程中不会冻结成块；

装车站溜槽喷洒控制子系统防止装入车厢的煤不冻结，提高车厢回空利用率；

（3）列车车厢喷洒及喷洒滚筒定位控制子系统对运煤列车的车厢进行防冻液喷洒；实现车厢喷洒量的自动调节，即根据煤装载量及车皮行进速度自动调节，实现喷洒量精确控制。

本发明在防冻液生产中采用智能化的防冻粉自动加料称重系统，采用此系统可提高生产效率、控制防冻液的生产质量、降低生产成本、减少粉尘危害人体健康和防止对环境的污染。本发明的防冻粉自动加料称重系统可以设定多个加料量参数（对应多个防冻液配制浓度），操作人员可预先设定每种防冻液配制浓度对应的加料目标量、粗计量和过冲量。目标量就是要求物料达到的最终准确重量。粗计量用来控制开始关闭电动闸板阀的时机。即在加料过程中，当到达粗计量确定的重量时系统会开始关闭电动闸板阀，使其开度为最大开度的1/10，保持继续加料。过冲量用来控制全部关闭电动闸板阀的时机，即在加料过程中，到达过冲量确定的重量时会立刻快速地关闭电动闸板阀，停止加料。

配制工作过程具体如下：当开始配制生产后，操作人员选定好配制的浓度值，控制器会根据选定的参数值进行加料控制。控制器输出信号控制电动闸板阀打开，快速地从料仓箱投出物料。当称重传感器检测到称重器中的物料重量已达到预先设定的粗计量值时，控制器发出信号，开始关闭电动闸板阀，使其开度为最大开度的1/10，维持这种状态继续慢速的投出物料，以便进行精确计量。当称重传感器检测到称重器中的物料重量达到预先设定的精计量值，这时完全关闭电动闸板阀，停止投料。与此同时，控制器会使电磁阀开启，向防冻液搅拌罐中注入自来水，流量计用来计量加注水的流量，当流量计计量达到配制浓度所需的自来水流量值后，控制器发出信号关闭电磁阀，同时开始启动搅拌。搅拌一定时间后浓度传感器将检测到的浓度值反馈回控制器内，若配制的浓度值为预先设定值则可停止搅拌，若配制的浓度值与预先设定值有偏差，则系统可根据偏差值进行微调，即若配制的浓度值高于预先设定值，则根据计算值，控制器会开启电磁阀加注一定量的自来水；若配制的浓度值低于预先设定值，则根据计算值，控制器开启电动闸板阀加注一定量的防冻粉，使其浓度值与设定值一致。抽液泵用来将搅拌配制好的防冻液抽送到防冻液储液罐内，以备喷洒所需。

本发明的防冻液制备系统可实现对防冻液配制浓度的精确控制，具有如下特点：（1）可对物料加注进行全自动控制，可分别设定目标量、粗计量和过冲量，满足高精度的配料要求。（2）可确定允许误差范围，控制器在配料过程中能自动计算误差，超差时会发出报警。能对物料的过冲量做自动修正，使下一次的加料结果更接近目标量。（3）所有的控制功能如参数设定、零位调校、称量标定、配比设定等均通过控制面板按键完成，简单易操作。（4）搅拌罐配置有气泵，高压空气通过气动管路分几处沿搅拌罐底部切线引入罐中，高压空气在罐内形成漩涡流，与搅拌电机配合可加速防冻粉与水的融合，提高搅拌效率同时保证配制的防冻液均匀无沉淀。

缓冲仓皮带煤流及装车溜槽防冻液喷洒系统的自动喷洒控制是根据皮带秤反映得到的煤流量大小来决定是否喷洒，再根据煤的含水量和天气温度情况来决定喷洒量。系统主要是将防冻液喷洒在运煤皮带上的煤块及从缓冲仓溜槽进入车厢的煤流中，解决湿煤冻结成块的问题。

系统对运煤皮带的喷洒情况是按照煤流量大小、煤的含水量、温度情况来决定的。当煤流皮带机运量信号在电脑屏幕显示时，操作人员可通过鼠标按钮启动煤流皮带机喷洒泵，供液管路充液开始喷洒。操作人员可根据环境温度、煤含水量等实际情况通过鼠标按钮控制电动调节阀的开启度，控制防冻液喷洒流量的大小。在全自动状态时，电动调节阀也可根据皮带秤的煤量、环境温度、煤含水量等参数自动控制调节阀的开度。喷洒管路中安装有电磁阀和电动调节阀，电磁阀是控制喷洒管路接通或断开的，电动调节阀既可以控制喷洒管路接通或断开，又可以控制喷洒管路喷洒量的大小。此外，本系统中运煤皮带机头喷洒装置可通过plc控制系统控制喷嘴的启闭数量，防冻液喷洒量与喷嘴的开启数量成正比，与此同时系统通过plc控制和变频器调速，使系统管网内喷洒压力维持恒定，使其保持理想的压力，保证喷嘴成雾状均匀喷洒。

皮带煤流喷洒系统可对环境温度、皮带机的运行速度进行检测，并通过皮带秤对其运输量进行检测，从而根据环境温度及皮带机运输量自动调节喷洒量，即环境温度低时喷洒量增大、皮带机运行速度快时喷洒量随之增大，皮带机运输量大时喷洒量增大，皮带机空载时停止喷洒，实现了防冻液喷洒的自动控制，喷洒量的自动调节，喷洒量可精确控制。

本发明的车厢防冻液喷洒系统具有以下特征：

（1）车厢防冻液喷洒系统采用自动控制方式，喷洒臂采用回转摆出式结构，且可升降调节高度，所有动作均为液压驱动，相比电机驱动具有输出扭矩大，受低温环境影响小的优点，同时相比龙门架式结构采用液压控制比用钢丝绳提升喷洒大臂速度快，定位准确。

（2）控制系统采用雷达、光电传感器（测量车厢位置）来检测收集列车运动时车厢喷洒所需的控制信号，通过plc控制器按照预定程序实现智能喷洒。

（3）系统采用温度传感器检测环境温度，根据其设定系统喷洒压力；采用电磁流量计检测管道内的防冻液流量，供计算机统计防冻液喷洒量；采用压力变送器检测管道压力，根据其值调节防冻液泵电机频率进行调速控制。

（4）车厢喷洒防冻液流量能自动调节，系统喷洒流量可根据煤流量及车厢行进速度动态调节，喷洒大臂设计有三支独立喷洒管路，分别对车厢前端面；后端面；左、右两侧及底面进行特定喷洒，且每个面的喷洒量可通过电磁阀独立调控，保证车厢五个面符合铁路局的防冻液喷洒量要求。

（5）防冻液喷洒大臂设置有回转滚筒，其可以在两车厢钩档间隔停喷时收集管路内继续洒落的防冻液，避免了防冻液的浪费，同时喷洒滚筒配置有旋转角度控制装置，由旋转编码器与限位开关检测并控制滚筒的翻转角度，同时与喷洒滚筒刹车装置相配合，使滚筒翻转与停止动作快速响应，角度定位精确控制。

（6）防冻液喷洒大臂具有防碰撞功能。在喷洒过程中，当行进方向的车厢上方粘黏或挂带有异物时，喷洒大臂上配置的检测装置可及时发现并通过控制液压系统使喷洒大臂快速提升，避免异物撞击喷洒大臂，造成危险事故发生。

（7）防冻液喷洒大臂具有防风保护功能。喷洒平台在轨道对侧另建有支架平台，上面安装有小型油缸，当大臂摆出到工作位置后，支架平台上的小型油缸活塞杆伸出，与大臂连接使喷洒结构成为龙门架式，使大臂在喷洒过程中可以抵御强风的影响。此外，在检修大臂上还配置有电磁吸铁，当喷洒大臂结束喷洒作业收回原位后，通过电磁吸铁可将其牢牢吸紧，确保设备的安全。

综上所述，车厢防冻液喷洒系统可实现车厢防冻液喷洒流量的自动调节，系统喷洒流量可跟随车厢行进速度动态调节，避免造成冻液的严重浪费。此外喷洒系统具有流量实时监测与反馈，控制室可实时掌握防冻液喷洒量的数据，车厢各个面的喷洒量可根据环境气温及煤含水量动态调节，确保喷洒符合铁路局的要求。

本发明的选煤自动化装车线防冻液喷洒节能控制系统可实现防冻液的自动配置制，溶液浓度、温度等数据可在线监测，并通过计算机自控系统和网络实现数据存储和远程传输，喷洒量可根据车速自动调节，在车辆运行过程中实现防冻液均匀喷洒作业，此外本系统适应各种车型，具有操作简便、运行稳定可靠、喷洒均匀、自动识别混编列车等优点，不影响机车车辆的安全和正常运行，喷洒系统节省防冻液用量，为企业节约了生产成本。