专利名称：一种敞篷煤车喷洒装置的控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种敞篷煤车喷洒装置的控制系统。
背景技术：
在煤炭的储存、运输过程中，由于风力等原因，煤尘会随风流失、抛洒扬尘，浪费了 大量宝贵的资源；煤尘是酸性的，抛洒后附着在沿线的车站等建筑、民用设施等物体及农作 物上，严重影响了铁路沿线人民群众的身体健康，同时对沿线农作物的生长造成破坏。煤尘 还严重污染了隧道内线路的道床，并加剧了其板结程度。在污染程度严重的地段，煤尘已 埋没了扣件、轨枕板等，给工务部门日常的养护维修带来了相当大的困难，额外增加了工作 量，同时对钢轨和扣件等有一定的腐蚀作用，带来了安全隐患。此外，煤尘经常引起供电接 触网、绝缘子的短路，放电，缩短了其使用寿命；污染铁路信号、通讯电缆等设备，给日常的 检修工作带了很大困难。列车经过隧道时，扬尘弥漫隧道，大大降低了能见度，不仅使机车 乘务人员的视线受到严重影响，而且由于煤尘堵塞了机车散热网，使机车内的电器设备的 工作环境温度升高，经常引起设备故障，使其完好率和安全度降低，严重威胁着列车的运行 安全。煤炭运输过程中会产生扬尘问题的主要原因在于，车辆开动时，煤层表面被气流 吹起；会车时的气流扬起了粒径较细小的煤粉；列车经过时，过去沉积下的煤粉重新扬动； 列车经过隧道时产生的“活塞风”加之列车的颠簸震动，使直径较大的煤粒也会被吹离车 体，细小的煤粉吸附在隧道洞壁、洞顶及接触网、绝缘子等设备上，形成污染；路基上的沉 积煤粒如高于铁轨，就会受到再次碾压，形成二次污染。煤炭抑尘剂是由新型多功能高分子聚合物组合而成，聚合物中的交联度分子形成 网状结构，分子间具有各种离子集团，由于电荷密度大，与离子之间产生较强的亲合力，能 迅速捕捉并将微粒粉尘牢牢吸附，具有很强的抑尘、防尘的作用。现有煤炭抑尘剂喷淋装置虽然能实现将煤炭抑尘剂喷淋到煤炭表面的基本目的， 但仍有以下技术缺陷第一、现有运输煤炭的列车通过煤炭抑尘剂喷淋装置时的速度不一，煤炭抑尘剂 喷淋装置不能及时控制和调整喷洒煤炭抑尘剂的速度和多少，也不能实时控制喷洒的开启 和停止，从而导致出现喷洒效果差，抑尘剂被浪费等问题。第二、现有煤炭抑尘剂喷淋装置缺乏对货运列车基本信息进行收集和储存的功 能，不利于运输管理或增加管理成本的支出。
实用新型内容本实用新型设计了一种敞篷煤车喷洒装置的控制系统，其主要解决了以下技术问 题(1)现有运输煤炭的列车通过煤炭抑尘剂喷淋装置时的速度不一，煤炭抑尘剂喷淋装 置不能及时控制和调整喷洒煤炭抑尘剂的速度和多少，也不能控制喷洒的开启和停止收 集，从而导致出现喷洒效果差，抑尘剂被浪费问题。[0009](2)现有煤炭抑尘剂喷淋装置缺乏对货运列车基本信息进行收集和储存的功能， 不利于运输管理或增加管理成本的支出。为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用了以下方案一种敞篷煤车喷洒装置的控制系统，包括一控制设备，其中主要包括可编程控制 器和变频器；一用于煤炭抑尘剂的搅拌、混合、稀释以及传输的液体供给设备，包括补水设 备、搅拌设备以及输送设备，一用于将煤炭抑尘剂均勻地喷洒至运行煤车中的煤炭上的喷 淋装置；一用于对行驶的列车进行速度测量的列车速度传感器；所述列车速度传感器与 所述控制设备通过信号连接，所述控制设备的变频器将根据所述控制设备的可编程控制器 处理结果调整所述输送设备的喷淋泵的开启和转速。进一步，还包括列车条码识别设备和地面监控设备，所述列车条码识别设备包括 一个车轮传感器、一个地面天线以及一台采集控制主机；所述地面监控设备存储列车车号 并显示当前车号。进一步，所述喷淋装置包括摆臂、喷头、转轴、传感器A以及传感器B;所述传感器A 和所述传感器B与所述控制设备的可编程控制器信号连接，同时所述控制设备与电机B信 号连接。进一步，所述喷淋装置还包括升降限位装置A以及升降限位装置B ；所述升降限位 装置A以及升降限位装置B与所述控制设备的可编程控制器信号连接。进一步，所述喷淋装置还包括摆臂旋转限位装置A和摆臂旋转限位装置B ；所述摆 臂旋转限位装置A和摆臂旋转限位装置B与所述控制设备的可编程控制器信号连接，所述 控制设备与电机A信号连接。进一步，所述液体供给设备的搅拌设备包括一搅拌罐液位传感器，所述搅拌罐液 位传感器与所述控制设备的可编程控制器信号连接，同时所述控制设备与补水泵、输送泵、 搅拌机以及螺旋输送机信号连接。进一步，所述液体供给设备的输送设备包括一喷淋罐液位传感器，所述喷淋罐液 位传感器与所述控制设备的可编程控制器信号连接，同时所述控制设备与输送泵信号连 接。该敞篷煤车喷洒装置的控制系统具有以下有益效果(1)本实用新型由于通过列车速度传感器将采集的列车速度数据传输给可编程控 制器处理，控制设备的变频器将根据所述控制设备的可编程控制器处理结果调整所述输送 设备的喷淋泵的开启以及转速。因此可以对抑尘剂喷洒量进行实时控制，避免抑尘剂的浪 费，节省了成本。(2)本实用新型由于还包括列车条码识别设备和地面监控设备，可以对货运列车 基本信息进行收集和储存的功能，有利于运输管理或降低管理成本的支出。
图1 本实用新型敞篷煤车喷洒装置的控制系统的组成方框图；图2 本实用新型敞篷煤车喷洒装置的控制系统的部件组合示意图；图3 本实用新型敞篷煤车喷洒装置的控制系统的喷淋装置俯视结构图；图4 本实用新型敞篷煤车喷洒装置的控制系统的喷淋装置结构示意图。[0025]附图标记说明1-摆臂；2-喷头；3-立杆；5-列车条码识别设备；6-地面监控设备；7_控制设备； 8-喷淋罐；9-螺旋输送机；10-搅拌机；11-搅拌罐；12-补水罐；13-浮球阀；14-补水泵； 15-输送泵；16-电磁阀A ； 17-电磁阀B ； 18-电磁阀C ；19-空气泵；20-喷淋泵；21-流量 计；22-喷淋罐液位传感器；23-搅拌罐液位传感器；24-金属软管；25-输送管道；26-传感 器A ;27_传感器B ；28-列车速度传感器；29-摆臂旋转限位装置A ；30-摆臂旋转限位装置 B ；31-升降限位装置A ；32-升降限位装置B ；33-螺母；34-丝杆；35-丝杆升降主机；36-电 机A ；37-电机B ；38-蜗杆；39-蜗轮。
具体实施方式
下面结合图1至图4，对本实用新型做进一步说明如图1所示，一种敞篷煤车喷洒装置的控制系统，包括一控制设备7，其中主要包 括可编程控制器和变频器；一液体供给设备，包括补水设备、搅拌设备以及输送设备，用于 煤炭抑尘剂的搅拌、混合、稀释以及传输；一喷淋装置，用于将煤炭抑尘剂均勻地喷洒至运 行煤车中的煤炭上；一列车速度传感器28，用于对行驶的列车进行速度测量。所述列车速度传感器28将采集的列车速度数据传输给所述控制设备7的可编程 控制器处理，所述控制设备7的变频器将根据所述控制设备7的可编程控制器处理结果调 整所述输送设备的喷淋泵20的开启和转速。因此可以对抑尘剂喷洒量进行实时控制，避免 抑尘剂的浪费，节省了成本。此外，还包括列车条码识别设备5和地面监控设备6，所述列车条码识别设备5包 括一个车轮传感器、一个地面天线以及一台采集控制主机；所述地面监控设备6存储列车 车号并显示当前车号。车轮传感器具有高抗干扰性能，用安全卡具卡在钢轨内侧。地面天线 安装在两轨中央的两枕木之间，并且其长边平行枕木。采集控制主机安装在离铁轨一定距 离的路基旁。当列车通过时，采集控制主机在接收到车轮传感器的反馈信号后，启动RF射 频模块，使其向列车底部的电子标签发送射频信号，在接收标签反射的信号后，进行识别、 解调、译码、处理后记录列车条码信息，记录完成后关闭RF射频模块停止发射信号，用串行 通信的方式将列车条码信息发送给地面监控系统后准备采集下一趟列车。地面监控设备6用于对整个系统的设备运行状态与过程量参数进行实时监控，并 在监控界面上提供各个设备的手动操作按钮。进一步地，地面监控设备还用于接收列车条 码识别设备发送来的列车条码信息，并自动生成报表。地面监设备包括一台工控主机与一 台液晶显示器。此外，流量计21与地面监控设备4通过信号连接，地面监控设备4可显示管道中 当前流量大小。如图2所示，本实用新型主要包括喷淋装置和液体供给设备，所述包括喷淋装置 包括摆臂1、喷头2、立杆3以及传动机构。所述液体供给设备主要包括搅拌设备、输送设备 以及补水设备；所述补水设备通过管道与所述搅拌设备连接，所述搅拌设备通过管道与所 述输送设备连接，所述输送设备通过管道与所述喷淋装置连接。具体来说，液体供给设备用于煤炭抑尘剂的搅拌与输送。液体供给设备包括搅拌 设备、输送设备与补水设备。
5[0035]搅拌设备用于煤炭抑尘剂固体原料的添加、混合、搅拌与盛装。搅拌设备包括一个 搅拌罐11、一台搅拌机10和一台螺旋输送机9。其中搅拌罐11用于煤炭抑尘剂的盛装，搅 拌机10用于煤炭抑尘剂固体原料与水的搅拌，螺旋输送机9用于煤炭抑尘剂固体原料的添 加。搅拌设备使用螺旋输送机9将煤车抑尘剂固体原料倒入搅拌罐11稀释，稀释时要边加 水边进行充分搅拌，经充分搅拌后的煤炭抑尘剂通过输送泵15进入喷淋罐8储存待喷，待 摆臂1移动到位后，由喷淋泵20将煤炭抑尘剂输送至喷头2进行喷淋作业。液体供给设备的搅拌设备包括一搅拌罐液位传感器23，当搅拌罐11内的液位高 时，所述搅拌罐液位传感器23被激活后，并送出信号给所述控制设备7的可编程控制器，所 述可编程控制器下达指令，停止补水泵14工作；当所述搅拌罐11内的液位低时，所述搅拌 罐液位传感器23被激活后，并送出信号给所述控制设备7的可编程控制器，所述可编程控 制器下达指令，停止输送泵15或\和开启补水泵14、搅拌机10以及螺旋输送机9。输送设备包括喷淋罐8、输送管道25、电磁阀A16、输送泵15和喷淋泵20。所述输 送泵15位于所述喷淋罐8与所述搅拌罐11连接的管道上，所述喷淋泵20位于所述喷淋罐 8与所述喷淋装置连接的管道上。当喷淋罐8液位低时，控制设备7启动输送泵15将搅拌 罐11中的抑尘剂输送至喷淋罐8。所述输送设备还包括一喷淋罐液位传感器22，当喷淋罐8液位过高或过低时，所 述喷淋罐液位传感器22被激活，并送出信号给所述控制设备7的可编程控制器，所述可编 程控制器下达指令，停止或开启输送泵15工作。所述输送设备与所述喷淋装置之间通过一金属软管24连接。该金属软管24用 于连接输送管道25与摆臂1，输送煤炭抑尘剂液体，在摆臂1旋转时能保持一定伸缩性。补水设备包括补水罐12、浮球阀13以及补水泵14，所述补水泵14位于所述补水 设备与所述搅拌设备连接的管道上。当补水罐12液位低时，浮球阀13自动打开进行补水。如图3和图4所示，所述喷淋装置主要包括摆臂升降装置和摆臂旋转装置。所述摆臂旋转装置包括电机A36、蜗杆38、蜗轮39、旋转底座、摆臂旋转限位装置 A29以及摆臂旋转限位装置B30 ；所述电机A36带动所述蜗杆38转动，所述蜗杆38与蜗轮 39相互的配合推动旋转底座以及位于所述旋转底座上的所述摆臂1以及立杆3的旋转。当所述摆臂1旋转到预定位置时，所述摆臂旋转限位装置A29被触发，并送出信号 给所述控制设备7的可编程控制器，所述可编程控制器下达指令，停止所述电机A36运行， 所述摆臂1随即停止转动。此时的摆臂1将偏离铁轨，以便列车车头安全通过。当所述摆 臂1旋转到初始位置时，所述摆臂旋转限位装置B30被触发，并送出信号给所述控制设备7 的可编程控制器，所述可编程控制器下达指令，停止电机A36运行，所述摆臂1随即停止移 动。此时的摆臂1将恢复到开始状态，继续喷洒煤炭抑尘剂。所述摆臂升降装置包括电机B37、螺母33、丝杆34、丝杆升降主机35、传感器A26 以及传感器B27 ；所述传感器A26和传感器B27设置在所述立杆3上方，所述丝杆升降主机 35通过所述电机B37转动将水平轴向的旋转力转变成垂直方向的旋转力，所述丝杆34在所 述垂直方向的旋转力作用下带动所述螺母33和摆臂1上下移动。摆臂1上下移动过程中， 被激活后的所述传感器A26或所述传感器B27将信号传送至所述控制设备7的可编程控制 器后，所述控制设备7根据处理结果将开启或停止所述电机B37，从而控制摆臂1的垂直位 置。所述摆臂1以及喷头2将处于最佳的喷洒位置。[0045]此外，所述摆臂升降装置还包括升降限位装置A31以及升降限位装置B32 ；当所述 摆臂1上升到最高位置时，所述升降限位装置A31被触发，并送出信号给所述控制设备7的 可编程控制器，所述可编程控制器下达指令，停止所述电机B37运行，所述摆臂1随即停止 向上移动；当所述摆臂1下降到最低位置时，所述升降限位装置B32被触发，并送出信号给 所述控制设备7的可编程控制器，所述可编程控制器下达指令，停止电机B37运行，所述摆 臂1随即停止向下继续移动。上面结合附图对本实用新型进行了示例性的描述，显然本实用新型的实现并不受 上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经 改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本实用新型的保护范围 内。
权利要求一种敞篷煤车喷洒装置的控制系统，其特征在于包括一控制设备(7)，其中主要包括可编程控制器和变频器；一用于煤炭抑尘剂的搅拌、混合、稀释以及传输的液体供给设备，包括补水设备、搅拌设备以及输送设备；一用于将煤炭抑尘剂均匀地喷洒至运行煤车中的煤炭上的喷淋装置；一用于对行驶的列车进行速度测量的列车速度传感器(28)；所述列车速度传感器(28)与所述控制设备(7)通过信号连接，所述控制设备(7)的变频器将根据所述控制设备(7)的可编程控制器处理结果调整所述输送设备的喷淋泵(20)的开启和转速。
2.根据权利要求1所述敞篷煤车喷洒装置的控制系统，其特征在于还包括列车条码 识别设备(5)和地面监控设备(6)，所述列车条码识别设备(5)包括一个车轮传感器、一个 地面天线以及一台采集控制主机；所述地面监控设备(6)存储列车车号并显示当前车号。
3.根据权利要求1或2所述敞篷煤车喷洒装置的控制系统，其特征在于所述喷淋装 置包括摆臂(1)、喷头(2)、转轴(3)、传感器A(26)以及传感器B(27)；所述传感器A(26)和 所述传感器B(27)与所述控制设备(7)的可编程控制器信号连接，同时所述控制设备(7) 与电机B (37)信号连接。
4.根据权利要求3所述敞篷煤车喷洒装置的控制系统，其特征在于所述喷淋装置还 包括升降限位装置A(31)以及升降限位装置B(32)；所述升降限位装置A(31)以及升降限 位装置B (32)与所述控制设备(7)的可编程控制器信号连接。
5.根据权利要求3所述敞篷煤车喷洒装置的控制系统，其特征在于所述喷淋装置还 包括摆臂旋转限位装置A(29)和摆臂旋转限位装置B(30)；所述摆臂旋转限位装置A(29) 和摆臂旋转限位装置B (30)与所述控制设备(7)的可编程控制器信号连接，所述控制设备 (7)与电机A (36)信号连接。
6.根据权利要求5所述敞篷煤车喷洒装置的控制系统，其特征在于所述液体供给设 备的搅拌设备包括一搅拌罐液位传感器(23)，所述搅拌罐液位传感器(23)与所述控制设 备(7)的可编程控制器信号连接，同时所述控制设备(7)与补水泵(14)、输送泵(15)、搅拌 机(10)以及螺旋输送机(9)信号连接。
7.根据权利要求6所述敞篷煤车喷洒装置的控制系统，其特征在于所述液体供给设 备的输送设备包括一喷淋罐液位传感器(22)，所述喷淋罐液位传感器(22)与所述控制设 备(7)的可编程控制器信号连接，同时所述控制设备(7)与输送泵(15)信号连接。
专利摘要本实用新型公开了一种敞篷煤车喷洒装置的控制系统，包括一控制设备，其中主要包括可编程控制器和变频器；一液体供给设备，包括补水设备、搅拌设备以及输送设备，用于煤炭抑尘剂的搅拌、混合、稀释以及传输；一喷淋装置，用于将煤炭抑尘剂均匀地喷洒至运行煤车中的煤炭上；一列车速度传感器，用于对行驶的列车进行速度测量；本实用新型由于通过列车速度传感器将采集的列车速度数据传输给可编程控制器处理，控制设备的变频器将根据所述控制设备的可编程控制器处理结果调整所述输送设备的喷淋泵的开启以及转速。因此可以对抑尘剂喷洒量进行实时控制，避免抑尘剂的浪费，节省了成本。
文档编号B05B15/08GK201644292SQ20102014368
公开日2010年11月24日 申请日期2010年3月26日 优先权日2010年3月26日
发明者李来和, 田宏杰 申请人:中豪国业(北京)科技有限公司;北京中航天华自动控制科技有限公司