乳化液供液系统为液压支架供应高压乳化液,其合理、可靠、高效运转对采煤工作面的安全、可靠、高效生产有重要影响。当前,供液系统主要存在乳化液清洁度低,单台高压大流量乳化液泵无法满足高产高效工作面对乳化液的流量需求,供液方案不够经济、合理等问题。针对以上问题,本文设计了一套集成多级过滤及多泵联合供液功能的乳化液箱,并对供液过程及供液方案进行了研究。为了提高乳化液清洁度,在乳化液箱上集成了由片式滤网、吸液过滤器、高压过滤器、回液过滤器、污水过滤器等组成的多级过滤系统,对吸液过滤器及回液过滤器的自动反冲洗原理及滤芯参数进行了设计,并使用Solid Works建立了供液箱的三维模型。由于单泵难以满足高产高效工作面对乳化液的流量需求,本文设计了一款可用于实现多泵联合供液的集液器,并使用Fluent软件对单泵、双泵及三泵供液时集液器内的流场进行了仿真研究。仿真结果表明,同时供液的泵越多,乳化液通过集液器时的压降越大;双泵或三泵联合供液时,乳化液通过集液器时的压降主要发生在集液器出口段。为合理设计集液器出口段直径,本文对出口直径为38mm、45mm、50mm、60mm时集液器内部流场进行了分析。结果表明,随着集液器出口段直径增大,乳化液流过集液器的压力损失呈降低趋势,但当集液器出口直径大于50mm时,继续增大集液器出口直径,压力损失只有轻微的减小。因此,将集液器出液口尺寸设计为50mm较为合理。为解决供液方案不够合理的问题,本文通过数学建模及AMESim仿真对供液过程进行了研究,分析了不同的卸荷阀调定卸荷压力、调定卸荷压力与恢复压力差值、蓄能器容量及供液流量对支架不同动作时的供液过程的影响。研究结果表明,调定卸荷压力、调定卸荷压力与恢复压力差值、蓄能器容量对支架动作速度影响很小,但是增大调定卸荷压力与恢复压力差值或蓄能器容量可降低支架不用液时或者用液量小时卸荷阀重复卸荷、加载的频率;供液流量对支架升柱的快速性及初撑力的保障有很大影响,在不超过支架升柱实际流量需求时,供液流量越大,支架完成升柱并达到初撑力所需时间越短;但是若供液流量继续增大并超过支架升柱实际流量需求时,不但不能有效加快支架动作速度,反而会导致卸荷阀频繁动作;在单个支架降柱、推溜、移架时,由于流量需求较小及蓄能器的充放液作用,在一定范围内调节泵供液流量对支架动作快速性影响很小,但若供液流量过大同样会导致卸荷阀频繁动作。最后,讨论了当前主流供液方案存在的优缺点,提出了一种基于支架动作识别实现流量匹配的供液方案,并对基于卸荷阀的供液方案、变频恒压供液方案及基于支架动作识别实现流量匹配的供液方案等三种供液方案进行了仿真分析及仿真结果对比。结果表明,基于支架动作识别实现流量匹配的供液方案不但很好地结合了基于卸荷阀供液方案及变频恒压供液方案的优点,同时避免了基于卸荷阀供液方案及变频恒压供液方案的缺点,展示了基于支架动作识别实现流量匹配的供液方案的合理性及优势。