Устройство для управления землесосным снарядом

 

Изобретение относится к области гидромеханизации и позволяет повысить точность и надежность управления землесосным снарядом. Для этого управление ведется путем непрерывного регулирования по пяти параметрам, влияющим на процесс экскавации и измеряемым датчиками расхода 1-5 соответственно плотности, напора, мощности грвнтового насоса и разрежения . Сигналы с датчиков 1-4 и с бло ка 6 определения ожидаемого расхода поступают в блок 7 определения допуо тимой величины вакуума. С выхода блока 7 величина, соответствующей оптимальной величине разрежения во всасе, поступает в блок 8 сравнения. В блоке 8 эта величина сравнивается с величиной разрежения с датчика 5. При уменьшении вычисленной величины разрежения по сравнению с текущей исполнительный механизм (ИМ) 9 увеличивает скорость папильонирования до тех пор, пока разрежение во всасе не достигнет оптимального. При засорении всаса разрежение превысит оптимальное и ИМ 9 уменьшит скорость папильонирования. Исправная работа устройства контролируется блоком 10 контроля. При выходе из строя одного или нескольких блоков устройства блок 10 по сигналу с блока 8 отключает ИМ и сигнализирует о неисправности . 1 з.п. ф-лы, 4 ил. с S (Л ю с ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 58959

ISO 4 Е 02 F 9/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3855480/22-03 (22) 05.12.84 (46) 23. 09.86, Бюл. У 35 (71) Центральное конструкторское бюро с опытным производством АН БССР (72) Г.Р. Богданович и Э. Э.Брегман (53) 62 1.879.45(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

III 340746, кл. Е 02 F 9/20, 1970. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЗЕМЛЕC0CHbN СНАРЯДОМ (57) Изобретение относится к области гидромеханизации и позволяет повысить точность и надежность управления землесосным снарядом. Для этого управление ведется путем непрерывного регулирования по пяти параметрам, влияющим на процесс экскавации и измеряемым датчиками расхода 1-5 соответственно плотности, напора, мощности грунтового насоса и разрежения. Сигналы с датчиков 1-4 и с блока б определения ожидаемого расхода поступают в блок 7 определения допустимой величины вакуума. С выхода блока 7 величина, соответствующая оптимальной величине разрежения во всасе, поступает в блок 8 сравнения.

В блоке 8.зта величина сравнивается с величиной разрежения с датчика 5.

При уменьшении вычисленной величины разрежения по сравнению с текущей исполнительный механизм (HM) 9 увеличивает скорость папильонирования до тех пор, пока разрежение во всасе не достигнет оптимального. При засорении всаса разрежение превысит оптимальное и ИИ 9 уменьшит скорость @ папильонирования. Исправная работа устройства контролируется блоком 1О контроля. При выходе из строя одного или нескольких блоков устройства блок 10 по сигналу с блока 8 отклю- 2 чает ИМ и сигнализирует о неисправности. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к гидромеханиэации, а именно к устройствам автоматизации эемлесосных снарядов при добыче полезных ископаемых.

Целью изобретения является повышение точности и надежности управ12 ления.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — блок †схе блока определения допустимой величины вакуума; на фиг.3 — алгоритмы работы блока определения допустимои величины вакуума; на фиг.4 — землесосный снаряд с расположением устP ойстна для управления, общии вид.

Устройство содержит датчики 1 расхода, плотности 2 пульпы, напора

3, установленные на напорном трубопроноде, датчик 4 мощности грунтоного насоса, датчик 5 разрежения, блок

6 определения ожидаемого расхода, блок 7 определения допустимой величины вакуума, блок 8 сравнения, исполнительный механизм 9 и блок 10 контроля.

Датчики 1 расхода, плотности 2 пульпы, напора 3, мощности 4 грунтового насоса подключены к блоку 7 определения допустимой величины вакуума, на вход которого подключен также блок 6 определения ожидаемого расхода, связанный, в свою очередь, с датчиком 1 расхода, а выходы блока 7 определения допустимой величины вакуума соединены со входами блока

8 сравнения и блока 10 контроля, при этом блок 8 сравнения соединен также с датчиком 5 разрежения, испол нительным механизмом 9 и блоком 10 контроля.

Устройство работает следующим образом.

Опускается рама грунтозаборного устройства 11 землесосного снаряда, заполняет систему водой, включает устройство для управления эемлесосным снарядом, а затем включает грунтовый насос 12 (фиг. 4).

Начинается процесс всасывания и транспортирования пульпы по напорному трубопроводу, На выходах датчика 1 расхода, плотности 2,напора 3, мощности 4, разрежения 5 появляются сигналы.

Блок 6 определения ожидаемого расхода на основе показаний расхода 1 определяет величину расхода в напорном трубопроводе через время, 58959 соответствующее времени прохождения пульпы иэ всасывающего трубопровода через грунтовый насос, в напорныи трубопровод.

Регулирование ведется по пяти каналам: расходу, плотности пульпы, напору, мощности грунтового насоса, разрежению.

Сигналы с датчиков 1-4 и блока 6

10 определения ожидаемого расхода поступают на блок 7 определения допустимой величины вакуума, в котором значения сигналон с датчика 1 расхода и блока 6 определения ожидаемого

l5 расхода возводятся во вторую степень, определяется произведение сигналов с датчика расхода 1 и датчика плот— ности 2, и величина сигнала с датчика мощности 4 делится на это произне20 дение. Далее определяется сумма сигналон в блоке суммиронания с датчика

3 напора, с первого и второго блоков умножения и блока деления.

Величина сигнала с блока 7 определения допустимой величины соответствует оптимальной величине разрежения во всасе.

Эта величина в блоке 8 сравнения сравнивается с величиной существующего разрежения, поступающего с датчика 5 разрежения.

Выходной сигнал блока 8 сравнения управляет работой исполнительного механизма 9.

Если сигнал с датчика 5 разрежения больше, чем сигнал с блока определения допустимой величины вращения, то исполнительный механизм увеличивает скорость папильонирования. Это приводит к увеличению количества поступающего грунта, изменению плотности пульпы, изменениям показаний, поступающих с других датчиков и, соответственно, к увеличению сигнала с

45 блока„7 определения допустимой величины вакуума. Скорость папильонирования, так же как и количество поступающего грунта, будет увеличиваться до тех пор, пока разрежение во всасе

50 не достигает оптимального, т.е. максимально возможного. значения в данных условиях с учетом канитационного запаса.

Если прбизойдет засорение нсаса

55 и разрежение превысит оптимальное, то исполнительный механизм 9 уменьшает скорость папильонирования, потоком воды постепенно размывается эа3 12589 вал, разрежение уменьшается и скорость папильонирования увеличиваетсяг

Таким образом, в процессе работы разрежение во всасе поддерживается; на оптимальном уровне, отсутствует кавитационный режим, повышается про-: изводительность землесосного снаряда, срок службы грунтового насоса и проточной .части конструкции.

Работу устройства контролирует 10 блок 10 контроля. Если в процессе ра— боты выйдет -иэ строя один из управляющих блоков или датчиков или сразу несколько, то это приведет к тому, что сигнал на выходе блока 8 сравнения будет иметь значение, отличное от возможных значений, характерных для исправной работы устройства.

В этом случае блок 10 контроля отключает исполнительный механизм 20 и приводит в действие сигнализацию, при этом полный напор пульпы, развиваемый грунтовым насосом, определяется из выражения (с)- (с)

25 ,(1) н(с) - И(с) + v(t) + где Н(t) V(t) = Чб(с) — () — И(с)

N(t) 102)1

Ч(с) 30

2gC? (с) 2gQ (с+(() М(с) v„(t ) 1

На основании изложенного. видно, что только величины мощности грунтового насоса И(с), напора в напорном трубопроводе И(с), и плотности пульпы

Q. (с) определяют режим работы землен сосного снаряда и только эти величины можно использовать для определения разрежения во всасывающем трубопроводе и по ним можно вести регулирование acего технологического процесса добычи.

45 где полный н апор, раэ в иваемый грунтовым насосом, — реальное разрежение во всасе, напор в напорном трубопроводе — скорость движения пульпы в напорном трубопро35 воде, скорость движения пульпы во всасывающем трубопроводе при непрерывном потоке.

Количество пульпы, которое всасывает землесосный снаряд, равно количеству пульпы, подаваемой в напорный трубопровод

«„(с) (с) н (2)

«„(t)

Q (с+с ) (3)

Вс — площадь поперечного се- 50 чения напорного трубопровода;

S — площадь поперечного сеВс чения всасывающего трубопровода, 55 — постоянная транспортного запаздывания.или время, эа которое пульпа

59 4 проходит из всасывающего трубопровода через грунтовый насос в напорный трубопровод;

Q„(t) — расход в напорном трубопроводе;

Q (с+() — расход в напорном трубопроводе.

В то же время мощность, потребляемая грунтовым насосом, определяется из выражения

„(,) . Q (t) " (t) Н(с) ()

102)1 где ("„„(с) — расход в напорном трубопроводе;

T(t) — плотность пульпы

Н(с) — полный напор, развиваемый грунтовым насосом; коэффициент полезного действия системы трубопровод — грунтовый насос

И(с) — мощность, потребляемая грунтовым насосом.

Выразив из (4) Н(с) и приравняв к выражению (1), выразим Ч(с), равное оптимальному разрежению во всасе Ч, (t) Величины ) . .. „ постоянны, 2р 2р н вс а величины И(с), Q„(t), g (с), И(с) переменные.

Устройство ведет непрерывное регулирование по пяти параметрам, что позволяет повысить производитель " ность эемлесосного снаряда за счет улучшения качества регулирования, устранить кавитационные режимы эа счет точного поддержания параметров процесса, а также повысить долговечS 12589 ность работы грунтового насоса и проточной части конструкции.

Формула изобретения

1. Устройство для управления землесосным снарядом, содержащее блок определения допустимой величины вакуума, к первому и второму входам которого подключены соответственно датчик мощности грунтового насоса и датчик напора, а первый выход подключен к первому входу блока сравнения, к второму входу которого подключен датчик разрежения, а первый выход блока сравнения подключен к исполнительному механизму, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности управления, устройство снабжено блоком контроля, блоком 20 определения ожидаемого расхода, датчиком плотности пульпы и датчиком расхода, первый выход которого подключен к третьему входу блока определения допустимой величины вакуума 25 непосредственно, а второй через блок определения ожидаемого расхода подкгпжен к четвертому входу блока определения допустимой величины вакуума, к пятому входу последнего подключен gp датчик плотности пульпы, а второй выход блока определения допустимой .

59 Ь величины вакуума подключен к первому входу блока контроля, к второму входу которого подключен второй выход блока сравнения, а выход блока контроля подключен к входу исполнительного механизма.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок определения допустимой величины вакуума содержит три блока умножения, блок деления и блок суммирования, первый вход которого является вторым входом, блока, к второму,.и третьему входам блока суммирования подключены выхбды соответственно первого и второго блоков.умножения, а выходы блока суммирования являются первым и вторым вы" ходами блока, входы первого блока умножения являются четвертым входом блока, первый и второй входы второго блока умножения и первый вход третьего блока умножения объединены и являются третьим входом блока,.второй вход третьего блока умножения -является пятым входом блока, а выход третьего блока умножения подключен к первому входу блока деления, второй вход которого является первым входом блока, а выход блока деления подклю- чен к четвертому входу блока суммирования.

1258959

1258959

Составитель И.Назаркина

Техред Л.Сердюкова Корректор А.Зимокосов

Редактор П.Коссей

Заказ 5098/31 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий. 113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4