Устройство для автоматического управления землесосным снарядом Советский патент 1988 года по МПК E02F9/20 E02F3/90 

00

Изобретение относится к горному делу и предназначено для гидромеханизированной переработки горных масс. Цепь изобретения - повьшение производительности о Устройство содержит за- датчик режима 9, подключенньй к регулятору 8, связанному с электроприводом 10 носовой становой лебедки 11, датчик 6 напора пульпы на сливе из гидротранспортной системы, первый 4 и второй 5 датчики напора во всасывающем и нагнетательном пульпопроводах и подключенный к входу регулятора 8 сумматор 7, На различных уровнях всасывающего пульпопровода размещены первый 12 и второй 13 датчики контроля содержания твердой фазы в пульпе По сигналам датчиков 4,5 и 6 регулятор 8 при переходных процессах накладывает ограничение на дальнейшее увеличение содержания твердой фазы в гидросмеси, постзшаю- щей на вход гидротранспортной системы Устройство при неизменном гранулометрическом составе ( ГС ) разрабатываемого материала стабилизирует среднее содержание твердой фазы. При изменениях ГС в устройстве происходит самонастройка,на квазиоптимальный режим работы с другим, соответствующим ГС материала, содержанием твердой фазы в гидросмеси. 3 ил. (Л

2 }3 3 }.

, Фи.1

Изобретение относится к гидромеханизированной I переработке горных масс, а именно к устройству автоматического управления основным технологическим процессом землесосного сна- ряда.

Цель изобретения - повьшение производительности землесосного снаряда.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для автоматического управления земснарядом; на фиг.2 - блок-схема устройства; на фиГоЗ - семейство статических харак- теристик, отображающих зависимость производительности землесосного сна ряда по грунту (Q гр) от среднего со- Jдержания твердой фазы в массе пульпы () при различной крупности частиц твердой фазы (а) и зависимость степени неравномерности распределения твердой фазы в потоке пульпы по его вертикали (д-j-) от среднего содержа- НИН твердой фазы в массе пульпы ( при различной крупности частиц гидро транспортируемого материала (6),

Устройство содержит плавучий корпус 1.земснаряда, грунтоприемник 2, гидротранспортную систему 3, первый Л и второй 5 датчики напйра во всасывающем и в нагнетательном пульпопроводах, датчик 6 напора пульпы на сливе из гидротранспортной системы, сумматор 7 устройства контроля степени неравномерности распределения твердой фазы в потоке пульпы по его вертикали, регулятор 8, задатчик 9 режима, автоматизированный электропривод 10 с усилителем мощности и с обратной связью, обеспечивающей стабилизацию момента на его валу при свободном изменении частоты вращения, носовую становую лебедку 11, управляющую перемещениями корпуса 1 и грунтопри- емника 2 относительно массива разрабатываемого материала, первый 12 и второй 13 датчики, контролирующие содержание твердой фазы в пульпе контролируемых зон, расположенных, соответственно, в верхней и нижней части поперечного сечения всасывающего участка пульпопровода гидротранспортной системы Зб

Устройство работает следующим образом..

При отсутствии разрабатываемого материала в зоне всасывания грунто- приемника 2 гидротранспортную систе

0

0

5

5

0

5

0

5

0

му 3 землесосного снаряда заполняет вода, в которой отсутствует твердая фаза, и в соответствии с этим содержание твердой фазы J g, и пульпе соответственно верхней и нижней контролируемых зон также равно нулю ( степень неравномерности распределения твердой фазы в потоке пульпы по его вертикали й определяемая разностью Jgj, также равна нулю (фиГоЗб)о

При этом напряжение выходе сумматора 7 устройства контроля степени неравномерности распределения твердой фазы в потоке пульпы по его вертикали равно нулю (U j-jj- 0) . и, следовательно., значительно меньше заданного задатчиком 9 (Uj,y7 U 0) , потери напора во всасывающей линии землесоса , давление в нагнетательном трубопроводе иц/ мало, напор на сливе из трубопровода гид-, ротранспортной системы Н достаточно велик. При таком состоянии коор- динат, характеризующих режим работы гидротранспортной системы 3 на воде, зафиксированном датчиками, соответственно 4,5,6,12,13 и сумматором 7, на выходе регулятора 8 формируется сигнал, задающий приводу 10 режим работы с большим моментом (М) на его валу При этом в тросе становой лебедки 11 возникает значительное тяговое усилие (F), под действием которого плавучий корпус 1 и вместе с ним грунтоприемник 2 землесосного снаряда перемещается вперед, подходит к массиву р 1зрабатываемого материала и начинает в него заглубляться.

При всасывании материала среднее содержание твердой фазы рВ гидросмеси, заполняющей зоны, контролируемые датчиками 12 и 13, в сечении всасывающего участка пульпопровода гидротранспортной системы 3 увеличивается . При этом под действием гравитационных сил более крупные частицы материала опускаются в нижнюю часть пульпопровода, в связи с чем содержание твердой фазы в нижней зоне -у сечения пульпопровода, контро- .лируемой датчиком 13, оказывается большим содержания твердой фазы в его верхней зоне у, в связи с чем степень неравномерности распределения твердой фазы в потоке пульпы по его вертикали d оказывается большей нуля , ;ППн1ГТвз

.(фиг.Зб), Одновременно напряжение выходе сумматора 7, пропорциональное у „3 оказывается большим нуля. При увеличении подачи твердой фазы во всасывающую линию гидротранспортной системы землесосного снаряда загрузка гидротранспортера увеличивается, одновременно увеличиваются степень неравномерности распределения твердой фазы в потоке пульпы по его вертикали лу 7иэ Твз соответствии с зависимостями, представленными на фиг.З а и 6, и соответственно увеличивается напряжение выходе сумматора 7,

При определенном содержании в гид росмеси твердой фазы, в зависимости от гранулометрического состава разрабатываемого материала, степень неравномерности распределения твердой фазы в потоке пульпы по ее вертикали л у достигает заданного значения jyj,,H становится больше его, напряжение и,,на выходе сумматора 7 достигает величины и , заданной задатчи- ком 9, и превьппает его. При этом ре- гулятор 8 уменьшает заданный электроприводу 10 момент, скорость перемещения Корпуса 1 и грунтоприемника 2 землесосного снаряда относительно массива разрабатываемого материала, уменьшается подача твердой фазы во всасыванндую линию землесосного снаряда, в связи с чем уменьшается и среднее содержание твердой фазы в гидросмеси, заполняющей зоны, контролиру- e№ie датчиками 12 и 13, Одновременно уменьшается степень неравномерности распределения твердой фазы Jj- в потоке пульпы, снижается напряже ние , на выходе сумматора 7 и снова оказывается ниже заданного , задатчиком 9, в связи с чем регулятор 8 формирует электроприводу 10 задание на увеличение скорости перемещения корпуса 1 и грунтоприемника 2 землеcoca.

Таким образом устройство осуществляет автоматическую стабилизацию , степени неравномерности распределв - ния твердой фазы в потоке пульпы по его вертикали Л f в контролируемом сечении пульпопроводе, расположенном по всасывающей линии гидротранспортной системы земпесосного снаряда, и при неизмененном граиулометрическом составе разрабатьшаемого («атериала стабилизирует среднее содержание

твердой фазы в гидросмеси , поступающей в гидротранспортную систему через грунтоприемник, и загрузку гидротранспорта о

Независимо от гранулометрического состава твердой фазы, максимально- возможной в данных условиях, производительности гидротранспортной сис0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

гр. мдкс

.соответствует

темы по грунту Q практически одна и та же степень неравномерности распределения твердой фазы в потоке пульпы по его вертикали (фиг,3а,б), Поэтому при изменениях гранулометрического состава разрабатываемого землесосным снарядом материала, в соответствии с видом статических характеристик (фиг.З а,б) -в устройстве происходит самонастройка на квазиоптимальный режим работы с другим, соответствующим грансоставу материала, содержанием твердой фазы и гидросмеси, поступающей в гидротранспортную систему.

Как следует из статических характеристик СфиГоЗа,б), при неизменной заданной степени неравномерности распределения твердой фазы в потоке пульпы по его вертикали J JAс увеличением крупности частиц материала устройство автоматического управления стабилизирует режим при меньшем процентном содержании твердой фазы в гидросмеси, а при уменьшении частиц - при большем процентном содержании твердого в гидросмеси, что находится в полном соответствии с транспортирующими способностями гидротранспортных систем землесосных снарядов, при этом обеспечивается квазиоптимальные по критерию максимальной производительности режимы их работы.

По сигналам датчиков 4-6 регулятор 8 при переходных процессах накладывает ограничение на дальнейшее увеличение содержания твердой фазы в гидросмеси, поступающей на вход гидротранспортной системы, временно разрешаемое устройством контроля степени неравномерности распределения твердой фазы в потоке пульпы по его вертикали, но недопустимое, например, по условиям достижения максимального значения вакуума на всасе (4) или максимального допустимого для грунтового насоса давления (5) или минимального расхода пульпы и напора (6) на сливе из пульпопровода.

Применение изобретения в устройстве для автоматического управления землесосным снарядом придает ему способность адаптироваться и развивать максимальную, возможную в данных условиях, производительность по грун- ту при изменениях гранулометрического состава материала, разрабатыва- мого земснарядом, пбзволяет.решить задачу создания самонастраивающейся; системы автоматического регулирования режима работы его гидротранспортной системы простыми средствами без каких либо дополнительных анализиру- ющих устройств. Все это позволяет создать самонастраивающееся устройство для автоматического управления землесосным снарядом, существенно повышающее его производительность по грунту. Формула изобретения

Устройство для автоматического Управления землесосным снарядом, содерйсащее задатчик режима, выходы которого подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам регулятора, выход которого подключен к входу электропривода носовой становой лебедки, выходы первого и второго датчиков напора во всасывающем и в нагнетательном пульпопроводах подключены к пятому и шестому входам регулятора, а выход датчика напора пульпы на сливе подключен к седьмому входу регулятора, отличающееся тем, что, с целью повьшения производительности оно снабжено первым и вторым датчиками контроля содержания твердой фазы в пульпе, размещенными на различных уровнях всасывакщего пульпопровода, и сумматором, выход которого подключен к восьмому входу регуля- . тора, а выход первого и второго датчиков контроля твердой фазы подключены к входу сумматора.

20% % 4ff% so% fije

ffnt itt

0..

r«Me Л/1

%r«j