Устройство защиты от утечек в шахтных гидросистемах Советский патент 1992 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к области автоматизации и может найти применение для автоматического отключения насосной станции при утечках рабочей жидкости в гидросистеме.

Известно устройство защиты от утечек рабочей жидкости в шахтных гидросистемах, содержащее датчик контроля, устайов ленный в удаленной от станции точке и соединенный с аппаратом управления кабельной линией.

Недостатком этого устройства является наличие дополнительной кабельной линии, что приводит к дополнительным отказам (особенно на угольных пластах малой мощности) и очень малая эффективность защиты, так как устройство защищает только при утечках в главной напорной магистрали, превышающих 50% производительности насосной станции.

Известно устройство защиты от утечек в шахтных гидросистемах, содержащее датчик контроля (электроконтактный манометр), установленный вблизи насосной станции.

Недостатком этого устройства является малая эффективность защиты сливного гидропривода при утечках меньше максимальной производительности насосной станции, а также при утечках в уплотнениях рабочих цилиндров гидрокрепи. Из множества ви- довутечек фактически контролируется только случай практически полного разрыва главного напорного трубопровода.

Целью изобретения является повышение надежности за счет дифференцированной оценки работоспособности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство защиты от утечек в шахтных гидросистемах, содержащее преобразоваVJ00

со со

тель изменения уровня жидкости в емкости насосной станции в электрический сигнал, введены формирователь временных интервалов, блок индикации, буферный регистр, элемент ИЛИ, триггер и дешифратор, входы которого соединены с информационными входами преобразователя изменения уровня жидкости в электрический сигнал, а выходы - с информационными входами буферного регистра, синхровход которого соединен с выходом формирователя временных интервалов, а выходы - с группой входов блока индикации, другой вход которого соединен с выходом триггера и является выходом Аварийная утечка устройства, первый, второй, третий входы и выход элемента ИЛИ соединены соответственно с выходом сброса формирователя временных интервалов, входом сброса триггера, с выходом старшего разряда преобразователя изменения уровня жидкости в электрический сигнал, входом сброса этого преобразователя. Выход предпоследнего разряда этого преобразователя, соединен с входом установки триггера, вход сброса которого является входом сброса устройства,, вход задатчика временных интервалов формирователя временных интервалов является одноименным входом устройства. Формирователь временных интервалов содержит генератор тактовых импульсов, счетчик, формирователь импульса и задат- чик временных интервалов, информационные входы которого соединены с выходом счетчика, вход задания метки времени является входом задания интервала формирователя временных интервалов, выход соединен с входом формирователя импульса, выход которого соединен с входом сброса счетчика и является выходом сброса формирователя временных интервалов, счетный вход счетчика соединен с выходом генератора тактовых импульсов. Преобразователь изменения уровня, жидкости в- электрический сигнал содержит датчик перемещения уровня жидкости, элемент защиты от дребезга контакта, формирователь импульсов по фронту и спаду, элемент И- НЕ, первый и второй усилители, входы которых соединены с выходами датчика перемещения уровня жидкости, а выходы - соответственно.с входом элемента защиты от дребезга контакта и первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов по фронту и спаду, а выход элемента защиты от дребезга контакта соединен со входом управления направлением счета реверсивного счетчика, вход сброса которого являет- ся входом сброса преобразователя

изменения уровня жидкости в электрический сигнал, выход - информационным выходом преобразователя изменения уровня жидкости, в электрический сигнал, а счетный

вход соединен с выходом элемента И-НЕ, выход элемента защиты от дребезга контакта соединен с выходом формирователя импульсов по фронту и спаду.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство, защиты от утечек в шахтных гидросистемах содержит преобразователь 1 изменения уровня жидкости в емкости насосной станции в электрический сигнал, формирователь 2 временных интервалов, блок 3 индикации, буферный регистр 4, элемент ИЛИ 5, триггер 6, дешифратор 7, входы (1,2,4) которого соединены с информационными выходами (1, 2, 4) преобразователя 1 изменения уровня жидкости в электрический сигнал, а выходы соединены с информационными входами буферного регистра 4, синхровход которого (С) соединен с выходом формирователя 2 временных интервалов, а выходы соединены с группой входов блока 3 индикации, другой вход которого соединен с выходом триггера 6 и является выходом 8 Аварийная утечка устройства.

Первый, второй, третий входы и выход элемента ИЛИ соединены соответственно с выходом сброса (R) формирователя 2 временных интервалов, с выходом сброса R триггера 6, с выходом 8 старшего разряда

преобразователя изменения уровня жидкости в электрический сигнал 1, выход (4) предпоследнего разряда преобразователя 1 соединен с входом установки (S) триггера 6, вход сброса R которого является входом

сброса 9 устройства, вход задатчика 10 временных интервалов формирователя 2 временных интервалов является одноименным входом устройства. Формирователь 2 временных интервалов содержит генератор

тактовых импульсов, в состав которого входят инверторы 11 и 12, конденсатор 13 и резистор 14, счётчик, состоящий из двух последовательно соединенных для увеличения диапазона выдержки счетчиков 15 и 16, формирователь импульса, содержащий резистор 17 и конденсатор 18. задатчик 10 временных интервалов информационные входы которого соединены с выходами счетчика 15 и 16. Вход задания метки времени является входом задания интервала формирователя 2 временных интервалов, выход задатчика 10 соединен с входом формирователя импульса (17 и 18), выход 19 которого является выходом сброса формирователя 2 временных интервалов, счетный вход С

счетчика 15 соединен с выходом генератора тактовых импульсов (11-14),

Преобразователь изменения уровня жидкости в электрический сигнал 1 содержит датчик 10 перемещения уровня жидкости с контактами 21 и 22, функционально связанными с поплавком в емкости 23 насосной станции, элемент защиты от дребезга контакта Ј4, включающий в себя повторитель 25, резистор 26 и конденсатор 27, формирователь импульсов по фронту и спаду 2Э, включающий в себя элементы Исключающее ИЛИ 29, Повторитель 30 конденсатор 31 и резистор 32, элемент И- НЕ 33, первый 34 и второй 35 усилители, входы которых соединены с выходами датчика 20 перемещения уровня жидкости, а выходы - соответственно с входом элемента эащиты от дребезга контакта 24 и первым входом элемента И-НЕ 33, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов по фронту и спаду 28, а выхрд элемента защиты от дребезга контакта 24 соединен со входом управления направлением счета f Т реверсивного счетчика 36.

Выход этого счетчика является информационным выходом преобразователя изменения уровня жидкости в электрический сигнал 1, а счетный вход С соединен с выходом элемента И-НЕ 33, выход элемента защиты от дребезга контакта 24 соединен с входом формирователя 28 импульсов по фронту и спаду. Первый,уеилитель 34 содер жит транзистор 37, резисторы 38 и 39, а выходом усилителя является вы вод 40. Второй усилитель 35 состоит из транзистора 41, резисторов 42 и 43, выходом его является вывод 44.

Устройство защиты от утечек в шахтных гидросистемах работает следующим образом.

В исходном состоянии, при отсутствии изменения уровня жидкости в емкости 23 насосной станции, на выходах реверсивного счётчика 36, дешифратора 7 и буферного регистра 4 отсутствуют единицы, а на блоке индикации 3 отсутствует высвечивание фактической утечки (25, 50, 75, 100%), счетчики 15 и 16 формирователя временных интервалов отсчитывают время интервалов, которое изменяется ступенчато с помощью зад атчи- ка временных интервалов 10 и плавно с помощью резистора 14. Два счетчика 15 и 16 последовательно соединены для увеличения диапазона выдержки.

В идеальной системе для управления гидрофицированными крепями (когда утечка жидкости равна нулю) уровень жидкости в баке насосной станции не должен изменяться, так как система является замкнутой.

Однако в.реальной системе всегда существуют незначительные утечки, что приводит к снижению уровня жидкости в баке насосной станции, которое считается допу- 5 стимой. Например, для какой-то конкретной системы допустимыми являются утечки, приводящие к снижению уровня жидкости в баке 23 насосной станции на 1 см за 1 час. При повреждении в гидросистеме (повреж0 дения уплотнений, порыв шлангов и др.) снижение уровня жидкости в баке 23 насосной станции будет происходить в десятки раз быстрее. При порыве самого тонкого шланга в системе гйдрофицированной кре5 пи уровень жидкости в баке 23 насосной станцииупадет на 1см за несколько десяток секунд, что вызовет переключение контактов .2.1 и 22 датчика 20 перемещения, который функционально связан с поплавком, и

0 при его перемещении в одну сторону состояние контактов меняется, замыкается контакт 21, контакт 22, замкнуты оба, размыкается контакт 21, размыкается контакт 22, разомкнуты оба контакта.

5 Количество этих циклов прямо пропорционально изменению уровня жидкости. При перемещении поплавка в другую сторону (наполнение емкости 23) очередность замыканий и размыканий контактов меняется.

0 Если при разомкнутом контакте 22 происходит размыкание контакта 21 (при снижении уровня рабочей жидкости из-за утечек в системе), с выхода элемента защиты от дребезга контакта 24 подается 1 на вход

5 реверсивного счетчика 36 и счетный импульс на вход С, что приводит к увеличению содержания счетчика на 1.

Если же при разомкнутом состоянии контакта 22 происходит замыкание контак0 та 21 датчика 20 перемещения (при заполнении бака 23 рабочей жидкостью), на входе t1 реверсивного счетчика будет О, а импульс на счетном входе G приводит к уменьшению содержания реверсивного

5 счетчика 36.

Для того, чтобы при заполнении бака 23 устройство не фиксировало аварию, выход 8 старшего разряда реверсивного счетчика 36 через элемент ИЛИ 5 подключен ко входу

0 Сброс R этого счетчика 36. Сброс ревер- .сивного счетчика 36 осуществляется при появлении 1 на выходе 19 формирователя временных интервалов 2 или в линии общего сброса 9 (при подаче напряжения пита5 ния или при замыкании дополнительно коммутационного элемента). При постоянном уменьшении уровня жидкости в емкости 23 содержание реверсивного счетчика 36 увеличивается и через дешифратор 7 подается на буферный регистр 4, который при

появлении 1 на входе С (от формирователя временных интервалов 2} фиксирует содержание реверсивного счетчика 36 на данный момент времени,.выдает эти данные на блок индикации 3 до поступления на вход С следующего сигнала от формирователя 2 временных интервалов..

Блок индикации 3 высвечивает величину утечки (25, 50, 75%). Если же в период между сигналами от формирователя 2 временных интервалов содержание реверсивного счетчика 36, достигает предельной величины (появится 1 на выходе 4 этого счетчика), то на выходе триггера б появляется 1, которая дает команду на отключение объекта и высвечивает на блоке индикации 3 недопустимую утечку в системе (100%), Возвратить в исходное состояние устройство можно, подав 1 в.линию общего сброса 9.

Формула изо б р е те н и я 1. Устройство защиты от утечек в шахтных гидросистемах, содержащее преобразователь изменения/уровня жидкости в емкости насосной станции в электрический сигнал, от л ича юще ее я тем, что. с целью повышения надежности за счет дифференцированной оценки работоспособности устройства, в него введены формирователь временных интервалов, блок индикации, буферный регистр, элемент ИЛИ, триггер и дешифратор, входы которого соединены с информационными выходами преобразователя изменения уровня жидкости в электрический сигнал, а выходы - с информационными входами буферного регистра, синхровход которого соединен с выходом формирователя временных интервалов, а выходы - с группой входов блока индикации, вход которого соединен с выходом триггера и является выходом Аварийная утечка устройства, первый, второй, третий входы и выход элемента ИЛИ соединены соответственно с выходом сброса фор-,, миро вате л я временных интервалов, входом сброса триггера, с выходом старшего разряда преобразователя изменения уровня жидкости в электрический сигнал, выход

предпоследнего разряда которого соединен с входом установки триггера, вход сброс которого является входом сброса устройства, вход задания временных интервалов

формирователя временных интервалов является одноименным входом устройства.

2 Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что формирователь временных интервалов содержит генератор тактовых импульсов, счетчик, формирователь импульс и задатчик временных интервалов, информационные входы которого соединены с выходами счетчика, вход Задания метки времени задатчика временных интервалов

является входом задания интервала формирователя временных интервалов, выход соединен с входом формирователя импульса, выход которого соединен с входом сброса счетчика и является выходом сброса формирователя временных интервалов, счетный вход счетчика соединен с выходом генератора тактовых импульсов.

3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес,я тем, что преобразователь изменения уровня жидкости в электрический сигнал содержит датчик перемещения уровня жидкости, элемент .защиты от дребезга контакта, формирователь импульсов по фронту и спаду; реверсивный счетчик, элемент И-НЕ. первый и второй усилители, входы которых соединены соответственно с выходами датчика перемещения уровня жидкости, а выходы - соответственног с входом элемента «

защиты от дребезга контакта и первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов по фронту и спаду, а выход элемента защиты от дребезга контакта соединен с

входом управления направлением счета реверсивного счетчика, вход сброса которого является входом сброса преобразователя, выход - информационным выходом преобразователя, а. счетный вход соединен с выходом элемента И-НЕ, выход элемента

защиты от дребезга контакта соединен с входом формирователя импульсов по фронту и спаду.

«ч t

VD

Fnb

Изобретение относится к автоматизации и может быть использовано для автоматического отключения насосной станции , при утечках рабочей жидкости в гидросистеме. Цель изобретения - повышение надежности за счет дифференцированной оценки работоспособности устройства. Устройство содержит преобразователь изменения уровня жидкости, формирователь временных интервалов, блок индикации, буферный регистр, элемент ИЛИ, триггер, дешифратор. Принцип действия устройства заключается в том, что формирователь задает интервал времени в течение которого осуществляется измерение величины изменения уровня жидкости. В зависимости от скорости утечки блок индикации указывает величину утечки в процентах {25, 50, 75. 100%). Данная информация позволяет заблаговременно установить неисправность гидросистемы и провести профилактические работы. 2 з.п. ф-лы. 1 ил. w Ј

ЕШ

т

l

&

I

Гг

мТ

о 1см

1„.J

}

(NJ . |«М

L

нн

J2L 1Г--1 I. -Tt J rrf1 | im

f-

х1

Г Jgfci

лл см

«N М

.if

«

RK

i и

«П

«м «а

О ОС

Г |-rgi

«г

«N

f

..L-iJj

го г