Устройство для автоматического управления процессом гидротранспортирования Советский патент 1980 года по МПК E02F3/88 

1

Изобретение относится к автоматизации землесосных снарядов и может быть использовано в устройствах автоматического управления процессом гидротранспортирования.

Известно устройство для автоматического управления процессом гидротранспортирования, в котором к суммирующему элементу подключен аналоговый вычислительный блок, вход которого соединен с датчиком давления, установленными на грунтопроводе по его длине 1.

Основным недостатком устройства, ограничивающим его применение, является низкая точность стабилизации параметра давления пульпы на задающем элементе ввиду распределения датчиков давления по длине грунтопровода, обладающего транспортным запаздыванием перемещения пульпы.

Известна система автоматики «Слой, обеспечивающая высокую производительность по грунту 2.

Однако такая система обладает низкой надежностью и высокой инерционностью датчика заиления грунтопровода (слоемера).

Наиболее близким по технической сущности к описываемому изобретению является устройство для автоматического управления процессом гидротранспортирования, в котором датчики вакуума и давления подключены к общему устройству сравнения, из которого результирующий сигнал сравнения вакуу.ма и давления совместно с сигналом токовой нагрузки введен в сумматор и задающий элемент, соединенные с усилителем мощности исполнительного .механизма 3.

Однако такое устройство, не содержит

10 специальных защитных элементов и узлов, предназначенных для иск„1ючения предзабойных состояний и переходов в область неустойчивой работы рефулерной установки. Кроме того, возможна недостаточная

15 загрузка землесоса по производительности. Цель изобретения - повыщение надежности устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено датчиком и задатчиком положения рейки топливных насосов главно то двигателя и введенными в блок управления исполнительным механизмом, генератором пилообразного напряжение с элементом сравнения, ключевым усилителем, согласующим резистором, настроечными потенциометрами и стабилитронами, причем датчики вакуума, токовой нагрузки и иоложения рейки топливных насосов главного дви ателя соединены с соответствующими задатчиками через настроечные потенциометры, стабилитроны и согласующий резистор с элементом сравнения генератора пилообразного напряжения и через ключевой усилитель - с усилителем мощности блока управления исполнительным механизмом.

Устройство учитывает состояние работы не только грунтового насоса, но и основной энергетической установки землесоса - главного двигателя.

Сигнал информации о состоянии мощности главного двигателя, снимаемый с датчика положении рейки топливных насосов, исКьЧючаст - астунле ие предзабойных режимов, когда техгюлогический процесс становится неустойчивым вследствие неравномерного поступления грунта в грунтопровод, вызванного, например, осыпанием 1рунта в транилеи, неравномерной плотностью транспортируемого материала, резким увеличением толщири спимаемо1о слоя и другими причинами.

В таких случаях происходит падение расхода пульпы, что вызывает уменьшение нагрузки на двигатель грунтового насоса. При постоянной частоте Браи1еиия вала двигателя (дизеля) грунтового наеоса уменьшение нагрузки определяется ио положению рейки топливных насосов.

Уменьшение мо цпости дви1ателя в результате приближения к границе предзабойного режима уве./1ичивает сигнал с датчика положения рейки топ.1ивньгх насосов, что в свою очере.аь, уме1-1ыпает скорость перемещения землесоса вп;1оть до его полной остановки.

В случае восстанов;1ения нормальных эксплуатационных иара.метров рефулерной установки устройство позволяет перемещать землесос со скоростью, необходимой для работы в данных грунтовых условиях.

Сигналы, поступающие с датчиков ваку).ма и токовой нагрузки, обеспечивают ограиичение скорости перемещения землееоса при превышении эксплуатационных значений потерь напора во всасывающей части грунтопровода и при превышении усилия в становом тросе вьппе допустимого.

Таким образом, устройство стабилизирует сигна:1ы о состоянии грунтонасосной установки зе.млесоса в це;1ом на уровне его максимальной производительности по грунту, обеспечивая устойчивость технологического процесса.

На фиг. 1 изображена схема расположения датчиков устройства управления на землесосе; па (риг. 2 - припципиальная схема устройства.

Устройство содержит датчик вакуума 1 во всасывающей части 2 грунтового насоса 3, датчик 4 токовой нагрузки электродвигателя 5 становой лебедки 6 и датчик 7 положения рейки топливных насосов главного двигателя 8, соединенных со входами блока управления 9, выход которого подключеп к исполнительному .механизму 10, включающему электролтвигатель 5 и становую лебедку 6.

Для питания блока управления 9 и датчиков 1 и 7 предусмотрен трансформатор 11 е выпрямительны.ми мостами 12-15.

Датчики инфор.мации 1, 4, 7 соединены с еоответствуюц.1,ими задатчика.ми 16-18 блока управления 9 и через настроечные потенциометры 19-21, стабилитроны 22- 24, предназначенные для гальванической раз-вязки и смещения управляемых сигналов и согласующий резистор 25 подключены к элеме 1ту сравнения 26 генератора пилообразного напряжения 27 и через ключевой 0 усилитель 28, управляющий тиристор 29 к усилителю моишости 30, нагрузкой которого является обмотка возбуждения 31 генератора 32, соединенного через якорную цепь с электродвигателем 5 исполнительного механизма 10.

1иристор 29 служит для температурной компенсации в цепи управляющего электрода тиристорного усилителя мощности 30. Для защиты ключевого усилителя 28 в схеме нредусмотрен стабилитрон 33. Резисторы

0 34-38 через переключатель 39 включены в цепь усилителя мощности 30 для ограничения .максимального тока в обмотке возбуждения 31 генератора 32. Конденсатор 40 служит для обеспечения надежного гашения тиристорного уси; ителя .мощности 30 при нулевом значении питающего напряжен и я.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы с датчиков информации 1, 4, 7

0 поступают на задатчики 16-18 блока управления 9, установленные с помощью настроечных потенциометров 19-21 в положе}ше, соответствующее максимальной производительности зе.млесоса, определяе.мой по загрузке главного двигателя 8, и ограниченное предельными значения.ми вакуу.ма во всасывающей части 2 грунтового насоса 3 и тока нагрузки электродвигателя 5 становой лебедки 6.

Текущие значения сигналов, сни.мае.мых

O с датчиков 1, 4, 7, поступают на элемент сравнения 26 генератора пилообразного напряжения 27 и сравниваются с амплитудными значениями вырабатывае.мых сигналов пилообразной формы.

Под дейетвие.м питающего напряжения,

поступающего на вход генератора пилообразного напряжения 27, на эле.менте сравнения 26 накапливается сигнал, ключевой усилитель 28 при этом открыт. В конце каждого полупериода напряжения сети напряжение на элементе сравнения 26 падает практически до нуля и ключевой усилитель 28 закрывается. С началом следуюш,его полупериода цикл работы генератора пилообразного напряжения 27 повторяется. Режим работы ключевого усилителя 28 определяется величиной сигнала сравнения. Продолжительность открытого состояния ключевого усилителя 28 тем больше, чем .меньше текущие значения управляемых сигналов. Управление тиристорным усилителем мощности 30 фазоимпульсное и определяется угло.м сдвига по фазе управляющих импульсов. Минимальное напряжение, снимаемое с датчиков J, 4, 7, соответствует наибольщему среднему значению тока, протекающего через усилитель мощности 30. Увеличение этого напряжения ведет к уменьщению тока практически до нуля. Управление усилителем мощности 30 при водит к изменению тока обмотки возбуждения 31 генератора 32, что, в свою очередь, соответствует изменению частоты вращения электродвигателя 5 исполнительного механизма 10 и через становую лебедку 6 изменяет скорость перемещения землесоса. Таким образом, осуществляется автоматическое управление скоростью перемещения зе.млесоса, а в.месте с тем процессом гидротранспортирования. Устройство за счет улучшения динамических характеристик и повышения надежности работы позволяет достигнуть более высокой производительности по грунту, является более простым в обслуживании и настройке. Формула изобретения Устройство для автоматического управления процессом гидротранспортирования, содержащее датчики и задатчики вакуума и токовой нагрузки и блок управления исполнпте 1ьны.м механизмом с усилителем мощности, отличающееся тем, что, с це.1ью повыщения надежности, оно снабжено датчиком и задатчиком положеи.чя рейки тонливных насосов главного двпгаге.ш и введенными в блок управления исполнительным механизмом, генератором пилообразного напряжения с элементом сравнения, ключевым усилителем. согласуюн1,им резистором, настроечными потенциометрами и стабилитронами, причем датчики вакуума, токовсч i;; грузки и ноложения рейки топливных насосов |лавного двигателя соединены с соответств} ющими задатчиками чег/сз настроечные нотенциометры, стабилитроны и согласующий резистор с элементом сравнения генератора пилообразного напряжения и через ключевой усилитель - с силителем .мощности блока управления исп ) ным механизмом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР Л 383798.кл. Н 02 F 3;88, J970. 2.Реч;кс)й транспорт, 967, ,о 9, с. 36 --37 3.Авторское свидетельство СССР № 250748, кл. Е 02 F 3,90, 1967 (прототип).

INJ