ЭКСТРЕМАЛЬНАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ШАХТНОЙ ДЕГАЗАЦИОННОЙ ВАКУУМ-НАСОСНОЙ УСТАНОВКОЙ Советский патент 1981 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к автомати зации производственных процессов в горной промышленности и может быть использовано для оптимального регулирования технологических процессов. Известны системы автоматического регулирования, используемые в-шахтны дегазационных установках для поддержания в заданных пределах разряжения во всасывающих газопроводах и давления в газопроводах к потребителю 1 Известна также экстремальная система автоматического регулирования шахтной дегазационной вакуум-насосно установкой, содержащая основное экстремальное регулирующее устройство, тактовый генератор, распределитель выходных каналов и блок исполнительных механизмов 2. Однако данная система не позволяет повысить концентрацию метана в из влекаемой газовой смеси без уменьшения его делита, повысить дебит метана из дегазационной сети шахты без уменьшения его концентрации, а также осуществить непрерывную утилизацию . извлекаемого из дегазационной сети шахты метана в котельных установках шахт. Цель изобретения - повышение эффективности извлечения метана из дегазационной сети шахт и обеспечение заданной концентрации метана в извлекаемой газовой смеси. Поставленная цель достигается тем, что система снабжена релейным элементом, инвертером, масштабным усилителем, сумматором и двумя аналоговыми переключателями, выход одного из которых подключен к первому входу сумматора, а вход второго аналогового переключателя через масштабный усилитель подсоединен ко второму входу сумматора, при этом выходы релейного один через инвертор, а второй непосредственно соединены с соответствующими запрещающими входами аналоговых переключателей, а выход сумматора соединен со входом экстремального регулятора. На фиг. 1 представлена блок-схема экстремальной системы автоматического регулирования; на фиг. 2 5 - кривые изменения дебита и концентрации метана при воздействии на регулирующие органы. На фиг. также обозначены: С - концентрация метана; CG - дебит метана;

G - дебит газовой смеси; Р - степень открытия газопроводов ;

В - точка, KOjTopaH соответствует т.акому положению регулирующего органа, при котором дол жен производиться переход к очередному газопроводу. ( Система содержит аналоговые переключатели 1 и 2, релейный элемент 3, инвертор 4, масштабный усилитель 5, сумматор б, экстремальный регулятор 7, например, шагового типа, тактовый генератор 8, распределитель 9 выходных каналов и блок 10 исполнительных механизмов.

При нормальной работе (содержание метана в извлекаемой газовой смеси выше заданного значения) входной сигнал, пропорциональный значению дебита метана, через аналоговый переключатель 1 и сумматор 6 поступает на вход экстремального регулятора 7, который отыскивает максимальное (или наибольшее) значение входной координаты, т.е. делита метана, воздейству через распределитель 9 выходных: каналов на блок 10 исполнительных Njeханизмов.

В случае снижения концентрации метана в извлекаемой газовой смеси ниже заданного значения срабатывает релейный элемент 3 и через инвертор 4 запирает канал измерения дебита метана. Входной сигнал, пропорционалный значению концентрации мптака, через аналоговый перек11вдчатель 2 и последовательно соединенный с ним масштабный усилитель 5 поступает на второй вход сумматора б, экстремальная система переключается на второй канал для отыскивания максимума концентрации метана.

Поскольку статические-характеристики по некоторым магистральным газопроводам могут не обладать экстремумом, а наибольшие значения отыскиваются на ограничениях и являются супремумами кривых, то простое применение экстремального регулятора исключено, потому что такой регулято не сможет среверсироваться при отыскании максимума (точка А), произойдет полное открытие регулирующего органа при снижении общей концентрации метана до недопустимых пределов Реверсирование необходимо производить в точке К и в точке В, осуществляя после этого переход к следующем, магистральному газопроводу.

Возможны ситуации извлечения метана из дегазационной сети шахты (фиг. 3 и 4). Сначала рассмотрим кривые изменения дебита и концентрации метана при воздействии на регулирующие органы (фиг. 3). В этом случае даже при наличии экстремума на кривой (точка А) применение экстремального регулятора также известно, потому что экстремум находится за допустимым пределом концентрации метана.

На фиг, 4 представлена ситуация, когда имеет место максимум или наибольшее значение общего дебита мета на (супремум, образованный ограниче-нием при 100%-ом открытии регулируюиего органа), а концентрация метана остается выше допустимых пределов. . В этом случае переходят к следующему газопроводу (точка В) без реверсирования системы.

Наконец, существует ситуация извлечения метана из дегазационной сети шахты (фиг. 5). В этом единственном случае действительно возможно использование экстремального регулятора по прямому назначению, поскольку экстремум (точка А) соответствует допустимой концентрации. В точке . В происходит реверсирование регулирующего органа.

В целом решение задачи управления 5 извлечением метана из дегазационной сети шахты при заданных ограничениях на величину его концентрации, включаюшей все четыре описанных случая, путем простого использования экстреQ мального регулятора невозможно.

Использование прздлагаемой экстремальной системы автоматического регулирования шахтной дегазационной вакуум-насосной установкой позволяет извлекать максимально возможное количество метана из дегазационной сети шахт при заданных ограничениях на величину его концентрации и осуществлять непрерывную утилизацию извлекаемой газовой смеси в котельных установках шахт.

Формула изобретения

Экстремальная система автоматического регулирования шахтной дегазационной вакуум-насосной установкой, содержащая основное экстремальное

П регулирующее устройство, тактовый генератор,- распределитель выходных каналов и блок исполнительных механизмов, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности извлечения метана из дегазационной

э сети шахт и обеспечения ЗсЩанной концентрации метана в извлекаемой газовой смеси, она снабжена релейяьам элементом, инвертором, масштабным усилителем, сумматором и двумя

О аналогов ыми переключателями, выход одного иэ которых подключен к первому входу сумматора, а вход второго аналогового переключателя через масштабный усилитель подсоединен ко, второму входу сумматора, при этом

выходы релейного элемента один через инвертор, а второй непосредственно соединены с соответствующими запрещающими входами аналоговых переключателей, а выход сумматора соединен со входом экстремального регулятора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Технико-эксплуатационные требования к автоматизированным дегазационным вакуум-насосным станциям. Отчет ВНИИОШСа, Т.15. М., Недра, 1964.

2.Система автоматического контроля и управления дегазационными вакуумнасосными станциями ЛДВНС- 2 М. Каталог. Харьков, 1971.

6