Устройство для автоматического управления водоотливом открытых горных работ Советский патент 1981 года по МПК G05D9/12 

(5) УСТРОЙСТВО для АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ВОДООТЛИВОМ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ

Изобретение относится к системам автоматического управления объектами цикличного действия и может быть применено для водоотливных установок открытых горных работ, работающих на приток или по принципу двухпозиционно го управления в функции сигналов датчиков уровня. Известна система автоматического управления технологическими процессами, содержащая датчики различных па раметров процесса, подключенные через программные, логические ирещающие бло ки к системе управления исполнительным механизмом ГО, Недостатком системы с такой структурой и межблочными связями при приме нении для автоматического управления водоотливными установками открытых горных работ является отсутствие защи ты трубопровода от замерзания в нем воды при отрицательной температуре. Водоотливные установки оборудованы водосборниками для накопления воды и работают по двухпозиционному принципу в функции сигналов датчиков нижнего и верхнего уровней, В период накопления воды в водосборнике насосные агрегаты отключены и возникает угроза замерзания воды в нагнетательном трубопроводе при отрицательной температуре. В настоящее время для устранения этой угрозы водоотливная установка переводится на ручной режим управления и производится спуск воды с трубопровода большой длины, а следовательно, и объема обратно в водосборник, после каждого цикла работы установки, что экономически нецелесообразно. По технической сущности и достигаемому эффекту наиболее близкой к изобретению является система регулирования уровня жидкости.в которой в качестве исполнительных элементов ис-: пользуют два насоса, приводимые в действие поочередно по сигналам с датчиков уровня. При повьшении уровня жидкости в резервуаре последовательно замыкается на землю два датчика. После этого логическая схема приводит в действие один из насосов, откачиваю щий жидкость из резервуара.. Уровень жидкости понижается до тех пор, пока не станет ниже первого датчика. После этого насос отключается, а логи ческая схема переключается так, что при последующем заземлении обоих датчиков срабатывает второй насос. Если подачи одного насоса не хватает для снижения уровня жидкости и датчики остаются заземленными, одновременно включаются оба насоса, работающие до тех пор, пока уровень жидкости не упадает ниже первого датчика. Логическая схема может содержать ххе мы НЕ, И, генераторы, управляющие электродвигателями насосов 2. Однако при автоматическом управлении насосными агрегатами в функции уровня воды в водосборнике с помощью известной системы не предотвращается возможность замерзания воды в трубопроводе в перирд технологической остановки насоса. Поэтому водоотливные установки открытых горных работ в зимнее время переводятся на ручной режим работы, что приводит к увеличению средств на их обслуживание и эксплуатацию. Цель изобретения - повышение наде ности устройства при обеспечении авт матической защиты трубопровода от за мерзания в нем воды при отрицательной температуре. Поставленная цель достигается тем что устройство содержит датчик температуры воды в трубопроводе, блок управления, блок регулирования производительности насоса и дополнитель ный датчик уровня, подключенный к пе вому ,входу блока управления, ко второму и третьему входам которого подключены соответственно датчик верхне го уровня и второй выход блока автоматизации водоотлива, к четвертому входу - датчик температуры воды в трубопроводе, причем первый, второй третий йыходы блока управления соеди нены соответственно со входом блока регулирования производительности, вы ходом подсоединенный с насосной уста новкой, с входом блока автоматизации водоотлива и с исполнительным органо сливной задвижки. На чертеже приведена структурная схема устройства. 14 Устройство для автоматического управления водоотливом открытых горных работ содержит насосную установку 1, водосборник 2, соединенный трубопроводом с насосной установкой 1, датчики нижнего НУ, дополнительного ДУ и верхнего ВУ уровней связаны с блоком автоматизации водоотлива 3 и блоком управления. Устройство содержит также блок регулирования производительности 5 и исполнительный орган сливной задвижки 6„ К первому выходу блока автоматизации водоотлива 3 подключена насосная установка 1, связанная с Датчиком температуры воды в трубопроводе 7, соединенным с четвертым входом блока управления Ц, первый выход блока управления соединен со входом блойа регулирования производительности 5 а третий выход блока управления соединен с исполнительным органом сливной задвижки 6. Второй выход блока управления k связан., с блоком автоматизации водоотлива 3, второй выход которой соединен с блоком управления А. Датчик температуры воды в трубопроводе 7 устанавливается у внутренней стенки трубопровода в наиболее охлаждаемом месте трубопровода или в нескольких местах. Блок управления 4 содержит логические элементы И, ИЛИ, НЕ, ЗАДЕРЖКА, ПАМЯТЬ, пороговые и потенциальноимпульсные элементы и переключатель выбора режима работы, который имеет ь три положения: Частота, Подача, Отключение. В режиме Отключение насосная установка 1, водосборник 2 и блок автоматизации водоотлива 3 функционируют как обычная двухпозиционная система автоматического управления водоотливом в зависимости от сигналов датчиков верхнего ВУ и нижнего НУ уровней. В режиме Частота и Подача в работу этой системы управления вводится корректировка со стороны блока управления k, блока регулирования производительности 5 и сливной задвижки 6, В режиме Частота при снижении температуры воды в трубопроводе до точки замерзания при неработающем насосе по сигналу с датчика температуры воды в трубопроводе 7 через пороговый элемент блока управления k в цепь дистанционного управления блока автоматизации водоотлива 3 выдается команда на принудительное включение насосной установки 1 независимо от уровня воды в водосборнике 2.Трубопровод заполняется водой, температура которой положительна, чем и предотвращается замерзание воды. Отключение принудительно включенного насоса производится, как обычно, по сигналу датчика нижнего уровня НУ, С повышением отрицательной температуры частота включений насосной установки воз растает и при достижении заданной величины, выставляемой в блок управления , последний автоматически переходит в режим, когда по сигналу с его порогового элемента через сливную задвижку 6 производится выпуск воды с трубопровода., если ее температура приближается к точке- замерзания. С повышением температуры автоматически осуществляется обратный переход. .

При наличии средств регулирования подачи водоотливной установки возможна работа устройства в режиме Подача, когда насосная установка 1 работает постоянно, и в водосборнике 2 поддерживается заданный уровень воды за счет регулирования подачи насосной установки при переменном притоке. В зависимости от величины сигнала датчика ДУ блок управления 4 через блок регулирования производительности 5 вызывает увеличение или уменьшение подачи насосной установки, стабилизируя уровень воды в водосборнике на заданном значении. При этом насос, работая на приток, постоянно прокачивает воду в трубопроводе, чем и достигается поставленная цель.

В случае, когда происходит значительное снижение притока воды, и блок регулирования производительности, 5 снижает подачу до такой величины, что возможно замерзание воды в трубе за время ее перемещения к концу трубопровода, по сигналу с

датчика температуры воды 7 блок управления Ц автоматически переходит в режим спуска воды с трубопровода через управляемую сливную задвижку 6.

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления водоотливом открытых горных работ, содержащее соединенный трубопроводом с насосной установкой водосборник с размещенными в нем датчиками верхнего и нижнего уровней, связанными с блоком автоматизации водоотливом, к первому выходу которого подключена насосная установка и сливная задвижка, установленная на трубопроводе, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит датчик температуры воды в трубопроводе, блок управления, блок регулирования производительности насоса и дополнительный датчик уровня, подключенный к первому входу блока управления, ко второму и третьему входам которого подключены соответственно датчик верхнего уровня и второй выход блока автоматизации водоотлива, к четвертом входу - датчик температуры воды в трубопроводе, причем первый, второй и третий выходы блока управления соединены соответственно со входом блока регулирования производительности, выходом подсоединенный с насосной установкой, с входом блока автоматизации водоотлива и с исполнительным органом сливной задвижки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент Великобритании № 138625Я кл. G 3 R, опублик. 1975.