Устройство для управления землесосным снарядом

(59 4 Е 02 Р 9/20 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Центральное конструкторскоебюро с опытным производством АН БССР(56) Авторское свидетельство СССРВ 340746, кл. Е 02 Р 9/20, 1970.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЗЕМЛЕСОСНЬМ СНАРЯДОМ(57) Изобретение относится к областигидромеханизации и позволяет повысить точность и надежность управления землесосным снарядом. Для этогоуправление ведется путем непрерывного регулирования по пяти параметрам,влияющим на процесс экскавации и измеряемым датчиками расхода 1-5 соответственно плотности, напора, мощности грунтового насоса и разрежения. Сигналы с датчиков 1-4 и с блока б определения ожидаемого расхода поступают в блок 7 определения допустимой величины вакуума, С выхода блока 7 величина, соответствующая оптимальной величине разрежения во всасе, поступает в блок 8 сравнения. В блоке 8.зта величина сравнивается с величиной разрежения с датчика 5. При уменьшении вычисленной величины разрежения по сравнению с текущей исполнительный механизм (ИМ) 9 увеличивает скорость папильонирования до тех пор, пока разрежение во всасе не достигнет оптимального. При засорении всаса разрежение превысит а оптимальное и ИМ 9 уменьшит скорость ф папильонирования. Исправная работа устройства контролируется блоком 1 О контроля. При выходе из строя одного или нескольких блоков устройстваблок 10 по сигналу с блока 8 отклю- Р чает ИМ и сигнализирует о неисправности. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.12 589 Изобретение относится к гидромеханиэации, а именно к устройствам автоматизации эемлесосных снарядов при добыче полезных ископаемых.Целью изобретения является повышение точности и надежности управления.На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - блок-схема блока определения допустимои вел чичи О ны вакуума; на фиг.3 - алгоритмы работы блока определения допустимой величины вакуума; на фиг.4 - землесосный снаряд с расположением устройства для управления, общи д.йви. 15 1Устройство содержит датчики 1 расхода, плотности 2 пульпы, напора 3, установленные на напорном трубопроводе, датчик 4 фмощности грунтового насоса, датчик 5 разрежения, блок 6 определения ожидаемого расхода, блок 7 определения допустимой величины вакуума, блок 8 сравнения, исполнительный механизм 9 и блок 10 контроля.Датчики 1 расхода, плотности 2 пульпы, напора 3, мощности 4 грунтового насоса подключены к блоку 7 определения допустимой величины вакуума, на вход которого подключен также блок 6 определения ожидаемого расхода, связанный, в свою очередь, с датчиком 1 расхода, а выходы блока 7 определения допустимой величины вакуума соединены со входами блока 8 сравнения и блока 10 контроля, при этом блок 8 сравнения соединен также с датчиком 5 разрежения, исполнительным механизмом 9 и блоком 10 контроля,Устройство работает следующим образом.Опускается рама грунтозаборногоустройства 11 землесосного снаряда,заполняет систему водой, включаетустройство для управления эемлесосным снарядом, а затем включает грунтовый насос 12 (Фиг, 4).Начинается процесс всасыванияи транспортирования пульпы по напорному трубопроводу, На выходах датчика 1 расхода, плотности 2,напора 3,мощности 4, разрежения 5 появляютсясигналы.Блок б определения ожидаемогорасхода на основе показаний расхода 1 определяет величину расходав напорном трубопроводе через время,59 2соответствующее времени прохождения пульпы иэ всасывающего трубопровода через грунтовый насос, в напорный трубопровод.Регулирование ведется по пяти каналам: расходу, плотности пульпы, напору, мощности грунтового насоса, разрежению.Сигналы с датчиков 1-4 и блока 6 определения ожидаемого расхода поступают на блок 7 определения допустимой величины вакуума, в котором значения сигналов с датчика 1 расхода и блока 6 определения ожидаемого расхода возводятся во вторую степень, определяется произведение сигналов с датчика расхода 1 и датчика плот - ности 2, и величина сигнала с датчика мощности 4 делится на это произведение. Далее определяется сумма сигналов в блоке суммирования с датчика 3 напора, с первого и второго блоков умножения и блока деления. Величина сигнала с блока 7 определения допустимой величины соответствует оптимальной величине разрежения во всасе.Эта величина в блоке 8 сравнениясравнивается с величиной существующего разрежения, поступающего с датчика 5 разрежения.Выходной сигнал блока 8 сравненияуправляет работой исполнительногомеханизма 9.Если сигнал с датчика 5 разрежения больше, чем сигнал с блока определения допустимой величины вращения,то исполнительный механизм увеличивает скорость папильонирования. Этоприводит к увеличению количествапоступающего грунта, изменению плотности пульпы, изменениям показаний,поступающих с других датчиков и, соответственно, к увеличению сигнала сблока 7 определения допустимой величины вакуума. Скорость папильонирования, так же как и количество поступающего грунта, будет увеличиватьсядо тех пор, пока разрежение во всасе 5 О не достигает оптимального, т,е, максимально возможного значения в данныхусловиях с учетом кавитационного запаса.Если прбизойдет засорение всаса 55 и разрежение превысит оптимальное,то исполнительный механизм 9 уменьшает скорость папильонирования, потоком воды постепенно размывается эа3 12589 вал, разрежение уменьшается и скорость папильонирования увеличиваетсягТаким образом, в процессе работы разрежение во всасе поддерживается; на оптимальном уровне, отсутствует кавитационный режим, повышается про- изводительность землесосного снаряда, срок службы грунтового насоса и проточной .части конструкции.Работу устройства контролирует 10 блок 10 контроля. Если в процессе ра - боты выйдет иэ строя один из управляющих блоков или датчиков или сразу несколько, то это приведет к тому, что сигнал на выходе блока 8 сравне ния будет иметь значение, отличное от возможных значений, характерных для исправной работы устройства.В этом случае блок 10 контроля4отключает исполнительный механизм 20 и приводит в действие сигнализацию, при этом полный напор пульпы, развиваемый грунтовым насосом, определяется из выражения Н(с) И(г;) + Ч(г,) + где Н(й) Ч(с) 30 20 (г) 2 рЦ(с+7 ) ч(с) 1На основании изложенного. видно, что только величины мощности грунтового насоса И(г.), напора в напорном трубопроводе Г 1(с), и плотности пульпы Ц (с) определяют режим работы земленсосного снаряда и только эти величины можно использовать для определения разрежения во всасывающем трубопроводе и по ним можно вести регулирование всего технологического процесса добычи. 40 45 где полный напор, развиваемый грунтовым насосом, - реальное разрежение вовсасе,напор в напорном трубопроводе- скорость движения пульпы в напорном трубопро 35водефскорость движения пульпы во всасывающем трубопроводе при непрерывном потоке. Количество пульпы, которое всасывает землесосный снаряд, равно количеству пульпы, подаваемой в напорный трубопровод(3)всБ - площадь поперечного се нчения напорного трубопровода;Б - площадь поперечного севсчения всасывающего трубопроводаф 55- постоянная транспортного запаздывания,или время, эа которое пульпа 59 4проходит из всасывающего трубопровода черезгрунтовый насос в напорный трубопровод;Я(С) - расход в напорном трубопроводе;Я(с+7) - расход в напорном трубопроводе.В то же время мощность, потребляемая грунтовым насосом, определяется из выражения Г 1 Ч7Н(с) ( ) 102)1 где н(г.) - Расход в напоРном тРУбопроводе;г(с) - плотность пульпыН(с) - полный напор, развиваемый грунтовым насосом;коэффициент полезногодействия системы трубопровод - грунтовый насосБ(С) - мощность, потребляемаягрунтовым насосом.Выразив из (4) Н(с) и приравняв к выражению (1), выразим Ч(с), равное оптимальному разрежению во всасе Ч, (с) Ч(г.) = Ч И) - Г 1(г.)И (с ) 102)1 Величины П .постоянны,2 р 2 рн вса величины И(с), (с), )1) (с), Г 1(с)переменные. Устройство ведет непрерывное регулирование по пяти параметрам, что позволяет повысить производитель- ность эемлесосного снаряда за счет улучшения качества регулирования, устранить кавитационные режимы эа счет точного поддержания параметров процесса, а также повысить долговеч 3 12589ность работы грунтового насоса ипроточной части конструкции.Формула изобретения1, Устройство для управления землесосным снарядом, содержащее блок определения допустимой величины вакуума, к первому и второму входам которого подключены соответственно датчик мощности грунтового насоса и датчик напора, а первый выход подключен к первому входу блока сравнения, к второму входу которого подключен датчик разрежения, а первый выход блока 15 сравнения подключен к исполнительному механизму, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности управления, устройство снабжено блоком контроля, блоком 20 определения ожидаемого расхода, датчиком плотности пульпы и датчиком расхода, первый выход которого подключен к третьему входу блока определения допустимой величины вакуума 25 непосредственно, а второй через блок определения ожидаемого расхода подкгпжен к четвертому входу блока определения допустимой величины вакуума, к пятому входу последнего подключен датчик плотности пульпы, а второй выход блока определения допустимой 59 Ьвеличины вакуума подключен к первому входу блока контроля, к второму входу которого подключен второй выход бло" ка сравнения, а выход блока контроля подключен к входу исполнительного механизма. 2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок определения допустимой величины вакуума содержит три блока умножения, блок деления и блок суммирования, первый вход которого является вторым входом, блока, к второму,.и третьему входам блока суммирования подключены выхбды соответственно первого и второго бло" ков.умножения, а выходы блока суммирования являются первым И вторым вы" ходами блока, входы первого блока умножения являются четвертым входом блока, первый и второй входы второго блока умножения и первый вход треть" его блока умножения объединены и являются третьим входом блока,.второй вход третьего блока умножения является пятым входом блока, а выход третьего блока умножения подключен к первому входу блока деления, второй вход которого является первым входом блока, а выход блока деления подклю- чен к четвертому входу блока суммирования.258959 мокос орр 31Тираж 641 НИИПИ Государственного кпо делам изобретений и 35, Иосква, Ж, Раушск аказ 50 Подписноеитета СССР ыти н Ужгород, ул. Проектная Производств олиграфическое пре и Составитель И.НазаркинРедактор П.Коссей Техред Л.Сердюкова