Устройство для управления гидроподъемной системой

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСРЕСПУБЛИК 165588 ГО СУДА Р СТВ Е ННЫ И КОМИТЕНТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ЕНИ ВТОРС КОМ ЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР М 1341394, кл. Р 04 Р 1/18, 1984.Авторское свидетельство СССР й. 1275376, кл. 6 05 В 19/18, 1981.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ГИДРОПОДЪЕМНОЙ СИСТЕМОЙ(57) Изобретение касается управления гидроподьемной системой, включающей каскад приемных емкостей с землесосами или эрлифтами и используемой в горнодобываретение о ьемной си мных емки и испол смышлен си от ди сточ ников в техно х потоков Цель изобре сти применения.На фиг.1 пр подъемной систе сверху; на фиг.3 - подьема, когда в ния - расширение об Изоб гидропод скад прие эрлифтам ющей пр гидросме ченных и щении дренажны риках).тносится к управлению стемой, включающей каостей с землесосами или ьзуемой в горнодобываности для гидроподъема стан ционно-рассредото(например, при возвра- логический процесс на обогатительных фабедставлена схема гидромы; на фиг.2 - то же, вид фрагмент варианта гидроего качестве используется П 5 В 66 В 1/12, 6 05 В ющеи промышленности для гидроподьема гидросмеси от дистанционно-рассредоточенных источников (например, при возвра-щении в технологический процесс дренажных потоков на обогатительных фабриках). Цель изобретения - расширение области применения. Устройство для управления гидроподьемной системой, содержащее пульт управления, логический коммутатор, времязадающий блок, первый блок управления задвижкой, первый исполнительный орган задвижки, первый, второй и третий пороговые элементы, а также уровнемер, дополнительно содержит датчик контроля запуска гидроподьема, блок дифференцирования, четвертый, пять.й, шестой и седьмой пороговые элементы, второй, третий четвертый и пятый блоки управления задвижкой. 5 ил,; на фиг.4 - функциональная схема ства для управления гидроподъемстемой; на фиг.5 - функциональная огического коммутатора.ьект (фиг.1) содержит несколько одых секций 1 и 2, каждая из которых ит безнапорный канал 3, на конце го установлен раздвоитель (переклю потоков, который, переключаясь, направить входной безнапорный поросмеси либо в (рабочий) пульпос, либо в аварийную емкость 6. сборник 5 имеет переменное сече- высоте, так как увеличение сечения ей части предназначено для сглажипульсаций уровня, обусловленных зрлифт устрой ной си схема лОб нотипн содерж которо чатель) может ток гид борник Пульпо ние по в верхн ванияпульсациями притока. Аварийная емкость 6 выполнена пирамидальной формы, т.е. состоит из нескольких граней 7, имеющих наклон не менее 7 О, что позволяет пульпе, накопившейся в аварийной емкости стекать к отверстию 8, запираемому задвижкой 9, Если пульпа слежалась в емкости 6, она размывается гидромонитором 10, который включается задвижкой 11, установленной на трубопроводе 12, к которому также присоединен патрубок 13 аварийной подачи воды, на котором установлена задвижка 14, В случае длительной аварийной остановки пульпа может слежаться и в пульпосборнике, Для ее "взбаламучивания" в этой ситуации и предусмотрен воздушный баламут, который выполнен в виде кольцевого воздушного коллектора 15, соединенного с вэздуховодом 16 через задвижку 17, На коллекторе установлены патрубки 18, установленные под углом 45 к горизонтали, для того, чтобы патрубки не забивались частицами твердого материала, а коллектор выполнен большего диаметра, чем труба гидроподъема 19, чтобы не мешать последнему опускаться до самого дна пульпосборника.Гидроподьемная система работает следующим образом,Нормальный режим. Пульпа по безнапорному каналу 3 поступает в пульпосборник 5, откуда она откачивается гидроподъемом 19, Задви жка 9 в нормальном режиме запирает отверстие 8, Уровень пульпы в водосборнике будет колебаться в пределах пмин-макс Задвижки 11, 14 и 17 закрыты, Гидроподьем настраивается так, чтобы (в пределах точности регулирования) он откачивал поступающий приток пульпы,В случаях существенных отклонений притока пульпы от нормальных значений или при неисправностях возможно перерегулирование, которое бывает крайне нежелательным при использовании, например, в качестве гидроподьема эрлифта,Режим понижения уровня ниже Й мин. Он может возникнуть в случае экстремалького снижения притока пульпы, либо управляемого увеличения подачи гидроподъема (например, при увеличении подачи эрлифта, обусловленной увеличением подачи воздуха из-за неисправности задвижки, установленной на нагнетании, В этом случае открывается задвижка 14 и в пульпосборник поступает вода, стабилизирующая уровень и при достижении его значения 6 нн, подача аварийной воды прекращается, Если притока нет и уровень падает до Н"йн, то отключается гидроподьем,10 15 20 25 30 35 Режим повышения уровня выше пмакс. В этом случае предпринимаются меры по увеличению подачи гидроподьема (например, увеличение подачи воздуха в смеситель эрлифта). Если это не поможет, т.е, уровень, увеличиваясь, доходит до и макс (что может быть при отказе гидроподьема), то раздвоитель 4 потока переключает приток пульпы на аварийную емкость 6, Задвижка 9 по-прежнему закрывает отверстие 8 и пульпа будет складироваться в аварийной емкости 6; если возникнет ее переполнение, то, поскольку аварийные емкости соединены между собой, то начнут заполняться соседние аварийные емкости.Ликвидация аварийного переполнения. После устранения причины, вызвавшей аварийное повышение уровня (например, после ремонта гидроподъема), секцию или всю систему необходимо снова запустить, Однако пульпа слежалась и чтобы ее стронуть, необходимо "взбаламутить". В этом случае открытием задвижки 17 включается воздушный баламут, Воздух, выходя со скоростью из патрубков 18, поднимаясь, увлекает за собой частицы твердого и пульпа в зумпфе приобретает свойства более или менее равномерной взвеси и баламут выключают, После этого включается гидроподъем 19, который и начинает откачку. Если пульпа скопилась в аварийной емкости, то ее разжижают и смывают с помощью гидромонитора 10, при этом открывают задвижку 9 и она поступает в пульпосборник 5 через отверстие 8, Аварийная емкость чистится также монитором 10. Задвижка 9 открывается в том случае, если уровень гидросмеси откачки до значения менее ймакс.Кроме того, баламут включается перед каждым запуском системы Гидроподьем в принципе может бытьуглесосным, эрлифтнь 1 м и т.п. Когда гидроподьем выполняется эрлифтным, его схема представлена на фиг.3. На данной схеме представлен в качестве датчика контроля запуска датчик 20 расхода воздуха уровне- мер 21.На функциональной схеме устройства (фиг, 4) приведены исполнительные органы 22 - 26 задвижек, блоки 27-31 управления задвижками, логический коммутатор 32, времязадающий блок 33, пульт 34 управления, блок 35 дифференцирования и пороговые элементы 36 - 42, Выходы времязадающего блока, пульта управления и пороговых элементов соединены с соответствующими входами логического коммутатора 32, выходы которого соединены попарно с входами блоков управления задвижками, выходы которых соединены свходами исполнительных органов задвижек, выход уровнемера соединен со входами первого, второго, третьего и четвертогопороговых элементов и входом блока диф-.ференцирования, выход которого подключен к входам пятого и шестого пороговыхэлементов, а выход датчика расхода воздухасоединен со входом седьмого пороговогоэлемента,Логический коммутатор содержит элементы И (43 - 59), элементы ИЛИ (60 - 66) иэлементы НЕ (67,68), подробное описаниесвязей блока логики приведено выше.Если в качестве гидроподъема используется эрлифт (фиг.З), тс управление его подачей осуществляется через открытие(закрытие) задвижки (исполнительный орган - 22). Эрлифт содержит воздуховод 69,всас 70, саму трубу 71 (возможно телескопическую) и воздухоотделитель 72. Воздух вколичестве 0 в подается в нижнюю частьтрубы эрлифта. Устремляясь вверх, он захватывает гидросмесь, осуществляя тем самым подъем полезного ископаемого.Если в качестве гидроподъема используется землесос, то управление подачейгидронодъема осуществляется через включение-отключение двигателя землесоса.Устройство для управления гидроподьемной системой работает следующим образом,При необходимости запуска системыоператор на пульте управления 34 нажимает кнопку Ап, по сигналу от которой включается баламут 15 и времязадающий блок ЗЗ;Рб =Ап Рл=Аг .Ро гс Ро гогде Р б, Рб - функции включения и отключения баламута;Р, Р - функции включения и отключения времязадающего блока;г, г- импульсы, формируемые времязадающим блоком;в сгг0 - продолжительность г неменьше времени полного открытия задвижки (для того, чтобы участвуя в других логиче.ских функциях г не приводил к ложнымсрабатываниям; г"держится столько, сколько необходимо для отключения времязадающего блока),Если в автоматическом режиме работыустройства текущий уровень Ь превышаетс 1 макс И ПрИ ЭТОМ ОН уВЕЛИЧИВаЕтСя, т,Е.бйО, то устройство формирует сигналбснеобходимости увеличения подачи гидроподъема. Р, формируется также и в случаезапуска, после взбаламучивания, если гидроподъем не вышел на номинальную подачу; Р=- Аа ЛХ 1 ЛЯМг ЛД )ЧАрА 1Аа( а 1 ф 1 + гфз ) + АрА 1,где Аа, Ар, А 4- сигналы с пульта управления,устанавливающие соответственно автома 5 тический режим, ручной режим и сигнал увеличения подачи (в ручном режиме):а 1 (ьсс 1 макс) - логическая переменная;б с 1ф 1 ф (0) - логическая переменбтная;фз - логический сигнал, сигнализирующий о выходе гидроподъема на номинальныв,режим при запуске.В случае использования в качестве гидроподъема эрлифта в качестве датчика контроля запуска будет использоваться датчикрасхода воздуха и в этом случаесВз+ф(0 в0 вн)где 0 в - измеренное датчиком количествовоздуха;0 нр - уставка, соответствующая номинальному расходу воздуха,В случае использования в качестве гидроподъема эемлесоса в качестве датчикаконтроля запуска будет использоваться датчик контроля производительностй типа РПНифз+ф(02 0 н), где 02 - сигнал от датчика,2сигнализирующий о производительностиземлесоса; 0 н - уставка, соответствующаягноминальной производительности.Сигнал от датчика контроля запуска гидроподъема поступает на пороговый элемент36, формирующий сигнал фз,который поступает на логический коммутатор 32, Сигнал Ьот уровнемера 21 поступает на блок дифференцирования 35, формирующий значениеб с 1производной б,которая сравнивается вбтблоке 38 с нулевой уставкой, и сигналф 1 также поступает на логический коммутатор 32, формирующий функцию Р.Сигнал Рс необходимости уменьшенияподачи гидроподъема в автоматическом режиме формируется в случае, если уровень ЬМЕНЬШЕ 1 мнн И ПРИ ЭТОМ ПРОДОЛжаЕт ПОНИб с 1жаться,т,е. - ,О, или в случае, если Ь 1меньше Ь мннавР = АаЛ(а 2 ЛЯЧ 04 )УАрЛАГдЕ а 2 (с 11 = амин) - ЛОГИЧЕСКая ПЕРЕМЕНбЬД ф (0) - логическая переменб 1ная;сй +(ЬсЬмин) - логическая переменная.А - сигнал с пульта управления, устанавливающий уменьшение подачи гидроподъема.Сигнал, пропорциональный производной споступает на элемент 37, вырабабЬдттывающий сигнал Р 2, поступающий влогический коммутатор, Сигнал от уровнемера 21 поступает на пороговый элемент 40,формирующий сигнал а 2, поступающий так. же на логический коммутатор 32, вырабатывающий сигнал Р,Сигнал Рое устанавливает перевод потока гидросмеси через переключатель пстока 4 в аварийную емкость в автоматическомрежиме при превышении уровня 111 верхнегоаварийного значения Ьмекс или сигналомА е от пульта в ручном режиме;Рое = Ао ЛазЧАоЛАе,, ГдЕ аЗ фф(Ь 11 еемекс) - ЛОГИЧЕСКая ПЕРЕ(менная;Аое - сигнал с пульта управления, устанавливающий перевод потока в аварийнуюемкость.Аналогично формируется сигнал Р е перевода потока в пульпосборникРе = АеЛа 1 АрЛА егде А е - сигнал с пульта управления, устанавливающий перевод потока в аварийнуюемкость,Разница между формирователем а иаз определяет зону нечувствительности,Сигналы аз и а 1 формируются ссответственно пороговыми элементами 41 и39, поступают на логический коммутатор 32,формирующий сигналы Ро РСигналы Р з, Р з, устанавливающие нео 1обходимость соответственно закрытия илиоткрытия отверстия 8 задвижкой 9, формируются при выполнении условий:Р 3= АаЛа 1 чдрлАоз7Р З=АрЛА 3,где А з, А з - сигналы с пульта управления,о 1устанавливающие соответственно необходимость закрытия открытия) отверстий 8 вручном режиме.Сигналы Р в, Р в, устанавливающие нео 1обходимость соответственно выключения иподачи аварийной воды в пульпосборник,формируются при выполнении условий;Р 3 = Аа Л а 2 АрЛА ВР В = А ла 1 А лА в где а 1:- (п 1ь"ин) - логическая переменная;А ВА в - сигналы с пульта управле" ия,о 1устанавливающие соответственно необходимость закрытия (открытия) задвижки 14подачи аварийной воды, 40 45 50 Г 5 5 10 15 20 25 30 35 Сигналы Р 3, Р "3, Рв, Рв - также формируются логическим коммутатором 32 по сигналам а 1, а 2, а 4, формируемым соответственно элементами 39, 40 и 42,Таким образом, логика функционирования устройства определена технологией гидроподьемной системы. Сформированные логические сигналы управления Р поступают на соответствующие блоки управления задвижками (27 - 31), управляющими соответствующими исполнительными органами задвижек 22 - 26).Логический коммутатор 32 реализует функции Р=1(А,г, Ро, ап ) согласно приведенным зависимостям. На фиг,5 представлена функциональная схема логического коммутатора, построенная на элементах И, ИЛИ, НЕ,При запуске системы происходит последовательное формирование сигналов: Ао, Р - сработает блок 27 и отработка задания будет осуществлена исполнительным органом 22. Аналогична последовательность выполнения каждой из 10 приведенных выше функций.В случае использования в качестве гидроподъема эрлифта блок 27 управления регулирует положение исполнительного органа 22, т.е, путем изменения подачи воздуха регулируется подача эрлифтэ.В случае использованя в качестве гидроподъема землесоса блок 27 будет выполнять функцию блока управления землесосом, а блок 22 - функцию исполнительного органа землесоса аналогично блокам 35 и 34 прототипа. Формула изобретения Устройство для управления гидроподьемной системой, содержащее пульт управления, времязэдающий блок, логический коммутатор, первый блок управления задвижкой, первый исполнительный орган задвижки, три пороговых элемента, а также уровнемер, причем первый, второй и четвертый выходы пульта управления соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами логического коммутатора, выходы первого, второго и третьего пороговых элементов соединены соответственно с пятым, шестым и седьмым входами логического коммутатора, восьмой вход и первый выход которого соединены соответственно с выходом и входом время- задающего органа задвижки, а логический коммутатор содержит семнадцать элементов И, семь элементов ИЛИ и два элемента НЕ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения, оно дополнительно содержит датчик контроля запуска гидроподъема, блок дифференцирования, четвертый, пятый, шестой и седьмой пороговые элементы, второй, третий, четвертый и пятый блоки управления задвижкой, второй, третий, четвертый и пятый исполнительные органы задвижки, причем пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и одиннадцатый выходы пульта управления соединены соответственно с девятнадцатым, десятым, одиннадцатым, двенадцатым, тринадцатым, четырнадцатым и пятнадцатым входами логического коммутатора, выходы четвертого, пятого, шестого и седьмого пороговых элементов подключены соответственно к семнадцатому, восемнадцатому, девятнадцатому и девятому входам логического коммутатора, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый и одиннадцатый выходы логического коммутатора подключены попарно к входам соответственно первого, второго, третьего, четвертого и пятого блоков управления задвижкой, причем выход уровнемера соединен с входами соответственно первого, второго, третьего и четвертого пороговых элементов и с входом блока дифференцирования, выход которого подключен к входам пятого и шестого пороговых элементов, а выход датчика расхода воздуха подключен к входу седьмого порогового элемента, первый вход логического коммутатора является первым входом первого, второго, четвертого, пятого, седьмого, девятого, одиннадцатого, тринадцатого и пятнадцатого элементов И, второй вход - первым входом третьего, шестого, восьмого, десятого, двенадцатого, четырнадцатого, шестнадцатого и семнадцатого элементов И, третьим входом логического коммутатора является второй вход шестого элемента И, четвертым входом - второй вход третьего элемента И, пятым входом - второй вход пятого и пятнадцатого элементов И, шестым входом - второй вход седьмого элемента И, седьмым входом - вход второго элемента НЕ, восьмым входом - второй вход первого элемента И, девятым входом - второй вход второго элемента И, десятым входом - второй вход четырнадцатого элемента И, одиннадцатым входом - второй вход четырнадцатого элемента И, двенадцатым входом - второй вход десято 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 го элемента И, тринадцатым входом -. второй вход восьмого элемента И, четырнадцатым входом - второй вход семнадцатого элемента И, пятнадцатым входом - второй вход двенадцатого элемента И, шестнадцатым входом - вход первого элемента НЕ и второй вход одиннадцатого элемента И, семнадцатым входом - третий вход четвертого элемента И, восемнадцатым входом - третий вход первого элемента И, причем выходы первого, второго и третьего элементов И подключены соответственно к первому, второму и третьему входам первого элемента ИЛИ, выход которого является вторым выходом логического коммутатора, выходы четвертого, пятого и шестого элементов И подключены соответственно к первому, второму и третьему входам второго элемента ИЛИ, выход которого является третьим выходом логического коммутатора, выходы седьмого и восьмого элементов И подключены соответственно к первому и второму входам третьего элемента ИЛИ, выход которого является четвертым выходом логического коммутатора, выход первого элемента ИЛИ подключен к второму входу девятого элемента И, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом десятого элемента И, а выход является пятым выходом логического коммутатора, выходы одиннадцатого и двенадцатого элементов И подсоединены к первому и второму входам пятого элемента ИЛИ, выход которого является шестым выходом логического коммутатора, выход семнадцатого элемента И является седьмым выходом логического коммутатора, выход второго элемента НЕ подключен к второму входу тринадцатого элемента И, выход которого подключен к первому входу шестого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу четырнадцатого элемента И, а выход является восьмым выходом логического коммутатора, выходы пятнадцатого и шестнадцатого элементов И подключены соответственно к первому и второму входам седьмого элемента ИЛИ, выход которого является девятым выходом логического коммутатора, девятнадцатый вход которого соединен с первым и десятым выходами, а восьмой вход - с одиннадцатым выходом логического коммутатора, 16558861655886 Й 77 дЬ 71 ИФЮ ИОН/7 ЦЭОЛЯ запуска сидра лад Рлура 8 ю 784 ююаж 440 Подписноекомитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР Москва. Ж, Раушская наб., 4/5