Устройство для автоматического управления землесосным снарядом

 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для гидромеханизированной переработки горных масс. Цепь изобретения - повьшение производительности о Устройство содержит задатчик режима 9, подключенньй к регулятору 8, связанному с электроприводом 10 носовой становой лебедки 11, датчик 6 напора пульпы на сливе из гидротранспортной системы, первый 4 и второй 5 датчики напора во всасывающем и нагнетательном пульпопроводах и подключенный к входу регулятора 8 сумматор 7, На различных уровнях всасывающего пульпопровода размещены первый 12 и второй 13 датчики контроля содержания твердой фазы в пульпе По сигналам датчиков 4,5 и 6 регулятор 8 при переходных процессах накладывает ограничение на дальнейшее увеличение содержания твердой фазы в гидросмеси, постзшающей на вход гидротранспортной системы Устройство при неизменном гранулометрическом составе ( ГС ) разрабатываемого материала стабилизирует среднее содержание твердой фазы. При изменениях ГС в устройстве происходит самонастройка,на квазиоптимальный режим работы с другим, соответствующим ГС материала, содержанием твердой фазы в гидросмеси. 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1382918

А1 D 4 Е 02 F 9/20, 3/90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3833700/22-03 (22) 07.01,85 (46) 23.03.88. Бюп . У 11 (75) В,И.Попов (53) 622,271,5 (088.8) (56) Jussup Р,R. Concepts in dredge

automation, - Woild Druging and

marine Const, 1977, v. 8.

Попов В.И. и др. Электрооборудование и автоматика речных эемснарят дов. — М.: Транспорт, 1980 с, 140141 .. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ЗЕМЛЕСОСНЫМ СНАРЯДОМ (57) Изобретение относится к горному делу и предназначено для гидромеханизированной переработки горных масс.

Цель изобретения — повышение производительности. Устройство содержит задатчик режима 9, подключенный к регулятору 8, связанному с электроприводом. 10 носовой становой лебедки

11, датчик 6 напора пульпы на сливе из гидротранспортной системы, первый

4 и второй 5 датчики напора во всасывающем и нагнетательном пульпопроводах и подключенный к входу регулятора 8 сумматор 7. На различных уровнях всасывающего пульпопровода раз" мещены первый 12 и второй 13 датчики контроля содержания твердой фазы в пульпе. По сигналам датчиков 4,5 и

6 регулятор 8 при переходных процессах накладывает ограничение на дальнейшее увеличение содержания твердой фазы в гидросмеси, поступающей на вход гидротранспортной системы. Устройство при неизменном гранулометрическом составе (ГС ) разрабатываемого материала стабилизирует среднее содержание твердой фазы. При изменениях ГС в устройстве происходит самонастройка,на квазиоптимальный режим работы с другим, соответствующим ГС материала, содержанием твердой фазы в гидросмеси. 3 ил.

138291

1 (Изобретение относится к гидроме-! ханизированной < переработке горных ! масс, а именно к устройству автоматического управления основным технологическим процессом землесосного сна5 ряда.

Цель изобретения — повышение производительности землесосного снаряда.

На фиг.l представлена функциональная схема устройства для автоматического управления земснарядощ на фиг,2 — блок-схема устройства; на фиг,3 - семейство статических харак" теристик, отображающих зависимость производительности землесосного снаряда по грунту (0 >) от среднего со.держания твердой фазы в массе пульпы (, ) при различной крупности частиц 20 е р твердой фазы (а) и зависимость степени неравномерности распределения твердой фазы в потоке пульпы по его вертикали (py) от среднего содержа- . ния твердой фазы в массе пульпы (у, 25 при различной крупности частиц гидротранспортируемого материала (б) .

Устройство содержит плавучий корпус 1. земснаряда, грунтоприемник 2, гидротранспортную систему 3, первый 30, 4 и второй 5 датчики напора во всасывающем и в нагнетательном пульпопроводах, датчик 6 напора пульпы на сливе из гидротранспортной системы, сумматор 7 устройства контроля степени неравномерности распределения твердой фазы в потоке пульпы по его вертикали, регулятор 8, задатчик 9 режима, автоматизированный электропривод 10 с усилителем мощности и с обратной 40 связью, обеспечивающей стабилизацию момента на его валу при свободном изменении частоты вращения, носовую становую лебедку 11, управляющую перемещениями корпуса l и грунтоприемника 2 относительно массива разрабатываемого материала, первый 12 и второй 13 датчики, контролирующие содержание твердой фазы в пульпе контролируемых зон, расположенных, соответственно, в верхней и нижней части поперечного сечения всасывающего участка пульпопровада гидротранспортной системы 3.

Устройство работает следующим образом..

При отсутствии разрабатываемого материала в зоне всасывания грунтоприемника 2 гидротранспортную систему 3 эемлесосного снаряда заполняет вода, в которой отсутствует твердая фаза, и в соответствии с этим у, =О, содержание твердой фазы у и у»в пульпе соответственно верхней и нижней контролируемых зон также равно нулю (g =О, /A=0) и степень неравномерности распределения твердой фазы в потоке пульпы по его вертикали а у< определяемая разностью йу = т„, — также равна нулю Л у =0 (фиг.3б) .

При этом напряжение U>на выходе сумматора 7 устройства контроля степени неравномерности распределения твердой фазы в потоке пульпы по его вертикали равно нулю (U»=0) и, следовательно., значительно меньше заданного задатчиком 9 (U>>»U>>=0), потери напора во всасывающей линии земпесоса H>,малы, давление в нагнетательном трубопроводе 11„, мало, напор на сливе из трубопровода гидротранспортной системы Н,„достаточно велик. При таком состоянии коор- динат, характеризующих режим работы гидротранспортной системы 3 на воде, зафиксированном датчиками, соответственно 4,5,6,12,13 и сумматором 7, на выходе регулятора 8 формируется сигнал, задающий приводу 10 режим работы с большим моментом (N) на его валу. При этом в тросе становой лебедки ll возникает значительное тяговое усилие (Р), под действием которого плавучий корпус l и вместе с ним грунтоприемник 2 земпесосного снаряда перемещается вперед, подходит к массиву разрабатываемого материала и начинает в него заглубляться, При всасывании материала среднее содержание твердой фазы, в гидросмеси, заполняющей зоны, контролируемые датчиками 12 и 13, в сечении всасывающего участка пульпопровода гидротранспортной системы 3 увеличивается, При этом под действием гравитационных сил более крупные частицы материала опускаются в нижнюю часть пульнопровода, в связи с чем содержание твердой фазы в нижней зоне у„ сечения пульпопровода, контролируемой датчиком 13, оказывается большим содержания твердой фазы в его верхней зоне у, в связи с чем степень неравномерности распределения твердой фазы в потоке пульпы по его вертикали aj оказывается большей нуля ll í„ 0; 7р"., 0 Хн 1р 1Г н 4 0

1 382918.(фи г. Зб ) . Одновременно напряжение

U „на выходе сумматора 7, пропорциональное у = у „, — y„, оказывается большим нуля. При увеличении подачи твердой фазы во всасывающую линию гидротранспортной системы земпесосного снаряда загрузка гидротранспортера увеличивается, одновременно увеличиваются у„и степень неравномер-10 ности распределения твердой фазы в потоке пульпы по его вертикали лу =

= у„-у„, в соответствии с зависимостями, представленными на фиг,З а и б, и соответственно увеличивается напряжение 0д на выходе сумматора 7.

При определенном содержании в гид росмеси твердой фазы, в зависимости от гранулометрического состава разрабатываемого материала, степень не- 20 равномерности распределения твердой фазы в потоке пульпы по ее вертикали ь7 достигает заданного значения ду „и становится больше .его, напряжение Uz на выходе сумматора 7 дости-25 гает велйчины U », заданной задатчио ком 9, и превышает его. При этом ре- . гулятор 8 уменьшает заданный электро.приводу 10 момент, скорость перемещения корпуса 1 и грунтоприемника 2 30 эемлесосного снаряда относительно массива разрабатываемого материала, уменьшается подача твердой фазы во всасывающую линию земпесосного снаряда, в связи с чем уменьшается и сред35 нее содержание твердой фазы в гидросмеси, заполняющей зоны, контролируемые датчиками 12 и 13. Одновременно уменьшается степень неравномерности распределения твердой фазы 8р 40 в потоке пульпы, снижается напряже» ние U>> на выходе сумматора 7 и снова оказывается ниже заданного U

Уо задатчиком 9, в связи с чем регулятор 8 формирует электроприводу 10 45 задание иа увеличение скорости перемещения корпуса 1 и грунтоприемника

2 земпесоса.

Таким образом устройство осуществляет автоматическую стабилизацию, 50 степени неравномерности распределения твердой фазы в потоке пульпы по его вертикали 1 в контролируемом сечении нульпопровода, расположенном по всасывающей линии гидротранспортной системы земпесосного снаряда, и при неизмененном гранулометрическом составе разрабатываемого материала стабилизирует среднее содержание твердой фазы в гидросмеси 7,, поступающей в гидротранспортную систему через грунтоприемник, и загрузку гидротранспорта.

Независимо от гранулометрического состава твердой фазы, максимальновоэможной в данных условиях, производительности гидротранспортной системы по грунту „„„,соответствует практически одна и та же степень неравномерности распределения твердой фазы в потоке пульпы по его вертикали у„„„,(фиг,3a,б), Поэтому при изменениях гранулометрического состава разрабатываемого землесосным снарядом материала, в соответствии с видом статических характеристик (фиг.З а,б) -в устройстве происходит самонастройка на квазиоптимальный режим работы с другим, соответствующим грансоотаву материала, содержанием твердой фазы и гидросмеси, поступающей в гидротранспортную систему, Как следует иэ статических характеристик (фиг,3a,б}, при неизменной заданной степени неравномерности распределения твердой фазы в потоке пульпы по его вертикали а1"»с увеличением крупности частиц материала устройство автоматического управления стабилизирует режим при меньшем процентном содержании твердой фазы в гидросмеси, а при уменьшении частиц — при большем процентном содержании твердого в гидросиеси, что находится в полном соответствии с транспортирующими способностями гидротранспортных систем земпесосных снарядов, при этом обеспечивается квазиоптимальные по критерию максимальной производительности режимы их работы.

По сигналам датчиков 4-6 регулятор 8 при переходных процессах накладывает ограничение на дальнейшее увеличение содержания твердой фазы в гидросмеси, поступающей на вход гидротранспортной системы, временно разрешаемое устройством контроля степени неравномерности распределения твердой фазы в потоке пульпы по его вертикали, но недопустимое, например, по условиям достижения максимального значения вакуума на всасе (4) или максимального допустимого для грунтового насоса давления (5) или минимального расхода пульпы и напора (6) на сливе из пульпопровода.

1382918

М

8у

Мед

Применение изобретения в устройстве для автоматического управления земпесосным снарядом придает ему спо-! собность адаптироваться и развивать максимальную, возможную в данных условиях, производительность по грунту при изменениях гранулометрического состава материала, разрабатывамого земснарядом, пдзволяет.решить задачу создания самонастраивающейся: системы автоматического регулирования режима работы его гидротранспортной системы простыми средствами без каких либо дополнительных анализирующих устройств, Все зто позволяет создать самонастраивающееся устройство для автоматического управления

Земпесосным снарядом, существенно повышающее его производительйость по gp грунту.

Ф о р м у л а изобретения

Устройство для автоматического правления земпесосным снарядом, со3 дерЖащее задатчик режима, выходы которого подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам регулятора, выход которого подключен к входу электропривода носовой становой лебедки, выходы первого и второго датчиков напора во всасывающем и в нагнетательном пульпопроводах подключены к пятому и шестому входам регулятора, а выход датчика напора пульпы на сливе подключен к седьмому входу регулятора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено первым и вторым датчиками контроля содержания твердой фазы в пульпе, размещенными на различных уровнях всасывакяцего пульпопровода, и сумматором, выход которого подключен к восьмому входу регуля- . тора, а выход первого и второго датчиков контроля твердой фазы подключены к входу сумматора.

1382918 ар1лмл

Oyt ae

Ф Ф

Составитель Л. Виноградов

Редактор Н,Тупица Техред М.яндык Корректор A-Тяско

Заказ 1267/26 Тираж 637 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул,Проектная,4