книги / Рудничные вентиляторные и водоотливные установки

тактами РУВ выдает команду в схему управления на включение насосного агрегата и создает цепь тока в делителе через электрод ЭН. Реле РУВ отключится при понижении уровня до нижнего

Рис. 99. Принципиальная схема электродного реле уровня

электрод ЭН потеряет контакт с водой) и выдаст команду на отключе­ ние насоса. Реле повышенного РУП и аварийного РУА уровней сра­ батывают при соответствующем уровне воды.

§ 3. Автоматизация заливки насосов

Гидравлические схемы автоматизированных водоотливных уста­ новок различают в зависимости от способов заливки насосов:

1)схемы, при которых насос и всасывающий трубопровод за­ полняются водой перед пуском;

2)схемы, при которых насос постоянно заполнен водой.

Впервом случае заливка насосов производится из нагнетатель­ ного става с помощью заливочных или бустерных насосов. Во втором случае используются баковые аккумуляторы, погружные насосные камеры, а также сифонный способ.

При заливке насоса из нагнетательного става гидравлическая

схема насосного агрегата (рис. 100) аналогична гидравлической схеме при ручном управлении. В этом случае на обводной трубке 3 взамен вентиля ручного управления ставится автоматически упра­ вляемый вентиль того или другог типа. Схема вентиля с соленоид­ ным приводом показана на рис. 101. Трубка 1 соединяется с нагне­ тательным трубопроводом выше обратного клапана и задвижки, трубка 2 — ниже обратного клапана. Проточная часть вентиля Перекрывается золотником 3. Вода из нагнетательного става через

фильтр 4 подается под давлением в камеру гидроусилителя 5. Давле­ ние воды через разделительную диафрагму 6 передается поршню 7. Если катушка 8 соленоида не подключена к источнику питания, сердечник 9 соленоида противодей­ ствующей пружиной 10 смещается вниз, мембрана .7.7 перекрывает от­ верстие 12, сообщающее камеру гидроусилителя с атмосферой. В этом случае в камере гидроусилите­ ля 5 и под золотником 3 устанавли­ ваются одинаковые давления, рав­ ные давлению воды в нагнетатель­ ном трубопроводе. Так как диаметр

777777777777777/777/

'0777777777,

надежно перекрывает проточную часть вентиля. При включении катушка соленоида втягивает сер­ дечник, мембрана 11 открывает отверстие 12, надзолотниковая ка­ мера 5 сообщается с атмосферой и давление в ней снижается. Система

золотник — поршень перемещается вверх, проточная часть вентиля открывается, вода из нагнетательного става поступает к насосу.

В настоящее время при заливке вспомогательными насосами в ка­ честве заливочных используются вертикальные погружные насосы,

щается в приемном колодце на отметке^нижнего уровня (рис. 102), чем исключается возможность подсоса воздуха главным насосом через систему заливки. Три нагнетательных патрубка 2 заливочного насоса 1 соединяются со всасывающими трубопроводами главных насосов. Двигатель 3 заливочного насоса выполняется водонепро­ ницаемым. При верхнем рабочем уровне воды в водосборнике сна­ чала включается заливочный насос, который по окончании заливки и включении главного насоса отключается. Воздух из насоса в про­ цессе заливки выходит по трубке 4.

Сифонный способ заливки по простоте и надежности является одним из лучших и применим при наличии верхних горизонтов с постоянным притоком воды. На верхнем горизонте (рис. 103) уста­

трубопровод 2, в начале которого устанавливается только сетка (без приемного клапана). Нижняя часть его подсоединяется к вса­ сывающему патрубку насоса.

После остановки агрегата баковый аккумулятор и насос остаются заполненными водой. При пуске насоса вода вначале удаляется из бака, где создается разрежение. В процессе эксплуатации в верх­ ней части бака 1 скапливается воздух, выделяющийся из шахтной воды. Для улучшения отсасывания воздуха водой в баковом аккуму­

Поршневое реле контроля за заливкой насосов РЗН-67 (рис. 105) состоит из корпуса 1 и гнезда 2. В замкнутом пространстве, образо­ ванном этими деталями, помещается диск 3 со штоком. Реле уста­ навливается на напорной линии насоса. Вытесняемый в процессе заливки воздух из насоса свободно выходит через отверстие в штуцер 4. В конце заливки через кольцевой зазор в гнезде 2 начинает вы­ ходить вода, оказывая давление на диск. Последний поднимается

-0 и через шток 5 вызывает замыкание контактов 6. При работе насоса давле­ на ние воды прижимает диск к резиновой прокладке 7 и отделяет наружное про­ странство от напорного трубопровода.

-0

Мембранное реле контроля за заливкой насоса РЗН-68 (рис. 106) более чувствительно, срабатывает при давлении 0,2—1 м вод. cm. Применяется в сочетании с теми способами заливки, которые обус­ ловливают относительно невысокие избыточные давления (заливка с помощью баков-аккумуляторов, сифонный способ, при заглублен­ ных насосных камерах). Монтируется на нагнетательном трубо­ проводе. При заполнении насоса давление воды воспринимается мембраной 1, которая передает усилие на шток 2 контактной го­ ловки 3. При рабочих давлениях насоса до 40 кГ/см2 применяются мягкие мембраны, при более высоких давлениях — мембраны ме­ таллические. При применении мембранных реле контроля за залив­ кой необходимо обеспечить выпуск воздуха из насоса в процессе заливки.

Исправное состояние элементов гидравлической схемы обусло­ вливает нормальную подачу насосного агрегата. Ввиду сложности устройств для измерения подачи ее оценивают косвенным образом —

по скорости протекания воды в нагнетательном или всасывающем трубопроводах. При работе насоса скорость протекания воды в тру­ бопроводах может значительно уменьшиться или стать равной нулю по различным причинам: из-за неисправности автоматической за­ движки, отрыва обратного клапана от оси, заиливания трубопровода, заклинивания трубопровода деревянной футеровкой при откачке кислотных вод, засорения предохранительной сетки всасывающего клапана, срыва вакуума при неплотностях на всасывающем трубо­ проводе или в самом насосе и по другим причинам.

Попытки использовать для контроля за скоростью воды диффе­ ренциальные манометрические системы, измеряющие перепад давле­ ний на дросселированных участках трубопровода или скоростной

5

Рис. 107. Реле производительности РПФВ-1

напор, не увенчались успехом. Наличие большого количества меха­ нических примесей в рудничных водах приводит к засорению им­ пульсных трубок и к частому отказу устройства. Установка на им­ пульсных трубках фильтров не приводит к существенному повыше­ нию надежности устройства, так как обеспечить систематическую очистку фильтров в шахтных условиях практически трудно.

В последние годы в системах автоматизации рудничных водо­ отливных установок применяются флажковые реле производитель­ ности РПФВ-1 (рис. 107). Реле устанавливается на горизонтальном участке всасывающего трубопровода. Корпус реле герметизирован, крепится к трубопроводу хомутами. Место стыка корпуса реле с трубопроводом уплотняется резиновой прокладкой. Флажок 1 реле, установленный перпендикулярно потоку воды, при работе насоса отклоняется на некоторый угол благодаря динамическому воздей­ ствию потока. Отклонение флажка через рычаг 2, валик 3 передается рычагу 4, который переключает контакты 5. Противодействующее усилие создается пружиной 6. Масляный демпфер 7 предназначен

для гашения колебаний подвижной системы реле, возникающих вследствие турбулентности потока воды.

Для контроля за давлением, развиваемым насосом, находят при­ менение поршневые реле давления, электроконтактные манометры и мембранные реле давления.

Поршневое реле давления (рис. 108) устанавливается на нагне­ тательном трубопроводе. При работе насоса вода поступает в ка­ меру под поршнем 2, который уплотнен резиновой манжетой 2.

/ т ? -_g

'О --------- 0

Поршень, сжимая пружину 5, перемещается вверх. При давлении срабатывания шток 4 воздействует на контактную группу 5. Настройка реле на требуемые давления срабатывания производится установ­ кой пружины 3 соответствующей жесткости и предварительным сжатием пружины гайкой 6. Реле этого типа могут настраиваться на давления срабатывания в пределах от 1,5 до 50 ати. Поршневые реле давления надежно работают в условиях откачки кислотных и загрязненных рудничных вод.

Чувствительным элементом электроконтактного манометра (рис. 109) является манометрическая пружина 1 в виде изогнутой полой трубки, свободный конец которой запаян. При повышении давления трубка частично выпрямляется, перемещение свободного конца ее с помощью рычажно-зубчатой системы 2 преобразуется в угловое перемещение стрелки 3, на которой укреплены контактные мостики 4. Давление срабатывания электроконтактного манометра в пределах

Рис. 110. Температурное реле ТДЛ-1

1 — 100 ати регулируется перемещением правой пары неподвижных контактов.

Для безаварийной работы насосных агрегатов необходимо осу­ ществлять непрерывный автоматический контроль за температурой подшипников насосоа и двигателя, который осуществляется в боль­ шинстве случаев термореле ТДЛ-1 (рис. 110). В наконечник 1 реле впаян легкоплавким сплавом стержень 2, который спиральной пру­ жиной 3 скреплен с валиком 4. Такое соединение заменяет храповой механизм, так как обеспечивает относительный поворот стержня и валика только в направлении разворота витков пружины. Нижний конец пружины через втулку 5 соединен с валиком, а верхний — закреплен в корпусе прибора. При заводе пружины рукояткой 6 валик поворачивается, контакты 7 замыкаются. При нагреве под­ шипника до температуры 73° С сплав размягчается, связь наконеч­ ника со стержнем нарушается, стержень совместно с валиком пово­ рачивается, контакт 7 размыкается. После остывания реле перево­ дится в рабочее состояние поворотом рукоятки на 90°. Термореле крепится в отверстии корпуса подшипника с помощью штуцера 8, который опирается на проволочное разрезное кольцо 9.

§ 5. Аппаратура управления

Функциональная часть схем автоматического управления водо­ отливными установками состоит из серийных электрических ап­ паратов: реле, контакторов, выключателей, переключателей, кнопок,

5

которые монтируются в металлических шкафах. Исполнение шкафов в зависимости от условий применения защищенное или взрывобезопасное. Кроме указанных аппаратов в типовых схемах авто­ матизации для угольной промышленности применяются программ­ ные реле, представляющие собой реле времени с несколькими кон­ тактными группами, имеющими независимые выдержки времени. Программное реле обеспечивает выполнение операций по управле­ нию и контролю в требуемой последовательности, осуществляет также чередование работы насосных агрегатов.