АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПЫЛЕПОДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к горному делу, а именно к автоматизированной системе пылеподавления при добыче и/или транспортировке угольной массы посредством ленточных конвейеров, предназначенной для создания безопасных условий труда в шахте.
Известна система пылеподавления при транспортировке угля по патенту RU 2485321 (опубл. 20.06.2013), содержащая напорную магистраль, гидравлически соединенную через механически управляемые клапаны с форсунками.
Недостатком данной системы является отсутствие контроля давления в гидравлических линиях и автоматизированного управления орошением конвейера в зависимости от измерений датчиков давления, что чревато перебоями в орошении и следовательно, опасными для персонала условиями труда.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является автоматизированная система пылеподавления для орошения транспортируемой конвейером угольной массы по патенту CN 202300477 (опубл. 04.07.2012). Такая система содержит напорную магистраль, гидравлически соединенную через электроуправляемый клапан с форсунками, датчики давления, установленные в напорной магистрали и на гидравлическом входе форсунок, и логически программируемый контроллер, соединенный с электрическим входом электроуправляемого клапана для его включения и выключения в зависимости от сигналов измерений датчиков давления. Датчики давления связаны с логически программируемым контроллером проводными линиями связи.
Недостаток данной системы заключается в том, что отсутствует контроль загруженности конвейерной ленты, приводящий к холостой работе системы при незагруженном конвейере.
Другим недостатком является ненадежность чреватой повреждением проводной линии связи датчиков с логически программируемым контроллером.
Следующим недостатком является отсутствие альтернативного источника энергии на случай перебоев в электроснабжении системы.
Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении безопасности условий труда в шахте вследствие оптимизации работы автоматизированной системы пылеподавления.
Поставленная задача решена тем, что автоматизированная система пылеподавления для орошения транспортируемой конвейером угольной массы, как и прототип, содержит напорную магистраль, гидравлически соединенную через электроуправляемый клапан с форсунками, датчики давления, установленные в напорной магистрали и на гидравлическом входе форсунок, и логически программируемый контроллер, соединенный с электрическим входом электроуправляемого клапана для его включения и выключения в зависимости от сигналов измерений датчиков давления.
В отличие от прототипа, введен механически управляемый клапан контроля загруженности конвейера, установленный на гидравлическом входе электроуправляемого клапана для подачи на него жидкости при движении угольной массы по конвейерной ленте.
Решению технической задачи способствует и то, что логически программируемый контроллер дополнительно соединен с радиомодулем для беспроводной связи с датчиками давления, дополнительно соединенными с радиомодулями.
Кроме того, имеется возможность альтернативного электропитания от генератора, установленного внутри конвейерного ролика и генерирующего энергию при вращении данного ролика.
Сущность полезной модели иллюстрируется следующими чертежами:
фиг. 1 - упрощенная схема автоматизированной системы пылеподавления;
фиг. 2 - альтернативная схема электроснабжения.
Данная система обеспечивает увлажнение транспортируемой угольной массы распылением воды или раствора через форсунки в местах пересыпа и вдоль конвейерной ленты. Жидкость для орошения поступает в форсунки из магистрали высокого давления по гидравлическим линиям.
Автоматизированная система пылеподавления (фиг. 1) содержит блок контроля и управления 1, датчики давления 2, 3 и 4, электроуправляемый клапан 5 и клапан 6 контроля загруженности ленты.
Блок контроля и управления 1 выполнен на основе логически программируемого контроллера 7, в программную память которого заложены диапазоны значений измеряемых датчиками величин, необходимые для нормальной работы. Логически программируемый контроллер 7, соединенный информационной линией связи с электроуправляемым клапаном 5, имеет возможность включения электроуправляемого клапана 5 при вхождении измерений датчиков давления 2, 3 и 4 в заданный диапазон значений, и выключения электроуправляемого клапана 5 при выхождении измерений датчиков давления 2, 3 и 4 из заданного диапазона значений.
Логически программируемый контроллер 7 соединен с устройством ввода 8, предпочтительно сенсорного типа, и устройством индикации (на схеме не показано).
Блок контроля и управления 1 связан с центральным пультом управления 9, имеющим возможность пуска и останова привода конвейера 10, и диспетчерским пультом управления 11, размещенным на поверхности.
Датчики давления 2, 3 и 4 установлены соответственно в напорной магистрали 12 и на гидравлическом входе форсунок 13 и 14. Вышеупомянутые датчики давления 2, 3 и 4 снабжены приемопередающими радиомодулями соответственно 15, 16 и 17 для беспроводной связи с логически программируемым контроллером 7 через радиомодуль 18. Сигнал каждого датчика давления 2, 3 и 4 содержит код, однозначно идентифицирующий его в системе. Возможна проводная связь упомянутых датчиков с блоком контроля и управления 1.
Напорная магистраль 12 гидравлически соединена с электроуправляемым клапаном 5 через последовательно включенные фильтр 19 и механически управляемый клапан 6 контроля загруженности ленты. Направление движения жидкости показано стрелками А, направление движения конвейерной ленты 20 - стрелками Б.
Клапан 6 контроля загруженности ленты содержит вертикально подвешенную над конвейерной лентой 20 пластину 21, имеющую возможность маятникового отклонения от своего исходного положения только при движении угля по конвейерной ленте 20. Клапан 6 контроля загруженности ленты, установленный на гидравлическом входе электроуправляемого клапана 5, служит для подачи на упомянутый клапан 5 жидкости при движении угольной массы по конвейерной ленте 20. В исходном, вертикальном положении, клапан 6 контроля загруженности ленты закрыт.
Электропитание системы обеспечено искробезопасным источником питания 22 с аккумуляторной поддержкой, преобразующим переменное напряжение шахтной сети в искробезопасный ток низкого напряжения.
Возможно альтернативное электроснабжение системы пылеподавления (см. фиг. 2) от генератора 23, установленного внутри конвейерного ролика 24 и имеющего возможность генерирования электроэнергии при вращении ролика 24. Предпочтительно использовать магнитоэлектрический торцевой генератор 23, установленный на неподвижном валу 26 ролика 24 и выполненный в виде двух дискообразных статоров 25 и размещенного между ними дискообразного ротора 28. При этом ротор 28 установлен на валу 26 на подшипниках (на фиг. не показаны) и жестко соединен с цилиндрическим корпусом ролика 24 с возможностью их совместного вращения.
Работа автоматизированной системы пылеподавления осуществляется следующим образом.
Центральный пульт управления 9 запускает привод конвейера 10 и отправляет сигнал, подтверждающий запуск, на блок контроля и управления 1, который в свою очередь опрашивает датчик давления 2. При достаточном для нормальной работы давлении в напорной магистрали 12 блок контроля и управления 1 отправляет электроуправляемому клапану 5 сигнал открывания.
Наличие горной массы (на фиг. не показана) на движущейся конвейерной ленте 20 отклоняет пластину 21 от вертикального положения, что приводит к открыванию клапана 6 контроля загруженности ленты и следовательно, подаче жидкости к электроуправляемому клапану 5. Далее оросительная жидкость поступает для распыления к форсункам 13 и 14.
Датчики давления 3 и 4 измеряют давление на гидравлических входах соответствующих им форсунок 13 и 14 и отправляют сигналы измерений блоку контроля и управления 1. При выхождении измерений датчиков давления 2, 3 и 4 из заданного диапазона значений логически программируемый контроллер 7 выключает электроуправляемый клапан 5. После устранения причин, приведших к выходу значений давления из заданного диапазона, работа системы возобновляется.
Движущаяся конвейерная лента 20 вращает цилиндрический корпус ролика 24 и жестко соединенный с ним ротор 28. При вращении ротора 28 относительно неподвижных статоров 25 в их обмотках наводится электродвижущая сила. После придания искробезопасных свойств данное напряжение подается для электропитания элементов системы пылеподавления.
Введение механически управляемого клапана 6 контроля загруженности ленты, установленного на гидравлическом входе электроуправляемого клапана 5, обеспечивает подачу на упомянутый клапан 5 жидкости только при движении угольной массы по конвейерной ленте 20, что исключает бесполезную работу оросительной системы при незагруженном конвейере 10.
Беспроводная приемопередающая связь блока контроля и управления 1 с датчиками давления 2, 3 и 4 повышает надежность их связи и упрощает техническое обслуживание.
Возможность альтернативного электроснабжения элементов системы энергией, выработанной размещенным внутри конвейерного ролика 24 генератором 23, обеспечивает бесперебойную и экономичную работу системы орошения.
В целом вышеупомянутые меры оптимизируют работу автоматизированной системы пылеподавления, что приводит к повышению безопасности условий труда в шахте.