PL234405B1 - Zespół pompowo-sterujący układu chłodzenia - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zespół pompowo-sterujący do zamkniętych układów chłodzenia, zwłaszcza układów chłodzenia urządzeń górniczych pracujących pod ziemią.

Znane są i powszechnie stosowane układy i systemy chłodzenia silników z wykorzystaniem wody lub powietrza jako czynników chłodzących. Znane są również, stosowane do chłodzenia silników różne roztwory wodne, jak na przykład roztwory wody i glikolu, zmieszane w różnych proporcjach. W maszynach stosowanych w górnictwie węglowym, zwłaszcza w kombajnach, gdzie zazwyczaj stosowane są otwarte wodne układy chłodzenia, woda po przejściu przez zespoły wymagające chłodzenia często zasila system zraszania pyłu powstającego w wyniku pracy maszyny. W innym przypadku woda po jej wykorzystaniu w systemie chłodzenia poprzez swobodny wypływ wydalana jest poza maszynę.

Znane są także w górnictwie wodne układy zamknięte, stosowane zwłaszcza w górnictwie soli potasowych, gdzie woda po schłodzeniu zespołów maszyn powraca do obiegu wodnego, gdyż jej wydostanie się do wyrobiska jest niedopuszczalne, przede wszystkim z uwagi na wysoce korozyjne właściwości tworzącego się roztworu soli.

Napędowe silniki elektryczne maszyn górniczych chronione są przed nadmiernym wzrostem ich temperatury poprzez zastosowanie czujników temperatury i/lub czujników przepływu, które w przypadku przekroczenia wartości dopuszczalnej temperatury, lub braku przepływu czynnika chłodzącego, powodują ich zadziałanie skutkujące przerwą w dostawie energii elektrycznej i zatrzymaniem pracy silników maszyny.

Znane jest również z polskiego opisu patentowego PL 213 334 rozwiązanie, gdzie w systemie zraszania i chłodzenia górniczego kombajnu ścianowego zastosowano mieszaninę powietrzno-wodną, która przed dostarczeniem jej do dysz zraszających spełnia rolę czynnika chłodzącego, przepływając przez chłodnice kombajnu, na przykład chłodnice silników elektrycznych, oleju lub przekładni zębatych. W tym rozwiązaniu woda i sprężone powietrze mieszane są poza maszyną, czasami nawet poza wyrobiskiem, przed dostarczeniem mieszaniny do systemu chłodzenia i zraszania.

Jeszcze inne rozwiązanie układu chłodzenia znane jest z opisu zgłoszeniu patentowego P 393043 którego istotą jest zastosowanie w układzie chłodzenia urządzeń, czujników temperatury czynnika chłodzącego i/lub temperatury chłodzonych zespołów urządzenia, które to czujniki poprzez przekazywane impulsy do odpowiednich zespołów układu chłodzenia sterują wielkością natężenia przepływu czynnika chłodzącego. Układ według tego rozwiązania może funkcjonować w obiegu otwartym, ale także może działać jako układ zamknięty, gdzie czynnik chłodzący zostaje z powrotem skierowany do przewodu dopływowego układu.

Wszystkie znane rozwiązania posiadają tą wadę, że nie zabezpieczają w pełni układów chłodzenia przed awariami systemów ich zasilania i sterowania.

Wady tej nie posiada rozwiązanie według wynalazku, którego istota polega na zastosowaniu specjalnego zespołu pompowo-sterującego, zapewniającego pełne bezpieczeństwo działania układu chłodzenia w przypadkach wystąpienia stanów awaryjnych. Dotyczy to zarówno wystąpienia awarii w systemie zasilania układu chłodzenia, jak i wystąpienia awarii samego zespołu pompowo-sterującego.

Celem wynalazku jest urządzenie zapewniające bezpieczeństwo układów chłodzenia maszyn pracujących pod ziemią, celem zapobieżenia ich przegrzewaniu się na skutek zaniżenia skuteczności ich chłodzenia podczas pracy. Urządzenie wyposażone jest w automatyczny układ pozwalający na samodzielny powrót obwodu chłodzenia do normalnej pracy po ustaniu awarii.

Urządzenie „Zespół pompowo-sterujący układu chłodzenia” według wynalazku ma umieszczony na wodnym przewodzie dopływu wody z układu chłodzenia do pompowego zespołu czujnik temperatury i ma umieszczony na wypływie z pompowego zespołu czujnik przepływu wody, po czym przewód wodny w dalszym biegu ma rozwidlenie na linię wodną łączącą pompowy zespół z rurociągiem wodnym, na której zabudowany jest zawór elektrohydrauliczny, oraz na linię wodną łączącą pompowy zespół z rurociągiem ściekowym na której również zabudowany jest zawór elektrohydrauliczny przy czym czujnik temperatury, zespół pompowy, czujnik przepływu oraz oba zawory elektrohydrauliczne połączone są przewodami obiegu sterowniczego ze skrzynią sterowniczą.

Od linii wodnej na odcinku pomiędzy czujnikiem temperatury a zespołem pompowym odchodzi odgałęzienie przewodu połączone kolejno poprzez zawór elektrohydrauliczny oraz czujnik przepływu wody z rurociągiem ściekowym a zawór oraz czujnik połączone są przewodami obiegu sterowniczego ze skrzynią sterowniczą.

PL 234 405 B1

Na wypływie wody z elektrohydraulicznego zaworu zabudowanego na odgałęzieniu linii wodnej połączonym z rurociągiem wodnym umieszczony jest zawór jednokierunkowy. Na wypływie wody z elektrohydraulicznego zaworu zabudowanego na odgałęzieniu linii wodnej połączonym z rurociągiem ściekowym umieszczony jest zawór jednokierunkowy.

Elektrohydrauliczny zawór zabudowany na odgałęzieniu linii wodnej, połączonym z rurociągiem ściekowym połączony jest przewodem obiegu sterowniczego z nastawnym przekaźnikiem czasowym korzystnie umieszczonym w skrzyni sterowniczej.

Urządzenie „Zespół pompowo-sterujący układu chłodzenia” według wynalazku przedstawiono w przykładowym wykonaniu na rysunku, na którym Fig. 1 pokazuje zespół pompowo-sterujący w widoku z boku, Fig. 2 ilustruje ten zespół w widoku z góry, a Fig. 3 przedstawia jego schemat połączeń hydraulicznych i elektrycznych.

Urządzenie „Zespół pompowo-sterujący układu chłodzenia” składa się z pompowego zespołu 1 (pompa-elektryczny silnik napędowy) oraz elementów sterowania w postaci elektrycznej sterowniczej skrzyni 2, elektrohydraulicznych suwakowych zaworów 3, 4 i 5, przetwornika 6 temperatury, czujników 7 i 8 przepływu, odcinającego zaworu 9 i jednokierunkowych zaworów 10 i 11. Wszystkie te zespoły i elementy zamocowane są we wspólnej transportowej ramie 14. Fig. 3 przedstawia schematycznie obieg wodny urządzenia oraz obieg sterowania elektrycznego. Za pomocą wodnych przewodów 12 (linie ciągłe) zapewniony jest przepływ wody w urządzeniu, zaś elektryczne przewody 13 obiegu sterowniczego (linie przerywane) zapewniają przepływ sygnału między poszczególnymi sterującymi elementami, a sterowniczą skrzynią 2.

Działanie urządzenia według wynalazku wygląda następująco: Woda dostarczona z rurociągu wodnego do układu chłodzenia dopływa następnie do zespołu pompowo-sterującego, gdzie przepływa przez przetwornik 6 temperatury, który przesyła sygnał do sterowniczej skrzyni 2 o wysokości temperatury przepływającej wody. Dalej woda dopływa do pompowego zespołu 1, który tłoczy ją poprzez czujnik przepływu 7, który przekazuje do sterowniczej skrzyni 2 sygnał o wielkości natężenia przepływu wody. Gdy temperatura i ilość podawanej wody jest prawidłowa, ze skrzyni 2 przekazywany jest sygnał do elektrohydraulicznego zaworu 3 powodując jego przesterowanie w położenie przepływu, po czym woda powodując swoim ciśnieniem otwarcie jednokierunkowego zaworu 10 jest wtłaczana z powrotem do rurociągu wodnego.

W przypadku braku przepływu wody w rurociągu wodnym rośnie temperatura wody w obiegu chłodzącym i osiąga temperaturę przełączenia, co sygnalizuje przetwornik 6, zaś czujnik 7 sygnalizuje przepływ wody. Wówczas zostają przekazane sygnały z sterowniczej skrzyni 2 do elektrohydraulicznego zaworu 3 powodując jego przesterowanie w położenie zamknięte, oraz poprzez przekaźnik czasowy do elektrohydraulicznego zaworu 4 powodując jego przesterowanie w położenie przepływu. Woda swoim ciśnieniem otwierając jednokierunkowy zawór 11 wydostaje się do rurociągu ściekowego, lub w przypadku jego braku bezpośrednio do ścieku. Po upływie czasu nastawy przekaźnika czasowego, umieszczonego w skrzyni 2, następuje przełączenie układu na wypływ do rurociągu wodnego. Przy ponownym wzroście temperatury wody cykl się powtarza, zaś czujnik 7 przepływu cały czas sygnalizuje przepływ wody.

W innych przypadkach, gdy następuje uszkodzenie pompowego zespołu 1 lub elektrohydraulicznego zaworu 3 (w trakcie normalnej pracy) bądź zaworu 4 (w trakcie pracy przy awarii rurociągu wodnego) występuje brak sygnału z czujnika 7 o przepływie wody. Następuje wtedy przesłanie ze skrzyni 2 sygnału do elektrohydraulicznego zaworu 5, co powoduje jego przesterowanie w położenie przepływu. Wówczas zostaje z czujnika 8 przekazany do skrzyni 2 sygnał o przepływie wody, która poprzez jednokierunkowy zawór 11 wypływa poza układ.

Dodatkowo zastosowanie ręcznie sterowanego odcinającego zaworu 9 zapewnia ochronę urządzenia przed uszkodzeniem, w przypadku gdy wszystkie elektrohydrauliczne zawory suwakowe są niesprawne i nie ma przepływu wody w rurociągu wodnym.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zespół pompowo-sterujący układu chłodzenia, zwłaszcza zamkniętych układów chłodzenia urządzeń górniczych pracujących pod ziemią, posiadający pompę odprowadzającą wodę z układu chłodzenia do rurociągu zasilającego ten układ, znamienny tym, że ma umieszczony na wodnym przewodzie /12/ dopływu wody z układu chłodzenia do pompowego zespołu /1/

   PL 234 405 B1 czujnik temperatury /6/ i ma umieszczony na wypływie z pompowego zespołu 111 czujnik przepływu wody /7/, po czym przewód wodny /12/ w dalszym biegu ma rozwidlenie na linię wodną łączącą pompowy zespół /1/ z rurociągiem wodnym, na której zabudowany jest zawór elektrohydrauliczny /3/, oraz na linię wodną łączącą pompowy zespół /1/ z rurociągiem ściekowym na której zabudowany jest zawór elektrohydrauliczny /4/ przy czym czujnik temperatury /6/ zespół pompowy /1/, czujnik przepływu /7/ oraz zawory elektrohydrauliczne /3/, /4/, połączone są przewodami obiegu sterowniczego /13/ ze skrzynią sterowniczą /2/.
2. 2. Zespół pompowo-sterujący do układów chłodzenia według zastrz. 1, znamienny tym, że od linii wodnej /12/ na odcinku pomiędzy czujnikiem temperatury /6/ a zespołem pompowym /1/ odchodzi odgałęzienie przewodu /12/ połączone kolejno poprzez zawór elektrohydrauliczny /5/ oraz czujnik przepływu wody /8/ z rurociągiem ściekowym a zawór /5/ oraz czujnik /8/ połączone są przewodami obiegu sterowniczego /13/ ze skrzynią sterowniczą /2/.
3. 3. Zespół pompowo-sterujący do układów chłodzenia według zastrz. 1 i 2, znamienny tym, że ma korzystnie na wypływie wody z elektrohydraulicznego zaworu /3/ umieszczony jednokierunkowy zawór /10/.
4. 4. Zespół pompowo-sterujący do układów chłodzenia według zastrz. 1 i 2, znamienny tym, że ma korzystnie na wypływie wody z elektrohydraulicznego zaworu /4/ umieszczony jednokierunkowy zawór /11/.
5. 5. Zespół pompowo-sterujący do układów chłodzenia według zastrz. 1, znamienny tym, że elektrohydrauliczny zawór /4/ połączony jest przewodem obiegu sterowniczego /13/ z nastawnym przekaźnikiem czasowym, korzystnie umieszczonym w sterowniczej skrzyni /2/.

   PL 234 405 Β1

   Rysunki

   Fig.1

   PL 234 405 Β1

   Fig.2

   PL 234 405 Β1