Pierwszenstwo: Opublikowano: 30.X.1971 64139 KI. 27 c, 7/07 MKP F 04 d, 27/00 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Zbigniew Zwierzycki, Stanislaw Labonski, Adam Zyzak Wlasciciel patentu: Glówny Instytut Górnictwa, Katowice (Polska) Uklad regulacji i kontroli do sterowania rewersyjnego wentylatora glównego przewietrzania kopaln Przedmiotem wynalazku jest uklad regulacji i kontroli do sterowania rewersyjnego wentylatora osiowego glównego przewietrzania kopaln, w któ¬ rym zmiany katów ustawienia lopatek wirnika z dodatnich na ujemne dokonuje sie podczas pracy bez zmiany kierunku jego obrotów.Potrzeby wentylacji podyktowane bezpieczen¬ stwem pracy w górnictwie wymagaja, aby glów¬ ne wentylatory byly wyposazone w urzadzenia umozliwiajace zmiane kierunku pradu powietrza w wyrobiskach kopalni. Spelniajac te warunki bu¬ dowano dotychczas kosztowne i klopotliwe w uzy¬ ciu systemy kanalów i klap re wersyjny eh lub stosowano mialo skuteczna i czasochlonna rewersje przez odwrócenie kierunku obrotów wentylatora.Uzyskanie wysokich parametrów rewersji przez szybka zmiane ustawienia lopatek wirnika wenty¬ latora osiowego podczas ruchu pociaga za soba odwrócenie przeplywu powietrza w kopalnianej sieci wentylacyjnej. Odwrócenie kierunku wenty¬ lacji w kopalni w sprzyjajacych warunkach moze sie przyczynic do zmniejszenia zagrozenia pozaro¬ wego i oddac skuteczna pomoc w ratowaniu zalo¬ gi. Dotychczas mechanizm dzwigniowy umozliwia¬ jacy zmiane kata ustawienia lopatek wirnika, w który wyposazony jest osiowy wentylator rewer¬ sy jny, sterowany byl recznym napedem korbowym.Reczny naped okazal sie klopotliwy w obsludze i powolny w dzialaniu, a wiec malo przydatny przy 10 15 30 mechanizacji i automatyzacji innych czynnosci przewietrzania wyrobisk kopalnianych.Celem wynalazku jest umozliwienie regulacji parametrów glównego przewietrzania kopaln przez zdalne sterowanie jednego lub zespolu pracujacych wentylatorów, a zwlaszcza umozliwienie natych¬ miastowego odwracania kierunku pradu powietrza w kopalni bez zmiany kierunku obrotu walu wen¬ tylatora.Cel ten, zgodnie z wynalazkiem, zostal osiagnie¬ ty za pomoca ukladu regulacji i kontroli do ste¬ rowania rewersyjnego wentylatora glównego prze*- wietrzania kopaln, skladajacego sie z hydraulicz¬ nego zespolu napedowego do uruchomienia me¬ chanizmu nastawczego lopatek wirnika wentyla¬ tora i glównej zasuwy, z zespolu kontrolno-pomia¬ rowego parametrów pracy wentylatora i sieci wentylacyjnej, oraz z zespolu regulacji. Zespól na¬ pedowy jest wyposazony w przesuwnik mechanizm mu nastawczego lopatek wirnika wentylatora, za^ silany poprzez rewersyjny rozdzielacz i odcinajace zawory dwoma przewodami zasilajaco-odplywo- wymi ze stacji zasilajacej, oraz w hydrauliczny przesuwnik glównej zasuwy polaczony ze stacja zasilajaca dwoma cisnieniowymi przewodami za- silajaco-odplywowymi poprzez rozdzielacz rewer¬ syjny. Natomiast zespól kontrolno-pomiarowy Jest zaopatrzony w jeden czujnik do pomiaru depresji, w drugi czujnik analizujacy sklad gazów w po¬ wietrzu kopalnianym, w czujniki mierzace para- 6413964139 metry powietrza sieci wentylacyjnej kopalni sko¬ jarzone równolegle z wezlem regulacyjnym i pul¬ pitem wyposazonym we wskazniki informacyjne parametrów sieci wentylacyjnej, oraz w czujnik do pomiaru cisnienia zasilania stacji zasilajacej.Zespól regulacji ma pulpit do zdalnego stero¬ wania recznego, regulacyjny wezel do przetwarza¬ nia informacji i sterowania automatycznego, po¬ nadto ma kanal sprzegajacy zwrotnie i blokujaco wezel regulujacy z pulpitem oraz kanal wezla programujacego. Elementy te sa sprzezone z ze¬ spolem kontrolno-pomiarowym i polaczone z re¬ gulatorami zespolu napedowego, silnika elektrycz¬ nego i stacji zasilajacej dla sterowania i regulacji pracy wentylatora recznej z pulpitu lub automa¬ tycznej wezlem regulacyjnym albo wedlug pro¬ gramu wezlem programujacym. Uklad wedlug wynalazku jest bardzo prosty w obsludze i pewny w dzialaniu, zawiera niewielka ilosc aparatury i umozliwia blokade i reczne sterowanie poszcze¬ gólnych zespolów hydraulicznych. Samo sterowa¬ nie zespolu hydraulicznego zrealizowano stosujac jedynie rozdzielacze trójdrozne, zawory odcinajace i zawór przelewowy.Natomiast zespól kontroli i przekazywania in¬ formacji o sieci wentylacyjnej i jej parametrów jest sprzezony z wezlem przetwarzania i dalej skojarzony zwrotnie z regulatorami zespolu hy¬ draulicznego, z silnikiem wentylatora, stacja za¬ silania i wezlem programujacym. Takie sprzeze¬ nia ukladu pozwalaja na automatyczne i samo¬ czynne sterowanie pracy wentylatora, a takze umozliwiaja stosowanie go dla wiekszej liczby wentylatorów tworzacych stacje wentylacyjna.Uklad ma szczególne znaczenie przy równoleglej pracy wentylatorów glównego przewietrzania ko¬ paln, gdy zaklócenia dzialania stacji wentylacyj¬ nej moga prowadzic do nieskutecznej pracy wen¬ tylatorów i zagrozic zalodze powstaniem niebez¬ piecznej atmosfery w wyrobiskach kopaln. Poz¬ wala to takze na dokonanie rewersji w ciagu bardzo krótkiego czasu z mozliwoscia dalszej re¬ gulacji parametrów wentylatora podczas pracy.Przedmiot wynalazku jest przykladowo przed¬ stawiony schematycznie na rysunku.Uklad napedu, regulacji i kontroli do sterowa¬ nia rewersyjnego wentylatora 1 z elektrycznym silnikiem 2 sklada sie z napedu hydraulicznego mechanizmu nastawczego lopatek wirnika i zasu¬ wy glównej wentylatora oraz z zespolu kontroli i regulacji pracy calego urzadzenia wentylacyj¬ nego.Naped hydrauliczny sterowania lopatek wirnika sklada sie z hydraulicznego przesuwnika 3, z pary zasilajaco-odplywowych cisnieniowych prze¬ wodów 4, dwóch odcinajacych zaworów 5 i re¬ wersyjnego rozdzielacza 6, wspólpracujacych z za¬ silajaca stacja 7. Stacje tworza wysokocisnienio¬ wa pompa hydrauliczna z napedem elektrycznym, zawór przelewowy 7a, manometr kontrolny i zbior¬ nik z czynnikiem hydraulicznym. Przewody 4 sa zaopatrzone w przeplywowo-odpowietrzajace prze¬ guby 8, które umozliwiaja odpowietrzenie ukladu hydraulicznego i zwiekszenie jego czulosci. Naped hydrauliczny glównej zasuwy 9 wentylatora 1 4 sklada sie z hydraulicznego przesuwnika 10, pary zasilajaco-odplywowych cisnieniowych przewodów 11, rewersyjnego rozdzielacza 12, wspólpracujacych z zasilajaca stacja 7. Przewody 4 oraz przewody 11 pelnia na przemian funkcje przewodów zasila¬ jacych badz tez przewodów powrotnych, zaleznie od wymaganego kierunku ruchu tloka i tloczyska przesuwnika hydraulicznego. Zawór przelewowy 7a w zasilajacej stacji 7 umozliwia regulacje cis¬ nienia czynnika hydraulicznego w ukladzie, czym zapewnia poprawna, a zarazem bezpieczna prace zespolu hydraulicznego sterowania.Funkcje rozrzadu sterujacego dla hydraulicznych przesuwników 3, 10 spelniaja odpowiednio rewer- syjne rozdzielacze 6, 12, laczace przewód wyso¬ kiego cisnienia stacji 7 na przemian z jednym z pary przewodów 4 i 11, a jednoczesnie z przewo¬ dem drugim z pary odprowadzajacym czynnik hydrauliczny do zbiornika. Przesuwanie tloka w cylindrze przesuwnika 3 odbywa sie przy otwar¬ tych zaworach 5, natomiast dla utrzymywania przez dluzszy okres czasu blokady tloka w prze- suwniku 3, a tym samym utrzymanie stalego kata lopatek wirnika wentylatora 1, zostaja zamkniete zawory 5, blokujac obustronnie przeplyw czynni¬ ka hydraulicznego.Uklad kontroli i regulacji rewersyjnego wenty¬ latora 1 sklada sie z zabudowanych w kanalach wentylacyjnych czujnika 13 do pomiaru depresji wentylatora i czujnika 14 do analizy gazów szko¬ dliwych, a takze czujników 15 parametrów po¬ wietrza w sieci wentylacyjnej w kopalni i czuj¬ nika 16 cisnienia czynnika w ukladzie hydra¬ ulicznym sterowania, sprzezonych przez pulpit 17 recznego zdalnego sterowania kanalem 18 do blo¬ kady i zdalnego sterowania recznego z regulacyj¬ nym wezlem 19 automatycznego sterowania, który przetwarza informacje o parametrach na impulsy wykonawcze. Pulpit 17 skupia informacyjne wskazniki 20 parametrów sieci wentylacyjnej, przekazywanych przez czujniki 13, 14, 15, dalej wskaznik 21 temperatury lozysk wentylatora 1 i wskaznik 22 cisnienia czynnika w ukladzie hydra¬ ulicznym przekazywanego przez czujnik 16.Natomiast wyposazone w blokade polaczenie pulpitu 17 przez kanal 18 z wezlem 19 pozwala przejsc na reczne zdalne sterowanie calego ukla¬ du, a w szczególnosci na zmiane katów ustawienia lopatek wirnika celem uzyskania zmian wydaj¬ nosci lub calkowitej rewersji wentylatora 1. Re¬ gulacyjny wezel 19 odbiera równolegle informacje o parametrach sieci wentylacyjnej bezposrednio od czujników pomijajac pulpit 17 lub otrzymuje kanalem 23 zaprogramowane parametry pracy wentylatora 1 w ciagu doby i steruje automa¬ tycznie praca urzadzenia wentylacyjnego bez in¬ gerencji czlowieka. Jednoczesnie wezel 19 posiada kanal 24 do sterowania praca silnika 2 napedza¬ jacego wentylator 1, a takze kanal regulacji pracy zasilajacej zespól hydrauliczny stacji 7 z upusto¬ wym zaworem 7a.Uklad regulacji i kontroli do sterowania rewer¬ syjnego wentylatora glównego przewietrzania ko¬ paln dziala w sposób nastepujacy. W celu uru¬ chomienia wentylatora 1 przeprowadza sie naj- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6064139 pierw reczne wlaczenie regulacyjnego wezla 19, który po przeanalizowaniu informacji uzyskanych od wszystkich czujników ukladu wlacza program rozruchu. Program ten uwzglednia wlaczenie za¬ silajacej stacji 7, ustawienie lopatek wirnika wen¬ tylatora 1, uruchomienie elektrycznego silnika 2 i wprowadzenie wentylatora 1 do wymaganej predkosci obrotowej, otwarcie glównej zasuwy 9 i ustawienie lopatek wirnika pod katem zapew¬ niajacym wlasciwe parametry wentylacji. Z kolei nastepuje reczne przelaczenie ukladu na automa¬ tyczna regulacje parametrów pracy wentylatora 1 za posrednictwem informacji pochodzacych od czujników 15 stanu powietrza kopalnianego i in¬ formacji pochodzacych od z góry zadanego progra¬ mu. Natomiast zatrzymanie wentylatora wymaga przeprowadzenia opisanych czynnosci w odwrotnej kolejnosci.W przypadku koniecznosci dokonania rewersji wentylacji nastepuje- reezne- wylaezenie- zespoltt automatycznej regulacji i przejscie na zdalne ste¬ rowanie reczne wedlug wskazan czujników, bez potrzeby zatrzymywania wentylatora. Impulsy z regulacyjnego wezla 19 wplywaja na ustawienie rewersyjnych rozdzielaczy 6 i 12* Ustawienie roz¬ dzielacza 6 powoduje zmiane kata ustawienia lo¬ patek wirnika wskutek zadzialania przesuwnika 3.Po osiagnieciu pozadanych parametrów wentylacji nastepuje zablokowanie ukladu sterowania lopatek na skutek impulsów powodujacych zamkniecie od¬ cinajacych zaworów 5. Natomiast ustawienie roz¬ dzielacza 12 powoduje zmiane polozenia zasuwy 9 wskutek zadzialania przesuwnika 10. PL