RU2604171C2

RU2604171C2 - Дозирующая установка в водно-гидравлической установке

Info

Publication number: RU2604171C2
Application number: RU2013150911/28A
Authority: RU
Inventors: Ульрих ШМИТЦ; Ханс-Германн ХУНФЕЛЬД
Original assignee: Тифенбах Контрол Системс Гмбх
Priority date: 2011-04-16
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2016-12-10
Also published as: WO2012142989A1; US20140026648A1; AU2012244628A1; DE112012001725A5; RU2013150911A

Abstract

Изобретение относится к дозирующей установке для средства защиты от коррозии в водно-гидравлической установке для автоматического поддержания предварительно задаваемой концентрации защитного средства в водосодержащей жидкости. Дозирующая установка для автоматического поддержания предварительно задаваемой концентрации защитного средства жидкого средства защиты от коррозии в водно-гидравлической установке содержит измерительный контур, выполненный с возможностью отсоединения от гидравлической установки. При этом измерительный контур посредством выполненных с возможностью управления клапанов выполнен с возможностью замыкания и выполнен с возможностью соединения с источником чистящей жидкости в чистящий циркуляционный контур. За счет этого в измерительном контуре в течение предварительно задаваемого промежутка времени циркулирует чистящая жидкость для очистки датчика концентрации. Для калибровки дозирующая установка может быть загружена эталонной жидкостью с известной концентрацией защитного средства, прежде всего водой, прежде всего водой из общественной сети. В измерительный контур включаются другие датчики. Техническим результатом изобретения является повышение точности и надежности измерения дозировки, а также повышение безопасности. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к дозирующей установке для средства защиты от коррозии в водно-гидравлической установке для автоматического поддержания предварительно задаваемой концентрации защитного средства в водосодержащей гидравлической жидкости согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения.

Данная установка известна, например, из ЕР 0062306 A1.

Эта дозирующая установка имеет проблему в том, что ее эффективность зависит от точности дозирования и она, в свою очередь, в решающей мере зависит от точности измерения концентрации защитного средства.

Задача изобретения состоит в том, чтобы улучшить точность измерения и организовать ее так надежно, чтобы предотвратить преждевременную коррозию подверженных коррозии деталей гидравлической установки и тем самым добиться совершенно существенного эффекта экономии при замене корродированных деталей, а также существенного эффекта безопасности.

Решение по п. 1 формулы изобретения отличается тем, что оно требует лишь незначительных специальных затрат и является интегрируемым в существующее выполнение подобной дозирующей установки, а также имеющиеся дозирующие установки с незначительными затратами.

Одно из преимуществ изобретения заключается в том, что в режиме измерения и в режиме очистки используется один и тот же циркуляционный насос. Благодаря этому процессы измерения и очистки могут осуществляться независимо от основной работы гидравлической системы, поскольку нагнетательный насос в этих процессах не участвует.

В основе изобретения лежит представление о том, что искажение результата измерения концентрации защитного средства можно надежно установить лишь тогда, когда обеспечиваются постоянно равные условия измерений. Данное восстановление исходных условий измерения достигается путем кратковременного прекращения режима дозирования. Для этого дозирующая установка посредством выполненных с возможностью управления клапанов отсоединяется от гидравлической установки и посредством выполненных с возможностью управления клапанов замыкается накоротко на чистящий циркуляционный контур. Этот чистящий циркуляционный контур запитывается чистящей жидкостью. Если чистящая жидкость представляет собой воду, прежде всего водопроводную воду, то она может быть взята из общественной сети. Предпочтительно, чтобы чистящая жидкость сохранялась в очистительном баке, который включен в чистящий циркуляционный контур. Далее чистящая жидкость с помощью дозирующего насоса циркулирует в чистящем циркуляционном контуре и при этом омывает датчик концентрации чистящей жидкостью в течение предварительно задаваемого времени, пока нельзя будет ожидать очистки и восстановления исходных условий измерения.

Для контроля того, удалось ли восстановить исходные условия измерения, служит выполнение изобретения по п. 2 формулы изобретения. Здесь жидкость, так называемая эталонная жидкость, подается в измерительный контур, предпочтительно, в то время пока он все еще накоротко замкнут на чистящий циркуляционный контур. Затем можно проверить, соответствует ли результат измерения известной концентрации защитного средства. В простейшем случае эталонная жидкость может представлять собой воду, прежде всего воду из общественной сети. При отклонениях датчик концентрации повторно калибруется и корректируется на известное значение.

В качестве датчика концентрации, прежде всего, рассматривается оптический рефрактометр.

Для контроля условий измерения также предназначено выполнение по п. 4 формулы изобретения. В основе данного совершенствования лежит знание о том, что между различными параметрами гидравлической жидкости и/или чистящей жидкости существует достоверность. Это означает, что, например, следует ожидать измеренного изменения концентрации защитного средства, если, скорее всего, изменились и другие параметры, например рН-значение, температура, электрическая проводимость. Поэтому подобные параметры постоянно измеряются как в регулярном режиме дозирования и измерения, так и режиме очистки. Компенсация достоверности может производиться автоматически с помощью соответствующих дозирующей установке сохраняющих и счетно-решающих ресурсов.

Совершенствование по п. 6 повышает эффективность изобретения. При этом обеспечивается удаление из бака грубых загрязнений, причем они могут представлять собой такие посторонние частицы, как каменная и угольная пыль, химические продукты распада и разложения, а также органические вещества и организмы, и их удаление из измерительного контура и чистящего циркуляционного контура.

Особое значение имеет совершенствование по п. 7 формулы изобретения, которая обеспечивает обратную прослеживаемость дозирования защитного средства. При повреждениях деталей установки гидравлической установки таким способом обратно прослеживается, является причиной этого дефекты деталей установки или дефекты дозирования. В дальнейшем пример выполнения описывается на основании чертежа. На фиг. 1 и фиг. 2 схематично показаны существенные отдельные элементы дозирующей установки.

Из гидравлической установки при подземных работах в шахте показаны гидравлический бак 1, подключенная к нему напорная линия 2 с нагнетательным насосом 3, а также ведущая к баку обратная линия/баковая линия 4. Не показаны подключенные к ней гидравлические машины, прежде всего проходческие щиты с гидравлическими цилиндрами и клапанами и т.д.

Дозирующая установка имеет измерительный контур с расположенными в нем датчиками. Измерительный контур подключен к гидравлической установке в качестве байпаса через впускной трубопровод 6 и выпускной трубопровод 7 к главному баку 1. В этом измерительном контуре с помощью постоянно работающего циркуляционного насоса 8 постоянно циркулирует частичное количество и при этом проводится через датчик 9 концентрации. Управляющее устройство 5 имеет электронное запоминающее устройство 10, в котором сохранено заданное значение концентрации защитного средства. Данное заданное значение сравнивается в микропроцессоре 11 с измеренным значением датчика 9 концентрации и на основании этого создается подходящий выходной сигнал. Здесь следует сделать общее замечание, что на чертеже не показаны управляющее устройство дозирующего насоса и клапаны и их соединения с микропроцессором, чтобы не ухудшать наглядность чертежа. Посредством данного выходного сигнала активируется дозирующий насос 13 и из емкости 12 для защитного средства отбирается высококонцентрированное защитное средство и подается в главный бак 1, если измеренное значение концентрации ниже заданного значения. Как только измеренное значение снова достигнет заданного значения, дозирующий насос останавливается. Если, с другой стороны, измеренное значение превышает заданное значение, то есть, концентрация защитного средства слишком высока, то микропроцессор открывает водяной клапан 20 в водопроводе 19. Посредством этого в главный бак подается пресная вода для снижения концентрации защитного средства, пока не будет достигнуто заданное значение, и водяной клапан 20 не закроется снова.

HFA(Hydraulic Fire-resistance-Anticorrosion)-концентрация в гидравлической системе определяется оптическим способом измерения, рефрактометр в качестве датчика 9 концентрации. Управляющее устройство 5 содержит другие датчики для определения фактических значений параметров текущего состояния гидравлической жидкости. Эти датчики здесь обозначены цифрами 23, 24, 25. Измеренные значения данных датчиков также подаются в микропроцессор 11. В запоминающем устройстве 10 микропроцессора 11 введены и сохранены заданные значения концентрации защитного средства в зависимости от одного или нескольких этих параметров. Путем сравнения фактических значений концентрации защитного средства относительно одного или нескольких данных параметров микропроцессор 11 выдает сигнал достоверности. В качестве альтернативы, микропроцессор 11 выдает измеренное значение, например, с температурной компенсацией. Управляющее устройство 5 может иметь не показанный здесь экран, с которого являются считываемыми измеренные значения измеренной концентрации защитного средства и прочих параметров. При наличии соответствующей линии передачи данных экран может находиться и на поверхности.

Таким образом, дозирующая установка в состоянии автоматически регулировать HFA-концентрацию в гидравлической жидкости. При слишком низкой HFA-концентрации дозирующая установка управляет добавлением концентрата выше текущего измеренного значения. При передозировке водяной клапан 20 управляет разбавлением HFA-жидкости до установленного заданного значения. При недостаточной дозировке дозирующий насос 13 управляет добавлением концентрата в главный бак. Интегрированные индикаторы уровня (не показаны) предоставляют сведения об уровне наполнения в главном баке, в баке 12 для концентрата, а также в чистящем баке 18. Индивидуально регулируемые пороги предупреждения и тревоги визуализируют отклонения от заданных значений. Все измеренные значения сохранены в режиме документации установки. Таким образом, можно в любое время установить, являются ли повреждения деталей установки гидравлической установки дефекты деталей или же ошибочное дозирование.

Согласно изобретению дозирующая установка также имеет устройства для очистки датчиков. Очистка происходит в отдельном чистящем циркуляционном контуре, который автоматически активируется через регулярные промежутки времени или при необходимости, если, например, измеренные значения концентрации и других параметров более не достоверны.

Чистящий циркуляционный контур возникает посредством того, что измерительный контур путем закрывания клапанов 14, 15 во впускном трубопроводе 6 и в выпускном трубопроводе 7 отделяется от гидравлической установки и что вместо него путем открывания очистительных клапанов 16, 17 чистящий бак 18 включается в контур.

При закрывании данного чистящего циркуляционного контура измерительный контур закрывается и с помощью циркуляционного насоса 8 содержимое чистящего бака прокачивается в контуре через датчики. Очиститель состоит из воды или эмульсии подходящих добавок.

Второй электромагнитный клапан 21 предназначен для контроля нулевой точки. На этот клапан в зависимости от потребности, автоматически или же вручную, во время дозирующего режима или чистящего режима подаются сигналы открывания. При этом водяной распределитель 22 предназначен для подвода к отдельным датчикам, прежде всего датчику концентрации, рН-датчику 23, датчику 24 температуры, датчику 25 электропроводимости, в зависимости от того, где появляется необходимость контроля нулевой точки. Альтернативно, может быть подана жидкость с известной концентрацией защитного средства, например, через чистящий бак или отдельное подключение.

Путем регулярной очистки и контроля нулевой точки достигается то, что постоянно и в течение длительного времени имеются воспроизводимые и сравнимые результаты измерений, которые позволяют сделать вывод о состоянии установки.

На фиг. 2 показана деталь установки согласно фиг. 1. Видны гидравлический бак 1 с баковой линией 4, напорная линия 2, а также нагнетательный насос 3, а также детали измерительного контура с впускным трубопроводом 6, выпускным трубопроводом 7, баком 12 для концентрата и дозирующим насосом 13. Дополнительно показан второй чистящий циркуляционный контур 26. Этот чистящий циркуляционный контур отбирает гидравлическую жидкость из бака 1 посредством насоса 27 и направляет этот поток через чистящий фильтр 28. Как известно из опыта, загрязнения собираются, прежде всего, с поверхности 31 в баке 1. При этом они могут представлять собой пыль, прежде всего, угольную пыль и породную пыль. В гидравлической жидкости также образуются организмы, а также продукты разложения и распада, которые, прежде всего, выталкиваются на поверхность. Для сбора этих загрязнений предусматривается специальное отборное устройство 29 по типу сепаратора. Посредством устройства 32 регулировки высоты отборное устройство 29 может быть адаптировано под желаемое наполнение бака, благодаря чему впускные отверстия 30 отборного устройства 29 всегда находятся на поверхности 31 жидкости. Альтернативно, отборное устройство может плавать на жидкости и при этом быть направленным прямо. При этом оно автоматически подстраивается и под изменение наполнения бака 1.

С помощью данного устройства 29 удается не пропустить грубые загрязнения, которые могли бы привести к необратимому загрязнению датчиков, в измерительный контур и чистящий циркуляционный контур.

ССЫЛОЧНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

1. Гидравлический бак 1

2. Напорная линия 2

3. Нагнетательный насос 3

4. Баковая линия 4

5. Управляющее устройство 5

6. Впускной трубопровод 6

7. Выпускной трубопровод 7

8. Циркуляционный насос 8

9. Датчик концентрации 9

10. Запоминающее устройство 10

11. Микропроцессор 11

12. Емкость защитного средства 12 Бак для концентрата 12

13. Дозирующий насос 13 Насос концентрата

14. Выполненные с возможностью управления клапаны 14, 15

15. Выполненные с возможностью управления клапаны 14, 15

16. Выполненные с возможностью управления клапаны 16, 17, очистительные клапаны 16, 17

17. Выполненные с возможностью управления клапаны 16, 17, очистительные клапаны 16, 17

18. Источник. Чистящий бак 18

19. Водопровод 19

20. Водяной клапан 20

21. Электромагнитный клапан (4) для контроля нулевой точки

22. Водяной распределитель 22

23. рН-датчик

24. Датчик температуры

25. Датчик электропроводимости

26. второй чистящий циркуляционный контур

27. Чистящий насос 27

28. Чистящий фильтр 28

29. Отборное устройство, сепаратор 29

30. Впускные отверстия

31. Поверхность 31

32. Устройство регулировки высоты 32.

Claims

1. Дозирующая установка для средства защиты от коррозии в водно-гидравлической установке для автоматического поддержания предварительно задаваемой концентрации защитного средства в водной гидравлической жидкости, которая зачитывается из гидравлического бака (1) через напорную линию (2), нагнетательный насос (3) и баковую линию (4),
причем дозирующая установка имеет измерительный контур, который в качестве байпаса соединен с гидравлической установкой и который содержит датчик (9) концентрации для постоянного измерения концентрации защитного средства в гидравлической жидкости гидравлической установки и для постоянного отбора частичного количества гидравлической жидкости из гидравлической установки через впускной трубопровод (6) и выпускной трубопровод (7), а также клапан соединен с гидравлическим баком, и
причем дозирующая установка имеет соединительную линию для временного соединения датчика (9) концентрации с чистящим баком (18) в качестве источника чистящего средства и для перемещения чистящего средства к датчику (9) концентрации, когда открыт упомянутый клапан, который расположен между гидравлическим баком и датчиком (9) концентрации,
отличающаяся тем,
что в измерительный контур включен циркуляционный насос (8) для постоянного отбора частичного количества гидравлической жидкости из гидравлической установки,
что измерительный контур содержит выполненный с возможностью управления клапан (14) во впускном трубопроводе (6) между гидравлическим баком (1) и датчиком (9) концентрации и другой выполненный с возможностью управления клапан (15) в выпускном трубопроводе (7) между гидравлическим баком (1) и циркуляционным насосом (8), посредством которых (клапанов (14, 15)) впускной трубопровод (6) и выпускной трубопровод (7) являются отсоединяемыми от гидравлической установки (1), и
что соединительная линия для временного соединения датчика (9) концентрации с чистящим баком (18) замыкает накоротко впускной трубопровод (6) и выпускной трубопровод (7) между клапанами (14, 15) и, с одной стороны, датчиком (9) концентрации и, с другой стороны, циркуляционным насосом (8) и
за счет этого образует чистящий циркуляционный контур, который содержит датчик (9) концентрации и циркуляционный насос (8), а также выполненные с возможностью управления клапаны (14, 15),
причем чистящий циркуляционный контур замыкается, когда выполненные с возможностью управления клапаны (14, 15) открываются на предварительно задаваемое время для прокачки чистящей жидкости через датчик (9) концентрации, осуществляемой посредством циркуляционного насоса (8).

2. Дозирующая установка по п. 1, отличающаяся тем, что чистящая жидкость является водой, прежде всего отобранной из общественной сети водопроводной водой.

3. Дозирующая установка по п. 1, отличающаяся тем, что в измерительный контур является подаваемой эталонная жидкость с известной концентрацией защитного средства, прежде всего вода, прежде всего вода из общественной сети, и что измеренное значение датчика концентрации сравнивается с известным значением концентрации защитного средства.

4. Дозирующая установка по п. 1, отличающаяся тем, что датчик концентрации является оптическим рефрактометром.

5. Дозирующая установка по п. 1, отличающаяся тем, что в измерительный контур включены другие датчики (23-25) для измерения свойств гидравлической жидкости и/или чистящей жидкости, прежде всего для измерения рН-значения, температуры, электропроводимости.

6. Дозирующая установка по п. 1, отличающаяся тем, что параллельно измерительному контуру через впускной трубопровод и выпускной трубопровод с баком (1) соединен второй чистящий циркуляционный контур (26), а также включенный в чистящий циркуляционный контур циркуляционный насос (27) и чистящий фильтр (28), причем впускной трубопровод, предпочтительно, соединен с баком (1) через выполненный с возможностью регулировки по высоте сепаратор (29, 30).

7. Дозирующая установка по п. 1, отличающаяся тем, что управляющее устройство имеет постоянное запоминающее устройство для сохранения полученных во время циклов дозирования и, предпочтительно, также во время циклов очистки измеренных значений.

8. Дозирующая установка по п. 1, отличающаяся тем, что дозирующая установка содержит:
- управляющее устройство (5) с запоминающим устройством (10) для сохранения предварительно задаваемой концентрации защитного средства и с микропроцессором (11) для выработки разностного сигнала на основании значения сохраненной, предварительно задаваемой концентрации защитного средства и определенной датчиком концентрации текущей концентрации защитного средства,
- емкость (12) защитного средства для средства защиты от коррозии,
- дозирующий насос (13), который, с одной стороны, соединен с емкостью (12) защитного средства и, с другой стороны, с гидравлической установкой, и который выполнен с возможностью управления в зависимости от разностного сигнала управляющего устройства таким образом, что гидравлическая жидкость обогащается средством защиты от коррозии до предварительно заданной концентрации защитного средства, и концентрация защитного средства не снижается ниже предварительно задаваемой концентрации защитного средства.