Рис. 1.13. Схема отборников давления и их подключения к дифференциальному датчику
а — разделительное устройство с пористой диафрагмой; б — то же, без диафрагмы; в — то же, с камерой из упругого материала; 1 — разделительное устройство; 2— дифференциальный датчик давления

Для защиты датчиков давления применяются разделительные устройства, конструкции которых показаны на рис. 1.13. Испытаны разделительные устройства гравитационного типа, где твердые частицы гидросмеси задерживаются пористой диафрагмой и выпадают на дно емкости (рис. 1.13, а). Скорость подъема гидросмеси по вертикальной трубке в корпусе разделителя уменьшается резьбовым регулятором лабиринтного зазора, что способствует выпадению тонких илистых частиц. Испытания этого устройства на контроле вакуума показали, что при обратном движении гидросмеси диафрагма может засоряться песком и разряжение в импульсную трубку не передается. Кроме того, при низких температурах насыщенная водой диафрагма замерзает. Жесткая пористая диафрагма может заменяться сплошной эластичной. Однако чувствительность разделителя с эластичной диафрагмой снижается при увеличении длины импульсной трубки, идущей к прибору.

Разработана и испытана также модификация разделительного устройства гравитационного типа, в котором вместо разделительной диафрагмы (рис. 1.13, б) сделана широкая отстойная камера снабженная высокой трубкой, выход из которой имеет лабиринтный переход в высокий цилиндр-накопитель для ила. За счет резкого расширения потока гидросмеси в камере выпадают крупные частицы песка. Осветленная гидросмесь с малой скоростью поднимается вверх и попадает в цилиндрическую емкость здесь выпадают мелкие и увлеченные потоком крупные илистые частицы. В верхнюю часть цилиндра, в которой рас-, положен штуцер импульсной трубки, поступает чистая вода.

Наблюдения за разделительными устройствами показали, что при работающем грунтовом насосе импульсная трубка остается чистой. При остановке насоса, когда гидросмесь движется в обратном направлении и имеют место гидравлические удары, заполняется гидросмесью разделительная емкость и частицы грунта могут попадать в импульсную трубку. Предупредить такое явление можно путем увеличения высоты осадительной емкости. Это подтверждает опыт эксплуатации на земснарядах осадительного устройства в виде широкой вертикальной трубы (диаметром около 100 мм), идущей от всасывающего трубопровода к пульту управления; от верхней части трубы сделан отвод на импульсную трубку вакуумметра. Однако из-за большой длины трубы ее применение на подвижных участках трубопровода неудобно.

Получены положительные результаты при работе датчиков с разделительными устройствами (рис. 1.13, в). Вместо жесткой пористой диафрагмы в последних имеется камера из упругого материала, надеваемая на свободный конец импульсной трубки. Камера заполняется маслом или антифризом, что повышает чувствительность разделителя. Устройство надежно защищает от засорения импульсную трубку прибора. Необходимо отметить, что чувствительность прибора контроля снижается с увеличением длины импульсной трубки, что ограничивает область применения таких разделительных устройств.

Надежность работы устройств автоматического управления земснарядами и гидротранспортными установками определяется качеством работы дифференциальных датчиков, регистрирующих перепад давления на контрольных участках трубопроводов. Такие датчики давления используются как составная часть в устройствах автоматического контроля производительности в пульпомерах и расходомерах, а также в устройствах защиты землесоса от негабаритных включений, в системах автоматической стабилизации гидротранспортирования грунта в блоках контроля гидротранспортного процесса и др. Основные требования к датчикам перепада давления — высокая чувствительность, возможность широкого регулирования величины перепада и порога срабатывания. При этом датчики должны работать в условиях сильной вибрации, так как из-за кавитационных явлений земснаряд подвержен сильной тряске.

Выпускаемые для измерения перепада давления жидкостей и газов дифманометры типа ДМ, поставляемые промышленностью, рассчитаны на определенный порог срабатывания, недостаточно чувствительны для малых перепадов давления и должны работать в комплекте с вторичным показывающим или записывающим электронным прибором, который в условиях тряски и вибрации часто выходит из строя. Не подходят по своим техническим данным и дифференциальные реле давления типа ДРД с электроконтактным устройством. Указанные выше датчики— приборы мембранного типа. Более чувствительными и точными являются гидростатические приборы.

Промтрансниипроектом разработан опытный образец дифференциального датчика давления гидростатического типа с токовым выходным сигналом. По принципу действия он относится к дифманометрам чашечного типа.

Гидростатический дифференциальный датчик давления типа ГЗД-01 (рис. 1.14) содержит У-образную трубку, состоящую из прозрачного участка, чашки, заполненной до определенного уровня жидкостью, в которую добавлено контрастное вещество, и трубчатой колонки. Концы трубки снабжены предохранительными клапанами 4—8 для предотвращения выброса жидкости при резком изменении давления. Через трубку проходит каретка, втулка которой скользит по трубчатой колонке. С одной стороны движка включена лампа накаливания (6 Вт), а с другой — установлено фотокатодное сопротивление. Вдоль движка сделан тонкий канал для прохода светового луча. Фотосопротивление подключено к усилителю, включенному в цепь сигнального устройства. Усилитель сигналов фотодатчика смонтирован на плате из фольгированного ре-тинакса, размещенной в корпусе прибора ДЗМ.

Принципиальная электрическая схема датчика ГЗД-01 сза-датчиком ФКЗ-01 показана на рис. 1.15. Из общего вида датчика ГЗД-01 (рис. 1.16) видно, что каретка фотозадатчика закреплена на барабане верньерного устройства шкалы датчика. Вращением ручки верньера перемещается каретка, устанавливаемая на уровень регистрируемого датчиком перепада давления. Когда под действием перепада давления заполняющая V-образную трубку датчика жидкость поднимается до заданного уровня и перекрывает световой луч, замыкается электроцепь сигнального или регулирующего устройства автоматического управления. Чувствительность гидростатического датчика определяется плотностью заполняющей его жидкости М-45 (плотность 3—4 г/см3). Эта жидкость относится к группе «тяжелых» жидкостей, применяемых в практике обогащения минералов. Она хорошо растворяется в воде, что дает возможность изменять ее плотность и тем самым регулировать чувствительность прибора.

Рис. 1.14. Схема гидростатического дифференциального датчика давления с фотокатодным задатчиком

Рис. 1.15. Принципиальная электрическая схема датчика ГЗД-01

Испытания опытных образцов устройства дифференциального датчика давления и разделителей потока проводились на земснаряде на карьере Вышневолоцкого ГОКа. Контролировался перепад давления, необходимый для управления системой автоматического процесса гидротранспортирования по трубопроводам песчано-гравийной смеси.

Рис. 1.16. Общий вид гидростатического дифференциального датчика давления ГЗД-01
1 — каретка фотозадатчика; 2 — барабан верньерного устройства; 3 — ручка верньера

Для контроля положения рабочих органов, находящихся в подводной части забоя, необходимо применение позиционных датчиков герметического исполнения с электрическим выходным сигналом. Контактные концевые выключатели кнопочного типа требуют надежной герметизации для работы в воде и специальных защитных устройств, исключающих поломку нажимного элемента безынерционных бесконтактных датчиков типа КВД и КВН, выпускаемых промышленностью вместе с блоком питания в комплекте прибора ДЗМ. Принципиальная электрическая схема датчика КВД (или КВП) показана на рис. 1.17. Датчик представляет собой смонтированные в пластмассовом корпусе и загерметизированные компаундной массой холодного отвердения генератор импульсов и транзисторный двухкаскадный усилитель. Блок питания с выходными исполнительными электромагнитными реле смонтирован в стальном кожухе и является вторичным прибором. Датчики устанавливаются стационарно на неподвижных частях и срабатывают при приближении к ним на определенное расстояние плоской металлической пластинки, укрепленной на подвижном рабочем органе. Индуктивная катушка генератора расположена в плоской головке корпуса датчика. При приближении металлической пластинки параллельно головке датчика происходит срыв генерации импульсов, нормально закрытый выходной транзистор открывается и в блоке питания срабатывает реле.