Устройство автоматизации водоотлива «Волна» Устройство автоматизации водоотлива «Волна» Устройство автоматизации водоотлива «Волна» Устройство автоматизации водоотлива «Волна» Устройство автоматизации водоотлива «Волна»

Устройство автоматизации водоотлива «Волна»

Импортозамещение украинского РКУ.1М (УКУ)

Наши устройства работают на шахтах:

Устройство «Волна» разработано преимущественно для автоматизации шахтного участкового водоотлива с использованием насосов 1В-20, К-60, 6Ш-8 и многих других (см. отзывы внизу страницы). Устройство может автоматически включить и выключить насос так же, как это делалось с использованием украинских реле контроля уровня УКУ или РКУ.1М, ИКС-2Н, РКУ-Н. Устройство «Волна» рассчитано на работу совместно со всеми магнитными пускателями рудничного взрывозащищенного исполнения (ПМВИ, ПВИ, ПВИ-БТ и станции СУВ). Устройство монтируется под оболочку кнопочного поста управления типов КУ-92 и др. и подключается по приводимой схеме.

Для монтажа устройства в шахте достаточно, при частичном снятии напряжения с пускателя, произвести вскрытие кнопки. Работы могут проводиться слесарем 3 разряда. Схема устройства имеет защиту от любых ошибок монтажа, в свою очередь возможные ошибки не могут повлечь самовключение пускателя.

Датчиками уровня может служить многожильный телефонный кабель. Кабель заводится в свободный кабельный ввод кнопки, далее, половина жил подключается к гибкому выводу В, а вторая половина жил подключается к выводу Н устройства. Эти жилы и будут, собственно, служить в качестве датчиков уровня электродного типа. Подготовленный таким образом кабель подвешивается над поверхностью воды в водосборнике.

Устройство ВОЛНА исключительно надежное, там нечему ломаться и его не нужно проверять перед установкой на объекте. Для опробования работоспособности только что смонтированного устройства, требуется обеспечить контакт датчиков уровня с поверхностью воды. При касании датчика верхнего уровня В поверхности воды, устройство включит пускатель. Далее пускатель останется во включенном состоянии до тех пор, пока насос не откачает воду до отметки нижнего уровня — тогда датчик Н потеряет контакт с водой и  устройство ВОЛНА выключит пускатель.

Устройство не комплектуется датчиками давления и производительности (впрочем, как и украинские аппараты аналогичного назначения  РКУ.1М и УКУ).  Ревизия насосной установки производится персоналом по плану регламентных работ на участке. Рекомендуется сооружение простейшего водосборника с ограждением.

3D-визуализация принципа работы устройства

Вес изделия — 15 грамм, корпус изготовлен из ударопрочного полистирола, надписи нанесены выпуклым шрифтом и рассчитаны на весь срок службы изделия, схема выполнена объемным монтажом и наглухо залита эпоксидной смолой (ЭД-16, не поддерживающей горения), драг. металлов не содержит (например, украинский аналог — РКУ.1М имеет вес 37 кГ + два датчика по 2 кГ, содержание серебра — 4 г, меди — 1,5 кг). Устройство «Волна» — не обслуживаемое и ремонту не подлежит. Устройство рассчитано на широчайший диапазон температур и сможет работать хоть на Марсе. Гарантия — 10 лет, при условии аккуратного отношения к корпусу изделия.

От момента внедрения (1985 г. КУЗБАСС, ш. им. Ленина г. Междуреченск) и за все время продаж устройства «Волна» — а это более 100 шахт, накоплена отличная статистика, рекламации отсутствуют! В первый раз устройство ВОЛНА было продемонстрировано в 1989 г. на Всесоюзной выставке «Внедрение — 89», тогда разработка получила Диплом 3 степени. На Международной выставке «Уголь России и майнинг 2006» (Новокузнецк) устройство «Волна» получило ДИПЛОМ в номинации «лучший экспонат выставки» (см. на ленте документов). Авторские права разработчика защищены патентом N 1793102, приоритет от 8 августа 1990 г.

Изделие соответствует требованиям ГОСТ 22782.5-78, что позволяет схеме устройства долговременно выдерживать любые ошибочные действия неопытного персонала в шахте. Включение устройства в схему дистанционного управления пускателя не оказывает влияния на защитную функцию от потери управляемости при обрыве и замыкании жил управления, и не влияет на искробезопасность цепей управления пускателей (см. на ленте документов протокол ВостНИИ № 1 — 91 от 28.05.1991г).
В 2016 году получено заключение института сертификации ВНИИС, Москва, о том, что для устройства «не требуется представление сертификата соответствия или декларации о соответствии требованиям техническим регламентам» (см. на ленте документов). С этой поры устройство не нуждается в сертификате соответствия, впрочем, старый сертификат также выложен на ленте документов.

Текст предоставил автор устройства ВОЛНА Скударнов Юрий Александрович ©

ИНСТРУКЦИЯ-ВОЛНА-2017

14 комментариев
    • Юрий Скударнов
      REPLY

      «Имеющаяся аппаратура» — это насос с двигателем, пускатель и кнопка. Автоматизация этого агрегата весьма проста.
      По инструкции слесарь должен поставить ручку разъединителя в «нейтраль» и больше с пускателем ничего не делать. Потом открыть кнопочный пост управления (обычно это КУ-92), разместить там устройство ВОЛНА и подключить согласно схеме, а именно:
      -открутить/отключить «резистор подвеса» 47 Ом и положить его в карман, потому что больше он не понадобится;
      -согласно маркировкам, нанесенным на корпус устройства ВОЛНА, гибкий вывод 1 подключить к левому (см. схему) винтовому зажиму кн. ПУСК, гибкий вывод 3 подключить к правому винтовому зажиму этой кнопки;
      -собственно ВСЁ, на этом действия по подключению устройства ВОЛНА к цепям управления пускателя закончились. Осталось подключить датчики уровня: т.е. нужно будет сделать как бы продолжение выводов В (ВЕРХНИЙ датчик уровня) и Н (НИЖНИЙ датчик уровня) от у-ва ВОЛНА до водосборника. В свободный кабельный ввод кнопки заводится любой многожильный кабель (лучше всего 10-парный телефонный, проверено) и половину его жил использовать как верхний датчик уровня (т.е. их следует подключить к гибкому выводу В устройства ВОЛНА), а вторую половину жил — как нижний ДУ (соответственно — подключить к гибкому выводу Н устройства). Понятно, что этот кабель затем подвешивается над водосборником и используется в качестве двух датчиков уровня электродного типа.
      Далее следует повесить снаряженную кнопку на привычное место, включить пускатель и убедиться, что все работает. Теперь, если вода коснется ВЕРХНЕГО ДУ (НИЖНИЙ давно утонул) — насос включится и будет качать воду до тех пор, пока оба датчика уровня не выйдут из контакта с водой. Насос выключится, вода снова начнет прибывать, НИЖНИЙ ДУ погрузится в воду, но ничего не произойдет, устройство ВОЛНА будет ждать ВЕРХНЕГО ДУ, чтобы снова включить насос и повторить цикл откачки.

      На данный момент мы также разработали устройство, в котором имеется развитая «защита от дурака». После такой модификации схемы, устройство само определяет где вывод 1, где вывод 3, когда вы их подключаете к клеммам кнопки ПУСК и точно также оно само определяет какой датчик ВЕРХНИЙ, а какой НИЖНИЙ. Как и описанная ВОЛНА, оно также не содержит реактивных элементов в схеме, сейчас сертифицируем его.
      С уважением, автор, Юрий Скударнов.

    • Юрий Скударнов
      REPLY

      Вы имеете в виду коробку кабельных вводов пускателя?
      Действительно, места там много, однако по Правилам Безопасности, ничего постороннего там быть не должно, нельзя поместить даже диод. Так что ответ отрицательный.
      Поэтому мы предлагаем размещать устройство ВОЛНА под оболочку кнопки (чаще всего это КУ-92), от которой ранее управлялся пускатель насоса. У такого размещения есть масса преимуществ:
      -Реализован принцип: «изобретение есть, оно функционирует, но его как бы нет» – в самом деле: как висела на борту выработки кнопка, так и висит, и как раньше — допускает ручное управление, но насос уже автоматизирован, поскольку теперь в этой кнопке размещено устройство автоматизации ВОЛНА, кроме того, помимо полной автоматики включения и выключения пускателя, появляется гибкая возможность возврата к ручному или полуавтоматическому управлению насосом (при активных действиях персонала автоматика «сама» понимает когда ей следует включиться в работу, поэтому отсутствует, как таковой, переключатель «ручной-автоматика»).
      -Именно размещение устройства ВОЛНА под оболочкой кнопочного поста позволяет реализовать принцип «гибкого управления»: включенный вручную (от кнопки ПУСК) пускатель «подхватится на автоматике», и теперь насос будет продолжать автоматическую работу до тех пор, пока датчик нижнего уровня не выйдет из контакта с водой (действительно – в процессе откачки, датчик нижнего уровня находится в воде и дает команду на поддержание насоса в рабочем состоянии до конца цикла откачки).
      -Реализован принцип: «от чего питается, тем и управляет» с сохранением искробезопасности и контроля качества заземления. А поскольку штатный диод находится в кнопке, то обеспечивается и защита от потери управляемости (вот почему нельзя ставить диод в борно пускателя).

      Схема не содержит реактивных радиокомпонентов и представляет собой комбинацию пассивных элементов (резисторы и транзисторы) и если слесарь сегодня может взять на складе или купить диод/резистор и установить их в любой шахтовой кнопке, то точно также он вправе взять наше, прошедшее сертификацию, изделие на складе предприятия и поставить его в кнопку, которая теперь сможет автоматизировать насос. И если резистор/диод устанавливаются как есть, то устройство ВОЛНА представляет собой надежный монолитный необслуживаемый блок 22×24×15 из ударопрочной пластмассы, содержащий внутри схему, залитую эпоксидным компаундом.
      На основании «Разрешения на устройство ВОЛНА» от 25.06.91 № 04-456 Госгортехнадзора СССР (управление по Кузбассу) за подписью В.С. Лудзиша (см. на ленте документов), устройство ВОЛНА применялось на десятках угольных шахт Кузбасса и отлично себя зарекомендовало. Во времена СССР в работе находилось более 1000 устройств (многие работают и по сию пору), причем не было получено ни одного отрицательного отзыва.
      На схему управления пускателя устройство ВОЛНА не влияет – соответствующие протоколы упоминаются в разрешительной документации ВостНИИ (см. выше среди ленты документов).

  • Андрей
    REPLY

    Что посоветуете по установке датчиков уровня, т.е. как часто следует включать насос?

    • Юрий Скударнов
      REPLY

      У каждого слесаря и механика свои соображения на этот счет. Главным критерием является, так сказать, «купирование угрозы распространения водяной лужи до опасных размеров». Но есть и иные соображения.
      Начну издалека. Влажность рудничной атмосферы обычно составляет 100% и вмещающие пары воды только и ищут шахтные объекты, на которых можно было бы осесть в виде капелек росы. Обычно это металлические предметы и в том числе насосы и двигатели. И как ни следи за зазорами и уплотнительными лабиринтами — все равно внутри двигателя присутствует эта самая рудничная атмосфера и, следовательно, всегда имеется возможность конденсации паров воды из пересыщенного влагой воздуха. Поэтому мне представляется, что периодичность включения насоса (задаваемая датчиками уровня) должна быть такой, чтобы температура корпуса двигателя всегда оставалась чуть выше окружающей среды. Это не даст возможности выпадению капелек росы на двигателе ни снаружи, ни, тем более — внутри и значительно увеличит ресурс техники.

    • Юрий Скударнов
      REPLY

      Я рекомендую устройство автоматики, насосы для меня вторичны, но представление имею…
      В центр конечно помещу насос 1В-20. Он не требует заливки, достаточно производительный, качает на высоту 200 м. Применяется на шахтах очень давно — лет сорок пять. Прекрасная, отработанная конструкция.
      Далее я перечислю насосы из отзывов: ВШН-150, НШВ-80, НСВ-20/20, они мне не знакомы, но как видите, успешно автоматизированы моим устройство ВОЛНА.
      К-60 и 6Ш-8 — это центробежные насосы, которые в мою шахтерскую бытность тоже были «охвачены» автоматизацией, но требовали либо Г и П-образных колен на всасе, либо просто целиком подвешивались над мульдой.
      В шахте устройство ВОЛНА ориентировано на участковое, штрековое применение, соответственно, на насосные установки, обычно смонтированных на небольших, допускающих быстрое перемещение с объекта на объект, шасси. Так что — насосная установка, размером с журнальный стол — это как раз наш размерчик и наш случай.
      Вокруг здания АБК шахты и котельной есть объекты с насосами — здесь определяющим фактором является наличие пусковой аппаратуры рудничного исполнения. То же касается городского хозяйства: устройство ВОЛНА может работать только с рудничными пускателями, так что здесь придется начинать с приобретения силовой аппаратуры, а потом уже смотреть в сторону ВОЛНЫ.
      На карьерах и разрезах — та же картина (есть шахтный пускатель — можно ставить ВОЛНУ). Но зачастую используется напряжение 6 кВ, однако, пусковая аппаратура на 6 кВ точно также включается от диода, поэтому будет управляться от у-ва ВОЛНА. Такой опыт имеется, но дело давнее, ссылок дать не могу.

    • Юрий Скударнов
      REPLY

      Жалоб на устройство ВОЛНА не было, а вот о паре случаев с отказами «железа», чему сам был свидетель, могу рассказать.
      -В рабочую смену доставщики тащили на «козе» что-то негабаритное и чтобы не порвать свисающий кабель (а то был кабель с датчиками уровня и к нему была прикреплена соответствующая табличка), подвязали этот кабель под кровлю. И есс-но — забыли вернуть на место. Следующая смена шла по штреку, испытала неудобства с преодолением разросшейся водной преграды, слесарь сообразил в чем дело, вернул датчики уровня в правильное положение и насос сразу принялся откачивать воду.
      -А вот случай, про который мне рассказал гл. механик ш. «Распадская». Обычно объекты вспомогательного водоотлива устанавливают проходчики — они первыми встречают преграды в виде нарушений пласта, синклиналей и антиклиналей, ставят в понижениях почвы (мульдах) насосы и при надобности (если далеко отъехали) автоматизируют откачку при помощи устройств ВОЛНА. Потом приходят добычники, берут под свою заботу насосы, проходчики о них плотно забывают, у них полно дел в новых забоях. Но проходчики время от времени появляются и добирают остатки «своего» хозяйства (кабели, пусковую аппаратуру, полки, да мало ли чего) и зачастую работы связаны с отключением питающей подстанции или АФВ. Так вот — один раз при таком отключении слесарь перепутал фазы (отнесся несерьезно, потому что посчитал, что окончательно забрал все свое, проходческое и никаких потребителей не осталось). Однако, остался насос, который перекочевал на баланс добычного участка. На нем оказались перепутанными фазы питающего напряжения и по команде автоматики (т.е. устройства ВОЛНА), насос включился, но в обратную сторону(!). Это был 1В-20, перегрелась резиновая рубашка и запах паленой резины пошел по струе в лаву, первым его учуял ГРОЗ, работавший на верхнем сопряжении и сбегал по штреку глянуть, в чем дело, он и отключил пускатель.
      Как видим, в обоих случаях винить нужно «человеческий фактор».

  • С уважением, главный энергетик ООО «Бакальское рудоуправление» Калегин Андрей Евгеньевич.
    REPLY

    Представьте в свет разработку подобного датчика уровней для работы в трехуровневом режиме: нижний, верхний и аварийный.
    Необходим автоматический запуск насосной установки при достижении верхнего уровня, отключение по нижнему и аварийное включение дублирующего пускателя по достижении аварийного уровня. Ток коммутации до 3А.

    • Юрий Скударнов
      REPLY

      Андрей Евгеньевич — если Вы упоминаете про «ток коммутации 3 А», то наверное это ток контакторной катушки пускателя нерудничного исполнения. У нас есть наработки, когда небольшая коробочка (два конца — вход, два конца — выход + заземление) может включить контакторную катушку, в зависимости от двух датчиков уровня. Две таких коробочки смогут обеспечить решение вашей задачи, об этом ниже.
      Говоря об устройстве ВОЛНА (единственно этому устройству посвящен сайт), то оно может работать только с определенным типом пускателей: ПМВИ, ПВИ, ПВИ-БТ, станции СУВ. Эти пускатели включаются от диода. Ток управления (т.е. ток, поступающий на кнопку) этих пускателей ограничен напряжением 18 В переменное и током короткого замыкания 100 мА.
      Если на предприятии имеются указанные пускатели рудничного исполнения, то вопрос решается при помощи двух устройств ВОЛНА.
      http://s018.radikal.ru/i509/1606/22/9505dd4d8349.png
      Пояснения к картинке. Левая группа — рабочая (кнопка со встроенной ВОЛНОЙ, пускатель и насос), правая группа на рисунке — резервная или аварийная. Группы одинаковые, следует обратить внимание только на то, что верхний датчик уровня В резервной группы физически установлен выше над водосборником, чем такой же датчик на рабочем насосе. Таким образом, мы говорим о двух одиночных насосных установках, качающих воду из одного резервуара.
      Схема поддерживает не только автоматический, но и ручной режим управления для каждого насоса.

      Теперь, что касаемо вашего вопроса. Да, действительно, мы разработали на уровне лабораторных образцов небольшое устройство «два конца — вход, два конца — выход + «земля», у которого нагрузкой является практически любой промышленный пускатель (насоса). Устройство имеет тумблер «откачка/закачка», служащий для переключения задач водопользования. Кроме того, это устройство может непосредственно управлять бытовыми самозаливными/погружными насосами, работающими от однофазной сети переменного тока, напряжением 110 В/220 В. Задача резервирования решается установкой второго насоса, снабженного таким же устройством автоматизации. За этим устройством мы просматриваем большое будущее.
      Привожу схему внешних коммутаций устройства (у нас оно имеет служебное название «ВОЛНА 4-5») в сравнении с распространенным иностранным аналогом.
      http://i053.radikal.ru/1702/7a/2523183d11f2.png

    • Юрий Скударнов
      REPLY

      Привожу текст, написанный в 2006 году, В нем фигурируют другие цены, что никак не отражается на окупаемости.

      Дороже всего шахте обходится непроизводительный труд рабочих основной профессии (ГРОЗ, проходчик). Зачастую бывает, что обслуживать насос в рабочую смену приходится не вспомогательным службам (слесарь, горнорабочий), а как раз рабочим титульных подземных специальностей.

      Предположим, что в добычную смену рабочему основной специальности приходится уйти из забоя, чтобы откачать воду. Зададим 1 час затрат времени на включение насоса, вынужденное “сидение” возле него до тех пор, пока не понадобится отключение, и добавим еще 20 мин. на дорогу туда и обратно.

      При использовании предлагаемого изделия “Волна” отпадает необходимость контролировать водоприток и обслуживать насос в рабочие смены (это ясно, поскольку насос теперь станет включаться и отключаться автоматически, по сигналам датчиков уровня). Подсчитаем экономию, отталкиваясь от заработной платы рабочего основной специальности 30000 руб. При такой зарплате, шахта должна затратить на него как минимум 55000 руб./мес. безналичных денег (налог на зарплату, отчисления в пенсионный фонд, амортизация, проценты по кредитам шахты и много еще чего). Простой подсчет показывает, что 1 час рабочего времени работника основной подземной специальности “стоит” шахте 436 руб. (при 21 смене в месяц).

      Вернемся к насосу. Из выше сказанного следует, что в сутки насос отнимает 4 часа на «людское» обслуживание (ремонтную смену не считаем), или в деньгах: 436 х 4 = 1744 руб. Осталось теперь поделить 5000 руб. — затраты на покупку устройства автоматизации водоотлива “Волна” на 1744 руб. (ежесуточные рублевые потери на обслуживание неавтоматизированного насоса), получается 2,86 суток.

      Можно спорить с методикой обоснования экономической эффективности предлагаемого изделия, но привлекательность данной разработки базируется не только на экономии рабочего времени, но и на таких факторах, как высочайшая надежность и эргономические показатели: простота подключения, “защита от дурака” (это значит, что если перепутать все проводки, то ничего не произойдет, не сломается и не «сгорит»), отсутствие обслуживания, маленький вес, ничтожное энергопотребление. В кармане слесаря поместится столько устройств, что их хватит не то что на участок, а на всю шахту!

      Напоследок напомню кратко характеристики изделия. Устройство “Волна” имеет массу 15 грамм, схема не имеет собственного блока питания (корпусом служит шахтовая кнопка, где устройство ВОЛНА подключается к зажимам кн. ПУСК), потребляемая мощность — менее 0,5 Вт. Гарантия 10 лет.

      Итак, окупаемость затрат – менее 3 суток.

      Ю. Скударнов, август 2006 г.

Leave a Reply

Your email address will not be published.