[0001] Im untertägigen Grubenbetrieb ist es bekannt, beispielsweise die Druckmittel-Verbraucher
im Streb mittels einer Hochdruckpumpe über ein Umlaufventil mit Druckmittel zu versorgen.
Üblicherweise ist der Hochdruckpumpe eine zweite, als Reserve dienende Pumpe parallelgeschaltet,
der ebenfalls ein Umlaufventil zugeordnet ist. Die Pumpen befinden sich üblicherweise
in einer sog. Pumpenkammer, von der die Hochdruckleitung, beispielsweise bis zu einer
Entfernung von 1000 m, zum Streb führt. Infolge dieser vergleichsweise großen Entfernungen
ergibt sich ein ungleichmäßiger Druckverlauf im Hochdrucksystem am Strebeingang, so
daß zum Teil erhebliche Druckdifferenzen auftreten können, welche für die Druckmittelverbraucher,
wie den Stempelausbau, Tränkgeräte usw., schädlich sein können.
[0002] Um diesen Mangel zu beheben, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß am 0rt des bzw.
der Druckmittelverbraucher der Druck gemessen und als elektrisches Signal in eine
elektronische Steuerung gegeben wird, in der ein Vergleich des Ist-Druckwertes mit
einem Soll-Druckwert erfolgt und bei Überwiegen des Soll-Druckwertes das Umlaufventil
der Hochdruckpumpe geöffnet wird. Nach der Lehre der Erfindung wird somit der Druckabfall,
beispielsweise am Strebeingang, gemessen und die Ansteuerung des bzw. der Pumpenumlaufventile
direkt elektrisch vorgenommen. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Druckabfall
am Ort der Verbraucher, beispielsweise am Strebeingang, geringer wird, da die Hochdruckpumpe
unabhängig von der Entfernung der Pumpenstation zum Streb geschaltet wird. Das heißt,
die Pumpe fördert bereits wieder im System, obwohl sich an der Pumpe noch kein Druckabfall
zeigt. Die elektronische Steuerung oder aber auch die Soll-Wert-Einsteller können
direkt am Strebeingang angeordnet werden, so daß hier unmittelbar der benötigte Druck
einstellbar ist. Die Schalthysterese ist von beispielsweise 10 - 100 bar einstellbar.
Das Umlaufventil arbeitet unabhängig von beeinflussenden Größen. Im drucklosen Umlauf
erfolgt nur ein geringer Druckanstieg und somit eine geringe Wärmeentwicklung, beispielsweise
ist der Druckanstieg kleiner 5 bar bei 170 l/min.
[0003] Der Ist-Druckgeber ist auf eine Überwachung geschaltet, die mit einem Vergleicher
für den Ist- und Soll-Druckwert verbunden ist, dessen Ausgang gegebenenfalls unter
Zwischenordnung eines Koppelgliedes auf das Umlaufventil geschaltet ist. Auf elektronischem
Wege findet somit ein Vergleich der gemessenen Ist- und vorgegebenen Soll-Druckwerte
statt, so daß praktisch ohne Verzögerung eine Ansteuerung des Pumpenumlaufventils
erfolgen kann.
[0004] An die Überwachung kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ein weiterer Vergleicher
angeschlossen werden, der mit dem Umlaufventil einer weiteren Pumpe in Verbindung
steht, beispielsweise einer Reservepumpe.
[0005] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert,
und zwar zeigt diese die Schaltungsanordnung im Prinzip.
[0006] Mit 1 ist der Ist-Druckgeber bezeichnet, der auf die Überwachung 2 geschaltet ist.
Von der Überwachung 2 führt eine Abzweigleitung auf je einen Vergleicher 3,4. Jeder
der Vergleicher 3,4 steht mit einem Einsteller 5,6 für den Soll-Wert in Verbindung.
Mittels des Einstellers 5 wird der minimale und mit dem Einsteller 6 der maximale
Soll-Wert vorgege-
ben. An die Verbindungsleitung 7 zwischen Überwachung 2 und den beiden Vergleichern
3,4 ist die Druckanzeige 8 für den Ist-Wert angeschlossen.
[0007] Die Ausgänge der Vergleicher 3,4 sind über ein Koppelglied 9 geführt und von diesem
auf die Umlaufventile 10,11 für die Hochdruckpumpen 12, 13. Die Hochdruckpumpe 12
stellt die eigentliche Hauptpumpe dar, während die Pumpe 13 als Reservepumpe dient.
Die Einspeisungsleitung ist mit 14 bezeichnet. Das Koppelglied 9 ist an eine Spannung
von 42 Volt angeschlossen, ebenso wie das Netzgerät 15, dessen Ausgang zu den Vergleichern
3,4 geführt ist und diese mit einer Spannung von 12 Volt versorgt.
[0008] Die elektronische Steuerung ist zu einer Baueinheit zusammengefaßt, wie durch die
gestrichelt eingezeichnete Umrandung 16 angegeben ist.
[0009] Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltung ist wie folgt:
Mit dem Ist-Druckgeber 1 wird der Druck am Strebeingang ermittelt. Von diesem wird
ein elektrisches Signal direkt auf die Überwachung 2 gegeben, d.h. also unabhängig
von der Entfernung Streb - Pumpenkammer. In dem Vergleicher 3 findet ein Vergleich
des Ist-Druckwertes mit dem Soll-Wertberach statt, der über die Einsteller 5,6 vorgegeben
ist. Wenn der Ist-Druck kleiner als der vorgegebene Soll-Druck'ist, erfolgt eine Ansteuerung
des Pumpenumlaufventils 10 über das zugehörige Koppelglied 9; nunmehr öffnet das Umlaufventil
10. Es baut sich am Strebeingang ein Druck auf, bis der Ist-Druckwert gleich dem Soll-Druckwert
ist. Bei Abnahmemengen, die die Fördermenge einer Pumpe 12,13 überschreiten, wird
der Ist-Druckwert den Soll-Druckwert nicht erreichen. Falls dieses über einen längeren
Zeitraum der Fall sein sollte, was in der Steuerung programmierbar ist, wird selbsttätig
die als Reserve dienende Pumpe B zugeschaltet, um die benötigte Abnahme zu erreichen.
1. Schaltung zur Steuerung von Umlaufventilen für hydraulische Hochdruckpumpen im
Bergbau, dadurch gekennzeichnet, daß am Ort des bzw. der Druckmittelverbraucher der
Druck gemessen und als elektrisches Signal in eine elektronische Steuerung gegeben
wird, in der ein Vergleich des Ist-Druckwertes mit einem.-Soll-Druckwert erfolgt und
bei Überwiegen des Soll-Druckwertes das Umlaufventil geöffnet wird.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ist-Druckgeber (1) auf
eine Überwachung (2) geschaltet ist, die mit einem Vergleicher (3) für den Ist- und
Soll-Druckwert verbunden ist, dessen Ausgang ggf. unter Zwischenordnung eines Koppelgliedes
(9) auf das Umlaufventil (10) der Hochdruckpumpe (12) geschaltet ist.
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die Überwachung
(2) ein weiterer Vergleicher (4) angeschlossen ist, der mit dem Umlaufventil (11)
einer weiteren Pumpe (13) in Verbindung steht.
