Устройство для контроля состояния рабочего органа скребкового конвейера

 

1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ РАБОЧЕГО ОРГАНА СКРЕБКОВОГО КОНВЕЙЕРА, содержащее установленные на рабочей ветви конвейера перпендикулярно к продольной его оси первый и второй датчики наличия скребков, соединенньпс с блоком определения состояния рабочего органа , отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля , устройство снабжено третьим и четвертым датчиками наличия скребков , установленными параллельно первому и второму датчикам наличия скребков, и датчиком вращения приводной звездочки, а блок определения состояния рабочего органа вьшолнен на пяти блоках определения отношений , четьфех счетчиках, четырех счетных триггерах, двух элементах задержки, блоке сигнализации, блоке индикации, при этом выход первого блока определения отношений через первый счетный триггер соединен с суммирующим входом первого c4eT4iiKa, выход которого подключен к входу блока сигнализации, выходы второго и третьего блоков определения отношений соответственно через последовательно соединенные второй счетный триггер и первый элемент задержки и третий счетный триггер и второй элемент задержки соединены с вычитакшщм входом второго счетчика , суммирующий вход которого объединен с входом четвертого счетного триггера и подключен к выходу четвертого блока определения отношений , а выход - к первому входу пятого блока определения отношений Q 9 и к вычитающему входу первого счетчика , выход третьего счетчика сое (Л динен с управляющими входами второго и четвертого счетчиков, счетный вход последнего соединен с выходом четвертого счетного триггера, а выход - с вторым счетным входом пятого блока измерения отношений, выход которого подключен к входу блока индикации, при этом выход первоN0 го датчика наличия скребков подклю чен к одним из входов первого, третьего и четвертого блоков определеЕ О ния отношений, выход второго датчиt ка наличия скребков подключен к другому входу первого и одному из входов второго блоков определения отношений , выход третьего датчика наличия скребков подключен к другим входам второго и четвертого блоков определения отношений, выход четвертого датчика наличия скребков подключен к другому входу третьего блока определения отношений, причем датчик вращения приводной звездочки соединен с входом третьего счетчика.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU„„

3(59 Е 21 С 35 24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

n0 АЕ АМ ИЗОБРЕТЕНИЙ V ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ж

О (21} 3618779/22-03 (22) 11. 07. 83 (46) 15. 11.84. Бюл. Ф 42 (72) И.Л. Гейхман, Ю.А. Онищенко и Б.А. Эйдерман (71) Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт горного дела имА.А.Скочинского (53) 622.232(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 609890, кл. Е 21 С 29/20, 1977.

2. Голпежников Л.И. Автоматизация подземных горных работ. М., "Недра", 1976, с. 164-165 (прототип}. (54) (57) 1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

СОСТОЯНИЯ РАБОЧЕГО ОРГАНА СКРЕБКОВОГО КОНВЕЙЕРА, содержащее установленные на рабочей ветви конвейера пер-1 пендикулярно к продольной его оси первый и второй датчики наличия скребков, соединенных с блоком определения состояния рабочего органа, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, устройство снабжено третьим и четвертым датчиками наличия скребков, установленными параллельно первому и второму датчикам наличия скребков, и датчиком вращения привод" ной звездочки, а блок определения состояния рабочего органа выполнен на пяти блоках определения отношений, четырех счетчиках, четырех счетных триггерах, двух элементах задержки, блоке сигнализации, блоке индикации, при этом выход первого блока определения отношений через первый счетный триггер соединен с суммирующим входом первого счетчика, выход которого подключен к входу блока сигнализации, выходы второго и третьего блоков определения отношений соответственно через последовательно соединенные второй счетный триггер и первый элемент задержки и третий счетный триггер и второй элемент задержки соединены с вычитающим входом второго счетчика, суммирующий вход которого объединен с входом четвертого счетного триггера и подключен к выходу

-четвертого блока определения отношений, а выход — к первому входу пятого блока определения отношений

H к вычитающему входу первого счетчика, выход третьего счетчика соединен с управляющими входами второго и четвертого счетчиков, счетный вход последнего соединен с выходом четвертого счетного триггера, а выход — с вторым счетным входом пятого блока измерения отношений, выход которого подключен к входу блока индикации, при этом выход первого датчика наличия скребков подключен к одним из входов первого, третьего и четвертого блоков определения отношений, выход второго датчика наличия скребков подключен к другому входу первого и одному из входов второго блоков определения отношений, выход третьего датчика наличия скребков подключен к другим входам второго и четвертого блоков определения отношений, выход четвер- того датчика наличия скребков подключен к другому входу третьего блока определения отношений, причем датчик вращения приводной звездочки соединен с входом третьего счетчика.

1124122

2. Устройство по п. 1, о т л и= ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, датчик наличия скребков выполнен в виде светорассеивающей усеченной пирамиды, с меньшим основанием которой сочленены выходной торец осветительного и входной торец сигнального гибких волоконно-оптических световодов, с выходньпк торцом последнего сочлеИзобретение относится к горной автоматике, а более конкретно к автоматическому контролю работы шахтных скребковых конвейеров, и мо- жет использоваться для контроля 5 степени износа, поломки скребков и обрыва цепей скребкового конвейеPi. °

Известно устройство для автоматического контроля целостности

10 тяговой цепи", включающее жестко закрепленнь@ цилиндр с поршнем, шток которого соединен с тяговой цепью, и датчик„ в котором штоковая полость цилиндра заполнена сжатым 15 газом, а поршневая полость сообщена с атмосферой 53 ).

Недостатком данного устройства является невозможность контроля с его помощью состояния скребков на 20 ценном скребковом конвейере.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для автоматического контроля состояиия рабочего органа скребкового конвейера, содержащее установленные на рабочей ветви конвейера на прямой, перпендикулярной к продольной.оси конвейера, два датч>ека наличия скребков, соединен- 30 ных с блоком определения состояния рабочего органа, состоящего из двух дифференцирующих звеньев двух усилителей-ограничителей,.элемента И, интегрирующего звена, одновибратора и выходного генератора (21.

Недостатком известного устройства являются низкие точность и надежность контроля, в связи с тем, что оно не позволяет выдавать аварийный сигнал при прохождении пернен фотоприемник, причем входные концы осветительных гибких волоконно-оптических световодов всех датчиков собрали в общий жгут, перед торцом которого установлена инфракрасная лампа с рефлектором, при этом светорассеивающие пирамиды установлены на рабочей ветви конвейера большим основанием заподлицо с рештаком. вого же скребка с перекосом выше допустимого угла (или сломанного скребка). Кроме того, устройство не позволяет определить степень изношенности конвейера, а следовательно правильно регламентировать профилактические ремонты, что снижает надежность и срок службы конвейера.

К снижению надежности контроля приводит также его сложность (оно требует для использования еще достаточно сложного устройства — реле скорости). Кроме того, в известном устройстве при изменении стабильности датчиков появляются ложные сигналы, что также снижает надежность контроля состояния рабочего органа конвейера.

Цель изобретения — повышение точности контроля и надежности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля состояния рабочего органа скребкового конвейера, содержащее установленные на рабочей ветви конвейера перпендикулярно к продольной его оси первый и второй датчики наличия скребков, соединенных с блоком определения состояния рабочего органа, устройство снабжено третьим и четвертым датчиками наличия скребков, установленными параллельно первому и второму датчикам наличия скребков, и датчиком вращения приводной звездочки, а блок определения состояния рабочего органа выполнен на пяти блоках определения отношений, четырех счетчиках, четырех счетных триггерах, двух элементах задержки, блоке сигнализации, блоке индикации, при этом выход пер1124

Для повышения надежности датчик наличия скребков выполнен в.виде cseторассеивающей усеченной пирамиды, с меньшим основанием которой сочленены выходной торец осветительного и входной торец сигнального гибких волоконно-оптических световодов, с выходным торцом цоследнего сочленен фотоприемник, прячем входные концы осветительных гибких волоконно-оптических световодов всех датчиков собраны в общий жгут, перед торцом которого установлена инфракрасная

55

3 вого блока определения отношений через первый счетный триггер соединен с суммирующим входом первого счетчика, выход которого подключен к входу блока сигнализации, выходы второго и третьего блоков определения отношений соответственно через последовательно соединенные второй счетный триггер и первый элемент задержки и третий счет- 1п ный триггер и второй элемент задержки соединены с вычитающим входом второго счетчика, суммирующий вход которого объединен с входом четвертого счетного триггера и подключен .к выходу четвертого блока определения отношений, а выход— к первому входу пятого блока определения отношений и к вычитающему . входу первого счетчика, выход тре- 2р тьего счетчика соединей с управляющими входами второго и четвертого счетчиков, счетный вход последнего соединен с выходом четвертого счетного триггера, а выход — с вторым 25 счетным входом пятого блока измерения отношений, выход которого подключен к входу блока индикации, при этом выход первого датчика наличия скребков подключен к одним из входов первого, третьего и четвертого. блоков определения отношений, выход второго датчика наличия скребков подключен к другому входу перного и одному из входов второго блоков определения отношений, выход третьего датчика наличия скребков подключен к другим входам второго и четвертого блоков определения отношений, выход четвертого датчика налкчия скребков подключен к другому4,у третьего блока определения отн., яй, причем датчик вращения прй ой звездочки соединен с входомЯ, тьего счетчика.

122 4 лампа с рефлектором, при этом светорассеивающие пирамиды установлены на рабочей ветви конвейера большим основанием заподлицо с рештаком.

На, фиг. 1 дана структурная схема устройства; на фиг. 2 - конструкция датчиков наличия скребков и их установка на рабочей ветви конвейера, вид сбоку на фиг. 3 — то же, вид сверху.

Устройство содержит четыре датчика наличия скребков 1-4, которые установлены на рабочей ветви кон вейера 5. Выходы датчиков попарно соединены с входами четырех блоков определения отношений 6-9: выход первого датчика 1 соединен с входами первого 6, третьего 8 я четвертого 9 блоков определения отношений; выход второго датчика 2 — с входами первого 6 и второго 7 блоков определения отношений; выход третьего датчика 3 — с входами второго 7 и четвертого 9 блоков опре-. деления отношений; выход четвертого датчика 4 — с входом третьего блока определения отношений 8.

Выход первого блока определения отношений 6 соединен через первый счетный триггер 10 с суммирующим входом первого счетчика 11; выход второго блока определения отношений

7 через второй счетный триггер 12 и первый элемент задержки 13.подсоединен к вычитающему входу второго счетчика 14; выход третьего блока определения отношений 8 через третий счетньиФ триггер 15 и второй элемент задержки 16 соединен с вычитающим входом второго счетчика 14„ выход четвертого блока определения отношений 9 соединен с суммяруюнр м входом второго счетчика 14 и с входом четвертого счетного триггера

17, выход которого соединен со счетным входом третьего счетчика 18.

Выходы первого счетчика 11 и третьего счетчика 13 соединены с входами пятого блока определения отношений

19, выход которого соединен с входом блока индикации 20.

Датчик 21 вращения приводной звездочки 22 соединен с входом четвертого счетчика 23,-выход которого подключен к управляющим входам второго 14 и третьего 18 счетчиков.

Выход первого счетчика 11 соединен с входом блока сигнализации 24.

11,24122

2L <7 (— Ü б

Каждый датчик наличия скребков содержит усеченную пирамиду: на фиг. 2 видны .усеченные пирамиды 25 и 26, входящие в состав датчиков .2 и 4 соответственно, на фиг. пирамида 25 датчика 2, пирамида 26 датчика 4, пирамида 27 датчика 1 и пирамида 28 датчика 3. С меньшими основаниями каждой из пирамид сочленены выходной торец осветитель- 10 ного световода 29 и входной торец сигнального гибкого волоконно-оптического световода 30, с выходным торцом которого сочленен фотоприемник 31. Входные концы освети- !5 тельных гибких волоконно-оптических световодов всех датчиков собраны в общий жгут, перед торцом которого установлена инфракрасная лампа 32 с рефлектором 33., 20

Светорассеивающие пирамиды установлены на рабочей ветви конвейера

5 большим основанием заподлицо с рештаком 34. Цепь конвейера 35 приводится в движение приводной звез-< дочкой 22. К звеньям цепи 35 прикреплены скребки 36.

Длина большого основания светорассеивающей усеченной пирамиды Ь и расстояние между пирамидами 1-2 З0 и 3-4 датчиков (по прямым, перпендикулярным к продольной оси конвейера) Н выбраны дз соотношения где Ы вЂ” допустимый угол перекоса скребков для данного типа конвейера.

Элементы задержки настраиваются на 40 время задержки импульсов, выбранное .из соотношения

45 где Ч . и Ч - скорости соответ4тьin век венно перегруженного и холостого скребкового конвейера;

8 — шаг установки скребков.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

В исходном состоянии счетчики 11, 14 и 18 обнулены. Перед запуском. устройства в работу на четвертом счетчике 23 устанавливают число, равное количеству импульсов с датчика 2 1 за время полного оборота цепи по ставу конвейера.

После запуска устройства в работу с датчика 21 на вычитающий вход четвертого счетчика 23 поступают импульсы, частота следования которых пропорциональна скорости вращения приводной звездочки 22. При работе конвейера приводная звездочка перемещает цепи 35 и скребки 36 в сторону, показанную сплошной линией с двойной стрелкой на фиг. 3. Пока скребки 36 перед большими основаниями светорассеивающих пчрамид 25-28 отсутствуют, инфракрасные лучи от лампы 32 и рефлектора 33 попадают в осветительные световоды 29 и через . них в пирамиды 25-28 и затем выходят из них в окружающее пространство. Инфракрасные лучи, не находя препятствий перед большими основаниями пирамид 25-28 ° не возвраща1>тся больше в эти пирамиды, не входят в сигнальные световоды 30 и не понадают на фотоприемники 31.

Если, например, перед большими основаниями пирамид 26 и 28 появляется неперекошенный скребок 36, то инфракрасные лучи, выйдя из пирами-. ды 26, частично рассеиваются скребком и снова возвращаются в пирамиду. При этом за время прохождения скребка перед большими основаниями пирамид 26 и 28 на выходах соответствующих фотоприемников 31 (или на выходах датчиков 3 и 4 в принятых на фиг. 1 обозначениях) появляется импульс электрического тока (напряжения). Каждый проход неперекошенного скребка (с углом перекоса не больше о ) сначала вызывает появление одновременных импульсов на выходах датчиков 3 и 4, а затем - на выходах датчиков 1 и 2.

Если перед датчиками 1-4 проходит перекошенный вправо скребок с углом перекоса больше о и меньше

2, то импульсы появляются одновременно на выходах 2 и 3. Если же проходит перекошенный влево скребок с углом перекоса больше oL и меньше

2Ы, то импульсы появляются одновременно на выходах датчиков 1 и 4.

Если перед датчиками 1-4 проходит перекошенный вправо скребок с углом перекоса больше 24,. то сначала появляется импульс на выходе датчика

1124122

4, после — на выходе датчика 2, затем — на выходе датчика 3 и последним появляется импульс на выходе датчика 1.

При прохождении перед датчиками

1-4 перекошенного влево скребка с углом перекоса больше 2 импульсы . на выходах, датчиков появляются в последовательности З-в-1-42.

Таким образом, очередность появ- 10 ления импульсов на выходах датчиков

1-4 зависит от угла и направления перекоса скребка.

Для упрощения описания работы устройства Введем следующие обозначе-15 ния: Х вЂ” общее количество скребков из них у - количество скребков, перекошенных вправо на угол не больше

at,; y2 — количество скребков, перекошеннйх влево на угол не больше aL; 20

2.1 — количество скребков,. перекошен-. ных вправо на угол от о до 2at

Z = количество скребков, перекошенных на угол от N до 2at ", jf у + у — суммарное количество

2 перекошенных скребков с допустимым углом перекоса.

При указанной последовательности появления импульсов с.датчиков

1-4 на выходах измерителей отношений 6-9 будут формироваться сле- . дующие сигналы: на выходе первого блока определения отношений 6 бу- . дет формироваться количество импульсов, равное удвоенному числу перекошенных (на угол больше Ы ) скребков N6 = 2(х - (у<. + y2)3 (которые прошли за заданное время перед датчиками 1-4), так как любой перекошенный на угол больше 40

oL скребок вызовет появление несовпадающих во времени импульсов на выходах датчиков 1 и 2, на выходе второго блока определения отношений 7 будет формироваться число импульсов, равное 2(Х вЂ” Е), так как люббй скребок (кроме перекошенных на угол от at go 2at ) вызовет появление несовпадающих во времени импульсов на выходах датчиков 2 и 3, на выходе третьего блока определения отношений 8 формируется число импульсов, равное 2(Х вЂ” Z2), так как любой скребок (кроме перекошенных влево на угол от Ы до 2сС ) вызо- 55 .вет появление несовпадающих во времени на выходах датчиков 1 и 4; на выходе четвертого блока определения отношений 9 формируется число импульсов, равное 2Х, так как проход любого скребка вызовет появление несовпадающих во Времени импульсов на выходах датчиков 1 и 3.

При этом число импульсов на выходе первого счетного триггера 10 будет раВНО (Х вЂ” (y„ + y2)g, число импульсов на выходе второго триггера 12 равно (Х вЂ” Z ), число импульсов на выходе третьего триггера 15 равно (Х вЂ” 22), а число импульсов на выходе четвертого триггера 17. будет равно Х, так как любой из этих триггеров выдает на выходе 1 импульс на каждую пару поступивших на вход импульсов.

На суммирующем входе второго счетчика 14 будет формироваться число импульсов равное 2Х, а на вычитаю щий его вход за время измерения с элементов задержки 16 и 13 цоступит. число импульсов ((Х вЂ” Е „) + (Х вЂ” Z<)) .

На выход счетчика 14 поступит число импульсов

N = 2Х -((Х вЂ” ZÄ) + (Х вЂ” Z2)

= Z + Z, . (3)

На суммнрующии вход первого счетчика 11 за время измерения с первого триггера 10 поступит число импульсов (Х (y1 + У2 )j, a на Вы читающий его вход с выхода счетчика 14 за это же время поступит число импульсов (Е. + Z ). Поэтому на выход счетчика 11 йоступит число импульсов

011 = (Х вЂ” (у1 + у2) — (Е1 +

+ +Z2)) (4) численно равное количеству аварийных (перекошенных на угол больше

24 или сломанных скребков). Это число импульсов поступйт в блок сигнализации, который после поступления первого же импульса выдает аварийный сигнал (световой, звуковой и т.п.) и будет дальше сигнализировать о количестве аварийных скребков.

На выход четвертого счетчика 18 эа время измерения t поступит число импульсов Х, равное общему количеству скребков. Поэтому блок 19 определения отношений на своем выходе сформирует сигнал, пропорциональный процентному (относительному) содержанию скребков из .„их общего количества

1124122

К

19 (5) Этот сигнал поступает на блок инди,кации, в который инднцируется из- 5 ношеиность конвейера, Для однозначного получения сигналов И „ и J<< с выхода счетчика 23 на управляющие входы счетчиков 14 и 18 после каждого полного оборота 10 цепи 35 по стану конвейера 5 поступает обнуляющий зти счетчики импульс.

Это происходит потому, что счетчик

23 работает в режиме вычитания, а на его поле установлено число, рав- 15 ное количеству импульсов датчика

21 за время t полного оборота цепи конвейера.

Предложенное устройство, независимое от питающих напряжений, ско- 20 рости конвейера, загрязненности датчиков, будет непрерывно индицировать изношенность конвейера, выдавать сигнал от аварии при появлении первого перекошенного на угол боль- 25 ше 2d, скребка и сигнализировать о количестве таких скребков.

По сравнению с базовым объектом, в качестве которого выбрана аппаратура автоматического контроля обэыва цепей многоцЕпных скребковых конвейеров типа ДКЦ-2, предложенное устройство характеризуется высокой надежностью, так как не требует подвижной качающейся ферромагнитной пластины для передачи воздействия движущихся скребков; простотой

4 обусловленной простыми дешевыми датчиками, а также отсутствием специализированных схем реле скорости, резонансных усилителей, узла контроля движения, полупроводникового и электромеханнческих:реле; широкими функциональными возможностями, обусловленными одновременным контролем степени износа конвейера, обрыва цепи и перекоса скребков, в то время как базовым объектом контролируется только обрыв цепи низкой стоимостью, связанной с простотой датчиков и схемы предложенного устройства. Эти технические преимущества позволяют повысить срок службы конвейера путем непрерывного контроля его степени износа и своевременных профилактических ремонтов. Предложенное устройство уменьшает количество аварий за счет профилактических ремонтов, что снижает простои оборудования.

1124122

ЗЗ ЗЯ

З1 ЗО

Составитель И. Назаркина

Техред Л.Коцюбняк Корректор А. Обручар

Редактор К. Волощук

Заказ 8251/29 Тираж 564

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4