Устройство для защиты шахтной подъемной установки от напуска подъемных и перегрузки направляющих канатов

 

Изобретение относится к подъем-. но-транспортному машиностроению. Цель изобретения - повышение производительности подъемной установки путем уменьшения ложйых срабатываний защиты, Устр-во содержит блоки 1 и 2 датчиков усилий в верхнем и нижнем сечениях канатных проводников 18, датчики 3 и 4 направлений движения подъемной машины Вперед и,Назад, генератор 5 тактовых импульсов, распределитель 6 импульсов, коммутатор блоки 8-10 задания уставок,блок задания смещения, блок 12 сложеблоки сравнения (ВС) 13-15 и И 16 совпадения, соединен7 , П ния, .элемент ный с исполнительным блоком 17, ВьЬсо§ . О) Од 4 N9 СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 А) (19) (И) 51) 4 В 66 В 5/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕККЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ,И ОТКРЫТИЙ (21) 4091814/29"03 (22) 14.07,86 (46.) 15.08.88, Бюл. У 30(71) Пермский политехнический институт (72) Г.Д.Трифанов, В.В.Васильев и С.П.Опарин (53) 621.876,113 (088,8) (56) Стороженко М.А, и др. Аппаратура, контроля сигнализации и связи для подъемных установок. M. Недра, 1983, с. 30-31 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ШАХТНОЙ

ПОДЪЕМНОЙ УСТАНОВКИ ОТ НАПУСКА

ПОДЪЕМНЫХ И ПЕРЕГРУЗКИ НАПРАВЛЯЮЩИХ

КАНАТОВ, (57) Изобре.тение относится к подъем-. но-транспортному машиностроению.

Цель изобретения - повышение произ" водительности подъемной установки путем уменьшения ложных срабатываний защиты. Устр-во содержит блоки 1 и 2 датчиков усилий в верхнем и нижнем сечениях канатных проводников 18 датчики 3 и 4 направлейий движения подъемной машины "Вперед" и,"Назад", генератор 5 тактовых импульсов, рвснределитель 6 импульсов, коммутатор

7, блоки 8 — 10 задания уставок,блок

11 задания смещения, блок 12 выложе" ния, блоки сравнения (ВС) 13-15 и ,злемент И 16 совпадения, соединенный с исполнительным блоком 17. Выхо1416425

F =0+ qL,, ды датчиков 3,4, блоков 1,2 датчиков усилий и распределителя 6 подключены к входам коммутатора 7, выходы кото" рого подключены к входам .блоков 12, 13 и 15. Выходы БС 13 и 15 непосредственно, а выход блока 12 через блок

14 подключены к входам элемента И 16 совпадения. При нормальной работе машины "Вперед" сигналы с БС 13-15 поступают на элемент 16 совпадения, Изобретение относится к подъемнотранспортному машиностроению и может быть использовано, например, для защиты шахтной подъемной установки от напуска подъемнога каната в ствол при заклинивании сосуда в канатных направляющих проводниках, а также от перегрузки направляющих канатов.

Цель изобретения - повышение производительности подъемной установки путем уменьшения ложных срабатываний защиты.

На фиг. 1 показана блок-схема предложенного устройства; на фиг.2 " 15 структурная схема устройства защиты; на фиг. 3 — расположение датчиков в шахтном стволе; на фиг. 4 - диаграммы работы устройства защиты.

Устройство защиты содержит блок 1 датчиков усилий в верхнем сечении канатных проводников, блок 2 датчиков усилий в нижнем сечении канатных проводников, датчики 3 и 4 направлении движения подъемной машины соответственно "Вперед" и "Назад", генератор

5 тактовых импульсов, распределитель

6 импульсов, коммутатор 7, первый, второй н третий блоки 8-10 задания уставок, блок 11 задания смещения, блок 12 сложения, первый, второй и третий блоки 13-15 сравнения, эле" мент И 16 совпадения, исполнительный блок 17. Кроме того, устройство содержит канатные проводники 18,подъем-ные канаты 19, натяжные грузы 2О, специальную раму 21, направляющую втулку 22, клиновые коуши 23.

Блок 1 включает в себя датчики

1.1 - 1 8 по одному на каждый из вось"

1 в результате чего на его выходе есть сигнал, и блок 17 включен, а сигнал для наложения на машину аварийного тормоза отсутствует, Заклинивание в проводниках 18 подъемного сосуда вызывает изменение усилия в проводнике 18, которое воспринимается датчиками усилия и передаеч ся в БС 13-15, что вызывает срабатывание защиты. 4 ил. ми канатных проводников !8, установленные вблизи места закрепления этих проводников на поверхности и предназначенные для измерения усилий в верхнем сечении канатов.

Блок 2 включает в себя датчики

2.! — 2.8 по одному на каждый из восьми канатных проводников установленные вблизи от места крепления на" тяжных грузов 20 и предназначенные для измерения усилий в нижнем сечении канатов.

Датчик 3 выдает сигнал при движении подъемной машины вперед, а датчик 4 — назад.

Блок 7 включает в себя управляемые бесконтактные ключи 7.1 — 7.20 и элементы ИЛИ логического сложения

7.21 " 7.24.

Устройство работает следующим образом.

При нормальной работе шахтной подъемной установки подъемные сосуды свободно перемещаются в направлжсщих канатных проводниках, при этом напря" жения на выходе датчиков 1.1 " 1.8 соответствуют усилию в канате + ке где G . — вес натяжного груза канатного проводника;

q - вес единицы длины канатного проводника;

- полная длина канатного прок" водника, а напряжения на выходе датчиков

2,1 — 2.8 соответствуют усилию в канате

1416425

10

55 где L, — длина канатного проводника от датчика 2.1 до натяжного груза (G) 20.

Генератор 5 формирует тактовые импульсы, которые поступают на тактовую цепь замкнутого распределителя

6. Под воздействием тактовых импульсов генератора 5 на выходах 1-8 распределителя 6 последовательно во времени появляются импульсы. Длительность этих импульсов выбирается такой, чтобы обеспечивалась возможность срабатывания за время существования импульса в аварийном режиме, например, блока 13 сравнения совмеетио с исполнительным блоком 17. Распределитель -6 осуществляет управление работой ключей 7.! — 7,16.

Ключи 7.1 " 7.8 (фиг.?} открываются последовательно друг эа другом на время двух тактов работы распределителя. Ключи 2.! — 2.8 открывают" ся поочередно друг за другом: 2.1, 2,2,...,...2.8,2.1 и т.д. При поступлении сигнала на начало движения шахтной подъемной машины "Вперед" срабатывает датчик 3 и выдает сигнал на открывание ключей 7.17 и 7,!9.Дат" чик 4 движения "Назад" при этом не работает, поэтому ключи 7.18 и 7.20 закрыты. Левый подъемный сосуд начинает перемещаться сверху вниз, а правый наоборот. Напряжение с датчиков

1.1, ).3, 1.5 и 1.7, пропорциональ" ное F< =, G + qLk, поочередно подается через ключ 7,17 на вход блока 13 сравнения, сравнивается с напряжением блока 8, пропорциональным усилию

F, = G +»)? + ЬР„Р(, где hF ((pi ( допустимое превьппейие усилия F(в канатном проводнике, Так как напря()»е(ние на первом входе блока 13.меньше напряжения на втором входе, то на выходе блока 13 имеется сигнал.

Напряжение с датчиков 1.2, 1.4, 1.6 и 1.8, пропорциональное F(= G + qLk, поочередно подается через ключ 7.19 на вход блока 12, где складывается с отрицательным напряжением смещения блока 11. Напряжение блока 9, пропорциональное усилию

Il

G + qL(< 4Fnp2. s где ) ((р допустимое снижение усилия F, в канатном проводнике, подается на блок

14 также с учетом смещения. Так как. напряжение на первом входе блока 14, поступающее с блока )2, меньше напряжения на втором входе, поступающего с блока 9, то на выходе блока 14 имеется сигнал. На вход блока 15 поступают поочередно друг эа другом напряжения с датчиков 2.1 - 2.8, кото" рые пропорциональны усилию в канатных проводниках F - =G. Так как напряже" ние с выхода блока )О пропорционально услию = G + b,F„, где )»F„ (допустимое превьппение усилия в нижнем сечении канатных проводников, то на выходе блока 15 имеется сигнал.

Таким образом, при нормальной работе машины в направлении Вперед(( сигналы с блоков 13-15 поступают на элемент И 16 совпадения, в результате чего на его выходе есть сигнал, и блок )7 включен, а сигнал для на" ложения на машину аварийного тормоза отсутствует.

Аналогично работает устройство при движении подъемной машины в направлении "Назад", с той разницей, что теперь открыть» ключи 7.18 и

7.20.

При возникновении аварийной ситуа" ции возможны следующие варианты.

Предположим, что подъемная машина работает в направлении "Вперед", что соответствует включенному состоянию датчика 3 и выключенному состоянию датчика 4. При этом левый сосуд движется вниз, а правый вверх, ключи

7.)7 z» 7.19 открыты, а ключи 7.18 и

7.20 закрыты. На второй вход блока

13 поступает неизменное напряжение с блока 8, пропорциональное допусти-. мому усилию в канатном проводнике

F = G+ qLk+ÜF.) = consti где, ДР„ — допустимое превышение усилия

"P в канатном проводнике по отношениюкF

Допустим, что по каким-либо причинам прохождение опускающегося подъемного сосуда через канатные проводники стало затруднено. Это привело к возрастанию в их верхнем сечении усилия на канатные проводники, а следовательно, возрастанию выходного напряжения датчиков 1 ° ), 1.3, 1.5 и 1.7. При открывании. ключа 7.)7 на блок 13 теперь поступает напряжение, пропорциональное усилию У,(= G + qL k + Q „ rye Я с - вес опус каемого сосуда, которое при сравнении теперь окажется большим напряжения, поступающего с блока 8. В ре5 !4 эультате на выходе блока 13, а следовательно, и !6 сигналы исчезнут

I (так как Fi G + qL< + Цс>У, = 8 + оТ < + Ь Р„), исполнительный

3 блок 17 обесточится, что в итоге приведет к наложению на машину предохра" нительного,тормоза.

Теперь допустим, что по каким-либо причинам прохождение поднимающе" гося право го сосуда в канатных пров од" никах стало затруднено.. Это привело к уменьшению усилия на канатные проводники в их верхнем сечении, а следовательно, уменьшению напряжения датчиков 1.2, 1.4, 1.6 и 1.7. Кроме этого, при упоре натяжных грузов 20 в раму 21 возрастает усилие на канатные проводники в их нижнем сечении, а следовательно, возрастает напряжение датчиков 2.2, 2.4, 2 ° 6 и 2.8.

При открывании ключа 7.19 на блок

12 теперь поступит напряжение, пропорциональное усилию F = G + qL т,е. меньшее прежнему. Благодаря наличию блока 11 смещения и блока 12 сложения напряжение на выходе блока 12 возрастает. В результате напряжение на первом входе блока 14 превысит напряжение на втором его входе, задаваемое блоком 9 с учетом смещеI ния и пропорциональное усилию F

+ qL< - AFz = const, где ЬГл допустимое снижение усилия в верхнем сечении канатного проводника по сравнению со значением F,. Таким образом, при уменьшении напряжения датчиков

1,2, 1,4,, 1,6 и 1.8 срабатывает блок

14, что приведет к исчезновению напряжения на его выходе, а следовательно, срабатыванию блока 17 и наложению на машину предохранительного тормоза, 1

Заклинивание подъемного сосуда в канатных проводниках при движении снизу вверх приведет к подъему натяжного груза и, наконец, его упору в поперечную раму 21, Это приведет к возрастанию усилия в нижнем сечении канатных проводников F< = G +

+ F ; увеличению выходного напряжения датчиков 2 2, 2,4, 2.6 и 2.8, которое превысит напряжение с блока

10, подаваемое на второй блок 15 сравнения, что вызовет срабатывание этого блока (так как F = G +

+ F Ä > Р, = 6 + h,F> = const)

f и исчезновение у него на выходе нап) 6425

5

30 ряжения, а затем наложение на подъемную машину предохранительного торможения.

Предлагаемое устройство позволяет защищать от перегрузки канатные нап-равляющие проводники при заклинивании в них поднимающегося сосуда. Кро" ме того, установка датчиков усилий непосредственно на канатных проводниках позволяет повысить чувствительность устройства защиты при зависании опускающегося или заклинивании поднимающегося сосуда. !

При нормальной работе подъема (зависание сосудов отсуствует) усилие натяжения канатных проводников постоянно — дополнительные усилия на них не воздействуют, Поэтому любое изменение усилия в канатном проводнике воспринимается датчиком усилия и передается в блоки сравнения„ что вызывает срабатывание защиты. В известной защите от напуска подъемного каната, основанной на измерении усилия в подъемном канате, в процессе нормальной работы подъемника возникают динамические усилия, поэтому для исключения ложных срабатываний защиты необходимо искуственно снимать чувствительность защиты, что снижает производительность подъема установки.

Формула изобретения устройство для защиты шахтной подъемной установки от напуска подъемных и перегрузки направляющих канатов, содержащее датчики усилий, первый„ второй и третий блоки сравнения, вторые входы которых подключены к выходам первого, второго и третьего блоков задания установки, исполнительный блок, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности подъемной установки путем уменьшения ложных ñðàбатываний защиты, в него введены два датчика направления движения подъемного сосуда, генератор тактовых импульсов, блок задания смещения,распределитель импульсов, коммутатор, блок сложения и элемент совпадения, причем датчики усилий установлены в верхнем и нижнем сечении каждого из направляющих канатов, выходы датчиков соединены с соответствующими входами коммутатора, управляющие входы которого подключены к соответствующим входам распределителя импульсов и датчиков направления движения подъемного сосуда, при этом первый выход коммутатора соединен с первым входом первого блока сравнения, выход которого подключен к первому входу элемента совпадения,второй выход коммутатора подключен к первому входу блока сложения, к второму входу которого подключен выход блока задания смещения, при этом вы416425 8 ход блока сложения соединен с первым входом второго блока сравнения, выход которого подключен к второму входу элемента совпадения, третий выход коммутатора подключен к первому входу третьего элемента сравнения, выход которого подключен к третьему входу элемента совпадения, выход которого подключен к входу исполнительного блока, а выход генератора тактовых импульсов подключен к входу распределителя импульсов.

1416425

Составитель В.Чуприн

Техред М.Ходанич

Корректор И Демчик.Редактор N.Kåëåìåø

Подписное

Заказ 4024/18 Тираж 69!

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5..Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4