Указатель положения подъемных сосудов в стволе шахты

 

Изобретение относится к горному делу, а именно, к индикации при управлении шахтными подъемными машинами. Сущность изобретения: для повышения надежности и точности определения положения подъемных сосудов в стволе шахты указатель содержит два передатчика акустических колебаний, по одну на каждом подъемном сосуде, два излучателя, два приемника и блок обработки информации. Последний включает два смесителя колебаний, опорный генератор, два частотных дискриминатора и два интегратора. Дополнительно блок обработки информации снабжен двумя усилителями и двумя измерительными приборами. При этом входы усилителей связаны с выходами интеграторов, а выходы - с измерительными приборами. 1 ил.

Изобретение относится к горному делу, а именно, к индикации при управлении шахтными подъемными машинами.

Известно "Устройство цифровой индикации положения сосуда шахтной подъемной машины" [1] содержащее датчик путевых импульсов, реверсивный счетчик, блок цифровой индикации, датчик нулевой площадки, логический элемент НЕ, Д-триггер, логический элемент Исключение ИЛИ и индикатор. Однако, это устройство предназначено для индикации положения одного подъемного сосуда при его переподъеме, что заужает область его применения. Кроме того, датчик путевых импульсов, выдающий дискретные сигналы, заранее определяет недостаточно высокую точность индикации положения подъемного сосуда, к тому же при использовании его в двухконцевом шахтном подъеме, необходима установка точно такого же второго устройства, что усложняет в целом всю систему индикации и снижает надежность его работы.

Известен также "Индикатор глубины для подъемных установок в горнодобывающей промышленности" [2] предназначенный для приблизительного указания глубины, содержит светящиеся диоды, расположенные один за другим по кругу или по вертикали, систему электронной коммутации в зависимости от импульсов, и индикатор углового перемещения привода подъемной установки. Однако, для более точного указания глубины, светящиеся диоды располагаются аналогичным образом по второму кругу концентрично первому, что увеличивает вдвое число диодов, не повышающие надежности работы индикатора. Кроме того, использование светящихся диодов, если они размещены в стволе шахты, потребует обязательной чистки их оптики, что снижает надежность индикатора.

Менее известно "Устройство для определения месторождения подъемника" [3] содержащее для каждого из подъемников для измерения напряжения, пропорционального расстояния до подъемника, операционные усилители, выработанные напряжения, пропорциональные расстояния до 1-го и 2-го подъемника, а также сдвигающее напряжение. Однако, изменение напряжения, пропорционального расстояния до подъемника, осуществляется путевыми дискретными выключателями, изменяющими, опять же, ступенчато, сопротивление на входе операционного усилителя. Другими словами, точность определения месторождения подъемника, определяется количеством выключателей, размещенных вдоль по стволу. А если учесть, что контактный способ воздействия на выключатель, не обладает достаточной надежностью, то все это вместе взятое несет в себе заведомо низкую надежность и недостаточную точность этого известного устройства.

За прототип взято "Устройство для защиты шахтной подъемной установки от напуска тяговых канатов" [4] содержащее два передатчика акустических колебаний, размещенных на подъемных сосудах по одному, два излучателя, закрепленных на каждом тяговом канате в зоне крепления его к подъемному сосуду, два приемника тех же колебаний, размещенных в зоне направляющих шкивов, блок обработки информации с двумя входами, включающий опорный генератор, два смесителя колебаний, два частотных дискриминатора и два интегратора, при этом выходы приемника колебаний соединены со своими входами блока обработки информации, являющимися первыми входами своих смесителей колебаний, вторые входы которых подключены к опорному генератору, а выходы каждого смесителя подключены через частотные дискриминаторы со своими интеграторами. Однако, дальнейшее технологическое решение этого известного устройства, предполагает сравнение величин напряжения с выходом своих интеграторов, пропорциональные расстояния, пройденные каждым подъемным сосудом.

Цель изобретения повышение надежности и точности в определении положения подъемных сосудов в стволе шахты.

Эта цель достигается тем, что устройство-прототип дополнительно снабжено двумя усилителями и двумя измерительными приборами, при этом входы усилителей электрически соединены с выходами своих интегралов, а выходы усилителей, служащие выходами блока информации обработки информации со своими измерительными приборами.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Если источник акустических колебаний перемещается относительно неподвижного приемника сигналов, то частота приемных сигналов в приемник изменяется в зависимости от скорости и направления перемещения источника акустических колебаний относительно неподвижного приемника (эффект Доплера). При сближении источника колебаний с приемником, частота электрических колебаний в приемнике увеличивается на т.наз. доплеровскую частоту (+ F_d), а при удалении уменьшается на (-F_d). (Р.Г.Геворкян, "Курс общей физики", М. Высшая школа, 1970г. с.113).

В связи с тем, что подъемные сосуды шахтной подъемной установки, например, при двухконцевом подъеме, перемещаются вертикально в противоположных направлениях: один (груженный) вверх, другой (порожний) вниз, то и сигналы акустических колебаний, зафиксированные приемниками и зависящие от скорости и направления перемещения сосудов с размещенными на них передатчиками, различаются по частоте, которые пройдя соответствующие преобразования, отделяются в смесителях колебаний, преобразовываются в напряжении своими частотными дискриминаторами. Эти напряжения суммируются интеграторами, которые после усилия, будучи поданными на свои измерительные приборы, например, вольтметры, позволяют определить расстояние, пройденное каждым подъемным сосудом, а следовательно, и укажут положение каждого подъемного сосуда в стволе шахты в любой момент времени.

На чертеже представлена функциональная схема указателя положения подъемных сосудов в стволе шахты.

Указатель положения содержит привод 1 шахтной подъемной установки, подъемные сосуды 2, 3, тяговые канаты 4, 5, направляющие шкивы 6 и 7, передатчики 8 и 9 акустических колебаний, размещенные в подъемных сосудах 2 и 3 соответственно, электрически соединенные с излучателями 10 и 11, соединенных звукопроводами 12, 13, размещенными на тяговых канатах 4 и 5 соответственно, ближе к месту крепления канатов к сосудам, с канатами, и имеющими с ними прочный контакт. Посредством металлических тяговых канатов 4 и 5 излучатели 10 и 11 взаимодействуют с направляющими шкивами 6 и 7, которые акустически связаны с приемниками 14 и 15 акустических колебаний. Выходы приемников 14 и 15 электрически соединены со своими входами блока 16 обработки информации, имеющего два входа и два выхода, который содержит соединенные между собой опорный генератор 17 и смесители 18, 19 колебаний, служащие входами блока 16 обработки информации, отделяющие доплеровскую частоту (±F_d), к которым присоединены выходы своих приемников 14, 15 акустических колебаний и опорного генератора 17. Выходы смесителей 18 и 19 соединены соответственно с входами дискриминаторов 20 и 21, преобразующие сигналы доплеровской частоты (±F_d) в соответствующие напряжения U₂ и U₃, выходы которых посредством интеграторов 22 и 23 преобразуются в пройденные сосудами пути S₂ и S₃, но по-прежнему в виде напряжений, которые после усилия своими усилителями 24 и 25 будут пропорциональны расстоянию, пройденными сосудами. Достаточно измерить эти величины напряжений измерительными приборами 26 и 27 (например, вольтметрами), чтобы по ним точно определить положение подъемных сосудов в стволе шахты в любой момент времени. Таким образом, использование акустических колебаний повышает надежность указателя, а непрерывность контроля точность работы.

Формула изобретения

Указатель положения подъемных сосудов в стволе шахты, содержащий два передатчика акустических колебаний, размещенных на подъемных сосудах по одному, два излучателя, закрепленных на каждом тяговом канате в зоне крепления его к подъемному сосуду, два приемника тех же колебаний, размещенных в зоне направляющих шкивов, блок обработки информации с двумя входами, включающий опорный генератор, два смесителя колебаний, два частотных дискриминатора и два интегратора, при этом выходы приемников колебаний соединены соответственно с первым и вторым входами блока обработки информации, являющиеся первыми входами смесителей колебаний, вторые входы которых подключены к опорному генератору, а выходы смесителей подключены через соответствующие частотные дискриминаторы к входам интеграторов, отличающийся тем, что снабжен двумя усилителями и двумя измерительными приборами, при этом входы усилителей электрически соединены с выходами соответствующих интеграторов, а выходы усилителей, служащие выходами блока обработки информации, подключены к измерительным приборам.