Пневматическое устройство контроля режима работы пневмопривода горной машины

 

Союз Советскнх

Соцналнстннеских

Респ ублнк

О п

ИЗОБРЕТЕН ИЙ (11) 612020

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЙЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) ЗаЯвлено 11.03.74(21) 2003504/22-03 (51) Р Кл

2 с присоединением заявки №

Е. 21 С 35/24

Гоеудоротвеиимк комитет

Соввта Миииотроо СССР ио делам изаоретеиий к открмтий (23) Приоритет (43) Опубликовано25,06.78.Бюллетень № 23 (53) УДК 622.232.72. (088.8) (45) Дата опубликования описания 23.05.78

А. К. Алекса, В. Т. Лысековский, В. И. Саенко, В. Г. Шкварченкэ и Н. А. Шматков (72) Авторы изобретения

Йонецкое отделение Государственного проек пас>-конструкторского и научно-исследовательского института по автоматизации угольной промышленности Гипроуглеавтоматизация (71) Заявитель (54) ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ РЕЖИМА

РАБОТЫ ПНЕВМОПРИВОДА ГОРНОЙ МАШИНЫ

Изобретение предназначено для формирования пневмапгческого аналогового сигнала, пропорционального скорос ти вращения выходного вале пневмопривода, косвенным путем, по давлению и скоростному напору сжатого воздуха, потребляемого пневмоприводом, и может найти применение в системах дистанционного и автемаптческого управления горными машинами с пневмоприводом.

Известны устройства контроля режима работы горных машин, содержащие датчики режимов работы как для машин с электроприводом, T&K и для машин с пневмопривод (1 .

Известно также пневматическое устройся- > во контроля, содержащее датчик скорости

ro напора, датчик давления и множительноделительный блок 2).

Недостатком этого устройства является неоднозначная зависимость между измеряе- ЗЕ мь>м расходом и скоростью вращения (режимом работы) пневмопривода при изменении давления протекающего воздуха, С целью повышения точности контроля пневматическое устройство снабжено двумя задаъ- 25 чиками давления и элементами сравнения, повторителем со сдвигом, усилителем мощности и силовым преобразователем, вход которого механически связан с датчиком ско ростного напора, а выход соединен с одним из входов множительно-делительного блока, другой вход которого подключен к первому задаччику давления, причем выход множительно-делительного блока и выход второго задатчика давления соединены с соответствующими положительными входами первого элемента сравнения, отрицательный вход которого подключен к датчику давления, а выход первого элемента сравнения посредством повторителя со сдвигом соединен с двумя положительными входами второго элемента сравнения, выход которого подключен к усилителю мсицности, выход которого в свою очередь соединен с отрицательным входом этого же элемента сравнения.

На чертеже приведена принципиальная схема пневматического устройства контроля режима работы пневмопривода горной машины.

612020

Устройство содержит силовой преобразов1тель 1, множительно-депитепьный блок 2, эадатчики давления 3 и 4, датчик дввпениа

5, элементы сравнения 6 и 7, повторитепь

8 со сдвигом, усилитель 9, датчик скораст» ного напоре 10, установленный в измерительном патрубке 11, драссели 12-17, соединейные с источникам давления питании.

Силовой преобразователь 1 состоит иэ собственно преобразователя 18, дросселя 10

12 и повторителя 19 со сдвигом . Мембран ный блок 20 преобразователи 18 посредсъвам гибкой тяги 21, пропущенной через, регулируемое сопла 22, механически соединен с датчикам скоростного напора 10 ° Выход 15

23 преобраэоватепя 18 соединен с входом

24 повторителя 19, выход 25 которого соединен с дросселем 13. Регупировочные винты 26 и 27 служат дпя настройки нули силовбго преобразователя 1. 20

Хножитепьно-депитепьный блок 2 состоит иэ управляемого дросселя 28, усилителя мадности 29 и дроссепей 30 и 31, Вход 32 дросселя 28 соединен с выходом 25 повторителя 19, Вход дросселя 30 соединен с 25 выходом 33 задатчика давления 3 и с выходом дросселя 14, Задании давления 3 с помощью регупировочного винта 34 настраивается на выходное давление p = 1 кгс/см .

Выход дросселя 31 (давпение Р ) соединен с положительным входом 35 элемента сравнения 6, Корпус датчика давления 5 мембранным блоком 36 разделен на три камеры: входную с входом 37, в которой установлен регулировочный винт 38 и котораи соединена с источником сжатого воздуха с давлением Р; выходную с выходом 39, в которой установлено регулируемое соппо 40 и которая соединена с отрицательным входом 41 (давление P ) элемента сравнения 6 и выходом дросселя 15; атмосферную камеру 42.

Второй попожительный вход 43 эпемента сравнения 6 соединен с выходом 44 зада вчика давления 4 (давление P ) и с выходом дросселя 16. Настройка задвтчика давления

4 осуществляется регупировачным винт м

45.

Выход 46 (давпение Р. ) элемента срав50 иеиия 6 соединен с входом 47 повторителя

8 со сдвигом, Повторитель 8 регупиравачным винтом 48 нвстраив2вется иа папожитепь ный сдвиг + 0,1 кгс/см . Выход 49 повторителя 8 (давление Р ) соединен с выходом дросселя 17 и с двумя попажитепьными вха дами 50 и 51 элемента сравнения 7, выход

52 которого соединен с входом 53 усилите пя мощности 9, Выход 54 усилителя мощности 9 (дввпение Р их ) соединен с отрицательным входом 55 элемента сравнении

В 1 "2 7 где К1 — коэффициент пропорциональности;

- плотность сжатого воздуха;

- скорость движущегося сжатого воздуха давление Р> поступает на вход 24 повторителя 19, выходным давлением которого будет давление Р> равное 2

P аР -02К

1 (2) Давление Рь поступает навход 32 упрввпяемаго дросселя 28. Множитепыо- делитепьный., блок 2 включен по схеме извлечения «вадражого корня из произв денни двух входных сигналов, одним из которых является давление РА, а дру гим давление Р4 — 1 кгсlсм задатчика давления 3, которое подается на вход дросселя 30.

Выходным давлением этого блока будет давление

6 4

JDV которое поступает на положительный вход

35 элемента сравнения 6.

Давпение P истсяника сжатого воздуха поступает на вход 37 датчика давпения 5, Под действием этого давления мембранный бпок 36 прикрывает сопла 40, создавая тем самым избыточное давление Р на выходе

7. Выходной сигнвп Р,, явпяется выходным сигнвпам устройства ймажет быть выведен на поквсмввющий прибор, например манометр.

Устройство измерительным патрубкам 1 1 устанавливается в трубапроводе, питающем пневма1тривод. В исходном состоянии, при отсутствии ° воздействия движущегося сжатого воздуха на датчик скоростного напора

10, регупировочным винтом 26 настрвнваетcs выходное давление Р> преобразователя

18, равнм + 0,2 кгс/см2, а регупировочным винтом 27 настраивается выходное давление

Г

Р силового преобрвэоватепя, равное нулю.

При работе пневмс привода через измерительный патрубок 11 поступает сжатый ни дух, расход которого опредепяется давлением и режимом работы пневмопривода. Скоростной напор движущегося сжатого воздуха, воздействуя на датчик скоростного напора 10, отклоняет его от начального положения по направлению движения сжатого воздуха и че рез механическую тягу 21 при фывает мембранным блоком 20 саппо 22, создавая тем самым избыточное давление Р5 на выходе

23, равнм

612020

39, пропорциональное давлению P (регулировочный винт 28 не воздействует на мем;бранный блок 36)

2 2 в де К - коэффициент пропорциональности..

Давление Р поступает на отрицательный вход 41 элемента сравнения 6. На второй положительный вход 43 элемента сравнения

6 поступает давление Р задаъчика. давле- !0 ния 4, которое устанавливается регулиравочным винтам 45, Элемент сравнения 6 алгебраически суммирует поступающие íà его входы давления P, P u P

Э7

7 1 2 которое поступает на вход 47 повторителя

8 со сдвигом, Повторитель 8 увеличивает давление Р, на величину + 0,1 кгс/см, 2 и на выходе 49 получаем давление 20 P = z+0,t -(Р - !"2+Я+ОД (g) которое поступает на положительные входы50 и 51 элемента сравнения 7. Элемент 2s сравнения 7, на два положительных входа

50 и 51 которого поступает одинаковые давления, а выход 52 через усилитель мощнос ти 9 соединен с отрицательным входом 55, выдает выходное давление 30 которое является входным давлением устройства. Элемент сравнения 7, таким образом, осуществляет удвоение давления Р>.

Лроссели, задатчнкн, элементы сравнения, усилители мощности, повторители со сдвигом, применяемые в устройстве, являются серийными элементами УСЭППА.

Показания манометра (Рць!ч )! ченного к выходу устройства, соответствуют скорости вра!ценна !! (режиму работы) пневмоприв ода где К g — коэффициент прсаторциональности, Коэффициенты К, К 2, К и давление Р, 50 заранее должны быть определены из условий совпадения расходных характеристик контролируемого пневмопривода, полученных с помощью предлагаемого устройства, и действи тельных расходш тх характеристик пневмопривода. Эти характеристики пневмопривод получают либо экспериментальным путем, либо расчетным путем, используя паспорипяе расходные характеристики пневмсктривода без питающего трубопровода и характеристики .питающего трубопровода:

При этом коэффициенты К, 1С, К 4! и давление P равны

12 2 ь (! 0)

3! р!

Б jcy((ъz k (ср ср

К2 Е!25 Г мдкс (

Рэ

/ср(2 441 Рс > S(Q2Q ) где S — площадь поперечного сечения измерительного патрубка 11, м; - плотность воздуха в нормальных условиянх, кгс. сек / м;

Р - среднее давление при работе пневмос0Д привУда, кгс/см2;

P р- плотность воздуха при давлении Р кгс ñåê2/м43

9 . - давление из рабочего диапазона дав лений пневмопривода, отличное от Р, кгс/см

/3 „ - плотность воздуха при давлении Р

1 кгс сек / м ; й4! - максимальная скорость вращения пневмопривода, об/мин;

Q< - расход сжатого воздуха, приведенный к нормальным условиям, потребляемый пнев моприводом при скорости вращения !! 0 и влен Раапе!4 Рср, w / мин;

Э

Q - расход сжатого воздуха, приведенный .к нормальным условиям, потребляемый пневмоприводом при скорости вращения 12= т „ /2 и давлении равном Рс,, м / мин; !

Q<- расход сжатого воздуха, приведенный к нормальным условиям, потребляемый пнев моприводом при скорости вращения п=п„„„ /2 и давлении равном Рср и / мин.

Значение 1т „о„апределается по паспорт хос ! ту пневмопривода, Q1, Qg > О 2 - по его действительным расходным характеристикам <

Настройку устройства проводят следующим образом.

Определяют P„,,как среднее давление при работе пневмопривода, По паспорту пневмопривода определяют скорость вращения

И®, 1, Из расходных характеристик пневмсм привода с питающим трубопроводом находят характеристику, соотзетствуюшую давлению

РСЬ а по НеО определяют Q 2 и Q1. Вы2 би ают Рс,р, например, pasaoe + 0,5 кгс/с и.

Из расходных характеристик пневмсктривода с питающим трубсетроводом находят характеристику, соответствующую давлению Р в, и ! по ней определяют Я2. По формулам (9)612020 (12) и ходят К1, К, М и Р, Через измерительный патрубок 11 пропускают сжатый воздух при давлении Рсо и некотором ааораотнаоа напоре(ф ) . По формулам (2) и (4) находят Р и Р6 о контрОлнруи манО» 5 метрами давления Р, Р и Р (при пропускании через измерительный патрубок сжатого воздуха при давлении Рср и некотором (И Г Й1 .с 1 скоростном напоре), настраивают преобразователь 18 и повторитель 19 на давление Pb, датчик давления 5 - регулируемым соплом 40 Na давление Р2, зада Рп1к давления 4 - регулировочным винтом 45

1 на давление Р>. Если Р>, определенное по формуле (12), отрицательно, то в этом слу- чае ввод его в устройство должен осуществляться следующим образом: задатчик давления 4 регулировочным винтом 45 насчраи= вается на выходное давление, равное нулю, а выходное давление Р да тчика давления

5 с помощью регулировочного винта 38 должно быть увеличено на1Р ». зв

Формула изобретения

Пневматическое устройство контроли режима работы пневмопривода горной машины, содержащее датчик скоростного напора, датчик давления и множительно делительный блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью. Повышения точности контроля, оно снабжено двумя задатчиками давления и эле ментами сравнения, повторителем со сдвигом, усилителем мощносж и силовым преобразователем, вход которого механически связан с датчиком скоростного напора, а выход соединен с одним из входов множительно-делительного блока, другой вход которого подключен к первому задатчику давления, причем выход множительн ь-целительного блока и выход второго задатчика давления соединены с соответствующими положительными входами первого элемента сравнении, отрицательный вход котороь О подключен к датчику давления, а выход первого элемента сравнения посредством повторителя со сдвигом соединен с двумя положительными входами второго элемента сравнения, выход которо го подключен к усилителю мощности, выход которого в свою очередь соединен с отрицательным входом этого же элемента сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1. Авторское свидетельство hh 357343, кл. Е 21 С 27/00, 1971.

2. Патент Великобритании N 985439, кл. С 1 И, 1962.

612020

Составитель М. Смиттен

Редактор Т. Фадеева Техред Н. Аидрейчуя Корректорй. Мельниченко

Заказ 3422/31 Тираж 734 Подписное

UHHHfIH Государственного, комитета Совета Министров СССР по дедам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r» Ужгород, ул. Прощенная, 4