Устройство для определения глубинычерпания дражного забоя

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Соцмалмстмчесиит

Республик

804768

QQp (61) Дополнительное к авт, сеид-ву— (22) Заявлено 110379 (2t) 2734051/29-03 (51)М. Кл.

E 0? F 3/16 с присоединением заявим ¹â€”

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1502.81. Бюллетень № 8 (53) УДК 628. 024.

8 (088. 8) Дата опубликования описания 22. 09. 81

А. Цирер, М.Е. Царегородцев, Л.В. Просо и Л.И. Цысарь (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт " золота и редких металлов (71) Заявитель (4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛУБИНЫ ЧЕРПАНИЯ

ДРАЖНОГО ЗАБОЯ

Изобретение относится к горной технике и может быть использовано при добыче полезных ископаеьых драгами.

Известны приборы для измерения глубины черпания, включающие регистратор, выполненный, например, в виде часового механизма с нанесенным на него проградуированным диском, и рычажный механизм, соединяющий регистратор с черпаковой рамой. Глубина черпания таким прибором определяется по углу наклона черпаковой раьи относительно понтона драги (1).

Недостатком этих устройств явля- 15 ется большая погрешность, возникающая иэ-за люфтов в рычажном механизме.

Известен дражный глубиномер ДГ-1> включающий датчик глубины черпа- . 20 ния и электрически соединенный с ним регистратор, в котором компенсатор нелинейности выполнен в виде лекального кулачка, взаимодействующего с сердечником рабочей катушки. Датчик глубины представляет собой свободно подвешенный маятник, соединенный посредством рычага с сердечником индукционной катушки, аналогичной рабочей. катушке регистратора (21. 30

Амплитуда и фаза сигнала на выходе датчика глубины пропорциональна величине и направлению перемещения сердечника. Этот сигнал после усиления управляет реверсивным двигателем, угол поворота ротора которого через редуктор и кулачок преобразуется в перемещение сердечника рабочей катушки, которое происходит до тех пор, пока сигнал на выходе рабочей катушки регистратора, действующий в противофазе. с сигналом датчика, не компенсирует последний.

Результирующий сигнал на входе усилителя при этом равен нулю. Отсчет показаний в метрах глубины черпания ведется по предварительно проградуированной шкале.

Производственные испытания этого глубиномера покаэапи невысокую точность измерений,так как из-за вибраций механизмов и колебаний драги запись глубины черпания получалась размытой, особенно при отработке мерзлых пород.

Кроме того, при использовании глубиномера ДГ-1 на драгах с различной глубиной черпания профиль лекального кулачка необходимо каждый

804768

15 этих глубиномеров возникают трудности при регулировке.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения глубины.черпания дражного забоя, включающее маятниковый датчик гЛубины, маятник которого закреплен на оси сельсина-датчика, соединенного через сельсин-приемник с регистратором, компенсатор нелинейности и источник переменного напряжения.Компенсатор выполнен в виде каретки с 40 двумя направляющими, жестко укрепленной на гибком тросе, натянутом на трех рамках с возможностью перемещения по ним и запасованном на шкиве, установленном на валу сель- 45 сина-датчика, при этом маятник расположен между направляющими каретки с возможностью перемещения вдОль них (4J.

Недостатком этого устройства 5й является большая динамическая погрешность измерений, возникающая вследствие колебаний компенсатора нелинейности под воздействием горизонтальной составлякщей колебаний драги.

Кроме того, недостатком этого устройства является большая эона нЕчувствительности, воз никакщая при малейшем зазоре между направляющими и роликом.

Целью изобретения является повн- 40 щенке точности определения глубинЫ черпания дражного забоя.

Поставленная цель достигается за счет того, что компенсатор нелинейности выполнен в виде последова- 65 раз заново рассчитывать и изготавливать.

Известен также дражный глубиномер ДГ-4, определяющий глубину черпания по углу наклона рамы черпаковой цепи к линии отвеса, .т.е. аналогично глубиномеру ДГ-1 (31.

Основой прибора, также как и в глубиномере ДГ-1, является маятнико вый датчик, в котором для передачи ! угла поворота рамы относительно отвеса маятника используется сельсин-датчик. Для уменьшения влияния вибраций в глубиномере ДГ-4 применено демпфирующее устройство. Лопатки демпфера и маятник закреплены на оси сельсина-датчика. Сельсин-датчик по трансформаторной схеме связан с сел ьсином-приемником, поворот оси которого производится лекальным кулачком, установленным на оси показывающей стрелки через следящий ры- Щ чаг.

Недостатком глубиномеров ДГ-1 и

ДГ-4 является использование в них в качестве компенсатора нелинейности лекального кулачка, связанное с трудностью его расчета и изготовления, что экономически невыгодно при изготовлении глубиномеров малыми сериями. Кроме того, при использовании тельно соединенных аналого-цифрового преобразователя, нелинейного цифро-аналогового преобразователя и аналогового фазовращателя, к входам которого и к входам аналого-цифрового преобразователя подключены статорные обмотки сельсина-датчика, два других входа аналого-цифрового преобразователя соединены с источником переменного напряжения, а выход аналогового фазовращателя соединен с входом усилителя регистратора последовательно со статорной обмоткой сельсина-приемника.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство для определения глубины черпания драги состоит из маятникового датчика 1, регистратора 2 и компенсатора нелинейности 3. Питание устройства осуществляется от внешнего источника трехфазного напряжения 4.

Маятниковый датчик 1 устанавливается на черпаковой раме (на чертеже не показана) и содержит маятник 5, расположенный на оси сельсина-датчика б.

Регистратор 2 выполнен из сельсинаприемника 7, усилителя 8, исполнительного двигателя 9, кинематически соединенного с указателем глубины 10 и сельсином-приемником 7, расположенным на одной оси с исполнительным двигателем 9.

Компенсатор нелинейности представляет собой электронный блок, состоящий из управляемого аналогового фазовращателя 11, аналого-цифрового преобразователя "фаза-код" 12, соединенного с внешним источником трехфазного напряжения 4 и нелинейным цифро-аналоговым преобразователем 13.

Входы аналогового фазовращателя 11 и аналого-цифрового преобразователя 12 соединены со статорной обмоткой сельсина-датчика 6. Выход фазовращателя

11 соединен с усилителем 8 регистратора 2 последовательно со статорной обмоткой сельсина-приемника 7.

Роторные (трехфаэные) обмотки сельсинов б и 7 подключены к внешнему источнику трехфазного напряжения 4, а последовательно-встречно включенные статорные (однофаэные) обмотки через фазовращатель 11 к усилителю 8.

Устройство работает следующим образом.

При изменении угла наклона черпаковой рамю изменяется пропорционально фаза Ч напряжения на,выходе статорной обмотки сельсина-датчика б (Ц-фаза между линейным или фаэным напряжением на роторной и статорной обмотках) . Аналого-цифровой преобразователь 12 преобразует фазу g в цифровой код, а цифро-аналоговый преобразовательн 13 цифровой код в ,управляющий сигнал, который поступает на фазовращатель 11 и корректи—, рует фазу Ц напряжения статорной

804768

ot)MoTки .«ль(ина-датчика 6 до знаI чения Ч =-s (л V (фаза М пропорциональна

aL -углу наклона черпаковой раьы относительно отвеса) .

Так как в результате изменения угла наклона черпаковой раьы фаза на выходе фазовращателя 11 (хотя и скор(ректированная) изменяется, а на выходе сельсина-приемника 7 остается постоянной, то эа счет разности фаз (амплитуда на выходе статорных обмоток сельсинов остается постоянной при любом положении роторов) возникает напряжение рассогласования, которое усиливается усилителем 8 и обрабатывается реверсивным двигателем 9 путем поворота ротора сельси- . 15 на-приемника 7 и указателя глубины 10.

В качестве аналого-цифрового преобразователя может быТь использован преобразователь с промежуточным преобразованием фазы Ч во временной ин- 2О тервал. Измерение временного интервала проиэводйтся его заполнением импульсами стабильной частоты и их подсчетом. Непрерывному. изменению фазы М соответствует определенный временной интервал, который преобразуется в цифровой эквивалент (код).

Основным элементом цифро-аналоГового преобразователя является дешифратор, на выходах которого в зависимости от угла наклона черпаковой рамы (от фазы Ч)появляются соответствующие корректирующие фазу М сигналые

Так как глубина черпания Н определяется вЫражением Н = L sin%, где

L q — длина черпаковой рави, то для получения линейной шкалы корректирующие сигналы выбраны таким образом, чтобы постоянно выполнялось равенство М = sin Ч (Ч- фаза напряжения на 4О выходе фаэовращателя) . Естественно, что угол V и stn Ч выражаются в радианах.

О необходимой величине корректирующего сигнала дает представление следующий .пример.

Если Ч =45, Ч = - = 0,77 рад., а

stn 45о » 0 7 рад

Следовательно, цифро-аналоговый преобразователь должен выдавать корректирующий сигнал, уменьшающий Ч иа

0,77 — 0,7 = 0,07 рад.

Введение в схему устройства фазовращателя, цифро-аналогового и анало го-цифрового преобразователей позволяет перейти от механического компенсатора нелинейности к электронному, что существенным образом повышает точность измерения (уменьшается динамическая погрешность, возникающая эа счет колебания механического кулнсного механизма, а также зона нечувствительности) и надежность ра» боты устройства. Применение устройства в системах управления процессом драгирования позволяет повысить качество отработки.дражного забоя, уменьшить эксплуатационные потери золота в недрах.

Формула изобретения. Устройство,для определения глубины черпания дражного забоя, включающее маятниковый датчик .глубины, маятник которого закреплен на оси сельсина-датчика, соединенного через сельсин-йриемник с регистратором, компенсатор нелинейности и источник переменного напряжения, о т л и ч а ю щ е е с,,я тем, что, с целью повышения Точности определения глубины -черпания, компенсатор нелинейности выполнен в виде последовательно соединенных аналого-цифровогопреобразователя., нелинейного цифро-аналогового преобразователя и аналогового фаэовращателя, к входам которого и к входам аналого-цифрового преобраэователя подключены статорные обмотки сельсина-датчика, два других входа аналого-цифрового преобразователя соединены с источником переменного напряжения, а выход аналогового фазовращателя соединен с входом усилителя регистратора последовательно со статорной обмоткой сельсинаприемника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Свиридов A.Ï. Драги и драгирование. М., "Металлургиэдат", 1952, с. 388-390.

2. Саврей В.С. Комплекс приборов для контроля отработки дражного забоя. "Колыма", М(2, 1962, с. 6.

3. Ушаков В.К., Филиппенко В.И.

Приборы контроля параметров драгирования. "Колыма", Ю 3, 1964. с. 4.

4. Авторское свидетельство СССР.

В 580278, кл. Е 02 Г 3/16, 1975.

8047б8

Корре ктор С . шекмар

Редактор И. Нестерова ТехредЛ. Пекарь

Заказ 9376 Тираж 696 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открнтий

113035, Москва, %-35, Раумскан наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

I

I