Устройство для управления загрузкой сыпучих материалов в железнодорожные полувагоны

 

Союз Советсиик

Социалистические

Республик

Оп ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«»906873 (6l ) Дополнительное к авт. свми-ву (22) Заявлено 01, 12. 78 (21)2690422/27-11 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5! )М. Кл .

В 65 G 67/22

В 65 G 67/06

Государственный квинтет но делан изобретений н вткрытнй

Опубликовано 2 3 . 02 . 82 . Бюллетень М 7

Дата опубликования описания 25 . 02 . 82 (53) УДК621. 869 °.067(088.8) (72) Авторы изобретения

Ъ

Л.А. Верещагин, Р.П. Печковский и Л.Т. Закре ская, Р

1 (,!

Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда К С Ми1 истерства

А, приборостроения, средств автоматизации и систедуяравх дния

СССР (71) Заявитель (5ч) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЗАГРУЗКОЙ СЫПУЧИХ

МАТЕРИАЛОВ В ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ ПОПУВАГОНЫ

Изобретение относится к средствам загрузки полувагонов железнодорожно го транспорта сыпучими материалами, в частности к средствам контроля и управления технологическими процессами погрузки полезных ископаемых погрузочным оборудованием добычных роторных комплексов повышенной производительности в полувагоны магистрального транспорта непосредственно в забое в процессе экскавации.

Наиболее близким к изобретению по своей технической сущности и достигаемому результату является устройство для управления загрузкой сыпучих материалов в железнодорожные полуваго.1 ны, содержащее измеритель интенсивности потока материала, установленный на загрузочном конвейере и выполненный в виде первичных и вторичного преоб20 раэователей интенсивности потока, синхронную модель движения потока материала, интегратор с блоком сброса, связанным своим входом с приводом узла коммутации загрузочного бункера, дешифратор и цифровой индикатор, подключенные одними иэ входов к выходам интегратора, узел задания дозы, подключенный и входам дешифратора, и командоаппарат, связанный с приводом узла коммутации загрузочного бункера t1, .

Недостатком известного устройства является наличие погрешностей в определении текущего количества материала в загружаемом полувагоне, связанных с отсутствием информации о количестве материала, накапливаемого в бункере с момента перекрытия узла коммутации.

Цель изобретения - повышение точности дозированной загрузки.

Цель достигается тем, что устройство снабжено моделью процесса взаимодействия потока с узлом коммутации, преобразователем текущего сечения узла коммутации, выполненным в виде фазовращателя, блоком индикации коли90607 чества материала в бункере, блоком вычисления разности заданной дозы и текущего значения количества материала в полувагоне, функциональным преобразователем разностного сигнала, 5 блоком управления, приводом узла коммутации, блоком согласования и weмосхемой, причем выходы измерителя интенсивности потока материала соединены с входами синхронной модели дви- 1 жения потока, выходы ячеек которой подключены к мнемосхеме, а выход синхронной модели - к одному из входов модели процесса взаимодействия потока с узлом коммутации, второй вход которой через преобразователь текущего сечения узла коммутации соединен с узлом коммутации, один из выходов — с одним из входов блока согласования, а второй выход — с одним из входов блока индикации количества материала в бункере, второй вход которого соединен с выходом преобразователя текущего сечения узла коммутации, выходы перезаписи соединены с соответствующими входами интегратора, входы сброса которого соединены через блок сброса с приводом узла коммутации, а счетный вход - с выходом блока согласования, второй вход которого соединен с выходом сброса блока индикации количества материала в бункере, один из входов блока вычисления разности заданной дозы и текущего значения количества материала в полувагоне подключен к выходу интегратора, второй вход соединен с выходом дешифратора, третий — с выходом секции полного значения задаваемой дозы узла задания

40 дозы, а выход через функциональныи преобразователь разностного сигнала соединен с одним из входов блока управления приводом узла коммутации, второй вход которого соединен с выходом дешифратора, другой вход которого соединен с выходом секции задания дозы от задаваемого значения дозы узла задания дозы, Кроме того, модель процесса взаимодействия потока с узлом коммутации содержит два ключа, двухполосный широтно-импульсный модулятор, ключ управления, управляющий модулятором, и компаратор, причем информационные входы ключей и один из входов компаратора соединены с первым входом модели процесса взаимодействия потока с узлом коммутации, вхо3 ф ды управления ключей подключены к противофазным выходам двухполосного широтно-импульсного модулятора, вход которого соединен с выходом компаратора через управляющий модулятором ключ, информационный вход которого соединен с вторым входом модели процесса взаимодействия потока с узлом ° коммутации, дополнительно соединенным с вторым входом компаратора, причем выход первого ключа подключен к первому, а второго - к второму выходам модели процесса взаимодействия потока с узлом коммутации.

Кроме того, блок индикации количества материала в бункере содержит интегратор с цифровым индикатором, узел импульсных ключей и узел сброса, причем первый вход блока индика-, I ции количества материала в бункере соединен со счетным входом интегратора, входы сброса которого соединены с соответствующими выходами узла импульсных ключей, индикаторные выходы интегратора подключены к цифровому индикатору, а информационные выходы соединены с соответствующими входами узла импульсных ключей, управляющий вход которых через узел сброса подключен к второму входу блока индикации количества материала в бункере, выходы перезаписи которого соединены с соответствующими выходами узла импульсных ключей, При этом синхронная модель движения потока выполнена в виде последо" вательного регистра сдвига, основной вход которого подключен к выходу вторичного преобразователя измерителя интенсивности потока материала, а сдвиговые входы - к выходу первичных преобразователей, выходы ячеек последовательного регистра сдвига подклюиены к соответствующим выходам синхронной модели.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 графическая зависимость изменения производительности блока коммутации.

Устройство содержит установленный на загрузочном конвейере 1 измеритель 2 интенсивности потока материала, состоящий из первичных 3 и вторичного 4 преобразователей интенсивности потока в частотно-импульсный . сигнал, синхронную модель 5 движения потока с индикаторами 6 мнемосхемы 7, модель 8 процесса взаимодействия потока с узлом 9 коммутации бункера 10, прохождения в последнем импульсов, включаются сост. етствующие индикаторы 6 мнемосхемы 7. Линейная плотность возбужденных ячеек в синхронной модели отражает плотность по длине распределения потока материала, движущегося по загрузочному конвейеру и струе, т.е. на участке, находя.щемся между концом конвейера и узлом 9 коммутации потока.

Причем скорость перемещения светящихся элементов соответствует скорости движения материала, а количество светящихся элементов - текущему значению интегрального количества материала.

С выхода 36 синхронной модели 9 сигнал поступает на первый вход 37 модели 8 процесса взаимодействия потока с узлом 9 коммутации, а через ключ 26 и блок 13 согласования - на счетный вход 38 интегратора 14. Информация о текущем значении результата интегрирования с индикаторных выходов 39 поступает на цифровой индикатор Еэ, показывающий количество материала в загружаемом полувагоне.

После возрастания текущего значения результата интегрирования интег"

fy ратора 14 до величины, соответстеуюч щей доли от полного значения дозы, на выходе дешифратора 16 появляется импульсный сигнал. Этот сигнал по" ступает в блок 24 управления приводом 23 узла 9 коммутации, вследствие чего происходит предварительное прикрытие узла 9 коммутации потока, при котором струя угля еще прямым пото1 ком истекает в загружаемый полувагон (величина проходного сечения затвора для предварительного прикрытия подбирается опытным путем).

Одновременно этот сигнал воздействует на управляющий (второй) вход 40 блока 17 вычисления разности заданной дозы (определяемой секцией 20 узла заданил дозы, равной грузоподъемности загружаемого. полувагона) и текущего значения количества материала в вагоне.

С выхода блока 17 вычисления разности сигнал поступает на функциональный преобразователь 21 разностного сигнала, управляющий блоком 24 управления приводом 23. Привод .23 управляется через блок 24 управления преобразователем по закону

v,- z (а}, где V> - скорость закрытия узла 9 коммутации;

5 90687 преобразователь 11 текущего сечения узла 9 коммутации, блок 12 индикации количества материала, накапливаемого в бункере 10, блок 13 согласования, интегратор 14 количества материала в загружаемом полувагоне с цифровым индикатором 15, дешифратор 16, блок 17 вычисления разности заданной дозы и текущего значения количества материала в полувагоне, узел 18 задания до- ео зы с секцией 19 для задания дозы от задаваемого значения дозы и секцией 20 задания полного задаваемого значения дозы, функциональный преобразователь 21 разностного сигнала, блок 22l5 сброса, привод 23, блок 24 управления приводом, командоаппарат..29.

Модель 8 процесса взаимодействия потока с узлом 9 коммутации содержит ключи 26 и 27 и ключ управления 28, го двухполосный широтно-импульсный модулятор 29 и компаратор 30.

Блок 12 индикации количества материала, накапливаемого в бункере, содержит интегратор 31 с цифровым ин- 25 дикатором 32, узел 33 импульсных ключей и узел .34 сброса.

Устройство работает следующим образом.

При работе добычного роторного 5в экскаватора поток материала, например угля, проходит по загрузочному конвейеру 1 через бункер 10 и узел 9 коммутации потока в загружаемый полувагон, При прохождении потока материала через первичные преобразователи 3 измерителя 2 интенсивности потока параметры последнего, т.е, измерителя интенсивности потока, преобразуются о в соответствующие первичные электрические сигналы, а затем во вторичном узле 4 в сигнал,,соответствующий интенсивности потока и имеющий форму частотно-модулированного импульсного 45 сигнала. Этот сигнал поступает в синхронную модель . Благодаря действию синхронной модели 5 сигнал на закрытие узла 9 коммутации приходит с временной задержкой, равной времени про- 50 хождения отрезка материала от места установки измерителя 2 интенсивности потока материала до эоны коммутации потока узлом 9.

Синхронная модель. 5 движения пото55 ка выполнена в виде последовательного репистра, к выходам 35 ячеек которого подключены индикаторы 6. При возбуждении ячеек регистра, в процессе

7 90687 сигнал, получаемый н . выхо" де блока 17 вычисления разНОСТИ.

По мере дальнейшего закрытия узла 9 коммутации (фиг. 2) в течение отрезка времени от точки а до точки б производительность блока коммутации превышает производительность роторного комплекса, поэтому накопление горной массы в бункере не происходит и вся горная масса по.ступает в полувагон. В течение отрезка времени от точки б до точки в часть горной массы, поступившей с разгрузочного конвейера, останется в бункере, а другая часть (меньшая) поступает в полувагон, так как начиная с точки б сечение узла коммутации уменьшается, следовательно, уменьшается его пропускная способность, Информация об изменении текущего сечения узла коммутации поступает в преобразователь 11 текущего сечения узла коммутации, который преобразовывает ее в соответствующий элект- рический сигнал. Этот сигнал поступает на второй вход 41 модели процесса взаимодействия потока с узлом 9 коммутации, а затем в компаратор 30, сравнивающий этот сигнал с сигналом, поступающим с синхронной модели 5..

В момент равенства сечения узла коммутации сечению материала, поступающего через узел коммутации в полувагон, т.е. в момент равенства сигналов, поступающих с синхронной модели 5 и с преобразователя 11 текущего сечения узла коммутации,сигнал с компаратора 30 снимает запрет с управляющего входа 42 ключа 28 и с этого момента он пропускает сигналы, идущие только От преобразователя 11, которые управляют двухполосным широтно-импульсным модулятором 29, Управляющие импульсы, поступающие на входы 43 и 44 ключей 26 и 27 с противогазных выходов широтно-импульсного модулятора 29, находятся в следующей зависимости:

>, » " .к, 56 m d" где — длительность импульса, управляющего ключом 26; - длительность импульса, управляющего ключом 27;

М г у - количество горной массы, поступающей через узел коммутации и загружаемый полувагон;

3 8 количество горной массы, накапли ваемое в бункере.

Исходя из этого ключи 26 и 27 будут находиться в рабочем состоянии в течение времени т„ ит,1 соответственно, Это времл определяется величиной выходного сигнала модулятора и по мере закрытил узла коммутации,, будет уменьшаться, а с увеличиватьс ся, следовательно, пропускная способность .ключа 26 будет уменьшаться, а ключа 27 - увеличиваться.

Таким образом, интегратор 14 будет накапливать все мен,ьшее количество импульсов, поступающих с синхронной модели 5, а интегратор 31, начавший интегрировать с момента поступления импульсов модулятора 29 на управляющий вход ключа 27, будет интегрировать все большее количество импульсов, поступающих на его вход 45 через ключ 27 с синхронной модели 5, Так будет отражаться картина накопления материала в бункере и досыпка дозы в полувагон. Этот процесс будет наблюдаться до момента равенства нулю сигнала, выдаваемого блоком lj вычисления разности.

Следовательно, количество материала в загружаемом полувагоне равно величине задаваемой дозы, определяемой грузоподъемностью полувагона, т.е. загрузка полувагона окончена. Этот момент соответствует полному закрытию узла коммутации. Сигнал с привода узла коммутации поступает в блок 22 сброса, а затем на входы 46 сброса интегратора 14. Результат интегрирОвания предыдущего цикла стирается.

Так как производительность узла коммутации будет равна нулю (Он нахс дится в закрытом состоянии), в течение времени прохождения межвагонного промежутка при перемещении вагонов модулятор 29 управляет только ключом 27.

Все импульсы, идущие с синхронной модели, поступают на вход интегратора 31, к индикаторнь>м выходам 47 которого подсоединен цифровой индикатор 32, отражающий количество материала, накопившееся только в бункере 10.

Во время прохождения межвагонного промежутка машинист-оператор секциями 19 и 20 узла 18 задания дозы, т.е. секциями для задания доли от задаваемого значения дозы и полного значения дозы выставляет значение, соответLтвующее грузоподъемности вагона, В

9 90б 873 момент совмещения вертикальной оси узла коммутации потока с передним бортом пустого последующего полувагона машинист-оператор посредством командоаппарата 25 полностью открывает узел 9 коммутации, и вся горная масса, накопившаяся в бункере 10 в период пересмены полувагонов, высыпается в пустой последующий полувагон °

Схемно это решается следующим образом, Сигнал с преобразователя 1l текущего сечения узла коммутации в момент полного открытия затвора через узел 34 сброса поступает на управляю!

3 щие входы 48 импульсных ключей 33.

Информация, накопившаяся в интеграторе 31, с информационных выходов 49 поступает на соответствующие входы импульсных ключей 33, с выхода 50 перезаписи которых переписывается в интегратор 14.

Поскольку сигналы, поступающие на интегратор l4 с интегратора 31 и ключа 26, в момент перезаписи не коррелированы между собой, то для работоспособности интегратора 14 необходимо использовать блок 13 согласования, который задерживает сигналы, поступающие с ключа 26 и пропусЗО кает их после окончания перезаписи.

Сигнал с выхода 5I сброса узла импульсных ключей поступает одновременно на входы 52 сброса интегратора 31 и на второй вход блока 13 согласования. зз

Таким образом, в момент окончания перезаписи результат интегрирования в интеграторе 31 стирается и одновременно блок 13 согласования начнет пропускать импульсы, поступающие с синхронной модели 5 через с ключ 26 на интегратор 14 количества материала в загружаемом полувагоне. с

После чего загрузка полувагона про- д полжается по описанному технологи- с ческому процессу. B

Формула изобретения

1. Устройство для управления загрузкой сыпучих материалов в железнодорожные полувагоны, содержащее измеритель интенсивности потока материала, установленный на загрузочном

КОНВЕЙЕРЕ и ВЫПОЛНЕННЫЙ В ВИДЕ ПЕРвичных и вторичного преобразователей интенсивности потока, синхронную модель материала, интегратор с блоком сброса, свя..анным своим входом с приводом узла коммутации загрузочного бункера, дешиФратор и цифровой индикатор, подключенные одними иэ входов к выходам интегратора, узел задания дозы, подключенный к входам дешифратора, и командоаппарат, связанный с приводом узла коммутации бункера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности дозированной загрузки, оно снабжено моделью процесса взаимодействия потока с узлом коммутации, преобразователем текущего сечения узла коммутации, выполненным в виде фазовращателя, блоком индикации количества материала в бункере, блоком вычисления разности дозы и текущего значения количества материала в полувагоне, Функциональным преобразователем разностного сигнала, блоком управления приводом узла коммутации, блоком согласования и мнемосхемой, причем выходы измерителя потока материала соединены с входами синхронной модели движения потока, выхбдь> ячеек которой подключены к мнемосхеме, а выход синхронной модели - к Одному из входов модели процесса взаимодействия потока с узлом коммутации, второй вход которой через преобразователь текущего сечения узла коммутации соединен с узлом коммутации, Один иэ выходов — с Одним иэ вхОдОв блока согласования, а второй выходс одним иэ входов блока индикации количества материала в бункере, второй вход которого соединен с выходом преобразователя текущего сечения узла коммутации, выходы перезаписи оединены с соответствующими входами нтегратора, входы сброса которого оединены через блок сброса с привоОм узла коммутации, а счетный входвыходом блока согласования, второй ход которого соединен с выходом сброса блока индикации количества ма-! ,териала в бункере, один иэ входов блока вычисления разности заданной дозы и текущего значения количества материала в полувагоне подключен к выходу интегратора, второй вход соединен с выходом дешифратора, третий - с выходом секции полного значения задаваемой дозы узла задания дозы, а выход через функциональный преобразователь разностного сигнала соединен с одним из входов блока уп11. 90687 равления приводом узла коммутации, второй вход которого соединен с выходом дешифратора, другой вход которого соединен с выходом секции задания дозы от задаваемого значения дозы уз- ла задания дозы.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что модель процесса.взаимодействия потока с узлом коммутации содержит два ключа, двух- 1в полюсный широтно-импульсный модулятор, ключ управления, управляющий модулятором, и компаратор, причем информационные входы ключей и один из входов компаратора соединен с первым 1З входом модели процесса взаимодействия потока с узлом коммутации, входы управления ключей подключены к противофазным выходам двухполосного широтно-импульсного модулятора, вход в которого соединен с выходом компаратора через управляющий модулятором ключ, информационный вход которого соединен с вторым входом модели процесса взаимодействия потока с узлом коммутации, дополнительно соединенным с вторым входом компаратора, при" чем выход nepaoro ключа подключен к первому, а второго - к второму выходам модели процесса взаимодействия потока с узлом коммутации.

3 Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок индикации количества материала в бункере содержит интегратор с цифровым

3 12 индикатором, узел импульсных ключей и узел сброса, причем пераый вход блока индикации количества материала в бункере соединен со счетным входом интегратора, входы сброса которого соединены с соответствующими выходами узла импульсных ключей, индикаторные выходы интегратора подключены к цифровому индикатору, а информационные выходы соединены с соответствующими входами узла импульсных ключей, управляющий вход которых через узел сброса подключен к второму входу блока индикации количества материала в бункере, выходы перезаписи которого соединены с соответствующими выхода,ми узла импульсных ключей.

4. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что синхронная модель движения потока выполнена ввиде последовательного регистра сдвига, основной вход которого подклю" чен к выходу вторичного преобразователя измерителя интенсивности потока материала,а сдвиговые входы - к выходу первичных преобразователей, выходы ячеек последовательного регистра сдвига подключены к соответствующим выходам синхронной модели.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке h" 2410683/11, кл. 8 65 G 67/00, 08. 1О. 76 (прототип), ерш т йодочс коканду

//17 PQ"4 РЫ/У7ФС

Sumdbucr фи, г

Составитель Л. Цобан

Редактор А. Яандор Техред Е. Харитончик Корректор С. Щомак

Заказ 490/24 Тираж 972 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)0)5 Иосква М-Д Рарвская наб. g. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,