Устройство для защиты шахтной подъемной установки от напуска тяговых канатов

 

Сущность изобретения: устройство содержит привод шахтной подъемной установки, два подъемных сосуда, два передатчика, два излучателя акутических колебаний, два приемника акустических колебаний, опорный генератор, два смесителя, два дискриминатора, два компаратора, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, узел зашиты от напуска. 1 ил.

Изобретение относится к области рудничного подъема, в частности к двухконцевым рудничным подъемникам.

Известно устройство защиты от напуска каната (авт. св. СССР N 538968, 1975), в котором в тяговом канате возбуждают электромагнитную волну, заданную частоту которой сравнивают с частотой волны, отраженной от подъемного сосуда.

Однако нет абсолютной уверенности в том, что отраженная волна в месте крепления каната к сосуду не внесет погрешности и не затухнет. Кроме того, использование отраженных электромагнитных волн требует достаточно сложного электронного оборудования, что не повышает надежности работы шахтного подъема.

В известном устройстве защиты от напуска тягового каната, принятом за прототип, решена задача контроля скорости одного подъемного сосуда и скорости сматывания каната с барабана подъемной машины. Оно содержит орган навивки каната, блок формирования информации (передатчик), соединенный через излучатель акустических колебаний с приемником акустических колебаний, подключенный к первому блоку обработки информации и защиты, включающий первый смеситель, к одному входу которого подключен один выход опорного генератора, а другой является первым входом обработки информации и защиты.

Однако наличие двух направляющих канатов для направляющей рамки даже для одноконцевого подъема не повышает безопасности работы. Кроме того, контроль скорости сматывания каната по скорости вращения барабана не дает точной картины напуска, т. к. барабан может и вращаться, а канат сматываться под действием собственного веса, что указывает на недостаточную точность работы устройства.

Цель изобретения - повышение точности и безопасности работы устройства.

Цель достигается тем, что в устройство для защиты шахтной подъемной установки от напуска тяговых канатов, содержащее установленный на одном подъемном сосуде передатчик, соединенный через излучатель акустических колебаний с приемником акустических колебаний, подключенный к первому входу блока обработки информации и защиты, включающий первый смеситель, к одному входу которого подключен один выход опорного генератора, а другой - является первым входом блока обработки информации и защиты, выход которого подключен к приводу шахтной подъемной установки, дополнительно введен второй передатчик, установленный на другом подъемном сосуде, соединенный через другой излучатель акустических сигналов с другим приемником акустических колебаний, выход которого соединен с вторым входом блока обработки информации и защиты, при этом в блок обработки информации и защиты введены второй смеситель, два дискриминатора, два компаратора, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и узел защиты от напуска канатов, причем выход первого смесителя соединен через последовательно связанные первый дискриминатор и первый компаратор с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к узлу защиты от напуска, а другой выход опорного генератора подключен к одному входу второй смесителя, выход которого соединен через последовательно связанные второй дискриминатор и второй компаратор с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, при этом другой вход второго смесителя является вторым входом блока обработки информации и защиты, а выход узла защиты от напуска является его выходом.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Если источник акустических колебаний перемещается относительно неподвижного приемника сигналов, то частота принимаемых сигналов в приемнике 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 (+Fd), а при удалении - уменьшается на (-Fd).

В связи с тем, что подъемные сосуды шахтной подъемной установки, например, в двухконцевом подъеме, перемещаются в противоположных направлениях одновременно - один вверх, а другой обязательно вниз, то и сигналы акустических колебаний в приемниках будут различаться на величину доплеровской частоты (±Fd), которые пройдя соответствующие преобразования в дискриминаторе и компараторе, поступают на вход логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, на выходе которого "логический нуль" будет только в том случае, если и на первом и на втором его входах имеются "логические нули", т. е. на выходах каждого компаратора сигнал, пропорциональный действительной скорости сосуда, соответствует эталону, т. е. заданной скорости сосуда, и их алгебраическая сумма равна нулю.

Как только на одном из входов логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ появится сигнал, отличный от нуля (что соответствует зависанию одного из сосудов в стволе шахты и последующему напуску своего тягового каната), на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ появится "Логическая единица", которая с помощью узла защиты от напуска тяговых канатов выключает предохранительный тормоз привода шахтной подъемной установки.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства для защиты шахтной подъемной установки от напуска тяговых канатов.

Устройство содержит привод 1 шахтной подъемной установки, подъемные сосуды 2 и 3, тяговые канаты 4,5, направляющие шкивы 6,7, генераторы 8,9 акустических колебаний, размещенные на подъемных сосудах 2 и 3, электрически соединенные с излучателями 10,11 акустических колебаний, соединенные звукопроводами 12,13, размещенными на тяговых канатах 4,5 ближе к месту крепления канатов к сосудам, с тяговыми канатами и имеющие с ними прочный контакт.

Посредством металлических тяговых канатов 4,5 излучатели 10,11 взаимодействуют с направляющими шкивами 6,7, которые акустически связаны с приемниками 14,15 акустических колебаний, размещенными в зоне направляющих шкивов. Выходы приемников 14,15 электрически соединены с входами бока 16 обработки информации и защиты, который содержит соединенные между собой опорный генератора 17, смесители 18,19, отделяющие доплеровскую частоту (±Fd), к входам которых присоединены выходы своих приемников 14,15 акустических колебаний. Выходы смесителей 18,19 соединены с входами своих дискриминаторов 20,21, выходы которых в виде напряжений U₂ и U₃, пропорциональные доплеровской частоте (±Fd), соединены с входами своих компараторов 22,23, в которых производится сравнение измеряемой величины действительной скорости подъемного сосуда U_д с эталоном (заданной скоростью U_зад) и выдача сигнала, пропорционального их алгебраической сумме ( ΔU = U_д ±U_зад).

При нормальном режиме работы шахтной подъемной установки на выходах компараторов 22,23 сигналы отсутствуют, что соответствует "логическому нулю" на своих входах логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, на выходе которого будет "логический нуль".

При зависании одного из сосудов, например 3, в стволе шахты сигнал на выходе компаратора 23 будет отличаться от нуля (т. е. появляется "логическая единица"), а на выходе компаратора 22 будет прежний "нуль", в результате чего на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 24 появится "логическая единица", которая поступает на вход узла 25 защиты от напуска тяговых канатов и вызывает включение предохранительного тормоза, вызывая экстренный останов привода 1 шахтной подъемной установки.

Таким образом, повышается точность и безопасность работы шахтной подъемной установки, причем предлагаемое устройство способно работать с барабанами подъемной машины любого профиля, так как в компараторы 22,23 можно завести эталон заданной скорости сосуда, связанный с любым профилем барабана, от бицилиндроконического до биконоцилиндрического.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ШАХТНОЙ ПОДЪЕМНОЙ УСТАНОВКИ ОТ НАПУСКА ТЯГОВЫХ КАНАТОВ, содержащее установленный на одном подъемном сосуде передатчик, соединенный через излучатель акустических колебаний с приемником акустических колебаний, подключенный к первому взоду блока обработки информации и защиты, включающий первый смеситель, к одному входу которого подключен один выход опорного генератора, а другой является первый входом блока обработки информации и защиты, выход которого подключен к приводу шахтной подъемной установки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и безопасности, оно снабжено установленным на другом подъемном сосуде другим передатчиком, соединенным через другой излучатель акустических сигналов с другим приемником акустических колебаний, выход которого соединен с вторым входом блока обработки информации и защиты, при этом в блок обработки информации и защиты введены второй смеситель, два дискриминатора, два компаратора, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и узел защиты от напуска, выход первого смесителя соединен через последовательно связанные первый дискриминатор и первый компаратор с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к узлу защиты от напуска, другой выход опорного генератора подключен к одному входу второго смесителя, выход которого соединен через последовательно связанные второй дискриминатор и второй компаратор с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, при этом другой вход второго смесителя является вторым входом блока обработки информации и защиты, а выход узла защиты от напуска является его выходом.

РИСУНКИ

Рисунок 1