УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ СТРУГОВЫМ АГРЕГАТОМ ДЛЯ ЛАВЫ С КРЕПЕЖНЫМИ СТОЙКАМИ Российский патент 1996 года по МПК E21D23/16 

Представленное изобретение относится к системе управления для крепи лавы.

При добыче угля посредством струговой выемки в автоматизированных лавах обычно пододвигают транспортер посредством возвратных цилиндров, работающих при постоянном гидравлическом давлении, в частности, низком давлении, равном приблизительно 80.120 бар, причем транспортер пододвигается каждый раз на глубину резания струга. При этом возвратный цилиндр действует как гидравлическая пружина. Так как, вследствие различных пределов прочности угля на отдельных участках струг не обеспечивает постоянство глубины резания, образуется неравномерный, волнистый характер линии забоя и транспортера, причем глубина резания увеличивается по мере продвижения очистной выемки. При таком способе возвратные цилиндры работают с низким давлением, чтобы избежать заклинивания струга. Поэтому необходимо прокладывать в очистном забое отдельный трубопровод низкого давления. Описанный выше способ условно назван заявителем "неопределенной струговой выемкой".

Из [1] известно, что для предотвращения волнистого характера линии забоя необходимо ограничивать длину хода возвратного цилиндра в соответствии с определенной, заранее настроенной постоянной глубиной резания струга. При этом во время перемещения струга подвод рабочей жидкости к возвратному цилиндру дросселируется, чтобы струг имел постоянное сопротивление в виде столба жидкости возвратного цилиндра. Такой способ условно назван заявителем "определенной струговой выемкой". В данном случае питание возвратного цилиндра также осуществляется посредством индивидуального трубопровода низкого давления.

Из [2] известно устройство управления для крепления лавы, в котором агрегаты крепи с редукционным клапаном могут получать два различных давления от насосной установки. Для этого агрегаты управляются индивидуально (раздельно) через обратные клапаны клапанной системы и подключаются к насосной установке через общий трубопровод, предусмотренный на оба уровня давления. на оба уровня давления.

Устройство управления, описанное по указанному патенту ФРГ, обеспечивает подвод к гидравлическим стойкам крепления лавы рабочей жидкости и не приспособлено для управления струговой установкой с учетом различных требований и в различных режимах. Т.е. в данной заявке не предусмотрены электрогидравлические блоки управления, позволяющие автоматизировать рабочий процесс.

В основу настоящего изобретения положена задача усовершенствования струговой выемки угля с обеспечением высокой рабочей скорости и надежности.

Поставленная задача решается тем, что устройство управления струговым агрегатом для лавы с крепежными стойками, содержащее опирающиеся на крепежные стойки и связанные штоками с транспортером для установки струга гидроцилиндры 2, полости каждого из которых подключены к насосной установке и сливу через клапанный блок 6, установленный в напорной линии редукционный клапан, двухходовой двухпозиционный распределитель, управляемый элементом управления, согласно изобретению снабжено установленным в напорной линии между клапанным блоком и редукционным клапаном управляемым обратным клапаном, подключенным к двухходовому двухпозиционному распределителю, электронным блоком управления, подключенным к элементу управления двухходового двухпозиционного распределителя, выполненному в виде электромагнита и датчиком давления, связанным с блоком управления и подключенным между редукционным клапаном и входом управляющий блок сообщен с клапанным блоком.

Таким образом, согласно изобретению целесообразно в напорном трубопроводе между питающим агрегатом и возвратным цилиндром располагать обратный клапан, управляемый в зависимости от давления питающего агрегата, причем управление осуществлять посредством электронного блока и двухходового и двухпозиционного распределителя с электромагнитным приводом, так что при отключенном состоянии электромагнита обратный клапан закрыт. Благодаря такой мере при отказе электронной системы, управляющей "определенной струговой выемкой", напорный трубопровод не будет находиться под высоким давлением, соответствующим "определенной струговой выемке" или же такое давление не будет возрастать автоматически.

Целесообразно, чтобы в устройстве управления струговым агрегатом для лавы электронный блок управления был выполнен из логического элемента "ИЛИ" и последовательно соединенных источника напряжения 12, выключателя 13, распределителя 11 с кнопкой аварийного выключения 14 и блока управления магнитом 16, выполненного с двумя входами, при этом логический элемент "ИЛИ" был выполнен с выходом, соединенным с одним из входов прибора управления магнита и с четырьмя входами, первый из которых подключен к кнопке аварийного выключения 14, второй к выключателю 13, третий к другому входу прибора управления 16 магнитом, а четвертый являлся бы резервным.

Целесообразно также, чтобы в заявленном устройстве блок управления 16 магнита был выполнен из последовательно соединенных друг с другом выключателя 18, элемента "и" 19 и накопительной ступени 20, при этом третий вход элемента "ИЛИ" 25 был подключен к выключателю 18, а элемент "и" 19 был бы соединен с датчиком давления 8.

Полезно, чтобы заявленное устройство было снабжено обводной магистралью с вентилем, включенной параллельно обратному клапану 7.

Устройство управления в объеме заявленных признаков имеет следующие преимущества: все возвратные цилиндры крепи лавы подсоединены к общему трубопроводу, причем каждый из цилиндров может автономно управляться электронными блоками управления. Существует альтернативная возможность перемещать струг традиционным способом, сообщая ему через возвратный цилиндр большие и малые принимающие усилия, за счет чего достигается высокая рабочая скорость при равномерной глубине проходки.

Однако струговая выемка, использующая высокие давления может проводиться лишь при соблюдении определенных условий и противоаварийных мер. В этом отношении заявленное устройство обладает высокой эксплуатационной надежностью и позволяет избежать неконтролируемого включения.

Представленное изобретение подробно поясняется описанием примера выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых фиг.1 изображает принципиальную схему системы управления согласно изобретению, фиг. 2 - принципиальную блок-схему узла управления системы, представленной на фиг.1.

Как видно из фиг.1, в лаве расположен транспортер 1, на который воздействуют параллельно и рядом расположенные гидравлические возвратные цилиндры 2 непредставленных крепежных стоек. На фиг.1 не представлен также струг, расположенный параллельно транспортеру 1. Возвратные цилиндры 2 соединены с гидравлическим питающим агрегатом 4 посредством напорного трубопровода 3. Посредством питающего агрегата 4 возвратные цилиндры 2 могут питаться низким давлением, равным 80-120 бар и предназначенным для осуществления функции "неопределенная струговая выемка", а также высоким давлением до 350 бар, предназначенным для осуществления функции "определенная струговая выемка". При этом низкое давление получается из высокого давления посредством редукционного клапана 24. Возвратные цилиндры 2 каждый в отдельности соединены с напорным трубопроводом 3 посредством управляющего блока 5 и клапанной схемы 6. При этом при включении функции "определенная струговая обработка" посредством управляющего блока 5 имеет место высокое давление в поршневой полости возвратного цилиндра 2 благодаря открытому вследствие этого обратному клапану 61. После возврата транспортера функция "определенная струговая выемка" выключается, так что обратный клапан 61 закрывается, после чего поршень возвратного цилиндра 2 находится на столбе рабочей жидкости, находящейся под давлением. По окончании функции струговой выемки осуществляется дотягивание щита посредством подачи давления в трубопровод 62.

Кроме того, предусмотрено, что в напорном трубопроводе 3 между питающим агрегатом 4 и возвратными цилиндрами 2 расположен управляемый обратный клапан 7. Между питающим агpегатом 4 и обратным клапаном 7 подключен датчик давления 8 (измерительный преобразователь). Обратный клапан 7 может быть перекрыт посредством обводного трубопровода 9. Обводной трубопровод 9 может вручную открываться или закрываться посредством вентиля 9а. Обратный клапан 7 управляется посредством электронного блока 10 и двухходового и двухпозиционного распределителя 15, имеющего элемент управления выполненный в виде электромагнитного привода 17, причем блок управления 10 также связан с датчиком давления 8.

На фиг. 2 представлена принципиальная блок-схема узла управления 10. Последний состоит из центрального управляющего устройства 11, которое через выключатель 13 подсоединено к источнику 12 электропитания, например, к переменному напряжению 220 Вольт. От центрального управляющего устройства 11 запитываются и управляются все другие управляющие устройства и блоки. Управляющее устройство 11 имеет кнопку 14 аварийного выключения, причем такая функция аварийного выключения альтернативно или дополнительно может быть передана также из лавы посредством промежуточных проводов. К центральному управляющему устройству 11 подключен блок управления 16, который управляет электромагнитами 17. Электромагнит 17 со своей стороны управляет обратным клапаном 7 посредством двухпутевого и двухпозиционного распределителя 15 (см. фиг.1).

Блок управления 16 имеет фиксируемый выключатель 18 с положениями "включено/выключено", посредством которого можно создать или прервать связь между центральным управляющим устройством 11 и логическим элементом "И" (19) в управляющем блоке 16. На втором входе логического элемента "И" 19 подсоединен выход сигнала с датчиком 8 давления. Выход логического элемента "И" 19 включен на вход самоблокирующейся ступени 20 питания. Второй вход ступени 20 питания соединен с кнопкой 21 включения, которая подает напряжение. Кроме того, предусмотрены указатели 22, 23, предназначенные для индикации функций включения выключателей 18, 21. Выход ступени 20 питания связан с электромагнитом 17, который управляет обратным клапаном 7 посредством двухходового двухпозиционного распределителя 15 таким образом, что в отключенном состоянии электромагнита 17 обратный клапан 7 закрыт. Кроме того, самоблокируется ступень 20 питания имеет вход Р сброса, на который подключен выход логического элемента 25 "ИЛИ", Логический элемент 25 "ИЛИ" имеет четыре входа, причем один вход связан с выключателем 13; Второй вход подсоединен к аварийному выключателю 14, третий вход соединен с фиксируемым выключателем 18 "включено/выключено", причем четвертый вход связан с непосредственным функциональным выключателем, предназначенным для "неопределенной струговой выемки".

Благодаря описанной выше системе управления посредством подключения Р сброса самоблокирующейся ступени 20 питания обуславливается то, что электромагнит 17 отключается и тем самым закрывается обратный клапан 7, если срабатывает кнопка 14 аварийного отключения или если фиксируемый выключатель 18 будет поставлен в положение "выключено" или если электропитание (220 В) будет отключено посредством выключателя 13 или если будет включена "неопределенная струговая выемка". Включение электромагнита 17 и тем самым открытие обратного клапана 7 может осуществляться только в том случае, если включается рабочее напряжение посредством выключателя 13 и если фиксируемый выключатель 18 находится в положении "включено" и если не действует кнопка 14 аварийного отключения или она вновь поставлена в исходное положение, а также если давление меньше номинальной величины Р и имеет место "определенная струговая выемка", а также если нажата кнопка 21 включения. При этом датчик 8 давления функционирует таким образом, что при давлении меньше номинального создается выходной сигнал, так что на входе логического элемента 19 "И" возникает входной сигнал. Минимальная величина давления Р_min соответствует такому давлению, при котором больше нельзя осуществлять "определенную струговую выемку". Это минимальное давление может быть равно приблизительно 150 бар. Благодаря такой функции обеспечивается то, что при прерывании функции "определенная струговая выемка" вся система включается, так как закрывается обратный клапан 7. Вследствие этого прерывается подвод давления к возвратным цилиндрам 2.

Таким образом, благодаря изобретению обеспечивается то, что после прерывания работы, например, в случае аварии, не может автоматически вновь включиться функция "определенная струговая выемка", причем после устранения неисправности требуется осуществить целенаправленное включение этой функции, причем всегда обеспечивается, что величина давления меньше минимальной величины Р_min.

Кроме того, предлагаемый блок управления во время отказа функции "определенная струговая выемка" дает возможность осуществлять функцию "неопределенная струговая выемка". Для этого закрытый обратный клапан 7 перекрывается обводным трубопроводом 9 благодаря открытию клапана 9а. Такое открытие обводного трубопровода 9 осуществляется при этом вручную.

Использование: в системе электрогидравлического управления для крепи лавы. Сущность изобретения: устройство управления агрегатом, предусматривающее в напорном трубопроводе между насосной установкой и гидроцилиндром обратный клапан, управляемый в зависимости от давления насосной установки посредством электронного блока управления и двухходового двухпозиционного распределителя с электромагнитным управлением. Стойки агрегата штоками связаны с транспортером. В напорной линии между клапанным блоком и редукционным клапаном установлен управляемый обратный клапан. Электронный блок управления может быть выполнен из логического элемента "ИЛИ" с четырьмя входами и последовательно соединенных источника напряжения, выключателя, распределителя с кнопкой аварийного выключения и прибора управления магнитом. Последний может быть выполнен из соединенных выключателя, элемента "И" и накопительной ступени. Параллельно обратному клапану может быть включена обводная магистраль с вентилем. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Устройство управления струговым агрегатом для лавы с крепежными стойками, содержащее опирающиеся на крепежные стойки и связанные штоками с транспортером для установки струга гидроцилиндры, полости каждого из которых подключены к насосной установке и сливу через клапанный блок, установленный в напорной линии редукционный клапан, а также двухходовой двухпозиционный распределитель, управляемый элементом управления, отличающееся тем, что оно снабжено установленным в напорной линии между клапанным блоком и редукционным клапаном управляемым обратным клапаном, подключенным к двухходовому двухпозиционному распределителю, электронным блоком управления, подключенным к элементу управления двухходового двухпозиционного распределителя, выполненному в виде электромагнита, и датчиком давления, связанным с блоком управления и подключенным между редукционным клапаном и входом управляемого обратного клапана, выход которого через управляющий блок сообщен с клапанным блоком. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электронный блок управления выполнен из логического элемента ИЛИ и последовательно соединенных источника напряжения, выключателя, распределителя с кнопкой аварийного включения и прибора управления электромагнитом, выполненного с двумя входами, при этом логический элемент ИЛИ выполнен с выходом, соединенным с одним из входов прибора управления электромагнитом и с четырьмя входами, первый из которых подключен к кнопке аварийного выключения, второй к выключателю, третий к другому входу прибора управления магнитом, а четвертый является резервным. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что прибор управления магнитом выполнен из последовательно соединенных друг с другом дополнительного выключателя, элемента И и накопительной ступени, при этом третий вход элемента ИЛИ подключен к дополнительному выключателю, а элемент И соединен с датчиком давления. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что оно снабжено обводной магистралью с вентилем, включенной параллельно обратному клапану.