Устройство контроля положения рабочего органа угледобывающего агрегата в профиле угольного пласта Советский патент 1983 года по МПК E21C35/24 

Изобретение относится к автоматизации угледобывающих агрегатов и гор ных машин, в частности к устройствам контроля положения рабочего органа в профиле угольного пласта. Известно устройство, включающее датчик уголь-порода, содержащий контактный элемент, которому сообщаются механические колебания, звуковой частоты и чувствительный элемент в виде пьезоэлектрических преобразователей, включенных на вход генератора звуковой частоты, выход которого подключен к блоку регистрации 13Данное устройство основано на при ципе использования различного затухания колебаний звуковой частоты Bf угле и породе, которое определяется удельным волновым сопротивлением Z угля и породы. Отношение удельного волнового сопротивления 7, глинистых сланцев и уг ля лежит в пределах 1,13-2,8, а песчаников и угля - 1,,3. Учитывая погрешности контактного метода контроля, эти соотношения явно недостаточны в большинстве диапазона их изменения. Отсюда низкая точность конт роля и ограниченность применения дан ного устройства. Известно также устройство контроля положения рабочего органа угледобывающего агрегата в профиле уголь ного пласта, содержащее контактный элемент и пороговую схему, выход которой соединен с блоком регистрации контактный элемент выполнен в виде двух контактных электродов, один из которых подключен к источнику питания, а другой - к входу пороговой схемы 2. Данное устройство основано на при ципе использования различного электт рического сопротивления угля и породы, которое определяется удельным . электрическим сопротивлением. Отношение удельных электрических сопротивлении глинистого сланца и угля лежит «n-t 1Т в пределах 1 П.-10, а песчании угля - :10 -10 , Погрешности контактного метода контроля, а также перекрытие диапазонов изменения удел ного электрического сопротивления уг ля и породы,приводят к низкой точное тй контроля и ограниченности примене ния данного устройства. Целью изобретения является повышение точности контроля. Указанная цель достигается тем, что устройство контроля положения ра очего органа угледобывающего агрегата в профиле угольного пласта, содеращее контактный элемент и пороговую хему, выход которой соединен с блоком регистрации, снабжено электронагревательным элементом и транзисторным термодатчиком, соединенным с входом пороговой схемы, причем контактный элемент выполнен в виде теплопроводного основания с щеточньм контактом, а транзисторный термодатчик установлен на теплопроводном основании между щеточным контактом и электронагревательным элементом. В данном устройстве используются различия температуропроводностей yi- ля и смещающих его горных пород, которые характеризуются коэффициентом температуропроводности с8 ecS где. / - коэффициент теплопроводности; теплоемкость; плотность; с удельное тепловое сопротивлеt -oние; С8 - объемная теплоемкость. Отношение коэффициентов температуропроводностей глинистого солнца и угля составляет , а угля и песчаника - 12,5 т.е. в несколько раз превышает отношение других физико-механических свойств горной породы и угля, используемых в известных устройствах. На фиг; 1 представлена схема разме щения датчиков Уголь-порода на угледобывающем агрегате; на фиг. 2 конструкция датчика Уголь-порода на фиг. 3 - ф,ункциональная электрическая схема yctpoficTBa. ДатчиКИ У голь- порода 1 для контроля положения рабочего органа 2 угледобываЙ1щего агрегата размещаются на секциях крепи 3 и вводятся в контакт с породами почвы и кровли угольного пласта приводом. Датчик 1 включает теплопроводное основание 5 с щеточным контактом 6, электронагревательный элемент 7 И транзисторный термодатчик 8, установленные на теплопроводном основании 5, корпус 9, теплоизоляционные шайбы 10, установленные с Торцов тегшопроводиого основания 5, контактную шайбу 11, на которую выведены контакты электронагревательного элемента 7 и транзисторного термодатчика Ь, выходной кабель 12, соединяющий электронагревательный элемент 7 и транзисторный термодатчик 8 с источ ником 13 питания и пороговой схемой 1, которая соединена с блоком 15 регистрации, теплоизолирующую прослойку 16 и герметик 17. Чувствительность транзисторного термодатчика регулируется переме:нным резистором 18, Для контроля полЬжения рабочего органа 2 угледобывающего агрегата в профиле угольного пласта датчики Уголь-порода t устанавливаются на секциях крег1и по длине лавы через, определенный интервал, зависящий от характера залегания пласта, по два котплекта на секцию.один из которых, предназначен для контроля положения рабочего органа 2 относительно почвы пласта другой - относительно кровли пласта. В исходном положении щеточные контакты 6 датчиков 1 выведены из контакта с кровлей и почвой угольного пласта электронагревательные элементы 7 постоянно подключены к источнику 13 питания, в результате чего теплопроводннё основания 5 нагреваются д 60-80 С. Транзисторный термодатчик 6 нагревается вместе с теплопроводным основаяием 5 при этом B03pacTaet его тепловой колдекторный ток, возрастает падение напряжения на его коллекториом сопротивлении и напряжение на кол лекторе транзисторного термодатчика 8 достигает низкого уровня.. Этот низкиЙ уробень напряжения с коллектора транзисторного термодатчика 8 поступает на первую схему Н, где запоминается. ° Послеокончания цикла выемки угля происходит передвижка секций крепи агрегата из поло:Жения 1 в положение Ц (фиг. 1). В момент окончания передвижки щеточные контакты 6 вводятся в контакт с кровлей и почвой пласта. Теплопроводное основание 5 через щеточный контакт 6 отдаёт в массивы угля или породы. Находящиеся в кровле или почве угольного пласта, количество тепла, пропорциональное коэффициенту температуропроводности массива. В соответствии с количеством тепла, отданного в массив угля или породы, уменьшается температура нагрева теплопроводного основания 5 и транзисторного термодатчика 8, уменьшается тепловой коллекторный ток по1077 следнего, уменьшается падение напряжения на его коллекторном сопротивлении,- На коллекторе транзисторного термодатчика 8 появляется высокий уровень напряжения, амплитуда которого пропорциональна коэффициенту температуропроводного массива, в контакте с которым находится теплопроводное основание 5. Вьюокий уровень напряжения с коллектора транзисторного термодатчика 8 поступает на вход пороговой схемы I, где сравнивается с ранее поступившим низким уровнем коллекторного напряжения транзисторного термодатчика 8. Разница этих напряжений, величина которой пропорциональна коэффициентам температуропроводностей массива угля и породы, в контакте с которыми находится теплопроводное основание 5, производит переключение соответствующих транзисторов пороговой схемы 1, которые в блоке 15 регистрации включают сигнальные элементы Порода, Уголь, Нет контакта. Через 30-60 с щеточный контакт 6 выводится из контакта с почвой или кровлей угольного пласта, и электронагреватель 7 нагревает теплопроводное основание 5 и транзисторный термодатчик 8 до температуры исходного положения, которому соответствует низкий уровень напряжения на коллекторе транзисторного термодатчика 8, Известный датчик НПО Автоматгор наш основан на преобразовании-Vnpyгих волн, возникающих в почве пласта при взаимодействии с ней резцов поч венной каретки исполнительного органу агрегата, в электрические сигналы, амплитуда которых различна в зависимости от взаимодействия резцов исполнительного органа с углем или породой почвы, и последующем многократном усилении для приборной индикации. Для улучшения работы известных датчи ков была применена система включения датчиков в работу лишь при подходе почвенной каретки непосредственно к датчику, для чего была применена довольно сложная система индикации положения почвенной каретки вдоль забоя. Несмотря на это, испытания не дали положительных результатов, так как основными причинами неудачных испытайий явились незначительная разность физико-механических свойствугля и породы пласта, используемых а известном способе контроля, малая

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ РАБОЧЕГО ОРГАНА УГЛЕДОБЫВАЮЩЕГО АГРЕГАТА В ПРОФИЛЕ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА, содержащее контактный элемент и пороговую схему, 1зыход которой соединен с блоком регистрации, о т ли чающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено электронагревательным элементом и транзисторным термодатчиком, соединенным с входом пороговой схемы, причем контактный элемент выполнен в виде теплопроводного основания с щб точным контактом, а транзисторный те(жодатчик установлен на теплопроводном основании между щеточным контактом и электронагревательным эле&) ментом.