Регулятор подачи буровой машины Советский патент 1985 года по МПК E21B44/04 

Изобретение относится к.горной промышленности и может быть использовано при бурении взрывных шпуров и скважин. ,

Цель изобретения - повьппение скоррсти бурения.1.

На чертеже представлена блок-схема регулятора подачи буровой машины.

Резервуар 1 с маслом связан через шестеренчатый насос 2 с силовыми гидроцилиндрами 3, осзпцествляницими перемещение буровой штанги 4. Вращение буровой штанги осуществляется через редуктор 5 с помощью асинхронного двигателя 6.В цепь статора двигателя режущего инструмента включена первичная обмотка трансформатора 7 тока, вторичная обмотка которого через выпрямитель 8 соединена с одним из выходов блока9 деления, а к второму входу подключен выход датчика 10 нагрузки, встроенного в гидроцилиндры 3 подачи буровой машины. Выход- блока 9 деления связан с входом функционального Преобразователя I,выход которого подключен к одному из входов сумматора 12, выход которого через фазочувствительный усилитель 13 связан с исполнительным сервоприводом 14, воздействующим на переливной клапан

15.Вал двигателя 6 режущего инструмента сочленен с валом тахогенератор

16,выход которого соединен с первым входом множительного блока 17, выход которого соединен с первым входом элемента 18 сравнения. Вьпсод зада чика 19 мощности бурения соединен с вторым входом элемента 18 сравнения, выход которого соединен с входом преобразователя 20 частоты нагфяжения питающего двигатель режущего инструмента. Выход выпрямителя 8 соединен

. также с вторь1м входом множительного блока 17 и с входом ограничителя 21 по току. Выход тахогенератора двигателя режущего инструмента соединен также с входом ограничителя по скорости вращения.Выходы ограничителей по току и по скорости вращения соединены с третьим и четвертым входами элемента сравнения.

Устройство работает следующим образом.

При бурении перемещение буровой штанги 4 осуществляется от гидроцитлиндров 3, давление в которых регулируется с помощью переливного клапана 15. Датчик забойных параметров (трансформатор 7 тока, выпрямитель 8, датчик 10 нагрузки, блок 9 деления) формирует информацию о состоянии забоя. Таким образом, выходное напряжение с датчика забойных параметров, представляющее собой обобщенный показатель забоя, поступает на вход функционального преобразователя 11, который выбирает оптимальное (предельно допустимое по прочности резца) усилие в виде напряжения уставки на вход сумматора 12-. В последнем это напряжение сравнивается с напряжением обратной связи, поступающим с выхода датчика 10 нагрузки. Рассогласование после сумматора 12 усиливается фазочувствительнымусилителем 13 и подается на обмотку управления исполнительного сервопривода 14. Последний изменяет усилие затяжки пружины переливного клапана 15, регулируя тем самым давление в гидроцилиндрах 3 подачи и, как следствие, усилие подачи буровой машины. В зависимости, от момента меняется и мощность бурения, поэтому с целью ее стабилизации сигнал с выхода выпрямителя 8 поступает совместно с сигналом от тахогенератора 16 двигателя режущего инструмента на вход множительного блока 17, выход которого пропорционален мощнрсти, расходуемой на бурение. Это вы-, ходное напряжение в элементе 18 сравнения сравнивается с задающим напряжением, которое поступает от задатчика 19 мощности бурения и соответствует заданному оператором необходимому уровню мощности.Рассогласование с выхода элемента 18 сравнения управляет преобразователем 20 частоты, который изменяет частоту напряжения питаюп его двигатель режущего инструмента и, следовательно, скорость вращения двигателя.

Таким образом, в функции момента, приложенного к режущему инструменту, регулируется скорость вращения режущего инструмента с целью стабилизаци мощности, расходуемой на разрушение пород различной крепости. С целью предотвращения аварийных режимов (поломка инструмента, перегрев двигателя) в регулятор введены две защитные связи по моменту и по скорости вращения. Они представлены в виде задержанных обратных связей соответственн по току статора и по скорости врашения инструмента. Ограничитель 21 по току связывает выпрямитель 8 с элементом 18 сравнения, сюда же подключен выход второго ограничителя 22 по скорости вращения, на вход которо-ГО поступает напряжение с тахогенератора. Наличие этих двух обратных связей придает регулятору защитную функ-; дню тем, что ограничивается скорость вращения инструмента предельно допус- тимой величины, и тем, что двигатель при упоре стопорится.

РЕГУЛЯТОР ПОДАЧИ БУРОВОЙ МАШИНЫ,содержащий трансформатор тока, первичная обмотка которого включена f цепь статора двигателя режущего инструмента, выпрямитель,выход которого соединен с одним из входов блока деления, выход которого соединен череэ функциональный преобразователь с одним из входов сумматора, выход которого через фазочувствительный усилитель соединен с исполнительным сервоприводом, датчик нагрузки, выход которого соединен с другими входами блока деления и сумматора,о т л ичающийся тем, что, с целью повышения скорости бурения, он снабжен тахогенератором двигателя режущего инструмента, множительным блоком, задатчиком скорости бурения, преобразователем частоты напряжения, питающего двигатель режущего инструмента, элементом сравнения, ограничителями по току и по скорости вращения, причем выход тахогенератора соединен с входом ограничителя по скорости вращения и с первым входом множительного блока, выход выпрямителя соединен с входом ограничителя по току и с вторым входом множительного .блока, выход 5 которого соединен с первым входом W элемента сравнения, выход задатчика мощности бурения соединен с вторым входом преобразователя частоты напряжения питающего двигателя режущего инструмента, а выходы ограничителей по скорости вращения и по току соединены с третьим и четвертым входами элемента сравнения.