Устройство управления дозированной загрузкой железнодорожных вагонов Советский патент 1985 года по МПК G01G19/04 B65G67/22 

11 Изобретение относится к управлению загрузкой железнодорожных вагонов с использованием весоизмерительных средств и предназначено, в частности, для дозированной загрузки вагонов железорудным концентратом в горнорудной промьтшенности. Цель Изобретения - повышение точности равномерной весовой загрузки вагонов. На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональная схема задатчика типа вагонов; на фиг. 3 функциональная схма блока фотодатчика; на-фиг. 4 - расположение фотодатчиков в циферблатном указателе веса; на фиг. 5 - функциональная схема логического блока; на фиг. 6 иллюстрация точечно-шагового режима агрузки вагона. Устройство содержит задатчик 1 типа вагонов, подключенный к блоку 2 коэффициентов и блоку 3 фото датчиков, встроенному в циферблатный указатель 4 веса вагонных платформенных весов 5. Выходы блока 2 коэффициентов соединены с входами К( и К логического блока 6 входы вес и движение которого соединены соответственно с импульсным выходом конвейерных весов 7 и датчиков 8 линейных перемещений тягового агрегата 9, выходы шаг и стоп соединены соответственно с входами вперед и стоп блока 10 управления приводом тягового агрегата 9, а выходы вперед и назад соединены ,с одноименными входами блока 11 управления приводом реверсивного конвейера 12. Вы ход доза логического блока 6 соединен с одноименным входом блока 3 фотодатчиков, выход реверс которого Соединен с входом сдвиг задатчика 1 типа вагонов, входом сброс логического блока 6 и вторым входом вперед блока 10 управления приврдом тягового агрегата 9, второй вход стоп которого соединен с выходом датчика 13 положения ва нов, связанным с входами пуск бло ка 11 управления приводом реверсног конвейера .12 и блока 14 управления приводом подающего наклонного конвейера 15, вход останов которого соединен с одноименным выходом задатчика 1 типа вагонов. На 02 фиг. 1 показаны также загружаемые вагоны 16.. Задатчик 1 типа вагонов (см.фиг. 2.) содержат m п -позиционных переключателей 17, - 17 (т -количесIво вагонов в составе, подаваемом под погрузку, п -число типов вагонов по весу загружаемого концентрата), неподвижные одноименные контакты которых объединены и образуют п выходных шин выборка задатчика 1, а их подвижные контакты через, развязывающие диоды 18 ( - 18 ,„ подключены к соответствующим выходам . 1 - IT. m - канального кольцевого распределителя 19 импульсов, тактовый вход которого образует вход сдвиг задатчика 1 типа вагонов, связанный с одним входом элемента И 20, второй вход которого подключен к последнему m -му выходу распределителя 19, а выход образует выходную шину останов задатчика 1 . Блок 3 фотодатчиков (см. фиг.З) содержит п фотодятчиков 21,- 21 (п -число типов вагонов по весу загружаемого концентрата), каждый из которых содержит осветитель и фотодиод. Одни выводы осветителей всех фотодатчико.в 21(- 21 образу-ют п входов выборка, вторые их выводы объединены и образуют вход доза блока 3 фотодатчиков, аноды фотодиодов всех фотодатчиков подключены к нулевой шине, а их катоды объединены и подключены к входу формирователя импульсов 22, связанному через резистор с шиной питания, при этом выход формирователя импульсов 22 образует вьпсод реверс блока 3 фотодатчиков. Фотодатчики 21 ( - 21 j, размещены в соответствующих задаваемой дозе точках шкалы цеферблатного указателя веса 4, с осью стрелки которого жестко соединен трехлепестковый имитатор 24 стрелки, взаимодействующий (перекрывающий световой поток) с фотодатчиками 21,- 21, , Вагоны, предназначенные для Перевозок железорудного коецентрата, в зависимости от грузоподъемности, категории и маршрута следования подразделяются на девять типов, причем вес брутто (в тоннах) всех девяти типов вагонов образует числовой ряд 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 128, из которого видно, что за исключением девятого типа загрузка вагонов каждых двух соседних типов отличается на одну тонну. Следовательно, восем из девяти фотодатчиков 21,- 21g дол вы разместиться на небольшой дуге шкалы циферблатного указателя веса 4 от отметки 85 отметки 83 Например, для 160-тонных вагонных весов эта дуга составляет 18 или 0,05 всей шкалы. Размещение фотодат чиков в этом случае затруднено из-з конструктивных сложностей. Кроме то го, при столь близком размещении во ми фотодатчиков возможно влияние осветителя: выбранного фотодатчика на фотодиоды соседних фотодатчиков что, в свою очередь, требует дополн тельных мер защиты, в предлагаемом устройстве фотодатчики размещены следующим образом Первые восемь из девяти фотодатчиков 21)- 21g разбиты на три группы (по числу лепестков имитатора 24 стрелки), причем фотодатчики 21,, 214 21 первой группы, соответств.ующие первому, четвертому и седьмому типам вагонов, размещены на отметках шкалы циферблатного указателя 4, совпадающие с весом брутто этих типов вагонов, а именно на отметках 85т, 89т , фотодатчики 21, 21 и 21g второй группы сдвинуты на 120 , а фотодатчики 21, и 21g третьей группы на 240° относительно отметок шкалы циферблатного указателя 4, соответствующих этим типам вагонов. Фотодатчик 21q размещен на отметке 128т, соответствующей весу брутто вагонов девятого типа. Расположение фотодатчиков 21 в циферблатном указателе 4 веса пока зано на фиг. 4. Датчики размещаются на неподвижном кольце, закрепленном с обратной стороны указателя. Фотодатчики 21,, 214, 21 первой группы и фотодатчик 21 ,j форми руют выходной сигнал реверс при перекрытии их светового потока первым лепестком имитатора 24 стрел ки, начальное положение которого сов падает с нулевой отметкой шкалы циферблатного указателя 4; фотодатчики 212, Ц 8 второй группы и 21 , 21 третьей группы формируют выходной сигнал при перекрытии их светового потока соответственно вторым и третьим лепестками имитатора 24, .сдвинутыми относительно первого лепестка на 120 и 240 , считая по ходу часовой стрелки (см. фиг, 4, вид сзади). Логический блок 6 (см. фиг.5) содержит два управляемых делителя частоты 25 и 26 с коэффициентами деления соответственно G Кг ГГ 4q и G - грузоподъемность вагона. q - цена весовых импульсов, вырабатываемых конвейерными весами 7, т; L - длина загружаемого вагона, м;: 1 - цена путевых импульсов с выхода датчика 8 линейных перемещений тягового агрега-. та 9, м. делителей 25 и 26 соединены соответственно с входами движение и вес, -а их шины управления подключены соответственно к входам К логического блока. 6. Выход делителя частоты ;25 соединен с выходной шиной стоп логического блока 6 и подключен к входу двоичного двухразрядного счетчика 27 шагов, инверсный выход старшего триггера которого подключен к выходной шине доза и соединен с входом размещения работы делителя частоты. 26. Выход делителя 26 соединен с входом установки в 1 триггера 28 направления и с одним входом элемента И 29, второй вход которого подключен к прямому выходу триггера 28, связанному с входом разрешения работы делителя частоты 25, а выход элемента И 29 подключен в выходной шине шаг логического блока 6. Прямой и инверсньй выходы триггера 28 образуют соответственно выходы вперед и- назад, а его вход установки в О - вход сброс логического блока 6, Предлагаемым устройством реализуется точечно-шаговая технология погрузки железорудного концентрата, закючающаяся в следующем. Порожний состав,состоящий из десяти вагонов различной грузоподъемHocTHj подается тяговым агрегатом на погрузочный пункт. Когда головной вагон занимает исходное положение под реверсивным загрузочным конвейером (см.фиг.ба), состав останавливается, последовательно запускаются загрузочный конвейер в направлении назад и подающий конвейер.

В вагон начинает поступать концентрат, загружая в хвостовой части вагона I конус.

После отсыпки I конуса, составляющего Т Д грузоподъемность загружаемого вагона в тоннах (грубая загрузка по .конвейерным весам на подающем конвейере), загрузочный конвейер реверсируется в направлении вперед и поток концентрата поступает уже в головную часть вагона, загружая II конус (см. фиг.бб).

После отсьтки II конуса (также

G

врубая загрузка -г )дается команда

тяговому агрегату на движение вперед Состав протягивается на один шаг

(,-г длины загружаемого вагона), и загружается III конус (также груГ

бая загрузка -г , .см. фиг.бв), после обыпки которого состав вновь протягивается на один . .шаг и загружается последний 1У конус. При загрузке 1У конуса (после второго шага) загружаемый вагон полностью устанавливается на платформе вагонных весов (см.фиг. 6 г) и дальнейшая загрузка происходит при непрерывном взвешивании вагона, чем обеспечивается его точная догрузка.

Загрузка 1У конуса продолжается до тех пор, пока вес вагона брутто с точностью, I обеспечивавмой вагонными платформенными.весами, не достигнет заданного значения, после чего загрузочный конвейер вновь реверсируется в направлении назад и поток концентрата поступа ет в следующий вагон.. Одновременно включается тяговый агрегат и состав перемещается вперед до тех пор, пока следующий вагон не достиг нет точки начала загрузки (см. фиг. 6 д), и цикл загрузки следующего вагона повторяется.

Устройство автоматического управления установкой для дозированной загрузки вагонов железорудным концентратом в точечно-шаговом режиме работает следующим образом.

Перед началом погрузки оператор на переключателях 17( - 17 задатчика 1 типа вагонов (см. фиг.2) набирает цифры типов вагонов в последовательности их размещения в составе начиная с головного вагона. Кольцевой m -канальньш распределитель 19 импульсов задатчика 1 находится при этом в исходном состоянии, при котором единичный сигнал присутствует на его первом выходе. Этим сигналом опрашивается в исхоном состоянии переключатель 17 , установленный в i -е положение, соответствующее шифру типа головного вагона. Следовательно, на i -и выходной шине выборка присутствует единичный сигнал, который потупает в блок 3 фотодатчиков на соответствующий i -и вход выборка и далее на- первый выход осветителя фотодатчика 21 (см. фиг.З). Однако осветитель не включается, так как на его втором выходе, подключенном к входу доза блока 3 фотодатчиков, еще нет разрешающего нулевог потенциала.

Одновременно единичный сигнал с i -и выходной шины выборка задатчика 1 типа вагонов поступает в блок 2 коэффициентов и формирует на его выходных шинах K/f и К Дво

ичные коды коэффициента К.л-

Определяющего количество концентрат подлежащего размещению в одном конусе и коэффициента

К опр|дделяющего длину щага

(расстояние между соседними конусами). Двоичные коды коэффициентов К и К, поступают.в логический блок 6 (см.фиг.5) на шины .управления делителями частоты 26 и 25 соответственно.

После ввода в устройство данных о типах вагонов состава , оператор с помощью дистанционного управляемого тягового агрегата подает состав на погрузочный путь. Дальнейшая работа устройства до окончания загрузки последнего вагона происходит автоматически.

Головной вагон 16 подтягивается под точку н-ачала загрузки и водействует на датчик 13 положения вагона (например, фотореле), в результате чего последовательно за- пускаются реверсивный загрузочньй конвейер 12 и подающий наклонный ковейер 15, причем реверсивный конвейер 12 запускается в наоравЛенин назад, так как в исходном состоянии триггер 28 направления в логическом блоке 6 находится в нулевом состоянии и с его -инверсного выхода единичный сигнал пос тупает на выходную шину назад блока 6, связанную с одноименным входом блока 11 управления приводом конвейера 12, Одновременно сигнал с выхода датчика 13 положения вагона поступает на один из входов стоп блока 10 управления приводом -тягового агрегата 9 и приводит к его остановке. Головной вагон при этом занимает исходное положение под загрузочным конвейером 12 (см. фиг. 6 а), по которому концентрат поступает в хвостовую часть вагона, образуя I конус. При движении Потока концентрата по конвейеру 15 и далее по реверсивному конвейеру 12 в загружаемый вагон 16 конвейерные весы 7 вьфаба тывают импульсы, частота следования которых пропорциональна интен сивности потока. Весовые импульсы с выхода кон вейерных весов 7 поступают на вход вес логического блока 6, связан ный с входом управляемого делителя частоты 26 (см. фиг.5), на вхо де разрешения работы которого при сутствует разрешающий единичный сигнал с инверсного выхода старшего триггера двоичного счетчика 27 шагов, а на шины управления поступа ет двоичный код коэффициента деле ния Kj/. Следовательно, на выходе де лителя частоты 26 появляется каж дый ,К|-й из поступивших на вх весовых импульсов, свидетельству1ощий об окончании отсыпки загружаемого конуса. Погрешность загрузки конуса при этом определяется погрешность конвейерных весов 7 о Это обеспечивает грубую загрузку первых трех конусов. После отсыпки I конуса импульс. с выхода делителя частоты 26 поступает на вход установки в 1 триггера 28 направления и по заднему фронту переводит его в единичное состояние, в результате чего сигналы, снимаемые с выходных шин вперед и назад логического блока 6, меняются на противоположные. Загрузочный конвейер 12 реверсируется в направлении вперед, и поток концентрата поступает в головч ную часть вагона. Второй импульс с выхода делителя частоты 26, свидетельствующий об окончании загрузки II конуса, не изменяя единичного состояния триггера 28 направления, проходит на выход элемента И 29, связанный с выходной шиной шаг логического блока 6. При этом в блок 10 управления приводом тягового агрегата 9 поступает команда на движение в направлении вперед. Состав протягивается в указанном направлении. Путевые импульсы, вырабатываемые датчиком 8 линейных перемещений тягового агрегата 9, поступают на вход движение логического блока 6, связанный с взводом управляемого делителя частоты. 25J на входе разрешения работы которого после отсыпки I конуса устанавливается разрешающий единичный сигнал с прямого выхода триггера 28 направления, а на шины управления поступает двоичный код коэффициента деления Kj,, Следовательно, на выходе делителя частоты 25 появляется каждый К.-й из поступивших на его вход путевых импульсов. После протягивания загружаемого вагона на один шаг импульс с выхода делителя частоты 25 поступает на вход двоичного двухразрядного счетчика 27 шагов, где запоминает ся, и одновременно на вьгходную шину стоп логического блока 6, связанную с одноименным входом блока 10 управления приводом тягового агрегата 9. Состав останавливается, и осуществляется загрузка III конуса. Появление третьего импульса с выхода делителя частоты 26 весовых импульсов вновь приводит к формированию команды тяговому агрегату 9 на движение вперед, а после протягивания загружаемого вагона на следующий шаг, о чем свидетельствует

импульс с выхода делителя частоты 25 путевых импульсов, состав вновь останавливается и начинается загрузка последнего 1У конуса.

После протягивания состава на два шага загружаемый головной вагон полностью устанавливается на платформе весов (см. фиг. 6 г) и, CJJeдoвaтeльно, дальнейшая догрузка вагона до заданной дозы происходит при его непрерывном взвешивании с погрешностью ва гонных весов, т.е. осуществляется точная догрузка вагона до заданной дозы.

Это происходит следующим образом. Счетчик 27 шагов при поступлении на его вход импульсов устанавливается, в состояние 01, при котором нулевым потенциалом с инверсного выхода старшего триггера запрещается работа делителя 26 частоты весовых импульсов. Одновременно этот нулевой потенциал через выходную шину доза поступает в блок 3 фотодатчиков (см. фиг.З) и включает осветитель фотодатчика 2|j- , соответствующего типу головного вагона, так как на второй вьшод осветителя по i -и шине выборки из задатчика 1 типа вагонов поступает еди.ничный потенциал. Засветка фотодиода 2-1 i -го фотодатчика приводит к изменению на входе формирователя 22 сигнала из 1 в О, однако формирователь реагирующий на обратное изменение входного сигнала из О в 1, выходной сигнал не вырабатывает.

Как быпо -указано выше, лепестки имита тора 24 стрелки сдвинуты друг относительно друга на 1/3 шкалы циферблатного указателя веса (120 ) или примерно на 50 т (для 160-тонных весов), а так как вес брутто первых восьми типов вагонов (см. таблицу) расположен мгжду отметкаьда 85 и 93 шкалы, то каждый из этих фотодатчиков пересекается последовательно двумя лепестками из трех (фотодатчик, соответствующий девятому типу вагонов, пересекается всеми тремя лепестками).

Однако пересечение выбранного фотодатчика первым лепестком (первыми двумя для девятого типа вагонов) не .приводит к формированию преждевременного (ложного) сигнала на выходной

шине реверс блока 3 фотодатчиков, так как его осветитель в этот момент еще обесточен. Включение осветителя, (см. вьште) происходит после загрузки первьи трех конусов и последзтощей установки загружаемого вагона на платформу весов, а значит, после прохождения первым лепестком выбранного фотодатчика, соответствующего типу загружаемого вагона.

Например, вагон 1-го типа, вес брутто которого составляет 85 т в момент включения осветителя фотодатчика 21J уже загружен на 3/4 и его вес с тарой составляет примерно 70 т, следовательно,, лепестки имитатора 24 стрелки, положение которых в исходном состоянии соответствовали отметкам О, 50 , шкапы, занимают новые положения, соответствующие отметкам

(1

i70,120, 1б,° (176), а выбранный фотодатчик 21

осветитель

1

которого включился расположен на отметке 85 шкалы циферблатного указателя. .

Загрузка 1У конуса продолжается до тех пор, пока вес брутто вагона не достигнет заданного значения, при котором соответствуюпщм лепестком имитатора 24 стрелки происходит перекрытие светового потока осветителя фотодатчика 21. . Его фотодиод затемняется,что приводит к изменению сигнала на входе формирователя 22 из О в 1. Формирователь 22 вырабатывает импульсный сигнал, котрьй поступает на выходную шину реверс блока 3 фотодатчиков и выполняет следующие функции.

В логическом блоке 6 (см.фиг.5) этот сигнал потсупает на вход установки в О триггера 28 направления и возвращает его .в исходное состояние, что приводит к реверсированию загрузочного конвейера 12 в направлении назад и, следовательно, переключению потока концентрата в следующий вагон.

Одновременно этим же сигналом (его з,адним фронтом), поступающим на тактовый вход га -канального колцевого распределителя 19 задатчика 1 типа вагонов (см.фиг.2), 1 из его первого разряда сдвигается в

второй, при этом на выходные шины выборка задатчика 1 типа вагонов, поступает шифр, типа второго вагона, набранного на переключателе 172.

Кроме того, этим же сигналом, поступившим на вход вперед блока . 10 управления приводом тягового агрегата 9, включается тяговый агрегат и состав протягивается вперед до тех пору пока второй вагон не достигнет точки начала загрузки (момент срабатывания датчика 13 положения вагона). Цикл загрузки вагона повторяется.

При загрузке последнего вагона сигнал реверс, поступивший на

сдвиг

задатчика 1 типа ваговход

нов, проходит на выход элемента И 20, так как во время действия этого сигнала на втором входе элемента И 20 еще присутствует единичный сигнал с последнего выхода m -канального кольцевого распределителя 19.

И 20

Сигнал с выхода элемента

.IT ,

через выходную шину останов за- датчика 1.типа вагонов поступает на одноименный вход блока 14 управления приводом подающего конвейера 15, в результате чего конвейер 15, а также реверсивный загрузочный конвейер 12, отключаются.

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДОЗИРОВАННОЙ ЗАГРУЗКОЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ВАГОНОВ, содержащее конвейерные весы, установленные на подающем конвейере, и платформенные весы с циферблатным jуказателем, имеющим встроенный блок фотодатчиков, заДатчик типов вагонов, соединенный с блоком задания коэффициентов, блоки управления подающим и загрузочным конвейерами и блок управления тяговым агрегатом перемещения вагонов, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности равномерной весовой загрузки вагонов, в него введены логический блок управления, датчик перемещений тягового агрегата и датчик положения вагона, причем входы логического блока управления подключены соответственно к выходам датчика перемещений тягового агрегата, конвейерных весов и блока задания коэффициентов, а.выходы - к блоку управления тяговым агрегатом, блоку управления загрузочным конвейером и к блоку фотодатчиков циферблатного указателя, другой вход которого соединен i с задатчиком типа вагонов, а выход - с входами блока управления О) тяговым агрегатом, логического блока управления и задатчика типа вагонов, управляющий выход которого подключен к одному входу блока управления подающим конвейером, другой вход которого, вход блока управления загрузочным конвейером и вход блока управления тяговым агрегатом соединены с выходом датчика положеЧ ния вагона. :о

...

/7;

%

I I « 1

123 m-i

19

l±:

..J

Фиг.2 Стоелка Трехлепесткодый имитатор стрелка Циферблат Е5 Кольцо Фотодатцик

fpus,f

Места устамодок

дзотодатчико на кольце Вид сзади