Искробезопасная система шахтной громкоговорящей связи и остановки машин. Советский патент 1986 года по МПК E21F9/00 

Изобретение относится к аппаратуре связи сигнализации для угольных лав и может быть использовано на предприятиях химической и других отраслей промышленности, где возможно образование взрывоопасных сред.

Целью изобретения является увеличение числа абонентских устройств и расширение функциональных возможностей системы.

На чертеже приведена схема искробезо- пасной системы шахтной громкоговоряш,ей связи и остановки машин.

Система содержит источник постоянного тока 1 со стабилизатором напряжения 2, к которому питающими проводами 3 и 4 подключены абонентские устройства 5-1...5-п (их может быть до 30 шт.). Абонентские устройства 5-1...5-п, соединенные сигнальным 6 и дополнительными 7 и 8 проводами, состоят из усилителя 9 с громкоговорителем и трансформатором 10, ключа «Прием-передача 11 и стоповых кнопок 12 и 13. Ис- точник постоянного тока 1 снабжен устройством искрозашиты, выполненным на транзисторном усилителе 14 с отрицательной обратной связью, стабилизатором тока 15 в коллекторной цепи усилителя 14, датчиком нагрузки 16, включенными между базой транзистора усилителя 14 и его эмиттер- ным резистором 17 и состоящим из последовательно соединенных диода 18 и дросселя 19, зашунтированных вторым диодом 20, прнчем катод первого 18 соединен с ано- дом второго 20, к питающим проводам 3 и 4 источника постоянного тока 1 через фильтры 21 подключены усилители 9 абонентских устройств 5-1...5-п, а в конце линии - конвертер 22, к выходам 23 и 24 которого через питающие 3 и 4 и дополни- тельные 7 и 8 провода со стоповыми кнопками 12 и 13 абонентских устройств 5-1...5-п в центральном источнике постоянного тока 1 подключены через диоды 25 и 26 исполнительные устройства, 27 и 28. Усили- тель 9 абонентских устройств 5-1...5-п в режиме приема контактами ключа 11 подключен к сигнальному проводу 6 через делитель 29 входом, а в режиме передачи через резистор 30 - выходом.

Схема работает следующим образом. К каждому абонентскому устройству подключается кабель с питающими проводами 3 и 4, дополнительными проводами 7 и 8, сигнальным проводом 6. По двум питаюп1им проводам 3 и 4 от источника питапия 1 через стабилизатор напряжения 2 к каждому устройству 5-1...5-п подводится нанряжение, при котором получается максимальная искро безопасная мощность. По сигнальному проводу б осуществляется передача и прием разговора, а также передача предупреди- тельного сигнала. При необходимости передать сообщение абонент переводит ключ 11 абонентского устройства 5, например 5-1, в положение «Передача, чем подключает

громкоговоритель с трансформатором 10 к входу усилителя 9, а выход через резистор 30 к сигнальному проводу 6. Громкоговоритель с трансформатором 10 служат и в качестве микрофона. С выхода 31 через резистор 30 разговорный сигнал поступает в сигнальный провод 6, из которого через делители 29 на входы .усилителей 3 остальных устройств 5 и воспроизводится их громкоговорителями 10. Подключение выхода 31 через резистор 30 к сигнальному проводу 6 увеличивает искробезопасную мощность, так как исключаются режимы при испытаниях на искробезопасность по постоянному току. Индуктивность трансформатора, включенная в цепь питающих проводов 3 и 4, резко уменьщает величину воспламеняющего тока за счет его стабилизации в разряде

Стабилизатор напряжения 2 с нагрузочной характеристикой, имеющей участок с отрицательным сопротивлением, за счет усилителя 14 позволяет получить большую искробезопасную мощность на нагрузке и заряжать емкости большей величины.

Стабилизатор напряжения работает следующим образом.

В рабочем режиме стабилизатор тока 15 обеспечивает стабильный ток через стабилитрон стабилизатора напряжения 2, чем поддерживается постоянное напряжение на питающих проводах 3 и 4 при значительных колебаниях напряжения. Усилитель с отрицательной обратной связью 14 закрыт напряжением на эмиттерном резисторе 17. При перегрузке падение напряжения на эмиттер- ном резисторе на активном сопротивлении д,росселя 19 и диоде 18 открывает транзистор усилителя 14, который шунтирует стабилитрон стабилизатора напряжения 2, в результате чего последний запирается, уменьшается напряжение на резисторе 17, что приводит к большему открыванию усилителя 14 и запиранию стабилизатора напряжения 2. Ток короткого замыкания нагрузки определяется напряжением на активном сопротивлении дросселя 19 и диоде 18 и равен 4-5 /о от номинального тока нагрузки.

Применение датчика нагрузки 16, включающего линейный резистор (активное сопротивление дросселя 19) и- нелинейный элемент (например, диод 18), эффективно в устройстве искрозащиты с усилителем с отрицательной обратной связью 16 с стабилизатором тока 15 в качестве коллекторной нагрузки.

Введение отрицательной обратной связи позволяет получить нагрузочную характеристику с отрицательным участком, а в сочетании с нелинейным измерительным элементом - малый ток короткого замыкания.

Введение стабилизатора тока в коллекторную цепь транзистора усилителя 14 позволяет дополнительно уменьшить ток короткого замыкания и обеспечить стабилизацию напряжения на резисторе 17.

Включение в датчик нагрузки 16 дросселя 19 позволяет увеличить искробезопас- ную мощность источника при работе на линию (до 500 м). При коммутации выходной цепи источника питания в режиме короткого замыкания дроссель 19 имеет большое сопротивление, что обеспечивает необходимое напряжение для открывания транзистора усилителя 14. Включение дросселя 19 в цепь датчика тока увеличивает искробезопас- ную мощность источника питания.

На абонентских устройствах громкоговорящей связи 5-1...5-П смонтированы кнопки «Стоп 12 и 13 для остановки механизмов. При нажатии кнопки 12 происходит отключение, например, конвейера, а при нажатии кнопки 13 - отключение и конвейера, и комбайна, так как происходит полное отключе

ние выходного напряжения конвертера от исполнительного устройства.

Подключение конвертера 22 в конце питающих проводов 3 и 4 обеспечивает надежную защиту схемы остановки машин от потери управляемости при любых повреждениях линии связи и элементов схемы, так как при любом повреждении обеспечивается отключение исполнительных устройств 27 и 28.

По сравнению с базовым объектом предлагаемая система связи характеризуется большим количеством абонентских устройств (в базовом объекте 10), возможностью одновременной передачи с двух и более постов и организации нескольких автономных систем связи от одного источника питания, а также возможностью использования источника питания для целей управления.

S-i

5-п

Пгг

г