Датчик весового дозирования Советский патент 1989 года по МПК G01G13/04 

1

Ш) 4199215/24-10

(22) 24.02,87

(46) 23.08.89. Бюл. 31

(71)Всесоюзный научно-исследовательский институт горной механики им. М.М.Федорова и Донецкий государственный проектно-конструкторский

и экспериментальный институт комплексной механизации шахт

(72)В.Я.Березан, С.С.Сафонов, А.И.Соломенцев, В.М.Чеппель

и А.Ц.Базакуца .(53) 681.269(088.8)

(56) Информационный листок о научно- техническом достижении № 85-06, Донецк, 1985, с. 28,29.

(54) ДАТЧИК ВЕСОВОГО ДОЗИРОВАНИЯ (57) Изобретение относится к средствам весового дозирования при загрузке скипов шахтных подъемных установок. Целью изобретения является повышение надежности. Устройство содержит гидравлическую силоизмерительную мес- сдозу 1 и камеру 2, соединенную с источником сжатого воздуха, в которой расположены заливочный клапан 3, дроссель 4, и снабжено преобразова- .телем с редуцирующим механизмом 15, выходной элемент 16 которого взаимодействует с инфракрасными фотоэлементами 21-24, контролирующими не мене четырех позиций выходного элемента, электрическим источником 5

(/}

Изобретение относится к средствам весового дозирования при загрузке скипов шахтных подъемных установок. Целью изобретения является повышение надежности. Устройство содержит гидравлическую силоизмерительную мессдозу 1 и камеру 2, соединенную с источником сжатого воздуха, в которой расположены заливочный клапан 3, дроссель 4, и снабжено преобразователем с редуцирующим механизмом 15, выходной элемент 16, которого взаимодействует с инфракрасными фотоэлементами 21-24, контролирующими не менее четырех позиций выходного элемента, электрическим источником 5 питания, четырьмя формирователями 6 - 9 с инверсными выходами, элементом 10 ИЛИ, при этом дно силоизмерительной месдозы 1 и дно полости 11 преобразователя имеют сообщающиеся кольцевой и радиальные пазы, а зажимные кольца 25 и 26 мембран 1 и 13 - каналы 27 и 28. Кроме того, корпуса с фотоэлементами закреплены с возможностью перемещения по кронштейну 35 в направлении движения выходного элемента 16 редуцирующего механизма 15, а образцовый манометр 36 соединен с заливочным клапаном 3 и через запорный вентиль 37 и дроссель 4 с полостью 11 преобразователя и полостью 12 силоизмерительной мессдозы. 2 ил.

ffffff ffff fff fffffffffffffffffffffffffff ff.

питания, четырьмя формирователями. 6-9 с инверсными выходами, элементом ИЛИ 10, при этом дно силонэмерь тельной мессдозы 1 и дно полости 11 преобразователя имеют сообщающиеся кольцевой и радиальные пазы, а зажимные кольца 25 и 26 мембран 1 и 13 - каналы 27 и 28. Кроме того,, корпуса с фотоэлементами эакреплеИзобретение относится к средствам весового дозирования при загрузке скипов шахтных подъемных установок и может быть применено в угольной и других областях промышленности в тяжелых подземных условиях эксплуатации..

Цель изобретения - повышение надежности.

На фиг. 1 приведена схема датчика, на фиг. 2 - расположение пазов.

Датчик весового дозирования (фиг.1 содержит гидравлическую силоизмери- тельную мессдозу 1 и камеру 2, соединенную со стабилизированным источником сжатого воздуха, в которой расположены заливочный кдапан 3, дрос- сель 4, электрический источник 5 питания, четыре формирователя 6-9 с инверсными выходами, элемент ИЛИ 10. Преобразователь выполнен в виде дополнительной полости 11, соединенной через дроссель 4 с полостью 12 мессдо зы 1 и закрытой упругой металлической мембранной 13 с подпружиненным регулируемым поршнем 14, механически соединенным с редуцирующим механизмом 15, выходной элемент 16 (флажок) которого взаимодействует с инфракрасными фотоэлементами 17-20, контролирующими не менее четырех позиций выходного элемента 16, соединенными с ис- точником 5 питания, при этом фотовыходы фотодиодов 21-24 соединены соответственно со входами четырех формирователей 6-9 с инверсными выходами, причем выходы первого и четверто

го формирователей 6 и 9 соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ 10, выход которого, а также выходы второго и третьего формирователей 7 и 8 могут быт соединены с устройством управления или с системой управления загрузочным устройством (дозатором). Зажимное кольцо 25 силоизмерительной мес

ны с возможностью перемещения по кронштейну 35 в направлении движения выходного элемента 16 редуцирующего механизма 15, а образцовый манометр 36 соединен с заливочным клапаном 3 и через запорный вентиль 37 и дроссель 4 с полостью 11 преобразователя и полостью 12 силоизмерительной мессдозы. 2 ил.

0

5 0 5 . о 5

0

сдозы 1 и зажимное кольцо 26 преобразователя снабжены соответственно каналами 27 и 28, а дно силоизмерительной мессдозы 1 и дно (верхняя часть) полости преобразователя снабжены кольцевым 29 и радиальными 30 соединякщимися пазами (фиг. 2), кроме того, корпуса 31-34 с фотоэлементами 17-20 закреплены с возможностью перемещения по кронштейну 35 в направлении движения выходного элемента 16 редуцирующего механизма 15. При этом образцовый манометр 36 соединен с заливочным клапаном 3 .и через за- .порный вентиль 37 и дроссель 4 с полостью 1 1 преобразователя и полостью 12 силоизмерительной мессдозы.

Датчик работает следующим образом.

После заливки жидкости в гидросис тему датчика, его испытания на специальном заводском стенде и градуировки образцового манометра в тоннах он может быть установлен на шахте под вертикальным дозатором или траверсой наклонного дозатора.

После установки датчика открывается запорный вентиль 37 (в транспортном положении он должет быть закрытым) . Стрелка манометра 36 укажет вес незагруженного дозатора. При этом выходной элемент 16 редуцирующего механизма 15 сместится и займет определенную позицию.

Редуцирующий механизм служит для увеличения линейного перемещения выходного элемента 16. Корпус 32 с фотоэлементами устанавливается в таком положении, при котором элементом 16 экранировалось бы излучение светодиода 18. Затем в ручном режиме включается конвейер и производится загрузка дозатора. Контроль за загрузкой ведется по образцовому манометру 36, класс точности которого вьш1е, чем у электроконтактного манометра.

При загрузке дозатора повышается давление рабочей жидкости в полостях 12 и 1 1, в результате чего прогибается мембрана 13, смещая подпружиненный поршень 14. Смещение поршня 14 через шток и редуцирующий механизм 15 передается выходному элементу 16.

При достижении установленной дозы конвейер выключается и устанавливается корпус 33 с фотоэлементами так, чтобы выходной элемент 16, занявший новое положение, мог экранировать излучение светодиода 19. Корпуса 31 и 34 устанавливаются соответственно допустимым пределам по показанию манометра 36.

После подачи напряжения на источник питания и на фотоэлементы может быть произведена дополнительная корректировка установки указанных корпусов. Изменяя усилия нажатия - пружины на поршень 14 с помощью зажимной гайки 38, через отверстие в которой проходит шток, можно произ вести дополнительную корректировку установки выходного элемента 16 (фиг. 1).

В исходном положении источник 5 питания включен. С его выхода напряжение подается на фотоэлементы 17- 24. Дозатор незагружен. Стрелка манометра 36 показывает вес дозатора, а выходной элемент экранирует инфракрасное излучение светодиода 18. При этом на выходе фотодиода 22, на вход формирователя 7 с и} верспым выходом сигнал имеет значение О, а на выходе формирователя 7 сигнал принимает значение 1 и поступает в систему управления дозатором по каналу I.

В результате облучения фотодиодов 21,2 и 24 инфракрасным излучением, исходящим из светодиодов 17, 19 и 20 на выходах фотодиодов 21, 23 и 24 появляется сигнал, поступающий на входы формирователей 6, 8 и 9, на выходах которых формируется О.

В связи с поступлением сигнала по каналу I в систему управления дозатором, включается конвейер, загружающий дозатор горной массой. В результате стрелка манометра 36 и выходной элемент 16 смещаются в сторону больших показаний, при этом входной элемент 16 не экранирует больше излучения светодиода 18, которое теперь попадает на фотодиод 22, на выходе которого и на входе формирователя

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

сигнал изменяет свое значение па l а на выходе последнего - на О.

При достижении определенной дозы горной массы в дозаторе выходной элемент 16 экранирует излучение светодиода 19, в связи с чем на выходе фотодиода 23 и на входе формирователя сигнал изменяет свое значение на О, а на выходе последнего - на 1. Сигнал, поступающий с выхода формирователя 8 и по каналу II в систему управления, выключает конвейер. Загрузка дозатора прекращается.

При полной разгрузке дозатора в скип выходной элемент 16 снова экранирует излучение светодиода 18, в результате сигнал с выхода датчика по каналу I поступает в систе1-гу управления для включения конвейера.

Цикл загрузки повторяется. Датчик совместно с системой управления дозатором могут работать в автоматическом режиме.

Если сигнал на выключение конвейера не поступил по каналу системы управления дозатором из-за неисправности ее элементов или некоторых определенных элементов датчика, происходит дальнейшая загрузка дозатора до тех пор, пока выходной элемент 16 не станет экранировать излучение светодиода 20, а ситнал с выхода формирователя 9 не поступил на один из входов элемента ИЛИ 10 и с его выхода по каналу III в систему управления дозатором. Т.е. независимый сигнал на выключение конвейера и запрещающий всякое включение конвейера поступит по другому выходу датчика и другому каналу системы управления, а также на табло блока сигнализации, что является сигнализирующим фактором о некотором допустимом перегрузе дозатора и неисправности в системе управления или датчика при номинальном способе дозирования.

Работа системы управления дозатором в этом случае в автоматическом режиме запрещается. Разгрузка дозатора в скип производится только в ручном режиме и при визуальном наблюдении оператора. При этом не происходит значительный перегруз дозатора и скипа, приводящий к обрыву канатов скипа.

При разгерметизации гидросистемы датчика, например, при порыве мембраны силоизмерительно мессдозы 1 ,

который обычно образуется между прижимным кольцом 25 и краем поршня мес сдозы 1, рабочая жидкость из .полости 12 через порыв и каналы 27 в зажимном кольце 25 вытекает наружу. В результате поршень мессдоэы 1 садится на ее дно. Чтобы поршень не препятствовал дальнейшей утечке рабочей ЖИДКОСТИ через отверстие 39 канала, связывающего манометр 36 и полость 12 с полостью 11, т.е. не закрьшал отверстие 39 как клапан, в дне мес- сдозы вьшолнены радиальные 30 и кольцевой 29 пазы (фиг. 2), по которым жидкость из полости 11 преобразователя и канала манометра 36 вытекает наружу по каналам 27. Вследствие утечки жидкости из полости 11 поршень 14 смещается вверх. Пружина оказывает дополнительное воздействие на его смещение, которое через шток,редуцирующий механизм 15 передается выходному элементу 16. При этом выходной элемент 16 экранирует излучение светодиода 17. На выходе фотодиода 2 Т и на входе формирователя 6 сигнал принимает значение О а на его выходе - 1, сигнал с выхода формирователя 6 поступает на второй вход элемента ИЛИ 10 и с его выхода по каналу III в систему управления дозатором для выключения конвейера и на табло блока сигнализации о неисправности датчика. Характер неисправности датчика определяется при визуальном осмотре датчика и системы управления.

Разгерметизация гидросистемы може произойти и в результате нарушения уплотнений и в других местах гидросистемы, и при порыве мембраны преобразователя. Рабочая жидкость в этом случае вытекает наружу через каналы 28, а поршень силоизмеритель- ной мессдозы 1, садясь на дно, производит порыв ее мембраны, что ускоряет утечку небольшого объема рабо чей жидкости и смещение поршня 14,

т.е. выдачу сигнала на выключение

конвейера.

При разгерметизации гидросистемы датчика также не произойдет перегруз дозатора и скипа, приводящий к аварии на скиповом подъеме.

Поверка датчика производится по образцовому манометру 36 на месте установки датчика. Образцовый манометр также может быть заменен или по05 0 5 0 j

0 з

0

е

верен. Для этого закрывается запорньЛ вентиль 37, открывается заливочный клапан 3 и производится замена манометра 36. Затем производится заливка рабочей жидкости части гидросистемы до запорного вентиля с помощью несложного переносного устройства, закрывается заливочный клапан 3 и открывается запорный вентиль 37.

В вентилируемую камеру 2 датчика весового дозирования осуществляется подача очищенного сжатого воздуха (как и в известном датчике) от стабилизированного пневматического источника питания. Давление, возникающее внутри камеры 2, не превьш1ает 0,2 кгс/см. Воздействие давления внутри камеры на поршень преобразователя может учитываться при наладке датчика.

Наличие пазов в верхней части (дне) полости преобразователя способствует созданию более глубокого вакуума в гидросистеме датчика перед заливкой ее рабочей жидкостью, что уменьшает погрешность датчика и увеличивает срок его службы, иначе поршень может перекрыть отверстие для откачки воздуха как клапан.

Формула изобретения

Датчик весового дозирования, содержащий силоизмерительную мессдо- зу, которая с помощью зажимного кольца установлена в герметичной ка о

мере с двумя герметизированными вводами для подключения стабилизированного источника сжатого воздуха и электрического кабеля и заливочным клапаном, дроссель, образцовый манометр и преобразователь, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены электрический источник питания, четыре формирователя с инверсными входами, элемент ИЛИ и запорный вентиль, преобразователь выполнен в виде че- тьфех пар фотодиодов с фотоэлементами, установленными с зазором на кронштейне с направляющими в ряд с возможностью взаимного перемещения, и дополнительной металлической мессдозы, которая с помощью зажимного кольца установлена внутри камеры и соединена с подпружиненным регулируемым поршнем, связанным через редуцирующий механизм с флажком, расположенным в зазоре при этом фотодиоды подключены к выходу источника пи-, тания, (фотоэлементы подключены к уходам соответствующих формирователей, выходы первого и четвертого формирователей подсоединены к входам элемента ИЛИ, выиод которого вместе с выходами второго и третьего формирователей подключены к электрическому кабелю, образцовый манометр соединен с заливочным клапаном и через за39

порный вентиль вместе с подмембран- ной полостью дополнительной мессдозы через дроссель соединены с подмемб- ранной полостью силоизмерительной мессдозы, причем в зажимных кольцах силоизмерительной и дополнительной мембран выполнены сквозные каналы, а в дне силоизмерительной мессдозы и в дне подмембранной полости дополнительной мессдозы выполнены соединяющиеся кольцевой и радильные пазы.

30

30

Фиг. 2.