Система управления импульсного водомета Советский патент 1992 года по МПК E21C45/00 

Изобретение относится ктехнике, предназначенной для разрушения горной породы.

Известна система управления импульсного водомета (з.с. СССР № 194707), построенная на гидроавтоматике.

Наиболее близким по технической сущности аналогом является система управления импульсного подометз по заявке N 4351389. Она содержит импульсный водомет с запорным, задерживающим механизмами, порционер поды, взводное устройство, блок задания режима работы, гидроэлектроприводы, электронные ключи, предохранительное устройство и контрольное устройство.

Недостатком такой системы управления является возможность сухого выстрела, т.е. удар тяжелым поршнем по стволу, не заполненным водой, в результате водомет выходит из рабочего состояния.

Цель изобретения - повышение надежности работы.

Она достигается за счет пооперационного контроля работы устройств и механизмов импульсного водомета. Ожидаемый экономический эффект до 15 тыс. руб. на одну машину.

Указанная цель достигается тем, что в систему управления импульсного водомета, состоящую из гидроэлектрических приводов, запорного устройства, задерживающего механизма с поршеньком, порционерэ воды, взводного устройства, блоха задания режима работы, контрольного устройства, предохранительного устройства и электронных ключей, введены датчики контроля запорного устройства, порционера и поршенька, а блок задания режима работы выполнен из двух кнопок с замыкающимися и размыкающимися контактами, пятнадцати RS-триггеров, одиннадцати логических элементов, восьми формирователей имVJ

о о

.«Д

го о

пульсов и электронного реле времени, при этом первая кнопка подвижным контактом соединена с общей шиной, размыкающим - с R-вхоДом и замыкающим - с S-входом первого триггера, выход которого соединен с входом первого формирователя, выход которого соединен с S-входом второго триггера и R-входом третьего триггера. Вторая кнопка подвижным контактом соединена с общей шиной, а размыкающим - с первым входом первого логического элемента, второй вход которого соединен с R-входом второго триггера и выходом второго логического элемента. Выход первого логического элемента соединен с. S-входом третьего триггера, прямой выход которого соединен с первым входом третьего логического элемента, а инверсный -- с первым входом четвертого логического элемента, R- вход четвертого триггера соединен с общей шиной, а его прямой выход - с первым входом пятого логического элемента, инверсный выход четвертого триггера соединен с первым входом четвертого логического элемента, инверсный выход шестого логического элемента соединен с вторыми входами третьего и пятого логических элементов и третьим входом четвертого логического элемента, инверсные выходы третьего и пятого логических элементов соединены соответственно с первым и вторым входами второго логического элемента, инверсный выход четвертого логического элемента соединен с первым входом седьмого логического элемента, выход второго триггера соединен с входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом седьмого логического элемента, выход которого соединен с S-входом пятого триггера. Первый и второй выходы датчика контроля запорного устройства соединены с входами шестого триггера, пря- мой выход которого соединен с входом третьего формирователя импульсов, а инверсный выход-с первым входом восьмого логического элемента. Первый и второй выходы датчика контроля порционера соединены с входами седьмого триггера, выход которого соединен с первым входом девятого логического элемента. Первый и второй выходы предохранительного устройства соединены с входами восьмого триггера, выход которого соединен с вторым входом восьмого логического элемента и первым входом десятого логического элемента. Четыре выхода контрольного устройства соединены с входами девятого и десятого триггеров, инверсный выход девятого триггера соединен с входом восьмого формирователя, а прямой выход десятого триггера с вторым входом девятого логического элемента и входом седьмого формирователя. Первый и второй выходы датчика контроля поршенька соединены с входами одиннадцатого триггера, выход которого соединен с вторым входом десятого логического элемента, выход которого соединен с первым входом одиннадцатого логического элемента. Выход третьего формирователя соеди0 нем с S-входом двенадцатого триггера, выход восьмого логического элемента соединен с входом четвертого формирователя, выход которого соединен с S-входом тринадцатого триггера, инверсный выход кото5 рого соединен с вторым входом одиннадцатого логического элемента, выход которого соединен с входами пятого формирователя, выход которого соединен с R-входами пятого и четырнадцатого тригге0 ров, выход девятого логического элемента соединен с входом шестого формирователя, выход которого соединен с S-входом четырнадцатого триггера. Выход седьмого форми- рователя соединен с R-входом

5 тринадцатого триггера, выход восьмого формирователя соединен с R-входом двенадцатою триггера и S-входом пятнадцато го триггера, инверсный выход которого соединен с входом электронного реле вре0 мени, выход которого соединен с R-входом пятнадцатого триггера и входом шестого логического элемента. Выходы пятого, четырнадцатого, тринадцатого и двенадцатого триггеров соединены с входами соответст5 вующих электронных ключей, установленных соответственно в цепях электроприводов гидроэлектрических приводов запорного механизма, порционера воды, взводного устройства и задерживаю0 щего механизма.

Датчики контроля запорного устройства и порционера и предохранительное устройство выполнены в виде штока и кнопки с замыкающимися и размыкающимися кон5 тактами, средний выход которых подключен к общей шине, а два других являются выходами.

Контрольное устройство выполнено из штока и двух кнопок с замыкающимися и

0 размыкающимися контактами, средние выводы которых подключены к общей шине, а две пары других являются выходами.

Датчик контроля поршенька выполнен в виде подпружиненного поршня со штоком и

5 кнопки с замыкающимися и размыкающимися контактами, средний вывод которой подключен к общей шине, а два других являются выходами.

В боковой поверхности ствола выполнено отверстие на расстоянии, равном длине

пориенька от торца ствола, противоположного направлению выстрела, в которое введен датчик контроля поршенька.

На фиг. 1 изображена блок-схема системы управления импульсного водомета; на фиг. 2 - функциональная схема блока задания режима работы с датчиками контроля и электронными ключами; на фиг. 3 - разрез ствола импульсного водомета с насадкой, поршеньком и датчиком контроля.

Система управления импульсного водомета содержит гидробак 1, гидронасос 2, гидроэлектрораспределители Р1, Р2, РЗ, Р4 (3-6), импульсный водомет, запорное устройство 8, задерживающий механизм 9, порционер 10 воды, возводное устройство 11, блок 12 задания режима работы, контрольное устройство (КУ) 13, предохранительное устройство (ПУ) 14, датчики 15. 16, 17 соответственно контроля запорного устройства (УКЗ), порционера (УКП). поршенька (УК), электронные ключи 18-21. Блок 12 задания режима работы состоит из двух кнопок 22, 23. пятнадцати триггеров 24-38, одиннадцати логических элементов 39-49, восьми формирователей 50-57 и электронного реле 58 времени. Датчик 15 контроля состоит из штока 59 и кнопки 60, датчик 16 - из штока 61 и кнопки 62, ПУ 14 - из штока 63 и кнопки 64. Контрольное устройство 13 состоит из штока 65 и двух кнопок 66, 67. Датчик 17 контроля поршенька 17 состоит из подпружиненного поршня 68 со штоком 69 и кнопки 70. Внутри ствола 71 размещены насадка 72 и поршенек 73. В стволе 71 выполнено отверстие 74, в которое введен датчик 17 контроля поршенька.

Работает система управления следующим образом.

Подается питание на привод гидронасоса 2 и блок 12 задания режима работы. Гидроэлектрораспределители 3-6, импульсный водомет 7 с запорным устройством 8 и задерживающим механизмом 9, порционер 10 воды и взводное устройство 11 находятся в исходном состоянии. Замкнуты датчик 15 и ПУ 14. При нажатии кнопки 22 Пуск триггер (Т1) 24 изменяет свое состояние на инверсное. По переднему фронту этого импульса формирователь (F1) 50 вырабатывает нормированный по длительности импульс, который переворачивает триггер (ТЗ) 25 в нулевое состояние и триггер (Т2) 33 в единичное состояние, по переднему фронту импульса которого формирователь (F2) 51 вырабатывает импульс, который через логический элемент (7) 48 переворачивает триггер (Т5) 34 в единичное состояние, выходной сигнал которого через электронный ключ (ЭК1) 18 замыкает цепь гидроэлектрораспределителя (Р1) 3. Срабатывает запорное устройство 8, при этом шток 59 и кнопка 60 возвращаются в начальное положение, т.е. датчик 15 выключается. Триггер (Т6) 26 из- 5 меняет свое состояние. Его сигнал поступает на элемент(8) 44, который вырабатывает сигнал, поступающий на вход формирователя (F4) 53 по переднему фронту импульса, выходной нормированный импульс которо10 го переводит триггер (Т13) 36 в единичное состояние. Сигнал с триггера (Т13) 36 поступает на ключ (ЭКЗ) 20, который замыкает цепь гидроэлектрораспределителя (РЗ) 5. Срабатывает взводное устройство 11, при

15 этом шток 63 и кнопка 64 возвращаются в начальное положение, т.е. ПУ 14 выключается. Порционер 10 набирает порцию водь; и через шток 61 замыкает кнопку 62, т.е. включается датчик 16. Когда шток 65 замыкает

0 кнопку 66 и кнопку 67. т.е. включается КУ 13, то выходной сигнал с триггера (Т10) 30 запускает формирователь (F7) 56 и при наличии выходного единичного сигнала триггера (Т7) 27 на выходе элемента ( 9) 47 появится сиг5 нал. который запускает формирователь (F6) 55, выходной сигнал которого включает триггер (Т14) 35, сигнал с выхода которого через ключ (ЭК2) 19 замыкает цепь гидро- электрорзспределителя (Р2) 4 (порционер

0 10 воды начинает подавать воду через нч- садку 72 в ствол 71, перемещая в нем поршенек 73 в правое положение). По выходному сигналу формирователя (F7) 56 триггер (Т13) 36 переводится в исходное со5 стояние, ключ (ЭКЗ) 20 разрывает цепь гидроэлектрораспределителя (РЗ) 5. Взводное устройство 11 возвращается в исходное положение. Срабатывает ПУ 14. Когда поршенек 73 переместится в правое положение,

0 он откроет отверстие 74, через которое вода воздействует на поршень со штоком 69, который сжимая подпружиненный поршень 68. действует на кнопку 70. Таким образом датчик 17 срабатывает. При срабатывании

5 ПУ 14, датчика 17 и неработающем гидро- электрораспределителе (РЗ) 5 выходной сигнал формирователя (F5) 54 переводит в исходное положение триггеры (Т5) 34 и(Т14) 35, разрывая цепи питания гидрозлектро0 распределителей (Р1) 3 и (Р2) 4 (запорное устройство 8 готово к выстрелу, порционер 10 начинает набирать воду). Замыкается датчик 15, при этом сигнал с выхода триггера (Т6) 26 через формирователь (F3) 52 вклю5 чает триггер (Т12) 37, сигнал с выхода которого включает ключ (ЭК4) 21. замыкающий цепь гидроэлектрораспределителя (Р4) 6. Включается задерживающий механизм 9. Выключаясь, КУ 13 вызывает переворот триггеров (Т9) 29 и (ПО) 30. Переход триггеpa (T9) 29 в исходное состояние запускает формирователь (F8) 57, выходной импульс которого переворачивает триггер (Т12) 37 в исходное состояние и триггер СИ 5) 38 в единичное состояние. В результате включается гидроэлектрораспределитель (Р4) 6, т.е. задерживающий механизм 9 останавливается, и запускается реле 58 времени, которое через время задержки сформирует импульс, который перевернет триггер (Т15) 38 в исходное состояние, и при наличии единичного сигнала с триггеров (ТЗ) 25 и (Т4) 32 произведет через элементы ( 6) 43, (4) 42, 7) 48 повторный пуск. Для остановки необходимо нажать кнопку 23 Стоп. Триггер (ТЗ) 25 переводится в единичное состояние, запрещающее проход импульса повторного пуска и разрешающее возврат в исходное состояние триггера (Т2) 33. Система управления завершает цикл работы и останавливается в исходном положении.

Формула изобретения 1. Система управления импульсного водомета, содержащая гидроэлектрические приводы, запорное устройство, задерживающий механизм, ствол с поршеньком, пор- ционер воды, взводное устройство, блок задания режима работы, контрольное устройство, предохранительное устройство и электронные ключи, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы, в нее введены контактные датчики контроля запорного устройства, порционе- ра и поршенька, а блок задания режима работы выполнен из двух кнопок, пятнадцати RS-триггеров, одиннадцати логических элементов, восьми формирователей импульсов и электронного реле времени, причем первая кнопка подвижным контактом соединена с общей шиной, размыкающим - с R-входом и замыкающим с S-входом первого триггера, выход которого соединен с входом первого формирователя, выход которого соединен с S-входом второго триггера и R-входом третьего триггера, вторая кнопка подвижным контактом соединена с общей шиной, а размыкающим - с первым входом первого логического элемента, второй вход которого соединен с R-входом второго триггера и выходом второго логического элемента, выход первого логического элемента соединен с S-входом третьего триггера, прямой выход которого соединен с первым входом третьего логического элемента, а инверсный - с первым входом четвертого логического элемента, R- вход четвертого триггера соединен с общей шиной, а его прямой выход - с первым входом пятого логического элемента, инверсный выход четвертого триггера соединен с

первым входом четвертого логического элемента, инверсный выход шестого логического элемента соединен с вторыми входами третьего и пятого логических элементов и

третьим входом четвертого логического элемента, инверсные выходы третьего и пятого логических элементов соединены соответственно с первым и вторым входами второго логического элемента, инверсный выход

0 четвертого логического элемента соединен с первым входом седьмого логического элемента, выход второго триггера соединен с входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом

5 седьмого логического элемента, выход которого соединен с S-входом пятого триггера, первый и второй входы датчика контроля запорного устройства соединены с входами шестого триггера, прямой выход которого

0 соединен с входом третьего формирователя импульсов, а инверсный выход - с первым входом восьмого логического элемента, первый и второй выходы датчика контроля порционера соединены с входами седьмого

5 триггера, выход которого соединен с первым входом девятого логического элемента, первый и второй выходы предохранительного устройства соединены с входами восьмого триггера, выход которого соединен с

0 вторым входом восьмого логического элемента и первым входом десятого логического элемента, четыре выхода контрольного устройства соединены с входами девятого и десятого триггеров, выход десятого тригге5 ра соединен с входом седьмого формирователя, а выход девятого триггера - с входом восьмого формирователя, выход десятого триггера соединен также с первым входом девятого логического элемента, первый и

0 второй выходы датчика контроля поршенька соединены с входами одиннадцатого триггера, выход которого соединен с вторым входом десятого логического элемента, выход которого соединен с первым входом

5 одиннадцатого логического элемента, выход третьего формирователя соединен с S- входом двенадцатого триггера, выход восьмого логического элемента соединен с входом четвертого формирователя, выход

0 которого соединен с S-входом тринадцатого триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом одиннадцатого логического элемента, выход которого соединен с входом Пятого формирователя, выход кото5 рого соединен с R-входами пятого и четырнадцатого триггеров, выход девятого логического элемента соединен с входом шестого формирователя, выход которого соединен с S-входом четырнадцатого тригге- ра. выход седьмого формирователя

соединен с R-входом тринадцатого триггера, выход восьмого формирователя соединен с R-входом двенадцатого триггера и S-входом пятнадцатого триггера, инверсный выход пятнадцатого триггера соединен с входом электронного реле времен, выход которого соединен с R-входом пятнадцатого триггера и входом шестого логического элемента, выходы пятого, четырнадцатого, тринадцатого и двенадцатого триггеров соединены с входами соответствующих электронных ключей, установленных соответственно в электроцепях гидроэлектрических приводов запорного механизма, порционера воды, взводного устройства и задерживающего механизма.

2. Система поп.1, отличающаяся тем, что датчик контроля запорного устройства и порционера и предохранительное устройство выполнены в виде штока и кнопки с замыкающимся и размыкающимся контактами, средний вывод которых подключен к

общей шине, а два других являются выходами.

3.Система по п. 1, отличающаяся тем, что контрольное устройство выполнено

из штока и двух кнопок с замыкающимися и размыкающимися контактами, средние выводы которых подключены к общей шине, а две пары других являются выходами.

4.Система по п. 1, отличающаяся тем, что датчик контроля поршенька выполнен в виде подпружиненного поршня со штоком и кнопки с замыкающимся и размыкающимся контактами, средний вывод которой подключен к общей шине, а два других

являются выходами.

5.Система по п. 1, отличающаяся тем, что в боковой поверхности ствола выполнено отверстие на расстоянии, равном длине поршенька от торца ствола, противоположного направлению выстрела, в которое введен датчик контроля поршенька.

Сущность изобретения: устройство содержит: гидробзк 1. гидронасос 2, гидро- электрораспределители 3-6, импульсный водомет 7, запорное устройство 8, задерживающий механизм 9, порционер 10 воды, взводное устройство 11, блок 12 задания режима работы, контрольное устройство 13, предохранительное устройство 14, датчики 15..16, 17 контроля, электронные ключи 18- 21.4 з.п. ф-лы, 3 ил.

№./

ш г

7/

7J

72

&/Јj