Устройство сигнализации о режимахРАбОТы гОРНОй пОгРузОчНый МАшиНы Советский патент 1981 года по МПК E21C35/24 G08B21/02 

(54) УСТРОЙСТВО СИГНАЛИЗАЦИИ О РЕЖИМАХ РАБОТЫ ГОРНОЙ ПОГРУЗОЧНОЙ МАШИНЫ

ныи элемент контактора исполнительного органа, блок контроля аварий конвейерной цепи, задающий генератор, сирену и сигнальную фару, установленную на хвостовой части конвейера 2J.

Недостатками известного устройства являются отсутствие звуковой и световой сигнализации о недопустимых режимах работы, к которым следует отнести технологическую и аварийную перегрузки и аварийные ситуации, а также отсутствие световой сигнализации о движениях горной машины по выработке, особенно ее задний ход, и световой сигнализации машинисту о работе и направлениях включения органов машины.

Движение угольных комбайнов однонаправлено и строго ориентировано в лаве прямолинейностью забоя, .а на машинной дороге комбайна нет обслуживающего персонала. Погрузочные же машины перемещаются в процессе погрузки по всему пространству горной выработки с преобладанием частых реверсов, разворотов и остановок ходовой части. За погрузочной машиной находятся и работают как другие механизмы, так и люди, обслуживающие и эти механизмы и саму машину. Поэтому вЬз.никает острая необходимость в индикации заднего хода машины и недопустимых ее режимов работы методами производственной сигнализации.

Машинист погрузочной машины, работая в условиях ограниченного пространства с повышенным производственным шумом и низким уровнем освещенности, не успевает совмещать операции управления, визуального и слухового контроля режима работы машины, осмотра кровли, почвы и боковых пород выработки с операциями по оповещению людей о режимах и направлениях движения как всей машины, так и ее органов.

Применение известного устройства на

погрузочной машине не дает требуемого

повышения техники безопасности в проход- ческом комплексе и условий труда самого

машиниста.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей устройства и повышение безопасности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено преобразователем, двумя тиристорными ключами, двумя пороговыми элементами, сигнальным табло, делителем частоты, двумя схемами НЕ, датчиком нагрузки конвейера, двумя одновибраторами, двумя схемами ИЛИ и двумя схемами И, первые входы которых подключены к цепям пуска конвейера «Вперед и «Назад через последовательно соединенные первую схему ИЛИ, второй одновибратор и первую схему НЕ, а вторые входы схем И соединены с выходами соответствующих пороговых элементов, входы которых соединены с выходом датчик-а нагрузки конвейера, причем третий и четвертый входы первой схемы И соответственно соединены с выходом задающего генератора через делитель частоты и с выходом второй схемы НЕ, вход которой подключен к выходу второго порогового элемента, а третий вход второй схемы И соединен с выходом задающего генератора, при этом четыре входа второй схемы ИЛИ соединены соответственно с выходами блока контроля аварий конвейерной цепи, первой и второй схем И и с выходами первого одновибратора, выход которого также соединен со входом релейного элемента контактора исполнительного органа через третий одновибратор, а выход второй вхемы ИЛИ подключен к сирене

через первый тиристорный ключ, причем выход преобразователя подключен к сигнальной фазе через второй тиристорный ключ, а цепи пуска исполнительного органа, конвейера и ходовой части, выходы пороговых элементов и блока контроля аварий кон вейерной цепи подключены к сигнальному табло, при этом вход преобразователя соединен с цепью пуска «Назад ходовой части. На чертеже представлена функциональная схема устройства.

5 Устройство состоит из одновибраторов 1-3, релейного элемента 4 контактора исполнительного органа, схем ИЛИ 5 и 6, схем НЕ 7 и 8, датчика 9 нагрузки, пороговых элементов 10 и 11, задающего генератора 12, делителя 13 частоты, схем И 14

0 и 15, тиристорных ключей 16 и 17, блока 18 контроля аварий конвейерной цепи, сирены 19, преобразователя 20, сигнальной фары 21 и сигнального табло 22. Устройство включает также цепи 23-25 пуска соот, ветственно исполнительного органа, конвейера «Вперед и «Назад, ходовой часг ти «Вперед и «Назад, являющиеся цепями управления контакторов соответствующих приводов и связанные электрически с кнопками управления этих контакторов.

0 Контактор 26 исполнительного органа, асинхронный двигатель 27 конвейера и конвейер 28 являются элементами погрузочной машины.

В схемах И 14 и 15 первые входы подключены к выходу схемы НЕ 7, вторые входы - к выходам пороговых элементов 10 и 11, соединенных своими входами с выходом датчика 9 нагрузки, третие входы - к выходам делителя 13 частоты и задающего генератора 12. Четвертый вход схемы И 14

0 подключен через схему НЕ 8 к выходу порогового элемента 11. Входы схемы 11ЛИ 5 подключены: первый - к выходу блока 18 контроля аварий конвейерной цепи, второй и третий - к выходам схем И 15 и 14, четвертый - к выходу одновибратора 1,

5 а выход ее соединен через тиристорный ключ 17 с сиреной 19. Входы схемы ИЛИ 6 соединены с цепями 24 пуска конвейера «Вперед, и «Назад, а выход ее подключен через одновибратор 3 к входу схемы НЕ 7. Выход преобразователя 20 соединен через тиристорный ключ 16 с сигнальной фарой 21, а выход задающего генератора 12 подключен на ьход делителя 13 частоты. Цепь 23 пуска исполнительного органа, одновибраторы 1 и 2 и релейный элемент 4 контактора исполнительного органа соединены последовательно. Одновибраторы 1 и 3 включаются от переднего фронта ступенчатых входных сигналов, а одновибратор 2 включается при сбросе в нуль ступенчатого входного сигнала и при этом на их выходах генерируются сигналы на заданные выдержки времени. Релейный элемент 4 контактора исполнительного органа при срабатывании замыкает своим контактом цепь включения контактора 26 исполнительного органа, который далее своим блок-контактом самоблокируется. Блок 18 контроля аварий конвейерной цепи генерирует на выходе единичный сигнал при обрыве или стопорении цепи или при недопустимом провесе холостой ветви конвейерной цепи, обеспечивая тем самым логическую фиксацию аварийной ситуации на конвейере 28. Схема ИЛИ 5 управляет тиристорным ключем 17, который коммутирует переменное напряжение питания () сирены 19, а через входы схемы ИЛИ 6 устройство получает логическую информацию о пусках конвейера или «Вперед, или «Назад. Датчик 9 нагрузки измеряет текущую нагрузку на асинхронном двигателе 27 конвейера и является линейны.м преобразователем тока статора этого двигателя в напряжение. Пороговые элементы 10 и 11 сравнивают величины, пропорциональные текущей нагрузке с заданными величинами, пропорциональными соответственно технологической и аварийной перегрузкам на конвейере 28. При превышении текущих значений нагрузки над заданными на выходах пороговых элементов 10 и 11 формируются единичные сигналы. Задающий генератор 12 генерирует сигнал, частота которого соответствует частоте тревожной сигнализации при аварийной перегрузке, делитель 13 частоты уменьщает частоту генерации задающего генератора 12 до низкой частоты, соответствующей сигналу, сирены 19 при технологической перегрузке. Звуковые сигналы сирены 19 оповещают как мащиниста, так и людей, находящихся вблизи машины, о пуске и режиме работы последней. Преобразователь 20 преобразует сигнал переменного тока- цепи 25 пуска ходовой части «Назад (т. е. при обратном ходе машины) в логический однополярный сигнал управления тиристорным ключем 16. Этот ключ подключает напряжение сети (/vW к сигнальной фаре 21, установленной на хвостовой части конвейера 28. На пульте управления машиной установлено сигнальное табло 22, имеющее, восемь лампочек световой индикации, сигнализирующих машинисту о включениях исполнительного органа, ходовой части и конвейера «Вперед или «Назад, о наличии технологической или аварийной перегрузки на конвейере 28 и о аварийной ситуации на нем. Устройство работает следующим образом. Мащинист нажимает кнопку «Пуск исполнительного органа на пульте управления машиной. При этом замыкается цепь 23 пуска исполнительного органа. Напряжение питания, снимаемое с этой цепи, включает одновибратор 1 и соответствующую лампочку сигнального табло 22, сигнализирую У ° оперативное включение исполнительного органа произведено. На выходе одновибратора 1 генерируется единичный сигнал, поступающий на четвертый вход схемы ИЛИ 5 и на вход одновибратора 2. Схема ИЛИ 5 пере.ходит в единичное состояние и ее выходной сигнал замыкает, тиристорный ключ 17, который подает напряжение питания и на сирену 19. Звучит предупредительный непрерывный звуковой сигнал, оповещающий находящихся в зоне работы машины людей о ее предстоящем пуске. По истечении 4-5 с одновибратор 1 отключается, происходит сброс в нуль схемы ИЛИ 5, размыкание ключа 17, прекращение предупредительного сигнала и одновременное включение одновибратора 2 отрицательным фронтом ступенчатого сигнала с выхода одновибратора 1. Генерируемый единичный сигнал на выходе одновибратора 2 подается на вход релейного элемента 4 контактора исполнительного органа и последний срабатывает, замыкая своим контактом цепь 26 включения контактора исполнительного органа. Этот контактор включается и своим блок-контактом самоблокируется. Двигатель исполнительного органа разгоняется. По истечении времени 1,2-1,6 с разгона двигателя исполнительного органа до номинальной скорости, одновибратор 2 и релейный элемент 4 контактора исполнительного органа отключается. Таким образом, пуску исполнительного органа машины предшествует непрерывный предусмотрительный сигнал сирены 19, а его работа от начала запуска сопровождается световой индикацией машинисту на сигнальном табло 22. Далее машинист на пульте управления машиной нажимает кнопку «Вперед конвейера. Включается контактор конвейера «Вперед и двигатель 27 конвейера разгоняется. Отстройка ложной сигнализации на время пуска конвейера 28, при котором динамические нагрузки превышают по абсолютной величине нагрузки статического режима при технологической перегрузке конвейера, производится сбросом в нуль единичного сигнала, поступающего на первые

входы обеих схем И 14 и 15 с выхода схемы НЕ 7. Здесь в момент пуска конвейера 28 или «Внеред или «Назад напряжение питания цепей 24 пуска конвейера переводит схему ИЛИ 6 по одному из ее входов Б единичное состояние на выходе и последняя включает одновибратор 3. Единичный сигнал с выхода одновибратора 3 инвертируется схемой НЕ 7 и обе схемы И 14 и 15 за счет несовпадения логических единичных сигналов на всех их входах не смогут обеспечить включение сирены 19 через третий и второй входы схемы ИЛИ 5 и тиристорный ключ 17. По истечении времени пускового режима конвейера 28, когда динамические пусковые нагрузки уменьП1аются до допустимых величин, одновибратор 3, отключается и единичный сигнал на первых входах обеих схем И 14.и 15 подготавливает их к срабатыванию в дальнейшем, если появятся технологические или аварийные перегрузки. Таким образом, во время пуска конвейера 28 сирена 19 не включена, а световая индикация включения конвейера или «Вперед или «Назад осуществляется аналогично, как и при работе исполнительного органа на сигнальном табло 22.

Далее машинист по технологической схеме погрузки включает цепи 25 пуска или «Вперед или «Назад ходовой части, обеспечивая тем самым нормальный режим погрузки горной массы. Он визуально наблюД1ает на сигнальном табло 22 по включению соответствующих ла.мпочек о передвижениях машины вперед или назад, что способствует облегчению его труда по контролю за работой машины.

В целях повышения безопасности обслуживающих проходческий комплекс людей движения мащины назад сопровождаются автоматическим включением сигнальной фары 21. Так включение цепи 25 пуска ходовой части «Назад приводит к подаче напряжения на преобразователь 20, который преобразовывает сигнал переменного тока указанной цепи пуска в логический однополярный единичный сигнал управления тиристорным ключем 16. Замыкаясь, тирис-. торный ключ 16 подает напряжение питания и на сигнальную фару 21, установленную на хвостовой части конвейера 28. Красный цвет этой фары предупреждает находяца.ихся за .машиной рабочих о движении ее назад.

С момента включения конвейера 28 с выхода з;1д;1ЮП1Сго генератора 12 на третий вход схемы И 15 поступают импульсы, частота Kf.Topi.ix (4Гц) соответствует тревожHoii зиуконоГ; сигнализации сирены 19 о a ap::iuu)ii 1и;ро1-рузке конвейера 28, а с 1.1х)да де.пгге.чя 13 частоты на третий вход i.Xt-Mi i ИЛИ II ;к)сту11ают импульсы, частота K()i4) умепыиена в четыре раза относи1ч 1ьп() частоты задающего генератора 12 и

соответствует звуковому сигналу сирены 19 о технологической перегрузке конвейера 28. Однако при отсутствии указанных перегрузок сирена 19 не включена,так как на вторых входах обеих схем И 14 и 15 присутствует логический нуль, обеспечивающий запрет их включения.

Ири технологической перегрузке сигнал с выхода датчика 9 нагрузки, измеряющего текущую нагрузку на асинхронном двигателе 27 конвейера по току статора этого двигателя, превыщает уровень порога срабатывания порогового эле.мента 10 и последний включается. Так как технологическая перегрузка ниже аварийной, то пороговый элемент 11 не включен и поэтому на четвертом входе схемы И 14 формируется единичный сигнал, поступаюндий с выхода схемы НЕ 8. Одновременно с выхода порогового элемента 10 на второй вход с.хемы И 14 поступает тоже единичный сигнал. Таким образом, на первом, втором и четверто.м

входах схемы И 14 присутствуют непрерывные единичные ситналы, а на третьем входе ее импульсный сигнал, и поэтому схема И 14 импульсно включается. Ее выходной сигнал, поступая на третий вход схе.мы ИЛИ 5,

обеспечивает импульсное включение сирены 19 с частотой, соответствующей технологической перегрузке.

Наличие аварийной перегрузки на конвейере 28 приводит к аналогично.му включению порогового элемента 11, импульсно.му

0 совпадению единичных сигналов на входах схемы И 15, к аналогичному включению через второй вход схемы ИЛИ 5 сирены 19 с частотой, равной частоте генерации задающего генератора 12, и через вторую схему НЕ 8 к отключению схемы И 14. Звучит сигнал сирены 19, соответствующий аварийной перегрузке конвейера 28. Фиксируемые перегрузки конвейера 28 параллельно дублируются на сигнальном табло 22 зажиганием ла.мпочек соответствующего

0 цвета.

Машинист, восприни.мая световые или звуковые сигналы о ненормальных режимах работы мащины по загрузке конвейера 28. принимает меры к их ликвидации, а обслуживающий персонал проходческого цикла и технадзор будут информированы о режиме работы машины.

Аварийный режим конвейера 28, когда происходят или обрыв, или стопорение, или растяжение цепи конвейера сопровождается длительны.м непрерЕлвны.м звуковы.м сигналом сирены 19 за счет подачи единичного сигнала с выхода блока 18 контроля аварий конвейерной цепи на первый вход схемы ИЛИ 5 и световым cnrFja.iOM на сигнальном 5 табло 22. Эта сигнализация указывает .машинисту .и рабочим проходческого комплекса на необходимость остановки работ и выполнения ремонта конвейера 28. Иосле . .9 аварийной остановки машины сирена 19 отключается машинистом. В конкретной реализации устройства в качестве информации о режиме работы машины приняты нагрузки на конвейере, так как они одновременно определяют и производительность машины, т. е. являются более информативными. При необходимости контроля нагрузок на исполнительном органе часть предлагаемого устройства, относящуюся к сигнализации о режиме работы конвейера, необходимо подключить к приводу исполнительного органа и к цепям пуска этого привода, а также произвести перестройку пороговых элементов. В целом работа устройства, направленная на своевременную сигнализацию о режимах работы и движениях органов машины, -позволяет машинисту больше внимания уделять выполнению других совмещаемых операций и качественно следить за соблюдением правил техники безопасности при эксплуатации машины, что снижает утомляе.мость машиниста, аварийность и травматизм на машине, а также позволяет своевременно информировать в экстремальных условиях подземных горных работ обслуживающий персонал и технадзор о работе головной машины проходческого комплекса, оповещать людей о запуске, о аварийной остановке комплекса и об оперативных перемещениях машины в забое, что снижает аварийность других механизмов и травматизм на них. Формула изобретения Устройство сигнализации о режимах работы горной погрузочной машины, содержащее цепи пуска исполнительного органа, конвейера и ходовой части, одновибратор, вход которого подключен к цепи пуска исполнительного органа, релейный элемент контактора исполнительного органа, блок контроля аварий конвейерной цепи, задающий генератор, сирену и сигнальную фару, установленную на хвостовой части конвейера, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства и повышения безопасности, оно снабжено преобразователем, двумя тиристорными. ключами, двумя пороговыми элементами, сигнальным табло, делителем частоты, двумя схемами НЕ, датчиком нагрузки конвейера, двумя одновибраторами, двумя схемами ИЛИ и двумя схемами И, перBbie входы которых подключены к цепям пуска конвейера «Вперед и «Назад через последовательно соединенные первую схему ИЛИ, второй одновибратор и первую схему НЕ, а вторые входы схем И соединены с вы.ходами соответствующих пороговых элементов, входы которых соединены с выходом датчика нагрузки конвейера, причем третий и четвертый входы первой схемы И соответственно соединены с выходом задаюшего генератора через делитель частоты и с выходом второй схемы НЕ, вход которой подключен к выходу второго порогового элемента, а третий вход второй схемы И соединен с выходом задающего генератора, при этом четыре входа второй схемы ИЛИ соединены соответственно с выходами блока контроля аварий конвейерной цепи, первой и второй схемы И и с выходом первого одновибратора, вход которого также соединен со входом релейного элемента контактора исполнительного органа через третий одновибратор, а выход второй схемы ИЛИ подключен к сирене через первый тиристорный ключ, причем выход преобразователя подключен к сигнальной фаре через второй тиристорный ключ, а цепи пуска исполнительного органа, конвейера и ходовой части, выходы пороговых элементов и блока контроля аварий конвейерной цепи подключены к сигнальному табло, при этом вход преобразователя соединен с цепью пуска «Назад ходовой части. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Грамм Г. А. и др. Шахтная погрузочная машина ПНБ-4. М., «Недра, 1974, с. 68-70. 2.Бородкин А. Ф, и др. Обслуживание и ремонт ша.хтной автоматики. Киев, «Техника. 1975, с. 81-87 (прототип).