Устройство для управления загрузкой сыпучих материалов в железнодорожные полувагоны Советский патент 1982 года по МПК B65G67/22 B65G67/06 

(5) УСТРОЙСТВО для УПРАВЛЕНИЯ ЗАГРУЗКОЙ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ В ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ ПОПУВАГОНЫ

Изобретение относится к средствам загрузки полувагонов железнодорожного транспорта сыпучими материалами, в частности к средствам контроля и управления технологическими процессами погрузки полезных ископаемых погрузочнь1м оборудованием добычных роторных комплексов повышенной производительности в полувагоны магистрального транспорта непосредственно в забое в процессе экскавации. Наиболее близким к изобретению по своей технической сущности и достигаемому результату является устройство для управления загрузкой сыпучих материалов в железнодорожные полуваго ны, содержащее измеритель интенсивнос ти потока материала, установленный на загрузочном конвейере и выполненный в виде первичных и вторичного преобразователей интенсивности потока, синхронную модель движения потока материала, интегратор с блоком сброса, связанным своим входом с приводом узпа коммутации загрузочного бункера, дешифратор и цифровой индикатор, подключенные одними из входов к выходам интегратора, узел задания дозы, подключенный к входам дешифратора, и командоаппарат, связанный с приводом узла коммутации загрузочного бункера 1. Недостатком известного устройства является наличие погрешностей в определении текущего количества материала в загружаемом полувагоне, связанных с отсутствием информации о ко.пичестве материала, накапливаемого е бункере с момента перекрытия узла коммутации. Цель изобретения - повышение точности дозированной загрузки. Цель достигается тем, что устройство снабжено моделью процесса взаимодействия потока с узлом коммутации, преобразователем текущего сечения узла коммутации, выполненным в виде фазовращателя, блоком индикации колимества материала в бункере, блоком вычисления разности заданной дозы и текущего значения количества материала в полувагоне, функциональным преобразователем разностного сигнала, блоком управления, приводом узла коммутации, блоком согласования и мнемосхемой, причем выходы измерителя интенсивности потока материала соединены с входами синхронном модели дви- ,д ным

жения потока, выходы ячеек которой подключены к мнемосхеме, а выход синхронной модели - к одному из входов модели процесса взаимодействия потока с узлом коммутации, второй вход которой через преобразователь текущего сечения узла коммутации соединен с узлом коммутации, один из выходов - с одним из входов блока согласования, а второй выход - с одним из входов блока индикации количества материала в бункере, второй вход которого соединен с выходом преобразователя текущего сечения узла коммутации, выходы перезаписи соединены с соответствующими входами интегратора, входы сброса которого соединены через блок сброса с приводом узла коммутации, а счетный вход - с выходом блока согласования, второй вход которого соединен с выходом сброса блока индикации количества материала в бункере, один из входов блока вычисления разности заданной дозы и Текущего значенияколичества материала в полувагоне подключен к выходу интегратора, второй вход соединен с выходом дешифратора, третий - с выходом секции полного значения задаваемой дозы узла задания дозы, а выход через функциональный преобразователь разностного сигнала соединен с одним из входов блока управления приводом узла коммутации, второй вход которого соединен с выходом дешифратора, другой вход -которого соединен с выходом секции задания дозы от задаваемого значения дозы узла задания дозы.

Кроме того, модель процесса взаимодействия потока с узлом коммутации содерухит два ключа, двухполосный широтно-импульсный модулятор, ключ управления, управляющий модулятором, и компаратор, причем информационные входы ключей и один из входов компаратора соединены с первым входом модели процесса взаимодействия потока с узлом коммутации, входы управления ключей подключены к противофазным выходам двухполосного широтно-импульсного модулятора, вход которого соединен с выходом компаратора через управляющий модулятором ключ, информационный вход которого соединен с вторым входом модели процесса взаимодействия потока с узлом коммутации, дополнительно соединенчем выход первого ключа подключен к первому, а второго - к второму выходам модели процесса взаимодействия потока с узлом коммутации. 5 Кроме того, блок индикации количества материала в бункере содержит интегратор с цифровым индикатором, узел импульсных ключей и узел сброса, причем первый вход блока индика-,

ции количества материала в бункере соединен со счетным входом интегратора, входы сброса которого соединены с соответствующими выходами узла импульсных ключей, индикаторные выходы интегратора подключены к цифровому индикатору, а информационные выходы соединены с соответствующими входами узла импульсных ключей, управляющий вход которых через узел сброса подключен к второму входу блока индикации количества материала в бункере, выходы перезаписи которого соединены с соответствующими выходами узла импульсных ключей.

При этом синхронная модель движения потока выполнена в виде последовательного регистра сдвига, основной вход которого подключен к выходу вторичного преобразователя измерителя интенсивности потока материала, а сдвиговые входы - к выходу первичных преобразователей, выходы ячеек последовательного регистра сдвига подключены к соответствующим выходам синхронной модели,

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 графическая зависимость изменения, производительности блока коммутации. Устройство содержит установленный

на загрузочном конвейере 1 измеритель 2 интенсивности потока материала, состоящий из первичных 3 и вторичного преобразователей интенсивности потока в частотно-импульсный .

5 сигнал, синхронную модель 5 движения потока с индикаторами 6 мнемосхемы 7, модель 8 процесса взаимодействия потока с узлом 9 коммутации бункера 10, с вторым входом компаратора, припреобразователь 11 текущего сечения узла Э коммутации, блок 12 индикации количества материала, накапливаемого в бункере 10, блок 13 согласования, интегратор Il количества материала в загружаемом полувагоне с цифровым индикатором 15, дешифратор 1б, блок 17 вычисления разности заданной дозы и текущего значения количества материала в полувагоне, узел 18 задания дозы с секцией 19 для задания дозы от задавае лого значения дозы и секцией 20 задания полного задаваемого значения дозы, функциональный преобразователь 21 разностного сигнала, блок 2 сброса, 23, блок управления приводом, командоаппарат..25.

Модель 8 процесса взаимодействия потока с узлом 9 коммутации содержит ключи 26 и 27 и ключ управления 28, двухполосный широтнр- импульсный модулятор 29 и компаратор 30.

Блок 12 индикации количества материала, накапливаемого в бункере, содержит интегратор 31 с циАровым индикатором 32, узел 33 импульсных ключей и узел .3 сброса.

Устройство работает следующим образом.

При работе добычного роторного экскаватора поток материала, например угля, проходит по загрузочному конвейеру 1 через бункер 10 и узел 9 коммутации потока в загружаемый полувагон,

При прохождении потока материала через первичные преобразователи 3 измерителя 2 интенсивности потока параметры последнего, т.е. из ерителя интенсивности потока, преобразуются в соответствующие первичные электрические сигналы, а затем во вторичном узле 4 в сигнал, сиответствующий интенсивности потока и имеющий форму частотно-модулированного импульсного сигнала. Этот сигнал поступает в синхронную модель 5. Благодаря действию синхронной модели 5 сигнал иа закрытие узла 9 коммутации приходит с временной задержкой, равной времени прохождения отрезка материала от места установки измерителя 2 интенсивности потока материала до зоны коммутации потока узлом 9

Синхронная модель. 5 движения потока выполнена в виде последовательного регистра, к выходам 35 ячеек которого подключены индикаторы 6. При возбуждении ячеек регистра, в процессе

прохождения в последнем импульсов, включаются соот.етствующие индикаторы 6 мнемосхемы 7. Линейная плотность возбужденных ячеек в синхронно модели 5 отражает плотность по длине распределения потока материала, движущегося по загрузочному конвейеру и струе, т.е. на участке, находящемся между концом конвейера и узлом 9 ко мутации потока.

Причем скорость перемещения светящихся элементов соответствует скорости движения материала, а количество светящихся элементов - текущему значению интегрального количества материала.

С выхода 3 синхронной модели 5 сигнал поступает на первый вход 37 модели 8 Процесса взаимодействия потока с узлом 9 коммутации, а через ключ 2б и блок 13 согласования - на счетный вход 38 интегратора И. Информация о текущем значении результата интегрирования с индикаторных выходов 39 поступает на цифровой индикатор 15 показывающий количество материала .в загружаемом полувйгоне.

После возрастания текущего значения результата интегрирования интег-j ратора до величины, соответствую- щей доли от полного значения дозы, на выходе дешифратора 16 появляется импульсный сигнал. Этот сигнал поступает в блок 2k управления приводом 23 узла 9 коммутации, вследствие чего происходит предварительное прикрытие узла 9 коммутации потока, при котором струя угля еще прямым потоком истекает в загружаемый полувагон (величина проходного сечения затвора для предварительного прикрытия подбирается опытным путем).

Одновременно этот сигнал воздействует на управляющий (второй) вход Q блока 17 вычисления разности заданной дозы (определяемой секцией 20 узла задания дозы, равной грузоподъемности загружаемого-полувагона) и текущего значения количества материала в вагоне.

С выхода блока 17 вычисления разности сигнал поступает на функциональный преобразователь 21 разностного сигнала, управляющий блоком 2 управления приводом 23. Привод 23 управляется через блок 2t управления преобразователем по закону

V,| f (u),

где скорость закрытия узла 9 коммутации; 79 л. - сигнал, получаемый не выходе блока 17 вычисления разности . По мере дальнейшего закрытия узла 9 коммутации (фиг. 2) в течение отрезка времени от точки а до точки б производительность блока коммутации превышает производительность роторного комплекса, поэто- , му накопление горной массы в бункере не происходит и вся горная масса поступает в полувагон. В течение отрезка времени от точки б до точки в часть горной массы, поступившей с разгрузочного конвейера, останется в бункере, а другая часть (меньшая) поступает в полувагон, так как начиная с точки б сечение узла коммутации уменьшается, следовательно,умень шается его пропускная способность, Информация об изменении текущего сечения узла коммутации поступает в преобразователь 11 текущего сечения узла коммутации, который преобразовывает ее s соответствующий элв рический сигнал. Этот сигнал поступ ет на второй вход 1 модели процесс взаимодействия потока с узлом 9 ком мутации, а затем в компаратор 30, сравнивающий этот сигнал с сигналом поступающим с синхронной модели 5. В момент равенства сечения узла коммутации сечению материала, поступающего через узел коммутации в полувагЬн, т.е. в моментравенства сигналов, поступающих с синхронной модели 5 и с преобразователя 11 текущего сечения узла коммутации,сигнал с компаратора 30 снимает запрет с управляющего входа 2 ключа 28 и с этого момента он пропускает сигна лы, идущие только от преобразователя 11, которые управляют двухполосным широтно-импульсным модулятором 29. Управляющие импульсы, поступающие на входы и i|4 ключей 26 и 27 с противофазных выходов широтно-импульсного модулятора 29, находятся в следующей зависимости: - . T,j mtfдлительность импульса, управ ляющего ключом 26; длительность импульса, управ ляющего ключом 27; количество горной массы, поступающей через узел коммута ции и загружаемый полувагон 3 mj- количество горной массы, накапливаемое в бункере. Исходя из этого ключи 26 и 27 будут находиться в рабочем состоянии в течение времени f и1г соответственно. Это время определяется величиной выходного сигнала модулятора и по мере закрытия узла коммутации будет уменьшаться, а fij. увеличиваться, следовательно, пропускная способ- ность .ключа 26 будет уменьшаться, а ключа 27 увеличиваться. Таким образом, интегратор 14 будет накапливать все меньшее количество импульсов, поступающих с синхронной модели 5, а интегратор 31, начавший интегрировать с момента поступления импульсов модулятора 29 на управляющий вход ключа 27) будет интегрировать все большее количество импульсов, поступающих на его вход 5 через ключ 27 с синхронной юдeли 5. Так будет отражаться картина накопления материала в бункере и досыпка дозы в полувагон. Этот процесс будет наблюдаться до момента равенства нулю сигнала, выдаваемого блоком 17 вычисления разности. Следовательно, количество материала в загружаемом полувагоне равно величине задаваемой дозы, определяемой грузоподъемностью полувагона, т.е. загрузка полувагона окончена. Этот момент соответствует полному закрытию узла коммутации. Сигнал с привода узла коммутации поступает в блок 22 сброса, а затем на входы 6 сброса интегратора 14. Результат интегрирования предыдущего цикла стирается. Так как производительность узла .коммутации будет равна нулю (он Haxqдится в закрытом состоянии), в течение времени прохождения ме хвагонного промежутка при перемещении вагонов модулятор 29 управляет только ключом 27Все импульсы, идущие с синхронной модели 5, поступают на вход интегратора 31, к индикаторным выходам 47 которого подсоединен цифровой индикатор 32, отражающий количество материала, накопившееся только в бункере 10. Во время прохождения межвагонного промежутка машинист-оператор секциями 19 и 20 узла 18 задания дозы, т.е. секциями для задания доли от задаваемого значения дозы и полного значения дозы выставляет значение, соответ1 -твующее грузоподъемности вагона. В момент совмещения вертикальной оси узла коммутации потока с передним бортом пустого последующего полувагона машинист-оператор посредством командоаппарата 25 полностью открывает узел 9 коммутации, и вся горная масса, накопившаяся в бункере 10 в период пересмены полувагонов, высыпается в пустой последующий полувагон. Схемно это решается следующим образом. Сигнал с преобразователя 11 текущего сечения узла коммутации в момент полного открытия затвора через узел 3 сброса поступает на управляю- ,j щие входы В импульсных ключей 33. Информация, накопившаяся в интеграторе 31, с информационных выходов kS поступает на соответствующие входы импульсных ключей 33, с выхода 50 пере- о записи которых переписывается в интегратор 1. Поскольку сигналы, поступающие на интегратор 14 с интегратора 31 и ключа 2б, в момент перезаписи не коррелированы между собой, то для работоспособности интегратора И не обходимо использовать блок 13 согла сования, который задерживает сигналы, поступающие с ключа 26 и пропус кает их после окончания перезаписи. Сигнал с выхода 51 сброса узла импульсных ключей поступает одновре менно на входы 52 сброса интегратора 31 и на второй вход блока 13 согласования. Таким образом, в момент окончания перезаписи результат интегриро вания в интеграторе 31 стирается и одновременно блок 13 согласования начнет пропускать импульсы, поступа щие с синхронной модели 5 через ключ 26 на интегратор 1 количества материала в загружаемом полувагоне. После чего загрузка полувагона продолжается по описанному технологическому процессу. Формула изобретения 1. Устройство для управления загрузкой сыпучих материалов в желез нодорожные полувагоны, содержащее измеритель интенсивности потока мат риала, установленный на загрузочном конвейере и выполненный в виде первичных и вторичного преобразователей интенсивности потока, синхронну 5 to модель материала, интегратор с блоком сброса, свя.анным своим входом с приводом узла коммутации загрузочного бункера, дешифратор и цифровой индикатор, подключенные одними из входов к выходам интегратора, узел задания дозы, подключенный к входам дешифратора, и командоаппарат, связанный с приводом узла коммутации бункера, отличающееся тем, что, с целью повышения точности дозированной загрузки, оно снабжено моделью процесса взаимодействия потока с узлом коммутации, преобразователем текущего сечения узла коммутации, выполненным в виде фазовращателя, блоком индикации количества материала в бункере, блоком вычисления разности дозы и текущего значения количества материала в полувагоне, функциональным преобразователем разностного сигнала, блоком управления приводом узла коммутации, блоком согласования и мнемосхемой, причем выходы измерителя потока материала соединены с входами синхронной модели движения потока, выхбды ячеек которой подключены к мнемосхеме, а выход синхронной модели - к одному из входов модели процесса взаимодействия потока с узлом коммутации, второй вход которой через преобразователь текущего сечения узла коммутации соединен с узлом коммутации, один из выходов - с одним из входов блока согласования, а второй выход с одним из входов блока индикации количества материала а бункере, второй вход которого соединен с выходом преобразователя текущего сечения узла коммутации, выходы перезаписи соединены с соответствующими входами интегратора , входы сброса которого соединены через блок сброса с приводом узла коммутации, а счетный вход с выходом блока согласования, второй вход которого соединен с выходом сброса блока индикации количества материала в бункере, один из входов блока вычисления разности заданной дозы и текущего значения количества материала в полувагоне подключен к выходу интегратора, второй вход соединен с выходом дешифратора, третий - с выходом секции полного значения задаваемой дозы узла задания дозы, а выход через функциональный преобразователь разностного сигнала соединен с одним из входов блока управления приводом узла коммутации, второй вход которого соединен с выходом дешифратора, другой вход которого соединен с выходом секции задания дозы от задаваемого значения дозы уз ла задания дозы.

3- Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что блок индикации количества материа/ia в бункере содержит интегратор с цис ровым

индикатором, узел импульсных ключей и узел сброса, причем первый вход блока индикации количества материала в бункере соединен со счетным входом интегратора, входы сброса которого соединены с соответствующими выходами узла импульсных ключей, индикаторные выходы интегратора подключены к цифровому индикатору, а информационные выходы соединены с соответствующими входами узла импульсных ключей управляющий вход которых через узел сброса подключен к второму входу блока индикации количества материала в бункере, выходы перезаписи которого соединены с соответствующими выхода,ми узла импульсных ключей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке W 2 10683/11, кл, 8 65 6 67/00, 08.10.76 (прототип) QffOft. кска fffOfJO ffff ffVff ffOffffff u/ Her 3ffftpb/mt/e 3am&j;cfff фи.2 думкера,