Устройство для автоматического регулирования режима привода подачи рабочего органа проходческого щита Советский патент 1982 года по МПК E21C35/24 

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено регулятором расхода и двумя обратными клап нами, при этом регулятор расхода установлен в напорной магистрали и име ет жиклер с калиброванным отверстием, а обратные клапаны установлены в напорной и сливной магистралях и соединены с регулятором расхода, Ка чертеже представлена принципиальная схема устройства для автомати ческого регулирования режима подачи рабочего органа щита для проходки тоннеля. В магистраль, соединяющую домкрат 1 подачи рабочего органа щита со станцией 2 питания, представляющей собой гидронасос с электромотором постоянного или переменного тока и резервуаром с рабочей жидкостью, вре зан электрогидрораспределитель 3 типа сопло-заслонка. Электрогидрораспределитель 3 связан с блоком 4 .управления, который подключен к приводу 5 рабочего органа (трехфазный ток напряжением 380 В) и к обычной элект росети 6 (двухфазный ток напряжением 220 в). Электрогидрораспределитель 3 вклю чает в себя соединенные магистралью постоянные равные между собой гидрав лические сопротивления в виде дроссе лей 7, переменные сопротивления в виде двух сопел 8 и заслонки 9, золотник 10, понижающий дроссель 11, обмотку 12 подмагничивания и две обмотки 13 и 14 управления. Блок 4 управления состоит из токового трансформатора 15, трансформатора 16 питания, ограничительных диодов 17 и 18, потенциометров 19 и 20 сопротивлением 100 и 450 Ом сглаживающих конденсаторов 21-23 с параметрами 200 мкф х 25 В, выпрямителей 24-26, миллиамперметров 27 и 28 и диода 29. 8 напорную магистраль врезан регулятор 30 расхода, снабженный жикле ром 31 с калиброванным отверстием и соединенный магистралью 32 с системой двух обратных клапанов 33, которые врезаны в напорную и сливную гидрокоммуникации домкрата подачи рабочего органа щита. Принципдействия электрогидрораспределителя основан на равновесии и дисбалансе гидравлического мсэста. При отсутствии управляющего сигнала на обмотч ах 13 и 14 зазоры между тор 96 4 цами сопел 8 и заслонкой 9 равны, давления на торцах золотника 10 равны, перепад давлении равен нулю., золотник находится в нейтральном положении, мост сбалансирован. При подаче управляющего сигнала на обмотки 13 и 1 якорь с заслонкой 9 отклоняются от нейтрального положения, чем нарушается равновесие моста по расходу жидкости через сопла 8, в результате возникает перепад давлений на торцах распределительного золотника, последний смещается в сторону меньшего давления. При этом центральная выточка золотника, куда через гильзу подается высокое давление рабочей жидкости, соединяется с одним из клапанов. Поршень гидроцилиндра под давлением рабочей жидкости приходит в движение. Из другой полости гидроцилиндра рабочая жидкость через золотник выходит по сливной магистрали. При колебаниях давления в гидроцилиндре регулятор 30 расхода через магистраль 32 и обратные кликаны 33 стабилизирует расход рабочей жидкости в гидросистеме для каждого значения управляющего тока. Избыточная рабочая жидкость через жиклер 31 с калиброванным отверстием дренируется в резервуар с рабочей , жидкостью станции 2 питания. Устройство настраивают следующим образом. От электросети 6 (220 В) через трансформатор 16 питания подается напряжение на обмотку 12 подмагничивания (через выпрямитель 25 и конденсатор 22) и устанавливается ток с силой 3/cd цег1и обмотки 13 управления посредством потенциометра 19 (через выпрямитель 2б, конденсатор 23 и диод 17). Величина тока О контролируется миллиамперметром 21. При максимально возможном токе, снимаемом с привода 5 рабочего органа проходческого щита и. преобразуемом токовым трансформатором 15, в цепи обмотки k управления посредством потенциометра 20 устанавливается ток силой i/xcj (через выпрямитель 2k, конденсатор 21 и диод 18). Диоды 17 и 18 предохраняют обмотки 13 и 14 управления от перегрузок. Величина тока i контролируется амперметром 28. При этом току i задается полярность, обратная полярности тока 3,. а его величина выбирается таким образом, чтобы суммарный ток, поступающий на обмотки 13 и 14 управления электрогидрораспределите59626

ля 3, равный 3 + (- i), обеспечивал нулевую скорость выдвижения штока гидроцилиндра 1. На этом настройку предлагаемого устройства заканчивают. 5

Устройство после настройки работает следующим образом.

Лри изменении нагрузки на рабочий орган проходческого щита со стороны забоя изменяется нагрузка (ток) на 10 привод 5 рабочего органа. Соответственно изменяются величина тока i в обмотке 14 управления и суммарный ток обмоток 13 и I управления равный а + (- i).15

При этом абсолютная величина суммарного тока может только увеличиваться, так как настройка устройства проводилась при максимально возможном токе привода 5 и, соответственно, 20 значение управляющего тока, равного -i, тоже было максимальным по абсолютной величине, а отсюда значение суммарного тока было при настройке минимально возможным, так как ток в цепи 25 обмотки 13 управления остается всегда постоянным.

Поскольку электрогидрораспределитель 3 изменяет расход жидкости в гидросистеме домкрата 1 подачи пропорцисмЗО нально суммарному току обмоток 13 и 1 управления ,то при возрастании прг следнего от минимальной величины, установленной при настройке устройства, до максимальной,получаемой при нуле- 35 вой нагрузке на рабочий орган проходческого щита, расход жидкости в гидросистеме домкрата подачи, а следовательно, и скорость подачи домкрата рабочего органа 1 изменяются автома- 40 тически от нулевого до максимального значения. Причем благодаря наличию в устройстве регулятора 30 расхода с обратными клапанами 33, гидросистемой 32 и жиклером 31 с калиброванным 45

56

отверстием скорость подачи домкрата 1 на каждой ступени суммарного управляющего тока 3 + (- i) является строго определенной величиной (без отклонений в ту или другую сторону).

Таким образом реализуется отрицательная обратная связь между нагрузкой на рабочий орган проходческого щита и ско|1остью подачи этого рабочего органа на забой. Тем самым рабочий орган щита предохраняется от аварии.

Предлагаемое устройство позволяет отказаться от применения двигателей постоянного тока в системе подачи рабочего органа проходческого щита, так как при помощи этого устройства регулируется непосредственно расход жидкости в гидросистеме домкрата подачи, а не работа привода домкрата подачи.

Формула 113обретения

Устройство для автоматического регулирования режима привода подачи рабочего органа проходческого щита по авт. св. № 876996, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования за счет обеспечения устойчивости скорости перемещения рабочего органа для каждого значения управляющего сигнала, оно снабжено регулятором расхода и двумя обратными клапанами, при этом регулятор расхода установлен в напорной магистрали и имеет жиклер с калиброванным отверстием, а обратные клапаны установлены в напорной и сливной магистралях и соединены с регулятором расхода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 876996, кл. Е 21 С 35/2, 1979 (прототип).