Устройство для измерения средней скорости подачи выемочных машин Советский патент 1982 года по МПК E21C35/24 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕЙ СКОРОСТИ ПОДАЧИ ВЫЕМОЧНЫХ МАШИН

1

Изобретение относится к автоматизации выемочных машин, а именно к построению средств измерения средней скорости подачи угольных комбайнов с гидравлической подающей частью.

Известно устройство измерения средней скорости подачи комбайнов, использующее пропорциональность средней скорости подачи комбайна величине перемещения статора гидронасоса. В этом устройстве при помощи дифференциального индуктивного датчика перемещение статора гидронасоса преобразуется в электрический сигнал, поступающий в блок канала скорости регулятора режимов угольного комбайна |1.

Недостатком этого устройства является низкая точность из-за невозможности точной установки и удержания в процессе эксплуатации нулевой скорости подачи.

Известно также устройство для измерения средней скорости подачи выемочных машин, содержащее датчик скорости подачи, источник питания, кабель, соединяющий источник питания с датчиком скорости, два выпрямителя с нагрузочными резисторами и блок выделения разности сигналов, входы которого .соединены с выходами выпрямителей, подключенных к источнику питания 2.

Однако при повреждении кабеля возможны обрывы и короткие замыкания в электрических цепях датчика скорости. При этом

5 сигнал с выхода блока выделения разности сигналов, поступая в канал скорости регулятора, приводит либо к изменению скорости подачи от заданной до максимальной, либо к остановке комбайна, и во всех случаях - к невозможности управления ком байном с пульта.

Цель изобретения - повышение точности измерений и обеспечение возможности диагностирования неисправности блоков и кабеля.

5 Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения средней скорости подачи выемочных мащин, содержащее датчик скорости подачи питания, кабель, соединяющий источник питания с датчиком скорости, два выпрямителя с нагрузочны2° ми резисторами и блок выделения разности сигналов, входы которого соединены с выходами выпрямителей, подключенных к источнику питания, снабжено сумматором, фильтром низких частот, блоком допускового контроля, блоком контроля уровней сигналов, прямым ключом и светодиодом, причем первый вход сумматора подключен к отрицательному полюсу первого выпрямителя, второй вход - к отрицательному полюсу второго выпрямителя, общая точка входов сумматора подключена к общей точке положительных полюсов выпрямителей, входы блока контроля уровней подключены к выходам блока допускового контроля, выход соединен с управляющим входом ключа, а информационные входы ключа подключены к выходам блока выделения разности сигналов.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 скорости подачи, двухканальный искробезопасный источник 2 питания, кабель 3, соединяющий источник питания с датчиком скорости, выпрямители 4 и 5, нагрузочные резисторы 6 и 7, блок 8 выделения разности сигналов, сумматор 9, фильтр 10 низких частот, блок 11 допускового контроля, светодиод 12, блок 13 контроля уровней сигналов и прямой ключ 14. Соединение элементов и блоков показано на чертеже. Входы блока 8 выделения разности сигналов соединены с выходами выпрямителей 4 и 5, подключенных к источнику 2 питания. Первый вход сумматора 9 подключен к отрицательному полюсу первого выпрямителя 4, второй вход - к отрицательному полюсу второго выпрямителя 5, общая точка входов сумматора 9 подключена к общей точке положительных полюсов выпрямителей 4 и 5. Входы блока 13 контроля уровней сигналов подключены к выходам блока 11 допускового контроля, а выход соединен с управляющим входом ключа 14, информационные входы которого- подключены к выходам блока 8 выделения разности сигналов. Сумматор 9 может быть выполнен, например, на одном или несколько операционных усилителях. Блок 11 допускового контроля может быть выполнен, например, на двух операционных усилителях, используемых в качестве компараторов. Блок 13 контроля уровней сигналов представляет собой соединения, обусловленные логикой работы устройства, пороговых элементов и логических элементов И, ИЛИ, НЕ и может быть реализован на базе элементов микроэлектроники.

Устройство работает следующим образом.

При работе исправного устройства сигналы с обмоток датчика скорости выпрямляются, а затем вычитаются в блоке выделения разности сигналов. При этом для любой скорости подачи сумма сигналов с обмоток датчика скорости остается неизменной, так как уменьщение сигнала на одной из обмоток приводит к такому же

увеличению сигнала на другой. Отфильтрованный сигнал сумматора находится в зоне нечувствительности блока допускового контроля и светящийся светодиод индицирует об исправности кабеля. Блок контроля уровней сигналов выдает на управляющий вход прямого ключа сигнал, разрещающий прохождение сигналов с выхода блока 8 выделения разности сигналов,пропорциональных средней скорости подачи выемочной

O мащины, на выход устройства.

При обрыве хотя бы одной из жил кабеля, подключенных, например, к катущке LJ, напряжение на резисторе 6 увеличивается почти до напряжения источника питания, так как катущка LI перестает шунтировать резистор 6, а сопротивление резистора 6 намного превыщает сопротивление резистора 1. В этом случае сигнал на выходе выпрямителя 4 при любой скорости подачи превыщает сигнал с выпрямителя 5 и в реQ зультате сумма этих сигналов превышает верхний порог блока допускового контроля, что вызывает изменение состояний его выходов и погасание светодиода. При обрыве дополнительно еще хотя бы одной из жил кабеля, подключенных к катущке LI, аналогично возрастает напряжение также на резисторе 7, еще больще увеличивается сигнал на выходе сумматора, тем самым превыщается верхний порог блока допускового контроля, следовательно, устройство работает как и при обрыве лищь одной жилы кабеля. Если при повреждении кабеля происходит замыкание жил, например, подключенных к катущке LJ,TO напряжение на резисторе 6 уменьшается до нуля и сумма сигналов датчика скорости становится меньше нижнего порога блока допускового контроля, что вызывает изменение состояния его выходов и погасание светодиода. Замыкание еще одной пары жил, идущих на катущку LZ, приводит к уменьшению до нуля сигнала сумматора и в дальнейшем работа устройства аналогична случаю замыкания лишь одной пары жил. Если обрыв происходит в цепи одной катушки, а короткое замыкание - в цепи другой, сигнал на выходе сумматора также превышает верхний порог

д блока допускового контроля. Это достигается за счет таких соотнощений между напряжениями источников питания, сопротивлениями катущек датчика скорости и величиной нагрузочных резисторов, когда величина положительного приращения напряжения на одном входе сумматора превышает абсолютную величину отрицательного приращения на другом входе. В остальном устройство работает, как и в случае обрыва кабеля.

При работе исправного устройства на первом выходе блока допускового контроля присутствует высокий, потенциал, а на втором - низкий, светодиод 12 светится. блок контроля уровней сигналов выдает сиг нал, соответствующий логический «1, на управляющий вход прямого, ключа, и сигналы Vf., Vg определяются выходными сигналами блока 8 выделения разности сигналов, проходящими через ключ на выход устройства. При неисправностях кабеля на выходе устройства допускового контроля присутствуют либо две «1, либо два «О, светодиод гаснет, блок контроля уровней сигналов образует на своем выходе логической «О и прямой ключ закрывается, сигналы с выхода блока выделения разности не проходят на выход устройства. Наличие сумматора, фильтра низких частот, блока допускового контроля, блока контроля уровней сигналов, прямого ключа и светодиода в предлагаемом устройстве повыщает достоверность результатов измерений, при этом исключается возможность отработки выходных сигналов устройства при повреждениях кабеля и связанного с этим возможного разгона выемочной мащины. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет оперативно установить дефект кабеля, что исключает необходимость поиска дефекта, следовательно, уменьшает время простоя выемочной машины. Формула изобретения Устройство для измерения средней скорости подачи выемочных машин, содержащее датчик скорости подачи, источник питания, кабель, соединяющий источник питания с датчиком скорости, два выпрямителя с нагрузочными резисторами и блок выделения разности сигналов, входы которого соединены с выходами выпрямителей, подключенных к источнику питания, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и обеспечения возможности диагностирования неисправности блоков и кабеля, оно снабжено сумматором, фильтром низких частот, блоком допускового контроля, блоком контроля уровней сигналов, прямым ключом и светодиодом, причем первый вход сумматора подключен к отрицательному полюсу первого выпрямителя, второй вход - к отрицательному полюсу второго выпрямителя, общая точка входов сумматора подключена к общей точке положительных полюсов выпрямителей, входы блока контроля уровней подключены к выходам блока допускового контроля, выход соединен с управляющим входом ключа, а информационные входы ключа подключены к выходам блока выделения разности сигналов. Источники информации, г ринятые во внимание при экспертизе 1.Под ред. Братченко Б. Ф. Автоматизация и автоматизированные системы управения в угольной промышленности. Под ред. ратченко Б. Ф. М., «Недра, 1967, с, 20-21 2.Регулятор нагрузки УРАН д. комбайов с гидравлическим механизмом подачи. тчет НПО «Автоматгормаш, арх. № 159713 РЭ (прототип).