Устройство управления дозированной загрузкой железнодорожных вагонов

(51)4 С 01 С 19/О 5067 ПИСА БРЕ СТВ ОСУДАРСТЭЕННЫЙ НОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ М АВТОРСКОМУ СЗИД(56) Авторское свидетельство СССРВ 889580, кл. В 65 С 67/22, 1980.Авторское свидетельство СССРУ 659489, кл. В 65 6 67/06, 1976. (54)(57) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДОЗИРОВАННОЙ ЗАГРУЗКОЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ВАГОНОВ, содержащее конвейерные весы, установленные на подающем конвейере, и платформенные весы с циферблатным )указателем, имеющим встроенный блок фотодатчиков, задатчик типов вагонов, соединенный с блоком задания коэффициентов, блоки управления подающим и загрузочным конвейерами и блок управления тяговым агрегатом перемещения вагонов, о т л и ч а.ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности равномерной весовой загрузки вагонов, в него введены логическийблок управления, датчик перемещенийтягового агрегата и датчик положениявагона, причем входы логическогоблока управления подключены соответственно к выходам датчика перемещений тягового агрегата, конвейерных весов и блока задания коэффициентов, а.выходы - к блоку управлениятяговым агрегатом, блоку управлениязагрузочным конвейером и к блокуфотодатчиков циферблатного указателя, другой вход которого соединенс эадатчиком типа вагонов, а выход - с входами блока управлениятяговым агрегатом, логического блокауправления и задатчика типа вагонов,управляющий выход которого подключен к одному входу блока управления подающим конвейером, другойвход которого, вход блока управления загрузочным конвейером и входблока управления тяговым агрегатомсоединены с выходом датчика положения вагона.1173190 Рлеред юеМР Составитель В.Ширшов Редактор М.Циткина Техред Л.Микеш Корректор В.Гирняке филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,аказ 5038/37 Тираж 703 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РаушсИзобретение относится к управлению загрузкой железнодорожных вагонов с использованием весоизмерительных средств и предназначено, в частности, для дозированной загрузки нагонов железорудным концентратом вгорнорудной промьппленности,Цель изобретения - повышение точности равномерной несоной загрузкивагонов. ОНа фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функционапьная схемаэадатчика типа вагонов; на фиг. 3функциональная схма блока фотодатчика; на фиг. 4 - расположение фотодатчиков в циферблатном указателевеса; на фиг, 5 - функциональнаясхема логического блока; на Фиг. 6иллюстрация точечно-шагового режима 20загрузки вагона,Устройство содержит задатчик 1типа вагонов, подключенный кблоку 2 коэффициентов и блоку 3 фотодатчиков, встроенному в циферблатный указатель 4 веса вагонныхплатформенных весов 5. Выходы блока 2 коэффициентов соединены с входами К, и К логического блока 6,входы "нес" и "движение" которого ЗОсоединены соответственно с импульсным выходом конвейерных весов 7и датчиков 8 линейных перемещенийтягового агрегата 9, выходы "шаг"и стоп соединены соответственно 35с входами "вперед" и "стоп" блока 1 О управления приводом тяговогоагрегата 9 а выходы "вперед" и "назад" соединены с одноименнымивходами блока 11 управления приводом реверсивного конвейера 12. Выход "доза" логического блока 6 соединен с одноименным входом блока 3фотодатчикон, выход "реверс" которого соединен с входом "сдвиг" 45задатчика 1 типа вагонов, входом"сброс" логического блока 6 и вторымвходом "вперед" блока 10 управленияприводом тягового агрегата 9, второй вход "стоп" которого соединен 50с выходом датчика 13 положения ваго-,нов, связанным с входами "пуск" блока .11 управления приводом реверсного .конвейера .12 и блока 14 управленияприводом подающего наклонного конвейера 15, вход "останов" которого соединен с одноименным выходом задатчика 1 типа вагонов. На фиг. 1 показаны также загружаемыевагоны 16.Задатчик 1 типа вагонов (см.фиг,2)содержат щ и -позиционных переключателей 17 - 17, (ш -количество вагонов в составе, подаваемомпод погрузку, и -число типов вагонов по весу загружаемого концентрата), неподвижные одноименные контакты которых объединены и образуюти выходных шин "выборка" эадатчика 1, а их подвижные контакты черезразвязывающие диоды 18 1 - 18 щ подключены к соответствующим выходам1 - и, в - канального кольцевогораспределителя 19 импульсов, тактовый вход которого образует вход"сдвиг" эадатчика 1 типа вагонов, связанный с одним входом элементаИ 20, второй вход которого подключен к последнему ш -му выходураспределителя 19, а выход образуетвыходную шину останов задатчика .Блок 3 фотодатчиков (см, фиг,З)содержит и фотодатчикон 21, - 2 1 1(и -число типов вагонов по весу загружаемого концентрата), каждый иэкоторых содержит осветитель и Аотодиод. Одни выводы осветителейвсех фотодатчикон 21 - 21 образуют и входов "выборка", вторые ихвыводы объединены и образуют вход"доза" блока 3 фотодатчикон, анодыфотодиодон всех фотодатчикон подключены к нулевой шине, а их катоды объединены и подключены к входуформирователя импульсов 22, связанному через резистор 23 с шиной питания, при этом выход формирователя импульсов 22 образует выход "реверс" блока 3 фотодатчиков,Фотодатчики 21, - 21 и размещенын соответствующих задаваемой дозеточках шкалы цеферблатного указателя веса 4, с осью стрелки которого жестко соединен трехлепестковыйимитатор 24 стрелки, взаимодействующий (перекрывающий световой поток)с фотодатчиками 21, - 21Вагоны, предназначенные для перевозок железорудного коецентрата, в зависимости от грузоподъемности, категории и маршрута следования подразделяются на девять типов, причем весбрутто (в тоннах) всех девяти типоввагонов образует числовой ряд 85, 86,87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 128, из190 з 1173которого видно, что за исключениемдевятого типа загрузка вагонов каж-,дых двух соседних типов отличаетсяна одну тонну. Следовательно, восемьиз девяти фотодатчиков 21 - 21 долж 1 8 5ны разместиться на небольшой дугешкалы циферблатного указателя веН я /са 4 от отметки 85 т до отметки 83 т,Например, для 160-тонных вагонныховесов эта дуга составляет 18 или 1 О0,05 всей шкалы. Размещение фотодатчиков в этом случае затруднено из-законструктивных сложностей. Кроме того, при столь близком размещении восьми фотодатчиков возможно влияниеосветителя выбранного фотодатчикана фотодиоды соседних фотодатчиков,что, в свою очередь, требует дополнительных мер защиты,В предлагаемом устройстве фото- датчики размещены следующим образом. Первые восемь из девяти фотодатчиков 21- 21 разбиты на три группы (по числу лепестков имитатора 24 стрелки), причем фотодатчики 211, 214, 21 гпервой группы, соответствующие первому, четвертому и седь-. мому типам вагонов, размещены на отметках шкалы циферблатного указателя 4, совпадающие с весом брутто этих типов вагонов, а именно на отметках "85 т", "89 т" и "92 т", фотодатчики 21 г, 21 и 218 второй группы сдвинуты на 120 , а фотодатчики 2.1 и 216 третьей группы - .35 на 240 О относительно отметок шкалы циферблатного указателя 4, соответствующих этим типам вагонов, Фотодатчик 21 размещен на отметке "128 т", соответствующей весу брут то вагонов девятого типа.Расположение фотодатчиков 21 - 214 9 в циферблатном указателе 4 веса доказано на фиг. 4. Датчики размещаются на неподвижном кольце, закрепленном 45 .с обратной стороны указателя.Фотодатчики 21, 21, 217 первой группы и фотодатчик 21 формируют выходной сигнал "реверс" при перекрытии их светового потока .5 О первым лепестком имитатора 24 стрелки, начальное положение которого совападает с нулевой отметкой шкалы циферблатного указателя 4; фотодатчики 21 г, 21, 218 второй группы 55 и 21, 21 третьей группы формируют выходной сигнал при перекрытии их светового потока соответственно вторым и третьим лепестками имитатора 24, .сдвинутыми относительно первого лепестка на 120 и 240 , счио о тая по ходу часовой стрелки (см. фиг. 4, вид сзади).Логический блок 6 (см. фиг.5) содержйт два управляемых делителя частоты 25 и 26 с коэффициентами деления соответственно С 1,1 4 с 1 и г 4где С - грузоподъемность вагона, т;1 - цена весовых импульсов, вырабатываемых конвейернымивесами 7, т;. в ,цлина загружаемого вагона,м;1 - цена путевых импульсов с выхода датчика 8 линейных перемещений тягового агрегата 9, м.Входы делителей 25 и 26 соединены соответственно с входами "движе 1 Нние" и вес , .а их шины управленияподключены соответственно к входамИ Чч 1 Юв 1Кг и Е логического блока 6.Выход делителя частоты,25 соединенс выходной шиной "стоп" логического1блока 6 и подключен к входу двоичного двухразрядного счетчика 27шагов, инверсный выход старшеготриггера которого подключен к выходн 1 Инои шине доза и соединен с входомразмещения работы делителя частоты.26. Выход делителя 26 соединен свходом установки в "1" триггера 28направления и с одним входом элемента И 29, второй вход которогоподключен к прямому выходу триггера28, связанному с входом разрешенияработы делителя частоты 25, а выходэлемента И 29 подключен в выходнойшине "шаг" логического блока б,Прямой и инверсный выходы триггера 28 образуют соответственно выходы "вперед" и "назад", а его входустановки в 0" - вход "сброс"логического блока б.Предлагаемым устройством реализуется точечно-шаговая технология погрузки железорудного концентрата, заключаттяся в следующем,Порожний состав, состоящий ид .десяти вагонов различной грузоподъемности, подается тяговым агрегатом напогрузочный пункт. Когда головнойвагон занимает исходное положениепод реверсивным загрузочным конвейе 117319 Ором (см,фиг,ба), состав останавливается, последовательно запускаются загрузочный конвейер в направлении "назад" и подающий конвейер.В вагон начинает поступать концентрат, загружая в хвостовой части . вагона 1 конус.После отсыпки 1 конуса, составляющего4 , где С - ГрузоподъемС 10 ность загружаемого вагона в тоннах (грубая загрузка по .конвейерным весам на подающем конвейере), заг. рузочный конвейер реверсируется в направлении вперед и поток концент-.15 рата поступает уже в головную часть нагона, загружая 11 конус (см. фиг.бб).После отсыпки П конуса (такжеС20 вырубая загрузка - дается команда4тяговому агрегату на движение вперед. Состав протягивается на один шаг (- длины загружаемого вагона), и 25 загружается 111 конус (также груСбая загрузка - , см. фиг.бв), после осыпки которого состав вновь протягивается на один . шаг и загружается последний 1 У конус. При заг- З 0 рузке 1 У конуса (после второго вага) загружаемый вагон полностью устанавливается на платформе вагонных весов (см.фиг. 6 г) и дальнейшая загрузка происходит при непрерыв ном взвешивании вагона, чем обеспечивается его точная догрузкаЗагрузка 1 У конуса продолжается до тех пор, пока вес вагона брутто с точностью, , обеспечивае мой вагонными платформенными.весами, не достигнет заданного значения, после чего загрузочный конвейер вновь реверсируется в направлении назад и поток концентрата поступа ет в следующий вагон. Одновременно включается тяговый агрегат и состав перемещается вперед до тех пор, пока следующий вагон не достигнет точки начала загрузки (см, 50 фиг. 6 д), и цикл загрузки следующего вагона повторяется. Устройство автоматического управления установкой для дозированной загрузки вагонов железорудным концентратом в точечно-щаговом режиме работает следующим образом. Перед началом погрузки оператор на переключателях 17 - 17 щ эадатчика 1 типа вагонов (см, фиг.2) набирает цифры типов вагонов в последовательности их размещения в составе начиная с головного вагона. Кольцевой ш -канальный распределитель 19 импульсов задатчика 1 находится при этом в исходном состоянии, при котором единичный сигнал присутствует на его первом выходе. Этимсигналом опрашивается в исходном состоянии переключатель 17 установленный в-е положение, соответствующее шифру типа головного вагона. Следовательно, на-й выходной шине "выборка" присутствует единичный сигнал, который поступает в блок 3 фотодатчиков на соответствующий д -й вход выборка" и далее на первый выход осветителя фотодатчика 21 (см. фиг.3). Однако осветитель не включается, так как на его втором выходе, подключенном к входу "доза" блока 3 фотодатчиков, еще нет разрешающего нулевого, потенциала.Одновременно единичный сигнал с х -й выходной шины "выборка" задатчика 1 типа вагонов поступает в блок 2 коэффициентов и формирует на его выходных шинах К и К двоичные коды коэффициента К = -С4 цф определяющего количество концентрата, подлежащего размещению в одном кону-се и коэффициента1.К =- определяющего длину шага (расстояние между соседними конусами). Двоичные коды коэффициентов К и К поступают в логический блок б (см.фиг,5) на шины .управления делителями частоты 26 и 25 соответственно.После ввода в устройство данных о типах вагонов состава, оператор с помощью дистанционного управляемого тягового агрегата подает состав на погрузочный путь. Дальнейшая работа устройства до. окончания загрузки последнего вагона происходит автоматически.Головной вагон 1 б подтягивается под точку начала загрузки и воз. действует на датчик 13 положения вагона (например, фотореле), в результате чего последовательно запускаются реверсивный загрузочныйконвейер 12 и подающий наклонныйковейер 15, причем реверсивныйконвейер 12 запускается в направ 5ленин назад, так как в исходномсостоянии триггер 28 направленияв логическом блоке 6 находится внулевом состоянии и с его инверсного выхода единичный сигнал поступает на выходную шину "назад"блока 6, связанную с одноименнымвходом блока 11 управления приводом конвейера 12.Одновременно сигНал с выхода 15датчика 13 положения вагона поступает на один из входов "стоп",блока 10 управления приводом тягового агрегата 9 и приводит кего остановке, Головной вагон приэтом занимает исходное положениепод загрузочным конвейером 12(см. фиг. 6 а), по которому концентрат поступает в хвостовую частьвагона, образуя 1 конус. 25При движении потока концентратапо конвейеру 15 и далее по реверсивному конвейеру 12 в загружаемыйвагон 16 конвейерные весы 7 вырабатывают импульсы, частота следования которых пропорциональна интенсивности потока,Весовые импульсы с выхода конвейерных весов 7 поступают на вход"вес" логического блока 6, связанный с входом управляемого делителя частоты 26 (см. фиг.5), на входе разрешения работы которого присутствует разрешающий единичныйсигнал с инверсного выхода старшего триггера двоичного счетчика 27шагов, а на шины управления поступает двоичный код коэффициента деле-.ния К. Следовательно, на выходе делителя частоты 26 появляется каж дый К 1"й из поступивших на его входвесовых импульсов, свидетельствующий об окончании отсыпки загружаемого конуса,Погрешность загрузки конуса приэтом определяется погрешность кон 50вейерных весов 7. Это обеспечиваетгрубую загрузку первых трех конусов. После отсыпки 1 конуса ичпульс с выхода делителя частоты 26 поступает на вход установки в "1" триггера 28 направления и по заднему фронту переводит его в единичное состояние, в результате чегосигналы, снимаемые с выходных шинвперед" и "назад" логического блока 6, меняются на противоположные,Загрузочный конвейер 12 реверсируется в направлении вперед, и поток концентрата поступает в головную часть вагона,Второй импульс с выхода делителя частоты 26, свидетельствующийоб окончании загрузки 11 конуса,не изменяя единичного состояниятриггера 28 направления, проходитна выход элемента И 29, связанныйс выходной шиной "шаг" логическогоблока 6. При этом в блок 10 управления приводом тягового агрегата9 поступает команда на движениев направлении вперед,Состав протягивается в укаэанномнаправлении. Путевые импульсы, вырабатываемые датчиком 8 линейныхперемещений тягового агрегата 9,поступают на вход "движение" логического блока 6, связанный с входом управляемого делителя частоты,25, на входе разрешения работы которого после отсыпки 1 конуса устанавливается разрешающий единичный сигнал с прямого выхода триггера 28 направления, а на шиныуправления поступает двоичный кодкоэффициента деления К. Следовательно, на выходе делителя частоты25 появляется каждый К -й из посгтупивших на его вход путевыхимпульсов.После протягивания загружаемоговагона на один шаг импульс с выхода делителя частоты 25 поступаетна вход двоичного двухраэрядногосчетчика 27 шагов, где запоминается, и одновременно на выходнуюшину "стоп" логического блока 6,связанную с одноименным входом блока 10 управления приводом тяговогоагрегата 9. Состав останавливается,и осуществляется загрузка 111 конуса,Появление третьего импульса с выхода делителя частоты 26 весовых импульсов вновь приводит к формированию команды тяговому агрегату 9 на движение вперед, а после протягивания загружаемого вагона на следующий шаг, о чем свидетельствуетимпульс с выхода делителя частоты 25 путевых импульсов, состав вновь останавливается и начинается загрузка последнего 1 У конуса.5После протягивания состава на два шага загружаемый головной вагон полЭ ностью устанавливается на платформе весов (см. Фиг. 6 г) и, следовательно, дальнейшая догрузка вагона до 1 О заданной дозы происходит при его непрерывном взвешивании с погрешностью вагонных весов, т.е. осуществляется точная догрузка вагона до заданной дозы. 15Это происходит следующим образом. Счетчик 27 шагов при поступлении на его вход импульсов устанавливается, в состояние "01", при котором нулевым потенциалом с инверсного вы хада старшего триггера запрещается работа делителя 26 частоты весовых импульсов. Одновременно этот нулевой потенциал через выходную шину "доза" поступает в блок 3 Фото датчиков (см. Фиг.3) и включает осветитель фотодатчика 21; , соответствующего типу головного вагона, так как на второй вывод осветителя по х -й шине "выборки" из задат чика 1 типа вагонов поступает еди.ничный потенциал. Засветка Фотодиода 21-го фотодатчика приводит к изменению на входе Формирователя 22 сигнала из "1" в "0", однако формирователь, реагирующий на обратное изменение входного сигнала из "0" в "1", выходной сигнал не вырабатываетКак было указано выше, лепестки имитатора 24 стрелки сдвинуты друг относительно друга на 1/3 шкалы циферблатного указателя веса (120 ) или примерно на 50 т (для 160-тонных весов), а так как вес брутто 45 первых восьми типов вагонов (см. таблицу) расположен м ду отметками "85" и "93" шкалы, то каж" дый иэ этих Фотодатчиков пересекается последовательно двумя лепест-. 50 ками из трех (фотодатчик, соответствующий девятому типу вагонов, пересекается всеми тремя лепестками).Однако пересечение выбранного фото- датчика первым лепестком (первыми 55 двумя для девятого типа вагонов) не .приводит к формированию преждевременного (ложного) сигнала на выходной шине "реверс" блока 3 фотодатчиков, так как его осветитель в этот момент еще обесточен, Включение осветителя. (см. вьппе) происходит после загрузки первых трех конусов и последующей установки загружаемого вагона на платформу весов, а значит, после прохождения первым лепестком выбранного фотодатчика, соответствующего типу загружаемого вагона.Например, вагон 1-го типа, вес брутто которого составляет 85 т в момент включения осветителя фото- датчика 21, уже загружен на 3/4 и его вес с тарой составляет примерно 70 т, следовательно лепестки имитатора 24 стрелки, положение которых в исходном состоянии соответствовали отметкам "0", "50" "-100" шкалы, занимают новые положения, соответствующие отметкам -"70" "120", "16" (176), а выбранный Фотодатчик21," , осветитель которого включился расположен на отметке "85" шкалы циферблатного указат .ля,Загрузка 1 У конуса продолжаетсядо тех пор, пока вес брутто вагонане достигнет заданного значения, прикотором соответствующим лепесткомимитатора 24 стрелки происходитперекрытие светового потока осветителя фотодатчика 21, Его фотодиод затемняется,что приводит к изменению сигнала на входе Формиро-вателя 22 из "0" в "1". Формирователь 22 вырабатывает импульсныйсигнал, котрый поступает на выходную шину "реверс" блока 3 фотодатчиков и выполняет следующиефункции,В логическом блоке 6 (см.фиг,5)этот сигнал потсупает на вход установки в "0" триггера 28 направления и возвращает его .в исходноесостояние, что приводит к реверсированию загрузочного конвейера 12в направлении назад и, следователь-но, переключению потока концентрата в следующий вагон,Одновременно этим же сигналом(его задним фронтом), поступающим на тактовый вход щ -канального кольцевого распределителя 19 задатчика 1 типа вагонов (см.фиг,2), "1" из его первого разряда сдвигается вовторой. При этом на выходные шины "выборка" эадатчика 1 типа вагонов, поступает шифр. типа второго ваго, - на, набранного на переключателе 17,Кроме того, этим же сигналом, поступившим на вход "вперед" блока, 10 управления приводом тягового агрегата 9, включается тяговый агрегат, и состав протягивается вперед до тех 1 р пор, пока второй вагон не достигнет точки начала загрузки (момейт срабатывания датчика 13 положения вагона), Цикл загрузки вагона повторяется.При загрузке последнего вагона сигнал "реверс", поступивший на вход "сдвиг" задатчика 1 типа вагонов, проходит на выход элементаИ 20, так как во время действияэтого сигнала на втором входе элемента И 20 еще присутствует единичный сигнал с последнего выходаш -канального кольцевого распределителя 19. Сигнал с выхода элемента И 20 через выходную шину "останов" задатчика 1,типа вагонов поступает на одноименный вход блока 14 управления приводом подающего конвейера 15, в результате чего конвейер 15, а также реверсивный загрузочный конвейер 12, отключаются.