Устройство для определения глубинычерпания дражного забоя

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТРРСКРМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советсиик Соцмалмстнчесиит Республик(51)М. Кл.з Е О Р 3/16 с присоединением заявим М 9 -Государстаеииый комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 628. 024, . 8 (088, 8) Дата опубликования описания 22, 09.81 А. Цирер, М.Е. Царегородцев, Л.В, Прагс и Л.И. Цысарь(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛУБИНЫ ЧЕРПАНИЯ ДРАЖНОГО ЗАБОЯИзобретение относится к горной технике и может быть использовано при добыче полезных ископаеьых драгами.Известны приборы для измерения глубины черпания, включающие регистратор, выполненный, например, в виде часового механизма с нанесенным на него проградуированным диском, и рычажный механизм, соединяющий регистратор с черпаковой рамой. Глубина черпания таким прибором определяется по углу наклона черпаковой раьи относительно понтона драги 13.Недостатком этих устройств явля ется большая погрешность, возникающая иэ-за люфтов в рычажном механизме.Известен дражный глубиномер ДГ; включающий датчик глубины черпа- . 20 ния и электрически соединенный с ним регистратор, в котором компенсатор нелинейности выполнен в виде лекального кулачка, взаимодействующего с сердечником рабочей катушки, Дат чик глубины представляет собой свободно подвешенный маятник, соединенный посредством рычага с сердечником индукционной катушки, аналогичной рабочей катушке регистратора Г 21, 30 Амплитуда и фаза сигнала на выходе датчика глубины пропорциональна величине и направлению перемещения сердечника. Этот сигнал после усиления управляет реверсивным двигателем, угол поворота ротора которого через редуктор и кулачок преобразуется в перемещение сердечника рабочей катушки, которое происходит до тех пор, пока сигнал на выходе рабочей катушки регистратора, действующий в противофазе. с сигналом датчика, не компенсирует последний. Результирующий сигнал на входе усилителя при этом равен нулю. Отсчет показаний в метрах глубины черпания ведется по предварительно проградуированной шкале.Производственные испытания этого глубиномера покаэапи невысокую точность измерений,так как из-за вибраций механизмов и колебаний драги запись глубины черпания получалась размытой, особенно при отработке мерзлых пород.Кроме того, при использовании глубиномера ДГна драгах с различной глубиной черпания профиль лекального кулачка необходимо каждый15 раз заново рассчитывать и изготавливать.Известен также дражный глубиномер ДГ, определяющий глубину черпания по углу наклона рамы черпаковой цепи к линии отвеса, .т.е. аналогично глубиномеру ДГГ 31Основой прибора, также как и в глубиномере ДГ, является маятниковый датчик, в котором для передачиугла поворота рамы относительно отвеса маятника используется сельсин-датчик. Для уменьшения влияния вибраций в глубиномере ДГприменено демпфирующее устройство. Лопатки демпфера и маятник закреплены на оси сельсина-датчика. Сельсин-датчик по трансформаторной схеме связан с сельсином-приемником, поворот оси которого производится лекальным кулачком, установленным на оси показывающей стрелки через следящий 1 ры- Щ чаг.Недостатком глубиномеров ДГи ДГявляется использование в них в качестве компенсатора нелинейности лекального кулачка, связанное с трудностью его расчета и изготовления, что экономически невыгодно при изготовлении глубиномеров малыми сериями. Кроме того, при использовании этих глубиномеров возникают трудности при регулировке.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения глубины черпания дражного забоя, включающее маятниковый датчик глубины, маятник которого закреплен на оси сельсина-датчика, соединенного через сельсин-приемник с регистратором, компенсатор нелинейности и источник переменного напряжения.Компбнсатор выполнен в виде каретки с 40 двумя направляющими, жестко укрепленной на гибком тросе, натянутом на трех рамках с возможностью перемещения по ним и запасованном на шкиве, установленном на валу сель сина-датчика, при этом маятник расположен между направляющими каретки с возможностью перемещения вдОль них 43Недостатком этого устройства 50 является большая динамическая погрешность измерений, возникающая вследствие колебаний компенсатора нелинейности под воздействием горизонтальной составлякщей колебаний драги.Кроме того, недостатком этого устройства является большая эона нЕчувствительности, возникакщая при малейшем зазоре между направляющими и роликом.Целью изобретения является повн щенке точности определения глубинЫ черпания дражного забоя.Поставленная цель достигается за счет того, что компенсатор нелинейности выполнен в виде последова тельно соединенных аналого-цифрового преобразователя, нелинейногоцифро-аналогового преобразователяи аналогового фазовращателя, к входам которого и к входам аналого-цифрового преобразователя подключеныстаторные обмотки сельсина-датчика,два других входа аналого-цифровогопреобразователя соединены с источником переменного напряжения, а выход аналогового фазовращателя соединен с входом усилителя регистраторапоследовательно со статорной обмоткой сельсина-приемника,На чертеже приведена блок-схемаустройства.Устройство для определения глубины черпания драги состоит из маятникового датчика 1, регистратора 2 икомпенсатора нелинейности 3. Питаниеустройства осуществляется от внешнего источника трехфазного напряжения 4.Маятниковый датчик 1 устанавливается на черпаковой раме (на чертеже непоказана) и содержит маятник 5, расположенный на оси сельсина-датчика б,Регистратор 2 выполнен из сельсинаприемника 7, усилителя 8, исполнительного двигателя 9, кинематическисоединенного с указателем глубины 10и сельсином-приемником 7, расположенным на одной оси с исполнительнымдвигателем 9. Компенсатор нелинейности представляет собой электронный блок, состоящий из управдяемого аналогового фазовращателя 11, аналого-цифрового преобразователя "фаза-код" 12, соединенного с внешним источником трехфазного напряжения 4 и нелинейным цифро-аналоговым преобразователем 13. Входы аналогового фазовращателя 11 и аналого-цифрового преобразователя 12 соединены со статорной обмоткой сель- сина-датчика б. Выход фазовращателя 11 соединен с усилителем 8 регистратора 2 последовательно со статорной обмоткой сельсина-приемника 7.Роторные трехфаэные) обмотки сель- синов б и 7 подключены к внешнему источнику трехфазного напряжения 4, а последовательно-встречно включенные статорные (однофаэные) обмотки через фазовращатель 11 к усилителю 8.Устройство работает следующим образом.При изменении угла наклона черпаковой рамю изменяется пропорционально Фаза Ч напряжения на,выходе статорной обмотки сельсина-датчика б Ч-Фаза между линейным или фаэным напряжением на роторной и статорной обмотках) . Аналого-цифровой преобразователь 12 преобразует фазув цифровой код, а цифро-аналоговый преобраэовательф 13 цифровой код в ,управляющий сигнал, который поступает на Фазовращатель 11 и корректи,рует Фазу Ч напряжения статорнойобмотки ель(ина-датчика 6 до значения Ч =ьи У (фаза Ч пропорциональнасС -углу наклона черпаковой раьы относительно отвеса),Так как в результате измененияугла наклона черпаковой рави Фаза навыходе фазовращателя 11 (хотя и скор(ректированная) изменяется, а на выходе сельсина-приемника 7 остается постоянной, то эа счет разности фазамплитуда на выходе статорных обмоток сельсинов остается постояннойпри любом положении роторов) возникает напряжение рассогласования, которое усиливается усилителем 8 иобрабатывается реверсивным двигателем 9 путем поворота ротора сельси-, 15на-приемника 7 и указателя глубины 10.В качестве аналого-цифрового преобразователя может быть использованпреобразователь с промежуточным преобразованием фазы Ч во временной ин- Щтервал, Измерение временного интервала проиэводйтся его заполнениемимпульсами стабильной частоты и ихподсчетом. Непрерывному. изменениюФазы М соответствует определенныйвременной интервал, который преобразуется в цифровой эквивалент (код).Основным элементом цифро-аналоГового преобразователя является дешифратор, на выходах которого в зависимости от угла наклона черпаковойрамы (от фазы Ч)появляются соответствующие корректирующие фазу Ч сигналыеТак как глубина черпания Н определяется вЫражением Н = й ь 1 лЧ, гдеЕ- длина черпаковой раж, то дляполучения линейной шкалы корректирующие сигналы выбраны таким образом,чтобы постоянно выполнялось равенство М = ь 1 п Ч К- фаза напряжения на 40выходе фаэовращателя), Естественно,что Угол Ч и ьи ч выражаются в радианах.О необходимой величине корректирующего сигнала дает представлениеследующий .пример.Если Ч =45 ф, Ч = - = 0,77 рад., аьп 45 = - Г 0 7 раде2 Следовательно, цифро-аналоговый преобразователь должен выдавать корректирующий сигнал, уменьшаияий Ч иа 0,77 - 0,7 = 0,07 рад. Введение в схему устройства фазовращателя, цифро-аналогового и аналоф го-цифрового преобразователей позволяет перейти от механического компенсатора нелинейности к электронному, что существенным образом повышает точность измерения (уменьшается динамическая погрешность, возникающая эа счет колебания механического кулнсного механизма, а также зона нечувствительности) и надежность ра боты устройства, Применение устройства в системах управления процессом драгирования позволяет повысить качество отработки.дражного забоя, уменьшить эксплуатационные потери золота в недрах.формула изобретения. Устройство,для определения глубины черпания дражного забоя, включающее маятниковый датчик глубины,маятник которого закреплен на осисельсина-датчика, соединенного черезсельсин-йриемник с регистратором,компенсатор нелинейности и источникпеременного напряжения, о т л ич а ю щ е е ся тем, что, с цельюповышения точности определения глубины -черпания, компенсатор нелинейности выполнен в виде последовательносоединенных аналого-цнфровогопреобразователя:, нелинейного цифро-аналогового преобразователя и аналоговогофаэовращателя, к входам которого ик входам аналого-цифрового преобраэователя подключены статорные обмоткисельсина-датчика, два других входааналого-цифрового преобразователясоединены с источником переменногонапряжения, а выход аналоговогофазовращателя соединен с входомусилителя регистратора последовательно со статорной обмоткой сельсинаприемника.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Свиридов А,П. Драги и драгирование. М., "Металлургиэдат", 1952,с. 388-390.2, Саврей В.С. Комплекс приборов фдля контроля отработки дражного забоя. "Колыма", 9 2, 1962, с. 6.3. Ушаков В.К., Филиппенко В.И,Приборы контроля параметров драгирования. фКолыма", 9 3, 1964, с. 4.4. Авторское свидетельство СССРВ 580278, кл. Е 02 Г 3/16, 1975.804768 орректор С.Шек Пекар одписное лнал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная Редактор И. Нестерова Техре каз 9376 Тираж ВНИНПИ Государст по делам изоб 113035, Москва, З 696енногоетений5, Раув митета СССРоткрнтийан наб., д. 4/5