Устройство автоматического управления шлюзом-регулятором

,ЯО 12950 Е 2 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЬСТВ И М АВТОРСМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Днепропетровский горный институт им. Артема и Конотопский электромеханический завод Красный металлист(56) Литвинов Г. И. и др. Создание автоматизированных шлюзовых устройств., - Уголь, 198,9, с. 51 - 59.фрундин В. Е, и Бескровный Н. В. Аппаратура управления шлюзовыми регулирующими устройствами расхода воздуха. Вентиляция и газодинамические явления в шахтах. Сборник трудов. Новосибирск, ИГД, 1981, с. 86 - 89.(54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ШЛЮЗОМ-РЕГУЛЯТОРОМ(57) Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для управления вентиляционным шлюзом-регулятором (ШР), устанавливаемым в вентиляционной выработке с рельсовым транспортом угольной шахты, опасной по газу. Устройство совмещает функции пропуска транспорта и регулирования расхода воздуха таким образом, что открывание транспортной двери (ТД) для прохождения поезда не вызывает всплеска концентрации метана. Зто достигается устранением скачкообразного уменьшения атмосферного давления в призабойном пространстве добычного участка пу тем совместного управления ТД 3 и 11 и створками вентиляционного окна (СВО) 15 и 16, Устройство имеет три мостовые схемы с резисторными датчиками 36 - 41 положения СВО, трехстабильный пороговый блок 42, преобразователь 45 напряжения во временной интервал с двумя аналоговыми ключами 43 и 44 на входе, триггер 23 наличия поезда в зоне ШР и логические элементы. В режиме диспетчерского регули- Ж рования расхода воздуха положение СВО 15 изменяется по командам диспетчера или уп- Ц 4 равляющей вычислительной машины, а СВО 16 автоматически устанавливаются в то же положение. В режиме автоматического пропуска транспорта при открывании одной из ТД 3 для пропуска транспорта положение СВО 16 изменяется на такую расчетную величину, что суммарное аэродинамическое сопротивление всего ШР остается неизмен- фф ным. 1 ил. СИзобретение относится к горной промышленности и предназнацено для управления вентиляционным шлюзом-регулятором, устанавливаемым в вентиляционной выработке добычного участка с рельсовым транспортом, угольной шахты, опасной по газу.Целью изобретения является повышение надежности за счет совместного управления транспортными дверьми и створками вентиляционных окон.На чертеже приведена Функциональная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит датчикии 2 наличия поезда, установленные перед входной транспортной дверью 3 шлюза-регулятора с приводом 4, имекгщей концевые выключатели 5 и 6 ее крайних положений, датчики 7 и 8, установленные внутри шлюза, и датчики 9 и 10, установленные за выходной транспортной дверью 1 шлюза, с приводом 12, также имеющей концевые выключатели 13 и 14 ее крайних положений. Вентиляционные блоки шлюза-регулятора имеют вентиляционные окна 15 и 16 с приводами 17 и 18 створок и элементами 2 И-ЗИИЛИ 19 и 20 и 2-2 ИИЛИ 21 и 22 на управляющих входах приводов створок. Триггер наличия поезда в зоне шлюза 23 соединен 5-входом с выходом первого дополнительного элемента ИЛИ 24, а Р входом - с вторым выходом второго дополнительного элемента ИЛИ 25, выход дачика 2 под ключен к первому входу первого элемента ИЛИ и входу первого дополнительного элемента ИЛИ, выход датчика 7 соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ 26, концевой выключатель 5 подклюцен к входу первого элемента И 27 и к второму входу элемента 2 И-ЗИИЛИ 20, выход первого элемента ИЛИ 26 и выход датчика 7 подключены к входам второго элемента И 28, выход первого элемента И 27 соединен с , 5-входом триггера 29 открывания, выход зле-мента И 28 подключен к 5-входу триггера 30 закрывания, на Я-вход которого подключен концевой выключатель 5, выход триггера 3 подключен к входу Закрывание привода 4 транспортной дверью, входы элемента ИЛИ 31 подключены к выходам датчиков 8 и 9 наличия поезда, выход элемента ИЛИ 31 соединен с входом четвертого элемента И 32 и вторым элементом И 33, выход элемента И 32 соединен с 5-входом другого триггера 34 открывания, концевой выключатель3 подключен к Р-входу другого триггера 35 закрывания и к элементу И 32, 5-вход триггера 35 соединен с выходом элемента И 33, а выход триггера 35 закрывания подключен к входу Закрывание другого привода 12 транспортной двери, резистивпый датчик выполнен на резисторах 36 - 41, соединенных по мостовой схеме, измерительные диагонали которых подключены к входам трехстабильного порогового блока 42, а церез аналоговые ключи 43 и 44, управля 5 10 15 2 О 25 30 35 4 О 45 5 О емые сигналами с выходом триггеров 29 и 34, к преобразователю 45 напряжения во временной интервал, элементы И 46 и 47 соединены с входами элементов 2 И-ЗИИЛИ и 2 ИИИЛИ и приводов транспортных дверей.Устройство работает следующим образом.При отсутствии транспорта в зоне шлюза триггеры 23, 29, 30, 34 и 35 находятся в нулевом состоянии, транспортные двери 3 и 11 закрыты и регулирование воздуха, проходящего через шлюз, осуществляется eо командам, подаваемым по линии связи от диспетчера или от управляющей вычислительной машины. Команды измерения положения створок вентиляционных окон поступают на вторые входы элементов 19 или 20. Поскольку на первые входы этих элементов подан сигналс инверсного выхода триггера 23, команды поступают с выхода элементов 19 или 20 на управляющие входы привода 17, которые отрабатывают управляющие воздействия, изменения положение створок вентиляционного окна 15.Привод 18 створок вентиляционного окна 16 второго вентиляционного блока шлюза- регулятора работает в следующем режиме: при неодинаковом положении створок вентиляционных окон 15 и 16 возникает сигнал разбаланса мостовой схемы. образованной резистсрыми указателями положения створок 36, 37 и резисторами 39 и 40, который поступает на входы трехстабильного порогового устройства.Е:сли сигнал разбаланса превышает порогозую величину, в зависимости от поляоности сигнала, на первом или втором выходам трехстабильного порогового блока 42 возникает сигнал 1, который поступает на первые входы элементов 21 или 22. Поскольку на первых входах этих элементов присутствует сигнал 1 с инверсного выхода триггера 23, сигналы с выхода трех. стабильного порогового блока 42 через элементы 21 и 22 поступают на управляющие входы привода 16 створок вентиляционного окна 16 и тем самым отрабатываегся рассогласование положения створок вентиляционных окон 5 и 16. Величина зоны нечувствительности трехстабильного порогового блока выбирается в пределах 2 - 5 угловых градусов несовпадения положения створок вентиляционных окон 15 и 16 и необходима для устранения колебаний в следящей системе, возникновение которых возможно вследствие инерционности входящих в нее элементов.Таким образом, в режиме диспетчерского управленииоложение створок вентиляцио ного окна ",5 первого вентиляционного Олока шлюза может изменяться по командам, поступающим от диспетчера, а створки вентиляционного окна 16 второго вентиляционного блока шлюза автоматически устанавливаются в то же положение, цто изстворки окна5 и оба вентиляционных блока шлюза имеют равное аэродинамическое сопротивление.Рассмотрим работу устройства управления шлюзом-регулятором в режиме пропуска транспорта.При наезде поезда на датчик 2 импульсный сигнал 1 через элемент ИЛИ 24 приходит на 5-вход триггера 23 наличия поезда в зоне шлюза, переводя его в единичное состояние, при этом сигналом О, поданным с его инверсного выхода на первые входы элементов 19, 21, 20 и 22, накладывается запрет на отработку приводами 17 и 18 вентиляционных окон 15 и 16 команд диспетчерского управления. Поскольку транспортная дверь 3 находится в закрытом состоянии, сигнал 1 от концевого выключателя 5 подерживает элемент И 27 в открытом состоянии, импульсный сигнал 1, от датчика 2 через элемент ИЛИ 26 и И 27 поступает на 5-вход триггера 29 и переводит его в единичное состояние. Сигналом 1 с выхода триггера 29 открь 1- вается аналоговый ключ 43 и на вход преобразователя напряжения во временной интервал поступает напряжение разбаланса мостовой схемы, образованной резисторным указателем положения створки вентиляционного окна 15 первой двери и резисторами 38 - 40, пропорциональное углу раскрытия створок вентиляционного окна 15. Преобразователь 45 напряжения во временной интервал выдает импульсный сигнал 1, длительность которого пропорциональна величине входного напряжения. Этот импульсный сигнал поступает на третий вход элемента 2 ИИИЛИ 22 и поскольку на его четвертом входе присутствует сигнал 1 с выхода триггера 29, импульсный сигнал проходит через элемент 22 на второй управляющий вход привода 18 створок вентиляционного окна 16, включая его в направлении закрывания окна. Привод находится во включенном состоянии на время существования импульсного сигнала на выходе преобразователя 45 напряжения во временной интервал, при этом аэродинамическое сопротивление вентиляционного окна второй двери шлюза должно быть увеличено в два раза. Появляющийся сигнал рассогласования мостовой схемы, образованной резистор- ными указателями 36 и 37 положения и резисторами 39 и 41 вызывает срабатывание трехстабильного порогового устройства 42, однако сигнал 1 с его первого выхода не проходит через элемент 21 на управляющий вход привода 18 вентиляционного окна 16, поскольку на его инверсном пятом входе присутствует сигнал 1 с выхода три ггер а 29.Рассмотрим, на какое время привод створок вентиляционного окна должен быть включен в направлении закрывания с тем, чтобы увеличить его аэродинамическое сопро 5 го 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тивление в два раза. Данное устройство предназначено для работы с вентиляционными дверями конструкции ДГИ, имеющими при постоянной депрессии линейную зависимость расхода воздуха от угла поворота створки вентиляционного окна(=К а, (1)где Я - расход воздуха через вентиляционное окно;а - угол открытия створок вентиляционного окна;К - коэффициент пропорциональности.Решая уравнение (1) совместно с выражением для аэродинамического сопротивления Я= - ц, находим зависимость аэродинамического сопротивления вентиляционного окна от угла раскрытия створок- (2)йК агде Й - депрессия шлюза-регулятора.Пользуясь уравнением (2), определяем, на какую величину следует изменить положение створок вентиляционного окна с тем, чтобы его аэродинамическое сопротивление увеличилось вдвоеИ2 Р - г( (3)Подставив в уравнение (3) выражение для й (2), получаем 1Таким образом, для увеличения аэроди. намического сопротивления вентиляционного окна вдвое, створки необхолимо закрыть на угол, составляющий 29,3 О от предыдущего угла открывания. Поскольку изменение положения створок Ла пропорционально времени работы привода, это означает, что привод должен отрабатывать в направлении закрывания створок вентиляционного окна н течение времени, величина которого прямо пропорциональна начальному углу открытия створок вентиляционного окна.В предлагаемом устройстве сигналы разбаланса мостовых схем, образованных резисторным указателем 36 положения стьорки вентиляционного окна 15 первой двери и резисторами 38 - 40, а также резисторным указателем 37 положения створки вентиляционного окна 16 второго вентиляционного блока и резисторами 38, 40 и 41, пропорциональны углам открытия створок вентиляционных окон. Г 1 реобразуя величины сигналов разбаланса этих мостовых схем во временной интервал с помощью преобразователя 45 и включая в течение этого временного интервала привод в сторону закрывания вентиляционного окна, тем самым автоматически осуществляется увеличение в лва раза аэродинамического сопротивления50 Форщла изобретения 5того дверного блока шлюза, транспортная дверь которого в данный момент времени не будет открываться для пропуска транспорта. Масштаб преобразования напряжения во временной интервал выбирается, исходя из чувствительности мостовой схемы, быстроходности привода и кинематики передаточного механизма, таким образом, чтобы створка вентиляционного окна в течение этого времени закрылась на угол Ли, составляющий 29,3 О 4 от ее первоначального угла открытия.После окончания импульса с выхода преобразователя 45 напряжения во временной интервал, поданного на второй инверсный элемент И 46, сигнал с выхода триггера 29, поданный на первый вход элемента И 46, проходит на его выход и поступает на второй управляющий вход привода 4 транспортной двери 3, включая его в сторону открывания. Когда транспортная дверь 3 полностью открывается, срабатывает концевой выключатель 6 и сигнал 1 с его выхода поступает на Я-вход триггера 29, производя его сброс, при этом отключается привод 4 транспортной двери 3 и закрывается аналоговый ключ 43.Поезд, пройдя через открытую транспоотную дверь 3, наезжает на путевой датчик 7. Импульсный сигнал 1, пройдя с его выхода через элемент ИЛИ 26 и элемент И 28, поступает на 5-вход триггера 30 и переводит его в единичное состояние. По сигналу 1, поданному с выхода триггера 30 на первый управляющий вход привода 4, производится закрывание транспортной двери 3. Когда транспортная дверь 3 полностью закроется, срабатывает концевой выключатель 5 и сигналом 1 с его выхода триггер 30 переводится в нулевое состояние, отключается привод 4 транспортной двери : 3 и разрешается прохождение сигнала с первого выхода трехстабильного порогового устройства 42 через элемент 2 И-ЗИИЛИ 20 на первый управляющий вход привода 18 створки вентиляционного окна 16. Поскольку в результате рассмотренного ранее режима работы устройства, в положении створок вентиляционных окон 15 и 16 имеется рассогласование на 29,3 О, по сигналу с первогс выхода трехстабильного порогового устройства 42, производится включение привода 18 створок вентиляционного окна 16 и отрабатывается имеющееся рассогласование. По окончании отработки рассогласования створки вентиляционных окон 15 и 6 занимают то же положение, что и до входа поезда в ш,поз.При наезде поезда на путевой датчик 8,импульсный сигнал 1 с его выхода, пройдя через элементы ИЛИ 31, И 20 на 5-вход триггера 34, переводит его в единичное состояние. Сигналом 1 с его выхода открывается аналоговый ключ 44 и преобразователь напряжения во временной интер 5 10 15 20 25 30 35 40 вал 45 выдает импульсный сигнал, который, пройдя через элемент 2 ИИИЛИ 21 на второй управляющий вход привода 17 створок вентиляционного окна 15, включает его в сторону закрывания, По окончании импульса с выхода преобразователя 45 сигнал 1 с выхода триггера 34 проходит через элемент И 47 на второй управляющий вход привода 12 транспортной двери 11, включая его в сторону открывания. Когда транспортная дверь 11 полностью откроется, срабатывает конечный выключатель 14 и сигнал с его выхода поступает на Я-вход триггера 34, производя его сброс, при этом отключается привод 12 транспортной двери 1 и закрываетсяя аналоговый ключ 44.Поезд, пройдя через открытую транспортную дверь 11, наезжает на путевой датчик 9. Импульсный сигнал 1, пройдя с его выхода через элемент ИЛИ 31 и И 33, поступает на 5-вход триггера 35 и переводит его в единичное состояние. По сигналу 1, поданному с выхода триггера 35 на первый управляющий вход привода 12, производится закрывание транспортной двери1. Когда транспортная дверь 11 полностью закрывается, срабатывает концевой выключатель 13 и сигналом 1 с его выхода триггер 35 переводится в нулевое состояние, отключается привод 12 транспортной двери 1 и разрешается прохождение сигнала с второго выхода трехстабильного порогового устройства 42 через элемент 2 И-ЗИИЛИ 9 на первый управляющий вход привода 17 створок вентиляционного окна 15. При этом производится включение привода 17 створок вентиляционного окна 15 и отрабатывается имеющееся рассогласование положения ство. рок вентиляционных окон 15 и 16. По окончании отработки рассогласования створки вентиляционных окон 15 и 16 занимают то же положение, что и до прохождения поезда через шлюз.Пройдя шлюз, поезд наезжает на путевой датчик 10 и сигнал 1 с его выхода, пройдя через элемент ИЛИ 25 на Р-вход триггера 23 наличия поезда в зону шлюза, переводит его в нулевое состояние. После этого устройство работает как в рассмотренном выше режиме диспетчерского управления.Предлагаемое устройство работает аналогично при пропуске транспорта через шлюз в другом направлении. Устройство автоматического управления шлюзом-регулятором, содержащее две транспортные двери с приводами и концевыми выключателями крайних положений, два вентиляционных окна с приводами и резистор- ными указателями положения створок и блок1295004 Составитель М. НазаркииаРедактор Г. Волкова Техрел И. Верее Корректор И.МинскаЗаказ 447/36 Тираж 430 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий1 3035, Москва, Ж - 35, Раугвскаи наб., д. 4,5Производственно-полиграфииеское преапривтие, г. Ужгорол, ул. Проектав. 4 7управления, содержагций датчики наличия поезда, устачовленные попарно по обе стороны каждой двери, а также на входе и выходе шлюза, при этом один из концевых выключателей каждой транспортной двери подключен к Р-входу соответствующего триггера закрывания и к первому входу соответствующего элемента И первого и второго, выходы которых соединены с 5-входом соответствующего триггера открывания, один из датчиков наличия поезда, уста О новленных перед транспортной дверью, и один из датчиков поезда, установленных за транспортной дверью, подключены к первому входу элемента ИЛИ соответственно первого и второго, к вторым входам которых подключены датчики наличия поезда, установленные с внутренней стороны транспортных дверей, а выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены с вторыми входами элементов И соответственно первого и второго и первыми входами эле О ментов И соответственно третьего и четвертого, вторые входы которых подключены к соответствующим другим концевым выключателям каждой транспортной двери, которые также соединены с Я-входами триггеров открывания, выходы третьего и четвер того элементов И подключены к 5-входам триггеров закрывания, выходы которых подключены к входу Закрытие привода транспортной дверью, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности за счет совместного управления транспортными дверьми и створками вентиляционных окон, оно снабжено резисторными датчиками положения створок вентиляционных окон, соединенных по мостовой схеме, трехстабильным пороговым блоком, преобразователем напряжения во временной интервал, аналоговыми ключами, триггером наличия поезда в зоне шлю. за, дополнительными элементами И, ИЛИ, 2 И-ЗИИЛИ и 2 ИИИЛИ, при этом один из датчиков наличия поезда, установленных перед транспортной дверью, соединен с пер О вым входом первого дополнительного элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с одним из датчиков наличия поезда, установленных за транспортной дверью, а выход первого дополнительного элемента ИЛИ соединен с 5-входом триггера наличия поезда в зоне шлюза, другой из датчиков наличия поезда, установленных перед транспортной дверью, подключен к первому входу второго дополнительчого элемента ИЛИ,8 второй вход которого псдключен к другомудатчику наличия поезда, установленному за транспортной дверью. а выход второго дополнительного элемента И соединен с lт-входом триггера наличия поезда в зоне шлюза, выход которого подключен к первым входам элементов 2 И-ЗИИЛИ и 2 И-ЗИ 2 ИЛИ, выходы которых подключены к при водам вентиляционных окон, концевои выключатель закрытого состояния второй транспортной двери подключен к второму входу первого элемента 2 И-ЗИИЛИ, а концевой выключатель закрытого состояния первой транспортной двери соединен с вторым входом второго элемента 2 И-ЗИИЛИ, один из датчиков наличия поезда, установленных за транспортной дверью, подключен к второму входу первого элемента 2 И-ЗИИЛИ, один из датчиков наличия поезда, установленных перед транспортной дверью, соединен с вторы м в ходом второго элемента 2 И-ЗИР 1 Л И, выход одного из триггеров открывания соединен с управляющим входом первого аналогового ключа, к первому входу первого дополнительного элемента И и к третьему входу второго элемента 2 И-ЗИИЛИ и второму входу второго элемента 2 ИИИЛИ, выходы резисторных чатчиков положения створок вентиляционных окон соединены с входами трехстабильного порогового блока и через аналоговые ключи - с входом преобразователя напряжения во временной интервал, выход которого подключен к второму входу первого дополнительного элемента И, к первому входу второго дополнительного элемента И и второму входу первого элемента 2 ИИИЛИ и третьему входу второго элемента 2 ИИИЛИ, первый выход трехстабильного порогового блока соединен с четвертым и пятым входами второго элемента 2 И-ЗИИЛИ, а второй выход - с четвертым входом второго элемента 2 ИИ 2 ИЛИ и третьим входом первого элемента 2 И-ЗИИЛИ, выход второго триггера открывания подключен к управляющему входу второго аналогового ключа, второму входу второго дополнительного элемента И, к третьему входу первого элемента 21 ЛИИЛИ и четвертому входу первого элемента 2 ИЗИР 1 ЛИ, выходы дополнительных элементов И подключены к входам Открывание приводов транспортных дверей, пятый вход первого элемента 2 И-ЗИИЛИ и четвертый вход первого элемента 2 ИИИЛИ соединены с линиями диспетчерского управления.