Устройство управления вентиляционным шлюзом

п 11878957 ОП ИСАН ИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Соав Советеких Социапистичаюа Республик(43) Опубликовано 07.11.81. Бюллетень41 51) М. КлеЕ 21 Р 1/ Государстееннын комитет СССР по делам изобротеилй н аткрытий45) Дата опубликования описания 07.11,8 72) Авторы изобретения в, И,Е,Мовч нко, Е. Б. Крючко А. Шматков государственного п но-исследовательског угольной промышлен леавтоматизации. Алекса 71) Заявите Донецко онструкторс по автект инс ости отделение ого и науч атизации Гипроуг(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИ ВЕНТИЛЯЦИОННЫМ ШЛЮЗОМ Изобретение относится к устройствам для управления вентиляционными шлюзами с движущегося локомотива на угольных и сланцевых шахтах, использующих в качестве энергии сжатый воздух,Известно пневматическое устройство, содержащее амортизаторы, выполненные в виде эластичных подушек, выходы которых соединены с логической схемой управления, пневмоцилиндр с тремя устойчивыми положениями и механизмом защиты от потери питания 11.Однако известное устройство имеет ограниченные функциональные возможности:не обеспечивает блокировки, при которой открывание одной двери шлюза должно производиться только при закрытой другой с целью предотвращения короткого замыкания вентиляционной струи;не обеспечивает световой и звуковой сигнализации о занятости шлюза и звуковой при открывании или закрывании двери;не обеспечивает световой сигнализации о направлении движения состава в занятом шлюзе;имеет ограниченную скорость проследования состава через шлюз вследствие большой инерционности схемы управления; не осуществляет точныи контроль состояния дверей в овязи с отсутствием на исполнительных устройствах датчиков крайних положений, что значительно ухудшает 5 аэродинамические свойства шлюзового устройства в целом.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство управления вентиляционным шлюзом, содер- О жащее для каждой двери блок управления,включающий шесть логических элементов ИЛИ, четыре триггера, логический элемент НЕ, логический элемент ЗАПРЕТ, три пневмоусилителя, два датчика закрывания 5 двери, два датчика открывания двери, двекнопки местного закрывания двери, две кнопки местного открывания двери, датчик закрытого положения двери, датчик открытого положения двери, два световых ука- О зателя, пневматическую сирену и пневмопривод 2.Это устройство лишено многих функциональных недостатков, присущих вышеупомянутым устройствам, Однако данное уст ройство содержит большое количество датчиков (конечных выключателей ВВили рамочных антенн) открывания и закрывания дверей шлюза, так как локомотив мо 878957жет располагаться как в голове, так и в хвосте состава. В устройстве отсутствуют звуковая предупредительная сигнализация и световая сигнализация о направлении движения состава через шлюз, и поскольку схема построена на элементах релейной электроавтоматики, она имеет низкую надежность работы в тяжелых условиях эксплуатации, Кроме того, устройство имеет ограниченное применение на шахтах, где на вентиляционных горизонтах запрещено применение электрической энергии,Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности и точности управления.Это достигается тем, что блок управления каждой двери снабжен четырьмя логическими элементами ЗАПРЕТ, двумя триггерами, генератором и логическим элементом НЕ и логическим элементом И, выходы которого соединены соответственно с нулевым входом пятого триггера, запрещающим входом второго логического элемента ЗАПРЕТ и через второй логический элемент НЕ - с запрещающими входами третьего и четвертого логических элементов ЗАПРЕТ, при этом вход третьего логического элемента ЗАПРЕТ соединен с выходом второго датчика открывания двери и вторым входом шестого логического элемента ИЛИ, а выход третьего логического элемента ЗАПРЕТ соединен с четвертым входом пятого логического элемента ИЛИ и единичным входом шестого триггера, причем вход второго логического элемента ЗАПРЕТ соединен с выходом шестого логического элемента ИЛИ, а выход второго логического элемента ЗАПРЕТ соединен с единичным входом пятого триггера, выход которого через генератор подключен к второму входу третьей схемы ИЛИ, третий вход которой соединен с одним из выходов четвертой схемы ЗАПРЕТ, второй выход которой соединен с входом третьего пневмоусилителя, а вход четвертой схемы ЗАПРЕТ соединен с выходом второго триггера, при этом выход пятого логическогоэлемента ЗАПРЕТ соединен с нулевым входом третьего триггера и вторым входом четвертого логического элемента ИЛИ, а входы пятого элемента ЗАПРЕТ соединены соответственно с выходом первого логического элемента НЕ и с выходом третьего триггера, причем выходы датчиков закрывания и открывания одной двери соединены соответственно с пятыми входами первого и пятого логических элементов ИЛИ другой двери, а выход датчика закрытого положения одной двери соединен с соответствующим входом логических элементов И другой двери шлюза.На чертеже представлена блок-схемаустройства управления вентиляционным шлюзом, состоящего из левой и правой вентиляционных дверей; 5 10 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 60 65 Для каждой вентиляционной двери шлюза устройство состоит из блока управления 1, включающего шесть логических элементов ИЛИ 2 - 7, четыре триггера 8 - 11, логический элемент НЕ 12, логический элемент ЗАПРЕТ 13 и три пневмоусилителя 14 - 16. Кроме того, устройство содержит два датчика 17 и 18 закрывания двери, два датчика 19 и 20 открывания двери, две кнопки 21 и 22 местного закрывания двери, две кнопки 23 и 24 местного открывания двери, датчик 25 закрытого положения двери, датчик 26 открытого положения двери, два световых указателя 27 и 28, пневматическую сирену (пневмосирену) 29, пневмопривод 30, штоковая полость которого соединена с выходом первого пневмоусилителя 14, а бесштоковая полость - с выходом третьего пневмоусилителя 16, логический элемент И 31, четыре логических элемента ЗАПРЕТ 32 - 35, два триггера 36 и 37, генератор 38 и логический элемент НЕ 39.Устройство работает следующим образом,При кратковременном воздействии с движущегося локомотива задающим устройством на датчик открывания 20, например, левой двери выходной его сигнал поступает в блок управления 1 через третий элемент ЗАПРЕТ 33, пятый элемент ИЛИ 6 на единичный вход второго триггера 9, где сигнал запоминается. Выходной сигнал второго триггера 9 через четвертый элемент ЗАПРЕТ 34 поступает на третий пневмоусилитель 16 и через третий элемент ИЛИ 4 - на второй пневмоусилитель 15.Усиленные по мощности сигналы с выходов пневмоусилителей 15 и 16 поступают соответственно в бесштоковую полость пневмопривода 30 и пневмосирену 29, в результате чего происходит открывание двери, которое сопровождается предупредительным сигналом.Перемещение двери из одного (закрытого) положения в другое (открытое) вызывает изменение состояния датчиков закрытого 25 и открытого 26 положения левой двери шлюза. При достижении дверью крайнего открытого положения выходной сигнал с датчика 26 через второй элемент ИЛИ 3 воздействует на нулевой вход второго триггера 9, возвращая его в нулевое (исходное) состояние, в результате чего бесштоковая полость привода 30 через третий пневмоусилитель 16 сообщается с атмосферой и выключается пневмосирена 29. Одновременно сигнал с датчика 20 открывания двери поступает через третий элемент ЗАПРЕТ 33 на единичный вход шестого триггера 37, где он запоминается, и через первый элемент ЗАПРЕТ 13 поступает на приводы световых указателей 27, сигнализирующих движение состава через шлюз слева направо,После проследования состава через левую дверь задающее устройство, установленное на локомотиве, кратковременно воздействует на датчик 17 закрывания левой двери (открывания правой двери) или датчик 19 открывания правой двери (закрывания левой двери) в зависимости от расположения локомотива в голове или хвосте состава. При этом на датчиках 17 или 19, например на датчике 19, что соответствует расположению локомотива в голове состава, формируется выходной сигнал, который одновременно поступает в блоки управления левой и правой дверей шлюза. В блоке управления 1 левой двери сигнал с датчика 19 поступает через первый логический элемент ИЛИ 2 на единичный вход первого триггера 8, где он запоминается. Выходной сигнал триггера 8 поступает на вход первого пневмоусилителя 14 и через третий элемент ИЛИ 4 - на вход второго пневмоусилителя 15, Усиленные по мощности сигналы с выходов пневмоусилителей 14 и 15 поступают соответственно в штоковую полость пневмопривода 30 и пневмосирену 29, в результате чего происходит закрывание левой двери, которое сопровождается предупредительным звуковым сигналом.В блоке управления 1 правой двери сигнал с датчика 19 поступает через пятый элемент ИЛИ 6 на единичный вход второго триггера 9, где он запоминается и поступает на вход четвертого элемента ЗАПРЕТ 34,В момент закрывания левой двери на вход третьего пневмоусилителя 16 сигнал с выхода четвертого элемента ЗАПРЕТ 34 не поступает, так как на его запрещающем входе находится сигнал, поступивший с выхода второго элемента НЕ 39. Отсутствие сигнала на выходе датчика 25 закрытого положения левой двери, а следовательно, и на выходе элемента И 31 в блоке управления правой двери приводит к снятию сигнала с заппещающего входа второго элемента ЗАПРЕТ 32. Поэтому сигнал с датчика 19 поступает через пятый и шестой элементы ИЛИ 6 и 7 и второй элемент ЗАПРЕТ 32 на единичный вход пятого триггера 36, где запоминается и поступает на вход генератора 32. Периодически повторяющийся сигнал генератора 38 проходит через третий элемент ИЛИ 4 и пневмоусилитель 15, вызавая прерывистый звуковой сигнал на пневмосирене 29, сообщающий об открытом положении левой двери.При достижении левой дверью крайнего закрытого положения выходной сигнал с датчика 25 поступает в блоке управления 1 левой двери на нулевой вход первого триггера 8, возвращая его в нулевое (исходное) состояние, в результате чего штоковая полость пневмоцилиндра (пневмопривода) 30 сообщается с атмосферой. Одновремен 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 бО 65 но сигнал с датчика 25 поступает на вход первого элемента НЕ 12, снимая запрещающий сигнал с пятого элемента ЗАПРЕТ 35. В блоке управления 1 правой двери сигнал с датчика 25 левой двери через элемент И 31 поступает на запрещающий вход второго элемента ЗАПРЕТ 32 и через второй элемент НЕ 39 снимает запрещающие сигналы с элементов ЗАПРЕТ 33, 34. Поступив на нулевой вход пятого триггера 36, сигнал с датчика 25 возвращает триггер в нулевое (исходное) состояние, что приводит к снятию сигнала управления с генератора 38 и отключению пневмосирены 29. Ранее запомнившийся сигнал от датчика 19 в блоке управления 1 правой двери на втором триггере 9 теперь проходит (левая дверь закрыта, на выходе датчика 25 имеется сигнал) через четверть;й элемент ЗАПРЕТ 34 на вход пневмоусилителя 16 и через третий элемент ИЛИ 4 на вход второго пневмоусилителя 15. Усиленные по мощности сигналы с выходов пневмоусилителей 15 и 16 поступают соответственно в бесштоковую полость привода 30 и на пневмосирену 29, в результате чего происходит открывание правой двери, которое сопровождается предупредительным звуковым сигналом.При достижении дверью крайнего открытого положения выходной сигнал с датчика 26 через второй элемент ИЛИ 3 воздействует на нулевой вход второго триггера 9, возвращая его в нулевое состояние (исходное), в результате чего бесштоковая полость привода 30 через пневмоусилитель 16 сообщается с атмосферой и выключается пневмосирена 29.Выходной сигнал с детчика 26 воздействует также на нулевой вход четвертого триггера 11, возвращает его в нулевое состояние, снимая при этом воспрещающий сигнал с первого элемента ЗАПРЕТ 13.После проследования подвижного состава через открытую правую дверь задающее устройство локомотива воздействует на датчик 18 закрывания двери. Выходной сигнал датчика 18 поступает в блоке управления 1 на один из входов первого элемента ИЛИ 2, выходной сигнал которого поступает на единичный вход первого триггера 8, где сигнал запоминается и поступает на вход первого усилителя 14, а через третий элемент ИЛИ 4 - на вход второго пневмоусилителя 15, Усиленные по мощности сигналы с выходов пневмоусилителей 14 и 15 поступают соответственно в штоковую полость пневмопривода 30 и на пневмосирену 29, в результате чего происходит закрывание правой двери шлюза, которое сопровождается предупредительным звуковым сигналом.Одновременно сигнал с датчика 18 закрывания двери поступает на единичный вход третьего триггера 10 блока управления правой двери, где он запоминается, и с выхода триггера 10 поступает в блок управления 1 левой двери через четвертый элемент ИЛИ 5 на нулевой вход шестого триггера 37, возвращая его в нулевое (исходное) состояние, а также на единичный вход четвертого триггера 11, где сигнал запоминается и поступает на запрещающий вход первого элемента ЗАПРЕТ 13. При этом исчезают сигналы управления с приводов световых указателей 27, указывающих направление движения состава через шлюз слева направо.При достижении правой дверью крайнего закрытого положения выходной сигнал с датчика 25 закрытого положения двери поступает во все блоки управления 1 дверьми шлюза.В блоке управления 1 левой двери сигнал с датчика 25 поступает на один из входов элемента И 31, выходной сигнал которого снимает сигнал с запрещающих входов третьего и четвертого элементов ЗАПРЕТ 33 и 34, изменяет состояние триггера 36 и поступает на запрещающий вход второго элемента ЗАПРЕТ 32, что позволяет вновь производить открывание левой двери шлюза.В блоке управления 1 правой двери сигнал с датчика 25 поступает на вход элементов НЕ 12 и на нулевой вход первого триггера 8, возвращая его в нулевое (исходное) состояние, в результате чего штоковая полость пневмопривода 30 сообщается с атмосферой через первый пневмоусилитель 14 и выключается пневмосирена 29.На запрещающем входе пятого элемента ЗАПРЕТ 35 также исчезает сигнал запрета, а ранее запомнившийся сигнал в триггере 10 проходит через пятый элемент ЗАПРЕТ 35 на нулевой вход этого же триггера 10, что приводит к возвращению его в нулевое (исходное) состояние.Процесс проследования через шлюз транспортного средства закончен.При проследовании транспортного средства через шлюз справа налево задающее устройство, установленное на локомотиве, воздействует теперь на датчик 20 открывания правой двери дверей, датчик 17 закры. вания правой двери (открывания левой двери) или датчик 19 открывания левой двери (закрывание правой двери), в зависимости от расположения локомотива в голове или хвосте состава, а также на датчик 18 закрывания левой двери. При этом работа устройства управления шлюзом остается аналогичной, как и при движении транспорта через шлюз слева направо.Если открыта одна из дверей шлюза, например левая дверь, на выходе ее датчика 25 отсутствует выходной сигнал, что приводит к исчезновению сигнала в блоке управления правой двери на выходе элемента И 31, запрещающем входе второго 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 б 5 элемента ЗАПРЕТ 32 и входе элемента НЕ 39.Отсутствие сигнала на входе элемента НЕ 39 приводит к появлению на его выходе сигнала, который поступает на запрещающие вхолы третьего й четвертого элементов ЗАПРЕТ 33 и 34, в результате чего невозможно открывание правой ,ери,В случае подачи сигнала, например, с датчика 20 открывания ппавой двери на вход пятого элемента ИЛИ 6 блока управления 1 его выходной сигнал по цепи, состоящей из следующих элементов: шестой элемент ИЛИ 7, второй элемент ЗАПРЕТ 32, елиничный вхол пятого триггепя 36, генератор 38, третий элемент ИЛИ 4, включает пперывистый сигнал на пневмосирене 29. Если противоположная (лев я) дверь закрылась, сигнал с ее датчика 25 поступает в блоке управления поавой лвери через элемент И 31 на вхол втопого элемента НЕ 39, на заппещающий вход второго элемента ЗАПРЕТ 32 и на нулевой вход пятого триггера 36, возвпащая его в нулевое (исходное) состояние, что приводит к отключению пневмосирены 29.Для прохода людей через шлюз и проведения ремонтных (наладочных) работ необходимо кратковременно возлействовать на одну из кнопок 23 и 24 местного отк 1 ывания и кнопок 21 или 22 местного закрывания левой или правой дверей шлюза, в результате чего происходит открывание или закрывание двери, которое сопповождается предупредительным звуковым сигналом.Внедрение предлагаемого изобретения позволяет повысить безопасность откатки, улучшить условия труда машинистов локомотивов, увеличить поопускную способность, уменьшить капитальные затпяты. Экономический эффект от внелрения ол цого уст 1 ойства управления шлюзом составляет 13,4 тыс. руб. Формула изобретенияУстройство управления вентиляционным шлюзом, солеркащее для каклой лвери блок управления, включающий птесть логических элементов ИЛИ. четьпе тпиггепя, логический элемент НЕ, логический элемент ЗАПРЕТ и три пневмоусилителя, лва датчика закрывания двери, два датчика открывания двери, две кнопки местного закрывания двери, две кнопки местного открывания двери, датчик закоытого поло:кения двери, датчик открытого полокения двери, два световых указателя, пнев латическую сирену и пневмопривод, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью повышсния надежности и точности управления, блок управления каждой двери снабжен четырьмя логическими элементами ЗАПРЕТ, двумя триггерами, генератором и логическим элементом НЕ и логическим элементом И,выходы которого соединены соответственно с нулевым входом пятого триггера, запрещающим входом второго логического элемента ЗАПРЕТ и через второй логический элемент НЕ - с запрещающими входами третьего и четвертого логических элементов ЗАПРЕТ, при этом вход третьего логического элемента ЗАПРЕТ соединен с выходом второго датчика открывания двери и вторым входом шестого логического элемента ИЛИ, а выход третьего логического элемента ЗАПРЕТ соединен с четвертым входом пятого логического элемента ИЛИ и единичным входом шестого триггера, причем вход второго логического элемента ЗАПРЕТ соединен с выходом шестого логического элемента ИЛИ, а выход второго логического элемента ЗАПРЕТ соединен с единичным входом пятого триггера, выход которого через генератор подключен квторому входу третьей схемы ИЛИ, третий вход которой соединен с одним из выходов четвертой схемы ЗАПРЕТ, второй выход которой соединен с входом третьего пневмоусилителя, а вход четвертой схемы ЗАПРЕТ соединен с выходом второго триггера, при этом выход пятого логического элемента ЗАПРЕТ соединен с нулевым входом третьего триггера и вторым входом 5 четвертого логического элемента ИЛИ, авходы пятого элемента ЗАПРЕТ соединены соответственно с выходом первого логического элемента НЕ и с выходом третьего триггера, причем выходы датчиков закры О вания и открывания одной двери соединены соответственно с пятыми входами первого и пятого логического элемента ИЛИ другой двери, а выход датчика закрытого положения одной двери соединен с соответ ствующим входом логических элементов Идругой двери шлюза.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 20446667, кл. Е 21 Г 1/10, 1973.2. Гипроуглеавтоматизация. Дистанционное управление вентиляционными дверьми.Пояснительная записка института. М., 1970 (прототип).25