Устройство для защиты шахтной подъемной установки от напуска подъемных и перегрузки направляющих канатов

(19) 01) 6 В 5/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛЬСТ 6 ТОРСНОМ нический инстн" В.Василь 8)др. Аппаратуции и связи дляНедра, 1983 АЩИТЫ ШАХТНОЙТ НАПУСКАИ НАПРАВЛЯЮШИХ СЛ ГОСУДАРСТВЕККМЙ КОМИТЕТ СССРПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ, И ОТКРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯПОДЪЕМНОЙ УСТАНОВКИПОДЪЕМНЫХ И ПЕРЕГРУЗКАНАТОВ,(57) Изобретение относится к подъем-.но-транспортному машиностроению.Цель изобретения - повышение произ"водительности подъемной установкипутем уменьшения ложных срабатыванийзащиты. Устр"во содержит блоки 1 и 2датчиков усилий в верхнеми нижнемсечениях канатных проводников 18,датчики 3 и 4 направлейий движенияподъемной машины "Вперед" и,"Назад",генератор 5 тактовых импульсов, распределитель 6 импульсов, коммутатор1416425 ды датчиков 3,4, блоков 1,2 датчиковусилий и распределителя 6 подключенык входам коммутатора 7, выходы кото"рого подключены к входам .блоков 12,13 и 15. Выходы БС 13 и 15 непосредственно, а выход блока 12 через блок14 подключены к входам элемента И 16совпадения. При нормальной работемашины "Вперед" сигналы с БС 13-15поступают на элемент 16 совпадения,Изобретение относится к подъемно- транспортному машиностроению и может быть использовано, например, для защиты шахтной подъемной установки от напуска подъемного каната в ствол при заклинивании сосуда в канатных направляющих проводниках, а также от перегрузки направляющих канатов.Цель изобретения - повышение производительности подъемной установки путем уменьшения ложных срабатываний защиты,На фиг. 1 показана блок-схема предложенного устройства; на фиг.2 " 15 структурная схема устройства защиты; на фиг. 3 - расположение датчиков в шахтном стволе; на фиг. 4 - диаграммы работы устройства защиты. 20Устройство защиты содержит блок 1 датчиков усилий в верхнем сечении канатных проводников, блок 2 датчиков усилий в нижнем сечении канатных проводников, датчики 3 и 4 направлении 25 движения подъемной машины соответственно "Вперед" и "Назад", генератор 5 тактовых импульсов, распределитель 6 импульсов, коммутатор 7, первый, второй н третий блоки 8-10 задания уставок, блок 11 задания смещения, блок 12 сложения, первый, второй и третий блоки 13-15 сравнения, эле" мент И 16 совпадения, исполнительный блок 17. Кроме того, устройство содержит канатные проводники 18,подъем-. ные канаты 19, натяжные грузы 2 О, специальную раму 21, направляющую втулку 22, клиновые коуши 23.Блок 1 включает в себя датчики 1.1 " 1 8 по одному на каждый из вось" в результате чего на его выходе естьсигнал, и блок 17 включен, а сигналдля наложения на машину аварийноготормоза отсутствует, Заклиниваниев проводниках 18 подъемного сосудавызывает изменение усилия в проводнике 18, которое воспринимается датчикамиусилия и передаечся в БС 13 15, что вызывает срабатывание защиты. 4 ил. ми канатных проводников 8, установленные вблизи места закрепления этих проводников на поверхности и предназначенные для измерения усилий в верхнем сечении канатов.Блок 2 включает в себя датчики 2.1 - 2.8 по одному на каждый из восьми канатных проводников установленные вблизи от места крепления на" тяжных грузов 20 и предназначенные для измерения усилий в нижнем сечении канатов.Датчик 3 выдает сигнал при движении подъемной машины вперед, а датчик 4 - назад.Блок 7 включает в себя управляемые бесконтактные ключи 7,1 - 7,20 и элементы ИЛИ логического сложения 7.21 " 7.24. Устройство работает следующим образом.При нормальной работе шахтной подъемной установки подъемные сосуды свободно перемещаются в направлщсщих канатных проводниках, при этом напря" жения на выходе датчиков 1,1 " 1.8 соответствуют усилию в канатеС + Чк.ю где С . " вес натяжного груза канатного проводника,"Ч - вес единицы длины канатного проводника;Ь - полная длина канатного прок"водникаа напряжения на выходе датчиков 2,1 - 2.8 соответствуют усилию в канате510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 где Ь, - длина канатного проводника от датчика 2.1 до натяжного груза(О) 20.Генератор 5 формирует тактовые импульсы, которые поступают на тактовую цепь замкнутого распределителя 6. Под воздействием тактовых импульсов генератора 5 на выходах 1-8 распределителя 6 последовательно во вре" мени появляются импульсы. Длитель" ность этих импульсов выбирается такой, чтобы обеспечивалась возможность срабатывания за время существования импульса в аварийном режиме, например, блока 13 сравнения совмеетио с исполнительным блоком 17. Распределитель 6 осуществляет управление работой ключей 7. - 7,16.Ключи 7.1 " 7,8 (фиг.2) открываются последовательно друг эа другом на время двух тактов работы распределителя. Ключи 2, - 2.8 открывают" ся поочередно друг за другом: 2,1, 2,22,8,2.1 и т.д. При поступлении сигнала на начало движения шахтной подъемной машины "Вперед" срабатывает датчик 3 и выдает сигнал на открывание ключей 7.17 и 7,9.Дат" чик 4 движения "Назад" при этом не работает, поэтому ключи 7.18 и 7.20 закрыты. Левый подъемный сосуд начинает перемещаться сверху вниз, а правый наоборот. Напряжение с датчиков 1.1, 1.3, 1.5 и 1.7, пропорциональ" ное Р =, О + оЬк, поочередно подается через ключ 7,17 на вход блока 13 сравнения, сравнивается с напряжением блока 8, пропорциональным усилию Р, =О+ оЬ +ДРр где ЬРр,допустимое превьппейие усилия Р в канатном проводнике, Так как напряже ние на первом входе блока 13,меньше напряжения на втором входе, то на выходе блока 13 имеется сигнал.Напряжение с датчиков 1.2, 1.4, 1,6 и 1.8, пропорциональное Р = О + оЬ, поочередно подается че" рез ключ 7,19 на вход блока 12, где складывается с отрицательным напряжением смещения блока 11, Напряжение блока 9, пропорциональное усилиюиР, = О + Ь- аРр где а 2 допустимое снижение усилия Р, в канатном проводнике, подается на блок 14 также с учетом смещения, Так как. напряжение на первом входе блока 14, поступающее с блока 12, меньше напряжения на втором входе, поступающего с блока 9, то на выходе блока 14 имеется сигнал. На вход блока 15 поступают поочередно друг эа другом напряжения с датчиков 2.1 - 2,8, кото" рые пропорциональны усилию в канатных проводниках Р = О. Так как напряже" ние с выхода блока 10 пропорциональО + Рп, где аРдопустимое превьппение усилия в нижнем сечении канатных проводников, то на выходе блока 15 имеется сигнал.Таким образом, при нормальной работе машины в направлении Вперед сигналы с блоков 13-15 поступают на элемент И 16 совпадения, в результате чего на его выходе есть сигнал, и блок 17 включен, а сигнал для на" ложения на машину аварийного тормоза отсутствует.Аналогично работает устройство при движении подъемной машины в направлении "Назад", с той разницей, что теперь открыты ключи 7.18 и 7.20.При возникновении аварийной ситуа" ции возможны следующие варианты.Предположим, что подъемная машина работает в направлении "Вперед", что соответствует включенному состоянию датчика 3 и выключенному состояниюдатчика 4. При этом левый сосуд движется вниз, а правый вверх, ключи7.17 и 7.19 открыты, а ключи 7.18 и7.20 закрыты, На второй вход блока13 поступает неизменное напряжениес блока 8, пропорциональное допустимому усилию в канатном. проводникеР = О + оЬ +,ЬР= сопв 1, гдеЬР - допустимое превышение усилияПрв канатном проводнике по отношениюкРДопустим, что по каким-либо причинам прохождение опускающегосяподъемного сосуда через канатные проводники стало затруднено. Это привело к возрастанию в их верхнем сечении усилия на канатные проводники,а следовательно, возрастанию выходного напряжения датчиков 11, 1.3,1.5 и 1.7. При открывании. ключа 7.7на блок 13 теперь поступает напряжение, пропорциональное усилию Р=О+ сЬк+ Ягде Яс - вес опус.каемого сосуда, которое при сравнении теперь окажется большим напряжения, поступающего с блока 8. В ре 5 4эультате на выходе блока 13, а следовательно, и 6 сигналы исчезнут( так как РС + 1 х + ЦР,= С + о 1 + ЬР), исполнительныйяр 3блок 17 обесточится, что в итоге приведет к наложению на машину предохра"нительного,тормоза,Теперь допустим, что по каким-либо причинам прохождение поднимающе"гося правого сосуда в канатных провод"никах стало затруднено. Это привелок уменьшению усилия на канатные проводники в их верхнем сечении, а следовательно, уменьшению напряжениядатчиков 1.2, 1.4, 1.6 и 1.7. Кромеэтого, при упоре натяжных грузов 20в раму 21 возрастает усилие на канатные проводники в их нижнем сечении,а следовательно, возрастает напряжение датчиков 2.2, 2,4, 26 и 2.8.При открывании ключа 7.19 на блок12 теперь поступит напряжение, пропорциональное усилию Р, = С + сБ,т,е. меньшее прежнему. Благодаря наличию блока 11 смещения и блока 12сложения напряжение на выходе блока 12 возрастает. В результате напряжение на первом входе блока 14 превысит напряжение на втором его входе,задаваемое блоком 9 с учетом смещения и пропорциональное усилию Р,= С + цЬ - ЬР = сонэк, где 6 Рдопустимое снижение усилия в верхнемсечении канатного проводника по сравнению со значением Р,. Таким образом,при уменьшении напряжения датчиков1.2, 1,4 1.6 и 1.8 срабатывает блок14, что приведет к исчезновению напряжения на его выходе, а следовательно, срабатыванию блока 17 и наложению на машину предохранительного тормоза,1Заклинивание подъемного сосуда в канатных проводниках при движенииснизу вверх приведет к подъему натяжного груза и, наконец, его упору в поперечную раму 21, Это приведет к возрастанию усилия в нижнем сечении канатных проводников Р = С + + Р , ; увеличению выходного напряжения датчиков 2.2, 2.4, 2.6 и 2.8, которое превысит напряжение с блока 1 О, подаваемое на второй блок 15 сравнения, что вызовет срабатывание этого блока (так как Р = С + + РеопРг. - С + Рп = сопвт) и исчезновение у него на выходе нап 16425 40 45 50 55 5 10 15 20 ЗО ряжения, а затем наложение на подъемную машину предохранительного торможения.Предлагаемое устройство позволяет защищать от перегрузки канатные направляющие проводники при заклинивании в них поднимающегося сосуда. Кро" ме того, установка датчиков усилий непосредственно на канатных проводниках позволяет повысить чувствительность устройства защиты при зависании опускающегося или заклинивании поднимающегося сосуда.При нормальной работе подъема (зависание сосудов отсуствует) усилие натяжения канатных проводников постоянно - дополнительные усилия на них не воздействуют, Поэтому любое изменение усилия в канатном проводнике воспринимается датчиком усилия и передается в блоки сравнения что вызывает срабатывание защиты, В известной защите от напуска подъемного каната, основанной на измерении усилия в подъемном канате, в процессе нормальной работы подъемника возникают динамические усилия, поэтому для исключения ложных срабатываний защиты необходимо искуственно снимать чувствительность защиты, что снижает производительность подъема установки. Формула изобретения устройство для защиты шахтной подъемной установки от напуска подъемных и перегрузки направляющих канатов, содержащее датчики усилий, первый второй и третий блоки сравнения, вторые входы которых подключены к выходам первого, второго и третьего блоков задания установки, исполнительный блок, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности подъемной установки путем уменьшения ложных срабатываний защиты, в него введены два датчика направления движения подъемного сосуда, генератор тактовых импульсов, блок задания смещения,распределитель импульсов, коммутатор, блок сложения и элемент совпадения, причем датчики усилий установлены в верхнем и нижнем сечении каждого из направляющих канатов, выходы датчиков соединены с соответствующими входами коммутатора, управляющиевходы которого подключены к соответствующим входам распределителя импульсов и датчиков направления движения подъемного сосуда, при этомпервый выход коммутатора соединен спервьм входом первого блока сравнения, выход которого подключен к первому входу элемента совпадения,второй выход коммутатора подключен кпервому входу блока сложения, к второму входу которого подключен выходблока задания смещения, при этом вы 41625 8ход блока сложения соединен с первым входом второго блока сравнения, выход которого подключен к второму входу элемента совпадения, третий выход коммутатора подключен к первому входу третьего элемента срав" нения, выход которого подключен к третьему входу элемента совпадения, выход которого подключен к входу исполнительного блока, а выход генератора тактовых импульсов подключен к входу распределителя импульсов.1416425 и тавитель В ред М,Хода орректор И.Демчикею ЮЮЕ Редактор М,Келемеш Подпис ахаз 4024/18 рафическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная Производственно-поли ВНИИПИ по 113035, Тираж б 9Государственноголам изобретенийсква, И, Рауш омитета СССРоткрытийая наб., д, 4/5