Устройство для управления загрузкой сыпучих материалов в железнодорожные полувагоны

(ы)м. кл. В 65 С 67/22 В 65 С 67/06 Государственный квинтет но делан изобретений н втирытнйОпубликовано 23,02.82. Беллетень М 7 Дата опубликования описания 25 .02, 82(5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЗАГРУЗКОЙ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ В ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ ПОПУВАГОНЫ Изобретение относится к средствам загрузки полувагонов железнодорожно го транспорта сыпучими материалами, в частности к средствам контроля и управления технологическими процессами погрузки полезных ископаемых погрузочным оборудованием добычных роторных комплексов повышенной производительности в полувагоны магистрального транспорта непосредственно в забое в процессе экскавации.Наиболее близким к изобретению по своей технической сущности и достигаемому результату является устройство для управления загрузкой сыпучих материалов в железнодорожные полуваго.1 ны, содержащее измеритель интенсивнос. ти потока материала, установленный на загрузочном конвейере и выполненный в виде первичных и вторичного преоб 20 раэователей интенсивности потока, синхронную модель движения потока материала, интегратор с блоком сброса, связанным своим входом с приводом уз" ла коммутации загрузочного бункерадешифратор и цифровой индикатор, подключенные одними иэ входов к выходам интегратора, узел задания дозы, подключенный и входам дешифратора, и командоаппарат, связанный с приводом узла коммутации загрузочного бункераНедостатком известного устройства является наличие погрешностей в определении текущего количества материала в загружаемом полувагоне, связанных с отсутствием информации о количестве материала, накапливаемого в бункере с момента перекрытия узла коммутации.Цель изобретения - повышение точности дозированной загрузки.Цель достигается тем, что устройство снабжено моделью процесса взаимодействия потока с узлом коммутации, преобразователем текущего сечения узла коммутации, выполненным в виде Фазовращателя, блоком индикации коли 90607цества материала в бункере, блокомвычисления разности заданной дозы итекущего знацения количества материала в полувагоне, функциональныи преобразователем разностного сигнала,5блоком управления, приводом узла коммутации, блоком согласования и мнемосхемой, причем выходы измерителя интенсивности потока материала соединены с входами синхронной модели дви вжения потока, выходы ячеек которойподключены к мнемосхеие, а выходсинхронной модели - к одному из входов модели процесса взаимодействияпотока с узлом комиутации, второйвход которой через преобразовательтекущего сечения узла коммутации соединен с узлом коммутации, один извыходов - с одним из входов блока согласования, а второй выход - с одним из входов блока индикации количества материала в бункере, второйвход которого соединен с выходом преобразователя текущего сечения узлакоммутации, выходы перезаписи соединены с соответствующими входами интегратора, входы сброса которого соединены через блок сброса с приводомузла коммутации, а счетный вход - свыходом блока согласования, второйвход которого соединен с выходомсброса блока индикации количества материала в бункере, один из входовблока вычисления разности заданнойдозы и текущего значения количестваматериала в полувагоне подключен квыходу интегратора, второй вход соединен с выходом дешифратора, третий - с выходом секции полного значения задаваемой дозы узла заданияч 40дозы, а выход через функциональныипреобразователь разностного сигналасоединен с одним из входов блока управления приводом узла коммутации,второй вход которого соединен с выходом дешифратора, другой вход которого соединен с выходом секции заданиядозы от задаваемого значения дозыузла задания дозы,Кроие того, модель процесса взаимодействия потока с узлом коммутации содержит два ключа, двухполосный широтно-импульсный модулятор,ключ управления, управляющий модулятором, и компаратор, причем информационные входы ключей и один из входов компаратора соединены с первымвходои модели процесса взаимодействия потока с узлом коммутации, вхо 3 фды управления ключей подключены кпротивофазныи выходам двухполосногоширотно"импульсного модулятора, входкоторого соединен с выходом компаратора через управляющий модуляторомключ, информационный вход которогосоединен с вторым входом модели процесса взаимодействия потока с узломкоммутации, дополнительно соединенным с вторым входом коипаратора, причем выход первого ключа подключен кпервому, а второго - к второму выходам модели процесса взаимодействияпотока с узлом коммутации.Кроме того, блок индикации количества материала в бункере содержитинтегратор с цифровым индикатором,узел импульсных ключей и узел сброса, причем первый вход блока индика-,ции количества материала в бункересоединен со счетным входом интегратора, входы сброса которого соединены с соответствующими выходами узлаимпульсных ключей, индикаторные выходы интегратора подключены к цифровому индикатору, а информационные выходы соединены с соответствующимивходаии узла импульсных ключей, управляющий вход которых через узел сбросаподключен к второму входу блока индикации количества материала в бункере,выходы перезаписи которого соединеныс соответствующими выходами узла импульсных ключей,При этом синхронная модель движения потока выполнена в виде последо"вательного регистра сдвига, основнойвход которого подключен к выходу вторичного преобразователя измерителяинтенсивности потока материала, асдвиговые входы - к выходу первицныхпреобразователей, выходы ячеек последовательного регистра сдвига подключены к соответствующим выходам синхронной модели.На Фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2графическая зависимость изменения производительности блока коммутации,Устройство содержит установленныйна загрузочном конвейере 1 измеритель 2 интенсивности потока материала, состоящий из первичных 3 и вторицного 11 преобразователей интенсивности потока в частотно-импульсныйсигнал, синхронную модель 5 движенияпотока с индикаторами 6 мнемосхемымодель 8 процесса взаимодействия пото.ка с узлом 9 коммутации бункера 10,прохождения в последнем импульсов,включаются сост. етствующие индикаторы 6 мнемосхемы 7. Линейная плотность возбужденных ячеек в синхронноймодели 5 отражает плотность по длине распределения потока материала,движущегося по загрузочному конвейеру и струе, т.е. на участке, находя.щемся между концом конвейера и узлом 9 коммутации потока.Причем скорость перемещения светящихся элементов соответствует скорости движения материала, а количество светящихся элементов - текущемузначению интегрального количестваматериала,С выхода 36 синхронной модели 5сигнал поступает на первый вход 37модели 8 процесса взаимодействия потока с узлом 9 коммутации, а черезключ 26 и блок 13 согласования - насчетный вход 38 интегратора 11. Ин"формация о текущем значении результата интегрирования с индикаторных выходов 39 поступает на цифровой индикатор 15, показывающий количество материала в загружаемом полувагоне.После возрастания текущего значения результата интегрирования интег"ратора 1 ч до велицины, соответстеуючщей доли от полного значения дозы,на выходе дешифратора 16 появляется импульсный сигнал. Этот сигнал по"ступает в блок 2 ч управления приводом 23 узла 9 коммутации, вследствиечего происходит предварительное прикрытие узла 9 коммутации потока, прикотором струя угля еще прямым пото 1ком истекает в загружаемый полувагон(величина проходного сечения затворадля предварительного прикрытия подбирается опытным путем).Одновременно этот сигнал воздействует на управляющий (второй) вход 10блока 17 вычисления разности заданнойдозы (определяемой секцией 20 узла заданил дозы равной грузоподъемностизагружаемого полувагона) и текущего значения количества материала в вагоне.С выхода блока 17 вычисления разности сигнал поступает на функциональный преобразователь 21 разностногосигнала, управляющий блоком 24 управления приводом 23. Привод 23 управляется через блок 2 Й управления преобразователем по законуч,- г (а),где Ч- скорость закрытия узла 9коммутации; 5 90687преобразователь 11 текущего сеченияузла 9 коммутации, блок 12 индикацииколичества материала, накапливаемогов бункере 10, блок 13 согласования,интегратор 16 количества материала взагружаемом полувагоне с цифровым индикатором 15, дешифратор 16, блок 17вычисления разности заданной дозы итекущего значения количества материала в полувагоне, узел 18 задания до оэы с секцией 19 для задания дозы отзадаваемого значения дозы и секцией 20 задания полного задаваемого значения дозы, функциональный преобразователь 21 разностного сигнала, блок 235сброса, привод 23, блок 2 ч управленияприводом, командоаппарат.,25.Модель 8 процесса взаимодействияпотока с узлом 9 коммутации содержитключи 26 и 27 и ключ управления 28, 20двухполосный широтно-импульсный модулятор 29 и компаратор 30,Блок 12 индикации количества материала, накапливаемого в бункере, содержит интегратор 31 с цифровым индикатором 32, узел 33 импульсных клюцей и узел,3 ч сброса.Устройство работает следующим образом.При работе добычного роторного зоэкскаватора поток материала, например угля, проходит по загрузочномуконвейеру 1 через бункер 1 О и узел 9коммутации потока в загружаемый полувагон,При прохождении потока материалачерез первичные преобразователи 3 измерителя 2 интенсивности потока параметры последнего, т.е, измерителяинтенсивности потока, преобразуютсяв соответствующие первичные электрические сигналы, а затем во вторичномузле 4 в сигнал, соответствующий интенсивности потока и имеющий формучастотно-модулированного импульсного 4сигнала. Этот сигнал поступает в синхронную модель 5. Благодаря действиюсинхронной модели 5 сигнал на закрытие узла 9 коммутации приходит с временной задержкой, равной времени прохождения отрезка материала от местаустановки измерителя 2 интенсивностипотока материала до эоны коммутациипотока узлом 9.Синхронная модель. 5 движения пото 55ка выполнена в виде последовательногорепистра, к выходам 35 ячеек которого подключены индикаторы 6. При возбуждении ячеек регистра, в процессей - сигнал, получаемый н выхо"де блока 17 вычисления разНОСТИ,По мере дальнейшего закрытия узла 9 коммутации (фиг. 2) в течениеотрезка времени от точки а до точкиб производительность блока коммутации превышает производительность роторного комплекса, поэтому накопление горной массы в бункерене происходит и вся горная масса по ступает в полувагон, В течение отрезка времени от точки б до точки вчасть горной массы, поступившей сразгрузоцного конвейера, останетсяв бункере, а другая часть (меньшая)поступает о полувагон, так как начиная с точки б сечение узла коммутации уменьшается, следовательно, уменьшается его пропускная способность,Информация об изменении текущегосечения узла коммутации поступает впреобразователь 11 текущего сечения узла коммутации, который преоб"разовывает ее в соответствующий электрицеский сигнал. Этот сигнал поступает на второй вход М 1 модели процессавзаимодействия потока с узлом 9 коммутации, а затем в компаратор 30,сравнивающий этот сигнал с сигналом,поступающим с синхронной модели 5В момент равенства сечения узлакоммутации сецению материала, поступающего через узел коммутации вполувагон, т,е. о момент равенствасигналов, поступающих с синхронноймодели 5 и с преобразователя 11 текущего сечения узла коммутации,сигнал с компаратора 30 снимает запретс управляющего входа 12 ключа 28 ис этого момента он пропускает сигна"лы, идущие только От преобразователя 11, которые управляют двухполосным широтно-импульсным модулятором 29Управляющие импульсы, поступающие на входы 13 и 44 ключей 26 и 27с противогазных выходов широтно-импульсного модулятора 29, находятсяв следующей зависимости:- длительность импульса, управляющего ключом 27;щ- количество горной массы, поступающей церез узел коммутации и загружаемый полувагон; 13 26 33 39 33 46 45 количество горной массы, накапли ваемое в бункере.Исходя из этого ключи 26 и 27 будут находиться в рабочем состоянии в течение времени Т ис,1 соответственно, Это время определяется величиной выходного сигнала модулятора и по мере закрытил узла коммутации 7 будет уменьшаться, а С увелициватьс ся, следовательно, пропускная способность .ключа 26 будет уменьшаться, а ключа 27 - увеличиваться. Таким образом, интегратор 11 будет накапливать все мен,ьшее количество импульсов, поступающих с синхронной модели 5, а интегратор 31, начавший интегрировать с момента поступления импульсов модулятора 29 на управляющий вход ключа 27, будет интегрировать все большее количествоимпульсов, поступающих на его оход ч 5через ключ 27 с синхронной модели 5,Так будет отражаться картина накопления материала в бункере и досыпкадозы в полувагон. Этот процесс будетнаблюдаться до момента равенствануле сигнала, выдаваемого блоком 17вычисления разности,Следовательно, количество материала в загружаемом полувагоне равновеличине задаваемой дозы, определяемой грузоподъемностью полувагона, т.е.загрузка полувагона окончена. Этотмомент соответствует полному закрытию узла коммутации . Сигнал с привода узла коммутации поступает в блок 22сброса, а затем на входы ч 6 сбросаинтегратора 11. Результат интегрирования предыдущего цикла стирается,Так как производительность узлакоммутации будет равна нули (Он нахсдится о закрытом состоянии), в течение времени прохождения межоагонногопромежутка при перемещении вагонов модулятор 29 управляет только ключом 27.Все импульсы, идущие с синхронной модели 5, поступают на вход интегратора 31, к индикаторным выходам 47 которого подсоединен цифровой индикатор 32, отражающий количество материала, накопившееся только в бункере 10.Во время прохождения межоагонного промежутка машинист-оператор секциями 19 и 20 узла 18 задания дозы, т,е. секциями для задания доли от задаваемого значения дозы и полного значения дозы выставляет значение, соответ 1,тоующее грузоподъемности вагона, В9 90 б 873 момент совмещения вертикальной оси узла коммутации потока с передним бортом пустого последующего полувагона машинист-оператор посредством командоаппарата 25 полностью открывает узел 9 коммутации, и вся горная масса, накопившаяся в бункере 10 в период пересмены полувагонов, высыпается в пустой последующий полувагон.Схемно это решается следующим образом,Сигнал с преобразователя 11 текущего сечения узла коммутации в момент полного открытия затвора через узел 34 сброса поступает на управляю щие входы 48 импульсных ключей 33Информация, накопившаяся в интеграторе 31, с информационных выходов 49 поступает на соответствующие входы импульсных ключей 33, с выхода 50 перезаписи которых переписывается в интегратор 14.Поскольку сигналы, поступающие на интегратор 14 с интегратора 31 и ключа 26, в момент перезаписи не коррелированы между собой, то для работоспособности интегратора 14 необходимо использовать блок 13 согласования, который задерживает сигналы, поступающие с ключа 26 и пропусЗО кает их после окончания перезаписи.Сигнал с выхода 51 сброса узла импульсных ключей поступает одновременно на входы 52 сброса интегратора 31 и на второй вход блока 13 согласования.ззТаким образом, в момент окончания перезаписи результат интегрирования в интеграторе 31 стирается и одновременно блок 13 согласования начнет пропускать импульсы, поступающие с синхронной модели 5 черезс ключ 26 на интегратор 14 колицества материала в загружаемом полувагоне. с После чего загрузка полувагона про- д ролжается по описанному технологи- с цескому процессу. Формула изобретения Устройство для управления загрузкой сыпучих материалов в железнодорожные полувагоны, содержащее измеритель интенсивности потока материала, установленный на загрузочном конвейере и выполненный в виде первичных и вторичного преобразователей интенсивности потока, синхронную модель материала, интегратор с блоком сброса, свяанным своим входом с приводом узла коммутации загрузочного бункера, дешифратор и цифровой индикатор, подключенные одними иэ входов к выходам интегратора, узел задания дозы, подключенный к входам дешифратора, и командоаппарат, связанный с приводом узла коммутации бункера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности дозированной загрузки, оно снабжено моделью процесса взаимодействия потока с узлом коммутации, преобразователем текущего сечения узла коммутации, выполненным в виде фазовращателя, блоком индикации количества материала в бункере, блоком вычисления разности дозы и текущего значения количества материала в полувагоне функциональным преобразователем разностного сигнала, блоком управления приводом узла коммутации, блоком согласования и мнемосхемой, прицем выходы измерителя потока материала соединены с входами синхронной модели движения потока, выхбдь ячеек которой подключены к мнемосхеме, а выход синхронной модели - к одному из входов модели процесса взаимодействия потока с узлом коммутации, второй вход которой через преобразователь текущего сечения узла коммутации соединен с узлом коммутации,с одни из блока согласования, а второй выходс одним иэ входов блока индикации количества материала в бункере, второй вход которого соединен с выходом преобразователя текущего сечения узла коммутации, выходы перезаписи оединены с соответствующими входами нтегратора" ,входы сброса которого оединены через блок сброса с привоом узла коммутации, а счетный входвыходом блока согласования, второй ход которого соединен с выходом сброса блока индикации количества ма,териала в бункере, один иэ входов блока вычисления разности заданной дозы и текущего значения количества материала в полувагоне подключен к выходу интегратора, второй вход соединен с выходом дешифратора, третий - с выходом секции полного значения задаваемой дозы узла задания дозы, а выход через функциональный преобразователь разностного сигнала соединен с одним из входов блока уп 11. 90687равления приводом узла коммутации,второй вход которого соединен с выходом дешифратора, другой вход которого соединен с выходом секции заданиядозы от задаваемого значения дозы уз"ла задания дозы,2. Устройство по и, 1, о т л и "ч а ю щ е е с я тем, что модель про"цесса.взаимодействия потока с узломкоммутации содержит два ключа, двух вполюсный широтно-импульсный модулятор,ключ управления, управляющий модулятором, и компаратор причем информационные входы ключей и один из входов компаратора соединен с первым 1 Звходом модели процесса взаимодействия потока с узлом коммутации, входыуправления ключей подключены к противофазным выходам двухполосного ши"ратно-импульсного модулятора, вход вкоторого соединен с выходом компаратора через управляоий модуляторомключ, информационный вход которогосоединен с вторым входом модели процесса взаимодействия потока с узломкоммутации, дополнительно соединенным с вторым входом компаратора, при"чем выход первого ключа подключен кпервому, а второго " к второму выходам модели процесса взаимодействияпотока с узлом коммутации.. 3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок индикации количества материара в бункере содержит интегратор с цифровым 3 12индикатором, узел импульсных ключейи узел сброса, причем пераый вход блока индикации количества материалав бункере соединен со счетным входоминтегратора, входы сброса которогосоединены с соответствующими выходами узла импульсных ключей, индикаторные выходы интегратора подключенык цифровому индикатору, а информационные выходы соединены с соответствующими входами узла импульсных ключей,управляющий вход которых через узелсброса подключен к второму входу блока индикации количества материала вбункере, выходы перезаписи которогосоединены с соответствующими выхода,ми узла импульсных ключей.4. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что синхроннаямодель движения потока выполнена ввиде последовательного регистра сдвига, основной вход которого подклю"чен к выходу вторичного преобразователя измерителя интенсивности потока материала,а сдвиговые входы - квыходу первичных преобразователей,выходы ячеек последовательного регистра сдвига подключены к соответствующим выходам синхронной модели.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке У 2110683/11,кл. 8 65 6 67/60, 08. 10 76 (прототип),но венного комите обретений и отк Раевская н Л, щ г. Ужгород, ытииб. д. 1/56 Дл. Проектная Ллиал П "Патент Составевактоо А. Яанвор Техреваказ 590/25 ТиражВНИИПИ Государстпо делам из11 05 Иосква Мфи ПП С Щом