SU781171A1 - Устройство защиты шахтного подъемника - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к подъемнотранспортным устройствам и может быть использсжано дп  защиты шахтных подъемников от напуска каната, перегрузки, нарушени  нормального режима работы направл ющего органа каната, например .заклинивани  или же износа его подшипнйксю .

Известно устройство защиты шахтных подъемных установок от заклинивани  подъемного сосуда, содержащее датчик концевых нагрузок на канате, установленный под подшипниками копровых фкивов, блоки задани  предельных нагрузок на канате, выходы которых через один из переключателей соединены с первым входом первого блока сравнени , блок выдачи сигнала аварии и останова, вход которого подключен к выходу первого блока сравнени , блок пам ти, сук матор, блок выдачи трафаретных концевых нагрузок на канате и блок синхротгазации, причем вход блока выдачи трафаретных концевых нагрузок на канате соединен с выходом

блока синхронизации, а выход - с первым входом сумматора, вход блока пам ти и первый вход второго блока сравнени  через другой переключатель подключены к выходу датчика концевых нагрузок на канате, выход блока пам ти соединен со вторым входом сумматора, второй вход второго блока сравнени  подключен к выходу сумматора, а выход - ко второму входу первого блока сравнени  flj.

Однако известное устройство не обладает достаточной надежностью защиты подъемных установок.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  устройство защиты шахтного подъемника, содержащее силоизмерительный датчик, смонтированный под подшипником направл ющего органа каната, задатчик массы опускаемой длины каната, выход которого соединен с блоком компенсации, последовательно соединенные блок разделени  сигналов по амплитуде и блок управлени , к выходу кото3 .. 78 рого- подключены аварийные сигнальные блоки и испошмтепьные органы упровлйниЯ предохранительным тормозом подъемника и лсюителем каната f2. .Недостатком указанкого устройства  вл етс  сравнительно невысока  надежность защиты шахтного подъемника от напуска каната, перегрузки из-за вли ни  Механических пульсаций нагрузки на канате и отсутствие защиты от нарушеш  нормального режима работы направлггющего органа каната, что безопасность шахтного подъемника в ©ксплуатвдни . --- .;.Цедь изобретени  повышение нрсти защиты и безопасности работьг подъемника. Указанна  цель достигаетс  тем, что силонзмерительньгй датчик выполнен в виде преобразовател  акустшгеекого сиг нала, вырабатываемого пoдшипннкo л на. правл гошего органа каната в э ектричес™ 1ШЙ сигнал, причем устройство снабжено блоком выделени  ударных нагрузок, уэ лом контрол  наличи  вращени  привода йбдъёМГЖй, соедкненньпч с блоком ynptuiлши , и блоко1м выделени  весового пара м-етра сигнала преобразовател , подключе ным вxoдo f к выходу преобразозатеп  акустического сипшла в электричеС1шй сг1гна1т, а выходом - ко входам блока к(/гпенсаЩ1И и блока выделетга  ударных нагрузок, соединенного выходом с блоком ксыпенсадий Кроме того тем, что блок выделетга  ударных нагрузок выполнен на трансформа торе« И, наконец, тем, что блок управлени  содержит триггеры, узел сброса, логачес кий элемент ИЛИ и логические элементы И, одни из входов которых соединены с выходом узла контрол  наличи  вращаш-т  привода подъемника, аругие - с выходом блока разделени  сигналов по амплит де, а выходы - с одними из входов соответствующих тр перов, выход одного из которых соединен с одним из аварийных сигнальных блоков и из входов эп ментов ИЛИ, а второго с другим вхо дом элемента ИЛИ, соединенного выходсы с исполшттельным органом управлеш предохранитйтьным тормозом подъемника и с друпш аварийньм сигназтьньв бпоком и с исполнительным органок управле а1Ш ловителем каната, np№iSM другие вко ды триггеров соединены с узлом сброса. На чертеже показана функциональна  схема устройства. Устройство защитьг содержит сипйиз ерительный датгнк 1, смонтированный од подшипником направл ющего органа аната, блок 2 выделени  весового параетра сигнала блок 3 выделени , ударных агрузокJ блок 4 компенсашшв вадатчик массы огг/скаемой дпкиы ка -шта; бпок разделe ra:  сигналов по амп,татуш бпок 7 управлени , исполЕктельный орган 8 управпешш предохранительным тормо 3C&f подъеь га1 ка, аварийные сигнальные блоки 9 и 10 и исполюгтепъный орган 11 упрбшпешш ловитепем каната. Силоиемеритепьный датчик 1 выпогенен в виде преобразоватеп  акуст ческого сигнала., вырабатьгоае.ого подтпипником в эпектрнчаский сигнал, HanpHivfep шьезо электрического преобрааоватеп  ускорений колебаний подшипника и соединен с блоком 2 выделени  весового йараметра сигнала преобразовател . . Блок 2 выделени  весового параметра сигнала преобразовател  выполнен на последовательно соединенных полосовом фильтре 12 и детекторе 13 частоты сигнала , генерируемого соударением деталей подшипника и акустыческта каналом св  аи подшипника с силоизмерительным дат 4iffic vi 1, перед фильтром 12 эт-ого блока может быть включён усилитель-, Бпок 3 выделени  ударных нагрузок выпогиен в виде трансформатора, первична  обмотка которого подключена к выходу детектора 13 блока 2 выделени  весо-, вого параметра сигнала преобразовател , а вторична  обмотка соединена со. входол блока 4 компенсаш-ш:, друпши входами блок 4 компенсапаи соединен с выходами детектора 4 и с выходом детектора 13 и еадатчйка 5 массы оп скаемой в ствол длины каната. Выход блока 4 компенсации соединен с блоком 6 разделени  сигналов по амплитуде , выполненнсы в виде первого амплитудного дискриминатора 14 с оИнверсныгС : . выходом и второго амплитудного дискриминатора 15 с выходом, с общим дл  них входом, причем порог пропускаемого сигнала первого дискриминатора 14 Н71же порога второго днскр1минатора 15, Выходы каждого из дискриминаторов 14 и 15 соединешл с блоком 7 управпешг  Блок 7 управлет   на входе выполнен с первым и вторым лсп1ческ1а1И элемен тами И 16 и 17, соединенными соответ ственно с выходами амплитудных д юкриминаторс 14 и 15, Выходы логических элементов И 16 и 17 соединены соотве-рствеино с первым к вторым триггерами 18 и 19, выходы которых подключе1гы на входы логйчес,|сого элек енЬа ИЛИ 50, соедине1таого выходом с исполнитегаыадм органом 8 управпегга  предохранительным тормозом подъемника. Выход триггера |18 соединен с аварийным сигнальным блоком ,9 и с испопш тепьньп- органом управлени  ловителем каната. Аварийный сигнальный блок 9 предназначен дл  .аварийной сигнализации о напуске каната или же заклинивании направл ющего органа каната. Выход триггера 19 соединш с аварийным скгнальньп г блокам 10, который предназначен дл  аварийной сигнализа1ши о перегрузке подъемника или же сверхдопустимомизносе подшипников направл ющего органа каната . К входам элементов И 16 и

17подключен узел 21 контрол  наличи  вращени  привода подъемника. Установочные входы исходного состо ни  триггере®

18и 19,соединены с узлом сброса 22. Принш п работы устройства основан

на TOMj, что величина акустического сиг нала, вырабатываемого подшипником направл ющего органа каната мало зависит от скорости вращени  вала, но существенно мен етс  в зависимости от нагрузки. Чем больше нагрузка на вал, тем сильнее удары в его подшипниках.

Сила соударени  деталей подшипника мен етс  и от степени износа самого подшипника (величины зазоров).

В материале подшипника распростра- ,н ютс  также сигналы, возбуждаемые соударением набегающего каната и шк1та несбалансированностью массы шкива.

В то ке врем  колебательное ускорение микроперемещени  частиц материала подшипника, вызьюаемое соударением деталей подшипника, значительно больше ускорени  из-за иеуравновешенностн направл ющего органа каната и прочих возбуждающих факторов и пр мо пропорционально нагрузке.

Сигналы от соударени  деталей подшипника поступают в материал обоймы подшипника, котора  Явл етс  акустическим каналом св з  и характеризуетс  своей частотной характеристикой. Произведение спектра соударени  деталей подшипника и частотной характеристики канала св зи определ ет спектр сигнала, регистрируемого датчиком.

Зкапке частоть{ сигнала, генерируемого соударением деталей подшипника и акустическим каналом св зи, позвол ет использовать частотную фильтрацию и

детектирование дл  выделет-ш  веселого параметра сигнала, характеризуемого e tплитудой .

Весовой параметр сигнала нодверженг J вли нию механических пульсаций нагрузк, возникающих при переходных режимах работы подъемника, но значительно в меньшей степени из-за выполнени  силоизкгерительного датчика в виде пьезоэлектри50 ческого преобразовател  ускорени  колебаний подшипника.

Это обуслсвлено тем, что выходной сигнал пьезоэлектрического преобразсвател  ускорени  колебаний зависит не топь ко от нагрузки на вал, но и от наличи 

{5 и скорости вращени  вала.

Кроме того, частична  компенсаци  ударных нагрузок в весовом параметре сигнала позвол ет полностью исключить юс вли ние на эффективность и надежность

20 защиты шахтного подъемника.

Измерение скорректированного весового параметра сигнала при наличии вращени  направл ющего органа каната, что обусловлено принципом действи  силоиз25 мерительного датчика, и одновременный контроль наличи  вращени  привода подъемника , позвол ют одним аппаратом осуществить зашит5 от напуска каната, перегрузки , заклинивани  направл ющего ор0 гана каната и сверх допустимого износа : его подшипников.

В исходном состо нии при отсутствии вращени  привода подъемника узел 21 контрол  наличи  вращени  привода выда

5 е-тзапрещающее напр жение О на рабо- . ту логических элементов И 16 и 17. В это врем  на выходе силойзмерительного датчика 1 напр жение также отсутствует. .Поэтому на входе блока 6 разделени  налов по амплитуде присутствует напр жение , не достигающее порогов пропускаемых сигналов амплитудных дискрттминатоpcffl 14 и 15, а с выхода амплитудного дискриминатора 14 с 1тверсным выходом

5 снш таетс  разрешающее напр жение I, которое приложено к первому входу логического элемента И 16, Однако отсутствие разрешайщего напр жени  Т на втором входе логического элемента И 16,

0 не вызывает изменени  выходного напр жени  этого элементу в св зи с чем триггер 18 находитс  в исходном состо - НИИ. На выходе амплитудного дискриминатора 15 с пр мым выходом напр жение

Claims (2)

1. 5 отсутствует. На входах логического элемента И 17 нет разрешающего напр жени , поэтому триггер 19 находитс  в нсходном состо нии, в исходном состо нии аход тс  также аварийные сигнальные блоки 9 и 10, исполнительные органы 8 и 11 управлени  предохранительным тормозом подъемника и ловителем каната, - С началом вращени  привода подъемника обеспечиваетс , начало движени  системы канат - направл ющий орган каната - сосуд. При этом с выхода силоизмерительного датчика 1 начинает поступать сигнал, который проходит через блок 2 выделени  весового параметра сигнала преобразовател  на вход блока 4 компенсации и через блок 3 выделени  ударных нагрузок-также на вход блока 4 кокгаёнсации.Й результате весовой параме сигнала освобождаетс  на заданную величину от амплитудных пульсаций, вызванных действием на сосуд инерционных и ударных сил; изменением массы опускаемой в ствол длины каната. Выходное напр жение блока 4 компенсации поступает на вход блока б разделени  сигналов по амплитуде. При нормальной работе, с началом движени  системы канат-шкив-сосуд, пос тупивший сигнал превышает порог сраба- tbraaHHH только амплитуднох-о дискриминатора 14 с инверсным выходом , Поэтому его выходное напр жение понижаетс  до нул , тем самым выдаетс  запрещение на работу логического элемента И 16. После чего скорость привода подъем ника достигает определенной минимальной величины, сосуд выходит из зоны погрузочно-разгрузочной площадки и узел 21 контрол  наличи  вращени  привода подъемника выдает разрешающее напр жение 1 на вторые входы логических элементе© И 16 и 17. , Однако, выходные напр жени  логичес ких элементов И 16 и 17 изменитс  не могут из-ёа отсутстви  разрешающего напр жени  1 на их первых входах. Остальна  часть схемы при этом находит с  в исходном состо нии. Снижение скорости привода подъемника до остановки вызьшает при определенной минимальной скорости движени  срабатывание узла 2 контрол  наличи  вращени  привода подъе Мника , который выдает запрещающее напр жение О на.вторые входы логичес ких элементсе И и 17. Затем, После прекращени  врашени  направл ющего органа каната, от амплитудного дискриминатора 14 с инверсным выходом поступает разрешающее напр же ние I на первый вход логического элемента И 16. Однако это не может изменить выходное его напр жёние, Taji как на втором входе уже отсутствует разрешающее напр жение 1. При зависании сосуда в период движени , а также при заклинивании направл ющего органа каната и прекращении его вращени , снижаютс  выходные напр жени  силоизмерительного датчика 1 и де-г ектора 13 блока 2 выделени  весового параметра преобраздаател . Блок 3 выделени  ударных нагрузок в совместной своей работе с блоком 4 компенсации фиксирует предельный .параметр сигнала. При этом на выходе блока 4 компенсации напр жение. станет ниже заданного значени  и порога возвращени  амплитудного дискриминатора 14 в исходное состо ние. На выходе амплитудного дискриминатора .14 по витс  напр жение, которое проходит через открытый при этом логический элемент И 16 и перебрасьтает триггер 18 в новое состо ние. Сразу же выходное напр жение триггера 18 проходит через логаческий элемент ИЛИ 20 на вход исполнительного органа 8 управлени  предохранительным тормо .зом подъемника, а также поступает на вход исполнительного органа 11 управлени  ловитела г каната и включает аварийный сигнальный блок 9, Предохранительный тормоз подъемника и ловитель каната срабатывают одновременно , осуществл   аварийную остановку подъемника и предотвраща  опасный напуск каната в ствол. Перевод предохранительного тормоза подъемника, ловител  каната и аварийного сигнального блока в исходное состо ние станет возможным только после ликвидации причин аварии путем включени  узла 22 сброса. При заклинивании сосуда в период движени , а также при сверх допустимом износе подшипников направл ющего органа каната, возрастают выходные напр жени  силоизмерительного датчики 1, блока 2 выделени  весового параметра СИ1 .нала преобразовател , а также блока 4 компенсации. При этом срабатывает амплитудный дискриминатор 15, так как поступивший сигнал превышает порог пропускаемого им сигнала. Выходное напр жение амплитудного дискриминатора 15 проходит через открытый логический элемент И 17 на вход триггера 19 и переводит его в новое состо ние. Выходное напр жение триггера 19 включает .аварийный сигнальный блок 10 и через (логический элемент ИЛИ 20 -т исполнительный орган 8 управпени  предохранительным тормозом подъемника. Подъемни затормаживаетс  предохранительным тор мозом. Перевод устройства в исходное состо  ние производитс  после ликвидации причин аварии с помощью узла 22 сброса. Задатчик массы опускаемой длины каната в устройстве защиты выполн етс  в виде сельсина, кинематически Св занно го с указателем глубины. Блок 4 компенсаиии выполнен в виде схемы алгебраического суммировани  сигналов. Узел 21 контрол  наличи  вращени  привода подъемника выполнен в виде тах генератора, кинематически св занного с исполнительным двигателем. Лбвитель каната смонтир жан.ниже направл ющего органа каната на пути подъема сосуда. Формула изобретени  1. Устройство защиты шахтного подъемника , содержахпее силоизмерительный датчик, смонтированный над подшипником направл ющего органа каната, задатчик массы опускаемого каната, выход которо го соединен с блоком компенсации, последовательно-соединенные блок разделени  сигналов по амплитуде и блок управлени , к выходу которого подключены аварийные сигнальные блоки и исполнител ные органы управлени  предохранительным тормозом подъемника и ловителем каната , отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности защиты и безопасности работы подъемника, силоизмерительный датчик выполнен в виде преобразовател  акустического сигнала, вырабатываемого подшипником направл ющего Органа каната в электрический сипнал , причем устройство снабжено блоком выделени  ударных нагрузок, узлом контрол  наличи  вращени  привода подъемника , соединенным с блоком управлени , и блоком выделени  весового параметра сигнала преобразовател , подключенным входсм к выходу преобразовател  акустического сигнала в электрический сигнал , а выходом - ко входам блока компенсации и блока выделени  ударных нагрузок , соединенного выходом с блоком компенсации. 2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с   тем, что блок выделени  весовогю параметра сигнала преобразовател  выполнен на последовательно соединенных фильтре и детекторе. 3.Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с   тем, что блок выделени  ударных нагрузок выполнен на трансформаторе. 4.Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с   тем, что блок управлени  содержит триггеры, узел сброса, логический элемент ИЛИ и логические элементы И, один из входов которых соединен с выходом узла контрол  на1тичи  вращени  привода подъемника,- другие - с выходом блока разделени  сигналов по амплитуде, а выходы - с одними из входов ссотве- ствующих триггеров, выход одного из которых соединен с одним из аварийных сигнальных блоков и одним из входов элемента ИЛИ, а второго - с другим входом элемента ИЛИ, соединенного выходсйч с исполнительным органом управлени  предохранительным тормозом подъемника , и с другим аварийным сигнальным блоком и с HcnpnHHTenbHbnyf органом управлени  ловител  каната, причем другие входы триггеров соед1гаены с узломсброа . Источники информации, прин тые во в шмaниe при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 528248, кл. В 66 В 5/14, 31.01.75,
2. 2. Авторское свидетельство СССР o 287268, кл. Q О5 q 15/06, 08.05.69 (прототип).