SU875029A1 - Устройство аврийного отключени при обрыве или стопорении цепи конвейера - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО АВАРИЙНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ПРИ ОБРЫВЕ ИЛИ СТОПОРЕНИИ ЦЕПИ КОНВЕЙЕРА

I

Изобретение относитс  к горным машинам и может быть использовано в горнорудной , строительной и подъемно-транспортной отрасл х промышленности, где примен ютс  короткие одноцепные скребковые конвейеры .5

Известно устройство дл  зашиты электродвигател  конвейера погрузочной машины от перегрузки, выполн ющее функции отключени  напр жени  питани  двигател  конвейера . Эта защита примен етс  на серийных погрузочных машинах типа ПНБ-ЭК в и ПНБ-4 и выполн етс  с помощью температурных реле, встроенных в обмотки электродвигател  IJ.

Однако в известном устройстве при пере греве обмоток электродвигател  конвейера свыше допустимой величины контакты теп- ловых реле размыкаютс  и отключают катуш ку промежуточного аварийного реле. В свою очередь контакты аварийного реле обеста: .чивают катушки контакторов «Вперед и «Назад. Как результат, двигатели коивей- ц ера отключаютс  от сети. Указаина  защита выполн ет функции отключени  только при нарушении температурного режима двигателей коивейера вследствие их двигательной технологической перегрузки. Ее быстро ействие определеио временем нагрева обмоток электродвигателей, которое равно нескольКИМ секундам. В погрузочной же машине при стопореиин цепи конвейера в св зи с ее заклиниванием негабаритом породы или задиром скребков в желобе конвейера необходимо выполн ть защитное отключение за врем , равное примерно 0,2-0,3 с. Невыполнение этого требовани  приводит или к опрокидывамию асинхронного двигател  конвейера , что повышает веро тность naiHoro выхода его из стро , или к прогрессироваиию. поломки механической части конвейера.

В св зи с т желым динамическим режимом работы конвейерной цепи в погрузочных машинах (перенос матернала к самой цепи осуществл етс  в результате плоскостного нелинейного тре11и ), не редки случаи обрыва последней.

Следует отметить, что нссвоевремеина  остановка двигател  конвейера при обрыве цепи приводит.к сходу оставшейс  и движущейс  части ее со звездочки, наход щейс  В питателе конвейера, заклиниванию и см тию ее звень ми цепи, к задиру холостой ветвью цепи нижнего щитка конвейера и к динамическим ударным нагрузкам в приводной звездочке конвейера. Как результат, наблюдаетс  прогрессирующий аварийный износ и поломки целых и движущихс  звеньев цепи за точкой обрыва (хвост цепи) и элементов конвейера. Известно устройство аварийного отклонени  при обрыве или стопорении цепи конвейера , содержащее контакторы конвейера и исполнительного органа с элементами их уп; равлени  и блок контрол  обрыва или стопорени  цепи. Известное устройство обеспечивает автоматическое отключение двигател  конвейера при аварийных режимах и контроль времени пуска конвейера 2. Однако в силу построени  структуры и принципиальной схемы и в соответствии с режимом двигател  цепи конвейера погрузочной мащины это устройство не может быть применено дл  аварийного отключени  конвейера горной погрузочной мащины. Область использовани  известного устройства ограничиваетс  длинными забойными или магистральными конвейерами, не имеющими импульсного толчкообразного движени  депи . Это объ сн етс  тем, что в основу построени  схемы прин ты непрерывные аналоговые преобразовани  измерительного /сигнала датчика скорости пр мым контуром с соответствующими формировател ми (тоже аналогового характера) параллельными контурами задержек времени на включение реле при отстройке от пускового режима и на отключение после по влени  аварийного режима на конвейере. Недостатками устройства  вл ютс  также невозможность его применени  на конвейерах погрузочных машин, а следовательно и неэффективность автоматизации аварийного отключени , низкое быстродействие и возможность повреждений механической части машины при выполнении аварийного отключени ; Цель изобретени  - увеличение быстродействи  аварийного отключени  при обрыве или стропорении цепи конвейера горной погрузочной машины. Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство снабжено трем  схемами ИЛИ, двум  схемами И, схемой НЕ, двум  -однови(браторамй , дифференцирующим звеном и дополнительным блоком контрол , установленным параллельно основному, при этом. вь1ходы основного, и дополнительного блоков контрол  подключены ко входам первой схемы ИЛИ, выход которой соединен с первым входом первой схемЫ -И а второй и третий входы первой схемы И соединены с выходом второй схемы ИЛИ соответственно через последовательно соединенные первый одновибратор и схему НЕ и через вторую схему И, второй вход которой соединен с выходом третьей схемы ИЛИ, а первый и второй входы третьей схемы ИЛИ соединены соответственно с выходом второй схемы И и с выходом второй схемы ИЛИ через дифференцирующее звено, причем выход первой схемы И соединен со входом реле через второй одновибратор, а входы второй схемы ИЛИ соединены с выходами контакторов конвейера .. Кроме того, блок контрол  выполнен в виде электронного ключа, и последовательно соединенных датчика контрол  движени  цепи , формировател  измерительного сигнала, формировател  импульсов, схему НЕ, интегратор и пороговый элемент, причем магистральный и управл ющий входы ключа соединены соответственно с выходами интегратора и формировател  импульсов, а выход ключа подключен ко входу «Сброс интегратора . На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - циклограмма работы устройства при обрыве цепи конвейера; на фиг. 3 - схема расположени  датчиков на Погрузочной машине и зоны защитного действи  каждого из них; на фиг. 4 - схема соединени  цепей управлени  контакторов конвейера и исполнительного органа с электронной частью устройства. Устройство состоит из контакторов конвейера и исполнительного органа с элементами их управлени  и объекта 2, включающего двигатель конвейера и сам конвейер . Контроль обрыва или стопорени  цепи осуществл етс  двум  идентичными па- раллельными блоками, каждый из которых содержит магнитоиндукционный датчик 3 контрол  движени  цепи, формирователь 4 измерительного сигнала, формирователь 5 импульсов, схему НЕ 6, интегратор 7, пороговый элемент 8 с заданным порогом срабатывани  и электронный ключ 9. Электронный ключ 9 подсоединен параллельно интегратору 7 и получает управление на переключение от выхода формировател  5 импульсов . (В цел х  сности чтени  блок-схемы на фиг. I второй идентичный блок контрол  обрыва или стопорени  цепи конвейера обозначен цифрой 10). Канал контрол  включени  конвейера содержит схему ИЛИ 11, объедин ющую своими входами оба блока контрол  обрыва или стопорени  цепи, схему ИЛИ 12, котора  получает информацию о пусках «Вперед или «Назад конвейера, дифференцирующее звено 13 схему И 14, соединенные с выходом схемы ИЛИ 12, и схему ИЛИ 15, образующую со схемой И 14 замкнутое кольцо прохождени  логического сигнала. Второй вход схемы ИЛИ 15 соединен с выходом дифференцирующего звена 13. Канал отстройки защиты на врем разгона цепи конвейера содержит последо вательно включенные первый одновибратор 16 и схему НЕ 17. Канал отключени  конвейера и исполнительного органа погрузочной машины включает схему И 18, одновибратор 19 и релейный элемент 20, воздействующий на органы управлени  «Стоп контакторов конвейера и исполнительного органа 1. Схема И 18 на своих входах получает логическую информацию: с выхода схемы ИЛИ 11 о состо нии режима движени  конвейерной цепи, с выхода схемы НЕ 17 о длительности разгона конвейерной цепи, с выхода схемы И 14 об оперативных включени х конвейера. Выходной логический сигнал второй схемы И 18 при наличии обрыва или стопорении цепи формирует управление на отключение как самого конвейера, так и исполнительного органа. Еа фиг. 2 прин ты следующие обозначени  процессов работы устройства, промоделированных в виде сигналов напр жени , в масштабе времени: а, б, в, д, е, и, и к - соответственно на выходах (фиг. 1) формировател  измерительного сигнала 4, формирователи импульсов 5, интегратора 7, схемы ИЛИ 12, дифференцирующего звена 13, схемы И 18 и релейного элемента 20, 4, 7 и 8 - соответственно на первом, втором и третьем входах схемы И 18. Прин ты режимы работы конвейера и устройства: 1 - машина не погружает горную массу, конвейер остановлен и нет аварийных ситуаций; I - оперативный пуск конвейера или в направлении «Вперед или в направлении «Назад ; 111 - нормальный режим работы; IV- обрыв или стопоренне цепи конвейера; V- процесс срабатывани  устройства; VI - режим выдержки времени на отключение контакторов конвейера и исполнительного органа с соответствующей сигнализацией; VII -возврат схемы устройства в исходное состо ние. Временные и амплитудные параметры режимов и процессов на фиг. 2 имеют следующие обозначени : f i - врем  пуска конвейера, tj - врем  выдержки на отключение контакторов конвейера и исполнительного органа, - врем  срабатывани  устройства , ифор - уровень напр жени  формировани  импульсов в формирователе импульсов 5; Unop - уровень напр жени  ерабатывани  порогового элемента 8. Устройство работает в соответствующих режимах следующим образом. Если погрузочна  машина не выполн ет операции погрузки, конвейер стоит и нет аварийных ситуаций, то звень  цепи не проход т над магн тоиндукционным датчиком контрол  движени  цепи 3 и последний не гарантирует импульсный сигнал. Логические сигналы на выходах этих датчиков в каждом блоке равны нулю, а следовательно, равны нулю и сигналы на выходах формировател  4 измерительного сигнала и формировател  5 импульсов. Нулевой сигнал формировател  5 импульсов инвертируетс  схемой НЕ 6, и уже единичный логический сигнал с выхода этой схемы подаетс  на вход интегратора 7. Этот же нулевой сигнал формировател  5 импульсов подаетс  на управл ющий вход электронного ключа 9 и удерживает магистральный вход последнего в разомкнутом состо нии. Интегратор 7 работает в активном режиме интегрировани  единичного логического сигнала. Врем  интегрировани  )сто ни  насыщени  равно величине немного большей времени прохода одного звена цепи конвейера 2 мимо чувствительного элемента магнитоиндукционного датчика 3, если бы цепь находилась в состо нии движени  при номинальной скорости. Оно составл ет 0,12 с. Поэтому при остановленном конвейере 2 с выхода интегратора 7 на вход, порогового элемента 8 поступает максимальный по величине сигнал насыщени , который немного больще заданного порога срабатывани  Unop порогового элемента 8. Пороговый элемент 8 срабатывает и формирует на. своем выходе логическую единицу, котора  повтор етс  на выходе схемы ИЛИ П. Таким образом, оба блока контрол  обрыва или стопорени  цепи доказывают на первом входе второй схемы И 18, что цепь не движетс . Так как конвейер не включен на «Вперед и «Назад, то на входах второчи схемы ИЛИ 12 сигналы равны , на ее выходе тоже логический нуль и соответственно на выходах дифференцирующего звена 13 схемы И 14 и одновибратора 16 нулевой логический сигнал. Здесь нулевой логический сигнал, поступающий в третий вход схемы И 18 показывает, что запуска на движение конвейерной цепи не было. В канале отстройки защиты на врем  разгона (пуска) конвейера 1 одновибратор 16 не включен, на его выходе логический нуль, который инвертируетс  схемой НЕ 17, и последн   подает на второй вход второй схемы И 18 логическую единицу. Как результат, на трех входах схемы И 18 наблюдаетс  несовпадение логических единичных сигналов, и поэтому второй одновибратор 19 и релейный элемент 20 не включены. Аварийное отключение отсутствует. На фиг. 2 описанный выше режим и логические состо ни  сигналов обозначены цифрой 1. При пуске конвейера 2 цепь разгон етс  и на выходе магнитоиндукцнонного датчика 3 генерируютс  импульсные сигналы. Они формируютс  (выпр мл ютс , усиливаютс  и ограничиваютс  по амплитуде) в формирователе 4 измерительного сигнала до станартной величины по мере разгона цепи конвейера 2 и с заданным амплитудным значением порога формировани  ифор в формирователе 5 импульсов преобразуютс  в пр моугольную последовательность импульов . Длительность пр моугольного импульса и длительность паузы между импульсами определены промежутками времени прохода металлического сочленени  звена конвейерной цепи и полой части этого звена по поверхности чувствительного элемента датчика 3. Здесь в моменты паузы контур контрол  движени  цепи работает аналогично в режиме интегрировани . В моменты -импульсов в контуре контрол  движени  цепи единичный сигнал с выхода формировател  5 импульсов, поданный на управл ющий вход электронного ключа 9, замыкает последний по маП|стральному входу. Соедин ютс  выход интегратора 7 с его входом «Сброс через электронный ключ 9 и процесс интегрировани  отсутствует. На выходах пороговых элементов и соответственно схемы ИЛИ 11 по витс  логический нуль. Однако в начальный период пуска конвейера 2 на выходе интегратора 7 интегрируемый сигнал достигает заданного порога срабатывани  Unop порогового элемента 8, а по мере разгона конвейерной цепи до номинальной скорости максимальный сигнал, снимаемый с выхода интегратора 7, становитс  меньше заданного порога срабатывани  Unop порогового элемента 8 (потому, что уменьшаетс  врем  интегрировани  при разгоне цепи конвейера). Поэтому в начальный период движени  конвейерной цепи каналы контрол  ее движени  вырабатывают ложные сигналы на первом входе, схемы И 18. Отстройка от ложных сигналов на врем  пуска осуществл етс  сбросом в нуль сигнала, подаваемого на второй вход второй схемы И 18 с выхода схемы НЕ 17. Здесь в момент пуска конвейера 2 повтор етс  второй схемой ИЛИ 12 сигнал включени  конвейера «Вперед или «Назад, который своим положительным, перепадом на врем  пускового режима t включает первый одновибратор 16, а втора  схема НЕ 17 его инвертирует до логического нул . Устройство обеспечивает индикацию работы конвейера с помощью канала контрол  включени  его. Указанна  индикаци  .осуществл етс  логическим единичным сигналом , подаваемым на третий вход схемы И 18 с выхода схемы И 14. Здесь в дис} ференцйрующеМ звене 13 дифференцируетс  положительный пусковой сигнал в виде аппе периодического импульса, который nocfynaет на второй вход схемы ИЛИ 15 и, проход  через нее, обеспечивает на врем  диф . ференциробани  совпадение логических единиц на обоих входах схемы И 14. Самоподхват схемы И 14 осуществл етс  кольцевым соединением выхода ее с ее же вторым входом через схему ИЛИ 15 по первому входу. Таким образом при разгоне цепи конвейера, даже при присутствии ложного сигнала на первой входе второй схемы И 18, на втором входе ее отсутствует логический единичный сигнал, и поэтому аварийное отключение невозможно. Пусковой режим на циклограмме фиг. 2 обозначен цифрой 11.« В HopMaj bHOM режиме работы конвейера 2, когда цепь движетс  с номинальной скоростью, восстанавливаетс  единичный логический сигнал на втором входе второй схемы И 18, так как одновибратор 16 самоотключаетс , выбрав заданное врем  включени  1, соответствующее пусковым характеристикам двигател  конвейера 2. На.первом входе схемы И 18 будет присутствовать логический нуль. Так как на выходе интегратора 7, интегрируемый в паузах пр моугольной последовательности импульсов, сигнал не достигнет порогового значени  Unop, заданного в пороговом элементе 8. Таким образом, в нормальном режиме работы конвейера 2 отсутствует совпадение единичных логических сигналов на входах схемы И 18, и поэтому авари йное отключение невозможно. На толчкообразный нормальный режим движени  конвейерной цепи предлагаемое устройство в отличии от известного не реагирует , так как фиксируемые процессы определены дискретными преобразовани ми импульсных сигналов. Величина же дискрета преобразовани  подбираетс  уровнем порогового напр жени  с соответствующим запасом , толчкообразного нормального режима движени  конвейерной цепи от аварийного режима стопорени  ее или от толчкообразного ненормального режима, при котором асинхронный двигатель конвейера находитс  на грани опрокидывани . Толчкообразный ненормальный режим прослеживаетс  когда конвейер прот гивает по своему желобу негабаритный кусок погружаемого материала, и этот кусок, переворачива сь или тормоз сь в желобе, создает недопустимые нагрузки, близкие к аварийному режиму как электропривода, так и механической, части конвейера. Нормальный режим работы конвейера и устройство иллюстрирован на циклограмме (фиг. 2) цифрой П. При обрыве или стопорении цепи конвейера (эти режимы дл  работы устройства идентичны, так как в обоих случа х движение цепи прекращаетс ) магнитоиндукционный датчик 3 перестает генерировать информативные импульсы, и поэтому перестают формироватьс  пр моугольные импульсы на выходе формировател  импульсов 5. Начинаетс  непрекращаемый процесс интегрировани  единичного сигнала на выходе интегратора 7. На фиг. 2 указанный режим обозначен цифрой IV. Он  вл етс  началом процесса срабатывани  аварийного отключени  (цифра V на фиг. 2). Окончание срабатывани  аварийного отключени  определено совпадением амплитуды сигналов на выходе интегратора 7 и заданного уровн  напр жени  срабатывани  Unop порогового

элемента 8. Как уже указывалось ранее максимальное врем  срабатывани  защитного отключени  после обрыва или стопорени  цепи равно 0,12 с {Tj 0,l2 с). Это врем  может быть и меньше, если авари  произойдет в момент процесса иитегрировани . В момент срабатывани  защитного отключени  по витс  на выходе порогового элемента 8 логический единичный сигнал, который повторитс  схемой ИЛИ 11, и на всех трех входах схемы И 18 будет совпадение логических единиц. Поэтому на выходе схемы И 18 генерируетс  единичный логический сигнал, привод щий к включению одновибратора 19. Таким образом начинаетс  режим работы устройства по выдержке времени на отключение конвейера и исполнительного органа (режим VI на фиг. 2), сопровождающийс  соответствующей сигнализацией . Одновибратор 19 на врем  выдержки на отключение Tj включит релейный элемент 20. Размыкающие контакты ре11ейного элемента 20, наход щиес  в цеп х управлени  «Стоп контакторов конвейера и исполнительного органа 1, отключают эти контакторы и двигатели конвейера 2 и исполнительного органа останов тс .

При отключении контакторов конвейера I на выходе схемы ИЛИ 12 повторитс  логический нуль, следовательно переброситс  в логический нуль по первому входу схемы И 14 и схема И 18 по третьему входу. Кик результат, на трех входах схемы И 18 Не совпадут сигналы и на ее выходе по витс  логический нуль. Однако одновибратор 19 будет еще включен врем  Т, достаточное с больщим запасом дл  надежного отключени  контакторов конвейера и исполнительного 9ргана 1. Так работает схема устройства в режиме выдержки времени На отключение (режим VI на фиг. 2). По истечении времени т одновибратор 19 и релейный элемент 20 отключалс  и так как вторичного включени  конвейера 2 «Вперед или «Назад после аварийной ситуации мащинистом не производитс , то устройство возвратитс  в исходное состо ние (режим УН на фиг. 2).

Максимальное быстродействие аварийного отключени  устройства состоит из времёни срабатывани  устройства 0,12 с И времени отключени  контактора конвейера и релейного элемента 20, которое не более 0,08 с. В целом полное максимальное быстродействие аварийного отключени  не превышает 0,2 с. Применение известного устройства на погрузочной машине позвол ет получить минимальное неложное отключение за 2 с и максимальное за 6 с. Таким образом, предлагаемое устройство по его быстродействию полностью удовлетвор ет режим аварийного отключени  конвейерной цепи при ее стопорении или обрыве, позвол ет автоматизировать процесс отключени  и исключает возможные аварии и поломки механической части машины после обрыва цепи конвейера.

Схема размещени  датчиков на погрузочной машине и зоны их защитного действи  представлены на фиг. 3. Магнитоиндукционные датчики 3 и 3 устанавливаютс  соответственно у звездочки питател  23 и у приводной звездочки 24 и контролируют движение конвейерной цепи 21. Датчик 3 защищает обрыв в рабочей ветви цепи (зона А), который без применени  устройства приводит к сн тию цепи 21 в звездочке питател  23, а датчик 3 защищает обрыв холостой части цепи 21 (зона Б), который без Применени  устройства приводит к сн тию оборванной и движущейс  частью цепи нижнего щитка 22 и к ударным аварийным нагрузкам от оставщейс  части цепи в приводной звездочке 24. Кроме того, датчик 3 контролирует Допустимый провес холостой ветви конвейерной цепи 21 (т.е. степень нат жени  цепи 21) при нормальной работе конвейера. Если провес холостой ветви цепи 21 будет больще допустимой величины, генерируемый магнитоиидукционным датчиком 3 сигнал уменьщитс  по амплитуде или совсем исчезнет за счет большого воздушного зазора, что дл  схемы устройства эквивалентно защитному отключению.

, На фиг. 4 обозначены размыкающие контакты 25 и 26 релейного элемента 20, выполн ющие функции отключени  контакторов конвейера «Вперед (промежуточное реле контактора К и блок-контакт этого контактора КА), «Назад (промежуточное реле контактора Кг), и контактора исполнительного органа (промежуточное реле контактора К и блок-контакт этого контактора KB)- Sr, кнопки «Стоп Sj и кнопки «Пуск Sj, 84, Ss соответствующих контакторов при ручном управлении машиной. Два входа второй схемы ИЛИ 12 подключены на катушки промежуточных реле Ki и 4 контакторов «Вперед и «Назад конвейера. По этим входам в электронную часть устройства поступает информаци  о соответствующих включени х и выключени х конвейера в обе стороны движени  конвейерной цепи в виде напр жени  питани  .

формула изобретени 

Claims (2)

1. I. Устройство аварийного отключени  при обрыве или стопорении цепи конвейера, содержащее контакторы конвейера и исполнительного органа с элементами их управ-, лени  и блок контрол  обрыва или стопорени  цепи, отличающеес  тем, что, с целью увеличени  быстродействи  аварийного отключени  при обрыве или стопорении цепи конвейера горной погрузочной машины, оно снабжено трем  схемами ИЛИ, двум  схемами И, схемой НЕ, двум  одновибраторами , дифференцирующим звеном и дополнительным блоком контрол , установленным параллельно основному, при этом выходы основного и дополнительного блоков контрол  подключены ко входам первой схемы ИЛИ, выход которой соединен с первым входом первой схемы И, а второй к третий входы первой схемы И соединены с выходом второй схемы ИЛИ соответственно через последовательно соединенные первый одновибратор и схему НЕ и через вторую схему И, второйЪход которой соединен с выходом третьей схемы ИЛИ, а первый и второй входы третьей схемы ИЛИ соединены соответственно с выходом второй схемы И и с выходом второй схемы ИЛИ через дифференцирующее звено, причем выход первой схемы И соединен со входом реле через второй одновибратор, а входы второй схемы ИЛИ соединены с выходами контакторов конвейера.
2. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок контрол  выполнен в виде электронного ключа и последовательно соединенных датчика контрол  движени  цепи, формировател  измерительного сигнала, формировател  импульсов, схему НЕ, интегратор и пороговый элемент, причем магистральный и управл ющий входы ключа соединены соответственно с выходами интегратора и формировател  импульсов, а выход ключа подключен ко входу «Сброс интегратора .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1, Грамм Г. А. и др. Шахтна  погрузочна  машина ПНБ-4. М., «Недра, 1974 с. 65-70.

   2. Ал бьев Н. М. Автоматизаци  производства на угольных шахтах. М., «Недра, с. 50-52.

   f

   ь

   J