Brevet FR2409222A1 — publié le 19790615

L'invention concerne un indicateur de profondeur pour installations d'extraction dans l'industrie minière, avec un système de commutatîtn électronique commandant une indication approximative et une indication précise, auquel sont appliquées les impulsions de sortie d'un indicateur de déplacement angulaire associé à la commande de l'installation d'extraction. Un indicateur de profondeur connu de ce type comprend un moteur pas-à-pas entraîné, à l'intervention d'un système de transmission électronique, par les impulsions d'un générateur accouplé à l'arbre de la machine (11Siemens-Zeitschrift, , 1971, numéro 12, pages 923 à 925). Le moteur pas-à-pas est associé directement a l'indication précise et, par l'intermédiaire d'un réducteur, à l'indication approximative.Tandis que l'indication precise est donnée sur un cadran avec aiguilles tournantes ou sous forme d'indication chiffrée, l'indication approximative est fournie par un tambour sur lequel est tracée une hélice et est visible à travers une fente ménagée dans le recouvrement de la graduation, parallèlement à l'axe du tambour Cet indicateur de profondeur peut, il est vrai, se placer à un endroit quelconque, sépare du lieu d'installation de la machine d'extraction, mais les pièces mécaniques doivent toutefois être surveillées en permanence, car la précision de l'indication diminue avec l'usure croissante de ces pièces. A long terme, un fonctionnement précis de l'indicateur de profondeur n'est donc pas garanti. La possibilité existe en outre que le moteur pas-à-pas "absorbe" des impulsions. L'invention a pour but la construction d'un indicateur de profondeur exemptdlusure et fonctionnant avec une grande précision. Selon l'invention, ce problème est résolu en associant au moins à la graduation pour l'indication approximative des diodes lumineuses pouvant être enclenchées successivement par le système de commutation électronique. En raison du mode de fonctionnement numérique, complètement électronique, de l'indicateur de profondeur, on obtient un enregistrement précis du chemin parcouru par l'équipement d'extraction en en association avec les diodes lumineuses, une indication ana- logique précise. Pour les adapter aux indicateurs de profondeur mécaniques à cadran, encore fréquemment employés, les diodes lumineuses, utilisées pour l'indication approximative, sont disposées, l'une à côté de l'autre,sur un tracé circulaire et d'autres diodes lumineuses adoptées pour l'indication précise sont disposées, l'une à coté de l'autre, sur un autre tracé circulaire concentrique au premier.Dans une forme d'exécution préférée, les diodes lumineuses pour l'indication approximative sont disposées verticalement l'une à c6té de l'autre, tandis qu'il est prévu, pour l'indication précise, une indication chiffrée, numérique. Dans les deux formes d'exécution, on obtient un indicateur de profondeur dont l'indication peut être saisie facilement et que l'on peut installer en un point quelconque, par exemple, dans un pupitre de commande. L'invention sera expliquée ci-dessous de façon plus détaillée en se reportant à des exemples d'exécution représentés dans les dessins annexés. La figure 1 est une vue de face d'un indicateur de profondeur dont l'indication est donnée sur un cadran. Pour l'indication approximative 1, on a disposé sur un tracé circulaire cent quarante diodes lumineuses 2, par exemple, dont cinq servent pour chacune des indications 3, 4 de mise aux molettes. Pour l'indication précise 5, on a installé, sur un autre tracé circulaire concentrique au premier, cent diodes lumineuses 6, par exemple, réparties uni formément l'une à côté de l'autre. Pour l'indication approximative et pour l'indication précise, on emploie, de préférence, des diodes 7 de forte intensité lumineuse à rayonnement jaune, tandis que pour l'indication de mise aux molettes, le rayonnement est rouge. Les diodes lumineuses sont avantageusement enclenchées et déclenehees l'une après l'autre, de sorte qu'on aperçoit sur chacun des tracés un point lumineux mobile. Un tour du point lumineux sur le tracé des indications précises correspond, par exemple, à la périphérie de l'engin moteur. A chaque indication 1, 5, peut être associée une feuille graduée 8 propre, ou on peut prévoir une feuille commune aux deux indications ; ces feuilles sont perforées pour répondre à la disposition des diodes lumineuses et portent des chiffres correspondant à la profondeur respective. Pour caractériser des points d'arrêt prédéterminés, aux différents étages auxquels on doit descendre, il est prévu, sur les feuilles graduées, des repères autoadhsifs 9, magnétiques par exemple. La figure 2 montre une coupe transversale dans l'indicateur de profondeur. Une partie inférieure 10 d'un boîtier reçoit une platine 11 portant les éléments formant le circuit électronique ainsi que les diodes lumineuses 2, 6 et 7. La platine porte en outre une languette de contact 12 en forme de couteau, pour une fiche de prise de courant multipolaire 13 (décalée de 900 par rapport à la figure 1), dont le câble d'alimentation 14 est inséré à travers le fond 16 du bottier par un manchon fileté 15. La platine est fixée à une plaque 20, au moyen de douilles d'écartement 17 et de vis 18 munies d'écrous 19 ; la plaque 20 est immobilisée par des vis 21 contre des cornières 22 disposées dans le boîtier et percée d'un nombre de trous 23 correspondant au nombre et à la disposition des diodes lumineuses.Cette plaque sert avantageusement de gabarit pour l'équipement de la platine avec les diodes lumineuses. Après desserrage des vis 21, la plaque peut être enlevée de la partie inférieure du boîtier avec la platine, comme sous-ensemble. Une platine défectueuse peut ainsi être remplacée rapidement par une nouvelle. La longueur des douilles d'écartement 17 est calcu lée de manière qu'en raison du recouvrement par la plaque, les diodes lumineuses engagées dans les trous 23 apparaissent, en principe, comme des sources lumineuses ponctuelles. La plaque porte en outre une feuille graduée 8, commune à l'indication approximative et à l'indication précise, qui est perforée selon le nombre et la disposition des diodes lumineuses. Un couvercle formé par un encadrement 25 avec un regard 26 sans reflet ferme la face avant du boîtier.Le sous-ensenle forme par la platine,ll- et la plaque 20 ainsi que le couvercle 25, 26 sont avantageusement attaches a une face verticale du boitier' par des charnières 24, a l'autre face verticale, maintenus en position fermee par des vis. Une bague dretancheite 27, en un materiau mastique, est inséree dans l'encadrement 25 pour fermer le boîtier de maniere étanche a la poussier. Les figures 3 et 4 représentent un indicateur de profondeur avec indication approximative verticale, pour une installation d'extraction à deux compartiments. Indépendamment de la structure du boîtier, cet indicateur de profondeur se différencie, en principe, de l'exécution des figures 1 et 2 du fait que pour l'indication approximative, des diodes lumineuses 28 sont disposées verticalement, l'une à côté de l'autre, par paires, tandis que pour l'indication précise, on emploie des unités d'indication numériques 29 avec diodes lumineuses. La disposition par paires des diodes lumineuses 28 empêchent une interruption de l'indication approximative quand une diode d'une paire s'éteint. Une diode 28a, placée au-dessus de chacune des unités indicatrices, indique la position d'affleurement respective de l'équipement d'extraction. Pour chaque compartiment, l'indicateur de profondeur contient une platine 30 équipée des éléments électroniques associés, des diodes lumi neuses et des unités indicRtrices. Chacune des platines 30 est assemblée par des vis, d'une part, avec le fond 31 du boîtier de l'indicateur de profondeur et, d'autrepart, avec un écran 32 percé de découpures pour les unités indicatrices 29 et les diodes lumineuses 28, 28a et qui, pendant l'équipement des platines, sert ainsi de gabarit pour l'alignement des diodes lumineuses, chaque fois avec interposition d'organes d'écartement 33. Apres desserrage de l'écran, on peut remplacer sans délai important une pla -tine défectueuse.La longueur des organes d'écartement est choisie de façon telle que les diodes lumineuses ne ressortent que très peu au-dessus de la surface des écrans 32. Sur la surface de chacun des écrans 32, est fixée une feuille 41 portant une graduation. Pour distinguer les points d'arrêt (étages), il est prévu des repères autoadhésifs 9, de préférence adhérant magnétiquement. Les parois latérales du boîtier sont formées de cornière 34. Sur l'une des parois latérales, est fixé, au moyen de charnières 35, un couvercle se composant d'un encadrement 36 et d'un regard 38, sans reflet, assemblé à celui-ci par l'intermédiaire d'un ruban profilé 37 en un matériau élastique. Pour assurer l'étanchéité du boîtier, il est prévu,.sur la face intérieure de l'encadrement 36, une lan guètte 39 en un matériau élastique qui, quand le couvercle est fermé, est pressée contre le bord des parois laterales. Des butées 42 empêchent une inclinaison du couvercle et un cisaillement de la garniture d'étanchéité 39.Le couvercle est maintenu fermé au moyen de vis 40. Des corps'45, avec des ressorts de contact 44 pour la connexion des canalisations électriques, sont insérés par des ouvertures ménagées dans le fond 31 du boitier. Le boitier pour un indicateur de profondeur destine à une simple installation d'extraction à un seul compartiment peut avoir la même structure avec des dimensions adaptées en conséquence. L'indicateur de profondeur peut être incorporé dans un pupitre de commande, par exemple, avec l'aide de pieces de serrage 45 munies de vis 46. Le système de commutation électronique pour la commande des diodes lumineuses comprend des codeurs statiques qui convertissent en nombres décimaux codés en-binaire les impulsions proportion nielles au chemin parcouru arrivant à l'indicateur. Pour l'indication précise, on prévoit, par exemple, un décodage de "1 sur 100" et, pour l'indication approximative, un décodage de "1 sur 140". La figure 5 montre la structure. d'un système de commutation électronique pour une commande directe d'un indicateur de profondeur à cadran, avec indication par diodes lumineuses. Un indicateur 47 de dép'acement angulaire accouplé au moteur de l'-nstal- lation d'extraction fournit deux séries d'impulsions décalées l'une par rapport a l'autre qui sont appliquées à un étage 48 d'évaluation des impulsions pour la détermination du sens de marche. A chacun des étages d'évaluation, sont raccordés des diviseurs de fréquence 49, 50, pour l'adaptation optimale de l'indication approximative 1 et de l'indication précise 5 de l'indicateur de profondeur, ainsi qu'un étage de synchronisation 51 dont l'entrée est reliée à un interrupteur de synchronisation 52 installé dans le puits.Le rapport de division des diviseurs de fréquence 49, 50 peut se régler au moyen d'un étage 53, 54 prédéterminant une constante de division. La fréquence d'impulsion divisée est appliquée à un compteur avant-arribre 55, 56. La valeur réelle du chemin parcouru correspondant au point d'installation de l'interrupteur de synchronisation 52 est introduite dans une mémoire 57,58 et corrige éventuellement la position ducompteuratteinte au moment de l'émls- sion du signal de synchronisation.La sortie de chacun des compteurs 55, 56 est reliée aux codeurs, pour l'indication approximative 1 et l'indication précise 5, et à une mémoire à rémanence 59, 40 dans laquelle, avant un arrêt de l'installation d'extraction, la position des compteurs est fixée et qui détermine automatiquement leur position au moment du réenclenchement, de sorte que la position de l'équipement d'extraction est à nouveau indiquée correctement par l'indicateur de profondeur. Selon la figure 6, les impulsions pour l'indication approximative 1 et l'indication précise 5 d'un indicateur de profondeur à cadran sont prélevées à un compteur de puits 62 contenu dans un régulateur de vitesse 61. Pour l'indication précise 5, les impulsions de sortie du compteur de puits sont appliquées au système de commutation électronique de l'indicateur de profondeur, tandis que pour l'indication approximative 1, le compteur de puits est suivi d'une additionneuse et d'un organe de calcul 64, Le régulateur de vitesse est étalonné de manière qu'un tour de l'indication préci- se corresponde à une révolution de l'engin moteur. La longueur de la mise aux molettes à indiquer est prédéterminée dans l'additionneuse 63 par un sous-ensemble 65 composé d'organes de réglage numériques.La constante pour l'organe de calcul 64 utilisé comme multiplicateur peut etre réglée au moyen d'un étage d'adaptation 66 contenant un commutateur binaire de sorte que l'indication approsilnative peut entre adaptée a la profondeur respective. Comme au cours de chaque trait, le compteur de puits est synchronisé par un commutateur de puits, un chevauchement ou glissement du cible n'influencent pas l'enregistrement du chemin parcouru. Un dispositf de réglage de l'indicateur de profondeur, qui était courant jusqu'ici dans le cas des indicateurs de profondeur mécaniques et électromécaniques, n'est donc pas nécessaire. Dans le cas d'une coupure de courant ou une panne d'alimentation de l'installation d'extraction, la position du compteur de puits est introduite dans une mémoire A rémanence et réintroduite à nouveau automatiquement dans le compteur après l'enclenchement, de sorte qu'après celui-ci, l'indicateur de profondeur indique la profondeur correcte. Légende des abréviations utilisées dans les dessins LED r light emitting diode = diode émettant de la lumière BCD = binary coded decimal = décimal codé en binaire. REVENDICATIONS 1 Indicateur de profondeur pour installations, d'extraction dans 1 'in- dustrie minière avec un système de commutation électronique commandant I' indication approomative et l'indication précise, auquel sont appliquées les impulsions de sortie d'un indicateur de deplacement angulaire associé à la commande de l'installation d'extraction, caractérisé en ce que des diodes lumineuses (2, 6 7, 28), pouvant être enclenchées successivement par le systeme de commutation électrouique, sont associées au moins à l'échelle de graduation (8) pour l'indication approximative (1). 2, Indicateur de profondeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le systeme de commutation électronique contenant les codeurs statiques est connecté directement à un régulateur de vitesse (61). 3. Indicateur de profondeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'à 11 indicateur (47) de déplacement angulaire, sont raccordés, chacun par l'intermédiaire d'un diviseur de fréquence (49, 50) avec constante de division réglable, des compteurs (55, 56) "en avant en arriere" pour les indications approximative et précise, dont la position peut être corrigée par la valeur réelle du chemin parcouru correspondant au lieu d'installation d'un commutateur de puits (52), et en ce que la sortie des cGmçteurs (55, 56) est reliée au système de commutation électronique contenant les codeurs statiques. 4. Indicateur de profondeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caracterise en ce que les diodes lumineuses (28) pour l'indication approximative sont disposées l'une à côté de l'autre suivant la verticale, tandis qu'il est prévu une indication numérique (29) pour l'indication précise. 5. Indicateur de profondeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les diodes lumineuses (2, 7) employées pour l'indication approximative (1) sont disposées, l'une à côté de l'autre, sur un premier tracé circulaire, et en ce que d'autres diodes lumineuses (6), employées pour l'indication précise (5), sont disposées, l'une à coté de l'autre, sur un second tracé circulaire concentrique au premier, 6.Indicateur de profondeur suivant les revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'une platine (11, 30) portant les diodes lumineuses (2, fi, 7) ou une platine portant les diodes lumineuses (28) r Y compris les indications numériques *(29) et le système de commutation, est logée dans un bottier étanchera lapoussière, fermé par un couvercle vitré (25, 26 et 36, 37, 38), 7.Indicateur de profondeur suivant la revendcation 6, caractérisé en ce que la platine (11, 30) est assemblée au moyen d'organes d'écarter ment (17, 33) avec un écran (20, 32), percé de trous (23) ou de découpures, suivant le nombre et la disposition des diodes lumineuses (2, 6, 7, 28) gabarit pour l'euipement de la platine avec les diodes luraineuses, 8. Indicateur de profondeur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la longueur des organes d'écartement (17, 33) est coordonnée avec les dimensions des diodes lumineuses (2, 6, 7, 28), de manière telle que l'écran (20, 32) imposte un rayonnement lumineux, en principe, ponctuel. 9. Indicateur de profondeur suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'une ou deux feuilles portant une graduation (8, 41), d'une forme rependant à la disposition des diodes lumineuses, sont fixées de manière amovible sur l'écran (20, 32) qui, avec la platine (11, 30), forme un sous-ensemble logé dans le. boîtier. 10. Indicateur de profondeur suivant la revendication 9, caractérisé en ce que des points prédéterminés du parcours, en particulier les points d'arrêt, peuvent être reproduits sur la ou les feuilles (8, 41) portant une graduation, au moyen de repères autoadhesifs (9), de préférence, adhérant magnétiquanent.