УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ПОДЪЕМНОГО СОСУДА В ШАХТНОМ СТВОЛЕ

Полезная модель относится к шахтным и рудничным подъемным установкам, оборудованным двумя подъемными сосудами, и предназначено для контроля скорости, ускорения и пути пройденного подъемным сосудом.
Известно устройство защиты от набегания груженных подъемных сосудов на тяговые канаты [Патент РФ 2104243, В 66 В 5/12, 10.02.1998], содержащее электропневматический предохранительный тормоз, коммутатор, инвертор усилитель, размещенные на подъемных сосудах излучатели, связанные с передатчиками акустических колебаний заданной частоты, которые соединены посредством тягового каната с размещенными в зонах направляющих шкивов приемниками, а также блок обработки информации, содержащий опорный генератор, смеситель колебаний, частотный дискриминатор, дифференциатор, задатчик допустимого замедления, элемент сравнения.
Однако скорость распространения акустических волн по канату будет пропорциональна его плотности. А тяговый канат имеет различную плотность в зависимости от концевой нагрузки. Это приводит к различной скорости распространения волн, что вносит погрешность в работу устройства, влекущую за собой снижение его безопасности и надежности. Установка и эксплуатация же передатчиков колебаний волн непосредственно на подъемных сосудах типа "скип" вызывает технические трудности, связанные с контролем заряда и периодической заменой аккумуляторного устройства. Кроме того, данное устройство защиты не может быть использовано в подъемных установках со шкивами трения и в многоканатных подъемных установках, так как оно из-за особенностей своей конструкции может быть использовано только в подъемных установках с
раздельными ветвями тяговых канатов, а в указанных подъемных установках волны будут накладываться друг на друга. Это сужает область применения устройства.
Указанное устройство позволяет только визуально наблюдать скорость и замедление (ускорение) подъемного сосуда путем снятия сигнала в аналоговом виде, но не позволяет регистрировать и хранить эти данные, что не удовлетворяет современным требованиям к устройствам контроля параметров движения подъемного сосуда в шахтном стволе.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемой полезной модели по совокупности признаков является устройство для защиты от напуска тяговых канатов шахтной подъемной установки [Патент РФ №2161118, В 66 В 5/12, 12.27.00], включающее два волновода, расположенных вдоль подъемного ствола параллельно направлению движения подъемных сосудов. В верхней части подъемного ствола расположены передатчики и приемники колебаний электромагнитных волн, предназначенные для передачи электромагнитных волн по волноводам и приема волн после отражения их от движущихся подъемных сосудов. Между передатчиками и приемниками колебаний электромагнитных волн включены циркуляторы, осуществляющие развязку передаваемых и принимаемых электромагнитных волн. На конце каждого волновода подключена согласованная нагрузка. Выходы приемников колебаний являются входами блока обработки информации, который выполнен из последовательно соединенных смесителей, фильтров, усилителей, дискриминаторов и однопорогового компаратора. Последний подключен так, что сигналы от ветви одного подъемного сосуда всегда являются входными, а сигналы от ветви другого подъемного сосуда являются всегда опорными, относительно которых производится сравнение входных сигналов. Выход компаратора является выходом блока обработки информации, электрически соединенного с предохранительным тормозом привода подъемной установки. При этом
частота электромагнитных волн, отраженных от движущегося подъемного сосуда, отличается от частоты передаваемых электромагнитных волн от передатчиков колебаний на величину доплеровской частоты, пропорциональной скорости движения подъемного сосуда в подъемном стволе.
Указанное устройство позволяет только визуально наблюдать скорость и замедление (ускорение) подъемного сосуда путем снятия сигнала в аналоговом виде, но не позволяет регистрировать и хранить эти данные, что не удовлетворяет современным требованиям к устройствам контроля параметров движения подъемного сосуда в шахтном стволе.
Общими признаками с прототипом является наличие двух волноводов с согласованными нагрузками на их концах, двух передатчиков и приемников колебаний электромагнитных волн, двух циркуляторов и блока обработки информации, содержащего два смесителя, два фильтра, два усилителя и два дискриминатора.
Решаемая полезной моделью задача - обеспечение визуального контроля и регистрации в цифровом виде основных параметров режимов работы подъемной машины.
Технический результат заключается в расширении числа контролируемых параметров режима движения подъемных сосудов в шахтном стволе, в повышении точности и быстродействии их регистрации, в регистрации их в цифровом виде, а также их архивировании и визуальном отображении в реальном масштабе времени, что позволяет повысить надежность и безопасность работы шахтной подъемной установки.
Технический результат достигается тем, что устройство для контроля параметров движения подъемного сосуда в шахтном стволе, содержащее два волновода, расположенных вдоль подъемного ствола параллельно направлению движения подъемных сосудов, два передатчика колебаний волн, два циркулятора, два приемника колебаний волн, выходы которых
подключены соответственно к первому и второму входам блока обработки информации, содержащего два смесителя, первые входы которых являются первыми и вторыми входами блока обработки информации, два фильтра, два усилителя, два дискриминатора, согласно полезной модели, дополнительно снабжено аналого-цифровым преобразователем и ЭВМ, а блок обработки информации дополнительно снабжен двумя интеграторами и двумя дифференциаторами, выходы которых совместно с выходами дискриминаторов, являются выходами блока обработки информации и входами аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с ЭВМ.
Введение в устройство дифференциаторов и интеграторов позволяет дополнительно контролировать ускорение и путь, пройденный подъемными сосудами.
Введение в устройство аналого-цифрового преобразователя и ЭВМ позволяет преобразовать аналоговые сигналы от дискриминаторов, дифференциаторов и интеграторов в цифровой код, организовать визуальное отображение параметров движения подъемных сосудов в реальном масштабе времени, обеспечить хранение информации длительное время.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для контроля параметров движения подъемного сосуда в шахтном стволе
Устройство для контроля параметров движения подъемного сосуда в шахтном стволе фиг.1 подключено к приводу 1 шахтной подъемной установки (фиг.1), соединенному канатами 2 и 3 через направляющие шкивы 4 и 5 с подъемными сосудами 6 и 7. Передатчики колебаний электромагнитных волн 8 и 9, установленные в зоне направляющих шкивов, и приемники колебаний электромагнитных волн 10 и 11 через циркуляторы 12 и 13 связаны с волноводами соответственно 14 и 15, имеющими на концах
согласованные нагрузки 16 и 17. Блок обработки информации 18 выполнен из последовательно соединенных смесителей 19 и 20, фильтров 21 и 22, усилителей 23 и 24, дискриминаторов 25 и 26, дифференциаторов 27 и 28, интеграторов 29 и 30. Выходы блока обработки информации, через аналого-цифровой преобразователь 31, соединен с ЭВМ 32. При этом выходы дискриминаторов, дифференциаторов и интеграторов являются выходами блока обработки информации и входами аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с ЭВМ.
Работы устройства заключается в следующем.
0
д 1
д 2
1
2
д1
д2
При нормальном режиме работы ШПУ, например, как показано на фиг.1 стрелками, порожний сосуд 6 движется по шахтному стволу вниз, а груженый сосуд 7 - вверх. При их движении вдоль волноводов 14, 15 в поле электромагнитных волн, распространяющихся от передатчиков колебаний 8, 9 через циркуляторы 12, 13, частота электромагнитных волн, принятых приемниками колебаний 10, 11, имеет дополнительную составляющую, равную доплеровской частоте. Некоторая часть мощности передатчиков колебаний электромагнитных волн 8, 9 на частоте f поступает на смесители 19, 20 и является опорным сигналом, относительно которых имеет место изменение частот отраженных сигналов. Со смесителей 19, 20 сигналы поступают на фильтры 21, 22, на выходе, которых образуются колебания доплеровской частоты f и f. Далее сигналы подаются на усилители 23, 24 и затем на дискриминаторы 25, 26, выходы которых в виде напряжений U и U, пропорциональных f, f, а значит и скорости движения подъемных сосудов. Выходы дискриминаторов соединены со входами дифференциаторов 27, 28 и интеграторов 29, 30 выходные сигналы которых соответственно будут пропорциональны ускорению (замедлению) и пути пройденному подъемными сосудами. Кроме того, дискриминаторы, дифференциаторы и интеграторы своими выходами через аналого-цифровой
преобразователь 31 соединены с ЭВМ 32 на котором визуально отображаются в реальном режиме времени, а также регистрируются и хранятся основные параметры режимов работы подъемной машины.