УСТРОЙСТВО АВАРИЙНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ И СПОСОБ ПОДАЧИ ВИБРАЦИОННОГО АВАРИЙНОГО СИГНАЛА
ALARM APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING A VIBRATION ALARM SIGNAL

Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству аварийной сигнализации для подачи вибрационного аварийного сигнала.
Настоящее изобретение относится также к способу эксплуатации устройства аварийной сигнализации для установки производства основных материалов, при этом анализатор принимает сигналы от сенсоров по линии передачи данных установки производства основных материалов, при этом анализатор анализирует сигналы и проверяет, превышают ли они заданное критическое значение.
Установки производства основных материалов и соответствующие способы контроля известны во многих вариантах осуществления. Эти установки могут, например, представлять собой установки бумажной промышленности, химической или металлургической промышленности. В частности, в металлургической промышленности установками могут быть, например, доменная печь, агломерационная установка, конвертер, ковшовая печь, установка для непрерывной разливки, прокатный стан или фильтровальная установка.
Уровень техники
Существенная часть обслуживания и контроля установок производства основных материалов осуществляется сегодня на постах управления и руководства. На этих постах руководства или управления вся информация установки производства основных материалов или, соответственно, какой-либо части установки производства основных материалов собирается и визуально выдается обслуживающему персоналу. Выдача осуществляется, как правило, через мониторы, пульты обслуживания, табло индикации и тому подобное. В частности, возможно, чтобы в определенном месте были расположены рядом друг с другом несколько мониторов, чтобы обеспечивать обслуживающему персоналу возможность полного обзора. На постах руководства и управления в качестве ответственного персонала часто присутствует только небольшое количество людей, иногда даже только один единственный человек.
В уровне техники выдача аварийных сообщений оператору осуществляется, как правило, визуально через монитор. В принципе, этот метод не проблематичен. Однако требуется, чтобы оператор постоянно сохранял монитор в поле зрения. Если это не так, может случиться, что при визуальном отображении аварийные сообщения будут приняты к сведению только с опозданием или, возможно, даже будут пропущены.
В принципе, можно дополнительно к визуальной выдаче аварийных сообщений через монитор предусмотреть также акустические сигналы, например, аварийный звонок или аварийную сирену. Однако это привело бы к еще большему повышению и так уже часто очень высокого уровня шума. Кроме того, из-за множества возможных аварийных сигналов в результате это привело бы к притуплению чувств оператора.
Альтернативно возможно, чтобы оператор информировался о наличии аварийного состояния другим человеком по телефону. Однако в этом случае требуется активное действие другого человека.
В совершенно других областях - например, у мобильных телефонов - известно, что альтернативно или дополнительно к визуальному и/или акустическому сигналу подается вибрационный сигнал, например, при входящем звонке. Вибрационные сигналы известны и у других объектов, например, в компьютерных играх.
Из DE 10339647A1 известна подача водителю аварийного сигнала в виде вибраций посредством рулевого колеса или сиденья водителя.
Из US9756604B1 известно расположение на столе гаптического актуатора для передачи пользователю сообщений посредством гаптических сигналов. Эти гаптические сигналы передаются как на столешницу, так и на принадлежащие ей ножки стола.
В US 7417530 B1 в покрывало встроены множество вибрационных модулей, чтобы человеку в экстренном случае мог подаваться аварийный сигнал в виде вибраций. В этом варианте осуществления должны монтироваться множество вибрационных модулей, чтобы можно было также гарантировать надежное получение информации данным человеком.
В US 2013342334 A1 показано вибрационное устройство аварийной сигнализации для сиденья водителя.
В WO 2015116835 A1 показан вибрационный блок, который может приводить в вибрацию предмет мебели.
Краткое содержание изобретения
Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы создать возможности, посредством которых можно простым и надежным образом обращать внимание обслуживающего персонала на критические состояния установки производства основных материалов, и устройство эксплуатируется энергоэффективно.
Задача решается с помощью устройства аварийной сигнализации, имеющего первую плиту, которая предназначена для установки предметов, и по меньшей мере один исполнительный механизм для приведения первой плиты в вибрацию, и по меньшей мере одну первую комплектующую деталь для размещения первой плиты на заданном расстоянии над полом. Исполнительный механизм должен по меньшей мере время от времени, при активном состоянии исполнительного механизма, находиться в контакте с первой плитой и быть способен приводить первую плиту в вибрацию. Кроме того, устройство аварийной сигнализации имеет первую комплектующую деталь, которая предназначена для размещения первой плиты на заданном расстоянии над полом. Исполнительный механизм предпочтительно расположен на первой плите так, что исполнительный механизм может приводить первую плиту в вибрацию. Предпочтительно исполнительный механизм расположен на нижней стороне первой плиты и должен быть выполнен так, чтобы он при активации инициировал вибрации, которые могут отчетливо ощущаться человеком. Исполнительный механизм имеет предпочтительно подвижную массу. Эта подвижная масса эксплуатируется в частотном диапазоне от 2 до 2000 Гц, предпочтительно от 2 до 100 Гц, а вес подвижной массы составляет от 20 до 2000 граммов, предпочтительно 20-500 граммов. Вес подвижной массы зависит от материала, размера и конструкции первой плиты. Первая комплектующая деталь представляет собой, например, по меньшей мере одну ножку стола столешницы, стеновую консоль или потолочную консоль, которая крепит столешницу на соответствующей высоте над полом. Высота, на которой должна размещаться первая плита, зависит от того, предусмотрена ли эта столешница для работы стоя или сидя.
В варианте осуществления, в котором первая плита является элементом пола, в качестве комплектующей части предусматривается дистанцирующий элемент. Такой дистанцирующий элемент может быть выполнен, например, в виде демпфера. Первая плита предпочтительно представляет собой столешницу, на которую могут ставиться клавиатура, монитор, книги или аналогичные предметы. Другой возможностью является, когда первая плита представляет собой элемент пола, на котором может размещаться кресло или аналогичные предметы. С помощью первой плиты могут хорошо передаваться вибрации, которые создаются исполнительным механизмом. Исполнительный механизм непосредственно приводит в вибрацию первую плиту, предпочтительно исполнительный механизм расположен непосредственно на первой плите. Тем самым гарантируется, что люди смогут также надежно воспринимать вибрации, независимо от того, в каком месте существует непосредственный или опосредованный контакт с первой плитой. Первая плита выполнена жесткой, то есть не мягкой и мало гибкой, чтобы через плиту была возможна передача ощутимых для человека вибраций. Первая плита предпочтительно выполнена массивной и не имеет полостей внутри плиты. Первая плита позволяет распространяться создаваемым исполнительным механизмом вибрациям. То есть первая плита не является упругим конструктивным элементом, который не может держать предусмотренную форму без дополнительной опорной структуры. Первая плита выполнена предпочтительно так, что оператор какой-либо деталью тела находится в непосредственном контакте с первой плитой, например, когда какая-либо часть руки или какая-либо часть руки или какая-либо часть его ладони непосредственно касаются первой плиты, или какая-либо часть стопы непосредственно касается первой плиты.
Предлагаемый изобретением вариант осуществления предусматривает, что между первой плитой и указанной по меньшей мере первой комплектующей деталью расположен демпфер колебаний. Этот демпфер колебаний служит для того, чтобы на указанную по меньшей мере первую комплектующую деталь передавалась как можно меньшая доля вибраций. Передача вибраций от первой плиты на первую комплектующую деталь минимизируется с помощью демпфера колебаний. Кроме того, с помощью демпфера достигается допущение как можно более свободного колебания первой плиты. С помощью демпфера вибрация первой плиты еще лучше ощутима для оператора. Благодаря демпферу, исполнительный механизм может также выполняться меньше, так как он не должен дополнительно обеспечивать энергию, которая передается в первые комплектующие части.
Преимущество настоящего устройства аварийной сигнализации состоит в том, что вибрация первой плиты вызывает особое внимание оператора. Вибрация сразу заметна, даже в шумном окружении или, когда оператор не смотрит на индикаторы. Так как работа оператора требует большого внимания и является соответственно напряженной, постоянно возможны ситуации, когда оператор, например, встает с кресла или откидывается назад. Но, несмотря на это, по вибрациям первой плиты оператор распознает аварийный сигнал. Предметы на первой плите, такие как, например, клавиатура, ключ или мышь, вследствие вибрации первой плиты приходят в движение. Когда первая плита представляет собой элемент пола, то оператор может ощущать вибрирование независимо от того, стоит он или сидит. В известных в уровне техники вариантах осуществления, когда вибрирует сиденье водителя или рулевое колесо, оператор воспринимает эти вибрации только когда он сидит на сиденье водителя или касается рулевого колеса.
Предпочтительным вариантом осуществления первой плиты является столешница, она может быть частью письменного стола, на которую могут ставиться монитор, клавиатура или аналогичные приборы. Другим вариантом осуществления первой плиты является, когда речь идет о некоторой части пола, на которой, например, стоит рабочее кресло. Причем этот элемент пола может стоять на готовом полу здания. Другой возможностью является, когда пол имеет углубление, в которое может вставляться плита.
Один из предпочтительных вариантов осуществления предусматривает, что исполнительный механизм расположен таким образом, что он может непосредственно приводить в вибрацию первую плиту, предпочтительно исполнительный механизм закреплен непосредственно на первой плите. Исполнительный механизм непосредственно приводит в вибрацию первую плиту, предпочтительно исполнительный механизм расположен непосредственно на первой плите. Тем самым обеспечивается, что энергия исполнительного механизма по возможности полностью используется на приведение в вибрацию первой плиты.
Один из предпочтительных вариантов осуществления предусматривает, что первая комплектующая деталь представляет собой ножку стола, дистанцирующий элемент, стеновую консоль или потолочную консоль.
Ножка стола и стеновая консоль особенно хорошо подходят для размещения первой плиты так, чтобы оператор мог либо сидеть, либо стоять. Возможно также, чтобы первая плита размещалась посредством потолочной консоли. Потолочная консоль крепится к потолку помещения, при этом первая плита размещается на желаемом расстоянии над полом. Дистанцирующий элемент служит, прежде всего, для того, чтобы можно было реализовать вариант осуществления, в котором первая плита представляет собой элемент пола, на известном расстоянии от пола. Если бы плита ложилась всей поверхностью, создание вибрации было бы очень энергозатратным. Такой дистанцирующий элемент может представлять собой, например, демпфер, который предпочтительно имеет соответствующие комплектующие части для размещения демпфера на полу. Этот демпфер обеспечивает возможность как более свободного колебания первой плиты.
Другой предпочтительный вариант осуществления предусматривает, что исполнительный механизм соединен с анализатором, который способен обрабатывать и анализировать сигналы промышленной установки, а также активировать исполнительный механизм при критических значениях сигнала. Анализатор принимает сигналы промышленной установки и может соответственно анализировать их. При критических значениях этот анализатор активирует исполнительный механизм, вследствие чего первая плита приводится в вибрацию.
Одним из особенно предпочтительных вариантов осуществления является, когда устройство аварийной сигнализации имеет вторую плиту. Эта вторая плита, которая предназначена для установки предметов, соединена по меньшей мере с одной второй комплектующей деталью, причем эта вторая комплектующая деталь предназначена для размещения второй плиты над полом. Эта вторая плита разобщена с первой плитой. Этот вариант осуществления особенно подходит тогда, когда первая плита включает в себя только ту часть, на которую опирается оператор промышленной установки, например, часть, на которой лежит клавиатура. При варианте осуществления первой плиты в виде элемента пола целесообразно приводить в вибрацию только ту часть, на которой стоит оператор или на которой размещено кресло. Тогда вторая плита является той частью, на которой, например, стоит монитор, при варианте осуществления вибрирующей столешницы. При варианте осуществления, включающем в себя вибрирующую плиту пола, вторая плита может быть, например, столешницей, на которой стоит монитор. Тогда вторая комплектующая деталь является, например, ножкой стола, которая установлена на столешнице. Вторая плита не должна приводиться в вибрацию. Под «разобщением» в этой связи понимается, что первая плита и вторая плита не соединены непосредственно, без демпфирующего элемента. Обе плиты предпочтительно смонтированы на одинаковой высоте, но находятся на некотором расстоянии друг от друга. Это расстояние в целях безопасности, во избежание опасности травм, может защищаться крышкой или демпфирующим элементом. Этот вариант осуществления имеет то преимущество, что в вибрацию приводится только та часть, на которой пребывает оператор. Таким образом, в случае нескольких операторов могут быть также установлены несколько первых плит, чтобы можно было целенаправленно подавать аварийные сигналы только избранным операторам.
Другая возможность осуществления предусматривает, что между первой плитой и второй плитой установлено защитное устройство. Это защитное устройство должно быть способно предотвращать попадание частей тела в зазор между первой плитой и второй плитой. Другой функцией является, что мелкие посторонние предметы могут попадать в зазор и застревать в нем, что негативно влияет на функционирование устройства аварийной сигнализации. Это защитное устройство может представлять собой крышку для защиты зазора между первой плитой и второй плитой. Это предпочтительно потому, что в противном случае существует опасность травм, когда, например, пальцы, стопы или другие части тела находятся в зазоре и активируется исполнительный механизм. Защитное устройство может быть также демпфирующим элементом, который установлен в зазоре.
Другой предпочтительный вариант осуществления устройства аварийной сигнализации предусматривает, что исполнительный механизм имеет эксцентрическую маховую массу и/или электромагнитную маховую массу и/или преобразователь корпусного шума. Эти исполнительные механизмы особенно хорошо пригодны для передачи вибраций на первую плиту.
Одним из предпочтительных вариантов осуществления устройства аварийной сигнализации является, когда демпфер колебаний имеет жесткость от 10 Н/мм до 2000 Н/мм.
Один из предпочтительных вариантов осуществления предусматривает, что первая плита имеет по меньшей мере два исполнительных механизма. Это имеет то преимущество, что аварийная сигнализация ощутима на поверхности большего размера.
Один из особенно предпочтительных вариантов осуществления предусматривает, что маховая масса исполнительного механизма движется между двумя конечными положениями, и маховая масса, по меньшей мере в одном из двух конечных положений, касается первой плиты. Этот вариант осуществления исполнительного механизма имеет то особое преимущество, что благодаря контакту маховой массы с первой плитой эта плита может особенно хорошо приводится в вибрацию. Кроме того, при касании первой плиты маховой массой дополнительно создается хорошо воспринимаемый шум.
Задача решается также с помощью применения устройства аварийной сигнализации в установке производства основных материалов, в частности, такой как доменная печь, агломерационная установка, конвертер, ковшовая печь, установка для непрерывной разливки, прокатный стан или фильтровальная установка. В такой установке это устройство аварийной сигнализации особенно хорошо пригодно для сообщения о критических состояниях оператору такой установки.
Задача решается с помощью вышеназванного способа таким образом, что при превышении заданного критического значения активируется устройство аварийной сигнализации по одному из пп. 1-11.
Человеческое восприятие движений очень выражено и в любое время активно. То есть внимание оператора обращается устройством аварийной сигнализации для подачи вибрационного аварийного сигнала на особое аварийное состояние даже тогда, когда оно отвлечено на что-либо другое, например, потому что он, непосредственно или по телефону, говорит с другим человеком. Такая вибрация может также ощущаться и сквозь одежду, защитные рукавицы, защитную обувь и тому подобное. Предлагаемый изобретением способ эксплуатации устройства аварийной сигнализации способствует также особенно надежной подаче аварийного сигнала оператору.
Одним из предпочтительных вариантов осуществления является, когда установка производства основных материалов представляет собой доменную печь, агломерационную установку, конвертер, ковшовую печь, установку для непрерывной разливки, прокатный стан или фильтровальную установку. В таких установках имеются особенно много сенсоров, которые контролируют эти установки, и зачастую могут возникать критические состояния, из-за чего особенно важно обеспечивать надежную аварийную сигнализацию во избежание опасности для человека, установки и окружающей среды.
Краткое описание чертежей
Другие преимущества и признаки настоящего изобретения вытекают из последующего описания не ограничивающих примеров осуществления, при этом делается ссылка на следующие фигуры, на которых показано следующее:
фиг.1: схематичное изображение предлагаемого изобретением устройства аварийной сигнализации;
фиг.2: другой вариант осуществления предлагаемого изобретением устройства аварийной сигнализации;
фиг.3: схематичное изображение предлагаемого изобретением устройства аварийной сигнализации, имеющего первую плиту и вторую плиту;
фиг.4: схематичное изображение предлагаемого изобретением устройства аварийной сигнализации, имеющего элемент пола;
фиг.5: другое схематичное изображение предлагаемого изобретением устройства аварийной сигнализации, имеющего элемент пола;
фиг.6: схематичное изображение предлагаемого изобретением устройства аварийной сигнализации, имеющего стеновую консоль;
фиг.7: показано схематичное изображение исполнительного механизма, имеющего маховую массу;
фиг.8: показано другое схематичное изображение предлагаемого изобретением устройства аварийной сигнализации.
Описание вариантов осуществления
На фиг.1 показано схематичное изображение предлагаемого изобретением устройства аварийной сигнализации. Первая плита 5 закреплена на демпфере 2 колебаний, а этот демпфер соединен с первой комплектующей деталью 4. Первая комплектующая деталь 4 на фиг.1 является ножкой стола, которая размещается на полу 10. На первой плите 5 закреплен исполнительный механизм 3, который может приводить в вибрацию первую плиту 5.
На фиг.2 показан другой вариант осуществления предлагаемого изобретением устройства 1 аварийной сигнализации. Показанное на фиг.2 устройство аварийной сигнализации имеет признаки, уже описанные применительно к фиг.1. Между первой плитой и первой комплектующей деталью 4 установлен демпфер 2 колебаний. Этот демпфер 2 колебаний служит для того, чтобы на первую комплектующую деталь 4 и пол 10 передавались как можно меньше вибраций.
На фиг.3 представляется схематичное изображение предлагаемого изобретением устройства 1 аварийной сигнализации, имеющего первую плиту 5, демпфер 2 колебаний, исполнительный механизм 3 и первую комплектующую деталь 4. Кроме того, установлена вторая комплектующая деталь 8 и вторая плита 7. Вторая комплектующая деталь 8 размещается на полу 10. Вторая плита 7 не соединена непосредственно с первой плитой 5. На фиг.3 между первой плитой 5 и второй плитой 7 расположено защитное устройство 12. Это защитное устройство 12 может быть резиновым элементом, который заполняет зазор между первой плитой 5 и второй плитой 7. Другим возможным вариантом осуществления является крышка, которая предотвращает непреднамеренное попадание в зазор частей тела, таких как, например, пальцы. Защитное устройство 12 служит для того, чтобы при активировании исполнительного механизма 3 отсутствовал риск травмирования оператора. Вторая плита 7 не должна испытывать вибрации и предназначена для установки, например, монитора 15, папок с документами и прочих предметов.
На фиг.4 изображен вариант осуществления, включающий в себя элемент пола. Первая плита 5 выполнена в виде элемента пола. На этой первой плите 5 установлен исполнительный механизм 3, и первая плита 5 закреплена на первых комплектующих частях 4, которые размещаются на полу 10. Первая комплектующая деталь 4 может быть также выполнена так, чтобы она имела свойства, демпфирующие колебания, и при этом в первую комплектующую деталь был интегрирован демпфер 2 колебаний. Устройство 1 аварийной сигнализации размещено перед столом 13. На устройстве 1 аварийной сигнализации может размещаться стул 14, или на первой плите 5 стоит оператор.
На фиг.5 изображен другой вариант осуществления устройства 1 аварийной сигнализации, имеющего элемент пола. Первая плита 5 расположена в углублении 16 пола. На первой плите 5 расположены два исполнительного механизма 3. Первая плита 5 имеет демпфер 2 колебаний. На демпфере 2 колебаний закреплена первая комплектующая деталь 4, которая размещается в углублении 16. Первая комплектующая деталь 4 может представлять собой также демпфер колебаний.
На фиг.6 можно видеть вариант осуществления первой комплектующей части 4 в виде стеновой консоли. Конечно, возможно также, чтобы первая комплектующая деталь 4 была выполнена в виде потолочной консоли. При этом потолочная консоль крепится не к стене, а к потолку помещения. Первая комплектующая деталь 4 соединена со стеной 17. Первая плита 5 посредством демпфера 2 колебаний и первой комплектующей части 4 смонтирована на определенной высоте над полом 10. С демпфером 22 колебаний соединена первая плита 5, которая на нижней стороне имеет исполнительный механизм 3. Этот исполнительный механизм 3 имеет электрическое соединение 21, которое принимает сигналы от блока 20 анализатора. Блок 20 анализатора по линии 22 передачи данных принимает сигналы от установки производства основных материалов. Этот блок 20 анализатора, вместе с электрическим соединением 21 и линией 22 передачи данных, разумеется, необходим также для вариантов осуществления фиг.1-5 и 7-8, но на других фигурах он не был изображен. Электрическое соединение 21 может представлять собой как проводное соединение, так и беспроводное соединение. Блок 20 анализатора может принимать и отправлять данные посредством проводного соединения или бескабельного соединения. Блок анализатора может активировать исполнительный механизм либо посредством проводного соединения, либо бескабельного соединения.
На фиг.7 изображен один из вариантов осуществления исполнительного механизма 3. Маховая масса 25 движется из первого конечного положения 26 во второе конечное положение 27. В первом конечном положении 26 маховая масса находится в контакте с первой плитой 5. Этот контакт создает, с одной стороны, отчетливо воспринимаемый шум, а с другой стороны, при этом особенно хорошо приводится в вибрацию первая плита 5.
На фиг.8 показано схематичное изображение предлагаемого изобретением устройства 1 аварийной сигнализации. Этот вариант осуществления отличается от варианта осуществления с фиг.1 или фиг.2 тем, что исполнительный механизм расположен на первой комплектующей части 4, и по меньшей мере время от времени, когда исполнительный механизм находится в эксплуатации, находится в контакте с первой плитой 5.
Хотя изобретение было подробнее проиллюстрировано и описано в деталях на предпочтительных примерах осуществления, изобретение не ограничено раскрытыми примерами, и специалистом могут выводиться отсюда другие варианты без выхода из объема охраны изобретения.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 Устройство аварийной сигнализации
2 Демпфер колебаний
3 Исполнительный механизм
4 Первая комплектующая деталь
5 Первая плита
7 Вторая плита
8 Вторая комплектующая деталь
10 Пол
12 Защитное устройство
13 Стол
14 Стул
15 Монитор
16 Углубление
17 Стена
20 Анализатор
21 Электрическое соединение
22 Линия передачи данных
25 Маховая масса
26 Первое конечное положение
27 Второе конечное положение