устройство для защиты шахтной подъемной установки от напуска тяговых канатов

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ШАХТНОЙ ПОДЪЕМНОЙ УСТАНОВКИ ОТ НАПУСКА ТЯГОВЫХ КАНАТОВ, содержащее первый передатчик, соединенный через первый излучатель акустической частоты с первым приемником, выход которого подключен к блоку обработки информации, включающему опорный генератор, подключенный одним выходом к одному входу первого смесителя, другой вход которого является первым входом блока обработки информации, и блок сравнения, выход которого является выходом блока обработки информации, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности защиты двухклетьевой подъемной установки, оно снабжено вторым передатчиком, соединенным через второй излучатель акустической частоты с вторым приемником, выход которого подключен к второму входу блока обработки информации, снабженного вторым смесителем, двумя дискриминаторами и двумя интеграторами, при этом к одному входу второго смесителя подключен другой выход опорного генератора, другой вход которого является вторым входом блока обработки информации, а выход каждого смесителя подключен через последовательно соединенные дискриминатор и интегратор к соответствующему входу блока сравнения, при этом передатчики расположены непосредственно в клетях, а излучатели - на клетях.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к шахтным и рудничным подъемным установкам и может использоваться в автоматизированных системах управления подъемниками для автоматической остановки подъемной машины при зависании сосуда в стволе шахты.

Известно устройство для защиты шахтной, подъемной установки от напуска тяговых канатов (авт. св. N 865763), в котором используются электромагнитные волны (прямые и отраженные), идущие вдоль тягового каната.

Недостатки этого устройства в том, что оно решает свою задачу только для одноконцевых подъемов, и на пути электромагнитных волн в стволе шахты могут встретиться препятствия в виде, например, транспортных коммуникаций отдельных горизонтов, что снижает надежность работы устройства.

Известно также устройство для защиты шахтной подъемной установки, содержащее один излучатель и один приемник акустической частоты, блок обработки информации в виде смесителя и опорного генератора и блока сравнения [1] .

Недостатки этого устройства в том, что оно может быть использовано только для одноконцевых подъемных установок и имеет ограниченную область применения, т. к. датчик путевой скорости сматывания тягового каната должен быть узкоцелевым (например, только для цилиндрических, или только для конических барабанов подъемных машин).

Имеется определенная трудность осуществления взаимосвязи путевого датчика посадочного места подъемного сосуда, размещенного в нижней части ствола, с подвижным блоком формирования информации, размещенным на направляющей рамке подвижного сосуда.

Цель изобретения - повышение надежности и расширение области применения устройства для защиты шахтной подъемной установки от напуска тяговых канатов.

Эта цель достигается тем, что в устройство для защиты шахтной подъемной установки от напуска тяговых канатов, содержащее первый передатчик, соединенный через первый излучатель акустической частоты с первым приемником, выход которого подключен к блоку обработки информации, включающий опорный генератор, подключенный к одному входу первого смесителя, другой вход которого является первым входом блока обработки информации, и блок сравнения, один вход которого является первым выходом блока обработки информации, дополнительно введены второй передатчик, соединенный через второй излучатель акустической частоты с вторым приемником, выход которого подключен к второму входу упомянутого блока обработки информации, снабженного вторым смесителем, двумя дискриминаторами и двумя интеграторами, при этом к одному входу второго смесителя подключается опорный генератор, другой вход которого является вторым входом блока обработки информации, а выход каждого смесителя подключен через последовательно соединенные дискриминатор и интегратор к соответствующему входу блока сравнения, при этом передатчики расположены непосредственно в подъемных сосудах, а излучатели - на подъемных сосудах.

Сущность изобретения состоит в следующем. Если источник акустических колебаний, например ультразвуковых, с частотой электрического сигнала перемещается относительно неподвижного приемника сигналов со скоростью U, то частота f принимаемых сигналов изменяется в зависимости от скорости и направления перемещения источника колебаний относительно неподвижного приемника (эффект Доплера), причем при приближении источника колебаний к приемнику частота колебаний в приемнике увеличивается на (+Fd), а при удалении уменьшается на (-Fd). [Р. Г. Геворкян. Курс общей физики, М. : Высшая школа 1970, с. 113] .

В связи с тем, что подъемные сосуды шахтной подъемной установки, например, при двухконцевом подъеме перемещаются вертикально в противоположных направлениях: один вверх, другой вниз, то и сигналы акустических колебаний, зафиксированные приемниками и зависящие от скорости и направления перемещения сосудов, с размещенными на них передатчиками, различаются по частоте, которые пройдя соответствующие преобразования, сравниваются в блоке сравнения пройденного сосудами пути, и при их несоответствии (что является следствием зависания какого-либо сосуда в стволе и последующим напуском тягового каната) подается команда на аварийную остановку подъемной машины с помощью предохранительного тормоза.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для защиты шахтной подъемной установки от напуска тяговых канатов.

Устройство содержит привод 1 шахтной подъемной установки, подъемные сосуды 2,3, тяговые канаты 4, 5, направляющие шкивы 6, 7, передатчики 8, 9, размещенные в подъемных сосудах, электрически соединенные с излучателями 10, 11 акустических колебаний, соединенные звукопроводами 12, 13, размещенными на тяговых канатах 4, 5 ближе к месту крепления канатов к сосудам, с канатами и имеющие с ними прочный контакт. Посредством металлических тяговых канатов 4, 5 излучатели 10, 11 взаимодействуют с направляющими шкивами 6, 7, которые акустически связаны с приемниками 14, 15 акустических колебаний. Выходы приемников 14, 15 электрически соединены со своими входами блока 16 обработки информации, который содержит соединенные между собой опорный генератор 17, смесители 18, 19 колебаний, отделяющие доплеровскую частоту (Fd), к входам которых присоединены выходы своих приемников 14, 15 акустических колебаний и опорного генератора 17. Выходы смесителей 18, 19 соединены соответственно с входами дискриминаторов 20, 21, преобразующие сигналы доплеровской частоты Fd в соответствующие напряжения U₂ и U₃, выходы которых соединены посредством интеграторов 22, 23, преобразующие напряжения U₂ и U₃ в пройденные сосудами пути S₂ и S₃, которые сравниваются в блоке 24, выход которого служит командой на аварийную остановку подъемной машины с наложением предохранительного тормоза.

Устройство работает следующим образом. Электрические колебания заданной частоты поступают с передатчиков 8, 9 на излучатели 10, 11 акустических колебаний, которые посредством звукопроводов 12, 13 и благодаря наличию акустической связи их с тяговыми канатами 4, 5 возбуждают в последних акустические колебания, которые распространяются по канатам к направляющим шкивам 6, 7. При этом частота колебаний f получает при перемещении сосудов (в направлении стрелок на чертеже)доплеровское прирашение: -Fd - для сосуда 3, и +Fd - для сосуда 2. На осях направляющих шкивов 6, 7 размещены приемники 14, 15 акустических колебаний. Принятые ими акустические колебания преобразовываются в электрические сигналы с частотой f= - FL и с помощью электрической связи поступают на вход блока 16 обработки информации. Сигналы с частотой f с приемников 14, 15 поступают на входы смесителей 18, 19 соответственно, на вторые входы которых поступают сигналы опорного генератора 17 с частотой . Смесители 18, 19 отделяют сигналы доплеровской частоты Fd, пропорциональные скорости и направлению перемещения сосудов, которые с их выходов поступают в дискриминаторы 20, 21 напряжения, на выходах которых U₂ и U₃ пропорциональны частоте доплеровского сигнала Fd, которые и подаются на входы соответствующих интеграторов 22, 23, выходы которых электрически связаны со своими входами блока 24 сравнения пройденных сосудами пути S₂ и S₃.

В случае зависания в стволе шахты одного из подъемных сосудов, например 3, и образовавшегося вследствие этого напуска тягового каната 5 блок сравнения 24 пройденного сосудами пути дает команду на аварийную остановку подъемной машины с наложением предохранительного тормоза.

Таким образом, передача акустических сигналов по тяговым канатам позволяет повысить надежность работы устройства, т. к. на пути сигналов нет никаких побочных ответвлений, а также расширяет область применения при использовании его в двухконцевом подъеме. (56) Авторское свидетельство СССР N 1588674, кл. B 66 B 5/12, 1987.