способ взвешивания полезного груза в подъемном сосуде во время движения и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ взвешивания полезного груза в подъемном сосуде во время движения, включающий возбуждение механических поперечных колебаний в тяговом канате в зоне груженого подъемного сосуда посредством одного из генераторов поперечных механических колебаний заданной частоты и в другом канате посредством другого генератора поперечных механических колебаний заданной частоты, прием этих колебаний, определение доплеровской частоты для каждого из колебаний и преобразование их в напряжения для определения их разности, отличающийся тем, что в качестве другого каната используют один из тормозных канатов подъемного сосуда, а для определения массы полезного груза в подъемном сосуде вычитают из полученной разности напряжений, соответствующих доплеровским частотам, напряжение, пропорциональное заданной массе порожнего подъемного сосуда, и по их разности делается вывод о массе полезного груза в подъемном сосуде.

2. Устройство взвешивания полезного груза в подъемном сосуде во время движения, содержащее привод шахтной подъемной установки, подъемные сосуды с тяговыми канатами, направляющие шкивы, генераторы поперечных механических колебаний, размещенные на каждом подъемном сосуде и связанные электрически с излучателями колебаний, соединенными с тяговыми канатами звукопроводами, размещенными на тяговых канатах в зоне крепления канатов к сосудам и имеющие с ними прочный контакт, приемники колебаний по одному на направляющий шкив и размещенные в их зоне смесители колебаний по одному на приемник, один опорный генератор и два частотных дискриминатора, при этом выходы приемников колебаний соединены с первыми входами своих смесителей, вторые входы смесителей - с опорными генераторами, а выходы смесителей соединены с входами своих частотных дискриминаторов, отличающееся тем, что оно снабжено задатчиком массы порожнего подъемного сосуда, электромеханическим коммутатором, двумя адаптерами, закрепленными на одном из тормозных канатов по одному на сосуд и имеющими с канатами прочный электрический контакт на уровне верхней отметки крепления тормозных канатов и электрически параллельно в том же месте соединенными с входом соответствующего приемника колебаний, и двумя адаптерами, размещенными на том же уровне, имеющими скользящий контакт с тяговыми канатами, электрически соединенными посредством приемников колебаний с неподвижными контактами электромеханического коммутатора, якорь которого соединен с первым входом первого смесителя колебаний, при этом выходы частотных дискриминаторов подключены к своим входам первого сумматора, выход которого служит первым входом второго сумматора, при этом его второй вход подключен к задатчику массы порожнего сосуда, а выход - к измерительному прибору, проградуированному в величинах массы, причем генераторы поперечных механических колебаний выполнены в виде генераторов поперечных механических колебаний ударного действия, каждый из которых состоит из ударного механизма, размещенного на каждом подъемном сосуде с возможностью взаимодействия его одновременно с тяговым и тормозным канатами, причем тормозные канаты идентичны тяговым и свободно подвешены в верхней части на уровне верхней подъемной площадки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к шахтным и рудничным подъемным установкам, снабженным тормозными канатами, и может быть использовано в угольной и горнорудной промышленности.

Известен способ взвешивания полезного груза в подъемном сосуде во время движения, включающий в себя возбуждение в тяговом канате в зоне подъемного сосуда посредством генератора механических колебаний заданной частоты, прием этих колебаний, сравнение частоты их колебаний с частотой опорного генератора и определение разности этих параметров (см. RU, патент 2031830, кл. B 66 B 5/06, 1995).

Однако, применение в данном способе эффекта Доплера и связанных с этим колебаний ультразвукового диапазона (порядка 20 кГц) и распространение таких волн по тяговому канату вносит погрешность в измерение скорости подъемного сосуда, связанной с изменением плотности контакта прядей каната между собой, от концевой нагрузки на канат, что снижает точность способа, а следовательно, и его надежность.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение точности и надежности взвешивания полезного груза в подъемном сосуде во время движения.

Технический результат достигается тем, что поперечные механические колебания, создаваемые генераторами поперечных механических колебаний, одновременно в тяговом канате груженого подъемного сосуда и в одном из его тормозных канатов принимаются соответствующими приемниками, размещенными в зоне приемной площадки, затем отделяется доплеровская частота, которая преобразуется в напряжения, определяется их разность, а из полученного результата вычитается напряжение, пропорциональное заданной массе порожнего подъемного сосуда, и по их разности делается вывод о массе полезного груза в подъемном сосуде.

Известно устройство для взвешивания полезного груза в подъемном сосуде во время движения, содержащее привод шахтной подъемной установки, подъемные сосуды с тяговыми канатами, огибающие направляющие шкивы, генераторы механических колебаний, размещенные на каждом подъемном сосуде и связанные электрически с излучателями механических колебаний, соединенными с тяговыми канатами звукопроводами, размещенными на тяговых канатах в зоне крепления канатов к сосудам, и имеющие с ними контакт, приемники механических колебаний по одному на направляющий шкив и размещенные в их зоне смесители колебаний по одному на приемник, один опорный генератор и два дискриминатора частоты, при этом выходы приемников механических колебаний соединены с первыми входами своих смесителей, вторые входы смесителей - с опорным генератором, а выходы смесителей соединены с входами своих частотных дискриминаторов ( см. RU, патент 2011626, кл. B 66 B 5/12, 1994).

Однако, в связи с тем, что известный источник дает математическую зависимость скорости распространения только поперечных механических колебаний от концевой нагрузки на струне, основная часть которой и представлена массой полезного груза в подъемном сосуде, то целесообразно перейти от акустических к поперечным механическим колебаниям. Это позволит повысить точность измерения, т.к. механические поперечные колебания могут быть заданы какой угодно мощности, потери которой при подаче колебаний можно минимизировать.

Технический результат достигается тем, что устройство снабжено задатчиком массы порожнего подъемного сосуда, электромеханическим коммутатором, двумя адаптерами, закрепленными на одном из тормозных канатов по одному на сосуд и имеющими с канатами электрический контакт на уровне верхней отметки крепления тормозных канатов и электрически параллельно в том же месте соединенными со входом соответствующего приемника колебаний и двумя адаптерами, размещенными на том же уровне, имеющими скользящий контакт с тяговыми канатами, электрически соединенными посредством приемников с неподвижными контактами электромеханического коммутатора, якорь которого соединен с первым входом первого смесителя колебаний, при этом выходы частотных дискриминаторов подключены к своим входам первого сумматора, выход которого служит первым входом второго сумматора, при этом его второй вход подключен к задатчику массы порожнего сосуда, а выход - к измерительному прибору, проградуированному в величинах массы, причем генераторы колебаний выполнены в виде генераторов поперечных механических колебаний ударного действия, каждый из которых состоит из ударного механизма, размещенного на каждом подъемном сосуде с возможностью взаимодействия его одновременно с тяговым и тормозными канатами, причем тормозные канаты идентичны тяговым и свободно подвешены в верхней части на уровне верхней приемной площадки.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит привод 1 шахтной установки, тяговые канаты 2 и 3, направляющие шкивы 4 и 5, подъемные сосуды 6 и 7, несущие на себе генераторы 8 и 9 поперечных механических колебаний, имеющие контакт ударного действия с тяговыми 2 и 3 и тормозными 10 и 11 канатами соответственно. Генераторы 8 и 9 выполнены таким образом, что их основой служат ударники, приводимые в действие роликом, подпружиненным к своим тормозным канатам 10 и 11.

Адаптеры 12 и 13 размещены на уровне верхней отметки крепления тормозных канатов 10 и 11 соответственно, соединены параллельно электрически. На том же уровне размещены адаптеры 14 и 15, имеющие скользящий контакт с тяговыми канатами 2 и 3. Выходы адаптеров 12 и 13 служат входом своего приемника 16, а адаптеры 14 и 15 подключены к входам своих приемников 17 и 18, выходы которых электрически соединены со своими неподвижными контактами 19 и 20 электромеханического коммутатора 21, якорь которого 22 переключается синхронно (замыкая контакты 20-22), с реверсом привода 1 на подъем груженого сосуда 7.

Якорь 22 соединен с первым входом смесителя колебаний 23, а выход приемника 16 - с первым входом смесителя 24, вторые входы которых подключены к опорному генератору колебаний 25 с частотой , равной частоте колебаний генераторов 8 и 9. Таким образом, частота колебаний f₁ на входе смесителя 23 прямо пропорциональна концевой нагрузке тягового каната 3 и обратно пропорциональна его плотности ₃. (В связи с тем, что скорости перемещения источника колебаний к приемникам 16 и 18 равны, их влияние на частоту колебаний f₁ и f₃ не учитываем). Канаты 3 и 11 приняты идентичными (т.е. ₃ = ₁₁), чтобы устранить влияние плотности канатов на частоту у входа в смесители колебаний.

На выходе смесителя 23 отделяется доплеровская частота пропорциональная скорости перемещения U₃ генератора колебаний 9, плотности ₃ каната 3 и концевой нагрузке груженого подъемного сосуда 7 (T = Q_п + Q_с, где Q_п - масса полезного груза, Q_с - масса подъемного сосуда - вагонетки, например, плюс масса клети).

На выходе смесителя 24 отделяется доплеровская частота пропорциональная только скорости U₃ и плотности каната 11 (₁₁).

Частотные дискриминаторы 26 и 27 преобразуют эти доплеровские частоты в соответствующие напряжения U₂ и U₃, которые в сумматоре 28 вычитаются U₄ = U₂ - U₃. Таким образом, на выходе его остается напряжение U₄, пропорциональное концевой нагрузке каната 3. Достаточно теперь вычесть из него напряжение U₅, определенное задатчиком 29 массы порожнего подъемного сосуда, проведенное в сумматоре 30 (U₆ = U₄ - U₅), чтобы получить на его выходе напряжение U₆, пропорциональное только массе полезного груза в подъемном сосуде. Последнее может быть заведено в измерительный прибор 31, например, вольтметр, проградуированный в размерностях массы.

Устройство работает следующим образом.

Реверсор привода 1 подъемной машины включен на подъем груженого сосуда 7 вверх, вследствие чего электромеханический коммутатор замкнет контакты 20-22. Генератор 9 ударного действия начинает наносить на тормозной 11 и тяговый 3 канаты поперечные механические колебания с частотой . Эти колебания воспринимаются своими адаптерами 13 и 15, которые пройдя приемники 16 и 18, коммутатор 21, смесители 24 и 23, частотные дискриминаторы 26 и 27, попадают в виде напряжений U₃ и U₂ в сумматор 28. После их вычитания разность их U₄ поступает на сумматор 30, где из напряжения U₄ вычитается напряжение, равное или пропорциональное заданной массе порожнего сосуда U₅. Выход сумматора 30 (U₆) подается на измерительный прибор 31 или может быть заведен в систему автоматического управления рабочим торможением шахтной подъемной установки.