Устройство автоматического управления шлюзом-регулятором

Устройство автоматического управления шлюзом-регулятором

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для управления вентиляционным шлюзом-регулятором (ШР), устанавливаемым в вентиляционной выработке с рельсовым транспортом угольной шахты, опасной по газу. Устройство совмещает функции пропуска транспорта и регулирования расхода воздуха таким образом , что открывание транспортной двери (ТД) для прохождения поезда не вызывает «всплеска концентрации метана. Это достигается устранением скачкообразного уменьшения атмосферного давления в прнзабойном пространстве добычного участка путем совместного управления ТД 3 и II и створками вентиляционного окна (СВО) 15 и 16. Устройство имеет три мостовые схемы с резисторными датчиками 36-41 положения СВО, трехстабильный пороговый блок 42, преобразователь 45 напряжения во временной интервал с двумя аналоговыми ключами 43 и 44 на входе, триггер 23 наличия поезда в зоне ШР и .логические элементы. В режиме диспетчерского регулирования расхода воздуха положение СВО 15 изменяется по командам диспетчера или управляющей вычислительной машины, а СВО 16 автоматически устанавливаются в то же положение. В режиме автоматического пропуска транспорта при открывании одной из ТД 3 для пропуска транспорта положение СВО 16 изменяется на такую расчетную величину, что суммарное аэродинамическое сопротивление всего ШР остается неизменным . 1 ил. (О (Л ГС со 01 о 4

„„SU„„1295004 А1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН дд 4 Е 21 F 1/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3954438/22-03 (22) 23.07.85 (46) 07.03.87. Бюл. № 9 (71) Днепропетровский горный институт им. Артема и Конотопский электромеханический завод «Красный металлист» (72) В. А. Бойко, В. Е. Фрундин, Г. А. Мирошник, Ю. P. Иконников, В. Л. Федорков, П. И. Шеремет, А. Я. Ничик, Л. В. Зайцев и Е. М. Прасол (53) 622.44 (088.8) (56) Литвинов Г. И. и др. Создание автоматизированных шлюзовых устройств.—

Уголь, 1978, № 9, с. 51 — 59.

Фрундин В. Е. и Бескровный Н. В. Аппаратура управления шлюзовыми регулирующими устройствами расхода воздуха. Вентиляция и газодинамические явления в шахтах. Сборник трудов. Новосибирск, ИГД, 1981, с. 86 — 89. (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ШЛЮЗОМ-РЕГУЛЯТОРОМ (57) Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для управления вентиляционным шлюзом-регулятором (ШР), устанавливаемым в вентиляционной выработке с рельсовым транспортом угольной шахты, опасной по газу. Устройство совмещает функции пропуска транспорта и регулирования расхода воздуха таким образом, что открывание транспортной двери (ТД) для прохождения поезда не вызывает «всплеска» концентрации метана. Зто достигается устранением скачкообразного уменьшения атмосферного давления в призабойном пространстве добычного участка пу тем совместного управления ТД 3 и l l u створками вентиляционного окна (СВО) 15 и 16. Устройство имеет три мостовые схемы с резисторными датчиками 36 — 41 положения СВО, трехстабильный пороговый блок

42, преобразователь 45 напряжения во временной интервал с двумя аналоговыми ключами 43 и 44 на входе, триггер 23 наличия поезда в зоне ШР и .логические элементы. В режиме диспетчерского регулирования расхода воздуха положение СВО 15 изменяется по командам диспетчера или управляющей вычислительной машины, а CBO

16 автоматически устанавливаются в то же положение. В режиме автоматического пропуска транспорта при открывании одной из

ТД 3 для пропуска транспорта положение

СВО 16 изменяется на такую расчетную величину, что суммарное аэродинамическое сопротивление всего ШР остается неизменным. 1 ил.

1295004

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для управления вентиляционныл«шлюзом-регулятором, устанавливаемым в вентиляционной выработке добычного участка с рельсовым транспортом, угольной шахты, опасной по газу.

Целью изобретения является повышение надежности за счет совместного управлe.!ия транспортными дверьми и створками вентиляционных окон.

На чертеже приведена Функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит датчики и 2 наличия поезда, установленные перед входной транспортной дверью 3 шлюза-регулятора с приводом 4, имек«щей концевые выключатели

5 и 6 ее крайних положений, датчики 7 и 8, установленные внутри шлюза, и датчики 9 и 10, установленные -.;à выходной транспортной дверью !1 шлюза, с приводом 12, также имеющей концевь!е выключатели 13 и 14 ее крайних положений.

Вентиляционные блоки шлюза-регулятора имеют вентиляционные окна 15 и 16 - приводами 17 и 18 створок и элементами

2И-ЗИ-2ИЛИ 19 и 20 и 2-2И-2ИЛИ 21 и 22 на управляющих входах приводов створок.

Триггер наличия поезда в зоне шлюза 23 соединен S-входом с выходом первого дополнительного элемента ИЛИ 24, à R-входом— с вторым выходом второго дополнительного элемента ИЛИ 25, выход датчика 2 подключен к первому входу первого элемента

ИЛИ и входу первого дополнительного элемента !ЛЛИ, выход датчика 7 соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ 26, концевой выключатель 5 подключен к входу первого элемента И 27 и к второму входу элемента 2И-ЗИ-2ИЛИ 20, выход первого элемента ИЛИ 26 и выход датчика 7 подключены к входам второго элемента И 28, выход первого элемента И 27 соединен с, S-входом триггера 29 открывания, выход эле мента И 28 подключен к 5-входу триггера 30 закрывания, на R-вход которого подключен концевой выключатель 5, выход триггера 3 подключен к входу «Закрывание» привода 4 транспортной дверью, входы элемента ИЛИ

31 подключены к выходам да" ÷èêîâ 8 и 9 наличия поезда, выход элемента ИЛИ 31 соединен с входом четвертого элемента И 32 и вторым элементом И 33, выход элемента И 32 соединен с 5-входом другого триггера 34 открывания, концевой выключатель 3 подключен к Р-входу другого триггера 35 закрывания и к элементу И 32, 5-вход триггера 35 соединен с выходом элемента

И 33, а выход триггера 35 закрывания подключен к входу «Закрывание» другого привода 12 транспортной двери, резистивиый датчик выполнен на резисторах 36 — 41, соединенных по мостовой схеме, измерите.,!hные диагонали которых подключены к входам трехстабильного порогового блока 42, а через аналоговые ключи 43 и 44, управля5

2О

4G

5G

g f ех«ьн-. сигналами с выходом триггеров 29 и 34, к преобразователю 45 напряжения во временной интервал, элем HThl И 46 и 47 соединены с входами элементов 2И-ЗИ-2ИЛИ и 2И-2И-2ИЛИ и приводов транспортных дверей.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии транспорта в зоне шлю:«а триггеры 23, 29, 30, 34 и 35 находятся в нулевом состоянии, транспортные двери

3 и l l закрыты и регулирование воздуха, проходящего через шлюз, осуществляется о командам, подаваемым по линии связи от диспетчера или от управляющей вычислительной машины. Команды измерения положения створок вентиляционных окон поступают на вторые входы элементов 19 или 20.

Поскольку на первые входы этих элементов подан сигнал « l » с инверсного выхода триггера 23, команды поступа:от с выхода элементов 19 или 20 на управляющие входы привода 17, которые отрабатывают управляющие воздействия, изменения положение створок вентиляционного окна 15.

Привод 18 створок вентиляционного окна

l6 второго вентиляционного блока шлюзарегулятора работает в следующем режиме: при неодинаковом положении створок вентиляционных окон 15 и 16 возникает сигнал разбаланса мостовой схемы. образованной резистсрными указателями положения створок 36, 37 и резисторами 39 и 40, ко I îðûé поступает на входы трехстабильного порогового устройства.

Е:сли сигнал разбаланса превышает порогозую величину, в зависимости от полярности сигнала, на первом или втором выходам трехстабильного порогового блока 42 возникает сигнал «1», который поступает на первые входы элементов 21 или 22. Поскольку на первых входах этих элементов присутствует сигнал «1» с инверсного выхо1а триггера 23, сигналы с выхода трехстабильного порогового блока 42 через элементы 21 и 22 поступ-ют на управляющие входы привода 16 створок вентиляционного окна 16 и тем самым отрабатывается рассогласование положения створок вентиляционных î; !5 и 16. Величина зоны нечувствительности трехстабильного порогового блока выбирается в пределах 2 — 5 угловых градусов несовпадения положения створок вентиляционных окон 15 и 16 и необходима для устранения колебаний в следящей системе, возникновение которых возможно вследствие инерционности входящих в «ее элементов.

Таким образом, в режиме диспетчерского управлении голожение створок вентиляцио ного окна 15 первого вентиляционного

Олока шлюза может изменяться по командам, поступающим от диспетчера, а створки ве.п иляционного окна 16 второго вентиляционного блока шлюза автоматически устанавливаются в то же положение, что и

1295004 з створки окна 5 и оба вентиляционных блока шлюза имеют равное аэродинамическое сопротивление.

Рассмотрим работу устройства управления шлюзом-регулятором в режиме пропуска транспорта.

При наезде поезда на датчик 2 импульсный сигнал «1» через элемент ИЛИ 24 приходит на S-вход триггера 23 наличия поезда в зоне шлюза, переводя его в единичное состояние, при этом сигналом «О», поданным с его инверсного выхода на первые входы элементов 19, 21, 20 и 22, накладывается запрет на отработку приводами

17 и 18 вентиляционных окон 15 и 16 команд диспетчерского управления. Поскольку транспортная дверь 3 находится в закрытом состоянии, сигнал «1» от концевого выключателя 5 подерживает элемент И 27 в открытом состоянии, импульсный сигнал

«1,» от датчика 2 через элемент ИЛИ 26 и И 27 поступает на S-вход триггера 29 и переводит его в единичное состояние.

Сигналом «1» с выхода триггера 29 открывается аналоговый ключ 43 и на вход преобразователя напряжения во временной интервал поступает напряжение разбаланса мостовой схемы, образованной резисторным указателем положения створки вентиляционного окна 15 первой двери и резисторами

38 — 40, пропорциональное углу раскрытия створок вентиляционного окна 15. Преобразователь 45 напряжения во временной интервал выдает импульсный сигнал «1», длительность которого пропорциональна величине входного напряжения. Этот импульсный сигнал поступает на третий вход элемента

2И-2И-2ИЛИ 22 и поскольку на его четвертом входе присутствует сигнал «1» с выхода триггера 29, импульсный сигнал проходит через элемент 22 на второй управляющий вход привода 18 створок вентиляционного окна 16, включая его в направлении закрывания окна. Привод находится во включенном состоянии на время существования импульсного сигнала на выходе преобразователя 45 напряжения во временной интервал, при этом аэродинамическое сопротивление вентиляционного окна второй двери шлюза должно быть увеличено в два раза. Появляющийся сигнал рассогласования мостовой схемы, образованной резисторными указателями 36 и 37 положения и резисторами 39 и 41 вызывает срабатывание трехстабильного порогового устройства 42, однако сигнал «1» с его первого выхода не проходит через элемент 21 на управляющий вход привода 18 вентиляционного окна 16, поскольку на его инверсном пятом входе присутствует сигнал «1» с выхода три ггер а 29.

Рассмотрим, на какое время привод створок вентиляционного окна должен быть включен в направлении закрывания с тем, чтобы увеличить его аэродинамическое сопро5

1О

55 тивление в два раза. Данное устройство предназначено для работы с вентиляционными дверями конструкции ДГИ, имеющими при постоянной депрессии линейную зависимость расхода воздуха от угла поворота створки вентиляционного окна

Q=K а, (1) где Q — расход воздуха через венти.чяционное окно; а — угол открытия створок вентиляционного окна;

К вЂ” коэффи циент пропорциональности.

Решая уравнение (1) совместно с выражением для аэродинамического сопротивления R= — ц, находим зависимость аэродинамического сопротивления вентиляционного окна от угла раскрытия створок

R — (2) и

К -а где h — депрессия шлюза-регулятора.

Пользуясь уравнением (2), определяем, на какую величину следует изменить положение створок вентиляционного окна с тем, чтобы его аэродинамическое сопротивление увеличилось вдвое

2R — г()» (3)

Подставив в уравнение (3) выражение для R (2), получаем

1 2

Ла=(! — )а=0,293а.

Таким образом, для увеличения аэродинамического сопротивления вентиляционного окна вдвое, створки необходимо закрыть на угол, составляющий 29,3% от предыдущего угла открывания. Поскольку изменение положения створок Ла пропорциональио времени работы привода, это означает, что привод должен отрабатывать в направлении закрывания створок вентиляционного окна н течение времени, величина которого прямо пропорциональна начальному углу открытия створок вентиляционного окна.

В предлагаемом устройстве сигналы разбаланса мостовых схем, образованных резисторным указателем 36 положения стьорки вентиляционного окна 15 первой двери и резисторами 38 — 40, а также резисторным указателем 37 положения створки вентиляционного окна 16 второго вентиляционного блока и резисторами 38, 40 и 41, пропорциональны углам открытия створок вентиляционных окон. Г1реобразуя величины сигналов разбаланса этих мостовых схем во временной интервал с помощью преобразователя 45 и включая в течение этого временного интервала привод в сторону закрывания вентиляционного окна, тем самым автоматически осуществляется увеличение в два раза аэродинамического сопротивления

1295004

Формула изобретения

5 того дверного блока шлюза, транспортная дверь которого в данный момент времени не будет открываться для пропуска транспорта. Масштаб преобразования напряжения во временной интервал выбирается, исходя из чувствительности мостовой схемы, быстроходности привода и кинематики передаточного механизма, таким образом, чтобы створка вентиляционного окна в течение этого времени закрылась на угол

Ли, составляющий 29,3% от ее первоначального угла открытия.

После окончания импульса с выхода преобразователя 45 напряжения во временной интервал, поданного на второй инверсный элемент И 46, сигнал с выхода триггера

29, поданный на первый вход элемента И 46, проходит на его выход и поступает на второй управляющий вход привода 4 транспортной двери 3, включая его в сторону открывания. Когда транспортная дверь 3 полностью открывается, срабатывает концевой выключатель 6 и сигнал «1» с его выхода поступает на R-вход триггера 29, производя его сброс, при этом отключается привод 4 транспортной двери 3 и закрывается аналоговый ключ 43.

Поезд, пройдя через открытую транспоотную дверь 3, наезжает на путевой датчик 7.

Импульсный сигнал «1», пройдя с его выхода через элемент ИЛИ 26 и элемент И 28, поступает на S-вход триггера 30 и переводит его в единичное состояние. По сигналу «1», поданному с выхода триггера 30 на первый управляющий вход привода 4, производится закрывание транспортной двери 3. Когда транспортная дверь 3 полностью закроется, срабатывает концевой выключатель 5 и сигналом «1» с его выхода триггер 30 переводится в нулевое состояние, отключается привод 4 транспортной двери

: 3 и разрешается прохождение сигнала с первого выхода трехстабильного порогового устройства 42 через элемент 2И-ЗИ-2ИЛИ 20 на первый управляющий вход привода 18 створки вентиляционного окна 16. Поскольку в результате рассмотренного ранее режима работы устройства, в положении створок вентиляционных окон 15 и 16 имеется рассогласование на 29,3%, по сигналу с первогс выхода трехстабильного порогового устройства 42, производится включение привода 18 створок вентиляционного окна 16 и отрабатывается имеющееся рассогласование. По окончании отработки рассогласования створки вентиляционных окон 15 и !6 занимают то же положение, что и до входа поезда в пьноз.

При наезде поезда на путевой датчик 8, и., пульсный сигнал «1» с его выхода, прой.l»:, через элементы ИЛИ 31, И 20 íà S-вход триггера 34, переводит его в единичное состояние. Сигналом «!» с его выхода открывается аналоговый ключ 44 и преобрззова-ель напряжения во временной интер5

=0

З5

45 вал 45 выдает импульсный сигнал, который, пройдя через элемент 2И-2И-2ИЛИ 21 на второй управляющий вход привода 17 створок вентиляционного окна 15, включает его в сторону закрывания. По окончании импульса с выхода преобразователя 45 сигнал «1» с выхода триггера 34 проходит через элемент И 47 на второй управляющий вход привода 12 транспортной двери 11, включая его в сторону открывания. Когда транспортная дверь 11 полностью откроется, срабатывает конечный выключатель 14 и сигнал с его выхода поступает íà R-вход триггера 34, производя его сброс, при этом отключается привод 12 транспортной двери !1 и закрываетсяя аналоговый ключ 44.

Поезд, пройдя через открытую транспортную дверь 11, наезжает на путевой датчик 9. Импульсный сигнал «1», пройдя с его выхода через элемент ИЛИ 31 и И ЗЗ, поступает на S-вход триггера 35 и переводит его в единичное состояние. По сигналу «1», поданному с выхода триггера 35 на первый управляющий вход привода 12, производится закрывание транспортной двери 1. Когда транспортная дверь 11 полностью закрывается, срабатывает концевой выключатель

13 и сигналом «1» с его выхода триггер 35 переводится в нулевое состояние, отключается привод 12 транспортной двери !1 и разрешается прохождение сигнала с второго выхода трехстабильного порогового устройства 42 через элемент 2И-ЗИ-2ИЛИ !9 на первый управляющий вход привода 17 створок вентиляционного окна 15. При этом производится включение привода 17 створок вентиляционного окна 15 и отрабатывается имеющееся рассогласование положения створок вентиляционных окон 15 и 16. По окончании отработки рассогласования створки вентиляционных окон 15 и 16 занимают то же положение, что и до прохождения поезда через шлюз.

Пройдя шлюз, поезд наезжает на путевой датчик 10 и сигнал «1» с его выхода, пройдя через элемент ИЛИ 25 на Р-вход триггера 23 наличия поезда в зону шлюза, переводит его в нулевое состояние. После этого устройство работает как в рассмотренном выше режиме диспетчерского управления.

Предлагаемое устройство работает аналогично при пропуске транспорта через шлюз в другом направлении.

Устройство автоматического управления шлюзом-регулятором, содержащее две транспортные двери с приводами и концевыми выключателями крайних положений, два вентиляционных окна с приводами и резисторными указателями положения створок и блок

1295004

Составитель М. Назаркина

Редактор Г. Волкова Техред И Верес Корректор И. Марека

Заказ 447/36 Тираж 430 Г!одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делаги изобретений и открытий

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугвская наб., д. 4, 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. 3 жгород, ул. Проектная. 4

7 управления, содержащий датчики наличия поезда, устачовленные попарно по обе стороны каждой двери, а также на входе и выходе шлюза, при этом один из концевых выключателей каждой транспортной двери подключен к Р-входу соответствующего триггера закрывания и к первому входу соответствующего элемента И первого и второго, выходы которых соединены с S-входом соответствующего триггера открывания, один из датчиков наличия поезда, уста- 10 новленных перед транспортной дверью, и один из датчиков поезда, установленных за транспортной дверью, подключены к первому входу элемента ИЛИ соответственно первого и второго, к вторым входам которых подключены датчики наличия поезда, установленные с внутренней стороны транспортных дверей, а выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены с вторыми входами элементов И соответственно первого и второго и первыми входами эле- 2О ментов И соответственно третьего и четвертого, вторые входы которых подключены к соответствующим другим концевым выключателям каждой транспортной двери, которые также соединены с R-входами триггеров открывания, выходы третьего и четвер- 25 того элементов И подключены к S-входам триггеров закрывания, выходы которых подключены к входу «Закрытие» привода транспортной дверью, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности за счет совместного управления транспортными дверьми и створками вентиляционных окон, оно снабжено резисторными датчиками положения створок вентиляционных окон, соединенных по мостовой схеме, трехстабильным пороговым блоком, преобразователем напряжения во временной интервал, аналоговыми ключами, триггером наличия поезда в зоне шлюза, дополнительными элементами И, ИЛИ, 2И-ЗИ-2ИЛИ и 2И-2И-2ИЛИ, при этом один из датчиков наличия поезда, установленных перед транспортной дверью, соединен с пер- 4О вым входом первого дополнительного элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с одним из датчиков наличия поезда, установленных за транспортной дверью, а выход первого дополнительного элемента ИЛИ соединен с S-входом триггера наличия поезда в зоне шлюза, другой из датчиков наличия поезда, установленных перед транспортной дверью, подключен к гервому входу второго дополнительчого элемента ИЛИ, 8 второй вход которого псдключен к другому датчику наличия поезда, установленному за транспортной дверью. à выход второго дополнительного элемента И соединен с lт -входом триггера наличия поезда в зоне шлюза, выход которого подключен к первым входам элементов 2И-ЗИ-2ИЛИ и 2И-ЗИ 2ИЛИ, выходы которых подключены к приводам вентиляционных окон, концевои выключатель закрытого состояния второй транспортной двери подключен к второму входу первого элемента 2И-ЗИ-2ИЛИ, а концевой выключатель закрытого состояния первой транспортной двери соединен с вторым входом второго элемента 2И-ЗИ-2ИЛИ, один из датчиков наличия поезда, установленных за транспортной дверью, подключен к второму входу первого элемента 2И-ЗИ-2ИЛИ, один из датчиков наличия поезда, установленных перед транспортной дверью, соединен с вторым входом второго элемента 2И-ЗИ-2ИЛИ, выход одного из триггеров открывания соединен с управляющим входом первого аналогового кл1оча, к первому входу первого дополпительного элемента И и к третьему входу второго элемента 2И-ЗИ-2ИЛИ и второму входу второго элемента 2И-2И-2ИЛИ, выходы резисторных чатчиков положения створок вентиляционных окон соединены с входами трехстабильного порогового блока и через аналоговые ключи — с входом преобразователя напряжения во временной интервал, выход которого подключен к второму входу первого дополнительного элемента И, к первому входу второго дополнительного элемента И и второму входу первого элемента 2И-2И-2ИЛИ и третьему входу второго элемента 2И-2И-2ИЛИ, первый выход трехстабильного порогового блока соединен с четвертым и пять1м входами второго элемента 2И-ЗИ-2ИЛИ, а второй выход — с четвертым входом второго элемента 2И-2И2ИЛИ и третьим входом первого элемента

2И-ЗИ-2ИЛИ, выход второго триггера открывания подключен к управляющему входу второго аналогового ключа, второму входу второго дополнительного элемента И, к третьему входу первого элемента 2И-2И-2ИЛИ и четвертому входу первого элемента 2ИЗИ-2ИЛИ, выходы дополнительных элементов И подключены к входам «Открывание» приводов транспортных дверей, пятый вход первого элемента 2И-ЗИ-2ИЛИ и четвертый вход первого элемента 2И-2И-2ИЛИ соединены с линиями диспетчерского управления.