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Elektropneumatische, auf Steuerimpulse aus eigensicheren Stromkreisen
ansprechende Steuervorrichtung für druckluftbetriebene Einrichtungen von Untertagebetrieben
In schlagwettergefährdeten Untertagebetrieben arbeitet man bekanntlich zumeist mit
Druckluft betriebenen Maschinen und sonstigen Einrichtungen. Signale werden aus
gleichen Gründen über eigensichere Stromkreise übermittelt, deren Energie bekanntlich
so niedrig liegt, daß ein eventuell entstehender elektrischer Funke eine Zündung
der schlagenden Wetter nicht bewirken kann. Diese Energie der eigensicheren Stromkreise
reicht zwar aus, um Signale zu übermitteln, nicht jedoch, um Arbeit zu leisten,
z. B. Schaltvorgänge durchzuführen oder Stellmotore zu betätigen. Auch zur Steuerung
von elektrischen Steuervorrichtungen retcht die Energie nicht aus.
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Infolge zunehmender Mechanisierung ist es auch in schlagwettergefährdeten
Untertagebetrieben erforderlich, druckluftbetriebene Einrichtungen nach Kommandos,
die von entfernten Betriebspunkten ausgehen, zu steuern. Zwar ist z. B. zur Ventilbetätigung
der druckluftbetätigten, Einrichtungen die Anordnung von Seilzügen u. dgl. bekannt,
doch sind diese über große Entfernungen nicht anbringbar und nicht funktionssicher.
Bei Verwendung eigensicherer Signale zur Übertragung derartiger- Kommandos ist mangels
ausreichender Energie zur Steuerung von Steuervorrichtungen stets noch einehIilfsperson
erforderlich, welche die Signale aufnehmen und danach die Steuerungen der druckluftbeiriebenen.
Einrichtungen manuell vornehmen muß. :., .
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, druckluftbetriebene Einrichtungen
aus der Ferne elektrisch zu steuern, wobei jedoch Steuerimpulse, die zündfähige
elektrische Energie tragen, nicht eingesetzt werden sollen. Im einzelnen hat sich
die Erfindung die Aufgabe gestellt, elektropneumatische Steuereinrichtungen, die
entweder schlagwettersicher ausgeführt oder aber in solchen Gebirgsteilen angeordnet
sind, die nicht schlagwettergefährdet sind, und damit die druckluftbetriebenen Maschinen
und Einrichtungen selbst, aus der Ferne über Draht zu betätigen, wobei schlagwettergefährdete
Räume von diesen Steuerimpulsen zu passieren sind.
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Die Erfindung betrifft eine elektropneumatische, auf Steuerimpulse
aus eigensicheren Stromkreisen ansprechende Steuervorrichtung für druckluftbetriebene
Maschinen und Einrichtungen von Untertagebetrieben. Sie besteht darin, in dem eigensicheren
Stromkreis eine Relaisanordnung anzuordnen und dieser ein über einen Elektromagneten
gesteuertes Luftventil zur Steuerung der druckluftbetriebenen Einrichtungen zuzuordnen
sowie zur Relaisbetätigung der Relaisanordnung parallel einen Speicherkondensator
und in Serie eine Funkenstrecke zu schalten und diese Gesamtanordnung gegen den
eigensicheren Stromkreis hochohmig, z. B. über Trockengleichrichter, zu sperren.
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Die Erfindung hat erkannt, daß es möglich ist, über die eigensichere
Leitung elektrische Energie gleichsam in eigensicheren Dosen zu fördern, die nach
Speicherung und dadurch bedingter Summation der Energie die für die Betätigung von
Stellgliedern usw. erforderliche Arbeit kurzzeitig leisten können, so daß im. Ergebnis
die erfindungsgemäße Steuereinrichtung für drückluftbetriebene Einrichtungen für
Untertagebetriebe bezüglich der übermittelten Steuerimpulse mit eigensicherer Energie
betrieben wird, die nichtsdestoweniger ausreicht, um beispielsweise Ventilklappen
zu halten und andere Funktionen zu erfüllen. Diese gespeicherte Energie liegt selbstverständlich
höher, als ohne Schutzmaßnahmen in schlagwettergefährdeten Betrieben zulässig ist,
doch macht es nur einen geringen Aufwand, hier Schutzmaßnahmen durchzuführen, beispielsweise
eine entsprechende Kapselung der von der gespeicherten Energie bei der Entladung
beaufschlagten Anlagenteile durchzuführen. Wesentlich ist, daß über die langen Entfernungen,
die zwischen der Kommandostelle und der Steuereinrichtung liegen, Schutzmaßnahmen
nicht erforderlich sind.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind zusammengefaßt darin
zu sehen, daß erfindungsgemäß druckluftbetriebene Einrichtungen aus der Ferne sicher
gesteuert werden können, wobei die Steuerenergie eigensichere Energie ist und folglich
unschwer die Übertragung der Steuerimpulse auch
durch schlagwettergefährdete
Räume u. dgl. durchgeführt werden kann.
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Im folgenden wird an Hand einer Zeichnung ausführlicher erläutert.
Die Zeichnung zeigt ein Schaltschema der erfindungsgemäßen elektropneumatischen
Steuereinrichtung.
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In der Zeichnung bezeichnet 1 eine durch ein einfaches Steuerrelais
dargestellte Relaisanordnung, welche bei Zündung der Funkenstrecke 2 durch Entladung
des Kondensators 3 erregt wird. Der Kondensator 3 wird vom Transformator 4 gespeist,
dessen Primärwicklung 5 an das Wechselstromnetz angeschlossen ist. Eine Schutzerde
6 schützt vor übertritt der Netzspannung auf die Sekundärwicklung 7, wobei der Kern
des Transformators in an sich bekannter Weise so bemessen ist, daß bei überlast
eine Sättigung eintritt. Die Sekundärwicklung 7 speist den folglich eigensicheren
Stromkreis 10, 11, in dem Steuertasten 8 liegen. Bei Betätigung der Steuertasten
8, die auch als Dauerkontaktgeber ausgebildet sein können, wird der Stromkreis über
die Trockengleichrichter 9 geschlossen, so daß der Kondensator 3 mit Gleichspannung
aufgeladen wird. Beim Entladungsvorgang des Kondensators 3 stellen diese Gleichrichter
9 der Entladungsspitze einen hohen Widerstand entgegen, so daß der Entladungsstrom
nicht auf den Steuerleitungen 10 und 11 auftreten kann, die folglich
eigensicher bleiben. Bei Ansprechen des Steuerrelais 1 durch Zündung der Funkenstrecke
2 wird der Schalter 12 des Steuerrelais 1 betätigt, so daß der Elektromagnet 13
des elektromagnetischen Steuerventils erregt wird, der seinerseits über den Selbsthaltekontakt
14 den Stromkreis schließt, seinen nicht gezeichneten Anker anzieht und so lange
erregt bleibt, bis der Kondensator entladen ist. Dieser Vorgang wiederholt sich
so lange periodisch, wie die Taste 8 geschlossen ist.
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Mechanisch mit dem Anker des Elektromagneten 13 ist durch den
Stößel 15 die Ventilklappe 16 eines Luftventils 21 zur Steuerung der
druckluftbetriebenen Einrichtungen verbunden. Die Ventilklappe 16 ist in einer Membran
17 gelagert. Eine zweite Lagerung für den Stößel 15 ist in einer Membran 18 verwirklicht.
Der Stößel 15 ist luftdicht an die Membranen 17 und 18 angeschlossen. Mit Hilfe
eines solchen Luftventils 21 kann die Steuerung der druckluftbetriebenen Einrichtungen
auf verschiedene Weise erfolgen. Zum Beispiel kann über das Drosselventil 19 durch
die Rohrleitung 20 Luft mit geringem überdruck in das Ventil 21 zwischen
die Membranen 17 und 18 treten, die bei geöffnetem Ventil durch den
Ventilsitz 22 über die Rohrleitung 23 ausströmt. Wird nun eine der Steuertasten
8 betätigt, dann zieht der Elektromagnet 13 an und schließt mit der Ventilklappe
16 den Ventilsitz 22, so daß in der Rohrleitung 20 der Druck erhöht wird, der sich
damit auch der Rohrleitung 24 und dem Luftkondensator 25 mitteilt. über die Rohrleitung
26 wird eine Membran 27 durch den ansteigenden Druck angehoben, die nun ihrerseits
eine Membran 28 so steuert, daß der volle Preßluftdruck der Rohrleitung 29 in die
Rohrleitung 30 übertreten kann und damit beispielsweise eine Arbeitsmaschine mit
Druckluftenergie speist. Das Drosselventil 31 in der Rohrleitung 32 drosselt weniger
als das Drosselventil 19 in der Rohrleitung 20, um im Ventil 21 nur geringen Überdruck
zu erhalten.
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Zur Verdeutlichung ist durch die strichpunktierte Linie 33 der Bereich
der eigensicheren Stromkreise angedeutet. Der mit einer druckfesten Kapselung schlagwetterfest
ausgeführte Teil der Steuervorrichtung ist mit dem Bezugszeichen 35 versehen worden.