PL202825B1 - Sposób hamowania przesuwanego w sposób podwieszony zestawu transportowego i układ do przeprowadzenia sposobu - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób hamowania przesuwanego w sposób podwieszony zestawu transportowego i układ do przeprowadzenia sposobu.

Zestawy transportowe przesuwane w sposób podwieszony na szynie, które posiadają, co najmniej jeden własny napęd hydrauliczny i elektryczny, co najmniej jeden zespół napędowy do przemieszczania jednostki transportowej i co najmniej jeden agregat hamulcowy, znajdują zastosowanie w gł ównej mierze w górnictwie podziemnym do przewoż enia ludzi, jak i do przenoszenia urobku i materiału, przy tym szyny prowadzące zestawy transportowe są podwieszone w sposób ciągły na obudowach podziemnych wyrobisk za pomocą cięgien łańcuchowych.

W sposobach hamowania, stosowanych dotychczas w takich zestawach transportowych, podczas hamowania szczęki hamulcowe są dociskane bez opóźnienia do szyn. Przeprowadzano to z reguły pod wpływem sprężyn hamulcowych, przy czym położenie gotowości jest zapewnione dzięki siłownikom, zasilanym hydraulicznym czynnikiem roboczym, które utrzymują szczęki hamulcowe w pewnym odstę pie od szyn.

Pomimo, że zestawy transportowe w kopalniach podziemnych są przesuwane ze stosunkowo niewielką prędkością, w różnych sytuacjach hamowania wartości przyśpieszenia, wytwarzane z uwzględnieniem istniejących warunków miejscowych, mogą prowadzić do niedopuszczalnych obciążeń ludzi, zestawów transportowych, szyn i obudowy. Nieuniknionym skutkiem tego są zranienia górników, jak również uszkodzenia zestawów transportowych, szyn i obudowy.

Przedmiotem wynalazku jest sposób hamowania przesuwanego w sposób podwieszony zestawu transportowego, który zawiera, co najmniej jeden własny napęd hydrauliczny i elektryczny, co najmniej jeden zespół napędowy do przemieszczania jednostki transportowej i co najmniej jeden agregat hamujący. Zespoły te utrzymuje się w położeniu gotowości wbrew sile cofającej, co najmniej jednej sprężyny hamulcowej przez hydrauliczny czynnik roboczy.

Istota wynalazku polega na tym, że poprzez napęd własny i zespół napędowy celowo zmniejsza się prędkość jazdy, po czym do napędu własnego przyporządkowuje się elektroniczny układ sterujący, poprzez co wywołuje się opóźnioną, ciągłą redukcję ciśnienia hydraulicznego czynnika roboczego w agregacie hamulcowym i jednocześnie ciągle zwiększa się docisk szczęk hamulcowych do szyny.

Korzystnie, kontroluje się czas sterowanego nachylenia szczęk hamulcowych.

Przedmiotem wynalazku jest również układ do przeprowadzenia sposobu określonego powyżej, w którym, w bloku zaworów wbudowanego w zestaw ukł adu hydraulicznego, w przewodzie ciś nieniowym kontrolowanym przez wskaźnik ciśnienia, pomiędzy źródłem ciśnienia hydraulicznego w napędzie własnym a agregatem hamulcowym są usytuowane szeregowo zawory hamulcowe, sterowane elektrycznie przez elektroniczny układ sterujący, z których do pierwszego zaworu hamulcowego, leżącego najbliżej źródła ciśnienia, na odcinku przewodu między obydwoma zaworami hamulcowymi) jest przyporządkowany dławikowy zawór zwrotny. Drugi zawór hamulcowy jest mostkowany przez przewód obejściowy) z zaworem zwrotnym, blokującym w kierunku agregatu hamulcowego, przy czym obydwa zawory hamulcowe są przyłączone do zasobnika hydraulicznego czynnika roboczego.

W sposobie według wynalazku elektroniczny układ sterujący jest tak zaprogramowany, ż e samodzielnie rozpoznaje warunki, prowadzące do sytuacji hamowania, podzielone na różne klasy. Na podstawie eksploatacji w określonych warunkach stwierdzono, że tylko około 5% wszystkich sytuacji hamowanie stanowi tak zwane błędy fatalne, które ze względów bezpieczeństwa wymagają hamowania zestawu transportowego prawie bez opóźnienia. Wszystkie inne sytuacje hamowania (około 95%) można opanować bez problemu, co nie wymaga gwałtownego hamowania. W tych sytuacjach hamowania podczas procesu hamowania według wynalazku można w znacznej mierze zredukować obciążenia wywierane na ludzi, maszyny i przyrządy.

Zgodnie z wynalazkiem, w sytuacji hamowania, które przez elektroniczny układ hamowania nie zostanie określona jako fatalny błąd, prędkość zestawu transportowego jest najpierw zmniejszana w sposób sterowany poprzez napę d wł asny do chwili, gdy osią gnie rząd wielkoś ci, w którym gwał towne hamowanie nie może spowodować szkód. Ten rząd wielkości wynosi w przybliżeniu 0,2 m/s. Po uzyskaniu tego rzędu wielkości, ciśnienie hydraulicznego czynnika roboczego, który utrzymuje w odstępie szczęki hamulcowej agregatu hamulcowego od szyny, jest redukowane z opóźnieniem, co powoduje, że siła cofająca sprężyny hamulcowej dociska szczęki hamulcowe do szyny w sposób ślizgowy, przy czym jednocześnie wraz ze zmniejszającym się ciśnieniem hydraulicznym zwiększa się siła docisku szczęk hamulcowych do szyny, i to tak długo, aż zestaw transportowy zostanie zatrzymany.

PL 202 825 B1

W przypadku tego opóź nionego hamowania oczywiś cie uwzglę dnia się to, ż e ewentualnie niezależny mechaniczny wyzwalacz odśrodkowy spowoduje to, że w sytuacjach z fatalnym błędem będzie można wywołać gwałtowny proces hamowania, jeśli będzie to konieczne. Ponadto do zestawu transportowego jest przyporządkowany niezależny od sterowania awaryjny system wyłączający, który jest wykonany jako układ dyskretny, dzięki temu może być włączony w przypadkach awaryjnych.

Dzięki wynalazkowi uzyskuje się przesłankę do tego, że w przeważającej większości występujących sytuacji hamowania może być zapewnione miękkie hamowanie zestawu transportowego, w wyniku, którego podczas normalnej eksploatacji (95% wszystkich sytuacji hamowania) w znacznym stopniu można wykluczyć z jednej strony zranienie ludzi, a z drugiej strony powstanie szkód w zestawie transportowym, szynach lub w obudowie.

Jeżeli po określonym czasie zadanym (przykładowo 1s) szczęki hamulcowe nie przylegają do szyny, wówczas dzięki elektronicznemu układowi sterującemu ciśnienie hydraulicznego czynnika roboczego, które utrzymuje szczęki hamulcowe w odstępie od szyny, zostaje gwałtownie zredukowane, wskutek czego szczęki hamulcowe są dociskane do szyny pod wpływem mechanicznej siły cofającej sprężyny hamulcowej i zestaw transportowy zostaje zatrzymany.

W ukł adzie do przeprowadzenia sposobu hamowania wedł ug wynalazku, w bloku zaworów wbudowanego w zestaw układu hydraulicznego, w przewodzie ciśnieniowym kontrolowanym przez wskaźnik ciśnienia, pomiędzy źródłem ciśnienia hydraulicznego w napędzie własnym a agregatem hamulcowym są umieszczone dwa usytuowane szeregowo zawory hamulcowe, sterowane elektrycznie przez elektroniczny układ sterujący. Do pierwszego zaworu hamulcowego, leżącego najbliżej źródła ciśnienia na odcinku przewodu, między obydwoma zaworami hamulcowymi jest przyporządkowany dławikowy zawór zwrotny. Drugi zawór hamulcowy jest mostkowany przez przewód obejściowy z zaworem zwrotnym, blokują cym w kierunku agregatu hamulcowego, przy czym oba zawory hamulcowe są przyłączone do zasobnika hydraulicznego czynnika roboczego.

Podczas rozruchu zestawu transportowego ze stanu zatrzymania, najpierw za pomocą elektronicznego układu sterującego są przesterowywane oba zawory hamulcowe w ten sposób, że hydrauliczny czynnik roboczy może dopływać od źródła ciśnienia do siłownika, który unosi szczęki hamulcowe znad szyny wbrew sile cofającej sprężyny hamulcowej.

Przy tym ciśnienie w przewodzie ciśnieniowym jest kontrolowane przez czujnik ciśnienia.

Podczas przeprowadzania procesu hamowania bez błędu krytycznego (błędu fatalnego), elektroniczny układ sterujący za pośrednictwem napędu własnego zestawu transportowego, najpierw przyczynia się do tego, że prędkość zostaje zredukowana do wstępnie określonej wielkości, przykładowo 0,2 m/s. Gdy uzyska się tę prędkość, wówczas pierwszy zawór hamulcowy, leżący najbliżej źródła ciśnienia, zostaje przesterowany przez układ sterujący i wskutek tego zostaje przerwany przepływ czynnika roboczego od źródła ciśnienia do agregatu hamulcowego. Ponieważ teraz połączenie między siłownikiem na agregacie hamulcowym a zasobnikiem jest otwarte, to ciśnienie hydrauliczne w siłowniku może się celowo zmniejszyć w zadanym nastawionym zakresie poprzez zawór zwrotny, włączony w przewód obejściowy przy drugim zaworze hamulcowym oraz dławiki dławikowego zaworu zwrotnego przy blokującym teraz, pierwszym zaworze hamulcowym, co pod wpływem sprężyny hamulcowej prowadzi do ślizgowego przylegania szczęk hamulcowych do szyny. Po upływie czasu opóźniania, określonego w oprogramowaniu elektronicznego układu sterującego, zostaje następnie przesterowany również drugi zawór hamulcowy, dzięki czemu istnieje teraz niedławione połączenie między siłownikiem a zasobnikiem, co powoduje, że sprężyna hamulcowa z pełną siłą dociska szczęki hamulcowe do szyny.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zestaw transportowy w podziemnym wyrobisku, w schematycznym widoku z boku, a fig. 2-4 przedstawiają schemat bloku zaworów wbudowanego w zestaw układu hydraulicznego do sterowanego hamowania zestawu transportowego w trzech położeniach roboczych.

Na fig. 1 jest przedstawiony schematycznie zestaw transportowy 1 do stosowania w kopalniach podziemnych. Zestaw transportowy 1 jest prowadzony w sposób wymuszony na podwieszonej szynie 2. Szyna 2 jest podwieszona poprzez zaznaczone schematycznie cięgna łańcuchowe 3 na bliżej nieprzedstawionej obudowie chodnika 4.

Zestaw transportowy 1 jest wyposażony na jednym końcu odpowiednio w kabinę 5 do przewożenia górnika, sterującego zestawem transportowym 1. Ponadto zestaw transportowy 1 posiada napęd własny 6 z włączonym, bliżej nieprzedstawionym silnikiem wysokoprężnym oraz bliżej nieuwidocznione urządzenie do wytwarzania energii hydraulicznej. Ponadto do napędu własnego 6 jest włączony bliżej nie przedstawiony elektroniczny układ sterujący 7 wyposażony w oprogramowanie. Do

PL 202 825 B1 napędu własnego 6 jest przyporządkowany tender 8, w którym znajduje się akumulator elektryczny i generator. Obie części konstrukcyjne są bliżej nieprzedstawione.

Hydrauliczny czynnik roboczy, znajdujący się w napędzie własnym 6, jest doprowadzany do jednostek napędowych 9 w postaci napędowych wózków podwieszanych, które są wyposażone w silniki hydrauliczne 10 i posiadają koła cierne 11, napędzane przez silniki hydrauliczne 10, które są dociskane z boku do szyny 2. Ponadto do jednostek napędowych 9 są przyporządkowane odpowiednio dwa agregaty hamulcowe 12, których bliżej nieprzedstawione szczęki hamulcowe pod wpływem również bliżej nieprzedstawionych sprężyn hamulcowych są dociskane do szyny 2, natomiast bliżej nieuwidocznione, zasilane hydraulicznie siłowniki unoszą szczęki hamulcowe z nad szyny 2 wbrew sile cofającej sprężyn hamulcowych.

W celu lepszej przejrzystości rysunku nie przedstawiono przewodów hydraulicznych i elektrycznych, koniecznych do eksploatacji zestawu transportowego 1, pomiędzy poszczególnymi jednostkami 5, 6, 7 i 9, a co najmniej jedną bliżej nieprzedstawioną jednostką transportową, przykładowo w postaci belki podnośnikowej.

Wszystkie jednostki posiadają zespoły jazdy do prowadzenia na szynie 2.

Zaznaczony jedynie schematycznie na fig. 1 elektroniczny układ sterujący 7 działa na przedstawiony na fig. 2-4 blok hamulcowy 13 jako część składową bliżej nieuwidocznionego układu hydraulicznego zestawu transportowego 1. Według fig. 2-4 posiada on dwa zawory hamulcowe 18, 19, umieszczone szeregowo w przewodzie ciśnieniowym 15, kontrolowanym przez czujnik ciśnienia 14 między źródłem ciśnienia 16 w napędzie własnym 6 a siłownikami 17 agregatów hamulcowych 12 jednostek napędowych 9, z cewkami zaworowymi 20, 21, sterowanymi elektrycznie przez wstępnie zaprogramowany elektroniczny układ sterujący 1. Zawory hamulcowe 18, 19 są przemieszczane wbrew sile cofającej sprężyn 22, 23.

Do pierwszego zaworu hamulcowego, leżącego najbliżej źródła ciśnienia 16, na odcinku 24 przewodu ciśnieniowego 15 między obydwoma zaworami hamulcowymi 18, 19 jest przyporządkowany dławikowy zawór zwrotny 25. Ponadto pierwszy zawór hamulcowy 18 może być połączony przewodem 26 z zasobnikiem 21 hydraulicznego czynnika roboczego.

Drugi zawór hamulcowy 19 jest zmostkowany przez przewód obejściowy 23. W przewodzie obejściowym 28 jest umieszczony zawór zwrotny 29, który działa jak blokada w kierunku siłowników agregatów hamulcowych 12.

Ponadto jest widoczne, że do odcinka przewodu 30, prowadzącego od źródła ciśnienia 16 do pierwszego zaworu hamulcowego jest przyłączony dalszy przewód 31, który mostkuje obydwa zawory hamulcowe 18, 19 i prowadzi do uruchamianego ręcznie zaworu przełączającego 32, włączonego w przewodzie ciśnieniowym 15, za pośrednictwem którego w odpowiednim położeniu czynnik roboczy jest prowadzony gwałtownie od źródła ciśnienia 16 do siłowników 17 i tam unosi szczęki hamulcowe 33 znad szyny 2.

W celu rozruchu zestawu transportowego 1, zawory sterujące 18, 19 według fig. 2 są przemieszczane przez elektroniczny układ sterujący 7 poprzez cewki zaworowe 20, 21, wbrew sile cofającej sprężyn 22, 23, w położenie końcowe, przedstawione po prawej stronie rysunku. Wówczas czynnik roboczy może przepływać zgodnie ze strzałkami PF wzdłuż przedstawionej na rysunku szerokiej linii od źródła ciśnienia 16 poprzez odcinek przewodu 30, pierwszy zawór hamulcowy 18, zawór zwrotny 34 dławikowego zaworu zwrotnego 25, odcinek przewodu 24, drugi zawór hamulcowy i zawór przełączający 32 do siłowników 17 agregatów hamulcowych 12, wskutek czego szczęki hamulcowe 33 są unoszone znad szyny 2 wbrew sile cofającej sprężyn hamulcowych 37. Ciśnienie czynnika hydraulicznego jest kontrolowane przez czujnik ciśnienia 14.

Elektroniczny układ sterujący 7 jest tak zaprogramowany, że dzieli on warunki prowadzące do sytuacji hamowania w zestawie transportowym 1 na klasy. Tak więc jest on w stanie odróżnić błędy fatalne od błędów niekrytycznych i odpowiednio na nie zareagować.

Ponieważ w praktyce okazało się, że jedynie w przybliżeniu 5% wszystkich sytuacji hamowania polega na błędach fatalnych, to dzięki zastosowaniu elektronicznego układu sterującego 7 możliwy jest taki przebieg procesu hamowania we wszystkich innych sytuacjach hamowania, że nie są niepotrzebnie poddawani obciążeniom ludzie, maszyny ani obudowa.

Jeżeli ma miejsce sytuacja hamowania, której nie zalicza się do błędów fatalnych, wówczas za pośrednictwem układu sterowania 7 następuje najpierw sterowane opóźnienie prędkości zestawu transportowego 1 poprzez napęd własny 6, 8 i jednostek napędowych 9 do prędkości wynoszącej 0,2 m/s. Proces ten jest kontrolowany w sposób ciągły przez układ sterujący 7. Jeżeli układ sterujący stwierdzi prędkość 0,2 m/s, wówczas cewka zaworowa 20 pierwszego zaworu hamulcowego według fig. 3 zostaje

PL 202 825 B1 odłączona od zasilania elektrycznego. Sprężyna 22 przemieszcza go w przestawione po lewej stronie na rysunku położenie pracy, z tym skutkiem, że dalsze prowadzenie czynnika roboczego od źródła ciśnienia 16 siłowników 11 agregatów hamulcowych 12 zostaje przerwane. Sprężyny hamulcowe 37 agregatów hamulcowych 12 powodują to, że czynnik roboczy z siłowników 11 jest wtłaczany do zasobników 27, przy czym płynie on zgodnie ze strzałkami PF1 i szeroką linią poprzez zawór przełączający 32, umieszczony w przewodzie obejściowym 28 zawór zwrotny 29, dławiki 25 dławikowego zaworu zwrotnego 25 i pierwszy zawór hamulcowy 18 do zasobnika 21 Działające na szczęki hamulcowe 33 ciśnienie hydrauliczne w siłownikach 11 zostaje powoli zredukowane. Przy tym regulację przeprowadza się poprzez dławiki dławikowego zaworu zwrotnego 25. Szczęki hamulcowe 33 przylegają ślizgowo do szyny 2.

Po upływie czasu opóźnienia, określonego w oprogramowaniu elektronicznego układu sterującego 7, zostaje również odłączony dopływ prądu do cewki zaworowej 21 drugiego zaworu hamulcowego 19. Zgodnie z fig. 4 zostaje on przemieszczony przez sprężynę 23 w położenie robocze, przedstawione po lewej stronie. Teraz sprężyny hamulcowe 37 agregatów hamulcowych 12 mogą przemieszczać czynnik roboczy zgodnie ze strzałkami PF2 z fig. 4 i szeroką linią bez dławienia przepływu poprzez zawór przełączający 32, drugi zawór hamulcowy 19 i przewód 27 i zasobnika 27, dzięki czemu szczęki hamulcowe są całkowicie dociskane przez sprężyny hamulcowe 37 do szyny 2. Zestaw transportowy 1 zostaje zatrzymany.

Nieprzedstawiony na rysunku, mechaniczny wyzwalacz odśrodkowy jest usytuowany przed blokiem hamulcowym 13 i dlatego pracuje niezależnie.

Ponadto ze względów bezpieczeństwa na zestawie transportowym 1 jest zainstalowany awaryjny układ wyłączający. Pracuje on również w sposób niezależny od sterowania, ponieważ jest on również zbudowany dyskretnie i podczas uruchomienia przerywa również zasilanie prądem cewek zaworowych 20, 21 obu zaworów hamulcowych 18, 19, dzięki czemu czynnik roboczy zgodnie z fig. 4 może płynąć bez zakłóceń z siłowników 17 agregatów hamulcowych 12 do zasobnika 27. Szczęki hamulcowe 33 stykają się gwałtownie z szyną 2.

Ponadto dzięki odpowiedniemu oprogramowaniu elektronicznego układu sterującego 7 należy zadbać o to, aby podczas redukcji prędkości zestawu transportowego 1 kontrolowany był czas opóźniania przez blok hamulcowy 13. Jeżeli zestaw transportowy 1 nie zostaje opóźniony, wówczas zostanie również odłączone zasilanie prądem cewek zaworowych 20, 21 zaworów hamulcowych 18, 19, wskutek czego szczęki hamulcowe 22 zostają bezzwłocznie dociśnięte do szyny 2.

Claims (3)

1. Sposób hamowania przesuwanego w sposób podwieszony zestawu transportowego, który zawiera co najmniej jeden własny napęd hydrauliczny i elektryczny, co najmniej jeden zespół napędowy do przemieszczania jednostki transportowej i co najmniej jeden agregat hamujący, które utrzymuje się w położeniu gotowości wbrew sile cofającej co najmniej jednej sprężyny hamulcowej przez hydrauliczny czynnik roboczy, znamienny tym, że poprzez napęd własny (6, 8) i zespół napędowy (9), celowo zmniejsza się prędkość jazdy, po czym do napędu własnego (6, 8) przyporządkowuje się elektroniczny układ sterujący (7), poprzez co wywołuje się opóźnioną, ciągłą redukcję ciśnienia hydraulicznego czynnika roboczego w agregacie hamulcowym (12) z jednocześnie ciągle zwiększa się docisk szczęk hamulcowych (33) do szyny (2).

2. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że kontroluje się czas sterowanego nachylenia szczęk hamulcowych (33).

3. Układ do przeprowadzenia sposobu określonego zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że w bloku zaworów (13) wbudowanego w zestaw układu hydraulicznego, w przewodzie ciśnieniowym (15) kontrolowanym przez wskaźnik ciśnienia (14), pomiędzy źródłem ciśnienia hydraulicznego (16) w napędzie własnym (6, 8) a agregatem hamulcowym (12) są usytuowane szeregowo zawory hamulcowe (18, 19), sterowane elektrycznie przez elektroniczny układ sterujący (7), z których do pierwszego zaworu hamulcowego (18), leżącego najbliżej źródła ciśnienia (16) na odcinku przewodu (24) między obydwoma zaworami hamulcowymi (18, 19) jest przyporządkowany dławikowy zawór zwrotny (25), a drugi zawór hamulcowy (19) jest mostkowany przez przewód obejściowy (28) z zaworem zwrotnym (29), blokującym w kierunku agregatu hamulcowego (12), przy czym obydwa zawory hamulcowe (18, 19) są przyłączone do zasobnika (27) hydraulicznego czynnika roboczego.