Opublikowano dnia 21 grudnia 1962 r. ika| POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 46256 KI. 20 i, 29 KI. internat. B 61 1 Przedsiebiorstwo Montazu Urzadzen Elektrycznych Przemyslu Weglowego *) Katowice, Polska Lacznik magnetyczny Patent trwa od dnia 8 wrzesnia 1961 r.W urzadzeniach sygnalizacji szybowej w gór¬ nictwie stosowano dotychczas laczniki urucha¬ miane mechanicznie za pomoca róznego rodzaju krzywek i dzwigni. Laczniki te spelnialy swo¬ ja role niezadawalajaco, wymagaly czestej wy¬ miany na skutek uszkodzen elementów mecha¬ nicznych, a poza tym, dzialajac niepewnie, po¬ waznie zmniejszaly stopien bezpieczenstwa pra¬ cy urzadzen wyciagowych (wypadniecie wozu lub czlowieka do szybu). W kolowej górniczej trakcji stosowano dotychczas takze laczniki uruchamiane mechanicznie przez przejezdzaja¬ cy wagon lub lokomotywe, laczniki rteciowe itp., które nie tylko, ze dzialaja niepewnie, ale sa kosztowne i daja mozliwosc przypadkowego uruchamiania ich np. przez przechodzacych lu¬ dzi.*) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa inz. Henryk Podmagór- ski i Leon Pierscionek.Znany jest takze lacznik elektromagnetyczny dzialajacy na zasadzie naruszenia równowagi strumienia magnetycznego wytworzonego w transformatorze róznicowym. Lacznik jest zaopatrzony w skomplikowany uklad elektrycz¬ ny (zasilacz, wzmacniacz, czujnik i stycznik) za¬ silany pradem o napieciu 220 V. Wzmacniacz tranzystorowy zastosowany w czujniku jest po¬ wazna przeszkoda dla wykorzystania czujnika w warunkach kopalnianych. Wada czujnika jest jego skomplikowana budowa, duzy koszt wyko¬ nania, ciezar wynoszacy ponad 40 kg, koniecz¬ nosc doprowadzenia linii zasilajacej oraz nie¬ pewnosc w dzialaniu, np. na skutek umyslnego lub nieumyslnego zblizenia do czujnika przed¬ miotów metalowych, kilofa, lopaty itp.Lacznik magnetyczny wedlug niniejszego wy¬ nalazku jest pozbawiony powyzszych wad i nie- domagan, poniewaz jest oparty na zastosowaniu czujnika zaopatrzonego w dwa równowazne stale obwody magnetyczne. Przez oddzialywa-nie na czujnik magnesem stalym lub elektro¬ magnesem z odleglosci do 200 mm zostaje osla¬ biony wzglednie wzmocniony strumien jednego z obwodów magnetycznych czujnika, w zalez¬ nosci od bieguna N lub S jakim oddzialywuje sie na czujnik, co powoduje przyciagniecie kotwiczki przez biegun obwodu magnetycznego silniejszego. Kotwiczka czujnika wraz z odpo¬ wiednimi stykami stanowi jednoczesnie zespól przelaczajacy elektryczny, który bezposrednio bierze udzial w sterowaniu urzadzen elektrycz¬ nych, bez potrzeby stosowania dodatkowych urzadzen wzmacniajacych i zasilajacych. Lacz¬ nik wedlug wynalazku mozna przystosowac w sposób prosty do róznych celów, na przyklad do oswietlenia odpowiedniej strzalki wskazuja¬ cej kierunek posuwu naczynia wydobywczego, wskazujacej jej polozenie, do automatycznego zatrzymania naczynia wydobywczego na odpo¬ wiednim poziomie wydobywczym, a w trakcji elektrycznej dolowej do sygnalizacji swietlnej nadchodzacego pociagu, do przestawienia zwrot¬ nic itp. Przestawianie zwrotnicy dla skierowa¬ nia pociagu na odpowiedni tor moze na przy¬ klad odbywac sie przez maszyniste podczas pel¬ nego biegu pociagu, który przekrecajac zwykly przelacznik elektryczny zmienia kierunek prze¬ plywu pradu elektrycznego w uzwojeniu elek¬ tromagnesu, a zatem zmienia kierunek strumie¬ nia magnetycznego.Wielka zaleta lacznika wedlug wynalazku jest jego prosty uklad, maly ciezar (okolo 5 kg), ni¬ ski koszt wykonania, bezposrednie sterowanie strumieniem magnesu bez urzadzen wzmacnia¬ jacych i dodatkowych zródel zasilania elektrycz¬ nego, niezawodnosc w dzialaniu i wszechstron¬ nosc zastosowania. Umyslne lub nieumyslne uruchomienie lacznika jest zupelnie wykluczo¬ ne, gdyz do uruchamiania jest konieczne zblize¬ nie do czujnika odpowiednio mocnego magnesu i to odpowiednim biegunem, co jest jego wielka zaleta ze wzgledu na wymagany duzy stopien bezpieczenstwa pracy sterowanych urzadzen górniczych.Lacznik magnetyczny wedlug wynalazku jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia lacznik w widoku z przodu po .zdjeciu obudowy, fig. 2 — w widoku z boku, fig. 3 — przekrój plaszczyzna A — A zaznaczo¬ na na fig. 1, fig. 4 — uproszczony widok lacz¬ nika z przodu wedlug fig. 1 przedstawiajacy je¬ go uklady magnetyczne i elektryczny, fig. 5 — obudowe czujnika w widoku z góry z czescio¬ wym wykrojem, lig. 6 — przekrój plaszczyzna B — B zaznaczona na fig. 5, fig. 7 — magnes sterujacy w widoku z boku, fig. 8 — schemat elektromagnesu sterujacego z ukladem elek¬ trycznym przelacznika, fig. 9 — przyklad zasto¬ sowania lacznika w szybie górniczym przy tran¬ sporcie pionowym, fig. 10 — przyklad zastoso¬ wania lacznika w transporcie poziomym, zwla¬ szcza do automatycznego przekladania zwrotnic przez maszyniste elektrowozu, fig. 11 — przy¬ klad dzialania czujnika przy oddzialywaniu na niego biegunem S, a fig. 12 — biegunem N magnesu sterujacego.Lacznik jest wyposazony w dwa czujnikowe równe sobie obwody magnetyczne utworzone z magnesów stalych 1 i 2, w przelacznik elek¬ tryczny skladajacy sie z kotwicy 3 i elektrycz¬ nych styków 4 i 5 oraz w obudowe ognio- i wo¬ doszczelna (fig. 5). Z przekaznikiem wspólpra¬ cuje umieszczony w odleglosci do 20 cm magnes sterujacy staly Mg (fig. 7) lub elektromagnes EMg (fig. 8).Magnesy stale 1 oraz 2 sa zaopatrzone w na- biegunniki wykonane z miekkiej stali, przy czym magnes 1 z Jednej strony jest zaopatrzony w nabiegunnik NI, a z drugiej poprzez wkladki stalowe „armko" 6 i 7 w nabiegunnik SI. Nato¬ miast magnes 2 jest zaopatrzony w nabiegunnik N2 i poprzez wkladki stalowe 8 i 9 w nabiegun¬ nik S2. Do wkladek stalowych 7 i 9 nabiegun- ników SI i S2 sa zamocowane duze dodatkowe nabiegunniki 10 i 11 w ksztalcie pólkolistym.Obydwa uklady magnetyczne sa zamocowane srubami 12 do plyty 13 wykonanej z tworzywa sztucznego lub metalu niemagnetycznego.Dodatkowe nabiegunniki 10 i U, które sa istotna czescia lacznika wedlug wynalazku, ma¬ ja za zadanie skoncentrowanie zewnetrznego strumienia magnetycznego pochodzacego z mag¬ nesów sterujacych (fig. 7 lub 8) i przekazanie w obwód magnetyczny NI — SI lub N2 — S2.Kazdy obwód magnetyczny, przykladowo NI — SI sklada sie kolejno z nabiegunnika NI, magnesu 1, wkladek 6 i 7, nabiegunnika SI i zamyka sie dolna czescia kotwicy 3, która la¬ czy magnetycznie nabiegunniki NI i SI.Kotwica 3 jest osadzona wahliwie na osi 14, przy czym czesc dolna kotwicy, która porusza sie pomiedzy nabiegunnikami SI i S2 jest wy¬ konana ze stali miekkiej „armko", a górna czesc nad osia 14 poruszajaca sie pomiedzy elektrycznymi stykami 4 i 5, jest wykonana z metalu dobrze przewodzacego prad, np. z krzemobrazu. Os 14 jest zamocowana do ra¬ mion 15 przykreconych do plyty 13 srubami 16. — 2 —Elektryczne styki 4 i 5 sa osadzone we wspornikach 17 i 18 i tworza dwa na przemian zamykane kotwica 3 obwody elektryczne, w sklad których wchodza takze uruchamiane lacznikiem urzadzenia sygnalizacyjne lub nape¬ dowe 19 (fig. 4). Jeden obwód elektryczny prze¬ biega od zacisku 20 (+) poprzez kotwice 3, styk 4 lub 5 i jeden z dwóch odbiorników 19 do bie¬ guna minusowego (—) zródla pradu.Obudowa ognio- i wodoszczelna wykonane z zeliwa 21, posiada wewnatrz dwie komory, komore zaciekowa 22 i komore magnetycz- no-lacznikowa 23 zaopatrzona w aluminiowa pokrywe 24, przy czym w komorze 23 pod po¬ krywa 24 w hermetycznie zamknietej obudowie 25 wykonanej z tworzywa sztucznego, dla uzy¬ skania wodo-ognioszczelnosci jest umieszczony lacznik magnetyczny pokazany na fig. 1 i 2. Od elektrycznych styków 4 i 5 i zacisku 20 laczni¬ ka, sa wyprowadzone gietkie przewody 26 do komory zaciskowej 22, gdzie sa polaczone z wielozylowym kablem 27. Przewody 26 wcho¬ dzace do komory 23 oraz nabiegunniki 10 i 11 sa wtopione w obudowe 25 wykonana z two¬ rzywa sztucznego.Lacznik magnetyczny wedlug wynalazku mo¬ ze dzialac róznie, w zaleznosci od jego zastoso¬ wania. Nizej opisano zasade dzialania lacznika dla trzech przykladów zastosowania.Przyklad I. Do naczynia wydobywczego 28 w szybie górniczym 29 z jednej strony jest zamocowany sterujacy magnes staly Mg, a z drugiej strony w scianie szybu 29 lacznik magnetyczny LM pokazany na fig. 1 — 6. Lacz¬ nik magnetyczny w tym przypadku ma sygna¬ lizowac obecnosc naczynia 28 na danym pozio¬ mie wydobywczym. Dlatego kotwica 3 lacznika powinna byc tak ustawiona, aby w stanie spo¬ czynku stale zamykala obwód z jednym z elek¬ trycznych styków, np. ze stykiem 4. Uzyskuje sie to przez odpowiednie wysuniecie styku 5 ze wspornika 17. W ten sposób z chwila gdy za¬ mocowany do naczynia wydobywczego 28 mag¬ nes Mg znajdzie sie naprzeciwko lacznika LM, wówczas kotwica 3 zostanie przyciagnieta przez nabiegunnik SI magnesu 1 i przelaczy sie na styk 5. Po przesunieciu sie naczynia wydobyw¬ czego 28, kotwica wróci do normalnego poloze¬ nia i zamknie obwód ze stykiem 4.Przyciagniecie kotwicy 3 przez nabiegunnik SI, odbywa sie na skutek wzmocnienia obwodu magnetycznego SI — NI przez zadzialanie na dodatkowy nabiegunnik 10 zewnetrznego stru¬ mienia magnetycznego pochodzacego od biegu¬ na N magnesu Mg. Dodatkowy nabiegunnik 10 spelniajacy tutaj najistotniejsza role, który jest przeciwnym biegunem S w stosunku do biegu¬ na IV magnesu Mg, przejal czesc zewnetrznego strumienia magnetycznego i wlaczyl go dla wzmocnienia obwodu magnetycznego SI — NI, co pozwolilo na przyciagniecie nabiegunnikicm SI, oddalonej w normalnym polozeniu kotwi¬ cy 3.Przyklad II. Lacznik magnetyczny jest zabudowany w szybie górniczym w sposób opi¬ sany w przykladzie I. Zadaniem lacznika iest sygnalizowanie kierunku jazdy naczynia wydo¬ bywczego 28. Kotwica 3 lacznika jest uregulo¬ wana obojetnie (przez jednakowo, symetrycznie ustawione styki 4 i 5) tak, ze pozostaje zawsze w takim polozeniu, w jakim zostala ustawiona pod wplywem zewnetrznego strumienia magne¬ tycznego. Zakladajac, ze w polozeniu wyjscio¬ wym kotwica 3 opiera sie o 51 i styk 5, to przy przesuwaniu sie naczynia wydobywczego 28 z magnesu Mg w kierunku strzalki 30, za¬ znaczonej na fig. 1, najpierw ulegnie chwilowe¬ mu wzmocnieniu obwód elektryczny NI — SI przez co nie zmieni sie polozenie kotwicy, a na¬ stepnie ulegnie wzmocnieniu obw6d magnetycz¬ ny N2 — S2, który przyciagnie kotwice do na- biegunnika N2 i polaczy ja ze stykiem 4 uru¬ chamiajacym sygnalizacje sterujaca dany kie¬ runek jazdy naczynia 28. Kotwica 3 pozostanie w takim polozeniu do chwili, az naczynie wydo¬ bywcze przejezdzajace w kierunku przeciwnym przelaczy ja na styk 5.Przyklad III. Lacznik magnetyczny LM jest zabudowany pomiedzy szynami 31 (fig. 10) w ten sposób, aby magnes sterujacy umieszczo¬ ny na podwoziu elektrowozu 32, przesuwal sie nad nim w odleglosci 10 — 20 cm wzdluz pro¬ stej C-C zaznaczonej na fig. 5. Zadaniem lacz¬ nika jest przestawianie zwrotnic w dolowej trakcji elektrycznej. Kotwica 3 lacznika w tym przypadku jest nastawiona obojetnie jak w przykladzie II. Sterowanie zwrotnicami od¬ bywa sie za pomoca elektromagnesu SMgr (fig. 8) i przelacznika Pk uruchamianego przez maszyniste. Dzieki zastosowaniu elektromagne¬ su EMg mozna dowolnie zmieniac bieguny S i N jego rdzenia, przekazujacego strumienie magnetyczne do lacznika LM. Zmiana biegtma- elektromagnesu EMg powoduje badz wzmecnie- nie ukladu magnetycznego danego nabiegumri- ka np. 10 lacznika, lub oslabienie, gdy dzialaja na siebie jednakowe biegany, np; na nabiegtm- -nik 5 biegun 5 elektromagnesu sterujacego EMg. Szczególowa zasada dzialania czujnika jest pokazana na fig. 11 i 12. Sily magnetome- tryczne obydwóch obwodów sa sobie równe, stad ich strumienie magnetyczne 0 1 i 0 2 sa tez równe sobie wg. równania: 0 1 = 02 W stanie spoczynkowym czujnika, gdy na niego nie oddzialywuje zaden zewnetrzny strumien magnetyczny, kotwiczka 3 jest przyciagnieta przez jeden z biegunów SI lub S2. Oddzialywu- jac biegunem 5 magnesu sterujacego przesuwa¬ jacego sie wzdluz linii C-C (fig. 1 i 5), w odle¬ glosci do 200 mm od czujnika, wprowadza sie w obwód magnetycznego strumienia 0 1, skon¬ centrowany przez nabiegunnik plaski 10 dodat¬ kowy strumien magnetyczny zewnetrzny 0 Z o kierunku przeciwnym strumieniowi 0 1. Na skutek tego, strumien magnetyczny 0 1 zosta¬ nie oslabiony i kotwiczka zostanie przyciagnie¬ ta przez nabiegunnik S2 zamykajac obwód dla 0 2 zgodnie z wzorem: 0 1 — 0 Z < 0 2 Oddzialywujac w sposób podany wyzej na czuj¬ nik biegunem N magnesu sterujacego (fig. 12) wprowadza sie w obwód strumienia magnetycz¬ nego 0 1 skoncentrowany zewnetrzny strumien magnetyczny 0 Z o kierunku zgodnym ze stru¬ mieniem 0 1, na skutek czego strumien 0 1 zo¬ stanie wzmocniony i kotwiczka 3 zostanie przy¬ ciagnieta przez nabiegunnik SI zamykajac ob¬ wód magnetyczny dla 0 1 wedlug wzoru: 0 1 + 0 Z 0 2.Gdy maszynista na wyznaczonym odcinku trasy przed zwrotnica przelaczy przelacznik Pk w pozycje x i przetrzyma go w tym polozeniu do chwili wjazdu na zwrotnice zamierzajac je¬ chac na wprost, wówczas przez uzwojenie EMg poplynie prad o takim kierunku, ze na koncu rdzenia zwróconym do lacznika LM powstanie biegun N. W tym przypadku jezeli zwrotnica byla ustawiona niezgodnie z zamierzona jazda, tzn. kotwica 3 byla w kontakcie ze stykiem 4, nastapi przelaczenie jej na kontakt ze styczni¬ kiem 5. Natomiast jezeli zwrotnica byla usta¬ wiona zgodnie z zamierzona jazda, tzn. kotwica 3 byla w kontakcie ze stycznikiem 5 to pozo¬ stanie w tym polozeniu bez zmian.Gdy maszynista zamierza jechac na jeden z bocznych torów, to wówczas przestawia prze¬ lacznik na pozycje z, x:o powoduje kierunek pradu w uzwojeniu EMg taki, ze na tym sa¬ mym rdzeniu po stronie zwróconej do lacznika LM powstaje biegun 5. W tym przypadku, gdy zwrotnica byla ustawiona na wprost, tzn. ko¬ twica 3 jest w kontakcie ze stykiem 4, nastapi przestawienie tej kotwicy i polaczenie ze sty¬ kiem 5. PL