Pierwszenstwo: Opublikowano: 10. II. 1965 49160 KI. 35c, MK#$# UKD Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Tadeusz Zmyslowski, mgr inz. Ta¬ deusz Duda, mgr inz. Krzysztof Grzybowski, mgr inz. Bogdan Domanowski Wlasciciel patentu: Zaklady Konstrukcyjno-Mechanizacyjne Przemyslu Weglowego, Gliwice (Polska) Elektropneumatyczny zespól sterowniczy do hamulca maszyny wyciagowej Wsród zespolów sterujacych maszyne wyciagowa, których dzialanie jest wzajemnie uzaleznione, szcze¬ gólnie wazny jest zespól sterujacy hamulec tej ma¬ szyny. Wedlug obowiazujacych przepisów zespól jest dostosowany do hamowania manewrowego i do hamowania bezpieczenstwa.Przedmiotem wynalazku jest zespól elektro¬ pneumatyczny do sterowania hamulca maszyny wy¬ ciagowej, który otrzymuje rozkazy droga elektrycz¬ na, a dziala na hamulec kierujac powietrze sprezo¬ ne do obslugujacych go cylindrów pneumatycznych.Hamowanie manewrowe za pomoca zespolu wedlug wynalazku zachodzi przez przestawianie potencjo¬ metru powodujace zmiane natezenia pradu sterow¬ niczego. Przez zmniejszenie natezenia nastepuje za¬ ciskanie hamulca, przez zwiekszenie natezenia zwal¬ nianie hamulca. Hamowanie bezpieczenstwa zacho¬ dzi na skutek przerwania pradu sterowniczego pod wplywem impulsu elektrycznego pochodzacego z do¬ wolnego sposród licznych znanych czujników roz¬ mieszczonych w calosci urzadzenia wyciagowego.W sklad ze_spplu sterowniczego wedlug wynalazku wchodzi przetwornik, którego zadaniem jest prze¬ twarzanie zmniejszajacego sie natezenia pradu ste¬ rowniczego na wzrastajace cisnienie powietrza i od¬ wrotnie. Przetwarzanie to w zespole wedlug wyna¬ lazku jest w pewnych granicach prawie liniowe.Uklady do przetwarzania natezenia pradu sterow¬ niczego na cisnienie powietrza sprezonego wchodza w sklad najnowszych urzadzen sterowniczych ma- 10 15 20 szyn wyciagowych reklamowanych przez niektóre firmy. Jednakze rozwiazanie tych ukladów nie jest publikowane.Drugim waznym i calkowicie nowym elementem zespolu sterowniczego wedlug wynalazku jest spec¬ jalny suwak dzialajacy automatycznie jedynie tylko podczas hamowania bezpieczenstwa. Zadaniem tego suwaka jest zatrzymanie wzrostu cisnienia powie¬ trza na poziomie wymaganym do hamowania szyb¬ kiego lecz bezawaryjnego. Jak wiadomo, hamowa¬ nie bezpieczenstwa winno zachodzic szybko jednak¬ ze z nalezytym umiarem, aby zbyt gwaltownym hamowaniem nie spowodowac poslizgu lin i nie uszkodzic urzadzen wyciagowych. Opisane ponizej rozwiazanie tego suwaka oraz sposób jego wlacze¬ nia do wspóldzialania z innymi elementami zespolu sterowniczego, stanowi glówna istote wynalazku.Elektropneumatyczny zespól sterowniczy do ste¬ rowania hamulca maszyny wyciagowej wedlug wynalazku, jest przedstawiony na rysunku, którego celem jest zarazem szczególowe wyjasnienie zadan oraz dzialania tego zespolu. Fig. 1 jest wykresem wspólzaleznosci przetwarzania pradu sterownicze¬ go i cisnienie powietrza, fig. 2 jest wykresem wzro¬ stu cisnienia przy hamowaniu bezpieczenstwa, kie¬ dy z przetwornikiem wspóldziala suwak, fig. 3 jest schematycznym przekrojem osiowym przetwornika, fig. 4 schematycznym przekrojem osiowym suwaka, fig. 5 schematem calosci zespolu. 4916049160 3 4 Wykresy fig. 1 i fig. 2 wyjasniaja wstepnie za¬ dania przetwornika i suwaka oraz ilustruja ich zdolnosc do wykonywania tych zadan uzasadnia¬ jaca celowosc opisanych w dalszym ciagu rozwia¬ zan konstrukcyjnych tych elementów zespolu.Krzywa K na fig. 1 przedstawia zaleznosc mie¬ dzy cisnieniem powietrza w cylindrze hamulca pneumatycznego, a pradem sterowniczym. Jest ona wykreslona w osiach, na których przykladowo po¬ dane sa wartosci natezenia pradu w miliamperach i cisnienia w; *atmosferach. Odcinek roboczy tej krzywej od okolo 80 mA wzwyz obejmuje wartosci stosowane przjr hamowaniu manewrowym. Na tym odcinku krzywa jest prawie prosta, co dowodzi, ze dzialanie przetwornika jest liniowe. Z rozpatrzenia "calosci tej krzywej wyniKa, ze przerwa pradu ste¬ rowniczego spowoduje wzrost cisnienia do wartosci maksymalnej tj. takiej, z jaka powietrze sprezone doprowadzane jest do zespolu.Ten wzrost cisnienia nastepujacy w ciagu nie- wielkiej ilosci sekund, przedstawia krzywa L na fig. 2 w osiach cisnienie/czas. Jednakze w zespole wedlug wynalazku wzrost cisnienia powietrza przy przerwie pradu sterowniczego tj. w przypadku ha¬ mowania bezpieczenstwa, riie przebiega wedlug krzywej L, wykreslonej linia przerywana, lecz we¬ dlug krzywej M wykreslonej linia ciagla na tym samym wykresie, a to dlatego, ze przy przerwie pradu zaczyna automatycznie dzialac suwak, który dopuszcza wzrost cisnienia do pewnej wartosci i na tej wartosci cisnienie to (miedzy punktami A i B na krzywej) utrzymuje sie na okres kilku sekund potrzebny do calkowitego zahamowania. Po czym suwak ten nie przeszkadza dalszemu wzrostowi cis¬ nienia, dla ostatecznego zacisniecia hamulców po zahamowaniu.Fig. 3 przedstawia przekrój osiowy przetwornika oznaczonego na fig. 5 jako pozycja 2, Króciec wlo¬ towy 31 doprowadza sprezone powietrze poprzez szereg szczelin uwidocznionych na rysunku do ko¬ mory 32. Wlot powietrza do tej komory dlawi dy¬ sza 33. Z tej komory powietrze uchodzi przez za¬ wór regulacyjny, w którym kulka 34 jest umiesz¬ czona w stozkowym kanale. Kulka znajduje sie pod naciskiem wywolanym przez cewke 35. Zwiekszanie pradu w cewce wywolujace wciaganie rdzenia, zwieksza nacisk na kulke i utrudnia uchodzenie po¬ wietrza na skutek czego cisnienie w komorze 32 wzrasta, zmuszajac element przesuwny 36 do opusz¬ czania sie wbrew dzialaniu sprezyny 37. Przeciw¬ nie zmniejszanie nacisku elektromagnetycznego na kulke 34 ulatwia uchodzenie powietrza z komory 32 zmniejszajac cisnienie w tej komorze i powoduje przesuw elementu przesuwnego 36 ku górze pod dzialaniem sprezyny 37. Ponadto organ przesuw¬ ny 36 znajduje sie pod dzialaniem powietrza za¬ wartego w komorze 38 polaczonej z króccem wylo¬ towym 39 a wiec pod dzialaniem cisnienia zreduko¬ wanego przez przetwornik. Organ 36 jest uksztalto¬ wany jak wynika z rysunku, w postaci tloka róz¬ nicowego, aby cisnienie zawarte w komorze 38 dzialajac w dwóch kierunkach na dwie nierówne powierzchnie, wywolywalo sile wypadkowa. Sila ta jest wyrazem, sprzezenia zwrotnego. W zaleznosci od polozenia elementu 36 przelot powietrza z krócca wlotowego 31 do krócca wylotowego 39 przez ko¬ more 38 jest mniej lub wiecej otwarty badz calko¬ wicie zamkniety. Na rysunku organ przesuwny 36 znajduje sie w polozeniu równowagi, przy którym 5 doplyw króccem 31 jest zamkniety.Fig. 4 przedstawia przekrój osiowy suwaka ozna¬ czonego na fig. 5 jako pozycja 2. Suwak ten jest ustawiony na przewodzie laczacym przetwornik 1 z cylindrem hamulcowym 3. Górnemu polozeniu elementu przesuwnego 41 tego suwaka, w którym to polozeniu element 41 jest zablokowany podczas normalnej pracy maszyny wyciagowej, odpowiada pelna droznosc przeplywu przez suwak. Z chwila odblokowania, organ przesuwny tego suwaka pod¬ lega z jednej strony dzialaniu sprezyny 44, która go podnosi, a z drugiej dzialaniu powietrza w komo¬ rze 42 doprowadzonego do tej komory przewodem z glównej komory 43 suwaka. Cisnienie panujace w komorze 43 dziala na organ przesuwny w obu kierunkach z silami znoszacymi sie wzajemnie. Na¬ tomiast cisnienie w komorze 42 dziala w kierunku przesuwu organu 41 do dolu wbrew dzialaniu spre¬ zyny 44. Jednakze sila ta aby przesunac suwak musi wzrosnac powyzej wartosci sily sprezyny 41.Aby ze wzrostem cisnienia w komorze 43 cisnienie w komorze 42 narastalo z pewnym opóznieniem, ko¬ mora 42 polaczona jest z pojemnikiem 45, a prze¬ wód 46 laczacy komory 42, 43 i pojemnik 45 stano¬ wi pewien opór. Z powyzszego wynika, ze po od¬ blokowaniu nie moze nastapic natychmiastowe za¬ mkniecie suwaka lecz nastepuje ono dopiero wów¬ czas, gdy w komorze 42 cisnienie osiagnie wyso¬ kosc, która warunkuje przesuniecie elementu 41 do pozycji zamkniecia. Zamkniecie to przy okreslonej wartosci cisnienia powstrzymuje dalszy jego wzrost w strefie za suwakiem, tj. w cylindrze hamulca, na ustalony okres czasu zwany dalej czasem zwloki.Wzrastajace cisnienie przed suwakiem powoduje po uplywie czasu zwloki dalsze przesuwanie sie w dól elementu 41 przez co krawedz 47 otwiera dodatko¬ wy kanal 48 i jego przedluzenie 49 stanowiace bocznik przewodu glównego, który pozostaje nadal zamkniety. Bocznikiem 48, 49, powietrze przeplywa wyrównujac cisnienie miedzy strefami przed suwa¬ kiem i za suwakiem.Zespól wedlug wynalazku przedstawiony schema¬ tycznie w calosci na fig. 5 sklada sie z przetworni¬ ka 1, polaczonego z nim szeregowo suwaka 2, zna¬ nego ukladu dwóch cylindrów pneumatycznych 3, 4 obslugujacych hamulec, suwaka pomocniczego 5 i ukladu dzwigniowo obciaznikowego 9 utrzymywa¬ nego w równowadze nietrwalej przez przyciaganie rdzenia cewka zanikowa 6, filtra 7, przez który do¬ prowadzone jest powietrze sprezone i smarownic 8.Przy normalnej pracy maszyny wyciagowej su¬ wak 2 jest calkowicie otwarty i nie bierze udzialu w ustalaniu cisnienia w cylindrach 3, 4 za pomoca przetwornika 1 i nie ma wplywu na hamowanie manewrowe. Dopiero gdy bodziec elektryczny do hamowania bezpieczenstwa spowoduje przerwe pra¬ du w cewce zanikowej 6 uklad dzwigniowo obciaz- nikowy 9 przestaje blokowac organ przesuwny 41 suwaka 2, a równoczesnie przestawia suwak 5, któ¬ ry wypuszcza powietrze z przestrzeni cylindra 4 pod tlokiem 10. Wówczas nie ma przeszkody w ob- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6049160 nizaniu sie polozenia tloka 10, a z nim i tloka 12 w cylindrze 3, który jest uksztaltowany we wnetrzu tloka 10. Obnizanie to nastepuje pod dzialaniem sumy sil wywieranych przez cisnienie powietrza dzialajace z góry na oba tloki 10 i 12 oraz sily cia¬ zenia obciaznika 11. Poniewaz bodziec do hamowa¬ nia bezpieczenstwa powoduje równiez zanik pradu w przetworniku 1, cisnienie dzialajace na tloki gwaltownie wzrasta i hamowanie odbywa sie z wielka sila. Jednakze cisnienie to wzrasta tylko do ustalonej wartosci, przy której suwak 2 odbloko¬ wany zaczyna automatycznie dzialac i utrzymuje dana wartosc cisnienia przez caly okres zwloki.W ciagu tego okresu hamowanie jest juz ukonczo¬ ne i dalszy wzrost cisnienia, który nastepuje po tym okresie, sluzy jedynie do zacisniecia hamulców maszyny juz unieruchomionej. Na rysunku pomi¬ nieto wlasciwy hamulec pozostawiajac jedynie dzwignie 13, która laczy tloczysko tloka 12 z ha¬ mulcem. PL