PL63389B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 25.IX.1971 63389 KI. 5 d, 1/12 MKP E 21 f, 1/12 CZYTELNIA Pilskiej lzeK¥f.Cl7 ¦¦' t-,\ l otj Wspóltwórcy wynalazku: Kazimierz Grajewski, Krzysztof Maslowski, Zdzislaw Szpilka, Józef Skiba Wlasciciel patentu: Zaklady Konstrukcyjno Mechanizacyjne Przemyslu Weglowe¬ go, Gliwice (Polska) Elektrohydrauliczny uklad sterujacy górniczych tam wentylacyjnyeh Przedmiotem wynalazku jest elektrohydrauliczny uklad do sterowania otwieraniem i zamykaniem górniczych tam wentylacyjnych osobowych lub trakcyjnych.Decydujace znaczenie we wlasciwym rozdziale powie¬ trza w podziemiach kopaln maja tamy wentylacyjne. Od ich nalezytego funkcjonowania zalezy odpowiednie za¬ silanie przodków w swieze powietrze oraz odprowadza¬ nie zuzytego. W przypadku wadliwego dzialania tamy przez pozostawienie jej otwarta, zmienia sie niekorzyst¬ nie cyrkulacja powietrza w podziemiach. Z tych to wzgledów tamy wentylacyjne musza byc zaopatrzone w mechanizm do automatycznego zamykania po przejsciu ludzi lub po przejezdzie srodków transportowych. W przypadku duzych depresji, tj. duzych róznic cisnien przed i za tama, dochodzi trudnosc otwierania tam, szczególnie zas tam osobowych oraz zachodzi niebez¬ pieczenstwo wypadku w czasie otwierania lub zamyka¬ nia tamy, gdyz duze sily parcia na drzwi moga spowo¬ dowac samoczynne ich zamkniecie w chwili kiedy oso¬ ba nie przeszla jeszcze na druga strone tamy.Znane sa mechaniczne lub pneumatyczne urzadzenia. do otwierania lub zamykania tam wentylacyjnych. Urza¬ dzenia mechaniczne polegaja na zastosowaniu przeciw¬ ciezarów niwelujacych dzialanie sily parcia na drzwi tamy tak, iz niewielka sila potrzebna jest do otwarcia drzwi. Zamykanie zas odbywa sie samoczynnie pod wplywem sily parcia. Inne rozwiazania mechaniczne zaopatrzone sa w serwomotor sterujacy ukladem dzwig¬ niowym, przy czym najczesciej uruchamianie nastepuje przez wlaczenie serwomotor u przez osobe przechodza- 10 15 20 25 30 ca. Rozwiazania te sa równiez przystosowane do wspól¬ pracy z samoczynnymi czujnikami, jak np. uklady z fo¬ tokomórka lub uklady indukcyjne przy tamach trakcyj¬ nych. Jednak w przypadku przerw dostawy energii elek¬ trycznej istnieja trudnosci z recznym otwieraniem, gdyz dodatkowo trzeba pokonac opory wewnetrzne mecha¬ nizmów ukladu, które w ukladach dzwigniowych sa zna¬ czne.W kopalniach silnie gazowych istnieje jeszcze dodat¬ kowa trudnosc z utrzymaniem ognioszczelnosci. Celem usuniecia tych niedogodnosci próbowano rozwiazac po¬ wyzsze zagadnienie przez zastosowanie ukladu dzwigni i silowników pneumatycznych. Urzadzenia te nie zdaly jednak egzaminu, gdyz w górniczej instalacji sprezo¬ nego powietrza istnieja duze wahania cisnien, bedace powodem niepewnosci dzialania tych urzadzen. Nawet w przypadku malych wahan cisnienia, duze straty cis¬ nienia wewnatrz elementów regulujacych, tj. w elemen¬ tach pomiedzy zasilaniem a silownikiem, równiez stwa¬ rzaly niebezpieczenstwo niezadzialania. Wobec wielu innych wad, jak nieodpornosc na zawilgocenie, zanie¬ czyszczenia i inne, urzadzenia te nie znalazly szersze¬ go zastosowania w górnictwie.Celem wynalazku jest zapewnienie poprawnego obie¬ gu powietrza w podziemiach kopaln, wyeliminowanie wysilku fizycznego przy otwieraniu tam wentylacyjnych przy duzych depresjach, zapewnienie maksymalnego bez¬ pieczenstwa osobom przechodzacym oraz przystosowa¬ nie do automatyzacji lokalnej lub kompleksowej.Cel ten osiagnieto przez zastosowanie urzadzenia hy- 633893 63389 4 draulicznego do zamykania i otwierania tam wentyla¬ cyjnych, wspólpracujacego z ukladem czujnikowo-steru- jacym wyposazonym w fotoelement lub czujnik pod¬ czerwieni. Elektrohydrauliczny uklad wedlug wynalazku do otwierania i zamykania tam wentylacyjnych sklada sie z elektrycznego ukladu czujnikowo-sterujacego, hy¬ draulicznego ukladu zasilajacego, wykonawczego i sprze¬ gajacego.Elektryczny uklad czujnikowo-sterujacy sklada sie ze znanych fotoelementów, czujników podczerwieni, lub czujników indukcyjnych oraz ukladu przetwarzajacego impuls wejsciowy. Uklad przetwarzajacy utworzony jest ze znanego ukladu rózniczkujacego, wzmacniacza impul¬ su, multiwibratora monostatycznego oraz elektroniczne¬ go przekaznika czasowego, polaczonych szeregowo, a za¬ silanych z jednego zasilacza stabilizujacego. Przekaznik czasowy stanowi element wyjsciowy impulsów steruja¬ cych ukladem hydraulicznym.Uklad hydrauliczny sklada sie z ukladu zasilajacego utworzonego z silnika pompy, zaworu przelewowego, filtra i zbiornika oleju oraz z zespolu wykonawczego utworzonego z rozdzielacza elektromagnetycznego, re¬ gulatora predkosci, regulatora cisnienia oraz silownika, na którego tloczysku osadzona jest dwustronna zebatka prosta wspólpracujaca z zebatkami walcowymi, sprze¬ zonymi poprzez sprzegla klowe z walami sterujacymi ukladem dzwigni. Uklad sprzegajacy polaczony ze stacja zasilajaca sklada sie z silowników sprzegiel klowych, zaworu odcinajacego oraz zaworu elektromagnetycznego.Urzadzenie wyposazone jest ponadto w dwa wylaczniki krancowe oraz uklad czujników bezpieczenstwa, sprze¬ zonych z elektrycznym ukladem sterujacym.Kiedy przechodzaca osoba przetnie strumien swietlny padajacy na fotoelement, powstaly impuls wejsciowy zo¬ staje zrózniczkowany i wzmocniony, a nastepnie zamie¬ niony na impuls o charakterystyce prostokatnej, tj. o stalej amplitudzie i czasie dzialania w multiwibratorze monostatycznym. Impuls ten przesterowuje suwak — pilot elektromagnetycznego rozdzielacza w pozycje za¬ silania, zalacza elektromagnetyczny zawór ukladu sprze¬ gajacego oraz7 wlacza napedowy silnik pompy ukladu zasilajacego. W tej sytuacji olej tloczony jest do prze¬ strzeni podtlokowej silownika, przy czym ilosc tloczo¬ nego oleju do silownika jest wielkoscia stala, co zapew¬ nia wlaczony przed rozdzielacz elektromagnetyczny za¬ wór przelewowo dlawiacy o stalej wydajnosci zwanym w dalszym ciagu regulatorem predkosci.Równoczesnie poprzez otwarty zawór elektromagne¬ tyczny ukladu sprzegajacego olej poprzez zawór zwrot¬ ny tloczony jest do silowników sprzegiel, powodujac ich zasprzeglanie. Z chwila kiedy w ukladzie wykonaw¬ czym olej osiagnie cisnienie umozliwiajace przesterowa- nie suwaka glównego rozdzielacza elektromagnetyczne¬ go ukladu wykonawczego, olej tloczony jest poprzez re¬ gulator cisnienia do przestrzeni nadtlokowej silownika.Od tego momentu nastepuje otwieranie drzwi tamy.Po calkowitym otwarciu drzwi tamy nastepuje za¬ dzialanie przekaznika krancowego, który steruje elek¬ tronicznym przekaznikiem czasowym. Nastepuje wtedy wylaczenie silnika napedowego pompy oraz przesterowa- nie suwaka w rozdzielaczu ukladu wykonawczego. Czas wylaczenia zadany jest przez przekaznik czasowy. Po uplywie zadanego czasu nastepuje samoczynne zalacze¬ nie silnika pompy i olej tloczony jest do przestrzeni podtlokowej silownika, co powoduje zamykanie drzwi.W przestrzeni nadtlokowej utrzymywane jest jednak sta¬ le cisnienie równe cisnieniu zasilania w czasie otwiera¬ nia drzwi. Zapewnia to regulator cisnienia wlaczony po¬ miedzy rozdzielacz, a silownik. 5 Utrzymywanie przeciwcisnienia w przestrzeni nadtlo¬ kowej w czasie zamykania drzwi podyktowane jest wy¬ stepujacym zjawiskiem kawitacji w przestrzeni podtlo¬ kowej, pod wplywem duzego parcia powietrza na drzwi tamy, a tym samym wystepowaniem duzej sily na dragu 10 tlokowym. Regulator cisnienia przepuszcza do przewodu splywowego stala ilosc oleju w takiej ilosci w jakiej do¬ plywa on do przestrzeni podtlokowej. Kierowanie do si¬ lownika stalej ilosci oleju zapewnia stale predkosci otwierania i zamykania drzwi tamy. W przypadku kie- 15 dy wymagana jest inna predkosc zamykania lub otwie¬ rania drzwi, zmienia sie ilosc oleju kierowana do si¬ lownika za pomoca iglicy dlawiacej, w która wyposa¬ zony jest regulator predkosci.Po zamknieciu drzwi tamy nastepuje zadzialanie dru- 20 giego przekaznika krancowego, co powoduje przestero- wanie przez uklad elektryczny rozdzielacza ukladu wy¬ konawczego w pozycje splywu, wylaczenie zaworu ukla¬ du sprzegajacego, a tym samym rozladowanie cisnienia w silownikach sprzegiel i ich rozsprzeglenie oraz wyla- 25 czenie silnika pompy. W tej sytuacji urzadzenie jest przystosowane do ponownej pracy.Uklad wyposazony jest w dwa czujniki bezpieczen¬ stwa. Czujniki skladaja sie z ruchomego magnesu sta¬ lego, przesuwajacego sie równolegle do zwiernego her- 30 metycznego zestyku. Przesuw magnesu stalego nastepuje pod wplywem wzrostu cisnienia w przestrzeni nadtloko¬ wej lub podtlokowej silownika wywolanego zatrzyma¬ niem drzwi przez osobe przechodzaca. O ile zamykajace lub otwierajace sie drzwi dotkna osoby przechodzacej, 35 wzrost cisnienia w ukladzie spowoduje przesuw magne¬ su stalego czujnika bezpieczenstwa, a tym samym zwar¬ cie styku hermetycznego zestyku zwiernego i przestero- wanie przez sterujacy uklad elektryczny rozdzielacza ukladu wykonawczego w pozycje odwrotna do poprzed- 40 niej, to znaczy o ile drzwi sie zamykaly w chwili ich zatrzymania nastepuje ich otwarcie i odwrotnie z chwi¬ la zatrzymania ich przy otwieraniu. Tym samym osoby przechodzace sa zabezpieczone przed uderzeniem drzwia¬ mi. 45 Uruchamianie ukladu moze równiez nastapic przez zwarcie odpowiedniego styku w ukladzie elektrycznym, a tym samym wywolanie impulsu wejsciowego w przy¬ padku kiedy ulegnie zniszczeniu lub awarii fotoelement.W przypadku zaniku napiecia zasilajacego uklad mozna 50 otworzyc recznie. Dzieki zastosowaniu rozlacznych sprzegiel, które sa .rozlaczone w czasie postoju, otwiera¬ nie drzwi tamy nie wymaga pokonywania dodatkowych oporów wewnetrznych ukladu, które w praktyce sa tak duze, iz nie mozna ich pokonac recznie. Uklad przy- 55 stosowany jest do sterowania zdalnego przez zwieranie odpowiednich styków ukladu elektrycznego z pulpitu sterowniczego, a nawet do automatyzacji komplekso¬ wej.Urzadzenie elektrohydrauliczne wedlug wynalazku do 60 otwierania i zamykania tam wentylacyjnych przedsta¬ wione jest na zalaczonych rysunkach, na których fig. 1 przedstawia widok tamy z góry, fig. 2 przedstawia sche¬ mat urzadzenia, zas fig. 3 przedstawia osiowy przekrój regulatora predkosci. 65 Po obydwu stronach tamy w chodniku umieszczone5 63389 6 sa fotoelementy 1, na które pada strumien swietlny. Fo- toelementy 1 polaczone sa z elektrycznym ukladem czuj- nikowo-sterujacym, zlozonym z rózniczkujacego ukla¬ du 2, wzmacniacza 3 monostatycznego multiwibratora 4 oraz przekaznika czasowego 5, polaczonych szeregowo i zasilanych ze wspólnego zasilacza 6.Hydrauliczny uklad zasilajacy sklada sie z silnika 7 pompy 8, zbiornika 9, przelewowego zaworu 10 oraz filtra 11. Przelewowy zawór 10 zabudowany jest pomie¬ dzy przewodem zasilajacym i splywowym urzadzenia, zas za zaworem przelewowym na przewodzie zasilaja¬ cym zabudowany jest filtr 11, przy czym silnik 1 po¬ przez wylaczniki krancowe 12 i 13 polaczony jest z elek¬ trycznym ukladem czujnikowo-sterujacym.Hydrauliczny uklad wykonawczy sklada sie z zawo¬ ru 14 o stalej wydajnosci i dlawiacego zaworu 15, two¬ rzacych regulator predkosci ruchu drzwi w czasie otwie¬ rania i zamykania, elektromagnetycznego rozdzielacza 16 sprzezonego z elektrycznym ukladem czujnikowo-ste¬ rujacym, regulatora 17 cisnienia oraz silownika 18, na którego tloczysku 19 osadzona jest dwustronna prosta zebatka 20 wspólpracujaca dwiema walcowymi zebatka¬ mi 21, które poprzez sprzegla 22 polaczone sa z robo¬ czymi walami 23 ukladu dzwigni 24 i 25.Regulator predkosci stanowiacy polaczenie przelewo¬ wego zaworu 14 o stalej wydajnosci z dlawiacym za¬ worem 15 stanowi jeden element, co uzyskano przez wspólosiowe i przesuwne osadzenie iglicy 26 w tloku 27 przelewowego zaworu 14. Chcac zmienic polozenie igli¬ cy 26 wzgledem tloka 27 zwiekszajac lub zmniejszajac czynny przekrój dlawiacego otworu 28 w tloku 27 obra¬ camy pomocniczy tlok 29 zaopatrzony w cylindryczny trzpien 30 z plaskim wycieciem 31, w które wchodzi równiez plasko uksztaltowana koncówka iglicy 26, co wobec gwintowego polaczenia iglicy 26 z tlokiem 27 daje osiowe przesuniecie iglicy 26.Uklad sprzegajacy urzadzenie sklada sie z elektro¬ magnetycznego zaworu 32 sterowanego przez elektrycz¬ ny uklad sterujacy, odcinajacego zaworu 33 oraz roz¬ lacznych sprzegiel 22 zaopatrzonych w silowniki 34.Poza tym urzadzenie zaopatrzone jest w dwa czuj¬ niki 35 i 36 zaopatrzone w przesuwny magnes staly i hermetyczny zwiemy zestyk nie uwidocznione na ry¬ sunku.Z chwila kiedy osoba przechodzac przetnie padajacy na fotoelement 1 strumien swietlny, nieregularny impuls elektryczny wejsciowy zostaje zrózniczkowany przez znany rózniczkujacy uklad 2, wzmocniony przez wzmac¬ niacz 3, a wstepnie przez monostatyczny multiwibra- tor 4 zamieniony na impuls o stalej amplitudzie i cza¬ sie dzialania. Impuls ten oddzialywuje na uklad hy¬ drauliczny wlaczajac silnik 7, równoczesnie przestero- wuje suwak — pilot rozdzielacza 16 hydraulicznego ukladu wykonawczego oraz wlacza zawór 32 ukladu sprzegajacego w pozycje zasilania. Olej tloczony jest przez poprzednio otwarty zawór elektromagnetyczny 32 i przez suwakowy zawór odcinajacy 33 pod silowniki 34, które zasprzeglaja sprzegla 22 laczac zebatki 21 z wala¬ mi roboczymi 23 ukladu dzwigniowego 24 i 25.W dalszej kolejnosci olej tloczony jest poprzez roz¬ dzielacz 16 do przestrzeni podtlokowej silownika 18, zas po przesunieciu glównego suwaka rozdzielacz 16 przez regulator 17 cisnienia zapewniajacego poprawna prace rozdzielacza 16 do przestrzeni nadtlokowej si¬ lownika 18. Od tej chwili rozpoczyna sie przesuwanie tloka 37 w cylindrze 38 silownika 18, a tym samym obrót walcowych zebatek 22 j. sprzezonych z nimi ro¬ boczych walów 23 ukladu dzwigni 24 i 25, wywolujac efekt otwierania drzwi tamy. Ilosc oleju wprowadza- 5 nego do silownika 18 jest wielkoscia stala, co zapewnia regulator predkosci, skladajacy sie z zaworu 14 o stalej wydajnosci i regulowanego dlawiacego zaworu 15, wla¬ czonego pomiedzy przewód zasilajacy i splywowy przed rozdzielaczem 16.W czasie otwierania drzwi wlaczony jest czujnik 36, który z chwila wzrostu cisnienia nad tlokiem spowodo¬ wanym zatrzymaniem drzwi przez osobe przechodzaca przesuwa ruchomy magnes ponad magnetycznym herme¬ tycznym zestykiem zwiernym, co powoduje jego zam¬ kniecie i przesterowanie rozdzielacza 16 w pozycje od¬ wrotna, tj. na zamykanie drzwi.Z chwila calkowitego otwarcia drzwi nastepuje za¬ dzialanie wylacznika krancowego 12, co powoduje wla¬ czenie przekaznika czasowego otwarcia drzwi oraz wy¬ laczenie silnika 7 i przesterowanie rozdzielacza, 16 w po¬ zycje zamykania drzwi. Po uplywie czasu otwarcia drzwi zadanego przez elektronowy przekaznik czasowy zosta¬ je ponownie wlaczony silnik 7 i olej wprowadzany jest pod tlok. Dla zabezpieczenia sie przed zjawiskiem ka¬ witacji po drugiej stronie tloka, spowodowanym szyb¬ kim przesuwem tloka pod wplywem sily parcia dzia¬ lajacej na drzwi, w przestrzeni nadtlokowej cylindra utrzymywane jest stale cisnienie równe cisnieniu oleju w czasie otwierania, co zabezpiecza regulator 17 cis¬ nienia. Cisnienie oleju w przestrzeni podtlokowej jest wyzsze od cisnienia w przestrzeni nadtlokowej silowni¬ ka, wobec czego regulator 17 cisnienia przepuszcza tyl¬ ko stale taka ilosc oleju, jaka wplywa pod tlok 37 si¬ lownika 18, co zapewnia stala predkosc zamykania drzwi. W czasie zamykania drzwi wlaczony jest czujnik 35 dzialajacy tak samo jak czujnik 36.Po calkowitym zamknieciu drzwi nastepuje zadzia¬ lanie krancowego wylacznika 13, co powoduje wyla¬ czenie zaworu 32 i rozlaczenie sprzegiel 22 wobec za¬ niku cisnienia w silownikach 34, przesterowanie roz¬ dzielacza 16 oraz wylaczenie silnika 7. Powyzsze urza¬ dzenie do otwierania i zamykania drzwi tam wentyla¬ cyjnych i trakcyjnych jest pewne w dzialaniu, wobec czego zapewnia spelnienie postawionego celu, jak rów¬ niez ze wzgledu na rodzaj medium czynnego, którym jest olej lub emulsja olejowa istnieje mozliwosc stoso¬ wania w kopalniach silnie gazowych.W przypadku przerw w dostawie energii elektrycznej reczne otwieranie drzwi jest, latwiejsze anizeli w zna¬ nych ukladach pneumatycznych, gdyz nie zachodzi ko¬ niecznosc pokonywania oporów wewnetrznych calego urzadzenia, co zapewniaja rozlaczone sprzegla 22 po zamknieciu drzwi. W przypadku zas awarii elektrycz¬ nego ukladu z fotoelementem zwarcie koncówek odpo¬ wiedniego przycisku, w który zaopatrzony jest uklad elektryczny przez osobe przechodzaca, wywola równiez zadzialanie urzadzenia. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Elektrohydrauliczny uklad sterujacy górniczych tam wentylacyjnych osobowych lub trakcyjnych wyposazony w znane fotoelementy, czujnik podczerwieni lub czuj¬ nik indukcyjny, znamienny tym, ze ma sterujacy uklad elektryczny zlozony z ukladu rózniczkujacego (2), 15 20 25 30 35 40 45 50 55 607 63389 8 wzmacniacze (3), monostatycznego multiwibratora (4) oraz czasowego przekaznika (5), polaczonych szeregowo i wspólpracujacych ze znanym elektrohydraulicznym rozdzielaczem (16) hydraulicznego ukladu wykonawcze¬ go, elektrohydraulicznym zaworem (32) hydraulicznego ukladu sprzegajacego, krancowymi przekaznikami (12) i (13), czujnikami (35 i 36) oraz silnikiem (7) pompy (8), przy czym przed elektromagnetycznym rozdzielaczem (6) pomiedzy przewód zasilajacy i splywowy ma wlaczony regulator (14 i 15) predkosci otwierania drzwi tamy, zas pomiedzy silownikiem (18) a rozdzielaczem (16) ma znany regulator (17) cisnienia zapewniajacy prawi¬ dlowa prace rozdzielacza (16) oraz utrzymujacy nadcis¬ nienie w przestrzeni nadtlokowej silownika (18) zapo¬ biegajace zjawisku kawitacji w przestrzeni podtlokowej silownika (18) w czasie zamykania tamy, na tloczysku (19) zas ma osadzona dwustronna prosta zebatke (20) wspólpracujaca z walcowymi zebatkami (21) osadzonymi na roboczych walach (23) oraz pomiedzy zebatkami (20) a walami (21) ma rozlaczne sprzegla (22) zaopatrzone w hydrauliczne silowniki (34) wlaczone tylko w czasie pracy urzadzenia.

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze regulator (14 i 15) ma dlawiaca iglice (26) wspólosiowo i przesuwnie osadzona w tloku (27) przelewowego za¬ woru (14). Fig. 1KI. 5 d,1/12 63389 MKP E 21 f, 1/121 KI. 5 d, 1/12 63389 MKP E 21 f, 1/12 l\\C\\\ Vl\\\V\U\UVA\VUV^\\\\^\^T Fig. 3 WDA-1. Zam. 114

3. Naklad 250 egz. PL PL