RU2061643C1

RU2061643C1 - Device to protect mine hoist from hauling rope creeping

Info

Publication number: RU2061643C1
Application number: RU92013661A
Authority: RU
Inventors: Николай Гаврилович Огнев; Андрей Владимирович Юденко; Сергей Федорович Хромов
Original assignee: Николай Гаврилович Огнев; Андрей Владимирович Юденко; Сергей Федорович Хромов
Priority date: 1992-12-21
Filing date: 1992-12-21
Publication date: 1996-06-10

Abstract

FIELD: mining equipment; double-end hoists with brake ropes. SUBSTANCE: mounted on hoisting containers for engagement with brake ropes are vibration transmitters in form of lateral vibration generators, each made in form of impact mechanism. Adapters connected with inputs of corresponding vibration receivers are mounted on brake ropes by means of sliding ropes at the level of upper point of attachment of brake ropes. Output of vibration receivers are connected with input of information processing unit through electromechanical switch. Information process unit is made of series- connected amplifier and single-threshold comparator whose output, being output of information processing unit, is connected to safety brake of hoist drive. Frequency of lateral vibrations of generators is proportional to speed of movement of empty container in mine shaft. EFFECT: enhanced reliability of protection. 3 dwg

Description

Устройство относится к шахтным и рудничным двухконцевым подъемным установкам, снабженных тормозными канатами. The device relates to mine and mine double-end lifting installations equipped with brake ropes.

Известно устройство цифровой индикации положения сосуда шахтной подъемной машины /1/ в котором положение сосуда определяется с помощью датчика путевых импульсов и пересчетной схемы. Однако, магнитные метки, пригодные для контроля напуска и наносимые на тяговый канат, с течением времени теряют свою магнитную индукцию вследствие рассеивания остаточного магнитного потока в тяговом канате, что снижает надежность устройства и требует повторного, очень точного, нанесения на канат новых магнитных меток. A device for digitally indicating the position of the vessel of a mine lifting machine / 1 / in which the position of the vessel is determined using the sensor path pulses and the conversion circuit. However, magnetic marks suitable for controlling the inlet and applied to the traction rope lose their magnetic induction over time due to the dispersion of the residual magnetic flux in the traction rope, which reduces the reliability of the device and requires repeated, very accurate, application of new magnetic marks to the rope.

Ближайшим аналогом является устройство защиты от напуска тягового каната шахтной подъемной установки /2/, содержащее привод подъемной установки с предохранительным тормозом, передатчик колебаний, размещенный на одном подъемном сосуде, приемник колебаний и блок обработки информации, содержащий усилитель и подключенный выходом к предохранительному тормозу привода подъемной установки. The closest analogue is a device for protection against the inlet of the traction rope of a mine lifting installation / 2 /, containing a lifting installation drive with a safety brake, an oscillation transmitter located on one lifting vessel, an oscillation receiver and an information processing unit containing an amplifier and connected to the safety brake of the lifting drive by an output installation.

Однако, указанное устройство защищает от напуска только одноконцевую подъемную установку, что сужает область его применения. Кроме того, излучатель акустических колебаний, соединенный звукопроводом с тяговым канатом, предполагает излучение колебаний с частотой от самых низких до самых высоких /10¹² 10¹³ Гц/ Советский Энциклопедический Словарь, М. "СЭ", 1981 г. с. 34/. Поскольку в нем используется эффект Доплера, есть основания предполагать, что использование продольных упругих волн вдоль каната производится в ультразвуковом диапазоне /больше 20 кГц/.However, the specified device protects only one single-end lifting installation from inlet, which narrows the scope of its application. In addition, the emitter of acoustic vibrations connected by a sound conduit to the traction rope, involves the emission of vibrations with a frequency from the lowest to the highest / 10 ¹² 10 ¹³ Hz / Soviet Encyclopedic Dictionary, M. "SE", 1981 p. 34 /. Since it uses the Doppler effect, there is reason to believe that the use of longitudinal elastic waves along the rope is in the ultrasonic range / greater than 20 kHz /.

Если вспомнить, что скорость распространения таких волн прямо пропорциональна плотности материала /в данном случае тягового каната/, то последний имеет различную плотность, в зависимости от концевой нагрузки. Следовательно, и различную скорость распространения акустических колебаний, что вносит погрешность в работу устройства, влекущую за собой снижение его надежности. К тому же это устройство достаточно сложное в силу наличия необходимых блоков по генерированию колебаний акустической частоты и отделению колебаний доплеровской частоты. If we recall that the propagation velocity of such waves is directly proportional to the density of the material (in this case, the traction rope), then the latter has a different density, depending on the end load. Therefore, the different speed of propagation of acoustic vibrations, which introduces an error in the operation of the device, entailing a decrease in its reliability. In addition, this device is quite complex due to the presence of the necessary blocks for generating oscillations of the acoustic frequency and separating the oscillations of the Doppler frequency.

Цель изобретения упрощение устройства, расширение области применения и повышение надежности. The purpose of the invention is the simplification of the device, expanding the scope and increasing reliability.

Эта цель достигается тем, что устройство снабжено размещенными на втором подъемном сосуде вторым передатчиком колебаний, вторым приемником колебаниЙ, электромеханическим коммутатором и двумя адаптерами, закрепленными на тормозных канатах с помощью скользящих контактов на уровне верхней отметки крепления тормозных канатов и электрически соединенными с входами соответствующих приемников колебаний, а блок обработки информации снабжен однопороговым компаратором, к входу которого подключен выход усилителя, вход которого является входом блока обработки информации, который соединен с якорем электромеханического коммутатора, к неподвижным контактом которого подключены выходы приемников колебаний, а выход компаратора является выходом блока обработки информации, причем передатчики колебаний выполнены в виде генератора поперечных механических колебаний, каждый из которых состоит из ударного механизма, размещенного на подъемном сосуде с возможностью взаимодействия его с тормозным канатом, причем частота поперечных механических колебаний пропорциональна скорости перемещения порожнего сосуда в стволе шахты. This goal is achieved by the fact that the device is equipped with a second oscillation transmitter, a second oscillation receiver, an electromechanical switch and two adapters mounted on the brake ropes with sliding contacts at the level of the upper mounting mark of the brake ropes and electrically connected to the inputs of the respective oscillation receivers located on the second lifting vessel and the information processing unit is equipped with a single-threshold comparator, to the input of which the output of the amplifier is connected, the input of which is the input m of the information processing unit, which is connected to the armature of the electromechanical switch, to the fixed contact of which the outputs of the vibration receivers are connected, and the output of the comparator is the output of the information processing unit, the vibration transmitters being made in the form of a transverse mechanical vibration generator, each of which consists of a shock mechanism, placed on a lifting vessel with the possibility of its interaction with the brake cable, and the frequency of transverse mechanical vibrations is proportional to the speed ne emescheniya empty receptacle in the shaft.

Сущность предлагаемого устройства заключается в следующем. The essence of the proposed device is as follows.

Использование акустических колебаний, передаваемых по тяговому канату с помощью генератора, излучателя и приемника, предполагает наличие генератора акустической частоты от самой низкой /10² Гц/ до самой высокой /10¹³ Гц/. Наличие звукопровода и приемника, например, из кварца, турмалина, и т.д. обладающие прямым пьезоэлектрическим эффектом, требует своих излучателей, но с обратным эффектом. Все это представляет не столько техническую, сколько эксплуатационную сложность, т.к. тяговый канат будет истирать скользящие контакты приемника. Кроме того, вся последующая электронная часть схемы достаточно сложна.The use of acoustic vibrations transmitted along the traction rope using a generator, emitter and receiver, suggests the presence of an acoustic frequency generator from the lowest / 10 ² Hz / to the highest / 10 ¹³ Hz /. The presence of a sound pipe and receiver, for example, from quartz, tourmaline, etc. having a direct piezoelectric effect, requires its emitters, but with the opposite effect. All this is not so much technical as operational complexity, because the traction rope will abrade the sliding contacts of the receiver. In addition, the entire subsequent electronic part of the circuit is quite complex.

Эксперименты, показали, что акустические волны от кило- до мегагерц, излучаемые кварцем в тяговый канат, быстро затухают в нем, что требует для их приема на копре или на приемной площадке очень чувствительные, следовательно, и сложные приборы. Значительно лучше распространяются по канату поперечные механические колебания низкой частоты, слышимые как звуковые волны, являющиеся частным случаем акустических волн. Эти поперечные механические колебания можно создавать ударом по канату металлическим предметом /металл по металлу/, в качестве которого могут быть тормозные канаты, или по металлическим направляющим, по которым перемещается подъемный сосуд, даже если эти направляющие армированы деревом. The experiments showed that acoustic waves from kilohertz to megahertz emitted by quartz into the traction rope quickly attenuate in it, which requires very sensitive and, therefore, sophisticated devices to receive them on the copra or on the receiving platform. Significantly better propagated along the rope are transverse mechanical vibrations of low frequency, heard as sound waves, which are a special case of acoustic waves. These transverse mechanical vibrations can be created by hitting the rope with a metal object / metal against metal /, which can be brake cables, or along metal guides along which the lifting vessel moves, even if these guides are reinforced with wood.

Кроме того, акустические волны, передаваемые по тяговым канатам, склонным к деформациям по действием концевых нагрузок, могут изменять свою скорость в зависимости от плотности материалы каната, вследствие чего наносится ошибка в принимаемую частоту, а деформация каната может нарушить силу прижатия излучателя и приемника к канату, что изменяет амплитуду акустической волны, создавая /дрейф нуля/, и требует постоянной коррекции последнего, а также потерю чувствительности излучателя и приемника. То же можно сказать о низкочастотных колебаниях. Чтобы избавиться от этого, есть смысл использовать в качестве канала связи между излучателем колебаний и приемником менее нагруженные элементы подъемной установки. В качестве последних могут быть предложены тормозные канаты. In addition, acoustic waves transmitted along traction ropes prone to deformations due to end loads can change their speed depending on the density of the rope materials, resulting in an error in the received frequency, and the deformation of the rope can disrupt the force of the transmitter and receiver against the rope , which changes the amplitude of the acoustic wave, creating / zero drift /, and requires constant correction of the latter, as well as loss of sensitivity of the emitter and receiver. The same can be said of low-frequency oscillations. To get rid of this, it makes sense to use less loaded elements of the lifting installation as a communication channel between the oscillation emitter and the receiver. As the latter, brake cables can be offered.

Ударный механизм, создающий поперечные механические колебания низкой частоты в тормозном канате, воспринимаемые как звуковые низкочастотные колебания, можно выполнить механическим, а, следовательно, достаточно простым и каким угодно по мощности, если сказать его с подъемным сосудом с использованием энергии перемещающегося порожнего сосуда. При этом нет необходимости потреблять энергию со стороны, а также частоту звуковых колебаний принять или постоянной, или сказать ее со скоростью перемещения порожнего подъемного сосуда вдоль тормозных канатов. Последний вариант и предлагается к рассмотрению. The shock mechanism that creates lateral mechanical vibrations of low frequency in the brake cable, perceived as low-frequency sound vibrations, can be performed mechanically, and therefore quite simple and of any power, if you say it with a lifting vessel using the energy of a moving empty vessel. In this case, there is no need to consume energy from the side, as well as to accept the frequency of sound vibrations either constant or say it at the speed of movement of the empty lifting vessel along the brake ropes. The latter option is proposed for consideration.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема "Устройства.". На фиг. 2 - общеизвестная электрическая схема реверса электродвигателя, применяемая в шахтной подъемной установке. На фиг. 3 пример практической реализации электромеханического коммутатора с использованием дополнительных контактов реверсора. In FIG. 1 is a schematic diagram of a “Device.” In FIG. 2 - a well-known electric circuit of the reverse of the electric motor used in a mine lifting installation. In FIG. 3 is an example of a practical implementation of an electromechanical switch using additional reverser contacts.

Устройство содержит привод 1 шахтной подъемной установки, тяговые канаты 2 и 3, направляющие шкивы 4 и 5, подъемные сосуды 6 и 7, несущие на себе генераторы 8 и 9 поперечных механических колебаний, имеющие контакты с тормозными канатами 10 и 11 соответственно. Генераторы 8 и 9 выполнены таким образом, что его основной служит ролик в качестве ударника, размещенный на подвижном объекте подъемном сосуде и прижатый пружиной к тормозному канату. The device comprises a drive 1 of a mine lifting installation, traction ropes 2 and 3, guide pulleys 4 and 5, lifting vessels 6 and 7, bearing generators 8 and 9 of transverse mechanical vibrations having contacts with the brake ropes 10 and 11, respectively. The generators 8 and 9 are made in such a way that the main roller serves as a drummer, placed on a movable object by a lifting vessel and pressed by a spring to the brake rope.

При перемещении порожнего сосуда 6 вниз, прижимной ролик вращается и при помощи эксцентрика запускает в действие ударный механизм генератора, частота ударов которого пропорциональна скорости перемещения порожнего подъемного сосуда. При обратном перемещении сосуда /груженного, вверх/, когда напуск каната невозможен технологически, эксцентрик отключен. Адаптеры 12 и 13 размещены на уровне верхней отметки крепления тормозных канатов 10 и 11 и электрически соединены со своими приемниками колебаний 14 и 15, выходы которых соединены, соответственно с неподвижными контактами 16 и 17 электромеханического коммутатора 18. Якорь 19 коммутатора переключается синхронно с реверсом привода подъемной машины на спуск порожнего сосуда и электрически соединен с входом блока обработки информации 20, включающем последовательно соединенные усилитель и однопороговый компаратор 22 /Алексеенко А.Г. и др. "Применение прецизионных аналоговых ИС", М. "Радио и связь", 1981, с. 169-170 табл 7.2 структура "а"/. Выход компаратора 22 является выходом блока обработки информации 20, электрически соединенном с предохранительным тормозом барабана подъемной машины. Практическая реализация электромеханического коммутатора предполагает дополнительные блок-контакты /КI.I и К3.I/ силовых контактов, переключаемых на реверс катушками /КI и КЗ/ на фиг. 2 и 3 не показанных из-за тривиальности решения/. When the empty vessel 6 is moved down, the pinch roller rotates and, using the eccentric, starts the generator’s shock mechanism, the impact frequency of which is proportional to the speed of the empty lifting vessel. During the reverse movement of the vessel / loaded, up /, when the inlet of the rope is not technologically possible, the eccentric is switched off. Adapters 12 and 13 are placed at the level of the upper mounting mark of the brake ropes 10 and 11 and are electrically connected to their vibration receivers 14 and 15, the outputs of which are connected, respectively, to the fixed contacts 16 and 17 of the electromechanical switch 18. The anchor 19 of the switch is switched synchronously with the lifting drive reverse machines to empty the empty vessel and is electrically connected to the input of the information processing unit 20, which includes a series-connected amplifier and a single-threshold comparator 22 / Alekseenko A.G. and others. "The use of precision analog IP", M. "Radio and communications", 1981, p. 169-170 tab. 7.2 structure "a" /. The output of the comparator 22 is the output of the information processing unit 20, electrically connected to the safety brake of the drum of the lifting machine. The practical implementation of the electromechanical switch involves additional block contacts / KI.I and K3.I / of power contacts switched to reverse by coils / KI and KZ / in FIG. 2 and 3 not shown due to the triviality of the solution.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При нормальном режиме работы подъемной установки, например, как показано на фиг. 1 стрелками, порожний сосуд 5 движется вниз, якорь коммутатора 19 перекинется контактом КI.I реверсора /катушка КI, фиг. 2/в положение 16-19. Порожний сосуд 6, начав движение, приводит в действие генератор 8 поперечных механических колебаний, которые по тормозному канату 10 достигают адаптера 12, в котором преобразуются в напряжение, усиленное усилителем приемника 14. Сигнал с последнего достигает электромеханического коммутатора 18 и через замкнутые в этот период работы реверсора контакты 16-19 поступают на вход блока обработки информации 20, являющегося входом усилителя 21, выход которого соединен с входом однопорогового компаратора 22, где происходит сравнение входного сигнала с эталоном, например с сигналом от ретардирующего диска подъемной машины. Выходной сигнал компаратора в данном случае равен нулю и аварийный тормоз привода 1 отключен. При следующем цикле работы подъемной установки, порожним будет подъемный сосуд 7, контакт КЗ.1. реверсора КЗ переключит коммутатор в положение 17 19, и последующий порядок работы элементов устройства аналогичен. In normal operation of the lifting installation, for example, as shown in FIG. 1 by arrows, the empty vessel 5 moves down, the armature of the switch 19 is thrown by the contact KI.I of the reverser / coil KI, FIG. 2 / to position 16-19. The empty vessel 6, having started the movement, drives the generator 8 of transverse mechanical vibrations, which along the brake cable 10 reach the adapter 12, in which they are converted to voltage amplified by the amplifier of the receiver 14. The signal from the latter reaches the electromechanical switch 18 and through the closed during this period of operation reverser contacts 16-19 are fed to the input of the information processing unit 20, which is the input of the amplifier 21, the output of which is connected to the input of the single-threshold comparator 22, where the input signal is compared with this Alon, for example, with a signal from a retarder disk of a lifting machine. The output signal of the comparator in this case is zero and the emergency brake of drive 1 is disabled. In the next cycle of operation of the lifting installation, the lifting vessel 7, contact KZ.1 will be empty. short-circuit reverser will switch the switch to position 17 19, and the subsequent operation of the device elements is similar.

При зависании порожнего сосуда 6 в стволе шахты, ударный механизм генератора поперечных механических колебаний останавливается, генератор 8 умолкает, исчезает сигнал на выходе приемника 14 на входе усилителя 21, следствие чего на выходе компаратора 22 появляется сигнал, отличный от нуля, что приводит к включению аварийного тормоза привода 1 подъемной установки. Работа устройства при зависании сосуда 7 в следующем цикле подъема - аналогична. When the empty vessel 6 hangs in the shaft of the mine, the shock mechanism of the transverse mechanical oscillation generator stops, the generator 8 becomes silent, the signal at the output of the receiver 14 at the input of the amplifier 21 disappears, as a result, a signal other than zero appears at the output of the comparator 22, which leads to the emergency brakes of drive 1 of the lifting unit. The operation of the device when the vessel 7 hangs in the next lifting cycle is similar.

В целом, устройство отличается простотой, что повышает надежность работы подъемной установки, а возможность использования в двух концевых подъемных установках расширяет область его применения. Таким образом, налицо причинно
следственная связь между совокупностью заявляемых признаков изобретения и достигаемым техническим результатом. Кроме того, достаточно поставить параллельно входу усилителя частотомер, чтобы знать скорость перемещения порожнего сосуда в данный момент, а соединив частотомер с интегратором - положение зависшего порожнего сосуда в стволе шахты, а в общем случае это - потенциальный указатель положения подъемного сосуда в стволе шахты. ЫЫЫ2In general, the device is simple, which increases the reliability of the lifting installation, and the ability to use in two terminal lifting installations expands the scope of its application. Thus, there is a causal
investigative relationship between the totality of the claimed features of the invention and the achieved technical result. In addition, it is enough to put a frequency meter parallel to the amplifier input to know the speed of moving the empty vessel at the moment, and by connecting the frequency meter with the integrator - the position of the hanging empty vessel in the shaft of the shaft, and in general this is a potential indicator of the position of the lifting vessel in the shaft of the shaft. YYY2

Claims

A device for protection against the inlet of the traction ropes of a mine lifting installation equipped with two lifting vessels and two brake ropes, comprising a lifting installation drive with a safety brake, an oscillation transmitter located on one lifting vessel, an oscillation receiver and an information processing unit containing an amplifier and connected to an output to safety brake of the drive of the lifting installation, characterized in that it is equipped with a second oscillation transmitter located on the second lifting vessel, sec m oscillation receiver, an electromechanical switch and two adapters mounted on the brake cables using sliding contacts at the level of the upper mark of the brake cables and electrically connected to the inputs of the respective vibration receivers, and the information unit is equipped with a single-threshold comparator, the input of which is the output of the amplifier, the input of which is the input of the information processing unit, which is connected to the anchor of the electromechanical switch, to the fixed contacts of which are connected the outputs of the oscillation receivers, and the output of the comparator is the output of the information processing unit, while the oscillation transmitters are made in the form of transverse mechanical oscillators, each of which consists of a shock mechanism placed on a lifting vessel, with the possibility of its interaction with the brake cable, and the frequency of the transverse mechanical oscillation is proportional to the speed of movement of the empty vessel in the shaft of the mine.