RU2086496C1

RU2086496C1 - Mine shaft lift vessel position indicator

Info

Publication number: RU2086496C1
Application number: RU95103407A
Authority: RU
Inventors: Николай Гаврилович Огнев; Евгений Всеволодович Чудогашев; Евгений Алексеевич Дмитриев
Original assignee: Николай Гаврилович Огнев; Евгений Всеволодович Чудогашев; Евгений Алексеевич Дмитриев
Priority date: 1995-03-10
Filing date: 1995-03-10
Publication date: 1997-08-10
Also published as: RU95103407A

Abstract

FIELD: mining industry; indication at control of mine hoists. SUBSTANCE: indicator has two acoustic vibration transmitters, one on each lift vessel, two radiators, two receivers and information processing unit. The latter has two oscillation mixers, reference oscillator, two frequency discriminators and two integrators. Information processing unit has additionally two amplifiers and two measuring instruments. Inputs of amplifiers are coupled with outputs of integrators, and outputs of amplifiers are connected with measuring instruments. EFFECT: improved reliability and accuracy of checking position of lift vessels in mine shaft. 1 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу, а именно, к индикации при управлении шахтными подъемными машинами. The invention relates to mining, and in particular, to indications when controlling mine hoisting machines.

Известно "Устройство цифровой индикации положения сосуда шахтной подъемной машины" [1] содержащее датчик путевых импульсов, реверсивный счетчик, блок цифровой индикации, датчик нулевой площадки, логический элемент НЕ, Д-триггер, логический элемент Исключение ИЛИ и индикатор. Однако, это устройство предназначено для индикации положения одного подъемного сосуда при его переподъеме, что заужает область его применения. Кроме того, датчик путевых импульсов, выдающий дискретные сигналы, заранее определяет недостаточно высокую точность индикации положения подъемного сосуда, к тому же при использовании его в двухконцевом шахтном подъеме, необходима установка точно такого же второго устройства, что усложняет в целом всю систему индикации и снижает надежность его работы. It is known "Device for digital indication of the position of the vessel of a mine lifting machine" [1] containing a path pulse sensor, a reversible counter, a digital indication unit, a zero-pad sensor, a logic element NOT, a D-trigger, an OR exception logic element and an indicator. However, this device is intended to indicate the position of one lifting vessel when it is being lifted, which narrows the scope of its application. In addition, the path pulse sensor, which produces discrete signals, predetermines the insufficiently high accuracy of the indication of the position of the lifting vessel, in addition, when using it in a double-end mine hoist, it is necessary to install the exact same second device, which complicates the entire display system and reduces reliability his works.

Известен также "Индикатор глубины для подъемных установок в горнодобывающей промышленности" [2] предназначенный для приблизительного указания глубины, содержит светящиеся диоды, расположенные один за другим по кругу или по вертикали, систему электронной коммутации в зависимости от импульсов, и индикатор углового перемещения привода подъемной установки. Однако, для более точного указания глубины, светящиеся диоды располагаются аналогичным образом по второму кругу концентрично первому, что увеличивает вдвое число диодов, не повышающие надежности работы индикатора. Кроме того, использование светящихся диодов, если они размещены в стволе шахты, потребует обязательной чистки их оптики, что снижает надежность индикатора. Also known is the “Depth Indicator for Lift Installations in the Mining Industry” [2] intended for rough indication of the depth. It contains luminous diodes arranged one after the other in a circle or vertically, an electronic switching system depending on the impulses, and an indicator of the angular movement of the drive of the lift installation . However, for a more accurate indication of the depth, the luminous diodes are arranged in a similar manner along the second circle concentrically to the first, which doubles the number of diodes that do not increase the reliability of the indicator. In addition, the use of luminous diodes, if they are located in the shaft of the mine, will require mandatory cleaning of their optics, which reduces the reliability of the indicator.

Менее известно "Устройство для определения месторождения подъемника" [3] содержащее для каждого из подъемников для измерения напряжения, пропорционального расстояния до подъемника, операционные усилители, выработанные напряжения, пропорциональные расстояния до 1-го и 2-го подъемника, а также сдвигающее напряжение. Однако, изменение напряжения, пропорционального расстояния до подъемника, осуществляется путевыми дискретными выключателями, изменяющими, опять же, ступенчато, сопротивление на входе операционного усилителя. Другими словами, точность определения месторождения подъемника, определяется количеством выключателей, размещенных вдоль по стволу. А если учесть, что контактный способ воздействия на выключатель, не обладает достаточной надежностью, то все это вместе взятое несет в себе заведомо низкую надежность и недостаточную точность этого известного устройства. Less well known is the “Device for determining the lift field” [3] containing, for each of the lifts, for measuring voltage proportional to the distance to the lift, operational amplifiers, generated voltages, proportional distances to the 1st and 2nd lift, as well as shear stress. However, a change in voltage, proportional to the distance to the lift, is carried out by digital trip switches, which, again, change stepwise the resistance at the input of the operational amplifier. In other words, the accuracy of determining the lift field is determined by the number of switches placed along the trunk. And if you consider that the contact method of acting on the switch does not have sufficient reliability, then all this taken together carries a deliberately low reliability and insufficient accuracy of this known device.

За прототип взято "Устройство для защиты шахтной подъемной установки от напуска тяговых канатов" [4] содержащее два передатчика акустических колебаний, размещенных на подъемных сосудах по одному, два излучателя, закрепленных на каждом тяговом канате в зоне крепления его к подъемному сосуду, два приемника тех же колебаний, размещенных в зоне направляющих шкивов, блок обработки информации с двумя входами, включающий опорный генератор, два смесителя колебаний, два частотных дискриминатора и два интегратора, при этом выходы приемника колебаний соединены со своими входами блока обработки информации, являющимися первыми входами своих смесителей колебаний, вторые входы которых подключены к опорному генератору, а выходы каждого смесителя подключены через частотные дискриминаторы со своими интеграторами. Однако, дальнейшее технологическое решение этого известного устройства, предполагает сравнение величин напряжения с выходом своих интеграторов, пропорциональные расстояния, пройденные каждым подъемным сосудом. The prototype is taken to be “A device for protecting a mine hoist installation from the inlet of traction ropes” [4] containing two transmitters of acoustic vibrations placed on the lifting vessels one at a time, two emitters mounted on each traction rope in the area of its attachment to the lifting vessel, two receivers of those the same oscillations located in the area of the guide pulleys, an information processing unit with two inputs, including a reference generator, two oscillation mixers, two frequency discriminators and two integrators, while the receiver outputs are oscillated They are connected to their inputs of the information processing unit, which are the first inputs of their oscillation mixers, the second inputs of which are connected to the reference generator, and the outputs of each mixer are connected through frequency discriminators with their integrators. However, the further technological solution of this known device involves the comparison of voltage values with the output of its integrators, proportional to the distances traveled by each lifting vessel.

Цель изобретения повышение надежности и точности в определении положения подъемных сосудов в стволе шахты. The purpose of the invention is to increase the reliability and accuracy in determining the position of the lifting vessels in the shaft of the mine.

Эта цель достигается тем, что устройство-прототип дополнительно снабжено двумя усилителями и двумя измерительными приборами, при этом входы усилителей электрически соединены с выходами своих интегралов, а выходы усилителей, служащие выходами блока информации обработки информации со своими измерительными приборами. This goal is achieved by the fact that the prototype device is additionally equipped with two amplifiers and two measuring devices, while the inputs of the amplifiers are electrically connected to the outputs of their integrals, and the outputs of the amplifiers serving as the outputs of the information processing information block with their measuring devices.

Сущность изобретения заключается в следующем. The invention consists in the following.

Если источник акустических колебаний перемещается относительно неподвижного приемника сигналов, то частота приемных сигналов в приемник изменяется в зависимости от скорости и направления перемещения источника акустических колебаний относительно неподвижного приемника (эффект Доплера). При сближении источника колебаний с приемником, частота электрических колебаний в приемнике увеличивается на т.наз. доплеровскую частоту (+ F_d), а при удалении уменьшается на (-F_d). (Р.Г.Геворкян, "Курс общей физики", М. Высшая школа, 1970г. с.113).If the source of acoustic waves moves relative to the stationary signal receiver, then the frequency of the receiving signals to the receiver changes depending on the speed and direction of movement of the source of acoustic waves relative to the stationary receiver (Doppler effect). When the source of oscillations approaches the receiver, the frequency of electrical oscillations in the receiver increases by the so-called. Doppler frequency (+ F _d ), and when removed decreases by (-F _d ). (R.G. Gevorgyan, "The Course of General Physics", M. Higher School, 1970. p.113).

В связи с тем, что подъемные сосуды шахтной подъемной установки, например, при двухконцевом подъеме, перемещаются вертикально в противоположных направлениях: один (груженный) вверх, другой (порожний) вниз, то и сигналы акустических колебаний, зафиксированные приемниками и зависящие от скорости и направления перемещения сосудов с размещенными на них передатчиками, различаются по частоте, которые пройдя соответствующие преобразования, отделяются в смесителях колебаний, преобразовываются в напряжении своими частотными дискриминаторами. Эти напряжения суммируются интеграторами, которые после усилия, будучи поданными на свои измерительные приборы, например, вольтметры, позволяют определить расстояние, пройденное каждым подъемным сосудом, а следовательно, и укажут положение каждого подъемного сосуда в стволе шахты в любой момент времени. Due to the fact that the lifting vessels of the mine lifting installation, for example, with double-end lifting, move vertically in opposite directions: one (loaded) up, the other (empty) down, acoustic signals recorded by receivers and depending on speed and direction the movements of vessels with transmitters placed on them differ in frequency, which, after passing the appropriate transformations, are separated in vibration mixers, converted in voltage by their frequency discriminators. These voltages are summed up by integrators, which, after the force is applied to their measuring devices, for example, voltmeters, make it possible to determine the distance traveled by each lifting vessel, and therefore indicate the position of each lifting vessel in the shaft of the shaft at any time.

На чертеже представлена функциональная схема указателя положения подъемных сосудов в стволе шахты. The drawing shows a functional diagram of a pointer to the position of the lifting vessels in the shaft of the mine.

Указатель положения содержит привод 1 шахтной подъемной установки, подъемные сосуды 2, 3, тяговые канаты 4, 5, направляющие шкивы 6 и 7, передатчики 8 и 9 акустических колебаний, размещенные в подъемных сосудах 2 и 3 соответственно, электрически соединенные с излучателями 10 и 11, соединенных звукопроводами 12, 13, размещенными на тяговых канатах 4 и 5 соответственно, ближе к месту крепления канатов к сосудам, с канатами, и имеющими с ними прочный контакт. Посредством металлических тяговых канатов 4 и 5 излучатели 10 и 11 взаимодействуют с направляющими шкивами 6 и 7, которые акустически связаны с приемниками 14 и 15 акустических колебаний. Выходы приемников 14 и 15 электрически соединены со своими входами блока 16 обработки информации, имеющего два входа и два выхода, который содержит соединенные между собой опорный генератор 17 и смесители 18, 19 колебаний, служащие входами блока 16 обработки информации, отделяющие доплеровскую частоту (±F_d), к которым присоединены выходы своих приемников 14, 15 акустических колебаний и опорного генератора 17. Выходы смесителей 18 и 19 соединены соответственно с входами дискриминаторов 20 и 21, преобразующие сигналы доплеровской частоты (±F_d) в соответствующие напряжения U₂ и U₃, выходы которых посредством интеграторов 22 и 23 преобразуются в пройденные сосудами пути S₂ и S₃, но по-прежнему в виде напряжений, которые после усилия своими усилителями 24 и 25 будут пропорциональны расстоянию, пройденными сосудами. Достаточно измерить эти величины напряжений измерительными приборами 26 и 27 (например, вольтметрами), чтобы по ним точно определить положение подъемных сосудов в стволе шахты в любой момент времени. Таким образом, использование акустических колебаний повышает надежность указателя, а непрерывность контроля точность работы.The position indicator comprises a drive 1 of a mine lifting installation, lifting vessels 2, 3, traction ropes 4, 5, guide pulleys 6 and 7, transmitters 8 and 9 of acoustic vibrations located in the lifting vessels 2 and 3, respectively, electrically connected to the emitters 10 and 11 connected by sound ducts 12, 13 located on the traction ropes 4 and 5, respectively, closer to the place of attachment of the ropes to the vessels, with ropes, and having strong contact with them. Through metal traction ropes 4 and 5, the emitters 10 and 11 interact with guide pulleys 6 and 7, which are acoustically connected to the receivers 14 and 15 of acoustic vibrations. The outputs of the receivers 14 and 15 are electrically connected to their inputs of the information processing unit 16, which has two inputs and two outputs, which contains interconnected reference generator 17 and oscillation mixers 18, 19 serving as inputs of the information processing unit 16, separating the Doppler frequency (± F _d), which are attached to their receivers the outputs 14, 15 of the acoustic oscillations and the reference oscillator 17. The outputs of mixers 18 and 19 are respectively connected to the inputs of the discriminators 20 and 21 convert the Doppler frequency signals (± F _d) in sootvets vuyuschie voltages U ₂ and U _3, which outputs through integrators 22 and 23 are converted into the vessels traversed path S ₂ and S _3, but still in the form of stress, which, after its efforts amplifiers 24 and 25 will be proportional to the distance traveled vessels. It is enough to measure these stresses with measuring instruments 26 and 27 (for example, voltmeters) in order to accurately determine the position of the lifting vessels in the shaft of the shaft at any time. Thus, the use of acoustic vibrations increases the reliability of the pointer, and the continuity of control accuracy.

Claims

Indicator of the position of the lifting vessels in the shaft of the shaft, containing two transmitters of acoustic vibrations placed on the lifting vessels one at a time, two emitters attached to each traction rope in the area of its attachment to the lifting vessel, two receivers of the same vibrations located in the area of the guide pulleys, block information processing with two inputs, including a reference generator, two oscillation mixer, two frequency discriminators and two integrators, while the outputs of the oscillation receivers are connected respectively to the first and second m inputs of the information processing unit, which are the first inputs of the oscillation mixers, the second inputs of which are connected to the reference generator, and the outputs of the mixers are connected through the corresponding frequency discriminators to the inputs of integrators, characterized in that it is equipped with two amplifiers and two measuring devices, while the inputs of the amplifiers are electrically connected with the outputs of the respective integrators, and the outputs of the amplifiers, which serve as the outputs of the information processing unit, are connected to measuring instruments.