RU2309113C1

RU2309113C1 - Hoist pneumatic drive control device

Info

Publication number: RU2309113C1
Application number: RU2005139209/11A
Authority: RU
Inventors: Юрий Михайлович Осокин (RU); Юрий Михайлович Осокин; Александр Николаевич Щеткин (RU); Александр Николаевич Щеткин
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Комбинат "Электрохимприбор"
Priority date: 2005-12-15
Filing date: 2005-12-15
Publication date: 2007-10-27
Also published as: RU2005139209A

Abstract

FIELD: mechanical engineering; load lifting facilities.

SUBSTANCE: invention relates to design of hoists operating under explosion and fire-hazard conditions. Proposed device contains control panel connected with pneumatic motors of lifting and travel-motion mechanisms and containing pneumatic distributors to switch on supply, set speed and direction. Remote control panel interacts with control panel through relay control unit by modulated infrared signal. Control panel pneumatic distributors are operated by electromagnets, relay control unit is supplied by self-contained source in form of motor-generator in which pneumatic motor is used as motor.

EFFECT: improved safety at control and operating conditions of control devices owing to elimination of delay in signal passing thanks to use of electric control circuits and provision of wireless communication between control panel and relay control unit of device.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области грузоподъемной техники, а именно к талям с пневматическим приводом, работающим во взрывоопасных и пожароопасных условиях.The invention relates to the field of hoisting equipment, namely to hoists with a pneumatic drive operating in explosive and fire hazardous conditions.

Известна таль пневматическая (см. патент РФ №2208572), в которой применено устройство управления пневмоприводом, включающее пневмодвигатели подъема и передвижения, соединенные с пневмораспределителями, расположенными на панели управления. Панель управления посредством гидравлических и гибких пневматических воздуховодов управления связана с подвесным пультом. Устройство безопасности (ограничения крайних положений крюковой обоймы и грузоподъемности) соединено воздуховодами с распределителем, подающим сжатый воздух к пневмодвигателю.Known pneumatic hoist (see RF patent No. 2208572), in which a pneumatic actuator control device is used, including lifting and moving pneumatic motors connected to pneumatic distributors located on the control panel. The control panel is connected to the pendant by hydraulic and flexible pneumatic control air ducts. The safety device (limiting the extreme positions of the hook cage and load capacity) is connected by air ducts to a distributor supplying compressed air to the air motor.

Указанное устройство управления пневмоприводом тали является достаточно сложным из-за наличия двух рабочих сред в системе управления (пневматики и гидравлики) и специальных пневмораспределителей, управляемых от гидроцилиндров. Кроме того, для получения пониженной скорости применен сложный механический редуктор с планетарным механизмом. Наличие подвесного пульта создает неудобства при проведении погрузочно-разгрузочных работ (по сравнению с беспроводным дистанционным пультом), а соединение пневматических конечных выключателей с распределителями посредством пневмомагистралей создает возможность развития аварийной ситуации в результате запаздывания при прохождении сигнала управления.The specified control device pneumatic hoist is quite complicated due to the presence of two working environments in the control system (pneumatics and hydraulics) and special pneumatic valves, controlled from hydraulic cylinders. In addition, to obtain a reduced speed, a complex mechanical gearbox with a planetary mechanism was used. The presence of an overhead console creates inconvenience during loading and unloading operations (compared to a wireless remote control), and the connection of pneumatic limit switches with distributors via pneumatic lines makes it possible to develop an emergency situation as a result of a delay in passing the control signal.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к заявляемому (прототипом) является устройство управления пневмоприводом, принцип действия которого приведен в описании конструкции "Пневматической тали" (см. а.с. СССР №263100).Of the known devices, the closest in technical essence to the claimed (prototype) is a pneumatic actuator control device, the principle of which is given in the description of the design of the "Pneumatic hoist" (see AS USSR No. 263100).

Данное устройство управления пневмоприводом тали содержит источник сжатого воздуха, реверсивные пневмодвигатели механизмов подъема и передвижения, соединенные пневмомагистралями с панелью управления. Последняя получает питание от источника сжатого воздуха и состоит из пневмораспределителя включения питания, пневмораспределителей задания скорости и направления вращения пневмодвигателей. В устройство управления пневмоприводом тали входят также цилиндр тормоза механизма подъема, блоки устройств безопасности и подвесной пульт управления, соединенный гибкими воздуховодами с панелью управления.This hoist pneumatic drive control device contains a source of compressed air, reversible pneumatic motors of the lifting and moving mechanisms, connected by pneumatic lines to the control panel. The latter receives power from a source of compressed air and consists of a pneumatic distributor for power-up, pneumatic distributors for setting the speed and direction of rotation of the air motors. The hoist pneumatic drive control device also includes a lift brake cylinder, safety device blocks and an overhead control panel connected by flexible air ducts to the control panel.

К недостаткам известного устройства можно отнести возможность возникновения ошибки (аварийной ситуации) в результате запаздывания прохождения сигнала управления от устройств безопасности и от пульта до панели управления по протяженным пневматическим воздуховодам. Кроме того, гибкие воздуховоды подвесного пульта создают неудобства при погрузке-выгрузке крупногабаритных предметов на платформы, в кузов автомобиля и т.п. из-за ограниченной длины подвески пульта.The disadvantages of the known device include the possibility of an error (emergency) as a result of a delay in the passage of the control signal from the safety devices and from the remote control to the control panel along long pneumatic air ducts. In addition, the flexible air ducts of the pendant create inconvenience when loading and unloading large items on platforms, in the car body, etc. due to the limited length of the console suspension.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение безопасности при управлении пневмоприводом и обеспечение удобства эксплуатации за счет исключения гибкой связи пульта с панелью управления.The objective of the proposed technical solution is to increase safety when controlling a pneumatic actuator and to ensure ease of use by eliminating the flexible connection of the remote control panel.

Решение поставленной задачи достигается тем, что пневмораспределители панели управления выполнены с управлением от электромагнитов, соединенных электрическими связями с релейным блоком управления. Последний получает питание от автономного источника питания и оснащен фотоприемником, взаимодействующим посредством инфракрасного модулированного сигнала с излучателем пульта управления. Устройства безопасности выполнены в виде электрических конечных выключателей взрывозащищенного исполнения, электрически соединенных через релейный блок управления с электромагнитами пневмораспределителей задания направления. Панель управления, релейный блок управления и автономный источник питания заключены во взрывонепроницаемую оболочку. Автономный источник питания может быть выполнен в виде мотор-генератора, в котором в качестве мотора применен пневмодвигатель, соединенный с источником сжатого воздуха.The solution to this problem is achieved by the fact that the control valve pneumatic distributors are controlled by electromagnets connected by electrical connections to the relay control unit. The latter receives power from an autonomous power source and is equipped with a photodetector interacting via an infrared modulated signal with an emitter of the control panel. Safety devices are made in the form of electrical limit switches of explosion-proof design, electrically connected through a relay control unit with electromagnets of directional control valves. The control panel, relay control unit and self-contained power supply are enclosed in a flameproof enclosure. An autonomous power source can be made in the form of a motor generator, in which a pneumatic motor connected to a source of compressed air is used as a motor.

Проведенный анализ общедоступных источников информации об уровне развития техники в данной области не позволил выявить техническое решение, тождественное заявленному, на основании чего делается вывод о неизвестности последнего, т.е. соответствии представленного в настоящей заявке решения критерию "новизна".The analysis of publicly available sources of information on the level of development of technology in this area did not allow us to identify a technical solution that is identical to the declared one, based on which we conclude that the latter is unknown, i.e. the compliance of the decision presented in this application with the criterion of "novelty."

Сопоставительный анализ заявленного решения с известными техническими решениями позволил выявить, что представленная совокупность отличительных признаков не известна для специалиста в данной области и не следует явным образом из известного уровня техники, на основании чего делается вывод о соответствии представленного в настоящей заявке решения критерию "изобретательский уровень".A comparative analysis of the claimed solution with known technical solutions revealed that the presented set of distinctive features is not known to a person skilled in the art and does not follow explicitly from the prior art, on the basis of which it is concluded that the solution presented in this application meets the criterion of "inventive step" .

Техническое решение поясняется прилагаемыми чертежами, где на фиг.1 показана функциональная схема, на фиг.2 - пневматическая схема, на фиг.3 - пульт управления. На схемах сплошными линиями показаны пневмомагистрали, прерывистыми линиями - электрические связи, волнистой линией - инфракрасный модулированный сигнал.The technical solution is illustrated by the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows a functional diagram, Fig. 2 is a pneumatic diagram, and Fig. 3 is a control panel. In the diagrams, the solid lines show the pneumatic highways, the dashed lines show the electrical connections, and the wavy line shows the infrared modulated signal.

Устройство управления пневмоприводом тали (фиг.1, фиг.2) содержит источник сжатого воздуха 1 (например, пневмосеть цеха), который через блок кондиционирования 2 пневмомагистралью соединен со входом питания панели управления 3. Выходы панели управления пневмомагистралями соединены с реверсивными пневмодвигателями 4 и 5 соответственно механизмов подъема и передвижения. Параллельно пневмодвигателю 4 механизма подъема через клапан "ИЛИ" 6, фиг.2, подключен цилиндр тормоза 7. Панель управления 3 электрическими связями соединена с релейным блоком управления 8 (фиг.1), который получает питание от автономного источника питания 9, содержащего пневмодвигатель 10, механически связанный с генератором тока 11. На выводы релейного блока управления 8 поступают электрические сигналы от устройств безопасности 12 механизма подъема (например, ограничители крайних положений крюковой подвески, ограничитель грузоподъемности) и устройств безопасности 13 механизма передвижения (ограничители передвижения тали). Задание сигналов управления движением механизмов тали производится с переносного пульта управления 14, передатчик которого инфракрасным модулированным сигналом связан с фотоприемником 15, электрически соединенным с релейным блоком управления 8. Панель управления 3, релейный блок управления 8 с фотоприемником 15 и автономный источник питания 9 заключены во взрывонепроницаемую оболочку 16.The hoist pneumatic drive control device (FIG. 1, FIG. 2) contains a compressed air source 1 (for example, a workshop pneumatic network), which is connected through a conditioning unit 2 via a pneumatic line to the power input of the control panel 3. The outputs of the control panel of the pneumatic lines are connected to reversible air motors 4 and 5 respectively, lifting and moving mechanisms. In parallel with the air motor 4 of the lifting mechanism through the OR valve 6, FIG. 2, the brake cylinder 7 is connected. The control panel 3 by electrical connections is connected to the relay control unit 8 (FIG. 1), which receives power from an autonomous power source 9 containing the air motor 10 mechanically connected with the current generator 11. The outputs of the relay control unit 8 receive electrical signals from the safety devices 12 of the lifting mechanism (for example, limiters of the extreme positions of the hook suspension, load limiter) and Security stroystv 13 movement mechanism (movement stops hoist). The control signals of the movement of the hoist mechanisms are set from the portable control panel 14, the transmitter of which is connected by an infrared modulated signal to a photodetector 15 electrically connected to the relay control unit 8. The control panel 3, the relay control unit 8 with a photodetector 15 and an autonomous power supply 9 are enclosed in an explosion-proof shell 16.

На входе панели управления 3 (фиг.2) установлен пневмораспределитель включения питания 17, соединенный пневмомагистралями с пневмораспределителями 18 и 19 задания скорости посредством регулируемых дросселей 20 и 21. Выход пневмораспределителя 18 соединен со входами пневмораспределителей 22, 23 задания направления вращения пневмодвигателя 4 механизма подъема, а выход пневмораспределителя 19 - со входами пневмораспределителей 24, 25 задания направления вращения пневмодвигателя 5 механизма передвижения. Все пневмораспределители панели управления 3 выполнены с управлением от электромагнитов, соединенных с выходами релейного блока управления 8 (фиг.1).At the input of the control panel 3 (Fig. 2), a power distribution valve 17 is connected, connected by pneumatic lines to the pneumatic distributors 18 and 19 of the speed control via adjustable throttles 20 and 21. The output of the pneumatic control valve 18 is connected to the inputs of the pneumatic control valves 22, 23 of the direction of rotation of the air motor 4 of the lifting mechanism, and the output of the air distributor 19 - with the inputs of the air distributors 24, 25 to specify the direction of rotation of the air motor 5 of the movement mechanism. All pneumatic control panels 3 are made with control from electromagnets connected to the outputs of the relay control unit 8 (Fig. 1).

На лицевой панели пульта управления (фиг.З) размещены тумблер включения-отключения питания 26, тумблер задания скорости 27, кнопки 28, 29 задания направления движения крюка и кнопки 30, 31 задания направления движения тали. Все кнопки без фиксации и срабатывают только при нажатии на них оператором. На верхней панели пульта управления расположен излучатель 32 инфракрасного модулированного сигнала. Питание пульта управления осуществляется от расположенного внутри пульта малогабаритного низковольтного аккумулятора (на фиг.3 не показан).On the front panel of the control panel (FIG. 3) there is a power on / off switch 26, a speed control toggle switch 27, buttons 28, 29 for setting the direction of movement of the hook and buttons 30, 31 for setting the direction of movement of the hoist. All buttons are non-latching and work only when the operator presses them. An emitter 32 of an infrared modulated signal is located on the top panel of the control panel. The control panel is powered from a small-sized low-voltage battery located inside the panel (not shown in FIG. 3).

Для приведения устройства управления пневмоприводом тали в работу открывают вентиль блока кондиционирования 2, при этом сжатый воздух поступает на пневмодвигатель 10 автономного источника питания 9. Пневмодвигатель 10 приводит во вращение генератор 11, который обеспечивает электрическое питание релейного блока управления 8 и электрически связанных с ним электромагнитов панели управления 3 и устройств безопасности 12 и 13.To bring the control device of the pneumatic hoist into operation, open the valve of the air conditioning unit 2, while the compressed air enters the air motor 10 of the independent power source 9. The air motor 10 rotates the generator 11, which provides electrical power to the relay control unit 8 and the electromagnetically connected panels control 3 and safety devices 12 and 13.

Для приведения в движение требуемого механизма тали (подъема или передвижения) направляют излучатель 32 пульта управления (фиг.3) на фотоприемник 15 релейного блока управления 8 (фиг.1) и переключают тумблер 26 (фиг.3) в положение "ВКЛ". Поступающий с пульта управления инфракрасный модулированный сигнал, преобразуясь в релейном блоке управления 8 в электрический, переключает электромагнит пневмораспределителя 17, который, переключаясь, направляет сжатый воздух на пневмораспределители 18 и 19. Если тумблер 27 устанавливается оператором на пульте управления в положение "МЕДЛЕННО", то управляющий сигнал на электромагнитах пневмораспределителей 18 и 19 отсутствует, и сжатый воздух поступает к пневмодвигателям 4 или 5 через дроссели 20 или 21, тем самым обеспечивается замедленная скорость движения. Величина медленной скорости обеспечивается предварительной настройкой дросселей соответствующего механизма тали. При переключении тумблера 27 в положение "БЫСТРО" срабатывают электромагниты пневмораспределителей 18 и 19, вызывая при переключении последних подачу сжатого воздуха к пневмодвигателям 4 или 5 без сопротивления, напрямую.To set the desired hoist mechanism (lifting or moving), the emitter 32 of the control panel (Fig. 3) is directed to the photodetector 15 of the relay control unit 8 (Fig. 1) and the toggle switch 26 (Fig. 3) is turned to the "ON" position. The infrared modulated signal coming from the control panel, being converted into an electric signal in the relay control unit 8, switches the pneumatic distributor electromagnet 17, which, when switched, directs the compressed air to the pneumatic distributors 18 and 19. If the toggle switch 27 is set by the operator on the control panel to the “SLOW” position, then the control signal on the electromagnets of the pneumatic valves 18 and 19 is absent, and compressed air enters the pneumatic motors 4 or 5 through the inductors 20 or 21, thereby providing a slow movement speed. The value of the slow speed is provided by pre-setting the chokes of the corresponding hoist mechanism. When the toggle switch 27 is switched to the “FAST” position, the electromagnets of the pneumatic distributors 18 and 19 are triggered, causing the supply of compressed air to the pneumatic motors 4 or 5 without resistance, directly, when switching the latter.

Нажатием и удержанием соответствующей кнопки задания направления движения тали или крюка обеспечивают включение одного из электромагнитов пневмораспределителей 22, 23, 24, 25 и, тем самым, подачу сжатого воздуха в соответствующую полость одного из пневмодвигателей 4 или 5. При этом если сжатый воздух подается в любую из полостей пневмодвигателя 4 механизма подъема, то за счет клапана "ИЛИ" 6 давление подается в цилиндр тормоза 7, который отключает тормоз механизма подъема (не показан).By pressing and holding the corresponding button to set the direction of movement of the hoist or hook, one of the electromagnets of the pneumatic valves 22, 23, 24, 25 is turned on and, thereby, compressed air is supplied to the corresponding cavity of one of the pneumatic motors 4 or 5. Moreover, if the compressed air is supplied to any from the cavities of the air motor 4 of the lifting mechanism, due to the valve "OR" 6 pressure is supplied to the brake cylinder 7, which disables the brake of the lifting mechanism (not shown).

При срабатывании любого из устройств безопасности 12 или 13 (фиг.1) электрический сигнал подается на релейный блок управления 8, который формирует электрический сигнал, отключающий тот из электромагнитов распределителей 22, 23, 24, 25, который обеспечивал движение соответствующего механизма, приведшее к срабатыванию устройства безопасности. Вывод из этого положения обеспечивается нажатием и удержанием кнопки с обратным направлением движения.When any of the safety devices 12 or 13 is triggered (Fig. 1), an electric signal is supplied to the relay control unit 8, which generates an electric signal that turns off that of the electromagnets of the valves 22, 23, 24, 25, which provided the movement of the corresponding mechanism, which led to the operation safety devices. The conclusion from this position is provided by pressing and holding the button with the opposite direction of movement.

С целью соблюдения требований безопасности обеспечивается остановка движения пневмодвигателей 4 и 5 при отпускании кнопок 28, 29, 30, 31, а также при переключении тумблера 26 в положение "ОТКЛ". Вентилем блока кондиционирования 2 также обеспечивается остановка движения всех механизмов, в т.ч. и мотор-генератора 10, за счет отключения питания сжатым воздухом всего пневмопривода.In order to comply with safety requirements, the movement of air motors 4 and 5 is stopped when the buttons 28, 29, 30, 31 are released, as well as when the switch 26 is turned to the "OFF" position. The valve of the air conditioning unit 2 also provides a stop to the movement of all mechanisms, including and the motor generator 10, due to power outage by compressed air of the entire pneumatic drive.

Предлагаемое устройство управления пневмоприводом тали позволяет повысить безопасность и удобство эксплуатации тали во взрывопожароопасных средах без подключения тали к электрической сети питания цеха.The proposed control device pneumatic hoist allows you to increase the safety and ease of operation of the hoist in explosive and fire hazardous environments without connecting the hoist to the power supply network of the workshop.

Claims

1. A control device for a pneumatic hoist containing a source of compressed air, reversible pneumatic motors of the lifting and moving mechanisms, connected by pneumatic lines to a control panel powered by a compressed air source and consisting of a pneumatic distributor for power supply, pneumatic distributors for setting speed and direction, a brake cylinder for the lifting mechanism, a device safety and control panel connected to the control panel, characterized in that the directional control valves They are controlled by electromagnets electrically connected to a relay control unit, which is powered by an autonomous power source and equipped with a photodetector interacting with an infrared modulated signal with a control panel emitter, safety devices are made in the form of electrical limit switches of explosion-proof design, electrically connected via a relay unit control with electromagnets of the directional control valves, with the control unit The control unit, relay control unit and self-contained power supply are enclosed in a flameproof enclosure.

2. The device according to claim 1, characterized in that the autonomous power source is made in the form of a motor generator, in which an air motor connected to a source of compressed air is used as a motor.