устройство для освещения секций механизированной крепи в лаве

Формула изобретения

1. Устройство для освещения секций механизированной крепи в лаве, имеющее на каждой секции механизированной крепи источники света и устройства управления крепью, а также по одному блоку питания управления на ограниченное число устройств управления крепью для их питания током низкого напряжения, отличающееся тем, что источники света соединены с блоками питания управления.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источниками света являются светоизлучающие диоды (СИД).

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что номинальный ток источников света, подключенных к блоку питания управления, не превышает разности между номинальным током блока питания управления и максимальным током подключенных устройств управления крепью.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на выходе блока питания управления предусмотрено измерение тока, и в случае превышения измеряемым током установленного минимального значения предусмотрено включение отдельно взятых или всех подключенных источников света.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на выходе блока питания управления предусмотрено измерение тока, и в случае превышения измеряемым током установленного предельного значения предусмотрено прерывание или уменьшение подачи тока на отдельно взятые или все подключенные источники света.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при включении источников света секции механизированной крепи отключается соответствующее устройство управления крепью.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что включение источников света секции механизированной крепи производится сигнализатором присутствия человека.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что к линии питания каждого блока питания управления подключен дополнительный блок питания освещения, причем блок питания управления сопряжен с одним устройством управления крепью или группой таких устройств для подачи на них напряжения, а блок питания освещения сопряжен с источниками света одной секции механизированной крепи или группы секций механизированной крепи для подачи на них напряжения.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что одновременно включаемые источники света поделены на группы, в линию питания источников света включен прибор для генерирования переменного тока, а в линию питания каждой из групп источников света включен выпрямитель, причем выпрямители двух групп включены для действия в противоположных направлениях.

Приоритет по пунктам:

02.05.2003 - все пункты формулы.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к устройству для освещения секций механизированной крепи в лаве (длинном очистном забое) согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения. Обычно в лаве каждую секцию механизированной крепи приходится снабжать источниками света, с помощью которых можно освещать как саму секцию, так и прилегающий к ней участок забоя. Исходя из того, что используемая в лавах механизированная крепь содержит 100 и более секций, становится очевидным, что освещение секций крепи требует значительных затрат, и эти затраты тем выше, чем ниже - по требованиям техники безопасности, чтобы исключить искрообразование при включении и выключении - должно быть напряжение сети для осветительных приборов.

В основу изобретения положена задача выполнения устройства для освещения секций механизированной крепи с незначительными затратами таким образом, чтобы это устройство было безопасным.

Решение этой задачи изложено в п.1 формулы изобретения.

Особенность этого решения заключается в том, что в нем используется уже существующее оборудование секций механизированной крепи и управления крепью, и что, в частности, отпадает необходимость в прокладке проводов для подачи напряжения и в установке трансформаторов напряжения, а также в ряде случаев и выпрямителей. Таким образом, блоки питания управления, необходимые для подачи напряжения на устройства (блоки) управления крепью и состоящие из трансформатора напряжения и выпрямителя, одновременно могут быть использованы также для подачи напряжения на источники света. При этом необходимо подчеркнуть, что с целью подачи напряжения на устройства управления крепью последние обычно объединяются в группы, например каждые три устройства управления крепью питаются напряжением от одного блока питания управления. Теперь блок питания управления предлагается использовать и для подачи напряжения в осветительную сеть, а именно с целью освещения предпочтительно секций механизированной крепи, устройства управления которых подключены к этому блоку питания.

Настоящее изобретение исходит из того, что по требованиям техники безопасности блоки питания управления должны иметь номинальный ток, существенно превышающий ожидаемую потребность в электроэнергии со стороны подключенных устройств управления крепью. Это связано с той особенностью устройств управления крепью, что при вводе команды в одно устройство управления крепью всегда можно управлять только одним из соседних устройств управления крепью, благодаря чему потребность в электроэнергии со стороны устройства управления крепью, служащего для ввода команд, в любом случае незначительна. В изобретении предлагается использовать свободную мощность блока питания для освещения устройства управления крепью, служащего для ввода команд, и возможно также для освещения обслуживаемых им устройств управления крепью. С другой стороны, все устройства управления крепью, подключенные к одному блоку питания управления, могут одновременно активизироваться при помощи дистанционного управления или в автоматическом режиме, т.е. без присутствия оператора у рассматриваемых секций крепи, так что освещение этих секций не требуется. Особая отличительная черта изобретения состоит в том, что освещение работает только в диапазоне низких напряжений (не выше 60 В) и преимущественно в диапазоне, который используется также для нужд управления, например 12 В.

На основании вышеизложенного возможен вариант осуществления изобретения согласно п.2 формулы. Вариант изобретения согласно п.2 формулы предусматривает, что в качестве источников света применяются светоизлучающие диоды (СИД), которые в настоящее время гарантируют хорошее освещение белым светом при небольшой потребности в электроэнергии.

Такое применение светоизлучающих диодов обеспечивает длительную работу источников света в варианте изобретения согласно п.3 формулы без ухудшения освещения, с чем, возможно, пришлось бы считаться, если бы применялись источники света, потребляющие больше электроэнергии.

Варианты изобретения согласно п.4 формулы преследуют цель постоянно освещать обслуживаемые устройства управления крепью, чтобы оператор всегда мог видеть, что происходит в лаве.

Варианты изобретения согласно пп.5-9 формулы преследуют цель предотвратить перегрузку блока питания включенными источниками света также в том случае, когда применяются блоки питания управления относительно небольшой номинальной мощности с относительно небольшим номинальным током.

С целью предотвращения перегрузки блока питания в п.5 формулы предусмотрен токоограничивающий прибор, включенный в общую линию питания между блоком питания управления, с одной стороны, и устройством управления крепью, а также относящимся к нему освещением, с другой стороны, и которое при превышении определенного установленного максимального значения тока выключает освещение или же приглушает его настолько, чтобы в цепи постоянно присутствовал ток, необходимый для работы устройства управления крепью, без риска выхода из строя блока питания.

В вариантах изобретения согласно пп.6 и 7 предотвращается, с одной стороны, перегрузка блока питания, а с другой, - перемещение или иное движение секции механизированной крепи при наличии в рабочей зоне оператора. В основе этого варианта лежит запрет на передвижение секции механизированной крепи, если около этой секции находится человек, вследствие чего по требованиям техники безопасности при включении источника света устройство управления крепью, относящееся к той же секции механизированной крепи, блокируется или отключается. Таким образом, освещение включается только при необходимости, т.е. в присутствии человека. Включение источника света может выполняться оператором вручную на соответствующем устройстве управления крепью или на секции механизированной крепи, к которой это устройство относится. Вместе с тем, как предусмотрено в п.7 формулы изобретения, включение может производиться также сигнализатором присутствия человека, например датчиком движения. В этом случае сигнализатор присутствия человека выполняет двойную функцию, а именно включает источник света и отключает устройство управления крепью, к которому подходит оператор.

В варианте изобретения согласно п.8, с одной стороны, отпадают затраты на сеть высокого напряжения, так как для освещения используется сеть высокого напряжения, питающая блоки питания управления; с другой стороны, блок питания управления может быть рассчитан на малую номинальную мощность, а непрерывную работу осветительных приборов по всей длине забоя, т.е. на всех секциях механизированной крепи, можно обеспечить за счет блока питания освещения. Этот дополнительный блок питания предпочтительно объединять с блоком питания управления в единый узел.

Хорошее освещение секции механизированной крепи зависит также от числа источников света. В варианте изобретения согласно п.9 формулы создается возможность питания большего числа источников света от одного блока питания управления или освещения, не повышая его номинальную мощность, соответственно не создавая повышенную потребность в электроэнергии, которая может привести к выходу из строя блока питания или же к отключению освещения.

Ниже изобретение подробнее поясняется на примерах его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.

На фиг.1-4 из более 100 секций механизированной крепи лавы показаны лишь устройства 1-7 управления соответствующими секциями механизированной крепи. Питание этих устройств управления крепью, группами по три устройства, например 1-3 и 4-6, производится от общего на группу блока 8 питания управления. Блок 8 питания управления понижает напряжение 220 В в линии 10 до напряжения 12 В постоянного тока, выдаваемого в линию 9 питания. Линия 9 питания разветвляется на две линии, а именно на линию 11 питания управления и линию 12 питания освещения, от которой запитаны три источника 13, 14 и 15 света.

Устройства 1-7 управления крепью соединены друг с другом электрической (сигнальной) шиной 18. По шине 18 может производиться активизация каждого из устройств 1-7 управления крепью по отдельности, а именно путем ввода команд на центральном щите управления или на одном из соседних устройств управления крепью. Ток в линии 9 питания измеряется амперметром 16. Амперметр 16 через линию 17 приоритетного или принудительного управления приводит в действие выключатель 20 принудительного отключения, установленный перед источниками 13, 14 и 15 света. Выключатель 20 принудительного отключения является нормально-замкнутым и выключается при измерении амперметром 16 тока, превышающего допустимое предельное значение. В качестве такого предельного значения тока, например, может быть определена сумма номинальных токов трех источников 13, 14 и 15 света. Это означает, что выключатель 20 принудительного отключения отключит освещение, создаваемое источниками 13, 14 и 15 света, как только одно из устройств 1, 2, 3, соответственно 4, 5, 6 и т.д. управления крепью активизируется, т.е. начнет потреблять электроэнергию. Вместе с тем предельное значение тока по данным амперметра 16 может быть установлено и выше суммы номинальных токов трех источников света, соответственно выше суммы тока на освещение трех секций механизированной крепи. Это предусматривает блокировку устройств управления крепью в том смысле, чтобы устройство управления крепью невозможно было привести в действие, соответственно с невозможностью перемещения или иного движения обслуживаемой им секции механизированной крепи, если в зоне секции механизированной крепи окажется человек, например оператор, подающий управляющие команды с устройства управления крепью. Иными словами, блокировка означает, в частности, что с устройства управления крепью не нельзя подать команды переключения для той же самой секции крепи. Схема соединений может быть также выполнена таким образом, чтобы выключателем принудительного отключения были охвачены, с возможностью их отключения, не все, а лишь некоторые источники света.

И наоборот, измерение тока амперметром 16 может быть использовано также для включения выключателя 20, который в этом случае работает вместо выключателя 20 принудительного отключения. В результате могут быть включены источники 13, 14 и 15 света трех соседних секций механизированной крепи в том случае, когда на одном из устройств управления крепью, обслуживающих соответствующую секцию механизированной крепи, потребляется ток, т.е. производится обслуживание, перестановка или иное движение секции механизированной крепи. В остальном устройство в данном исполнении работает, как показано на фиг.1 и в относящемся к ней описании. Условием осуществления такого исполнения является то, что блок питания управления должен быть рассчитан так, чтобы его номинальный ток превышал сумму всех подключенных к нему потребителей, а именно устройств управления крепью и источников света, как это имеет место в варианте, показанном на фиг.3. При выполнении устройств управления крепью, как показано на фиг.2, для каждого из устройств 1, 2, 3...7 управления крепью предусмотрен сигнализатор 21 присутствия человека, снабженный переключающим устройством 22. Когда срабатывает сигнализатор присутствия человека, соответствующее устройство управления крепью деактивируется по блокировочной линии 23, вследствие чего с помощью этого устройства управления крепью обслуживаемая им секция механизированной крепи не может быть переставлена или как-либо иначе перемещена. Одновременно происходит включение источника света 13, 14 или 15, в зависимости от того, на какой секции сработал сигнализатор. На фиг.2 показано, что, если срабатывает один из сигнализаторов 21 присутствия человека, то одновременно по линии 12 питания освещения могут быть включены или выключены источники 13, 14 и 15 света трех соседних устройств управления крепью (т.е. устройств управления трех соседних секций механизированной крепи). Сигнализаторы 21 фиксируют присутствие человека, и в случае схемы, показанной на фиг.2, это приводит к тому, что при нахождении человека в зоне сигнализатора, с одной стороны, включается освещение трех соседних секций механизированной крепи, а с другой стороны, блокируется активизация секции механизированной крепи, в зоне которой находится человек.

В устройстве, показанном на фиг.3, не предусмотрено никаких других средств принудительного переключения устройств управления крепью. Расчет параметров блоков 11 питания гарантирует, что номинальный ток каждого блока питания всегда будет больше суммы максимальных токов всех устройств управления крепью и источников света, запитанных от блока питания. Включение выключателя 24 освещения позволяет включать источники 13, 14 и 15 света трех соседних секций механизированной крепи вручную или дистанционно, или автоматически в зависимости от определенных команд в том случае, когда на одном из устройств управления крепью, обслуживающих соответствующую секцию механизированной крепи, потребляется ток, т.е. производится обслуживание, перестановка или иное перемещение крепежной стойки.

В варианте выполнения устройства, показанном на фиг.4, также не предусмотрено средств принудительного переключения устройств управления крепью; здесь блоки питания разделены надвое и состоят из блока 8 питания управления и блока 25 питания освещения. Устройства управления крепью питаются по линии 11 питания управления, в то время как линия 12 питания освещения подключена к блоку питания освещения. Преимущество этого варианта выполнения состоит в том, что хотя к обоим блокам питания должна подводиться лишь одна линия 10 высокого напряжения, например на 220 В, однако оба блока питания могут быть рассчитаны на относительно небольшой номинальный ток, который должен соответственно учитывать потребление электроэнергии устройств управления крепью, с одной стороны, и источников света, - с другой.

На фиг.5 схематически показано, что каждый из источников 13, 14 и 15 света состоит из нескольких светоизлучающих диодов. Следует отметить, что этот вариант выполнения может применяться во всех схемах, показанных на фиг.1-4 вместо используемых в них источников 13, 14 и 15 света.

Далее показано, что каждый источник 13, 14 и 15 света состоит из двух светоизлучающих диодов, по три в каждой группе. Обе группы запитаны через общую линию 12 питания освещения, но с промежуточным включением инвертора 26, который создает переменное напряжение. Одна группа светоизлучающих диодов пропускает ток при положительном напряжении, другая группа - при отрицательном напряжении. При соответствующем подборе частоты вентильного преобразователя частоты, например 100 Гц, ухудшения качества освещения не происходит, зато достигается лучшее использование располагаемой электрической мощности для нужд освещения.