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BREVES D'INVENTION " Système et appareillage de contrôle des mouvements des cages d'extraction dans les puits de mines."
L'invention est relative aux installations de con- trôle des mouvements de mobiles qui,normalement, doivent être assujettis à un régime déterminé de déplacements et de vi- %esses et elle concerne en particulier le contrôle des mouve- mente des oages dtextraotion dans les puits et galeries inclinées des mines, bien qu'elle puisse également s'appli- quer, dans le même but, aux installations analogues, telles celles des ascenseurs, monte-oharges, eto,.
Pour assurer la sécurité lors des déplacements commna- dés des cages d'extraction, certains systèmes préconisés sont basés uniquement sur le contrôle direct de la position occupée par la cage, tandis que dans certains autres systèmes le contrôle de la position de la cage est indirect et combiné ou non avec celui de la position du régulateur de la machine d'extraction, pour modifier dans le sens du ralontissement et de l'arrêt le fonctionnement de cette maohine suivant les positions occupées par les organes soumis au contrôler
Dans le premier cas,le système est inefficace du fait que la vitesse de la cage n'est pas contrôlée et par suite à partir d'une position donnée, que l'on pourra supposer être une position limite,
la cage pourra parcourir encore une distance variable suivant la vitesse qu'elle avait acquise.
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Dans le second cas, les -vitesses respectives des indica- leurs de niveaux, ou de tous autres appareils semblables utili- sés, et du régulateur ne sont pas proportionnelles à la vitesse de la cage, si bien que les manoeuvres de sécurité provoquées pourront aussi bien ne pas se produire au moment opportun,
Le mode d'action des systèmes dont il -Ment d'être ques- tion peut consister, entre autre,, dans le rappel automatique au point mort du levier de changement de marche de la machine d'extraction (expression qui désigna également tout organe équivalent) et,poux-que ce levier puisse ultérieurement être manoeuvré, la commande comprend généralement un organe élas- tique , tel un ressart ! ce qui équivaut.
en fait, à laisser le contrôle du fonctionnement à la merci du machiniste, Dans ce même cas, à la descente d'une charge non équilibrée, comma par exemple d'une cage contenant du personnel, la machine sera amenée à fonctionner à contre vapeur ou à contre courante c'est à dire que le levier de changement de marche ou son équivalent occupera une position telle que le système de con- tr81e sera inopérant.
Si, dans les systèmes comprenant des indicateurs de niveaux utilisés en vue du contrôle, des conditions d'exploita- tion particulières - extraction rapide à double trait alterna- tivement aux différents étages par exemple -- exigent différents réglages des indicateurs, l'intervention du mécanicien, pour les réaliser peut être malhabile ou inattentive, et dès lors le défaut d'indication, ou les indications erronnées du contrôle même peuvent devenir causes d'accidents.
L'invention évite les inconvénients signalés.
.Suivant l'invention, la sécurité est assurée par le contrôle direct des vitesses de la cage en cours de déplacement, de telle façon que la vitesse en un point donné du parcours ne puisse dépasser la vitesse admise en ce point sans que prennent naissance dans le système des actions ou des réactions propres, en ellec-mêmes ou indirectement, à agir automatiquement sur
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le fonctionnement de la machine, pour en ralentir la vitesse ou en provoquer l'arrêt afin de ramener la vitesse exoessive à la vitesse de régime.
La système de l'invention est en outre remarquable par le fait que les influences sexerçant sur le fonctionnement de la machine d'extraction pouvait être rendues proportionnelles aux différences des vitesses de la cage sur les vitesses de régime.
De plus, les dispositifs utilisés pour contrôler les vitesses de la cage sont de préférence établis pour fonctionner sans contact positif avec la cage ou des organes y reliés, l'agencement pouvant être tel que ces dispositifs soient parfais tement soustraits aux actions destructives du puits( eau.
poussières, chutes des corps, etc*)
Le .système se caractérise finalement par une transmission instantanée aux appareils récep teurs, chargés, directement ou indirectement,, du réglage du fonctionnement de la machine d'extraction,
A cet effet, l'invention consiste, principalement -- pour le contrôle direct des vitesses de la page sur son parcours dans le puits à avoir recours à des appareils électroques influencés par le passage de la cage dans leur voisinage immédiate les courants induits résultants ou des courants auxiliaires y asservis, dont les durées d'établissement sont inversement proportionnelles aux vitesses de la cage, étant envoyés dans des récepteurs appropriés.
Mise à part cette disposition principale elle consiste également à conditionner ces récepteurs pour que les temps d'influence sur le fonctionnement de la machine soient propor- tionnels aux excès des vitesses constatées sur les vitesses de régime.
Elle consite encore en oertains au-tres agencements et dispositions plus généralement constructifs qui seront plus explicitement définis dans le complément de description qui va
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suivre se rapportant à un exemple de réalisation, schématique- ment représenté aux dessins annexés dans lesquels:
Fig. 1 ast un ensemble d'un système de contrôle oompor- tant application de Intervention;
Fig. 2 est une vue en coupe, à plus grande échelle, d'un des dispositifs transmetteurs;
Fig. 3 est une vue, a plus grande échelle, d'un appareil récepteur,
Fig. 4 indique une variante de récepteur,
Fig. 5 contre schématiquement un transmetteur électrique.
Fig. 6 montre un schéma d'installation par transmetteur radio électrique.
Comme il a été indiqué ci-dessus et oomme il est représenté aux figs 1 à 3, à supposer une oage , asoension- nant le puits 2, pour contrôler et régler les déplacements de cette cage dans le puits ?,, on c'y prend comme suit ou de façon analogue.
On dispose dans le puits, suivant une ligne parallèle et voisine de la trajectoire d'un des montants de la oage, et à des niveaux appropriés dans le puits, des transformateurs tels que 3, constitués(fig. 2) d'un. noyau feuilleté 4 garni de deux enroulements concentriques .5. et 6, dont l' enroulement ou primaire, est alimenté en courant alternatif, Les extré- mités de l'enroulement secondaire 1 sont reliées aux bornes d'un récepteur tel que 7 qui sera décrit plus avant.
Le montage est tel, que le montant de cage passe au voi- sinage immédiat, mais sans toutefois- qu'il y ait contact, des extrémités des noyaux 1 des transformateurs afin de réduire au minimum la valeur des entrefers durant le passage.
Normalement;, pour un transformateur donné, en dehors du temps de passage de la cage, le circuit fer du transformateur étant ouvert, un flux de faible valeur s'établit dans le noyau et un courant faible circulera dans l'enroulement secondaire, En tous ces, les choses sont arrangées de manière que le courant du secondaire soit insuffisant pour influencer
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le récepteur*
Lors du passage de la cage en regard des extrémités du noyau, la valeur de la réluotanoe du circuit magnétique s'abais- se considérablement avec accroissement simultané du flux et du courait du secondaire, l'agencement étant tel que dans ce oas le courant du secondaire soit amplement suffisant pour in- fluencer le récepteur.
Il est bien clair que la durée d'établissement: du courant secondaire "utile" correspond à la durée du passage du montant de la cage en regard des extrémités du noyau et par suite est inversement proportionnera la vitesse de la cage,
Si cette vitesse est excessive, le temps d'établissement sera plus réduit que le temps minimum admis pour le passage de la cage au point considéré,
Pour utiliser le courant secondaire engendré lors du passas ge de la cage) au contrôle du fonctionnement de la maohine d'ex- traction, on associe un tranàformateur tel que celui décrit à un récepteur comprenant, en combinaison,
un enroulement influen- oé par le dit courant secondaire et un relai à temps limité dont le fonctionnement est déolanohé par ce même courant seoon daire et qui fait intervenir dans le système un oourant auxili aire d'intensité appropriée, perdurant pendant un temps prédéter miné,, courant dont l'action est antagoniste du courant secondaire fourni par le transformateur.
La oombinaison est telle que inaction du courant seoon.... daire soit prépondérante pendant sa durée d*établissement.
Il s'en suit bien clairement que si oette durée n*est pas supérieure ou tout au moins égale à celle pendant laquelle agit le courant auxiliaire, ce dernier subsistera seul pondait une certaine période de temps et son action pendant oette période peut être utilisée pour influencer le fonctionnement de la machine.
La durée daotion du courant auxiliaire est choisie telle qu'elles corresponde exactement à la durée de passage de la
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cage animée de sa vitesse de régime, en regard du noyau du transformateur considéré. Dès lors tout excès de vitesse se traduira par une durée de passage plus réduite du courant secondaire au. récepteur avec prépondérance du courant auxiliai.. re durant la différence,
Cette différence qui est fonction de l'excès de vitesse de la oage est d'autant plus grande que cet excès est lui-même plus grand et à supposer que l'action du courant auxiliaire agissant seul soit utilisée pour déterminer le freinage de la -- machine. on:
voit que ce freinage perdurera dtautant plus que l'excès de vitesse de la cage aura été plus important,
La figure 3 montre schématiquement comment, pratiquement, on pourra réaliser un appareil récepteur- agissant comme il est indiqué ci-dessus.
$ représente l'un des systèmes inducteurs d'un induit $ sollicité à se déplaoer dans le sens de la flèche f1 par un contrepoids et portant l'un des éléments d'un système de contacts 11 faisant partis. du. circuit C de oommande des sécurités de la machine d'extraction,
Sons 1 ' influence du contre poids 10, les contacts sont normalement fermés.
.la désigne l'autre système inducteur- de l'induit 9 et son enroulement peut être parcouru par un courant auxiliaire de la source B pour entrainer l'induit dans le sens de la flèche f2 à rencontre de l'aotion du contrepoids 10.
L'induit 9 est muni d'un ergot 13 venant s'appliquer sur une butée 14 pour limiter la rotation dans le sens de la flèche f2
La durée d'établissement du courant auxiliaire est déter- minée par le fonctionnement d'un relai 15, ce fonctionnement étant déolanohé, mais déolanohé seulement, par le passage du courant secondaire dans le relai, ce même courant secondaire, lorsqu'il s'établit, traverse l'enroulement de l'inducteur 8, dont l'excitation tend à en
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même trainer l'induit dans le/gens que le contrepoids, c'est à dire dans le sens de la flèche f1 comme il a été dit précédemment, à supposer les inducteurs ,$ et 12 excités,
respectivement par le courant seoondaire du transformateur associé et le courant auxiliaire, l'influence de l'inducteur 8 et du contre-poids est prépondérante sur celle de l'inducteur la et les contacts 11 restent fermés.
Si la durée d'établissement du courant secondaire dans l'in- ducteur 8 est moindre que celle du courant auxiliaire dans l'inducteur 12, dès que le courant secondaire cesse de passer, l'aotion de l'inducteur 12 fait tourner l'induit suivant la flèche f2 pour la période restante d'établissemet du courant auxiliaire, ce qui rompt les contacts 11 pendant cette période et détermine simultanément l'application du frein pendant le même temps.
Comme il va de soi, l'agencement peut être tel que l'aotion du courant auxiliaire détermine 1?arrêt de la machine à un moment quelconque de sa période d'établissement, dès lors que ce courant est prépondérante dans le récepteur.
Si le temps de contrôle par un transformateur, de la vites- se de la cage en un point considéré était trop réduit pour provoquer pratiquement les aotions dérivées, aveo une hauteur donnée de cage, il suffirait de monter en série -- les primai- res en série et les secondaires en série-- deux ou plusieurs transformateurs semblables séparés les uns des autres d'une distance chaque fois sensiblement égale à la hauteur de la oage, 1*ensemble de ces transformateurs étant combiné à un appareil récepteur du genre décrit.
En disposant judicieusement; ces transformateurs ou groupes de transformateurs sur le oparcours de la cage et en associant chaque transformateur ou chaque groupe à un récepteur, on voit qu'il est possible de contrpoler et de régler, automatiquement, sans intervention possible du machiniste, les déplacements de
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la oage tout le long de son parcours,
Dans les installations comportant des cages de faible hauteur, et notamment dans celles ou pareilles cages sont conduites par des machines puissantes, la translation se faisant par suite à grande vitesse, le système de contrôle qui vient d'âtre décrit pourrait devoir comprendre, par récepteur, un nombre de transmetteurs trop considérablem,
et dès lors il convient d'agencer de préférence le système à la façon suivante.
On dispose sur une distance appropriée du parcours de la cage deux ou des groupes de deux dispositifs transmetteurs tels que ceux décrits, et on associe ces deux transmetteurs ou chaque groupe de deux transmetteurs à un récepteur tel que le montre la :fige 4.
Ce récepteur est du marne système que celui de la figure 3, mais comporte deux relais supplémentaires 16 et 17.
Le premier de ces relais: reçoit le courant secondaire issu du transmetteur que la cage influence le premier dans son parcours et installe dans l'enroulement de l'inducteur $ un courant auxiliaire d'une source $1 qui s'y maintiendra aussi longtemps que le relai 17, recevant le courant secondaire du - transmetteur que la cage influence en second lieu ne l'aura pas coupé. Le relai 17 constitue dons un simple interrupteur et cet agencement présente l'avantage que le courant auxiliaire parcourant l'iducteur 8 sera semblable en toutes ocnditions et exactement réglé pour la fonction qu'il aura à accomplir.
Le système présente en outre l'avantage de permettre le con- trôle sur une zone aussi étendue qu'on le désire, avec une paire de transmetteurs, oest à dire qu'il pourra s'utiliser a- vantageusement pour toutes les vitesses et toutes les dimensions de cage,
Le récepteur de la figure 4 se prête également à l'emploi d'appareils transmetteurs de types différents de celui précédemment indiqué, Notamment dans le cas de la figure 5, le transmetteur
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représenté est un transmetteur purement électrique, à contact positif, branché dans un circuit relié soit aux relais
15 et 16, soit au relai 17 suivant que le transmetteur est un transmetteur d'entrée ou de sortie d'une portion de parcours de la cage.
Au passage de la cage au droit du transmetteur, le mouvement de l'organe de manoeuve, 18, armé d'un galet, ferme le circuit en question, à rencontre, d'une action antagoniste -- celle d'un ressort par exemple -- qui ramènera l'organe de manoeuvre à une position initiale après le passage de la cage.
Les re- lais 15, 16 et 17 sont influencés comme dans le cas précédemment mentionnée
Dans les oas précédents on a supposé que par sa charpente la cage agissait magnétiquement ou mécaniquement sur des éléments de transmetteurs disposés en des endroits appropriés de son parcours, mais il va de soi que la cage pourrait également porter des éléments ou appareils magnétiques', élec- triques ou magnéto-électriques, capables d'agir sans ou avec contact sur des éléments ou appareils complémentaires placés à postes fixes,
Elle pourrait également porter des appareils .transmetteurs radio électriques, des cadres récepteurs étant alors prévus et agencés sur le parcours de la oage.
La figure 6 montre le schéma d'une installation de ce genre.
La cage 1, circulant dans le puits 2, porte un poste transmetteur 19 convenablement isolé,
Dans une section de contrple on monte un cadre fixe 20 Conditionné pour être influencé par l'émission du transmetteur 19, ce cadre étant relié électriquement à la surface, et le courant de circulation s'établissant au. passage de la cage sers utilisé pour , d'une part établir un courant auxiliaire de temps limité dans l'inducteur 12 et d'autre part établir et maintenir un courant auxiliaire dans l'inducteur 8 pendant sa
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propre durée d'établissement, un système récepteur tel.que celui de la figure 3, mais complété d'un relai commandant le courant auxiliaire de l'inducteur 8 pouvant être utilisé.
On pourrait aussi bien utiliser le récepteur de la figure 4, mais alors le cadre 20 serait remplacé par deux oadres distants l'un de l'autre de la quantité nécessaire,, le courait induit dans le cadre rencontré en premier lieu par la cage actionnant le relai 16 pour établir le courant auxili- aire dans l'inducteur $= tandis que le courant induit dans le oadre rencontré en dernier lieu actionnera le relai 17 pour supprimer le passage du courant auxiliaire dans cet induo- teur.a.. le relai 15 et l'inducteur 12 fonctionnant comme préoé- demnent indiqué.
Enfin le système de l'invention permet le contrôle de régimes de vitesses différents oomme notamment ceux d'extraction' et de 'personnel" pour les cages de mines.
Il suffit en effet pour cela, à supposer l'installation établie conformément à ce qui a été dit -,pour les figures 1 à 3 des dessins, que les appareils récepteurs de surfaoe soient réglés pour la vitesse "personnel" et'que le préposé à la recette à la surface et ou à chaque étage dispose d'un commu- tateur lui permettant la mise en circuit de transmetteurs supplé- mentaires étendant chaque section de contrôle, de telle façon que le temps mis par la cage'à parcourir la section étendue, lorsqu'elle est au régime "extraction" soit égal au temps mis à parcourir la section non étendue eu..régime 'personnel".
Comme quel que soit le régime de vitesse de la cage, le système de contrôle comportera un ensemble transmetteur- récepteur commandant l'arrêt, et que d'autre part, chacun des ensembles transmetteur-récepteur est susceptible d'agir sur les séourités en cas d'excès de vitesse,il est bien clair que l'on pourra utiliser, soit la commande d'arrêt, soit la capacité de commande des autres récepteurs en cas d'excès de vitesse, pour déclancher automatiquement le oommutateur du préposé
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de la recette et ramener le système dans les conditions du seul contrôla des zones non étendues,
Dans le cas où les zones de contrôle comportait un trans- metteur à chaque extrémité,
le commutateur du préposé de recette commandera des appareils transmetteurs placés aux "entrées" de zones plus étendues. Comme le mode d'action des appareils d "entrée" des zones non étendues est le même, les courantà auxiliaires établis aux récepteurs ne seront pas supprimés.
Le système de l'invention pourra avantageusement être appliqué comme dispositif évite molette.
Comme on l'a déjà laissé entendre, des modifications pourraient être apportées aux agencements décrits sans sortir des limites de l'invention.
REVENDICATIONS.
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