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-INSTALLATION POUR LE REGLAGE HYDRAULIQUE ET AUTOMATIQUE DE LA MARCHE DES MACHINES D'EXTRACTION*
Dans le réglage automatique de machines d'extraction, on applique généralement une méthode consistant à comparer la vitesse réelle de la machine d'extraction, d'une part, et la vitesse nominale indiquée par le diagramme de marche, d'autre part, à l'aide d'un mécanisme différentiel qui influence un dispositif régulateur lorsque la vitesse effective s'écarte de la valeur nominale; ce dernier dispositif agit de son côté soit sur le nombre de tours du moteur de commande de la machine
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d'extraction, soit sur le frein de service de cette dernière, soit sur les deux.
On connaît d'autres régulateurs de marche hydrauliques de diverses constructions. Il s'agit généralement des régulateurs dits à étranglement, dans lesquels on intercale, dans une conduite de circulation, une pompe et un organe d'étranglement, ce dernier agissant en fonction du chemin parcouru et sous l'influence de l'indicateur de position de cages. La pompe du régulateur à étranglement est commandée mécaniquement par la machine à surveiller et produit une pression qui est propor- tionnelle au nombre de tours de cette machine et qui agit sur la face inférieure d'un piston de réglage soumis, d'autre part, à la pression d'accumulateurs d'énergie, la course de ce piston étant utilisée pour influencer la commande ou pour actionner le frein.
La distance de soulèvement du piston correspond à une vitesse plus ou moins élevée, suivant la position de l'organe d'étranglement.
Ce réglage de la marche est d'autant moins sûr que la vitesse d'extraction est moins élevée, et devient pratiquement inopérant à proximité de la recette, c'est-à-dire précisément là où il est le plus nécessaire. Etant donné le fonctionnement imparfait des dispositifs de réglage de marche utilisés jusqu'à présent, plusieurs d irections de mines admettent une vitesse de passage relativement très élevée des cages d'extraction à travers la recette.
En effet, il est absolument impossible de laisser tourner une pompe rotative à huile à une faible vitesse réelle et de réaliser, moyennant modification de l'étranglement dans le conduit de circulation d'huile, et endéans un temps utile et court (cette dernière particularité étant indispensable pour la bonne marche du réglage), une précision de fonctionnement tant soit peu acceptable.
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D'une manière générale, et vu les pertes provenant des fuites, on doit oprérer avec une vitesse minima correspondant à 15% jusqu'à 20% de la vitesse normale pour obtenir ne fût-ce qu'un faible refoulement. Il y a encore lieu de remarquer qu'il n'est d'ailleurs pas facile d'influencer, au moyen d'un étranglement variable, des pistons de réglage chargés par des ressorts. lorsque le nombre de tours varie en même temps;.
Alors que les régulateurs de marche hydrauliques connus jusqu'à présent règlent la vitesse nominale par un étranglement, subordonné au chemin parcouru, de la circulation d'huile affec- tant l'organe qui représente en même temps la vitesse effective le régulateur de marche selon l'invention est constat suivant un principe tout à fait différent, de sorte que les inconvénients signalés plus haut sont supprimés; au contraire, le nouveau régulateur de marche offre une sécurité de fonctionnement et agit sur le frein conformément aux exigences du service, ceci même aux vitesses très réduites et qui, pratiquement, peuvent aller jusqu'à zéro.
L'objet de l'invention consiste donc en une installation pour le réglage automatique de la marche de machines d'extract ion au moyen de deux transformateurs d'énergie hydrauliques- dénommés tendeurs hydrauliques- chargés par des ressorts ou des contrepoids et constitués par une pompe et un dispositif de pression. La pompe de l'un des tendeurs est commandée depuis le tambour d'extraction, tandis que la pompe de l'autre tendeur est entraînée à une vitesse constante; en outre, ce dernier tendeur comporte, entre le côté aspiration et le côté refoulement de sa pompe, un tuyau de dérivation réglable, dont l'organe de réglage est commandé en conformité avec le diagramme d'extraction.
Le dessin annexé représente schématiquement un exemple de
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réalisation de l'objet de l'invention. Le tambour d'extraction 1, non représenté, commande la pompe 2 du cylindre 3 du tendeur hydraulique, dont le piston 4 est chargé par le ressort 5. Ce piston est relié, au moyen d'une articulation à coulisse 6, au levier 8 à secteur denté, faisant partie du mécanisme différen- tiel 7. Ce dernier est constitué par deux leviers 8 et 9 portant des secteurs dentés et par un organe totalisateur 10 pourvu de deux pignons 11 et 12 en prise avec les dits secteurs dentés et muni d'un levier 13.
Le levier 9 à secteur denté est également relié, par l'intermédiaire d'une articulation à coulisse 14, à un tendeur de même construction que le précédent et dont le piston 16 chargé par un ressort 15, coulisse dans le cylindre hydraulique 17 alimenté par la pompe 19 commandée par le moteur 18. Toutefois, ici, on prévoit un conduit de dérivation 20 branché sur la conduite de refoulement de la pompe par l'intermédiaire d'une soupape d'étranglement 21 commandée par l'indicateur de position de cages 24 au moyen d'une timonerie 22 et d'une came 23. Le levier 13 du mécanisme différentiel 7 déplace, au moyen de la coulisse 35, le régulateur de pression 25 du dispositif de commande pneumatique 26 du frein de service 27 de la machine d'extraction.
De préférence, le régulateur de pression 25 pour le réglage de la marche est complètement séparé mécaniquement du régulateur de pression 28 pour le frein de service, bien que les deux régulateurs agissent sur le même levier de frein 27. L'intensité de freinage proprement dite est réglée utilement au moyen de deux cylindres à air comprimé alimentés depuis le réservoir 31, dont l'un, désigné par 29, est contrôlé par le régulateur de pression 28 du frein de service, et dont l'autre, désigné par 26, est contrôlé par le régulateur de pression 25
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pour le réglage de la marche. Les deux cylindres sont de préférence montés coaxialement et sont pourvus d'une tige de piston commune 30 qui attaque le levier de frein oommnun 27.
Grâce à cette disposition, les efforts de freinage exercés par les deux pistons 26 et 29 s'additionnent. Finalement, le levier à main 32 permet d'influencer volontairement et simultanément l'arrivée du fluide sous pression aux deux cylindres 3 et 17 au moyen de soupapes d'étranglement 33 et 34.
Le dispositif décrit-ci-dessus fonctionne de la manière suivante : La pompe 2 commandée depuis la machine d'extraction 1, amène le piston 4 du cylindre de pression 3 dans une position correspondant à la vitesse réelle effective, tandis que la position du piston 16 dans le cylindre de pression 17 est fonction de la pression déterminée par l'indicateur de position de cages 24 par l'intermédiaire du robinet 21. Le moteur de commande 18 de la pompe 19 tourne à une vitesse constante; toutefois, et suivant la position du robinet 21, une partie plus ou moins grande du liquide sous pression reflue, inutilisée, dans le conduit de dérivation 20, tandis que seul le restant du liquide agit sur le piston 16.
Lorsque les déplacements effectués par les deux pistons 4 et 16 sont identiques, cela signifie que les vitesses réelle et nominale concordent ; mécanisme différentiel 7 reste alors au repos et aucune modification ne se produit au régula teur de pression 25. Toutefois, lorsque la course de l'un des pistons est plus grande que celle de l'autre, le mécanisme différentiel 7 actionne le régulateur 25 dans le sens du freinage ou du desserrage du frein; Ainsi, par exemple, l'air sous pression est admis dans le cylindre 26 et le frein 27 est serré à l'aide de la tige de piston 30..Lorsque le mécanisme différentiel 7 se déplace dans le sens opposé, l'air sous pres-
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sion réchappe du cylindre 26 à travers le régulateur de pressicn 25.
Lorsque la machine d'extraction est arrêtée, le piston 4 occupe la position la plus basse, étant donné que la pompe 2 est également immobilisée. La pompe 19 continue à tourner avec un nombre de tours invariable ; cependant, son débit est presque entièrement court-circuité, c'ext-à-dire est dirigé sur le conduit de dérivation 20, étant donné que l'indicateur de position de cages 24 avait complètement ouvert le robinet d'étran- glement 21 par l'intermédiaire de la came 23; il en résulte que le piston 16 se trouve légèrement soulevé ; le régulateur de pression occupe - le jeu dans la coulisse 35 étant faible la position d'échappement, étant donné que le freinage est assuré par le cylindre 29 sous l'influence du régulateur de pression 28 du frein de service.
Lors du démarrage de la machine d'extraction, la pompe 2 se met également en marche, et le piston 4 de l'équipage "vitesse réelle" remonte ; le piston 16 de l'équipage "vitesse nominale" remonte également, étant donné que, par suite du déplacement angulaire de la came 23 de l'indicateur de position de cages, le robinet d'étranglement obture davantage le conduit de dérivation. Lorsqu'on démarre à une vitesse trop élevée, l'effet du tendeur "vitesse réelle" 2, 3, 4 devient plus prononcé que celui du tendeur vitesse nominale" 16, 17, 19 et provoque le serrage du frein 27 par l'intermédiaire du cylindre hydraulique 26, cet effort de freinage s'exerçant avec une intensité suffisante et jusqu'à ce que les vitesses réelle et nominale concordent.
Pendant la pleine marche, la tige de retardement de l'indicateur de position de cages 24 est arrêtée ; l'étranglement du conduit 20, ayant atteint sa valeur maxima, reste inchangé
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aussi longtemps que les vitesses réelle et nominale restent identiques.
Le ralentissement est généralement amorcé par le fait que le mécanicien ramène le levier de commande, et se manifeste déjà, avant que la tige de retardement ne soit entraînée par l'écrou volant de l'indicateur de position de cages 24. Ceci a pour effet que l'extrémité du levier 13 engagée dans la coulisse 35 se déplace vers la gauche. A partir de ce moment, une fois la tige de l'indicateur de position de cages entraînée et la came 23 déplacée angulairement, le régulateur de pression 25 intervient dès que le retardement provoqué par le mécani" cien s'écarte de l'allure prescrite.
Le contrôle automatique s'effectue conformément à ce qui précède lors d'un renversement dans l'un ou dans l'autre sens.
En outre, le dispositif suivant l'invention fonctionne également d'une manière correcte dans des circonstances fortuites, en cas de faute du mécanicien, lors d'un enclenchement du frein de sûreté, ou lorsque la tension du réseau fait défaut. Ceci est obtenu grâce au fait que le régulateur de marche est indépén dant du levier de commande et de frein.
Lorsqu'on désire s'écarter du diagramme de marche et, dans le cas de transport d'homes, par exemple, réduire la vitesse de marche, on déplace le levier à main 32. Lors du transport de matières, les robinets de réglage 33 et 34 provoquent un certain étranglement qui, pour le transport d'hommes, est réduit ou complètement supprimé. On obtient ainsi que les pistons 4 et 16 exécutent des déplacements maxima déjà pour des vitesses de rotation moins élevées.
Le mode d'exécution décrit ci-dessus peut être modifié sous plusieurs rapports différents. Ainsi, le mécanisme différentiel peut présenter une forme autre que celle représentée.
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Au lieu de produire les déplacements du régulateur de pression pneumatique, on peut amener celui-ci à contrôler l'admission de l'agent moteur à la machine d'extraction ou à contrôler la puissance ou la vitesse de rotation d'un moteur d'extraction électrique par la commande de rhéostats de réglage, la commutation de contacteurs, le déplacement de balais, ou analogues.
La vitesse réelle peut être transmise à la pompe 2 par voie électrique, au lieu d'être transmise mécaniquement.
REVENDICATIONS.
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1- Installation pour le réglage automatique de la mar" che de machines d' extraction, au moyen de machines hydrauliques auxiliaires, caractérisée en ce que les machines auxiliaires sont constituées par deux transformateurs d'énergie hydraulique; dits tendeurs, constitués chacun par une pompe et un dispositif de pression chargé par des ressorts ou des contrepoids, et en ce que la pompe de l'un des tendeurs est commandée en fonction du nombre de tours du tambour d'extraction, tandis que la pompe de l'autre tendeur est commandée avec un nombre de tours constant, ce deuxième tendeur étant pourvu d'un conduit de dérivation réglable automatiquement, conformément au diagramme d'extraction voulu, et, finalement,
en ce que les deux tendeurs agissent sur un mécanisme différentiel commun qui influence la commande de la machine d'extraction ou celle du frein.
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-INSTALLATION FOR HYDRAULIC AND AUTOMATIC ADJUSTMENT OF THE OPERATION OF EXTRACTION MACHINES *
In the automatic adjustment of mining machines, a method is generally applied which consists in comparing the actual speed of the mining machine, on the one hand, and the nominal speed indicated by the operating diagram, on the other hand, with using a differential mechanism which influences a regulating device when the effective speed deviates from the nominal value; the latter device acts on its side either on the number of revolutions of the control motor of the machine
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extraction, either on the service brake of the latter, or on both.
Other hydraulic rate regulators of various constructions are known. These are generally so-called throttle regulators, in which a pump and a throttle member are interposed in a circulation pipe, the latter acting according to the distance traveled and under the influence of the position indicator of cages. The throttle regulator pump is mechanically controlled by the machine to be monitored and produces a pressure which is proportional to the number of revolutions of that machine and which acts on the underside of a subject adjusting piston, on the other hand, to the energy accumulator pressure, the stroke of this piston being used to influence the control or to actuate the brake.
The lifting distance of the piston corresponds to a higher or lower speed, depending on the position of the throttle member.
This adjustment of the rate is all the less certain as the extraction speed is lower, and becomes practically inoperative near the recipe, that is to say precisely where it is most necessary. In view of the imperfect operation of the rate regulators used heretofore, several directions of mines allow a relatively very high speed of passage of the extraction cages through the recipe.
Indeed, it is absolutely impossible to let a rotary oil pump run at a real low speed and to achieve, by modifying the throttle in the oil circulation duct, and within a useful and short time (this last particularity being essential for the correct operation of the adjustment), an operating precision which is somewhat acceptable.
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In general, and given the losses from leaks, it is necessary to operate with a minimum speed corresponding to 15% up to 20% of the normal speed in order to obtain even a low discharge. It should also be noted that it is moreover not easy to influence, by means of a variable throttle, the adjusting pistons loaded by the springs. when the number of turns varies at the same time ;.
Whereas the hydraulic speed regulators known until now regulate the nominal speed by a throttling, subordinate to the distance traveled, of the oil circulation affecting the organ which at the same time represents the effective speed the speed regulator according to the invention is observed according to a completely different principle, so that the drawbacks mentioned above are eliminated; on the contrary, the new speed regulator offers operational safety and acts on the brake in accordance with service requirements, even at very low speeds which, in practice, can go down to zero.
The object of the invention therefore consists of an installation for the automatic adjustment of the operation of extraction machines by means of two hydraulic energy transformers - called hydraulic tensioners - loaded by springs or counterweights and constituted by a pump and pressure device. The pump of one of the tensioners is controlled from the extraction drum, while the pump of the other tensioner is driven at a constant speed; in addition, the latter tensioner comprises, between the suction side and the discharge side of its pump, an adjustable bypass pipe, the adjustment member of which is controlled in accordance with the extraction diagram.
The accompanying drawing shows schematically an example of
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achievement of the object of the invention. The extraction drum 1, not shown, controls the pump 2 of the cylinder 3 of the hydraulic tensioner, the piston 4 of which is loaded by the spring 5. This piston is connected, by means of a sliding joint 6, to the lever 8 with toothed sector, forming part of the differential mechanism 7. The latter is constituted by two levers 8 and 9 carrying toothed sectors and by a totalizing member 10 provided with two pinions 11 and 12 in engagement with said toothed sectors and provided with 'a lever 13.
The lever 9 with toothed sector is also connected, by means of a sliding joint 14, to a tensioner of the same construction as the previous one and of which the piston 16 loaded by a spring 15, slides in the hydraulic cylinder 17 supplied by the pump 19 controlled by the motor 18. However, here there is provided a bypass line 20 connected to the delivery line of the pump by means of a throttle valve 21 controlled by the cage position indicator 24 by means of a linkage 22 and a cam 23. The lever 13 of the differential mechanism 7 moves, by means of the slide 35, the pressure regulator 25 of the pneumatic control device 26 of the service brake 27 of the machine extraction.
Preferably, the pressure regulator 25 for adjusting the travel is completely mechanically separate from the pressure regulator 28 for the service brake, although the two regulators act on the same brake lever 27. The actual braking intensity is usefully regulated by means of two compressed air cylinders supplied from the reservoir 31, one of which, designated by 29, is controlled by the pressure regulator 28 of the service brake, and the other, designated by 26, is controlled by pressure regulator 25
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for the rate adjustment. The two cylinders are preferably mounted coaxially and are provided with a common piston rod 30 which engages the common brake lever 27.
Thanks to this arrangement, the braking forces exerted by the two pistons 26 and 29 are added. Finally, the hand lever 32 makes it possible to voluntarily and simultaneously influence the arrival of the pressurized fluid to the two cylinders 3 and 17 by means of throttle valves 33 and 34.
The device described above operates as follows: The pump 2, controlled from the extraction machine 1, brings the piston 4 of the pressure cylinder 3 into a position corresponding to the actual actual speed, while the position of the piston 16 in the pressure cylinder 17 is a function of the pressure determined by the cage position indicator 24 through the valve 21. The drive motor 18 of the pump 19 rotates at a constant speed; however, and depending on the position of the valve 21, a greater or lesser part of the liquid under pressure flows back, unused, into the bypass duct 20, while only the remainder of the liquid acts on the piston 16.
When the displacements performed by the two pistons 4 and 16 are identical, this means that the real and nominal speeds match; differential mechanism 7 then remains at rest and no modification occurs to the pressure regulator 25. However, when the stroke of one of the pistons is greater than that of the other, the differential mechanism 7 actuates the regulator 25 in the direction of the braking or the release of the brake; Thus, for example, the pressurized air is admitted into the cylinder 26 and the brake 27 is applied with the aid of the piston rod 30 ... When the differential mechanism 7 moves in the opposite direction, the air under near-
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sion escapes from cylinder 26 through pressure regulator 25.
When the extraction machine is stopped, the piston 4 occupies the lowest position, since the pump 2 is also immobilized. The pump 19 continues to rotate with an invariable number of revolutions; however, its flow is almost entirely bypassed, i.e. is directed to the bypass duct 20, since the cage position indicator 24 had fully opened the choke valve 21 by the intermediary of the cam 23; the result is that the piston 16 is slightly raised; the pressure regulator occupies - the play in the slide 35 being small the exhaust position, given that the braking is provided by the cylinder 29 under the influence of the pressure regulator 28 of the service brake.
When the extraction machine starts up, the pump 2 also starts up, and the piston 4 of the "real speed" crew rises; the piston 16 of the "nominal speed" crew also rises, given that, as a result of the angular displacement of the cam 23 of the cage position indicator, the throttle valve further closes the bypass duct. When starting at too high a speed, the effect of the "real speed" tensioner 2, 3, 4 becomes more pronounced than that of the nominal speed tensioner "16, 17, 19 and causes the brake 27 to be applied via of the hydraulic cylinder 26, this braking force being exerted with sufficient intensity and until the real and nominal speeds match.
During full operation, the delay rod of the cage position indicator 24 is stopped; the constriction of duct 20, having reached its maximum value, remains unchanged
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as long as the actual and rated speeds remain the same.
The slowing down is generally initiated by the fact that the mechanic returns the control lever, and is already manifesting itself, before the retarding rod is driven by the flywheel nut of the cage position indicator 24. This has the effect that the end of the lever 13 engaged in the slide 35 moves to the left. From this moment, once the rod of the cage position indicator has been driven and the cam 23 displaced angularly, the pressure regulator 25 intervenes as soon as the delay caused by the mechanic deviates from the prescribed rate. .
Automatic control is carried out in accordance with the above during a rollover in either direction.
In addition, the device according to the invention also operates correctly in fortuitous circumstances, in the event of fault by the mechanic, when the safety brake is engaged, or when the mains voltage fails. This is achieved by the fact that the speed regulator is independent of the control and brake lever.
When it is desired to deviate from the flow diagram and, in the case of transporting people, for example, to reduce the walking speed, the hand lever 32 is moved. When transporting materials, the adjustment valves 33 and 34 cause some throttling which, for the transport of men, is reduced or completely eliminated. It is thus obtained that the pistons 4 and 16 already execute maximum movements at lower speeds of rotation.
The mode of execution described above can be modified in several different respects. Thus, the differential mechanism can have a shape other than that shown.
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Instead of producing the movements of the pneumatic pressure regulator, it can be made to control the admission of the motive agent to the extraction machine or to control the power or the speed of rotation of an engine. electrical extraction by controlling regulating rheostats, switching contactors, moving brushes, or the like.
The actual speed can be transmitted to pump 2 electrically, instead of being transmitted mechanically.
CLAIMS.
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1- Installation for the automatic adjustment of the rate of extraction machines, by means of auxiliary hydraulic machines, characterized in that the auxiliary machines are constituted by two transformers of hydraulic energy, called tensioners, each constituted by a pump and a pressure device loaded by springs or counterweights, and in that the pump of one of the tensioners is controlled according to the number of revolutions of the extraction drum, while the pump of the other tensioner is controlled with a constant number of revolutions, this second tensioner being provided with an automatically adjustable bypass duct, in accordance with the desired extraction diagram, and, finally,
in that the two tensioners act on a common differential mechanism which influences the control of the extraction machine or that of the brake.