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Le brevet belge N 509.535 du 26 Février 1952 a pour objet un dispositif de sécurité de dépassement des cages d'extraction, en parti- culier pour les treuils des cages fonctionnant dans des puits intérieurs, qui consiste à monter en parallèle un interrupteur centrifuge de contrôle de la vitesse de la cage et le contacteur d'un relais dans lequel passe le circuit de sécurité ou de commande du frein de la cage d'extraction. Le re- lais est soumis à l'influence d'une cellule au sélénium qui fait partie d'une barrière lumineuse disposée transversalement dans le puits et qui se compose d'une source lumineuse constituant l'émetteur et d'une cellule au sélénium constituant le récepteur.
On règle l'interrupteur centrifuge de ce dispositif de sécurité de dépassement à la vitesse maximum que doit avoir la cage dans le cas le plus défavorable en passant devant l'interrupteur de fin de coursep pour qu'elle soit arrêtée avec certitude avant de rencon- trer la poutre à taquet.
Il a été découvert selon l'invention qu'il est plus avantageux de surveiller la vitesse de la cage d'extraction au moyen d'un tachymètre électrique 0 (fig. 2) qui mesure la tension engendrée par une génératrice
Q accouplée avec la commande P du treuil d'extraction et agissant de son co- té sur des relais de commande qui s'excitent sous l'action de tensions déterminées engendrées par la génératrice et correspondant à des vitesses déter- minées., inférieures, égales ou supérieures à la vitesse normale de la cage d'extraction. Le tachymètre 0 est gradué de préférence en nombre de tours en permettant ainsi au conducteur du treuil de relever directement la vites- se de la cage.
Ce tachymètre électrique est évidemment supérieur à un tachymètre à commande mécanique, qui en raison de son inertie connue ne reflète que lentement les variations de vitesse. La tension engendrée par la génératrice Q provoque l'excitation du premier relais de commande Sl lorsque sa valeur est égale à 60% de sa valeur normale, c'est-à-dire de la valeur qui correspond à la vitesse normale de la cage. Le second relais S2 entre en action sous une tension égale à 100% de sa valeur normale., en provoquant la fermeture de l'interrupteur de freinage de la génératrice et la diminution de la vitesse de la cage.
Une tension égale à 115% de sa valeur normale a pour effet d'actionner le troisième relais S3, en provoquant ainsi la coupure du circuit de sécurité du treuil et l'arrêt de la cage par la mise hors circuit du dispositif de desserrage du frein magnétique.
Il a été aussi découvert qu'on peut remplacer le tachymètre électrique et ses relais de commande par un tachymètre qui comporte des contacts glissants ou à curseur (fige 3). Les contacts glissants S1, S2 et S3 sont construits de façon à fonctionner aux vitesses respectives correspondant à 60% et 115% de la vitesse normale autorisée, à couper le circuit de sécurité et,9 lorsque la tachymètre marque 100 %, à fermer l'interrupteur de freinage de la génératrice.
Dans le dispositif de sécurité de dépassement qui fait l'objet du brevet précitéle relais monté en parallèle avec l'interrupteur centrifuge est commandé par une barrière lumineuse disposée transversalement dans le puits. Le fonctionnement de ce dispositif de surveillance peut être troublé du fait que les rayons lumineux émis par la source lumineuse risquent d'être interrompus fâcheusement ou accidentellement par des objets autres que la cage d'extraction.,, et éventuellement aussi par des encrassements ou par la destruction de la source lumineuse.
Or, il a été découvert de plus qu' on peut remplacer cette barrière lumineuse par un dispositif quïp au moment où la cage passe devant le poste de surveillance, influence le relais de fa- çon capacitive, inductive ou à l'aide d'un électro-aimant ou d'un aimant permanent. On obtient des résultats particulièrement avantageux en exerçant une action capacitive sur le relais.
Le shuntage de l'interrupteur de coupure de fin de course, qui est nécessaire pour obtenir un dépassement en service., c'est-à-dire pour permettre à la cage de dépasser la zone de surveillance de l'interrupteur de coupure de fin de course, est obtenu au moyen d'un relais temporisé qui actionne l'interrupteur du shuntage.
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On va décrire en détail ci-après en se référant à la fig. 1, le fonctionnement du dispositif de sécurité de dépassement suivant l'in- vention, comportant des postes de surveillance exergant une action capa- citive.
Deux organes de surveillance servant à surveiller la vitesse des cages d'extraction sont montés respectivement au fond du puits et à la hau- teur de l'interrupteur de coupure de fin de ccu rse E pour couper le courant du treuil. Un des postes de surveillance K1 est disposé à quelques mètres au-dessous ou à quelques mètres au-dessus de la recette A (poste de remplis- sage) suivant la valeur de la vitesse autorisée de la cage, ou suivant la valeur du ralentissement de la cage F. Le deuxième poste de surveillance K2 est installé au-dessus de la position la plus élevée de la cage à la recette. Lorsque la cage est en mouvement au milieu du puits, c'est-à-dire qu'elle ne se trouve pas à la recette A (poste de remplissage), aucune ac- tion ne s'exerce sur les postes de surveillance K1 et K2.
La tension de 24 volts du circuit de sécurité du treuil d'extraction par le contact fermé E1 de l'interrupteur de fin de course E et par la bobine du relais B, en pro- voquant son excitation. Il en résulte la fermeture des trois phases B1 à 500 volts du dispositif de desserrage M du frein magnétique du treuil, qui est ainsi mis en circuit et permet le mouvement de la cage.
Lorsque la cage arrive au voisinage de la recette et dépasse le poste de surveillance intérieur K1, l'interrupteur de surveillance G action- né capacitivement s'ouvre et provoque la chute du relais C. Il en résulte que le contact G de l'interrupteur de surveillance G monté en parallèle avec le contact de l'interrupteur centrifuge ou du relais correspondant à une vitesse de 50% s'ouvre. Si la vitesse de la cage F n'est pas supérieure à la vitesse normale, le contact Hl de l'interrupteur centrifuge correspondant à la vitesse de 60% reste fermé, ou si la vitesse est surveillée par une génératrice, le relais H1 correspondant à la vitesse de 60 % s'excite.
Etant donné que la tension de commande agit sur le relais B sans être diminuée le dispositif de desserrage M du frein magnétique reste en circuit sous 1' action de l'interrupteur tripolaire B1 du relais B, en permettant ainsi à la cage F de continuer son mouvement sans obstacle. Toutefois, si la vites- se dépasse 60 % de la vitesse nominale de la cage, le contact Hl de l'in- terrupteur centrifuge correspondant à la vitesse de 60 % s'ouvre ou le re- lais H1 correspondant à la vitesse de 60% de la génératrice retombe, en cou- pant ainsi le circuit de relais B. Il en résulte que le dispositif de des- serrage M du frein magnétique est mis hors circuit et que par suite le frein se serre.
Si la vitesse est inférieure à 60% de la vitesse normale de la cage, il ne se produit pas de coupure, ainsi qu'il a déjà été dit ; cage continue son mouvement et si elle ne s'arrête pas entre les deux postes de surveillance K1 et K2, par exemple à la recette A, elle s'arrête dans la zone d'action du poste de surveillance supérieur K2, c'est-à-dire dans la po- sition de l'interrupteur de coupure de fin de course.
Lorsque la cage ar- rive au poste de surveillance K2, l'Interrupteur de fin de course E actionné capacitivement s'ouvre, de sorte que le relais B est mis hors circuit et en même temps le dispositif de desserrage M du frein magnétique par l'in- termédiaire des contacts triphasés B , de sorte que le frein d'urgence du dispositif d'extraction entre en action et provoque l'arrêt rapide du treuil.
Pour pouvoir faire sortir la cage de la zone de l'interrupteur de coupure de fin de course, il faut que le treuil puisse être réembrayé. Ain - si qu'il a déjà été dit, en dépassant le poste de surveillance K2, la cage provoque l'ouverture de l'interrupteur de coupure de fin de course El. Il en résulte la mise hors circuit non seulement du relais B, mais encore du relais C et par suite la fermeture du contacts C2 du relais C, tandis que les contacts C1 et C3 du relais C sont ouverts. 2 la fermeture de l'interrup-
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teur (Jarret L fait entrer en action le relais temporisé Z. Lorsque la durée de réglage du retard de ce relais est écoulée, le contacts Z1 du relais tem- porisé Z se ferme et provoque l'excitation du relais D.
Le relais D excité provoque par son contact D1 la fermeture du circuit du relais B qui, une fois excites met en circuit les trois phases B1 du circuit du dispositif de desser-
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rage du frein magnétique.\) de sorte que le treuIL est prêt â être réembrayé et à fonctionner. Les mouvements sont surveillés par deux lampes de signalisation,
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par exemple une lampe blanche W et une lampe rouge R.
En s'allumantp la lan- pe blanche W, indique que la cage d'extraction F se trouve aux postes de sur-
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veillance respectifs K 1 ou K2 o La lampe rouge R s'allume au moment où le relais B a été shunté par l'action du relais temporisé Z et où par suite le treuil est de nouveau prêt à fonctionner, bien que l'interrupteur E1 soit ouverte pour faire revenir la cage hors de la position de l'interrupteur de coupure de fin de course.
Le fonctionnement est le suivant lorsque la cage en mouvement de bas en haut n'a pas encore atteint le poste de surveillance
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Inférieur Kis l'interrupteur de coupure de fin de course E et l'interrzp- teur de surveillance de la vitesse G sont en circuit les relais B et C sont excités et par suite l'interrupteur triphasé B1 est en circuit et le contact C2 du relais C est ouverte de sorte que le circuit de la lampe blanche W est coupé. Etant donné que pendant la marche normale le relais temporisé Z n'est
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pas excitée les contacts Dip D2 et D3 du relais D sont ouverts et par suite le circuit de la lampe rouge R est également coupé.
Lorsque la cage en mouvement de bas en haut passe devant le poste de surveillance K1, le relais G
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actionné oapaoltivement retombe> de sorte que le contact G 1 du relais G s' ouvreo Il en résulte que le relais C retombe et que le contact C2 du relais C se ferme en provoquant l'allumage de la lampe blanche W. Si la cage se
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trouve entre les postes de surveillance K 1 et Kz9 le relais G s'excite de nouveau, le contact G se ferme en provoquant l'excitation du relais C, et le contact C2 du relais C s'ouvre de nouveau? en coupant ainsi le circuit de la lampe blanche W,qui par suite s'éteint.
Lorsque la cage F arrive devant
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le poste de surveillance K2'!> le relais E actionné capaci tivement retombe le contact Es s'ouvre, le relais B retombe et l'interrupteur triphasé B 1 s'ouvre automatiquement, en faisant entrer en action le frein qui provoque l'arrêt du treuil. L'ouverture du contact E1 fait en même temps retomber le relais
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C. le contact C2 du relais C se ferme et la lampe blanche W s'allume Si on ferme à la main l'interrupteur d'arrêt L du relais temporisé Z. ce relais Z s'excite et une fois la durée du retard écoulée, le contact Z du relais temporisé Z se ferme, en provoquant l'excitation du relais D et 1 fermeture des
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trois contacts Dj.9 D2 et D3 du relais D.
Pendant que par son contact D 1 le relais D est mis en circuit par l'intermédiaire du relais B du dispositif de desserrage M du frein magnétique, en permettant au treuil de fonctionner de
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nouveau, le contact intermédiaire D2 ferme le circuit de la lampe rouge R., qui par suite s'aliumea
Lorsque la cage F est sortie de la zone de l'interrupteur de coupure de fin de course K le relais E ne subissant plus d'action capacitive
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a9excite, de sorte que le contact E 1 de l'interrupteur de fin de course E se ferme en rétablissant ainsi l'arrivée directe du courant dans les relais
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B et 0.
Pour supprimer le shuntage provoqué par le relais temporisé Z9 il faut que la cage F arrive dans la zone d'action capacitive du poste de surveillance de la vitesse K1, En retombants le relais G provoque l'ouverture
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du contact G1.\) en faisant ainsi retomber le relais C En s'ouvrant.\) le contact C, du relais provoque la coupure du circuit du relais D par l'intermédiaire de son contact D encore fermé. Le relais D en retombant provoque l'ouver-
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ture de ses trois contacts Dl.9 D2 et D3o En s'ouvrante le contact D 1 inter- rompt la connexion en parallèle faisant arriver le courant dans les relais
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B et Cp et en s'ouvrant le contact D 2 provoque l'extinction de la lampe rouge
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R.
L'installation d'extraction se trouve ainsi dans son état initiale prête à fonctionner. Lorsque la cage F a quitté la zone de surveillance K , le relais G provoque la fermeture de son contact G1, le relais C s'excite et provoque l'ouverture de son contact C2, de sorte que d'une part la lampe blanche W s'éteint et d'autre part le relais temporisé Z retombe et son con- tact Z1 s'ouvre.
S'il s'agit de réaliser un dépassement en service de la cage F, c'est-à-dire de la faire avancer au dessus du poste de surveillance K , par exemple pour charger des matériaux de grande longueur, il est nécessaire d'établir le shuntage du relais B afin d'éviter de provoquer l'arrêt du treuil lorsque la cage dépasse le poste de surveillance K , sous l'effet de l'ouverture de l'interrupteur de coupure de fin de course E1. A cet effet il est nécessaire de faire venir la cage F d'abord dans la zone d'action capacitive du poste de surveillance de la vitesse K1. Il en résulte que le contact G1 s'ouvre et que le relais C retombe. En se fermant, le contact C2 du relais retombé C, provoque l'allumage de la lampe blanche W.
En fer- mant l'interrupteur d'arrêt L, on met en circuit le relais temporisé Z.
Une fois la durée du retard réglé écoulée, le contact Z1 du relais temporisé Z provoque l'excitation du relais D. Les contacts D1, D et D ainsi fermés du relais D établissent la connexion en parallèle faisant passer le courant dans les relais B et C, provoquent l'allumage de la lampe rouge R et préparent le passage du courant dans le relais D; toutefois, le contact C du relais C est encore ouvert. On peut alors effectuer le dépassement.
Lorsque la cage F sort de la zone d'action capacitive K1, le contact G de l'interrupteur de surveillance de la vitesse G se ferme, le relais C s'excite, en provoquant ainsi l'ouverture de son contact C2; le relais temporisé Z retombe et la lampe blanche W s'éteint. En s'ouvrant le contact Z1 du relais temporisé Z provoquerait la chute du relais D, mais il ne peut pas le faire du fait que l'excitation temporaire du relais C a pour effet de fermer son contact C3, en maintenant ainsi le passage du courant dans le relais D et en le maintenant excité.
Lorsque la cage dépasse le poste de surveillance supérieur K2, l'interrupteur de fin de course E1 est bien mis hors circuit, mais l'ouverture de ce contact n'exerce aucune action puisque les relais B et C restent excités par la connexion en parallèle de passage du courant établie dans le relais excité D par l'Intermédiaire du contact D1.
Si l'on a préparé un dépassement en service et si pour une rai- son quelconque la cage ne monte pas mais descend, elle passe devant l'inter- rupteur de fin de course shunté. Le conducteur du treuil est cependant aver- ti par les lampes rouge et blanche R et W qui sont allumées, et la sécurité de l'installation d'extraction n'est pas compromise car le shuntage de l'in- terrupteur de fin de course E1 est supprimé au moment du passage de la cage devant le poste de surveillance de la vitesse K1. Ce résultat est obtenu du fait que l'interrupteur de surveillance de la vitesse G s'ouvre, de sorte que le relais C en retombant fait aussi retomber le relais 1D par l'ouverture de son contact C3, que les contacts D1, D2 et D3 du relais D s'ouvrent et que le shuntage des relais B et C est supprimé.
En même temps, la lampe rouge R s'éteint. Lorsque la cage a dépassé le poste de surveillance K1, l'interrupteur G1 se referme, le relais C s'excite et le contact C2 du relais C en s'ouvrant provoque aussi l'extinction de la lampe blanche W.