При автоматическом «обгоне», как указывалось выше, датчики обнаружения межвагонных промежутков обеспечивают посадку упорной балки на автосцепки вагонов. Поскольку скорость «обгона» имеет большую величину, датчики для точной остановки маневрового устройства должны сначала подавать команду на снижение скорости до «ползучей», а затем на остановку— в момент, когда балка находится над автосцепкой.
Известно, что автосцепка имеет возможность изменять свое положение как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости, поэтому для точной остановки устройства можно использовать только раму вагона (ее торцовую часть), которая, перекрывая луч между осветителем и приемником, вызывает срабатывание фотореле.
На первых образцах маневровых устройств для поиска автосцепки устанавливались три фотореле: одно по оси балки и два других по обе стороны от нее на расстоянии примерно 600 мм от оси. Для того чтобы исключить из зоны их действия автосцепки, все три фотореле устанавливались под углом к горизонту (осветители — снизу, приемники — сверху) таким образом, чтобы их оси были параллельны. Команду на снижение скорости давало среднее фотореле при освещении его в межвагонном промежутке, а на остановку — одно из крайних при затемнении рамой следующего вагона. Однако из-за различного конструктивного исполнения рам вагонов и наличия на их торцах выступающих деталей и узлов (кронштейны для фонарей, тормозные тяги на тормозных площадках и пр.), расположенных на разных вагонах по-разному, точность остановки маневрового устройства превышала величину, допустимую конструкцией балки (±60 мм), и приводила к неудовлетворительной посадке балки на автосцепки.
Рис. 28. Схема установки фотореле
Чтобы исключить влияние выступающих частей, оси фотореле были развернуты в горизонтальной плоскости. Такое расположение фотореле обеспечивало необходимую точность остановки, но при длительной эксплуатации были выявлены конструктивные недостатки в привязке осветителей и приемников, которые приводили к их поломке и нарушению соосности.
Для защиты от поломок фотореле балкой была разработана и испытана на шахте «Вертикальная» новая схема их расположения, при которой приемники и осветители устанавливали в металлоконструкции портала. В этой схеме были применены два осветителя и три приемника (рис. 28). Приемники № 1 и 3, 6—732 установленные в непосредственной близости друг от друга, работают от одного осветителя. При перемещении маневрового устройства в одном направлении работает фотореле № 1 (освещение его дает команду на снижение скорости, затемнение — на остановку), при перемещении в противоположном направлении освещение фотореле № 2 дает команду на снижение скорости, а освещение фотореле № 3 — на остановку.
Специфические условия работы фотореле на углепогрузочных пунктах (интенсивное пылеобразование, сильные световые помехи, резкие колебания температуры окружающей среды, атмосферные осадки и пр.) потребовали создания специального высокочувствительного и помехоустойчивого фотореле в пылевлагонепроницаемом исполнении. Разработанное институтом Гипроуглегормаш фотореле [32] обеспечивает при отсутствии запыленности и расстоянии между приемником и осветителем 6 м полезный сигнал на выходе измерительного устройства, в 100 раз превышающий величину тока срабатывания порогового чувствительного элемента усилителя. В то же время общий фон освещенности 20 000 лк не вызывает срабатывания фотореле и не мешает его нормальной работе. Высокая чувствительность, хорошая помехоустойчивость и избирательность обеспечивают надежную работу фотореле без переналадок при изменении освещенности, температуры окружающей среды, запыленности среды и стекол. В настоящее время это фотореле, предназначенное для комплектации маневровых устройств, серийно выпускается Прокопьевским заводом шахтной автоматику.
Расстояние между приемником и осветителем, м . . 6
Напряжение питания, В:
осветителя ... 12
приемника ... 24
Потребляемая мощность, Вт:
осветителя ... 25
приемника 5 .
Телесный угол охвата оптической системы, градусов 3
Освещенность, создаваемая осветителем на входе приемника, лк 45
Выходное реле постоянного тока: тип МКУ-48 или
ПЭ-6
напряжение, В. .. 12
Интервал рабочих температур, °C — 40 +65
Максимальное удаление фотореле от блока пита
ния, м . 500
Техническая характеристика фотореле МУ-25-03-07-ΑΙ
Рис. 30. Приемник фотореле
Рис. 29. Осветитель фотореле
Рис. 31. Принципиальная электрическая схема фоторелейного усилителя
Фотореле состоит из осветителя и приемника. Осветитель (рис. 29) представляет собой корпус 1, в котором установлен патрон 2 с автомобильной однонитевой лампой 3 типа А-26, нить накаливания которой находится в фокусе оптической линзы 4 (+20 диоптрий). Для более интенсивного отвода тепла, выделяемого лампой, корпус имеет ребра. Защита от механических повреждений линзы и предохранительного стекла 5 обеспечивается блендой 6. С помощью шарнира 7 можно менять положение корпуса в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Приемник (рис. 30) имеет подобный осветителю корпус, но без ребер охлаждения, и оптическую систему, в фокусе которой помещена тонкая диафрагма 1 с небольшим отверстием. За диафрагмой установлен фоторезистор 2 типа ФС-Д1, воспринимающий основной поток от осветителя и частично поток фона, совпадающий по направлению с основным потоком. Перед диафрагмой помещен второй фоторезистор 3 типа ФС-К6 с отверстием в центре. Через отверстие проходит основной поток от осветителя, а также поток фона. Поток фона воспринимается рабочей поверхностью фоторезистора 3. В корпусе смонтирован также полупроводниковый усилитель полезного сигнала 4. К его выходу подключается исполнительное реле, которое вместе с реле контроля целости цепи накала осветителя устанавливают на общей релейной панели.
Следует отметить, что принятое совмещение фоторезисторов и усилителя в одном блоке является целесообразным, так как не требует экранирования цепей и позволяет удалять выходное реле на большие расстояния.
Схема фоторелейного усилителя приведена на рис. 31. Для питания схемы используется источник постоянного тока напряжением 24 В, к которому подключены усилитель и выходное реле через добавочный резистор и стабилитрон (Uст=8 B). По выполняемым функциям схему фоторелейного усилителя можно разделить на три части: измерительное устройство, пороговый чувствительный элемент, выходной усилитель.
Измерительное устройство представляет собой измерительный мост, состоящий из двух фоторезисторов ФС1 и ФС2 и двух постоянных резисторов R5 и R6. В одну диагональ моста включен источник питания, в другую—двухкаскадный усилитель постоянного тока, состоящий из двух кремниевых триодов ПТ1 и ПТ2. К выходу усилителя подключен пороговый чувствительный элемент — триггер Шмидта.
При отсутствии светового потока осветителя и изменяющемся в широких пределах световом потоке фона (0—20 000 лк) напряжение, приложенное к триодам ПТ1 и ПТ2, имеет полярность, при которой оба триода закрыты, и тем сильнее, чем выше поток фона, так как чувствительность фоторезистора ФС2. воспринимающего только поток фона, выше, чем чувствительность фоторезистора ФС1, воспринимающего также и основной поток. При освещении приемника осветителем полярность диагонали моста меняется на противоположную и триоды открываются, так как поток осветителя воспринимается только фоторезистором ФС1. Релейный режим работы выходного усилителя 4 (см. рис. 30) обеспечивается использованием в качестве порогового элемента триггера Шмидта, который преобразует сигнал с плавно меняющимся фронтом в сигнал с крутым (близким к прямоугольному) фронтом. При появлении сигнала от усилителя измерительного устройства, превышающего порог срабатывания триггера, триод ПТ3 скачком открывается, а триод ПТ4 закрывается. При уменьшении сигнала ниже порога срабатывания триггер возвращается в исходное состояние. Выходной усилитель, обеспечивающий коммутацию выходного реле, состоит из двух триодов ПТ5 и ПТ6. В цепь эмиттера последнего включена катушка реле. При освещении приемника осветителем триоды ПТ1 и ПТ2 открываются, срабатывает триггер Шмидта, в результате чего на вход выходного усилителя скачком подается большое напряжение, вызывающее открывание триодов ПТ5 и ПТ6 и включение реле РФ.
Для надежной работы фотореле должна быть произведена регулировка чувствительности фоторезисторов посредством переменного резистора R15. При освещенности фона, равной 20000 лк в плоскости линзы приемника, и включенном осветителе сопротивление этого резистора необходимо установить таким образом, чтобы при включении осветителя выходное реле отпускало якорь во всем диапазоне изменения фона от 20 000 лк до нуля. Если реле не отпускает якорь при фоне 20000 лк и сопротивлении резистора R15, равном нулю, необходимо сменить фоторезистор ФС1 (типа ФС-Д1) на менее чувствительный или ФС2 (типа ФС-К6) на более чувствительный. Если реле не притягивает якорь при включенном осветителе, фоне 20 000 лк и сопротивлении резистора R15, равном 15 кОм, то необходимо последовательно с ним включить в цепь резистор R14 или заменить фоторезистор ФС2 на менее чувствительный.
В комплект фотореле входит также видоискатель, позволяющий производить быструю настройку его оптической системы. Видоискатель состоит из полой трубки и навинченной на нес насадки, внутри которой находится матовый экран из органического стекла с риской в виде окружности диаметром 7,5 мм. В передней части насадки имеется отверстие, такое же, как в фоторезисторе ФС2 (диаметром 2,5 мм). При настройке фотореле видоискатель необходимо установить в корпусе приемника таким образом, чтобы его насадка находилась в месте расположения блока фоторезисторов и на ее экране фиксировалось световое пятно от осветителя. По положению пятна относительно риски можно судить о соосности приемника и осветителя, а по его величине — о положении линзы относительно диафрагмы. При отсутствии фокусировки размеры пятна и риски не равны и положение линзы необходимо отрегулировать при помощи прокладок.