Головний акумуляторний світильник

Запропонована корисна модель належить до області гірничошахтного освітлювального обладнання й може бути використана для місцевого освітлення робочої зони в ша хта х, небезпечних за газом і пилом. Відомі кілька типів головних акумуляторних світильників серій СВГ і СГР, які випускають в Україні ВАТ «Харківський машинобудівний завод «Світло шахтаря» і ЗАТ «Луганські акумулятори». Відоме рішення сигналізатор метану, сполучений із шахтним головним світильником, що містить фару з розміщеним у ній датчиком метану, що з'єднаний із входом електронної схеми сигналізатору метану, ви хід якого з'єднаний з керуючим входом комутатора, два ви ходи якого приєднані до двох ниток лампи розжарювання, акумуляторну батарею в корпусі, що закривається кришкою, на якій закріплений блок іскрозахисту, вхід якого підключений до акумуляторної батареї, вимикач натискної дії, змонтований у корпусі фари, у яку встановлюється плата з мікровимикачем, електронною схемою сигналізатора метану і комутатора, причому мікровимикач та штовхач вимикача натискної дії співвісні, а контакт мікровимикача з'єднаний з керуючим входом електронної схеми сигналізатора метану, сигналізатор метану, комутатор, лампа розжарювання приєднані двожильним кабелем через блок іскрозахисту до акумуляторної батареї, а при натисканні на вимикач натискної дії вмикається напруга живлення сигналізатора метану сполученого зі світильником, при цьому величина напруги, що подається через комутатор на одну з включених ниток лампи, плавно зростає від нульового до максимального значення [див. патент №62171 А, Україна, Е21F17/18, опубл.15.12.03, бюл. №12, книга 1]. Основним недоліком відомого технічного рішення, визначеного за прототип, є відсутність комплексного підходу до забезпечення індивідуальної безпеки гірників: У основу корисної моделі поставлено завдання зі створення головного акумуляторного світильника, у якому за рахунок нового схемного рішення поряд з контролем вмісту метану досягається можливість попередження гірника про входження у небезпечну зону та визначення місця його знаходження як у звичайних, так і аварійних умовах, що підвищує безпеку робіт у шахта х. Поставлене завдання розв'язується за рахунок того, що головний акумуляторний світильник, який містить фару з розміщеними у ній світлодіодними джерелами світла й датчиком метану, джерело живлення з блоком іскрозахисту та блоком керування, згідно з корисною моделлю, обладнано датчиком переміщень, випромінювачем та автогенератором, при цьому виходи датчика переміщень з'єднано зі входами блока керування й автогенератора, вихід останнього - зі входом випромінювача, а вихід блока іскрозахисту - зі входом живлення автогенератора. На Фіг. подано блок - схему запропонованого світильника. Світильник містить фару 1 і корпус 2 блока живлення. У фарі 1 розташовано основний 3 і додатковий 4 джерела світла, за які використано світлодіоди, датчик 5 метану й вимикач/перемикач 6 для джерел світла. У корпусі 2 блока живлення розміщено акумуляторну батарею 7, блок 8 для іскрозахисту, блок 9 для керування, випромінювач 10, автогенератор 11, датчик 12 переміщень, газоаналізатор 13. Входи блока 9 з'єднано з виходами датчика 12 і блока 8. Вихід датчика 12 з'єднано зі входом автогенератора 11. Акумуляторна батарея 7 через блок 8 для іскрозахисту живить усі блоки. Робота схеми полягає у такому. При замиканні одного з контактів вимикача 6 блок 9 для керування переходить із режиму очікування в режим забезпечення стабільного живлення основного 3 або резервного 4 світлодіодів (залежно від положення вимикача 6). Живлення блока 9 здійснюється від акумуляторної батареї 7 через блок 8 для іскрозахисту. Одночасно з цим блок 9 для керування подає живлення на газоаналізатор 13, що формує необхідний режим роботи датчика метану (сенсора) 5, установленого на фарі 1 світильника. Після закінчення перехідних процесів, що протікають у блоці газоаналізатора 13 і сенсорі 5, залежно від газової обстановки, відбувається модуляція світлового потоку основного 3 або резервного 4 джерел світла. Якщо вміст у рудниковій атмосфері контрольованого компонента не перевищує допустимої норми, то блок 13 не здійснює впливу на блок 9 і світловий потік не зазнає змін. При перевищенні метаном гранично допустимої норми рівень вихідного сигналу сенсора 5 стає достатнім для спрацьовування порогових пристроїв блока 13, який починає впливати на блок 9, змінюючи його режим на імпульсний. У результаті світловий потік, створюваний основним 3 або резервним 4 джерелом світла, стає переривистим, що є сигналом гірникові про необхідність прийняття рішення для адекватних дій. Зниження напруги акумуляторної батареї 7 нижче допустимого рівня приводить до вимикання за допомогою блока 9 живлення блока 13 і стрибкоподібного зниження світлового потоку за рахунок зміни режиму живлення основного 3 або резервного 4 джерела світла. Залежно від типу застосовуваного сенсора 5 можна здійснювати контроль вмісту в рудниковій атмосфері метану, кисню, діоксиду вуглецю, оксиду вуглецю, водню або інших газів, присутність яких загрожує життю або здоров'ю гірника, оснащеного запропонованим світильником. Автогенератор 11 безперервно генерує високочастотні сигнали, що несуть інформацію про табельний номер гірника, за яким закріплено світильник. За допомогою випромінювача 10 ці сигнали перетворюються в електромагнітні коливання, сприймані приймальними пристроями, які розміщено у гірничих виробках. Фіксація сигналу свідчить про присутність конкретного гірника в місці, де встановлено приймальний пристрій. Розміщення таких приймальних пристроїв у небезпечних зонах дозволяє попередити гірників про ймовірність травмування. Живлення автогенератора 11 здійснюється безпосередньо від блока 8 для іскрозахисту, тому процес випромінювання електромагнітних коливань не залежить від положення вимикача/перемикача 6 світильника. Якщо гірник, оснащений світильником, певний проміжок часу перебуває в стані спокою, тобто без рухів, то датчик 12 переміщення видає сигнали, які, з одного боку, впливаючи на блок 9 для керування, вимикають живлення світлодіодів і датчика метану 5, а, з іншого боку, переводять автогенератор 11 у режим імпульсного випромінювання підвищеної потужності. Такий алгоритм роботи обумовлений необхідністю шукання потерпілих у завалах, коли гірська маса впливає на дальність поширення електромагнітних коливань. Вимкнення зазначених споживачів електроенергії від акумуляторної батареї сприяє збільшенню тривалості роботи випромінювача. Для виключення роботи передавального пристрою під час заряду акумуляторної батареї передбачене автоматичне блокування автогенератора 11, який відновлює свою роботу при знятті світильника із зарядного стола. Випромінювачем електромагнітних коливань служить рамкова антена, яку розміщено усередині корпуса блока живлення. Сенсор газоаналізатора розміщується на фарі в спеціальній поглибині, що закривається пластмасовою шайбою, яка має отвір для дифузійного газообміну сенсора з навколишнім середовищем. Електронний блок газоаналізатора розміщено у корпусі блока живлення. Регулювання газоаналізатора здійснюється за допомогою спеціального модуля технологічного контролю (на фігурі не наведено), що підключається до шин, через які здійснюється заряджання акумуляторної батареї й обмін інформацією між блоком газоаналізатора й модулем. Передавальний пристрій установлюється у верхній частині корпусу блока живлення усередині рамкової антени, що оточує стінки корпусу. При ємності акумуляторної батареї 5А·годин експериментальний зразок запропонованого головного світильника, оснащеного пристроями забезпечення індивідуальної безпеки гірника, дозволяє забезпечити стабільне освітлення й контроль одного компонента рудникової атмосфери протягом робочої зміни, а також за допомогою спеціальних приймальних пристроїв, визначати місце знаходження гірника й у разі виникнення аварійної обстановки, більше доби випромінювати електромагнітні імпульси для шукання потерпілого.