Устройство для автоматического регулирования судовым турбоагрегатом

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СУДОВЫМ ТУРБОАГРЕГАТОМ , содержащее измеритель числа оборотов, регулятор скорости, выполненный в виде подпружиненного золотника , беспрзокинная полость которого подключена к импульсной линии, регулирующие органы переднего я заднего хода и астатический золотник, торцовые полости которого подключены к измерителю числа оборотов, а управляющая полость - к регулирующим органам переднего к заднего хода, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности и упрощения настройки , оно содержит регулятор скорости реверса, выполненный в виде подпружиненного золотника с управляющей полостью, беспружинная полость которого подключена к импульсной линии, а управляющая полость - к управляюс S щей полости астатического золотника.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„.Я0„„1084471

З„„F 01 D 17/26 .г:1 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I ,1м гг -.:-.-, 1

i . ".":. 4

ЙИЬЛ г, (<.q д

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3397411/25-06 (22) 25.12.81 (46) 07.04.84. Бюл. Ф 13 (72) В.А. Рудаков, М.Я. Леках, Ю.П. Киперман, А.Б. Рубинов, А.Н. Зайцев и А.А. Скворцов (53) 621.438-55(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 235772, кл. F 01 D 17/26, 1969. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СУДОВЫМ ТУРБОАГРЕГАТОМ, содержащее измеритель числа оборотов, регулятор скорости, выполненный.в виде подпружиненного золотника, беспружинная полость- которого: подключена к импульсной линии, регулирующие органы переднего и заднего хода и астатический золотник, торцовые полости которого подключены к измерителю числа оборотов, а управляющая полость — к регулирующим органам переднего и заднего хода, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности и упрощения настройки, оно содержит регулятор скорости реверса, выполненный в виде под1 пружиненного золотника с управляющей полостью, беспружинная полость которого подключена к импульсной линии, а управляющая полость — к управляющей полости астатического золотника.

1084471 2

15

2S

Изобретение относится к автоматическому регулированию, в частности к устройствам регулирования судовыми турбоагрегатами.

Известно устройство для автоматического регулирования судовым турбоагрегатом, содержащее измеритель числа оборотов, регулятор скорости, выполненный в виде подпружиненного золотника, беспружинная полость которого подключена к импульсной .линии, регулирующие органы переднего и заднего хода и астатический золотник, торцовые полости которого подключены к измерителю числа оборотов, а управляющая полость подсоединена к регулирующим органам переднего и заднего хода (1).

Однако известное устройство не достаточно надежно, так как регулятор скорости одновременно является и усилителем контроля. Кроме того, настройка устройства сложна, так как из-за наличия одной пружины усилитель имеет практически нерегулируемый наклон.

Цель изобретения — повышение надежности и упрощение настройки.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматического регулирования судовым турбоагрегатом, содержащее измеритель числа оборотов, регулятор скорости, выполненный в виде подпружиненного золотника, беспружинная полость которого подключена к импульсной линии, регулирующие органы переднего и заднего

) хода и астатический золотник, торцовые полости которого подключены к измерителю числа оборотов, а управляющая полость — к регулирующим органам переднего и заднего хода, содержит регулятор скорости реверса, выполненный в виде подпружиненного золотника с управляющей полостью, беспружинная полость которого подключена к импульсной линии, а управляющая полость — к управляющей полости астатического золотника.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для автоматического регулирования и управления судовым турбоагрегатом.

Устройство содержит измеритель 1 числа оборотов, представляющий собой масляный шестеренчатый насос объемного типа, механически связанный с валом главной турбины и подающий масло в импульсную линию 2, пусковую шайбу 3, задатчик 4 числа оборотов, выполненный: в виде щелевого дросселя, положение которого определяет площадь сливного окна 5 импульсной линии 2, регулятор 6 скорости, выполненный в виде золотника, нижний торец которого снабжен с импульсной линией 2, а верхний подпружинен. Золотник является проточным усилителем, использующим в качестве рабочей среды подводимое масло (Pcua)

Устройство содержит также регулятор 7 скорости реверса, выполненный в виде золотника, нижний торец которого сообщен с импульсной линией 2, а верхний подпружинен, механизм контрпара, выполненный в виде астатического золотника 8 подачи контрпара, нижняя торцовая полость которого подключена к полости 9 измерителя 1 числа оборотов, а верхняяк полости 10 измерителя 1 числа оборотов, регулирующий клапан 11 переднего хода (ПХ) с отсечным золотником 12 и сервомотором 13, регулирующий клапан 14 заднего хода (ЗХ) с отсечным золотником 15 и аервомотором 16.

Для обеспечения импульсных связей между элементами системы автоматического регулирования регулятор 6 ско-. рости снабжен окном 17,а регулятор 71 скорости реверса — окном 18. К этим окнам присоединены магистрали силового масла (P )

Регулятор 6 скорости снабжен также сливным окном 19. Для присоединения импульсной магистрали 20 к регулятору 6 скорости предназначено окно 21. Для присоединения магистрали 20 в буксе задатчика 4 выполнено

Астатический золотник 8 снабжен окнами 23 и 24. Магистраль

25, которая связывает управляющую полость А астатического золотника 8 с управляющией полостью Б регулятора 7 скорости реверса, присоединена к окну 26 астатического золотника

8. К окну 23 присоединена магис"граль

27, которая подводится в нижнюю полость отсечного золотника 12, а ее ответвление присоединено к окну задатчика 4,расположенному в его нижней части. К двум сливным окнам задатчика 4 присоединена сливная магистраль 28 с дроссельной шайбой 29.

Отсечной золотник 12 снабжен окнами 30 и 31, которые связаны соответственно с верхней и нижней полос10844

3 тями сервомотора 13, а отсечной зо-, . лотник 15 — окнами 32 и 33, которые связаны соответственно с верхней и: нижней полостями сервомотора 16.

Нижняя полость отсечного. золот- ника 15 магистралью 34 присоединена к окну 24 астатического золотника 8, а также к окну задатчика 4, расположенному в его нижней части. Управляющая полость Б регулятора 7 скорос- 1О ти реверса посредством окон 18 и 35 соединяется соответственно с магистралью силового масла Рд и со сливом, а окном 36 — с магистралью 25.

Управляющая полость В регулятора 6 скорости посредством окон 17 и 19 соединяется соответственно с магистралью силового масла Р,д и со сливом.

Четыре дроссельные шайбы предназначены для создания минимального противодавления в верхних полостях регуляторов 6 и 7.

Устройство работает следующим образом.

В момент. запуска масляных наса- 25 сов силовое масло (P „ ) поступает к окну 17 регулятора 6, к окну 18 регулятора 7 и через пусковую шайбу 3 и импульсную линию 2 к окну 5 задатчика 4 числа оборотов, которое в этот момент полностью закрыто.

В этот момент давление "импульсного" масла Ри под золотниками регуляторов 6 и 7 максимально на статических режимах. Под действием этого 35 давления золотник регулятора 6 занимает верхнее положение, а золотник регулятора 7 — нижнее. При этом окно

17 максимально закрыто, а окно 19, связанное со сливом, максимально открыто. Вследствие этого давление

"импульсного" масла Рс в управляющей полости В регулятора 6 минимально и оно по магистрали 20 через окна 21 и 22 передается задатчику 4 числа - 4> оборотов.

В момент пуска золотник 8 занимает нижнее положение. В таком положении окно 23 полностью открыто, а окно 24 закрыто, и давление, поступив- 5О шее в камеру А из магистрали 25 через окна 26 и 23; передаегся в магистраль 27 и при положении золотника задатчика 4 числа оборотов на "стоп" (среднее, положение) эта магистраль связывается со сливом через магистраль 28 и шайбу 29, давление под золотниками 12 и 15 минимально, и

71

4 регулирующие клапаны 11 и 14 (ПХ и ЗХ) закрыты.

При выходе на нужный режим переднего хода задатчиком 4 числа оборотов открывается верхняя часть окна 5, в результате чего в импульсной линии

2 давление масла снижается, золотник регулятора 6 перемещается вниз и в магистрали 20 устанавливается более высокое давление Р . Это давление масла через окна 21 и 22 попадает в магистраль 27 и нижнюю полость золотника 12, последний поднимается и силовое масло через окно 30 поступает в верхнюю полость сервомо" тора 13 регулирующего клапана 11 ПХ, а иэ нижней полости через окно 31 масло сливается в сливную магистраль, в результате чего регулирующий клапан 11 ПХ открывается и свежий пар поступает к главной турбине переднего хода. Вал главной турбины набирает обороты, и в полости 9 и линии 2 давление масла увеличивается, благодаря чему золотник 8 занимает êð

В результате этого золотник регулятора 6 приподнимается вверх, при этом окна 17 и 19 прикрываются ,и давление масла Рс в полости  — в

:магистралях 20 и 27 и под золотником

12 уменьшается, отсечной золотник

12 опускается вниз под действием пружины и соединяет нижнюю полость сервомотора 13 регулирующего клапана 11 ПХ через окно 31 с силовым маслом, а верхнюю полость сервомотора 13 через окно 30 — со сливом.

Регулирующий клапан 11 ПХ прикрывает доступ пара в турбину. В результате переходного процесса регулирующий клапан 11 ПХ занимает положение, соответствующее тому числу оборотов главной турбины, которое установлено задатчиком числа оборотов. В это время золотник регулятора 7 скорости реверса контрпара находится в нижнем крайнем положении, так как он настроен на страгивание при более высоком давлении Р, чем золотник регулятора 6 скорости. На установившихся режимах работы при медленной перестановке задатчика 4 на увеличение или снижение частоты вращенияили быстрой на увеличение частоты вращения, а также при "затяжелении" гребного винта принцип работы устройства заключается в дистанционном задании и автоматическом поддержании

1(1844 g 1 заданного скоростного режима при помощи всережимного регулятора скорости.

При повышении числа оборотов. турбины золотник задатчика 4 числа оборотов открывает окно 5, причем на передний ход открывается верхняя часть окна, на задний - нижняя.

Под перестановкой задатчика понимается перемещение пояска золотника задатчика 4 числа оборотов относительно окна 5.

При работе на установившемся режиме устройство обеспечивает поддержание заданного скоростного режима.

При "затяжелении" гребного винта на

ПХ частота вращения турбоагрегата снижается, что приводит к уменьшению производительности измерителя 1 числа оборотов — шестеренчатого насоса и к снижению давления импульсного масла в линии 2 перед окном 5 задатчика 4 числа оборотов и в торцовой полости под золотником регулятора 6 скорости. При этом золотник регулятора 6 скорости перемещается вниз, окно 17, к которому подводится си-. ловое масло, открывается, а окно 19, через которое осуществляется слив масла, закрывается. В результате этого давление импульсного масла между поясками золотника регулятора 6 скорости в полости В увеличивается.

Указанное давление,через магистраль

20 и окно 22 в буксе задатчика 4 числа оборотов поступает под отсечной золотник 12, который, перемещаясь вверх, открывает окна 31 и 30. При этом через окно 30 в сервомотор регулирующего клапана 11 ПХ поступает масло, а через окна 31 оно слиl вается, что приводит к перемещению поршня сервомотора вниз, открытию клапана 11 ПХ стабилизации заданного

45 скоростного режима. Аналогично происходит работа при перестановке эадатчика 4 на увеличение скоростного режима, при этом уменьшение давления импульсного масла в линии 2 проис50 ходит за счет открытия окна 5 задат:чика 4, что приводит к -увеличению давления импульсного масла по отсечным золотником 12, открытию регулиру щего клапана 11 ПХ и увеличен 55 скорости режима.

При медленной перестановке задатчика 4 оборотов на снижение скоростного режима, когда снижение частоты вращения происходит без существенного запаздывания от заданной частоты, давление импульсного масла в линии 2 возрастает, не достигая значения, при котором страгивается вверх золотник регулятора 7 скорости реверса.

При этом золотник регулятора 6 ско- . рости перемещается вверх, что приводит к уменьшению давления импульсного масла под отсечным золотником 12 регулирующего клапана 11 IIX, закрытию клапана 11 ПХ и уменьшению частоты вращения турбоагрегата.

При быстрой перестановке задатчика 4 на уменьшение скоростного режима нли уменьшении нагрузки на гребном винте, когда частота вращения увеличивается, происходит повышение;; давления импульсного масла в;линии

2, в результате чего регулирующий клапан 11 ПХ движется на закрытие.

Когда рассогласование фактической и заданной частоты вращения достигает определенной величины, давление импульсного масла в линии 2 повышается и достигает значения, при котором страгивается вверх золотник регулятора 7 скорости реверса, что приводит к открытию .окна 18, через которое подводится силовое масло, и закрытию окна 36, через которое осуществляется слив масла. В результате этого давление масла в полости Б, а следовательно, и в полости А золотника 8 повышается.

При вращении на ПХ астатический золотник 8 находится в верхнем положении, так как давление в его нижней камере, соединенной через полость

9 с нагнетанием измерителя 1 числа оборотов, превышает давление в верхней камере, соединенной через полость

10 со всасыванием измерителя 1 числа оборотов. При указанном положении астатического золотника 8 окно 24 в буксе открыто,а окно 23 закрыто.При этом давление масла из полости А золотника 8 через окно 24 поступает под отсечной золотник 15 клапана 14 ЗХ, открывая его, и пар поступает в турбину ЗХ. При этом происходит эффективное торможение турбоагрегата, что ускоряет переход на заданный сниженный скоростной режим.

По мере подхода к заданному режиму происходит уменьшение рассогла"ования между фактической и заданной частотой вращения, что приводит к уменьшению давления импульсного мас) (}($44 7

ЮМОВ 7Р

Составитель А. Лунин

Редактор А. Лежнина Техред Т.Фанта

I корректор А.Дзятко

Заказ 1952/28 Тираж 502 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ла в линии 2, перемещенного вниз золотника регулятора 7 реверса и прекращению подачи контрпара.

Аналогично происходит работа уст- 5 ройства на заднем ходу.

Таким образом, введение регулятора скорости реверса позволяет повысить надежность устройства для автоматического регулирования и управления судовым турбоагрегатом и упростить настройку за счет надежного включения в работу механизма контрпара и обеспечения независимой регулировки регуляторов скорости и скорости реверса.