Электрогидравлическая рулевая машина

 

ЭЛЕКТРОГВДРАВЛИЧЕСКАЯ РУЛЕ .БАЯ МАШИНА, содержащая силовой исполнительный привод многокамерной конструкции, силовые установки с насосами переменной производительности и датчиками давления рабочей жидкости , соединенные гидравлическими линиями с камерами силового исполнительного приводу, цистерны рабочей жидкости с дaтчикa ш аварийного уровня рабочей жидкости, пусковые блоки, электродвигателей силовых установокр В1ИТЫ питания, авторулевой и лот ический блок, отличаюшаяся тем, что, с целью упрощения конструкции логического блока, повышения его надежности, а также надежности рулевой машины, логический блок выполнен одноканальным, содержащим реле времени , дополнительное реле, первичное исполнительное реле, вторичные исполнительные реле и реле клапана кольцевания , причем все эти реле соединены с контактами пусковых блоков электро- § двигателей силовых установок. (А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

O% (И) 3() В 63 Н 25/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3604490/27-11 (22) 14.06.83 (46) 30.09.84. Бюл. У 36 (72) Ю.Ф.Коротков, Л.И.Хмелев, Л.Ф,Огарков и Н.А.Зуев (53) 629. 12. 014. 6 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

1041417, кл. В 63 Н 25/30, 1982 (прототип). (54)(57) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ РУЛЕ.ВАЯ МАШИНА, содержащая силовой исполнительный привод многокамерной конструкции, силовые установки с насосами переменной производительности и датчиками давления рабочей лидкости, соединенные гидравлическими линиями с камерами силового исполнительного привода, цистерны рабочей жидкости с датчиками аварийного уровня рабочей жидкости, пусковые блоки. электродвигателей силовых установок"; щиты питания, авторулевой и логический блок, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции логического блока, повышения его

1 надежности, а также надежности рулевой машины, логический блок выполнен одноканальным, содержащим реле времени, дополнительное реле, первичное исполнительное реле, вторичные исполнительные реле и реле клапана кольцевания, причем все эти реле соединены с контактами пусковых блоков электро- Я двигателей силовых установок.

111596

Изобретение относится к судостроению, в частности к электрогидравлическим рулевым машинам.

Известна электрогидравлическая рулевая машина, содержащая силовой исполнительный привод многокамерной конструкции, силовые установки с насосами переменной производительности и датчиками давления рабочей жидкости, соединенные гидравлически- 10 ми линиями с камерами силового исполнительного привода, цистерны рабочей жидкости с датчиками аварийного уровня рабочей жидкости, пусковые блоки электродвигателей силовых установок, щиты питания, а также авторулевой и логический блок tlj, Недостатком данной рулевой машины является сложность логического блока, обусловленная наличием двух вза- 2р имосвязанных каналов.

Цель изобретения — упрощение электрической схемы логического блока, повышение его надежности, а следовательно, и надежности рулевой ма- 25 шины.

Поставленная цель достигается тем, что в электрогидравлической рулевой машине, содержащей силовой исполнительный привод многокамерной конструкции, силовые установки с насосами переменной производительности и датчиками давления рабочей жадкости, соединенные гидр авличес кими линиями с камерами силового исполнительного

55 привода, цистерны рабочей жидкости с датчиками аварийного уровня рабочей жидкости, пусковые блоки электродвигателей силовых установок, щиты питания, авторулевой и логический блок, последний

40 выполнен одноканальным, содержащим реле времени, дополнительное реле, первичное исполнительное реле, вторичные исполнительные реле и реле„ клапана кольцевания, причем все эти реле соед1 вены с контактами пусковых блоков электродвигателей силовых установок.

На фиг.1 показана принципиальная схема электрогидравлической рулевой машины, на фиг. 2-принципиальная схема ло-50 гического блока-и элементов рулевой машины.

Электрогидравлическая рулевая машина содержит силовой исполнительный привод 1., гидравлически соединенный с силовыми установками 2 и 3 через блоки 4 и 5 .эапорно-предохранительных клапанов при этом силовые установки

7 2 соединены с цистернами 6 и 7, в которые помещены датчики 8 и 9 аварийного уровня и датчики 10 и 11 предельного уровня рабочей жидкости, электромагнитные клапаны 12 и 13, гидравлически соединенные с клапанами 14 и 15 кольцевания и силовыми установками и электрически соединенные с логическим блоком 16, соединенным с пусковыми блоками 17 и 18 электродвигателей силовых установок, соединенных с каналами 19 и 20 авторулевого 21 и распределительным щитом 22, соединенным со щитами 23 и 24 питания, с которыми также соединены пусковые блоки силовых установок и каналы авторулевого.

Силовой исполнительный привод состоит из четырех цилиндровых камер 2528, в которых размещены плунжеры 29. и 30, соединенные через шарниры 31 и

32 с румпелем 33. Силовые установки

2 и 3 имеют собственные гидравлические контуры, которые состоят из насосов 34 и 35 переменной производительности, кинематически соединенных с электродвигателями 36 и 37, которые ( кинематически соединены со вспомогательными насосами 38 и 39 управления и подпитки. Насосы переменной производительности соединены с исполнительными механизмами 40 и 41 каналов авторулевого через задатчики 42 и 43 перемещения люлек насоса. ф гидравлической линии подпитки вспомогательных насосов установлены датчики 44 и 45 давления, электрически соединенные с логическим блоком. Гидравлический выход от насосов переменной производительности силовых установок осуществляется через отсечные клапаны 46-49, полости уп-равления которых соединены гидравлическими линиями 50 и 51 соответственно со вспомогательными насосами 38 и 39.

Силовые установки соединены с блоками запорно-предохранительных клапанов гидравлическими линиями 5255, сами блоки соединены с камерами силового исполнительного привода гицравлическими линиями 56-59, а межжу собой гидравлическими линиями

60-65.

Вспомогательные насосы 38 и 39 соединены с электромагнитными клапанами 12 и 13 гидравлическими линиями 66 и 67, которые соединены с кла3 11159

1 панами 14 и 15 кольцевлния гидравлическими линиями 68 и 69, причем один из клапанов кольцевания имеет конечньп1 выключатель 70.

Логический блок 16 содержит реле

71 времени с контактом 71,4 соединенное с источником питания по двум.параллельным цепям, образованным датчиками 44 и 45 давления и датчиками

8 и 9 аварийного уровня рабочей жидкос-10 ти, а также контактами пусковых блоков 17 и 18, дополнительное реле 72 с контактами 72. 1-72.3, подключенное к источнику питания параллельно реле времени через его контакт, первич- 5 ное исполнительное реле 73 с контактами 73.1-73.3, соединенное с источником питания по двум параллельным цепям, контакт дополнительного реле

72 и контакты катушек пусковых блоков, вторичные исполнительные реле

74 и 75 с контактами 74. 1-74.3 и

75. 1-75.3, соединенные с источником питания параллельно первичному исполнительному реле 73 через дополни†25 тельно установленные в электрических цепях датчикч 10 и 11 предельного ( уровня рабочей жидкости, реле 76 клапана кольцевания, подключенное параллельно первичному исполнительному реле 73 через конечный выключатель

70 клапана 14 кольцевания, катушки

77 и 78 с контактами 77. 1, 78.1 пусковых блоков 17 и 18, выключатели

79 и 80, установленные в каналах 19

35 и 20 авторулевого 21, а также стабилитрон 81 и резистор 82, установленные параллельно реле 71 времени.

Электрогидравлическая рулевая машина работает следующим образом.

При наличии напряжения на щитах

23 и 24 питания запитывается распределительный щит 22 логического блока

16, при этом логический блок может получать питание от одного из щитов в зависимости от наличия напряжения.

При воздействии на выключатель 79, расположенный в канале 19 авторулевого 21, подается напряжение на катушку 77 пускового блока 17, которая 50 своим контактом 77. 1 обеспечивает питание логического блока 16, электродвигателя 36 силовой установки 2 и канала 19 авторулевого 21. В начальный момент включения датчик 44 55 давления занимает исходное положение (фиг.2), при этом реле 71 времени оказывается под напряжением,од67 4 нлко вppмя l(лстpойк1! этого репp !fc к(лючл p T дал ьнейшие с p 16;) ты13а ния элен тросхемы, в частности электромагf0fò— ных клаплнон 12 и 13 рлзделения гидросистемы. Давление, развиваемое насо-, сом 38, разрывает. электрическую цепь датчика 44 давления, отключая реле

71 времени.

Рабочая жидкость от насоса 38 управления и подпитки по гидравлической линии 50 поступает в полости управле ния отсечных клапанов 46 и 47, котсрые срабатывают и сообщают гидравлические линии 52 и 53 насоса 34 переменной производительности через блоки 4 и 5 запорно †предохранительн клапанов с силовым исполнительным приводом 1.

В задатчик 42 перемещения люльки насоса подается давление от насоса 38.

Силовая установка 2 подготовлена к работе.

Силовая установка 3 при этом выключена и ее отсечные клапаны 48 и 49 разделяют гидравлические контуры силового исполнительного привода и установки.

При задании угла перекладки руля от канала 19 авторулевого 21 электрический аигнал поступает на испол- нительный механизм 40, который воздействует на задатчик 42 перемещения люльки насоса 34, последняя, отклоняясь, обеспечивает подачу рабочей жидкости в камеры силового исполнительного привода 1. Так, например, при задании угла перекладки на левый борт (по часовой стрелке) рабочая жидкость через отсечный клапан 47 по гидравлической линии 53, блок 4 и гидравлическую линию. 57, поступает в цилиндровую камеру 25, а через гидравлическую линию 60, клапан 14 кольцевания, гидравлическую линию 61, клапан 15 кольцевания, гидравлическую линию 62, блок 5 запорно-предохранительных клапанов и гидравлическую линию 59 — в цилиндровую камеру

27, вызывая перемещение плунжеров

29 и 30.

Из цилиндровой камеры 26 жидкость вытесняется плунжером 29 и по гидравлической линии 58, через блок 5, гидравлическую линию 65, клапан 15 кольцевания, гидравлическую линию 64, клапан 14 кольцевания, гидравлическую линию 63, блок 4, через который рабочая жидкость также вытесняется

При остановке силовой установки 2 выключателем ?9 снимается питание с катушки 77 пускового блока 17, последняя своим контактом 77. 1 размыкает цепь питания логического блока 16 и электродвигателя 36, а также канала

19 авторулевого 21. Силовая установка 2 отключателя, при этом отсечные клапаны 46 и 47 закрываются и отсекают силовую установку от камер силового исполнительного привода 1.

Включение силовой установки 3 и логического блока 16, а также работа этой силовой установки на силовой привод 1, аналогична описанной работе силовой установки 2.

В случае какого-либо повреждения гидравлических линий 52-65 или цилин-SS дровых камер 25-28 силового исполнительного привода гидросистема рулевой машины автоматически разделяется на

5 11159 по гидравлической линии 56 из камеры

28, гидравлическую линию 52 и далее через отсечный клапан 46 поступает во всасывающую полость насоса 34.

Поступательное движение плунжеров

29 и 30 через шарниры 31 и 32 преобразуется во вращательное движение румпеля 33, а вместе с ним и руля.

Руль перекладывается на левый борт.

При задании угла перекладки на правый борт исполнительный механизм

40 канала 19 авторулевого 21 перемещает задатчик 42 перемещения люльки насоса 34 в противоположное положение, при этом люлька насоса отклоняется в другую сторону и нагнетательной становится гидравлическая линия

52, а всасывающей гидравлическая линия 53, при этом рабочая жидкость подается в камеры 26 и 28 и вытесняется плунжерами 29 и 30 из камер

25 и 27.

Поступательное движение плунжеров

29 и 30 преобразуется во вращательное движенйе румпеля 33, а вместе с ним и руля, Руль перекладывается на правый борт.

Цистерна 6 компенсирует температурные изменения объема рабочей жидкости и пополняет незначительные утечки из гидросистемы рулевой машины, Логический блок 16 из-за отсутствия сигналов о неисправности гидросистемы не срабатывает, что свиде 35 тельствует о нормальной работе машины.

67 две двухкамерные гидравлические системы.

Датчики 8 и 9 аварийного уровня и датчики 44 и 45 давления рабочей жидкости дают информацию для разделения гидросистемы и включения в работу обеих силовых установок.

Датчики 10 и 11 предельного уровня рабочей жидкости отключают силовую установку, работающую на неисправную часть гидросистемы.

Например, при работе силовой установки 2 и повреждении одной из гидравлических линий происходит понижение уровня рабочей жидкости в цистерне 6, а при больших утечках, кроме того, падает давление в гидпавлической линии подпитки вспомогательного насоса 38, при этом может сработать датчик 8 аварийного уровня или датчик 44 давления, которые замкнут электрическую, цепь реле 71 времени, установленное для исключения ложных срабатываний логического блока при выходе силовых установок на режим во время их запуска, когда датчик давления рабочей жидкости занимает исходное положение, при качке и дифференте судна, приводящем к возможным срабатываниям датчика аварийного уровня рабочей жидкости, а также при резком изменении углов перекладки и ударов волны о перо руля, приводящим к провалам. давления в линии подпитки и кратковременным срабатываниям датчика давления рабочей жидкости.

При срабатывании реле 71 времени последнее своим контактом 71.1 замыкает электрическую цепь дополнительного реле 72, которое своим контактом 72.1 встанет на самоблокировку, контактом 72.2 отключит из работы реле 71 времени, а контактом 72.3 включит в работу электромагнитные клапаны 12, 13 и первичное исполнительное реле 73, которое своим контактом 73.1 встанет на самоблокировку, контактом

73.2 дополнительно зашунтирует цепь питания катушки 77 контактора пускового блока 17 силовой установки 2, а контактом 73.3 включит в рабочую силовую установку 3.

Включение в работу двух силовых установок и двух электромагнитных клапанов приводит к включению клапа нов 14 и 15 кольцевания, однако имеющийся у клапана 14 кольцевания конеч7 1115 ный выключатель 70 замыкает электрическую цепь реле 76 клапана кольцевания, которое своим контактом 76.1 размыкает цепь электромагнитного клапана 13 и в работе остается только 5 клапан 14 кольцевания со своим электромагнитным клапаном 12.

После разделения гидросистемы рулевой машины клапаном 14 кольцевания возможны следующие варианты поиска 10 негерметичности:

I. Негерметичность осталась со стороны силовой установки 2.

В этом случае уровень жидкости в цистерне 6 продолжает понижаться не- 15 зависимо от величины утечки, а в цистерне 7 уровень сохраняется. При понижении уровня до датчика предельного уровня масла 10 последний включает реле 74 предельного уровня, которое 20 своим контактом 74.1 встает на самоблокировку, а контактом 74.2 отключает катушку 77 контактора пускового блока 17, а следовательно, и силовую установку 2 с каналом 19 авторулево- 25 го 21, при этом пропадает давление в гидравлической линии 68 клапана 14 кольцевания, последний занимает исходное положение и размыкает кольце- . вым выключателем 70 цепь реле 76 кла- 30 пана кольцевания, при этом замыкается цепь электромагнитного клапана 13 и последний, включившись, пропускает рабочую жидкость от вспомогательного насоса 39 по гидравлическим линиям

67 и 69 в полость управления клапана

15 кольцевания, который разделяет гидросистему на две части, обеспечивая дальнейшее управление рулевой машиной от силовой установки 3 на ра-40 бочие камеры 30 и 31 с моментом,равным 50Х от номинального.

II. Негерметичность осталась со стороны силовой установки 3.

В этом случае клапаном 14 кольцевания уровень рабочей жидкости в цистерне 7 понижается, а в цистерне б967 стабилизируется. Дополнительное срабатывание датчика 45 давления или датчика 9 аварийного уровня на работе машины не сказывается, гидросисте-, ма разделена на Qe изолированные части клапаном 14 кольцевания.

При достижении рабочей жидкостью предельного уровня срабатывает датчик

11 предельного уровня, который своим контактом замыкает цепь вторичного исполнительного реле 75, последнее своим контактом 75. 1 встает на самсблокировку, а контактом 75.2 размыкает цепь катушки контактора пускового блока 18 силовой установки 3 и канала 20 авторулевого 21. Рулевая машина работает от силовой установки 2 на цилиндровые камеры 25 и 28,развивая

50Е номинального момента.

Поиск и изоляция поврежденного участка при первоначальной работе силовой установки 3 производится аналогично поиску и изоляции поврежденного участка при первоначальной работе силовой установки 2.

При совместной работе силовых установок разделение гидросистемы и изоляция поврежденного участка про- исходит аналогично описанной работе автоматики при раздельной работе, при этом включение электромагнитных клапанов происходит по сигналам с датчиков 44 и 45 давления или датчиков 8 и 9 аварийного уровня рабочей жидкости, а окончательное отключение неисправного участка и силовой установки, со стороны которой находится неисправный участок, " по сигналу с датчиков 10 или 11 предельного уровня.

Технико-экономический эффект по сравнению с прототипом заключается s упрощении конструкции логического блока, повышении его надежности на

20-30Х, а следовательно, и повышение надежности всей рулевой машины на

I 1, 5-2Х.!

1159

1115967

I ) 23

Г l

I

ВНИИПИ Заказ 6842/35Тираж 455 Подписное

Жа2

ППП и Па е ° г. Ужгород. ул. Проектная, 4