Гидропривод затвора шлюза

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Е 02 В 7 36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3785800/29-15 (?2) 27.08.84 (46) 30.01 86. Бюл. N - 4 (71) Винницкий политехнический институт (72) Ю.M.Дивеев, И,А,Немировский, Н.И.Иванов, P.Á.Ëîáàíîs, А.Г.Васильев и Б.И.Голубев (53) 627.833 (088.8) (56) Онохов И.П. Механическое оборудование шлюзов и судоподъемников .

M. Транспорт, 1978, с..127-128.

Передовой опыт и новая техника.

Сборник вып. 3(27) . М.: Транспорт, ЦБНТ Минречфлота РСФСР, 1976, с. 4953. (54)(57 ) 1. ГИДРОПРИВОД ЗАТВОРА ШЛ10ЗА, включающий два независимых гидроподъемника, каждый из которых содержит обратный управляемый клапан, сливной золотник, регулируемый дроссель, устройство с сельсинами и потенциометром для синхронизации движения штоков гидроподъемников, два электромагнитных распределителя, связанных напорной и сливной гидролиниями с полостями гидроподъемников и насосной станцией высокого давления, причем распределители связаны также с насосной станцией низкого давления, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости и безопасности шлюзования за счет повышения точности синхронизации и автоматического регулирования скорости

„„SU„„1208130 А штоков. гидроподъемников, он снабжен командным золотником, червячным и цилиндрическим редукторами, задающим регулируемым электродвигателем, программным блоком, пультом выбора программ и датчиком пути, при этом командный золотник подключен в гидролинию между обратным управляемым клапаном и регулируемым дросселем, сооб. щен с напорной и сливной гидролиниями и механически связан с червяком червячного редуктора, вал шестерни которого механически связан с цилиндрическим редуктором, механически связанным со штоком гидроподъемника, причем червяк механически связан с задающим регулируемым электродвигателем, электрически подключенным к программному блоку, который электрически подключен к пульту выбора программ и датчику пути, механически связанному со штоком гидроподъемника .

2. Гидропривод по п.,l, о т л и— ч а ю m и и с я тем, что устройство для синхронизации движения штоков гидроподъемников содержит три сельсина, причем валы двух из них механически связаны со штоками гидроподъемников, а вал третьего сельсина соединен с потенциометром, который электрически подключен к задающему peryлируемому электродвигателю, при этом сельсины соединены по дифференциальной схеме, 1, 1208

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано в составе электромеханического оборудования гидроузлов..

Цель изобретения — повьппение скорости и безопасности шлюзОвания за счет повьппения точности синхронизации и автоматического регулирования скорости штоков гидроподъемников.

На чертеже изображен гидропривод 10 гидротехнического затвора, схема.

Гидропривод гидротехнического затвора включает два независимых гидроподъемника 1 и 2, каждый из которых содержит обратный управляемый клапан 15

3, надклапанная полость 4 которого гидравлически соединена со штоковой полостью 5 гидроподъемников 1 и 2.

Подклапанная полость 6 клапана 3 гидравлически соединена с регулируемым 20 дросселем 7, сливным золотником 8, командным золотником 9 и насосной станцией 1О высокого давления, к ко торой подключены фильтр 11, обратный клапан 12 и предохранительный кла- 25 пан 13. Управляющая полость 14 обратного управляемого клапана 3 и управляющая полость 15 сливного золотника 8 подключены гидравлически к электромагнитным распределителям 16 и 17, к которым подводится рабочая жидкость от насосной станции 18 низкого давления, к которой подключены фильтр 1 9 и напорный золотник 20, поддерживающий установленное давление рабочей жидкости. Питание насосных станций 10 и 18 осуществляется от баков 21. Шток 22 командного золотника 9 соединен с червяком 23 червячно го редуктора 24, вал 25 шестерни 26 которого механически соединен через „ электромагнитную предохранительную муфту 27 с выходным валом 28 цилиндрического редуктора 29, связанного тросовой передачей 30 со штоком 31 гидроподъемников 1, 2.

Червяк 23 червячного редуктора 24 посредством механической передачи

32 связан с валом 33 задающего регу,лируемого электродвигателя 34, который электрически подключен к программному блоку 35, электрически свя". занному с пультом выбора программ 36 и датчиком пути 37.

Для синхронизации скоростей штоков 31 в схему включены два сельсина датчика 38, валы 39 которых механи . чески связаны с выходными валами 28

130 2 цилиндрических редукторов 29. Сельсины-датчики 38 электрически по дифференциальной схеме соединены с сель" сином-приемником 40, вал 41 которого механически соединен с движком 42 потенциометра 43, соединенного электрически с задающим регулируемым электродвигателем 34.

Штоки 31 гидроподъемников 1 и 2 шарнирно соединены с затвором 44. Обратные управляемые клапаны 3, сливные золотники 8 и командные золотники 9 снабжены пружинами 45. Гидроподъемники 1 и 2 имеют поршневые полости 46.

Гидропривод гидротехнического затвора работает следующим образом.

При шлюзовании судов выполняются три технологические операции . подьем затвора в положение "Закрыто", подъем затвора в положение "Наполнение, опускание затвора в положение "Открыто".

Первая операция осуществляется при постоянной заданной скорости затвору.

При повороте ключа на центральном пульте управления Закрыть подается питание на электродвигатели насосных станций 10 и электромагнитные предохранительные муфты 27, которые соединяют валы 25 червячных шестерен 26,редукторов 24 с выходными валами 28 цилиндрических редукторов 29, связанных со штоками

31 гидроподъемников 1 и 2 посредством тросовых передач 30. Рабочая жидкость от насосных станций 10 подается в напорную систему и через открытые командные золотники 9 посту- . пает на слив (в бак ?1)., С выдержкой времени 2-3 с (время, необходимое для разворота насосов станций

10) подается питание на задающие регулируемые электродвигатели 34, которые приводят во вращение с заданной скоростью червяки 23 редукторов

24, которые, вворачиваясь в зубья неподвижных шестерен 26, сдвигаются в продольном направлении и прикрывают командные золотники 9. Слив рабочей жидкости через золотники 9 уменьшается и рабочая жидкость из напорУ ной системы поступает через обратные управляющие клапаны 3, которые под напором жидкости открываются, в штоковые полости 5 гидроподъемников 1 и 2, приводя в движение затвор 44.

Валы 25 шестерен 26 червячных редут

3,1208 торов 24 начнут вращаться посредством редукторов 29, связанных со штоками 31 гидроподъемников 1 и 2. Если скорость затвора 44 соответствует скорости вращения задающих регулируемых электродвигателей 34, командные золотники 9 будут находиться в определенном положении, при этом в редукторах 24 будет происходить обкатывание зубьев шесте- 10 рен 26 и червяков 23. При изменении скорости затвора по отношению к заданной червяки 23 редукторов 24 будут перемещаться вдоль продольных осей, изменяя положение командных золотников 9. Если скорость затвора 44 станет меньше заданной, скорости вращения валов 25 шестерен

26 редукторов 24 также уменьшатся и червяки 23 будут перемещаться на 20 прикрытие золотников 9. Если скорость затвора увеличится по отношению к заданной, соответственно увеличатся и обороты валов 25 шестерен 26 червячных редукторов 24, которые пе- 25 реместят червяки 23 на открытие золотников 9. При достижении затвором 44 конечного положения "Закрыто" одновременно снимается питание с электродвигателей насосов 10, задающих 30 управляемых двигателей 34 и электромагнитных муфт 27. Обратные управляе-. мые клапаны 3 под действием пружин

45 и давления рабочей жидкости в штоковых полостях 5 гидроподъемников 1 и 2 закрываются, командые золотники

9 под действием пружин 45 открываются, смещая червяки 23 редукторов 24 в продольном направлении, так как валы 25 шестерен 26 редукторов 24 отключаются муфтами 27 от валов 28 цилиндрических редукторов 29. Затвор

44 удерживается в заданном положении на масляных подушках а штоковых . полостях 5 гидроподъемников 1 и 2.

Подъем затвора 44 в положение "Наполнение".

Принцип работы гидропривода такой же, как и при операции "Закрыть", за тем исключением, что при прохождении затвором 44 определенного отрезка пути (в зависимости от запрограммированного), в программный блок 35 поступает электрический сигнал от; датчика пути 37 и программный блок 35 выдает сигнал на изменение частоты вращения задающих электродвигателей 34, изменяя тем самым и скорость!

3О 4 движения затвора 44 по запрограммированному скоростному графику.

Опускание затвора 44 в положение

"Открыть".

Данная технологическая операция осуществляется при постоянной задан-., ной скорости затвора 44.

Подается питание на электродвигатели насосных станций, включаются насосные станции 18 низкого давления, электромагнитные распределители 16 и

17, электромагнитные муфты 27 и задающие электродвигатели 34, которые в этой операции реверсируются, так как направление вращения выходно.

ro вала 28 редуктора 29 меняется. Ра. бочая жидкость от насосной станции

18 низкого давления через распределители 16 и 17 поступает к управляю- щим полостям 14 клапанов 3 и управ- ляющим полостям 15 сливных золотников

8, которые открываются и рабочая т жидкость из штоков полостей 5 гидроподъемников 1 и 2 вытесняется под действием веса затвора 44 и проходит через клапаны 3, регулируемые, дроссели 7, сливные золотники 8 в поршневые полости 46 гидроподъемников

1 и 2 ° Так как при опускании затвора 44 увеличивающийся объем жидкости в поршневых полостях 46 гидроподъемников 1 и 2 больше, чем объем жидкости, вытесняемый из штоковых полостей 5, за счет объема, занимаемого штоками 31, для полного заполнения поршневых полостей 46 к ним подключена гидролиния, по которой произ-. водится питание рабочей жидкостью бака 21.

Дроссели 7 служат для предварительной установки вручную заданной скорости затвора 44,.Точное поддержание заданной скорости осуществляется автоматически командными золотниками 9, на которые воздействуют . продольно перемещающиеся червяки 23 червячных редукторов 24. Точная скорость затвору 44 задается частотой вращения червяка 23, приводимого во вращение зада1ощим электродвигателем

34. Если скорость затвора 44 станет меньше заданной (например увеличение вязкости рабочей жидкости при понижении температуры наружного воздуха, уменьшение веса затвора 44 по мере погружения его в воду и т.д.), соответственно уменьшится частота вращения валов 25 червячных шестерен 26 редукторов 24 и червяки 23, 1208130 выворачиваясь из зубьев шестерен 26, приоткроют командные золотники 9, увеличив слив рабочей жидкости из штоковых полостей 5 гидроподъемников 1 и 2, повысив тем самым скорость опускания затвора 44, При увеличении скорости затвора 44 по отношению к заданной шестерни 26 червячных редукторов 24 сместят вдоль продольной оси червяки, уменьшив слив рабочей жидкости через золотники 9, в результате скорость затвора 44 уменьшится. Если скорость затвора 44 будет соответствовать заданной, в червячных редукторах 24 будет происходить обкатывание зубьев шестерен 26 и червяков 23 и червяки 23 будут находиться в неподвижном положении, неподвижны будут и командные золотники 9. (5

15

При достижении затвором 44,.конечного положения "Открыто" снимается питание с электродвигателей насосной станции 18, электромагнитных рас45 пределителей 16 и 17, электромагнитных муфт 27 и задающих электродвигателей 34. Распределители 16 и 17 сообщают управляющие полости 14 кла,панов 3 и управляющие полости 15 сливных золотников 8 со сливом, в результате под действием пружин 45 клапана 3 и сливные золотники 8 закрываются. При достижении затвором

44 конечного положения "Открыто" снимается питание с двигателей насосной станции низкого давления 18, электромагнитных распределителей 16 и

17, электромагнитных муфт 27 и зада50

Во время опускания затвора 44 насосная станция низкого давления

l8 находится в работе для удержания 25 обратных управляемых клапанов 3 и сливных золотников 8 в открытом положении. Так как объем управляющих полостей 14 клапанов 3 и управляющих полостей 15 сливных золотников 8 or0 раничен и после прекращения переме> щения их подвижных частей увеличиваться не будет, для предотвращения разрушения насосов, трубопрово-дов и гидроэлементов в напорной сис35 теме установлен напорный золотник

20, предназначенный для поддержания установленного давления рабочей жидкости в системе и слива расхода .насосной станции 18 в бак 21. ющих электродвигателей 34. Распределители 16 и 17 сообщают. управляющие полости 14 клапанов 3 и управляющие полости 15 сливных золотников 8 со сливом, в результате под действием пружин 45 клапаны 3 и сливные золотники 8 закрываются. Электромагнитные муфты 27 отключают валы 25 шестерен 26 редукторов 24 от валов редукторов 29 при этом команд1 ные золотники 9 под действием пружины 45 открываются, перемещая червяки 23 редукторов 24 в крайнее положение. Затвор 44 удерживается в за1 данном положении на масляных подушках в штоковых полостях 5 гидроподь. емников 1 и 2, Для поддержания затвора 44 в горизонтальном положении во всех технологических операциях с допустимым перекосом +50 мм использованы возможности задающего регулируемого электродвигателя 34 изменять частоту вращения при изменении величины сигнала напряжения. Для этого используются сельсины 38 и 40, которые образуют систему измерения перекоса затвора 44. Сельсины-датчики 38, связанные с выходными ва>.лами 28 цилиндрических редукторов

29, контролируют положение штоков 31 гидроподъемников 1 и 2.Сельсины-датчики 38 соединены по дифференциальной схеме с сельсином-приемником 40.

В результате этого угол поворота ротора сельсина-приемника 40 оказывается пропорциональным рассогласованию угловых положений роторов сельсинов-датчиков 38, соответственно, разности координат положений штоков 31 гидроподъемников 1 и 2, что и определяет перекос затвора 44. Измеренная таким образом величина перекоса затвора 44 преобразуется в сигнал управления с помощью потенциометра 43, движок 42 которого связан с валом 41 сельсина-приемника 40. При отсутствии перекоса затвора 44 вал 41 сельсина-приемника 40 и движок 42 потенциометра 43 находится в нейтральном положении, в результате чего на выходе потенциометра 43 сигнал отсутствует. При появлении перекоса затвора 44 вал 41 сельсина-приемника 40 поворачивается из нейтрального положения на соответствующий угол, смещая при этом движок 42 потенциометра 43. На выходе потенциометра 43 возникает сигнал, 7 1 пропорциональный разности положе ний штоков 31 гидроподъемников 1 и 2

Этот сигнал подается на вход одного из задающих электродвигателей 34, где суммируется с сигналом, поступающим от программного блока 35.

В результате этого корректируется частота вращения данного задающего электродвигателя 34. Соответственно изменяется скорость движения штока

31 гидроподъемника 1 или 2, связанного с этим задающим электродвигателем, в результате чего происходит выравнивание положений штоков 31 и устранение перекоса затво208130 6 ра 44..Чтобы обеспечить бесперекосную работу гидротехнического затвора 44 во всех технологических операциях и исключить накапливание ошибки по перекосу, достаточно вводить корректирующий сигнал напряжения на один из задающих электродвигателей 34. В этом случае шток 31 одного из гидроподъемников например

10 2, движется по заданному скоростному графику, а другой 1, перемещаясь по заданому графику, одновременно отслеживает горизонтальное положение затвора

15 44, 1208130

ВНИИПИ Заказ 194/37 Тираж 642 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4