Гидропривод гидротехнического затвора

 

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для программного управления подъемно-опускным затвором судоходного шлюза, имеющего два независимых гидроподъемника. Цель изобретения - оптимизация процесса регулирования перемещения гидротехнического затвора. Гидропривод содержит два независимых гидроподъемника 1 и 2, каждый из которых включает цилиндрический редуктор 3, соединенный тросовой передачей 4 со штоком гидроприемника. Обратный управляемый клапан 5 имеет надклапанную полость, соединенную гидролинией со штоковой полостью гидроподъемника 1. Подклапанная полость клапана 5 соединена гидролиниями с электрогидравлическим усилителем 6. Насосная станция 7 снабжена установленным в напорной гидролинии обратным клапаном 8 и фильтром 9. Сливной золотник 10 сообщает напорную гидролинию с одной из исполнительных полостей электрогидравлического усилителя 6, полость управления которого сообщается через редукционный клапан 12 с напорной гидролинией. Управляющая полость клапана 5 подключена гидролинией к электрогидравлическому распределителю 14, к которому подводится рабочая жидкость по гидролиниям из штоковой полости гидроподъемника. При шлюзовании судов привод подъемно-опускного затвора выполняет подъем затвора в положение "Закрыть", подъем затвора в положение "Наполнить", опускание затвора в положение "Открыть". 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) (3 1) (я)5 Е 02 В 7/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (1 (21) 4494347/30-15 (22) 11.08.88 (46) 30,06.90, Бюл. N 24 (71) Днепровское бассейновое управление водных путей (72) P,Á. Лобанов, Д.А. Будник, А,Н, Пересунько и B.À. Черный (53) 621.327(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1234515, кл. Е 02 В 7/36, 1986. (54) ГИДРОПРИ ВОД ГИДРОТЕХН ИЧ Е СКОГО ЗАТВОРА (57) Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для программного управления подьемно-апускным затво.ром судоходного шлюза, имеющего два независимых гидроподьемника. Цель изобретения — оптимизация процесса регулирования перемещения гидротехнического затвора, Гидропривод содержит два независимых гидропадьемника 1 и 2, каждый из которых включает цилиндрический редуктор 3, соединенный тросавай передачей 4 со штоком гидраподьемника. Обратный уп1574719

25

35

40 равляемый клапан 5,имеет надклапанную полость, соединенную гидролинией со штоковой полостью гидроподьемника 1. Подклапанная полость клапана 5 соединена гидролиниями с электрогидравлическим усилителем 6. Насосная станция 7 снабжена установленным в напорной гидролинии обратным клапаном 8 и фильтром 9, Сливной золотник 10 сообщает напорную гидролинию с одной из исполнительных полостей электрогидравлического усилителя 6, полость управления которого сообщается чеИзобретение относится к гидротехнике

-и может быть использовано в гидравлических падьемниках затворов гидротехнических сооружений, в частности для программного управления подъемно-опускным затвором судоходного шлюза, имеющего два независимых гидроподьемника.

Цель изобретения — оптимизация процесса регулирования перемещения гидротехнического затвора.

Нэ чертеже изображена схема гидропривода гидротехнического затвора.

Гидропривад содержит двэ независимых гидроподьемника 1 и 2, каждый из которых включает цилиндрический редуктор

3, соединенный тросовой передачей 4 са штоком гидроподьемника 1 и 2, обратный управляемый клапан 5, надклапанная полость которого соединена гидролинией са штоковой полостью гидропадьемника. Падклапанная полость клапана 5 соединена гидралиниями с электрогидравлическим усилителем 6, насосной станцией 7, в напорную гидролинию кртарой включены обратный клапан 8 и фильтр 9, со сливным золотником 10, предохранительным клапаном 11, редукционным клапаном 12 и первым электрогидравлическим распределителем 13. Сливной золотник 10 сообщает напорную гидролинию с первой исполнительной полостью электрогидравлического усилителя 6, полость управления которого сообщается через редукционный клапан 12 с напорной гидролинией. Управляющая полость сливного золотника 10 сообщается с напорной гидролинией посредствам первого гидравлического распределителя 13. Управляющая полость клапана 5 подключена гидролинией к второму электрогидравлическому распределителю 14, к которому подводится рабочая жидкость по гидролинии из штоковой полости гидроподъемника 1 и 2, рез редукционный клапан 12 с напорной гидролинией. Управляющая полость клапана5 подключена гидролинией к электрогидравлическому распределителю 14, к которому подводится рабочая жидкость по гидролиниям из штоковой полости гидроподъемника, При шлюзовании судов привод подъемно-опускного затвора выполняет подъем затвора в положение "Закрыть", подьем затвора в положение "Наполнить", опускание затвора в положение "Открыть".

1 ил.

Полости питания и слива гидроусилителя 6 соединены гидралиниями с поршневой полостью гидраподъемника 1 и 2, которая через вторую гидралинию сообщена с маслабаком 15,.через который осуществляется питание насосных станций 7.

Электромеханический преобразователь электрогидрэвлическога усилителя 6 электрически подключен к выходу электронного суммирующего усилителя 16, вход которого подключен к выходу преобразователяя 17 широтно-импульсных сигналов в непрерывные. Вход преобразователя 17 подключен к выходу широтно-импульсного модулятора 18, вход которого подключен к микропроцессорному контроллеру 19.

Датчик обратной связи состоит из двух бесконтактных сельсинав 20 и 21, валы которых механически соединены с валами цилиндрического редуктора 3. Трехфэзные выходные обмотки сельсинав 20 и 21 подключены к входу измерительного устройства 22, выход которого подключен к входу микропроцессорного контроллера 19. К.выходу микропроцессорного контроллера 19 подключены информационный дисплей 23 и согласующее устройство 24, выходы которога подключены к электрагидравлическим распределителям 13 и 14 и тиристарным пускателям эЛектрадвигателей насосных станций 7 каждого гидрападьемника 1 и 2, Вход микропроцессорного контроллера

19 электрически связан с пультом управления 25.

Шток гидроподъемникав 1 и 2 шарнирно соединен с затвором 26.

Гидрапривод работает следующим образом, При шлюзовании судов привод подьемна-апускнаго затвора выполняет следующие технологические операции: подъем затвора в положение "Закрыть", подьем за1574719

50

55 твора в положение "Наполнить", опускание затвора в положение "Открыть".

Подъем затвора в положение "Закрыть" осуществляется по оптимальному графику, единому для всех условий шлюзования. Нэ пульте управления 25 нажимается клавиша данной операции, в результате чего подается сигнал на микропроцессорный контроллер 19, в котором записана-программа этой технологической операции. В контроллере

19 формируются цифровые сигналы в соответствии с включенной программой, которые с выхода контроллера поступают на вход широтно-импульсных модуляторов 18, где преобразуются в широтно-импульсные сигналы и поступают на вход преобразователей 17. С выхода преобразователей 17 непрерывные сигналы управления поступают на вход усилителей 16, откуда после усиления поступают на электромеханические преобразователи электрогидравлических усилителей 6. Одновременно с выхода контроллера 19 сигнал поступает на согласующее устройство 24, которое включает тиристорные пускатели электродвигателей насосных станций 7.

Как только насосы начнут подавать рабочую жидкость в напорную гидролинию, в управляющих полостях усилителей 6 устанавливается давление, определяемое настройкой редукционных клапанов 12, и золотники усилителей 6 перемещаются на величину, пропорциональную токовому сигналу, поступающему от электронных сумми рующих усилителей 16, и часть расхода рабочей жидкости из напорных гидролиний через одну исполнительную полость усилителей 6 и его золотники — поступает в поршневые полости гидроподьемников 1 и 2, а из них по вторым гидролиниям сливается в маслобаки 15. Другая часть рабочей жидкости из напорных гидролиний поступает через обратные управляемые клапаны 5 в штоковые полости гидроподьемников 1 и 2, приводя в движение затвор 26 с начальной заданной скоростью. По мере движения затвора 26 микропроцессорный контроллер

19, получая информацию от сельсинов 20 и

21 через измерительное устройство 22, сравнивает ее с заданной программой в функции времени и корректирует выходной сигнал управления. В результате электрогидравлические усилители 6 регулируют расходы насосных станций 7 для обеспечения заданного графика движения затвора

При достижении затвором 26 конечного положения "Закрыто" по сигналу датчиков обратной связи (сельсинов 20 и 21) снимается питание с микропроцессорного контроллера 19, в результате обесточиваются согласующие устройства 24. При этом электродвигатели насосных станций 7 останавливаются, золотники электрогидравлических усилителей 6 под действием остаточного давления в напорных гидролиниях и упругости заслонок внутренней обратной связи устанавливаются в среднее положение. Клапаны 5 под действием пружин и давления рабочей жидкости в штоковых полостях гидроподъемников 1 и 2 закрываются. Схема приходит в исходное положение. Затвор 26 удерживается в конечном положении на масляных подушках в штоковых полостях гидроподьемников 1 и 2.

Подъем затвора в положение "Наполнить" может быть осуществлен по нескольким скоростным графикам движения затвора. Количество графиков и законы перемещения затвора для различных шлюзов выбираются исходя из конкретных условий.

На пульте управления 25 нажимается клавиша одного из графиков оптимального для данного судна или группы судов, в результате подается сигнал на микропроцессорный контроллер 19, в котором формируются цифровые сигналы в соответствии с включенной программой. В остальном принцип работы такой же, как и при технологической операции "Закрыть", за исключением того, что в работу включаются соответствующие насосы насосной станции

7, обеспечивающие максимальную скорость затвора в данной технологической операции.

Опускание затвора в положение "Открыть" осуществляется по одному оптимальному скоростному графику (программе), единому для всех условий шлюзования.

На пульте управления 25 нажимается клавиша этой операции, в результате чего подается сигнал на микропроцессорный контроллер 19, в котором записана программа этой операции. В контроллере 19 формируются цифровые сигналы в соответствии с включенной программой, которые с выхода контроллера поступают на входы широтно-импульсных модуляторов 18,где преобразуются в широтно-импульсные сигналы и поступают на входы преобразователей 17, с выхода которых непрерывные сигналы управления поступают на входы усилителей 16, откуда после усиления поступают на электромеханические преобразователи электрогидравлических усилителей 6.

Одновременно с выхода контроллера 19 поступает сигнал на согласующее устройство 24, которое включает электромагниты электрогидравлических распределителей

13 и 14. При включении электромагнитов распределителей 14 рабочая жидкость из

1574719

20

1 и 2. Затвор 26 под действием собственно- 25 го веса начинает опускаться с заданной на30

35 штоковых полостей гидроподъемников 1 и

2 поступает в полости управления клапанов

5, которые принудительно открываются, и жидкость, вытесняемая под действием веса затвора 26, из штоковых полостей гидроподъемников 1 и 2 поступает в напорные гидролинии. при этом сливные золотники 10 открываются электрогидравлическими распределителями 13,, которые при включен,ных электромагнитах сообщают напорные гидролинии с полостями управления золотников 10.

Из напорных гидролиний рабочая жидкость также поступает через редукционные клапаны 12 в полости управления электрогидравлических усилителей 6, золотники которых при этом смещаются из среднего положения на величину, пропорциональную токовому сигналу, поступающему от электронных суммирующих усилителей 16, и рабочая жидкость из напорных гидролиний через две испольительньге полости уси лителей 6 и их золотники перетекает ч поршневые полости гидроподъемников чальной скоростью. По мере движения затвора 26 микропроцессорный контроллер 19, получая информацию от сельсинов

20 и 21 через измерительное устройство 22, сравнивает ее с заданной программой в функции времени и корректирует выходной сигнал управления. В результате электрогидравлические усилители 6, регулируя расход рабочей жидкости, вытесняемой из штоковых полостей гидроподьемников 1 и . 2, обеспечивают заданный график движения затвора 26, Так как при опускании затвора 26 объем в поршневых полостях гидроподьемников 1 и 2 увеличивается на большую величину, чем объем рабочей жидкости, вытесняемой из штоковых полостей (за счет обьема, занимаемого штоками), для полного заполнения поршневых полостей к ним подключены вторые гидролинии, по которым производится подсос рабочей жидкости из баков 15, При достижении затвором

26 конечного положения "Открыть", по сигналу датчиков обратной связи (сельсинов

20 и 21) снимается питание с микропроцессорного контроллера 19, в результате обесточиваются согласующие устройства 24, При этом снимается питание с электромагнитов электрогидравлических распределителей 13 и 14 и электромеханических преобразователей усилителей 6. Распределители 13 и 14 сообщают полости управления клапанов 5 и золотников 10 со сливом, клапан 5 и золотники 10 под действием пружин закрываются. Золотники элек40

55 трогидравлических усилителей 6 под действием остаточного давления в напорной гидролинии и упругости заслонки внутренней обратной связи устанавливаются в среднее положение. Схема приходит в исходное положение. Затвор 26 удерживается в конечном положении на масляных подушках в штоковых полостях гидроподъемников 1 и 2.

В каждой технологической операции при включении контроллера 19 одновременно включается в работу информационный дисплей 23, на экране которого указывается данная операция и высвечивается теоретический график этой операции, по мере движения затвора 26 маркер на экране дисплея указывает фактическое положение затвора

26 в каждый момент времени, что позволяет диспетчеру визуально наблюдать качество реализации закона перемещения затвора, В случае сбоя в работе привода на экране дисплея 23 указывается причина сбоя и перечисляются необходимые действия диспетчера для устранения сбоя. Дисплей 23 дает возможность в случае необходимости ввести корректировку или изменение режима работы привода.

Использование изобретения позволяет увеличить пропускную способность шлюза в среднем на 15 и повышает безопасность шлюзования судов, Формула изобретения

Гидропривод гидротехнического затвора, содержащий два независимых гидроподьемника, каждый из которых включает цилиндрический редуктор, соединенный посредством тросовай передачи со штоком гидроподьемника, обратный управляемый клапан, предохранительный клапан, насосную станцию, напорная гидролиния которой оснащена обратным клапаном и фильтром, первый электромагнитный рас пределитель, предохранительный клапан, электрогидравлический усилитель, первая исполнительная полость которого сообщена с напорной гидролинией соответствующей насосной станции, а полости слива и питания связаны с поршневой полостью гидроподьемника, два электронных суммирующих усилителя, два датчика обратной связи, программный блок, включающий пультуправления, микропроцессорный контроллер, цифроаналоговый преобразователь и согласующее устройства, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью оптимизации процесса регулирования перемещения гидротехнического затвора, гидропривод снабжен двумя трехлинейными двухпозиционными сливными золотниками, двумя двух пози цион н ыми трехлинейными вторы1574719

Составитель А.Сапоженков

Редактор Н.Швыдкая Техред М.Моргентал Корректор M.Ñàìáîðñêàÿ

Заказ 1762 Тираж 537 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ми электромагнитными распределителями, двумя редукционными клапанами, а программный блок оснащен измерительным устройством, двумя широтно-импульсными модуляторами, двумя и реобразователями широтно-импульсных сигналов в непрерывные и дисплеем, при этом первая линия сливного золотника соединена с второй исполнительной полостью соответствующего электрогидравлического усилителя, вторая — с напорной линией соответствующей насосной станции, а третья — с первой линией соответствующего второго электромагнитного распределителя, причем в первой позиции первая линия сливного золотника сообщена с второй, а во второй позиции первая и третья линии соединены между собой, кроме того, вторая линия второго электромагнитного — распределителя связана с напорной линией соответствующей насосной станции, а третья подключена ксливномутрубопроводу, при этом в первой позиции первая и третья линии соединены между собой, а во второй позиции первая линия сообщена с третьей, причем полость управления каждого электрогидрав5 лического усилителя связана посредством соответствующих редукционных и предохранительных клапанов со сливным трубопроводом, а каждый датчик обратной связи выполнен в виде двух сельсинов, валы кото10 рых механически соединены с валом соответствующего редуктора, при этом выходы датчиков обратной связи подключены к входам измерительного устройства, выход которого связан с соответствующим вхо15 дом микропроцессорного контроллера, соответствующие выходы последнего соединены с входом дисплея непосредственно, а с входами каждого электронного суммирующего усилителя через последова20 тельно связанные широтно-импульсный модулятор и преобразователь широтноимпульсных сигналов в непрерывные.