Устройство управления гидроприводом затвора шлюза

 

Изобретение относятся к гидроавтоматике и может быть использовано в гидравлических подъемных механизмах, в частности для гидропривода затвора водопроводных галереи судоходного шлюза. Цель изобретения - повышение производительности путем увеличения его пропускной способности путем сокращения времени процесса маневрирования . Гидропривод затвора шлюза включает гидроподъемник 1, цилиндрический редуктор 2, соединенный тросовой передачей 3 с затвором 4, маслонасосную станцию 5, напорная линия которой через обратный клапан 6, фильтры 7 и 8 соединена с полостями питания 9 и управления 10 электрогидравлического усилителя 11, а через гидроклапан 12 - со сливом. Исполнительные полости 13 (О

„„SU„„1647074 А 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК!

g)) g K 02 В 7/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

27 .78 г

1 (!

1 ((г1 а! |!!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ ССОР (21) 4600513/.15 (22) 03.10.88 (46) 07.05.91. ьюл. М - 17 (71) Днепровское бассейновое управление водных путей (72) Р .В. Лобанов, Д.A. Вудник, А.Н. !!ересунько и В,А. Черный (53) 621 327.627.833(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 140629», кл, Е 02 В 7/36, 1988, (54) УСТРОЙСТВО У1!РАВЛЕНИЯ ГИДРО!1РИВОДОМ ЗАТВОРА ШЛОЗА (57) Изобретение отнооится к гидроавтоматике и может быть использовано г гидравлических подъемных механизмах„ в час тности для гидропривода затвора водопроводных галерей судоходного шлюза. Цель изобретения — повьпуение производительности путем увеличения его пропускной способности путем сокращения времени процесса маневрирования, Гпдропривод затвора шлюза включает гидроподъемник 1, цилиндрический редуктор 2, соединенный тросовой передачей 3 с затвором 4, маслонасосную станцию 5, напорная линия которой через обратный клапан 6, <рильтры 7 и 8 соединена с полостями питания 9 и управления 10 электрогидравлического усилителя 11, а через гидроклапан 12— со сливом, Исполнительные полости 13

1647074

3 ч и f4 усилителя 11 соответственно соединены со штоковой н поршневой полостями гидроподъемника 1. Усилитель

11 снабжен центрирующими пружинами

15 и 16, Явухпозиционный золотник 17 соединяет штоковую полость гидроподъемника 1 с поршневой через дроссепь 18 и связан с обратннм клапаном

19. Устройство управления гидроприводом затвора шлюза обеспечивает работу затвора в трех режимах: подъем. затвора в положении "Открыть", опускание затвора в положении Закрыть и экспрессное опускание затвора в положении "Открыть". Использование устройства управления позволяет повысить надежность работы затвора и безопасность шлюзования судов. 5 ил, 15

Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано в гидравлических подъемных механизмах, . в частности для гидропривода затвора водопроводных галерей судоходного шпюза, Цель изобретения — повышение производительности шлюза путем увеличения его пропускной способности путем сокращения времени процесса маневри- -25 рования.

На фиг. 1 изображена схема устройства управления гидроприводом затвора шлюза; на фиг. 2 — схема согласующего устройства на фиг. 3 — алгоритм рабоЭ

30 ты микропроцессорного контроллера; на фиг. 4 — алгоритм программы управления; на фиг. 5 — алгоритм подпрограммы обработки исходных величин, Гидропривод затвора шлюза включает

35 гидроподъемник 1, цилиндрический редуктор 2, соединенный тросовой передачей 3 с затвором 4, маслонасосную сТанцию 5 HBlIopHBR ГHJJpoJIHHHR КОТО 40 рой через обратный клапан 6, фильтры

7 и 8 соединена с полостями питания

9 и управления 10 электрогидравлического усилителя 11, а через гидроклапан 12 давления — со сливом, Исполни- 45 тельные полости 13 и 14 электрогид. равлического усилителя 11 соответственно соединены со штоковой и поршне вой полостями . гидроподъемника 1. Между крышками корпуса и торцами золот50 ника электрогидравлчческого усилителя

11 установлены центрирующие пружины

15 и 16. Двухпозиционный золотник 17 соединяет .штоковую полость гидро-! . подъемника 1 с поршневой через дроссель 18; Обратный клапан 19 подключен

55 параллельно двухпознционному золотнику так, что сообщает слив с поршневой полостью гидроподъемиика 1. Полость питания распределителя 20 с электромагнитным управлением подключена посредством гидролинии к штоковой полости гидроподъемника 1, а полость управления распределителя 20 соединена с одноименной полостью двухпозиционного золотника 17 посредством дроссельной плиты 21, Электромеханический преобразователь электрогидравлического усилителя 11 подключен к выходу электронного усилителя 22, вход которого подключен к преобразующему блоку

23, преобразующему широтно-импульсные сигналы управления в непрерывные, Вход олока 23 электрически связан с выходом широтно-.импульсного модулятора

24, вход которого подключен к микропроцессорному контроллеру 25. Управление контроллером 25 осуществляется посредством пульта 26, которые электрически связаны между собой. Датчик пути состоит из двух бесконтактных сельсинов 27 и 28, валы которых механически соединены с валами цилиндрического редуктора 2. Трехфазные выходные обмотки сельсинов 27 и 28 подключены к общепромышленной сети через понижающий трансформатор. Однофазная входная обмотка каждого сельсина 27 и 28 подключена к входу измерительного блока

29, выход которого подключен к входу микропроцессорного контроллера 25.Согласующий блок 30 подключен к вьгходу контроллера 25. Выходы блока 30 электрически связаны с пускателем электродвигателя насоса маслонасосной станции 5 и электромагнитом распределителя 20. К выходу онтроллера 25 подключен также информационный дисплей 31.

Устройство работает следующим образом.

При шлюзовании судов гидропривод затвора галерей выполняет следующие

5 164707 технологические операции: подъем затвора в положение "Открыть", опускание затвора в положение "Закрыть" и экстренное опускание затвора в положение

"Закрыть".

Подъем затвора н положение "Открыть".

На пульте 26 управления включается клавиша одного из выбранных графикон 10 движения затвора н этой операции, оптимального для данного судна или группы судов ° Количество графиков и законы перемещения затвора для различных шлюзов выбираются исходя из конкретных условий, Затем включается ключ

"Запуск контроллера", в результате чего подается сигнал на контроллер

25, н котором записаны программы этой технологической операции. В контрол- 20 лере 25 формируются цифровые сигналы в соответствии с выбранным графиком, -которые с выхода контроллера 25 поступают на широтно-импульсный модулятор 24, согласующий блок 30 и информа- 25 ционный дисплей 31. В качестве широтно-импульсного модулятора используется микросхема КР580ВИ53, в которой . один канал таймера программируется н режим управляемого одновибратора, а 30 другой — в режим делителя частоты.

Согласующий блок 30 состоит из микросхем КР580ВВ55, К155ЛНЗ, транзисторных ключей КТ8 14Г. Цифровые сигналы ат контроллера 25 поступают на микросхему КР580ВВ55, в которой они записынаются, а затем усиливаются в микросхемах К155ЛНЗ и транзисторах КТ814Г и в виде релейных сигналов напряжения подаются на транзисторный оптрон

АОТ110Б и тиристорные оптроны Т012512,5. Транзисторный оптрон AOT110Б управляет. работой тиристорного пус.кателя ИТ40 электродвигателя насоса насосной станции 5. Тиристорные оптроны Т0125-12,5 управляют работой электромагнита распределителя 20.

В качестве информационного дисплея 31 можно использовать дисплей типа АП-70633.

В модуляторе 2ч цифровые сигналы

:преобразовываются н широтно-импульсные и поступают на вход блока 23, где преобразуются в аналоговые и поступа- 55 ют на вход электронного усилителя 22, С выхода усилителя 22 непрерывный сигнал управления поступает на электромеханический преобразователь электрогид4 6 равлического усилителя 11. Одновременно с выхода согласующего блока 30 сигнал напряжения подается на пускатель электродвигателя маслонасосной станции 5. Как только последняя подает рабочую жидкость в напорную гидролинию и в ней устанавливается давление, определяемое настройкой гидроклапана 12, часть ее поступит через фильтр 8 в полость 10 управления электрогидравлического усилителя 11, золотник которого переместится влево на величину, пропорциональную сигналу управления, поступающему от электронного усилителя 22, и рабочая жидкость из напорной гидролинии. через клапан 6 и фильтр

7 поступит н полость 9 питания усилителя 11 и через кромку его золотника и исполнительную полость 13 в штоковую полость гидроподъемника 1, приводя в движение затвор 4 с начальной заданной скоростью, По мере движения за-.нора 4 микропроцессорный контроллер 25, получая информацию от датчика пути (сельсинов 27 и 28 и измерительного блока 29), сравнивает ее с заданной программой в функции времени и выдает откорректированный сигнал управления на электромеханический преобразователь электрогидравлического усилителя 11, вызывая смещение его золотника, н результате чего регулируется расход рабочей жидкости, поступающей в штоконую полость гидроподъемника 1 и обеспечивается реализация запрограммированного закона перемецения затвора 4. При этом рабочая жидкость, вытесняемая из поршневой полости гидроподъемника 1, через исполнительную полость 14 усилителя 11 и кромку среднего поршня его золотника сливается в бак. При достижении затвором ч конечного положения по сигналу датчика пути (сельсинов 27 и 28) снимается питание с контроллера 25, который прекрацает выдавать сигналы на широтно-импульсный модулятор 2ч, согласующий блок 30 и информационный дисппей 31. В результате электромехаI нический преобразователь усилителя 11 и электродвигатель насосной станции

5 обесточиваются, насос останавливается, золотник усилителя 11 устанавливается в среднее положение под воздействием пружин 15 и 16. Затвор 4 останавливается и удерживается масляной подушкой в штоковой полости гидроподъемника 1.

7 16470 74

Опускание затвора в положение

".Закрыть".

На пульте 26 управления включается клавиша этой технологической операции.

Зятем включается ключ "Запуск контроллера, в результате чего подается сигнал на контроллер 25, в котором записана программа этой техно.;;огической операции, В контроллере 25 формируют- 10 ся цифровые сигналы в соответствии с включенной программой, которые поступают на согласующий блок 30 и информационный дисплей 31. С выхода блока 30 сигнал напряжения поступает на элект- 15 ромагнит распределителя 20, при этом золотник распределителя 20, перемещаясь вниз, сообщит штоковую полость гицроподъемника 1 через дроссельную плиту 21 с полостью управления двух- 2р позиционного золотника 17, который переместится вправо и соединит штоковую полость гидроподъемника 1 с поршневой. Рабочая жидкость, находящаяся в штоковой полости гидроподъемника 1, 25 под действием веса затвора 4 перетекает в поршневую полость гидроподъемника 1, проходя через дроссель 18 и открытый золотник 17. Затвор 4 опускается под действием собственного ве-, 30 са. Необходимая скорость опускания затвора 4 обеспечивается подбором

Hp-обходимого сечения дросселя 18, плавный разгон и остановка затвора осуществляются путем выбора времени открытия и закрытия двухпозиционного золотника 17, что достигается путем установки дроссельной плиты 21 между распределителем 20 и двухпозиционным золотником 17. Дефицит рабочей жицкос-10 .ти в поршневой полости гидроподъемника 1, возникающий в результате- разницы в объемах полостей, наполняется эа счет подпитки поршневой полости рабочей жидкостью из бака через об- 45 ратный клапан 19.

11ри достижении затвором 4 конечного положения в операции "Закрыть" по сигналу датчика пути (сельсинов . 27 и 28) снимается питание с контрол- 50 лера 25, который прекращает выдавать сигналы на согласующий блок 30 и дисплей 31. В результате обесточивается электромагнит распределителя 20, золотник которого под действием пружины перемещается вверх, запирая штоковую полость гидроподъемника 1, а полость управления двухпозиционного золотника 17 сообщая со сливом, Золотник 17 под действием пружины перемещается влево и отключит штлковую полость гидроподъемника 1 от поршневой, Затвор 4 остановится и удерживается на масляной подушке в штоковой полости гидроподъемника 1.

Экстренное опускание затвора в положение "Закрыть, На пульте 26 управления включается клавиша этой технологической операции. Затем включается ключ "Запуск контроллера", В контроллере 2> формируются цифровые сигналы в соответствии с включенной программой, которые поступают на широтно-импульсный модулятор 24, согласующий блок 30 и информационный дисплей 31, В модуляторе

24 цифровые сигналы преобразовываются в широтно-импульсные и поступают на вход блока 23, где преобразуются в аналоговые и поступают на вход электронного усилителя 22. С выхода усилителя 22 непрерывный сигнал управления поступает на электромеханический преобразователь. электрогидравлического усилителя 11, Одновременно с выхода согласующего блока 30 сигнал напряжения подается на пускатель электродвигателя насоса маслонасосной станции 5. Как только последняя подает рабочую жидкость в напорную гидролинию и в ней устанавливаться давление, определенное настройкой гидроклапана

12, часть рабочей жидкости через фильтр 8 поступит в полость 10 управления электрогидравлического усилителя 11, золотник которого переместится вправо на величину, пропорциональную сигналу управления, поступающему от электронного усилителя 22. Рабочая жидкость из напорной гидролинии через обратный клапан 6 и фильтр 7 поступит в полость 9 питания усилителя 11 и через кромку его золотника и исполнительную полость 14 в поршневую .полость гицроподъемника 1, приводя в движение затвор 4 с начальной заданной скоростью. 11о мере движения затвора 4 микропроцессорный контроллер 25, .получая информацию от сельсинов 27 и 28 и измерительного Слока 29, сравнивает ее с заданной программой в функции времени и выдает откорректированный сигнал управления на электромеханический преобразователь электрогидравлического усилителя 11, вызывая смещение его золотника, в результате че1647074

1О

ro регулируется расход;,<идкости, поступающей в поршневую полость гидроподъемника.1 и обеспечивается реализация запрограммированного закона пе5 ремещения затвора 4. Рабочая жидкость, вытесняемая из штоковой полости гидропадъемника 1, через исполнительную полость 13 усилителя 11 и кромку среднего поршня его золотника сливается 1ð в бак. При достижении затвором 4 конечного положения по сигналу сельсинов 27 и 28 снимается питание с контроллера 25, который прекращает выдавать сигналы на широтно-импульсный модулятор 24, согласующий блок 30 и информационный дисплей 31, В результате электромеханический преобразователь усилителя 11 и электродвигатель насосной станции 5 обесточиваются, 2О насос останавливается, золотник усилителя. 11 устанавливается в среднее положение под воздействием пружин 15 и 16, Затвор 4 останавливается и удерживается на масляной подушке в штоковой полости гидролодъемника 1.

Информационный дисплей включается во всех технологических режимах, при этом на его экране высвечивается название операции и изображается запро- 3О граммированный график движения затвора .в этой операции. По мере движения затвора маркер на экране дисплея 31 показывает истинное положение затвора в каждый момент ьремени. По маркеру 35 диспетчер визуально может контролировать качество работы привода и точность реализации заданной программы.

В случае сбоя в работе устройства дисплей извещает об этом диспетчера 40 звуковым сигналом и на экране его высвечивается причина сбоя и необходимые действия по его устранению. После устранения неисправностей и повторения диспетчером команды, на экране 45 дисплея вновь появляется изображение графика движения затвбра в данной технологической операции. По окончании операции дисплей отключается..Посредством клавиатуры дисплея можно вводить50 изменения в графики движения затвора, Эта операция осуществляется при помощи специального сопрягающего устройства и выполняется программистом.

55 .,Формула изобретения

Устройство управления гидроприводом затвора шлюза, содержащее микропроцессорный контроллер, пульт управления, измерительный согласующий и преобразующий блоки, электрон-, ный и электрогидравлический усилители, широтно-импульсный модулятор, дроссельную плиту, маслонасосную станцию, напорную гидролинию с первым обратным клапаном, первым и вторым фильтрами, два бесконтактных сельсина, гидроподъемник затвора со штоком, при этом микропроцессорный контроллер первым и вторым выходами подключен соответственно к входам сог.ласующего блока иширотно-импульсного модулятора,а первым и вторым входами связан с выходом пульта управления и выходом измерительного блока, первый и второй входы которого подключены к выходам бесконтактных сельсинов, валы которых кинематически соединены посредством механической передачи с затвором, при этом своим выходом широтноимпульсный модулятор связан через преобразующий блок с входом электронного усилителя, а вторым входом — с первым выходом согласующего блока, причем напорная гидролиния маслонасосной станции через первый ооратный клапан и первый фильтр соединена с полостью питания электрогидравлического усилителя, исполнительные полости которого связаны соответственно со штоковой и поршневой полостями гидроподъемника, при этом электромеханический преобразователь электрогидравлического усилителя своим входом соединен с выходом электронного усилителя, о т л ич а ю щ .е е с я тем, что, с целью повышения производительности шлюза путем увеличения его пропускной способности, оно снабжено двухпозиционным трехлинейным золотником, дросселем, вторым обратным клапаном, двухпозиционным трехлинейным электромагнитным распределителем, гидроклапаном давления, информационным дисплеем, а электрогидравлический усилитель оснащен двумя центрирующими пружинами, при этом первая линия двухпозиционного трехходового золотника связана через второй обратный клапан со сливом и поршневой полостью гидроподъемника затвора, а вторая линия через дроссель — со штоковой полостью гидроподъемника затвора, причем в первой позиции первая и вторая линии изолированы одна от другой, а во второй сооб» щены между собой, при этом первая ли11 1647074 12 об!цена .с третьей, а вторая — со сливом, кроме того, выводы обмотки электромагнита двухпозиционного трехлинейного электромагнитного распределителя подключены к второму выходу согласующего блока, а информационный дисплей входом связан с третьим выходом микропроцессорного контроллера, при этом гидроклапан давления включен параллельно маслонасосной станции, 1

Риг Я

Нанало

oumpond ококсро8ки

Зались иска нык даннь!к для дьЮраннои текнологииеско

ooepoau è Зались кода индикации на линьте дыоо. оа, проераихх и вывод общения лоданной коиандь! на дислкей

Дь!да ьа сигнала украдкения д соотде!с ьии r диванной олувкь

Контроль ококиродк

1а,иоконтроль фаднение координгинь гатдора с конеоныи лоло!кениеяг

l(em онеино

nonoxIenue sem oЯ

Рог д ния двухпозиционного трехлинейного электромагнитного распределителя соединена со штоковой полостью гидроподъемника затвора, вторая — со сливом, а третья через дроссельную плитус полостью управления двухпозиционного трехлинейного золотника, причем в первой позиции первая, вторая и третья

1 линии изолированы одна от другой, во второй позиции- первая линия со-!

1 !

I

1 !

I !

I

1

l .!

I

I !

I

I

1

1

1

1647074

Составитель А. Сапоженков

Техред Л.Олийнык Корректор Л. Пилипенко

Редактор Н. Рогулич

/. Заказ 1381 Тираж 395 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101