Привод для питательного клапана

 

Изобретение относится к приводам для питательного клапана с гидравлически загружаемой давлением управляющей линией и с устройством для регулирования давления в управляющей линии, которая имеет три соединенных друг с другой в гидравлическую 2-3-ступенчатую схему клапана. Цель изобретения - повышение надежности в работе и упрощение контроля. Устройство представляет собой привод, который пригоден для сравнительно высокого давления масла и работоспособность которого может контролироваться простыми средствами. Через устройство нагружается давлением контрольная система, падение давления в последней регистрируется с помощью чувствительного элемента. 6 з,п.ф-лы. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГС СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССP) i

1)

Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ т (21) 4894008/24 (62) 4574/89 от 21.12.89 (22) 20.12.90 (46) 30.08.93. Бюл. N 32 (31) 4574/89 (32) 21.12,89 (33) СН . (71) Асеа Браун Бовери АГ {CH) (72 Рико Планггео (СН) (73 Асеа Браун Бовери At (СН) (56 Патент Швейцарии ¹ 666132, кл. G 05 В 9/05, опублик. 1988, (54) ПРИВОД ДЛЯ ПИТАТЕЛЬНОГО КЛАПАНА (57) Изобретение относится к приводам для питательного клапана с гидравлически заИзобретение относится к и риводу питательного клапана с гидравлически нагружаемой давлением управляющей линией и с устройством для регулирования давления в управляющей линии. которая имеет три соединенных друг с другом в гидравлическую

2 — 3-ступенчатую схему клапана.

Целью изобретения является повышение надежности и упрощение устройства.

Изобретение решает задачу создания привода для питательного клапана, который пригоден для сравнительно высокогодавления рабочего масла и работоспособность которого может контролироваться простыми средствами.

Достигаемые изобретением преимущества заключаются в том, что с более высокими давлениями масла может быть достигнута лучшая динамика привода, Возможна компактНая конструкция привода. Контроль ра Ы 1838810 А3 (1)з G 05 В 9/00, G 05 0 16/00 гружаемой давлением управляющей линией и с устройством для регулирования давления в управляющей линии, которая имеет три соединенных друг с другой в гидравлическую 2-3-ступенчатую схему клапана.

Цель изобретения — повышение надежности в работе и упрощение контроля. Устройство представляет собой привод, который пригоден для сравнительно высокого давления масла и работоспособность которого может контролироваться простыми средствами.

Через устройство нагружается давлением контрольная система, падение давления в последней регистрируется с помощью чувствительного элемента. 6 з.п.ф-лы. 5 ил. ботоспособности может быть достигнут проще и надежнее, так как для этого не нужны механические контакты.

На фиг.1 дана первая блок-схема узла привода: на фиг.2- то же, вторая; на фиг.3 — то же, третья;.на фиг.4 — то же, четвертая; на фиг.5 — блок-схема клапана.

Фиг. 1 показывает блок-схему одного Са3 узла привода, а именно представлен узел, (ф включающий устройство для регулирования Я» давления в управляющей линии 1. В качест- д ве среды для передачи давления применяется, как правило, масло, однако для этого может использоваться также другая рабочая жидкость или также газообразная среда, Через эту управляющую линию 1 приводит- (Д ся в действие гидроцилиндр привода (не показан),.открывающий или закрывающий питательный клапан (не показан), Как правило, при полном давлении в управляющей

1838810 под давлением в линию 10 контрольной си- . стемы 11. Линия 10 через запорный орган 20

40

20-22 могут применяться, например, седельчатые клапаны типа M-Е 6 фирмы Маннесманн Рексрот Г.м.б.Х,. Д.8770 Лор à.М, В показанном положении масло под давле- 50 нием течет через магнитные клапаны 20-22 в одну по мере надобности линию 26-28, ведущую в один по мере надобности схематично изображенный объем 29-31 привода клапана 2-4. Приводной объем 29 сопряжен 55 с клапаном 2, объем 30 — с клапаном 3, а объем 31 — с клапаном,4. По мере надобнолинии 1 этот питательный клапан будет открыт, и как только давление упадет, он быстро закроется.

Устройство для регулирования давления содержит три соединенных вместе в одной гидравлической 2 — 3-ступенчатой схеме одинаковых по конструкции клапана 2-4, Через подводящую линию 5 масло, нагнетаемое кеизображенным насосом, попадает в это устройство, При этом применяются давления около 160 бар, От подводящей линии 5 через снабженную дросселирующей шайбой 6 линию,7 масло под давлением подается непосредственно в управляющую линию 1, причем дросселирующая шайба 6 определяет расход масло. Другая оборудованная дросселирующей шайбой 8 линия 9 подает незначительное количество масла

12 питает реле 13 давления. Запорный орган 12 закрывается, как правило, лишь тогда, когда ревизуется реле давления 13. Реле

13 может содержать, например, пьезоэлектрический измерительный элемент, который работает без механического замыкания контактов (контактирования) и поэтому практически без надзора. Реле 13 срабатывает при переходе ниже установленного минимального значения давления и выдает сигнал на расположенное выше управляющее устройство (ке показано), где этот сигнал обрабатывается далее, Через три другие оборудованные по мере надобности одной ограничивающей расход дросселирующей шайбой 14-16, линии

17-19 от подводящей линии 5 питаются по мере надобности три магнитных клапана

20-22. На фиг. 1 изображены магнитные клапаны 20-22 с магкитным возбуждением, При недостатке, электрической энергии или при.отключении последней магнитные клапаны 20 — 22 посредством схематичко указанных пружин 23-25 вдавливаются во второе изображенное с помощью эскиза положение. В качестве магнитных клапанов сти один — другой выход 32 — 34 магнитных клапанов 20-22 через общую линию 35 соединен с отводящей линией 36. Однако в

15 показанном положении клапанов через выходы 32-34 не протекает масло.

Клапаны 2-4 выполнены как двойные клапаны, а именно они содержат по мере надобности седельный клапан и золотник, Конструктивное исполнение более подробно показано на фиг.5. Клапаны 2-4 изображены на фиг. 1 по мере надобности нагнетаемыми давлением приводными объемами 29 — 31.

Если пропадает снабжение маслом под давлением через действующие трубопроводы

26 — 28, то клапаны 2 — 4 по меньшей мере посредством сильных пружин 37 — 39 приводятся во второе представленное на фиг. 1 коммутационное положение. Тем самым обеспечено то, что клапаны также в случае возможного нарушения (помехи) всегда занимают определенное коммутационное положение, Каждый иэ клапанов 2 — 4 наряду с линией 26 — 28, питающей действующий в данное время приводной объем 29-31, содер>кит четыре других ввода для маслопроводов. Клапан 2 имеет вводы 40-43. Клапан

3 содержит вводы 44 — 47. Клапан 4 содержит вводы 48 — 51.

Ввод 43 клапана.2 соединен с управляющей ликией t и схематично указанным золотником отделен от ввода 41, Ввод 41 через трубопровод 52, в котором установлен обратный клапан 53, соединен с линией 10 контрольной системы 11. Обратный клапан

53 расположен так. что возможно протекание масла из контрольной системы 11. Между вводами 42 и 43 в этом коммутационном поло>кении в обоих направлениях не возможен проход масла, так как со стороны отводящего трубопровода 36 всегда преобладает более низкое давление. Ввод 43 через обратный клапан 54 соединен с линией 10 контрольной системы 1.1, Обратный клапан 54 допускает прохождение масла из контрольной системы наружу.

Ввод 44 клапана 3 соединен с управляющей линией 1 и посредством золотника отделен от ввода 45, Ввод 45 соединен с отводящим трубопроводом 30, Между вводами 46 и 47 вэтом коммутационном положении связь закрыта посредством указанного седельчатого клапана. Ввод 47 через обратный клапан.55 соединен с линий 10 контрольной системы 11, Обратный клапан 55 допускает вытекание масла из контрольной системы 11, Ввод 48 клапана 4 соединен с управляющей линией 1 и посредством указанного золотника отделен от ввода 49, Ввод 49 соединен с вводом 47 клапана 3 и одновременно через обратный клапан 55 с контрольной системой 11. Ввод 50 соединен с отводящей линией 36. Между вводами 50 и 51 в этом

1838810 кОммутационном положении связь закрыта указанным седельчатым клапаном. Ввод 51 впадает в трубопровод перед (до) обратным клапаном. так что ввод 51 через обратный клапан 53 связан с контрольной системой 11, Блок-схема согласно фиг. 2 отличается. от фиг.1 лишь тем, что линия 7 и дросселирующая шайба 6 заменяются тремя линиямй 56-58. Преимущества этой конструкции более подробно описаны ниже. Линия 56 соединяет линию 26 с вводом 40 клапана 2 и одновременно с управляющей линией 1. В линию 56 встроен обратный клапан 59, который позволяет прохождение масла от линии 26 в направлении управляющей линии 1, причем количество проходящего масла ограничивается посредством предусмотренной точно также в линии 56 дросселирующей шайбы 60. Линия 57 соединяет линию 27 с вводом 44 клапана 3 и одновременно с управляющей линией 1. В линию 57 встроен обратный клапан 61 и дросселирующая шайба 62 так, что возможно прохождение масла от линии 27 s направлении управляющей линии 1, Линия 58 соединяет. линию 28 с вводом 48 клапана 4 и одновременно с управляющей линией 1. В трубопровод 58 встроен обратный клапан 63 и дросселирующая шайба 64 так. что возможно протекание масла от линии 28 в направлении управляющей линии 1.

Блок-схема согласно фиг.3 соответствует схеме согласно фиг.2, только магнитные клапаны 20 — 22 имеют второе коммутационное положение, вследствие этого и управляемые ими клапаны 2 — 4. Магнитные клапаны

20 — 22 представлены здесь в коммутационном положении, в которое они приводятся действующими в данное время пружинами

23 — 25, когда выпадает электрическая энергия для магнитного возбуждения или отключается, Лин.1и 26 — 28 через магнитные клапаны 20 — 22 и линия 35 по линии 36 разгружаются от давления масла и тем самым опустошаются также три приводных объема

29 — 31 и пружины 37 — 39 приводят клапаны

2 — 4 в показанное на фиг.3 коммутационное положение.

Схема фиг.4 показывает возможное рабочее состояние устройства. Клапаны 3 и 4 включены, как на фиг,2, клапан 2.включен аналогично фиг.3. Это положение клапана может быть сознательно получено посредством отключения энергии для магнитного возбуждения соответствующего магнитного клапана 20, вследствие чего, как уже описано, приводной обьем 29 разгружается, что обеспечивает в результате то, что пружина

37 приводит клапана 2 в показанное комму5

55.тельных места. Первое уплотнительное место всегда представляет собой золотник, например, между вводами 40 и 41 в клапане 2, а последовательно включаемое второе уплотнительное место, например, между вводами тационное положение, однако также возможно то, что имеется настоя щее повреждение, которое прервало, например, подачу энергии, Сознательное отключение энергии было бы произведено, если, например, должен проводиться контроль правильности функционирования клапана 2.

Фиг.5 показывает принципиальную схему клапана 2, причем клапаны 3 и 4 выполнены такими же по конструкции, коммутационное положение точно такое же, как показано на фиг.2. Клапан 2 расположен в цилиндрическом отверстии 65 гидравлического блока, который включает также клапаны 3 и 4. Линия 26 ведет в цилиндрический приводной объем 29. Давление (напор) масла в объеме

29 действует на поршень 66, расположенный подвижным в отверстии 65. Поршень 66 выполнен цельным, он имеет два уплотнительных места, а именно уплотнительную кромку 67, которая взаимодействует с кромкой 68 отверстия 65, когда поршень 66 движется вверх, и уплотнительное седло 69.

Клапан 2 имеет в верхней части золотник с уплотнительной кромкой 67 между вводами

40 и 41, а в нижней части от имеет седельчатый клапан с уплотнительным седлом 69 между вводами 42 и 43. При открывании клапана 2 таким образом, когда поршень 66 движется вверх, оказывается предпочтительным то, что проходит кромки 68 уплотнительной кромкой 67 образует проходное сечение золотника, не вызывая изменения объема, которое могло бы привести в соседних объемах к недопустимым колебаниям и вызванным вследствие этого ошибкам управления привода. В нижней части схемы указана пружина 37, которая после падения давления в обьеме 29 перемещает йпршень

66 вверх в определенное открытое положение. Пружина 37 крепится к суппорту 70.

Для пояснения принципа действия следует более подробно рассмотреть фиг,1, Клапаны 2 — 4 и магнитные клапаны 20 — 22 работают безупречно, а линия.1 находится под давлением, так что питательный клапан остается открытым. Нормальная работа без нарушений (помех) обеспечена. Масло поддерживается в управляющей линии 1 под давлением or подводящей линии 5 через линию 7. Удерживающееся там давление лежит в области 160 бар. Герметизация (уплотнение) управляющей линии 1 к отводящей линии 36 обеспечена, для этого используют два последовательно соеДиненных уплотни1838810

25

35 управляющую линию 1 с вводом 40 клапана 40

50

43 и 51 s клапане 4 всегда представляет собой седельчатый клапан. Седельчатый клапан должен устоять по мере надобности также перед полным давлением, которое проходит от контрольной системы 11. Для таких высоких давлений надо использовать предпочтительно седельчатый клапан, так как при этом типе клапана возможное разложение масла не несет с собой негативного воздействия на работоспособность клапана. Золотниковый клапан нагружен по мере надобности не так сильно, так что и здесь нет опасности негативного влияния разложения масла. Контрольная система 11 наблюдается посредством реле IO давления, которое срабатывает только при переходе предельного значения давления и выдает сигнал.

На фиг, 2 управляющая линия I через трубопроводы 56-58 снабжается (питается) под давлением маслом. Эта конструкция имеет преимущество в том, что при повышении давления масла в этом гидравлическом устройстве масло не попадает в отводящую линию 36, Кроме того, линии 56 — 58, как rloказывает фиг.5, размещаются преимущественно внутри клапанов 2 — 4, так что отпадают дополнительные линии, резьбовые соединения и уплотнительные места, что повышает надежность. Остальные функции устройства согласно фиг, 2 соответствуют функциям устройства согласно фиг,1, На фиг,3 представлено так называемое

"1аП sofe" — положение устройства, Магнитные клапаны 20-22 и клапаны 2 — 4 приведены в свое положение покоя. В этом положении масло под давлением стекает из управляющей линии 1 в отводящую линию 36, а именно, как через линию, которая соединяет

2, так и через соответствующие линии, которые ведут к вводам 44, соответственно ввода 48 клапанов 3, соответственно вводу 4 и через последовательно подключенное по мере надобности второе седло клапана, Питательный клапан закрывает с большой надежностью, так что питаемая этим питательным клапаном турбина не может достигнуть неконтролируемого рабочего состояния, Через обратные клапаны 53 — 55 одновременно снижается давление в контрольной системе 11, так что также реле 13 давления сигнализирует на расположенную выше управляющую систему, что эта единица выведена из строя. Это "fat(safe" — положение всегда достигается, так как пружины

37-39 клапанов 2-4 и все магнитные клапа ны 20 — 22 полностью работоспособны, как описано ранее, Однако может случиться, что узел этого устройства откажет (выйдет из

10 строя). В этом случае, как показывает фиг.4, равным образом обеспечено безупречное функционирование привода. Масло в управляющей линии 1 поддерживается также ïîсле отключения клапана 2, так что питательный клапан остается открытым.

Лишь давление в контрольной системе 11 немного снижается через обратный клапан

54, так как подпитка через линию 9 слаба, чтобы поддержать полное давление, когда открывается один из обратных клапанов 5355. В этом случае реле 13 давления сигнализирует падение давления в контрольной системе 11, которое должно рассматриваться как индекс для нарушения в устройстве.

Необходим контроль устройства и его конструктивных элементов, который ведет к обнаружению.неисправных деталей и их ремонту. Во время этого периода обслуживания (надзора) обеспечена непрерывная, безупречная работа привода.

Возможно также выполнение соответствующих предварительных обслуживающих (контрольных) работ, в то время как по очереди сознательно отключаются по мере надобности один из клапанов 2 — 4 через соответствующий магнитный клапан 20 — 22 и подвергается отдельному контролю правильности функционирования, не оказывая негативного влияния на работу привода.

Вследствие этого связуемость устройства надо классифицировать как сравнительно высокую.

Однако как только нарушены две ветви устройства, например клапан 2 и магнитный клапан 21, клапан 2 и клапан 3. вводятся в свое положение покоя, а давление в управляющей линии 1 через линию, соединяющую ввод 44 клапана 3 с управляющей линией 1, полностью снижается в направлении отводящей линии 30. Вследствие этого закрывается питательный клапан, только после устранения неполадок возможно повторное введение в действие устройства.

Реле 13 давления сигнализирует сильное падение давления в контрольной системе

11, так что расположенная выше управляющая система может ввести в действие (начать запуск) всю установку.

Формула изобретения

1. Привод для питательного клапана, содержащий управляющую линию для загрузки рабочей жидкостью под давлением и устройство для регулирования давления в управляющей линии, включающее три клапана, соединенных между собой в 2-х-3-х каскадную гидросхему, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе и обеспечения автоматизации контроля, привод снабжен контрольной систе18388 Þ

10 мой, установленной с возможностью нагружения давлением через упомянутое устройство и выполненной с возможностью регистрации падения давления в ней с помощью сенсорного устройства, а каждая линия связи между клапаном и контрольной системой снабжена обратным клапаном, установленным с обеспечением протекания в направлении клапана.

2. Привод по и 1, отличающийся тем, что каждый из трех клапанов выполнен с возможностью гидравлического возбуждения через свой магнитный клапан.

3. Привод по и 1, отличающийся тем, что управляющая линия выполнена с возможностью нагружения ее давлением через линию, оборудованную дросселирующей шайбой..

4. Приводпо п2,отл ича ющийся тем, что управляющая линия соединена с линией связи между соответствующими магнитным клапаном и клапаном байпасной линией, содержащей обратный клапан, позволяющий прохождение в направлении управляющей линии, а также дросселирующую шайбу.

5, Привод по п4, отл ич а ю щий с я тем, что байпасная линия расположена

5 внутри клапана, 6. Привод по пп,1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что каждый из клапанов выполнен как двойной клапан с общим поршнем. имеющим с одной стороны уплотнительную

10 кромку, представляющую собой часть золотника, а с другой стороны уплотнительHDB седло, представляющее собой седельчатый клапан, и клапаны соединены друг с другом с возможностью в возбужденном состоянии

15 включения друг за другом по мере надобности одного золотника и одного седельного клапан, причем седельный клапан соединен с отводящим трубопроводом.

20 7. Привод попп.1-6,отличающийс я тем, что устройство для регулирования давления и магнитные клапаны соединены в один монолитный гидравлический блок и соединительные линии введены в этот блок.

1838810

Ю ГЛ 17 87 z0 Д 18Л П

1838810

1838810

Составитель Н.Гондаксазова

Техред М.Моргентал Корректор СЛекарь

Редактор

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

Заказ 2925 Тираж. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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