Способ контроля позиционирования створок двустворчатых ворот шлюза и устройство для его осуществления


 


Владельцы патента RU 2459033:

Самойлов Вячеслав Борисович (RU)

Изобретение относится к энергетическим и гидротехническим сооружениям при перепуске больших количеств воды, в частности к устройствам управления приводом затвора гидротехнического сооружения. Способ включает подачу управляющего сигнала на приводы перемещения каждой из створок ворот шлюза и контроль положения каждой из створок ворот посредством установленных на каждой створке двух абсолютных угловых энкодеров и одного линейного абсолютного энкодера. На каждой створке ворот на внутренней по отношению к камере шлюза кромке створки ворот жестко закрепляют корпус первого углового энкодера. Корпус второго углового энкодера жестко закрепляют на близлежащей стенке камеры шлюза. Оба угловых энкодера устанавливают в одной горизонтальной плоскости. Каждую створку снабжают пневмоцилиндром со штоком. На каждой створке ворот корпус пневмоцилиндра жестко по координате вращения связывают с валом второго углового энкодера. Шток пневмоцилиндра жестко по координате вращения связывают с валом первого углового энкодера, а линейный абсолютный энкодер закрепляют на пневмоцилиндре с возможностью измерения им хода штока пневмоцилиндра. Устройство снабжено вычислительным устройством, входы которого соединяют сигнальными выходами всех энкодеров. Перед началом контроля позиционирования внутреннюю стенку каждой из створок ворот устанавливают параллельно соответствующей стенке камеры шлюза. Для каждой створки ворот в обоих абсолютных угловых энкодерах выставляют равные значения угла, а в абсолютном линейном энкодере устанавливают фиксированную величину линейного размера. Данные со всех энкодеров передают в вычислительное устройство и в нем на основе этих данных формируют декартову либо полярную систему координат, в которой и осуществляют контроль положения любой точки каждой из створок при повороте последних. Угловое положение внутренних стенок створок ворот по отношению к стенкам камеры шлюза определяют по разнице показаний углов поворота валов абсолютных угловых энкодеров, формируемой в вычислительном устройстве. Линейные координаты определяют по линейному перемещению штока пневмоцилиндра по сигналам в вычислительное устройство от линейного абсолютного энкодера. Способ осуществляется с помощью устройства, конструкция и расположение элементов которого описаны выше. Повышается точность положения створок ворот шлюза при их перемещении. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к энергетическим и гидротехническим сооружениям при перепуске больших количеств воды, в частности к устройствам управления приводом затвора гидротехнического сооружения, и может быть использовано для управления движением штока силового гидроцилиндра либо иного исполнительного механизма, соединенного с гидротехническим затвором.

Известен способ позиционирования гидротехнического затвора, включающий пуск электродвигателя при плавном повышении частоты вращения, при этом одновременно, в соответствии с требуемым законом движения, подают сигнал на изменение рабочего объема насоса и замедленно переключают в правое положение распределитель, что обеспечивает подачу рабочей жидкости в штоковую полость гидроцилиндра и, как следствие, начало плавного движения гидротехнического затвора, а слив рабочей жидкости производят через гидрозамок, распределитель и гидромотор, обеспечивающий требуемую жесткость привода регулированием нагрузки на электрогенераторе, производимым блоком системы управления в соответствии с величиной и знаком силы сопротивления (см. авторское свидетельство SU №1506015, 07.09.1989).

Из этого же авторского свидетельства известно устройство для позиционирования двустворчатых ворот шлюза, содержащее гидросистемы, каждая из которых включает гидронасосы, связанные с двигателями, и горизонтально установленный гидроцилиндр, соединенные сливной и напорной магистралями с системой распределения жидкости, включающей распределитель с электрогидравлическим управлением, а также блок обработки информации и выработки управляющих сигналов, связанный с датчиками контроля перемещения каждой створки ворот, причем блок обработки информации и выработки управляющих сигналов связан с электромоторами и электрогенераторами каждой гидросистемы.

Данный способ и устройство для его осуществления позволяют обеспечить перемещение гидротехнического затвора. Однако при данном способе позиционирования отсутствует контроль за положением гидротехнического затвора в процессе его перемещения, что снижает надежность работы гидротехнического сооружения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ контроля позиционирования створки ворот шлюза, включающий подачу управляющего сигнала на привод перемещения створки ворот шлюза и контроль положения створки ворот посредством энкодера, при этом сигнальный выход энкодера подключают к вычислительному устройству (см. патент CN №200946259, 12.09.2007).

Из этого же патента известно устройство контроля позиционирования створки ворот шлюза, содержащее привод перемещения створки ворот шлюза и энкодер для контроля положения створки ворот, при этом сигнальный выход энкодера подключен к вычислительному устройству.

Данный способ позиционирования и устройство для его осуществления позволяют контролировать положение и перемещение створки ворот шлюза в процессе его перемещения. Однако данные способ и устройство позволяют контролировать положение створки при ее продольном перемещении, что сужает возможности устройства для позиционирования. Кроме того, данные способ и устройство обеспечивают контроль положения створки с существенными погрешностями, вызванными местом крепления энкодера, в силу чего на показания последнего влияют присущие месту крепления нелинейности типа люфт, сухое трение и пр., влияние которых непредсказуемо растет по мере эксплуатации затвора, вызывая створение с ударами.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является обеспечение контроля положения створок ворот гидротехнического затвора во всем рабочем ходе створок ворот шлюза и исключение влияния погрешностей измерений для обеспечения безударного створения створок ворот.

Технический результат заключается в том, что достигается повышение точности позиционирования створок ворот шлюза при их перемещении и, как следствие, возможность их плавного безударного створения.

В части способа как объекта изобретения указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что способ контроля позиционирования створок двустворчатых ворот шлюза включает подачу управляющего сигнала на приводы перемещения каждой из створок ворот шлюза и контроль положения каждой из створок ворот посредством установленных на каждой створке двух абсолютных угловых энкодеров и одного линейного абсолютного энкодера, при этом на каждой створке ворот на внутренней по отношению к камере шлюза кромке створки ворот жестко закрепляют корпус первого углового энкодера, корпус второго углового энкодера жестко закрепляют на близлежащей стенке камеры шлюза, и оба угловых энкодера устанавливают в одной горизонтальной плоскости, каждую створку снабжают пневмоцилиндром со штоком, на каждой створке ворот корпус пневмоцилиндра жестко по координате вращения связывают с валом второго углового энкодера, шток пневмоцилиндра жестко по координате вращения связывают с валом первого углового энкодера, линейный абсолютный энкодер закрепляют на пневмоцилиндре с возможностью измерения им хода штока пневмоцилиндра, а также вычислительным устройством, входы которого соединяют с сигнальными выходами всех энкодеров, причем перед началом контроля позиционирования внутреннюю стенку каждой из створок ворот устанавливают параллельно соответствующей стенке камеры шлюза, для каждой створки ворот в обоих абсолютных угловых энкодерах выставляют равные значения угла, в абсолютном линейном энкодере устанавливают фиксированную величину линейного размера, данные со всех энкодеров передают в вычислительное устройство, и в нем на основе этих данных формируют декартову либо полярную систему координат, в которой и осуществляют контроль положения любой точки каждой из створок при повороте последних, причем угловое положение внутренних стенок створок ворот по отношению к стенкам камеры шлюза определяют по разнице показаний углов поворота валов абсолютных угловых энкодеров, формируемой в вычислительном устройстве, а линейные координаты определяют по линейному перемещению штока пневмоцилиндра по сигналам в вычислительное устройство от линейного абсолютного энкодера.

В части устройства как объекта изобретения указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что устройство контроля позиционирования створок двустворчатых ворот шлюза содержит привод перемещения каждой из створок ворот шлюза и устройство контроля положения каждой из створок ворот посредством установленных на каждой створке двух абсолютных угловых энкодеров и одного линейного абсолютного энкодера, при этом на каждой створке ворот на ее внутренней по отношению к камере шлюза кромке жестко закреплен корпус первого углового энкодера, корпус второго углового энкодера жестко закреплен на близлежащей стенке камеры шлюза, и оба угловых энкодера установлены в одной горизонтальной плоскости, каждая створка снабжена пневмоцилиндром со штоком, на каждой створке ворот корпус пневмоцилиндра жестко по координате вращения связан с валом второго углового энкодера, шток пневмоцилиндра жестко по координате вращения связан с валом первого углового энкодера, линейный абсолютный энкодер закреплен на пневмоцилиндре с возможностью измерения им хода штока пневмоцилиндра, причем устройство снабжено вычислительным устройством, входы которого соединены с сигнальными выходами всех энкодеров, перед началом контроля позиционирования внутренняя стенка каждой из створок ворот установлена параллельно соответствующей стенке камеры шлюза, предварительно в обоих абсолютных угловых энкодерах для каждой створки ворот выставлены равные значения угла, а в абсолютном линейном энкодере установлена фиксированная величина линейного размера.

На чертеже схематически представлено устройство контроля позиционирования створок двустворчатых ворот шлюза на примере одной из створок ворот шлюза.

Устройство контроля позиционирования створок 1 двустворчатых ворот шлюза содержит для каждой створки 1 привод перемещения 9, связанный с осью вращения створки 1 ворот шлюза, и устройство контроля положения каждой из створок 1 ворот посредством установленных на каждой створке 1 двух абсолютных угловых энкодеров 4 и 5 и одного линейного абсолютного энкодера 6. На каждой створке 1 ворот на ее внутренней по отношению к камере шлюза кромке жестко закреплен корпус первого углового энкодера 4. Корпус второго углового энкодера 5 жестко закреплен на близлежащей стенке 7 камеры шлюза, и оба угловых энкодера 4 и 5 установлены в одной горизонтальной плоскости. Каждая створка 1 снабжена пневмоцилиндром 2 со штоком 3. На каждой створке 1 ворот корпус пневмоцилиндра 2 жестко по координате вращения связан с валом второго углового энкодера 5, шток 3 пневмоцилиндра 2 жестко по координате вращения связан с валом первого углового энкодера 4. Линейный абсолютный энкодер 6 закреплен на пневмоцилиндре 2 с возможностью измерения им хода штока 3 пневмоцилиндра 2. Устройство снабжено вычислительным устройством 8, входы которого соединены с сигнальными выходами всех энкодеров 4, 5 и 6, перед началом контроля позиционирования внутренняя стенка каждой из створок 1 ворот установлена параллельно соответствующей стенке 7 камеры шлюза. Предварительно в обоих абсолютных угловых энкодерах 4 и 5 для каждой створки 1 ворот выставлены равные значения угла, а в абсолютном линейном энкодере 6 установлена фиксированная величина линейного размера.

Способ контроля позиционирования створок 1 двустворчатых ворот шлюза реализуют следующим образом.

Включают подачу управляющего сигнала на приводы перемещения 9 каждой из створок 1 ворот шлюза и контроль положения каждой из створок 1 ворот осуществляют посредством двух абсолютных угловых энкодеров 4 и 5 и одного линейного абсолютного энкодера 6. Входы вычислительного устройства 8 соединяют с сигнальными выходами всех энкодеров 4, 5 и 6, причем перед началом контроля позиционирования внутреннюю стенку каждой из створок 1 ворот устанавливают параллельно соответствующей стенке камеры шлюза, для каждой створки 1 ворот в обоих абсолютных угловых энкодерах 4 и 5 выставляют равные значения угла, а в абсолютном линейном энкодере 6 устанавливают фиксированную величину линейного размера. Данные со всех экодеров 4, 5 и 6 передают в вычислительное устройство 8, и в нем на основе этих данных формируют декартову либо полярную систему координат, в которой и осуществляют контроль положения любой точки каждой из створок 1 при повороте последних. Угловое положение (γ) внутренних стенок створок 1 ворот по отношению к близлежащей стенке 7 камеры шлюза определяют по разнице показаний углов поворота (γ=α-β) валов абсолютных угловых энкодеров 4 и 5, формируемой в вычислительном устройстве 8, а линейные координаты определяют по линейному перемещению штока 3 пневмоцилиндра 2 по сигналам в вычислительное устройство 8 от линейного абсолютного энкодера 6.

Настоящее изобретение может быть использовано на различного рода энергетических и гидротехнических сооружениях при перепуске больших количеств воды.

1. Способ контроля позиционирования створок двустворчатых ворот шлюза, включающий подачу управляющего сигнала на приводы перемещения каждой из створок ворот шлюза и контроль положения каждой из створок ворот посредством установленных на каждой створке двух абсолютных угловых энкодеров и одного линейного абсолютного энкодера, при этом на каждой створке ворот на внутренней по отношению к камере шлюза кромке створки ворот жестко закрепляют корпус первого углового энкодера, корпус второго углового энкодера жестко закрепляют на близлежащей стенке камеры шлюза, и оба угловых энкодера устанавливают в одной горизонтальной плоскости, каждую створку снабжают пневмоцилиндром со штоком, на каждой створке ворот корпус пневмоцилиндра жестко по координате вращения связывают с валом второго углового энкодера, шток пневмоцилиндра жестко по координате вращения связывают с валом первого углового энкодера, линейный абсолютный энкодер закрепляют на пневмоцилиндре, с возможностью измерения им хода штока пневмоцилиндра, а также вычислительным устройством, входы которого соединяют сигнальными выходами всех энкодеров, причем перед началом контроля позиционирования внутреннюю стенку каждой из створок ворот устанавливают параллельно соответствующей стенке камеры шлюза, для каждой створки ворот в обоих абсолютных угловых энкодерах выставляют равные значения угла, в абсолютном линейном энкодере устанавливают фиксированную величину линейного размера, данные со всех экодеров передают в вычислительное устройство, и в нем на основе этих данных формируют декартову либо полярную систему координат, в которой и осуществляют контроль положения любой точки каждой из створок при повороте последних, причем угловое положение внутренних стенок створок ворот по отношению к стенкам камеры шлюза определяют по разнице показаний углов поворота валов абсолютных угловых энкодеров, формируемой в вычислительном устройстве, а линейные координаты определяют по линейному перемещению штока пневмоцилиндра по сигналам в вычислительное устройство от линейного абсолютного энкодера.

2. Устройство контроля позиционирования створок двустворчатых ворот шлюза, содержащее привод перемещения каждой из створок ворот шлюза и устройство контроля положения каждой из створок ворот посредством установленных на каждой створке двух абсолютных угловых энкодеров и одного линейного абсолютного энкодера, при этом на каждой створке ворот на ее внутренней по отношению к камере шлюза кромке жестко закреплен корпус первого углового энкодера, корпус второго углового энкодера жестко закреплен на близлежащей стенке камеры шлюза, и оба угловых энкодера установлены в одной горизонтальной плоскости, каждая створка снабжена пневмоцилиндром со штоком, на каждой створке ворот корпус пневмоцилиндра жестко по координате вращения связан с валом второго углового энкодера, шток пневмоцилиндра жестко по координате вращения связан с валом первого углового энкодера, линейный абсолютный энкодер закреплен на пневмоцилиндре с возможностью измерения им хода штока пневмоцилиндра, причем устройство снабжено вычислительным устройством, входы которого соединены с сигнальными выходами всех энкодеров, перед началом контроля позиционирования внутренняя стенка каждой из створок ворот установлена параллельно соответствующей стенке камеры шлюза, предварительно в обоих абсолютных угловых энкодерах для каждой створки ворот выставлены равные значения угла, а в абсолютном линейном энкодере установлена фиксированная величина линейного размера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области водного транспорта и предназначено для повышения безопасности шлюзования судов, а именно для защиты ворот шлюза от навала судов. .

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, а именно к судоходным шлюзам, и предназначено для защиты ворот шлюзов от навала судов. .

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к способам монтажа крупногабаритных двустворчатых и опускных ворот шлюза. .

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к двустворчатым и опускным шлюзовым воротам. .

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано в защитных дамбах, сооружаемых для защиты крупных портовых городов от наводнений нагонной волной. .

Изобретение относится к гидроприводам для управления двустворчатыми воротами судоходного шлюза. Электрогидравлическая система привода двустворчатых ворот судоходного шлюза содержит два поршневых силовых гидроцилиндра, каждый из которых кинематически через свой шток соединен с одной створкой ворот и подпоршневая полость которого подключена к нагнетательной линии насоса с приводом его от электродвигателя. Насос подключен входом к баку питания, а каждая створка ворот снабжена датчиком ее положения. Электродвигатель привода насоса подключен к электронному блоку управления. Надпоршневая полость силового гидроцилиндра подключена к второй нагнетательной линии второго насоса с приводом его от второго электродвигателя. Вход второго насоса подключен к баку питания. На первой и второй нагнетательных линиях установлены датчики давления, подключенные к электронному блоку управления. Первый и второй электродвигатели подключены каждый к электронному блоку управления через свой частотный преобразователь, а датчик положения каждой створки ворот установлен на штоке поршня соответствующего силового гидроцилиндра и подключен к электронному блоку управления. Достигается повышение точности управления скоростью движения створками ворот на их прямых и обратных ходах. 1 ил.

Изобретение относится к гидравлическим устройствам и может быть использовано для сброса или забора воды или других жидкостей из водоемов, водосборников, отстойников и резервуаров различного назначения. Устройство состоит из средства для забора воды и средства для регулирования глубины забора воды. Средства выполнены в виде трубы с закрытым верхним торцом. Труба имеет один или два продольных выреза на разных частях по ее высоте. Щитовой затвор перекрывает каждый вырез на трубе и снабжен по периметру уплотняющим элементом, а также прикреплен к верхнему торцу трубы штоком. При этом труба, щитовые затворы и штоки выполнены с обеспечением возможности перемещения и фиксации затворов вдоль вырезов по всей их длине. Обеспечивается упрощение изготовления и эксплуатации устройства, возможность расширения области его использования. 1 ил.

Изобретение относится к гидротехнике. Шлюзовые ворота содержат в основном плоский лист обшивки и множество тонких центральных стенок, расположенных вдоль листа обшивки и, по существу, параллельных между собой. Каждая центральная стенка соединена с листом обшивки и содержит несколько разъединенных полостей. Шлюзовые ворота содержат по меньшей мере один элемент жесткости, выполненный путем соединения нескольких деталей, которые установлены в линию вдоль продольной оси элемента жесткости и расположены между центральными стенками, не проходя через центральные стенки. Каждая деталь соединена со стороной по меньшей мере одной центральной стенки вокруг одной из полостей. Шлюзовые ворота обладают высокой прочностью. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к области гидротехники, в частности к двустворчатым воротам шлюзов, находящихся в водном потоке. Дверная створка (1, 101) для двустворчатых ворот (100) содержит металлический лист обшивки (2) выдерживающий давление (Р), оказываемое жидкостью, жестко соединенный с, по меньшей мере, двумя стойками (4, 6), расположенными с каждой его стороны (24, 26). Металлический лист обшивки (2) имеет форму части цилиндра (С2), где продольная ось (Z2) цилиндра (С2) параллельна стойкам (4, 6). Каждая стойка (4, 6) вытянута в целом согласно образующей (Z24, Z26) цилиндра (С2) и содержит, по меньшей мере, один опорный элемент (40, 60), расположенный выступающим относительно металлического листа обшивки (2). Каждый опорный элемент (40, 60) содержит опорную поверхность (42, 62) для обеспечения упора опорного элемента (40, 60) в боковую стену шлюзовой камеры (5) или в другую дверную створку (1, 101) двустворчатых ворот (100). Опорная поверхность (42, 62) каждого опорного элемента (40, 60) вытянута в продолжении плоскости (Р4, Р6), которая расположена по касательной к металлическому листу обшивки (2), на уровне стороны (24, 26) металлического листа (2), соответствующей этому опорному элементу (40, 60). Опорная поверхность (42, 62), по меньшей мере, одного опорного элемента (40, 60) перпендикулярна срединной плоскости (Р40), которая параллельна плоскости (Р4, Р6), которая расположена по касательной к металлическому листу обшивки (2) и которая является продолжением срединной жилы (Р2) металлического листа обшивки (2), со стороны упомянутого опорного элемента (40, 60). Причем опорная поверхность (42, 62), по меньшей мере, одного опорного элемента (40, 60) является плоской. Двустворчатые ворота (100) содержат две дверные створки (1, 101), при этом соотношение: числитель - ширина (L100) двустворчатых ворот (100), измеренная между двумя наиболее удаленными стойками (4, 104), и знаменатель - радиус кривизны (R2) цилиндра (С2), составляет от 0,6 до 1,8. Обеспечивается уменьшение концентраций напряжения и увеличение устойчивости дверных створок к усталостному износу. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области водного транспорта и предназначено для повышения безопасности шлюзования судов. Предохранительное устройство состоит из гибкого заградительного органа 1 в виде цепи или каната, перекинутого через судоходный пролет камеры шлюза, и двух тележек 3, установленных с возможностью перемещения вдоль стен камеры шлюза при навале судна 10 на гибкий заградительный элемент 1 и соединенных с его концами. На боковых стенках тележек 3 с внешней стороны закреплены через упругие вкладыши фрикционные колодки с возможностью контактирования последних с фрикционными направляющими, установленными на горизонтальных поверхностях стен камеры шлюза с симметричным сужением в направлении перемещения тележек. Угол сужения вычисляется по формуле: t g α = B н − B к 2 L , при условии: Вн-Вк≤2А, где α - угол сужения, Вн - расстояние между фрикционными направляющими в исходном положении тележки; Вк - расстояние между фрикционными направляющими при остановке тележки; L - расчетный путь торможения судна, А - предельная амплитуда деформаций упругих вкладышей. Технический результат заключается в повышении энергоемкости предохранительного устройства, что позволяет увеличить тормозной ход судна в шлюзовой камере и уменьшить нагрузку на гибкий орган. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх