PL172596B1 - Urzadzenie sterownicze do hydraulicznego napedu nastawnika o sygnale nastawczym proporcjonalnym do wielkosci cisnienia PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie sterownicze dla co najmniej jed- nego hydraulicznego napedu nastawnika o sygnale nastawczym proporcjonalnym do wielkosci cisnienia, ze wzmacniaczem sygnalów elektrycznych, z co naj- mniej jednym przetwornikiem elektrohydraulicznym, wlaczonym na wejsciu hydraulicznego napedu na- stawnika, oraz z hydraulicznym wzmacniaczem odplywu, wlaczonym pomiedzy przetwornikiem elektrohydraulicz- nym a napedem nastawnika, znamienne tym, ze pomie- dzy napedem (2) nastawnika a hydraulicznym wzmacniaczem odplywu wlaczony jest posredniczaco uklad (4) cylindra z tlokiem, dzialajacy jako przetwornik. FIG. 1 PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie sterownicze do hydraulicznego napędu nastawnika o sygnale nastawczym proporcjonalnym do wielkości ciśnienia, ze wzmacniaczem sygnałów elektrycznych, z co najmniej jednym przetwornikiem elektrohydraulicznym włączonym na wejściu hydraulicznego napędu nastawnika oraz z hydraulicznym wzmacniaczem odpływu, włączonym pomiędzy przetwornikiem elektrohydraulicznym a napędem nastawnika.

Znane są urządzenia sterownicze do hydraulicznych napędów nastawników o tradycyjnej budowie, które są wyposażone w kłopotliwe w wykonaniu cewki wciągane. Ponadto elementy mechaniczne, które stanowią części składowe takiego urządzenia sterowniczego, są stosunkowo kłopotliwe w wykonaniu i kosztowne. Napęd nastawnika do uruchamiania zaworu regulacyjnego, którym na przykład reguluje się dopływ pary do turbiny w elektrowni, posiada tłok główny, na który z jednej strony działa siła sprężyny, a z drugiej strony ciśnienie oleju. Przy obniżaniu ciśnienia oleju zawór regulacyjny pod działaniem siły sprężyny zamyka się, wskutek czego dopływ pary do turbiny zostaje przerwany. Przez to zapewniona jest kontrola pracy turbiny również i w takiej sytuacji, kiedy obwód z olejem pod ciśnieniem mógłby ulec awarii. Ciśnienie oleju w układzie stanowiącym pojemność roboczą napędu, które działa na tłok główny, i poprzez niego uruchamia zawór regulacyjny, jest sterowane przez prosty przetwornik elektrohydrauliczny. Podczas ruchu zaworu regulacyjnego w kierunku otwierania olej pod ciśnieniem jest doprowadzany do przestrzeni stanowiącej pojemność roboczą napędu, ponieważ jednak taki ruch następuje stosunkowo wolno, okazują się wystarczające przewody doprowadzające olej, posia17(2596 dające niewielki przekrój poprzeczny. Jednakże ruch zamykania zaworu regulacyjnego powinien następować z prędkością co najmniej dziesięciokrotnie większą. Jest to uwarunkowane przez stosunkowo szybkie opróżnianie przestrzeni pojemności roboczej napędu, jednak nie daje się tego osiągnąć na skutek niewielkich przekrojów poprzecznych przewodów doprowadzających olej. Celowym jest w takim przypadku zastosowanie hydraulicznego wzmacniacza odpływu oleju, który odpowiednio do wysterowania powoduje otwarcie odpowiedniej wielkości przekrojów poprzecznych dla odprowadzania oleju.

Ponadto okazuje się, że na skutek zwiększania mocy turbin, trzeba również dobierać większe względnie mocniejsze zawory regulacyjne, a tym samym również uruchamiające je napędy nastawników. Odpowiednie proporcjonalne powiększenie napędów nastawników powoduje w rezultacie powstawanie układów napędowych, wymagających stosunkowo dużych ilości oleju pod ciśnieniem do ich uruchamiania. Takie duże ilości oleju, stosowane w układach sterowania powszechnie spotykanych zaworów, sprawiają znaczne kłopoty, a ponadto wraz ze wzrostem wielkości napędu nastawnika ulega pogorszeniu jego dynamika.

Z opisu EP-A1- 0 430 089 znane jest urządzenie sterownicze dla hydraulicznego napędu nastawnika, który uruchamia zawór regulacyjny. Obwód regulacji nastawia napęd nastawnika odpowiednio do określonej wstępnie wartości zadanej. Jako wzmacniacz odpływu przewidziany jest w tym przypadku zawór płytkowy, który umożliwia bardzo szybki odpływ oleju z przestrzeni stanowiącej pojemność roboczą napędu. Płytka zaworu płytkowego posiada co najmniej jedno wycięcie przelotowe, które umożliwia współdziałanie oleju pod ciśnieniem w komorze sprężyny tego zaworu i oleju znajdującego się w przestrzeni stanowiącej pojemność roboczą napędu nastawnika.

Tego rodzaju układy regulacyjne muszą pracować stabilnie we wszystkich sytuacjach eksploatacyjnych, aby spełniały one wysokie wymagania stawiane im odnośnie pewności ruchowej oraz dynamiki regulacji. Urządzenie sterownicze dla hydraulicznego napędu nastawnika, które spełnia te wymagania, daje się zrealizować na drodze konwencjonalnej tylko przy stosunkowo dużych nakładach kosztowych.

Wynalazek ma na celu usunięcie wad znanych tego rodzaju urządzeń przez skonstruowanie urządzenia sterowniczego dla hydraulicznego napędu nastawnika o sygnale nastawczym proporcjonalnym do wielkości ciśnienia, które to urządzenie sterownicze będzie proste w budowie, i będzie można wytwarzać go w sposób łatwy i tani. Ponadto urządzenie według wynalazku będzie niezawodne w działaniu i nie będzie zmniejszało dynamiki ruchowej.

Zgodnie z wynalazkiem, cel ten został osiągnięty dzięki temu, że pomiędzy napędem nastawnika a hydraulicznym wzmacniaczem odpływu, jest włączony pośrednicząco układ cylindra z tłokiem, działający jako przetwornik.

Według dalszego rozwinięcia wynalazku układ cylindra z tłokiem posiada co najmniej jedną sprężynę działającą na tłok, przy czym tłok jest wyposażony w sygnalizator położenia.

Ponadto okazuje się korzystne, że w urządzeniu sterowniczym układ cylindra z tłokiem jest zespolony z pierwszym zaworem płytkowym, pełniącym funkcję hydraulicznego wzmacniacza odpływu, stanowiąc wspólny zespół konstrukcyjny.

Kolejne, szczególnie oszczędne pod względem wykorzystania miejsca, wykonanie urządzenia sterowniczego uzyskuje się przez to, że drugi zawór płytkowy, przewidziany jako część olejowego obwodu bezpieczeństwa, jest zespolony z układem cylindra z tłokiem oraz z pierwszym zaworem płytkowym, stanowiący wspólny zespół konstrukcyjny.

Ponadto okazuje się korzystne, ze względu na uproszczenie wytwarzania urządzenia sterowniczego, że zawór płytkowy, który wyposażony jest w płytkę oraz w wywierającą na nią nacisk sprężynę, umieszczoną w komorze sprężyny, jest umieszczony wewnątrz posiadającego otwory tłoka, stanowiącego element składowy układu cylindra z tłokiem.

Szczególnie korzystne, ze względu na możliwość dobrego pod względem techniki bezpieczeństwa wykonania urządzenia sterowniczego, okazuje się, kiedy komora sprężyny pierwszego zaworu płytkowego jest połączona trwale, poprzez odpowiednio dobraną przeponę, z odpływem oleju.

172 596

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie sterownicze do hydraulicznego napędu nastawnika w stanie normalnej pracy i w ujęciu schematycznym; fig. 2 - urządzenie z fig. 1 w stanie przy nie działającym sterowaniu w ujęciu schematycznym; fig. 3 - urządzenie z fig. i w stanie pośrednim, w ujęciu schematycznym; fig. 4 - urządzenie sterownicze do hydraulicznego napędu nastawnika, w stanie pracy normalnej, w drugim przykładzie wykonania, w ujęciu schematycznym i fig. 5 urządzenie z fig. 4 w stanie przy nie działającym sterowaniu, w drugiej postaci wykonania.

Na wszystkich figurach elementy tak samo działające zostały oznaczone identycznie. Elementy nie mające znaczenia dla zrozumienia istoty wynalazku nie zostały pokazane. Ponadto niektóre zarysy krawędzi zostały na rysunku pominięte w celu uzyskania większej przejrzystości pokazywanego urządzenia.

Na figurze 1 pokazano, zaznaczone schematycznie urządzenie sterownicze 1 dla hydraulicznego napędu 2 nastawnika, o sygnale nastawczym proporcjonalnym do wielkości ciśnienia. Pokazany został tu tylko jeden napęd 2 nastawnika, jednakże urządzenie sterownicze 1 na ogół zawsze uruchamia równocześnie większą ilość takich napędów 2.

Napęd 2 nastawnika jest połączony hydraulicznie przewodem 3 z układem 4 cylindra z tłokiem. Taki układ 4 posiada tłok 5, który jest uruchamiany ciśnieniem oleju i przemieszcza się pomiędzy ogranicznikami 6, 7, pokonując siłę oporu sprężyny 8. Tłok 5 ślizga się w cylindrze 11, w którego korpusie są wyfrezowane dwie prowadnice 9, 10, posiadające nie pokazane tu uszczelnienia. Cylinder 11 obejmuje przestrzeń 12 pojemności buforowej, która jest połączona poprzez wycięcia przelotowe 13 z komorą 14 sprężyny, znajdującą się z drugiej strony tłoka 5. Przestrzeń 12 pojemności buforowej i komora 14 sprężyny po drugiej stronie tłoka, są połączone przewodem 15, posiadającym stosunkowo duży przekrój poprzeczny, z niepokazanym tu odpływem oleju. Przestrzeń 12 pojemności buforowej i komora 14 sprężyny przy normalnej pracy nie są wypełnione olejem. W przestrzeni 12 pojemności buforowej jest umieszczony sygnalizator położenia 16, połączony z tłokiem 5. Obie prowadnice 9, 10 względnie przewidziane tam uszczelnienia zamykają kanał wysokociśnieniowy 17 względnie przestrzeń 12 pojemności buforowej. Wylot przewodu 3 znajduje się w tym kanale wysokociśnieniowym 17, Olej pod ciśnieniemjest doprowadzany do kanału wysokociśnieniowego 17 poprzez dławik 18, który jest ukształtowany jako wycięcie przelotowe, przechodzące przez płytkę 19 zaworu płytkowego 20. Zawór płytkowy 20 o powszechnie spotykanej budowie oddziela w stanie zamkniętym kanał wysokociśnieniowy 17 od przestrzeni 12 pojemności buforowej. Sprężyna 21 dociska płytkę 19 do przylgni uszczelniających. Płytka 19 jest tak prowadzona w zaworze płytkowym 20, że nie ma ona możliwości ustawienia się ukosem lub zakleszczenia się. Sprężyna 21 jest umieszczona w komorze 22 sprężyny, wypełnionej olejem pod ciśnieniem. Olej pod ciśnieniem jest doprowadzany przewodem 23a, który jest doprowadzony do przetwornika elektrohydraulicznego 24 oraz przewodem 23b, który odprowadza olej pod ciśnieniem z przetwornika elektrohydraulicznego 24 i doprowadza go do komory 22.

Nie zostały tu pokazane, układ pompowania dla podawania oleju pod ciśnieniem do przewodu 23a oraz ewentualny zbiornik oleju oraz czujnik ciśnienia oleju. Przewód 25, który przy takim położeniu przetwornika elektrohydraulicznego 24 jest odcięty, prowadzi od tego przetwornika 24 do przestrzeni 12 pojemności buforowej. Komora 22 sprężyny jest połączona przewodem 27, wyposażonym w przeponę 26, z przewodem 25. Strzałka 38 wskazuje kierunek strumienia oleju pod ciśnieniem wpływającego w przewód 23a. Strzałka 39 wskazuje kierunek przepływu oleju pod ciśnieniem, przepływającego przez przewód 3 i wpływającego do napędu 2 nastawnika. Strzałka 40 wskazuje kierunek przepływu oleju pod ciśnieniem, odpływającego przewodem 15 do kanału odpływowego.

Komora 22 sprężyny jest ponadto połączona poprzez inny zawór płytkowy 28 z przewodem 29, który stanowi część składową olejowego obwodu bezpieczeństwa urządzenia. W przypadku spadku ciśnienia w olejowym obwodzie bezpieczeństwa zawór płytkowy 28 otwiera się i panujące w komorze 22 sprężyny ciśnienie ulega obniżeniu, dostając się do komory 14 sprężyny, a wtedy otwiera się również zawór płytkowy 20, co w rezultacie powoduje, ze napęd 2 nastawnika przestawia się bardzo szybko w położenie wyłączenia. Olej pojawiający się

172 596 w komorze 14 sprężyny i w przestrzeni 12 pojemności buforowej, zostaje bardzo szybko odprowadzony przewodem 15 do kanału odpływowego, tak że olej ten nie wywiera żadnego działania na ruch tłoka 5.

Jako przetwornik elektrohydrauliczny 24 można na przykład zastosować zawór proporcjonalny 30 z regulacją położenia, jak to zostało pokazane na fig. 1. Zawór proporcjonalny 30 w takim wykonaniu posiada dwie cewki uruchamiające do uruchamiania elektrycznego i dwie sprężyny do uruchamiania mechanicznego tłoka zaworu.

Zawór proporcjonalny 30 może przyjmować trzy położenia robocze, a mianowicie pokazane na fig. 1 pierwsze położenie ze wzbudzonymi cewkami uruchamiającymi dla pracy normalnej, drugie położenie pokazane na fig. 2, dla odstawienia sterowania, oraz pokazane na fig, 3 trzecie położenie, kiedy akurat nie potrzebne jest korygowanie położenia napędu 2 nastawnika, względnie kiedy nastąpił zanik napięcia sterowniczego, w którym to przypadku sprężyny naciskają na tłok zaworu, przesuwając go w położenie środkowe. Działająca krawędź uszczelniająca zaworu proporcjonalnego 30 w położeniu roboczym, pokazanym na fig. 1, reguluje przepływ oleju pod ciśnieniem płynącego przewodami 23a i 23b. Zawór proporcjonalny 30 jest wyposażony w sygnalizator położenia 31. którego sygnały pomiarowe przemieszczenia zostają przekazane, jak to zaznaczono linią działania 32, do wzmacniacza 33, celem dalszego przetworzenia. Wyprowadzone ze wzmacniacza 33 linie działania 34 i 35 oznaczają elektryczne przewody doprowadzające sygnały sterownicze do cewek uruchamiających zaworu proporcjonalnego 30. Wzmacniacz 33 jest ponadto połączony, jak to pokazuje linia działania 36, z sygnalizatorem położenia 16 układu 4 cylindra z tłokiem, tak że wytwarzane tam sygnały pomiarowe przemieszczenia są przekazywane do wzmacniacza 33 celem dalszego ich przetworzenia.

Inna linia działania 37 wyznacza połączenie pomiędzy wzmacniaczem 33 a nadrzędnym układem regulacyjnym urządzenia. Wzmacniacz 33 może być wykonany jako klasyczny wzmacniacz. Jednakże często okazuje się celowym, aby w samym wzmacniaczu 33 przewidzieć elementy działające jako regulator, aby dzięki temu uzyskać szczególnie szybkie przetwarzanie sygnałów, a tym samym wysoką dynamikę urządzenia sterowniczego 1. Jedynie sygnały pomiarowe, wytwarzane przez sygnalizator położenia 16, są porównywane w nadrzędnym układzie regulacyjnym z założonymi wstępnie wartościami zadanymi.

Na figurze 2 został pokazany zawór proporcjonalny 30 w stanie roboczym przy nie działającym sterowaniu. W tym stanie roboczym zasilający olejem przewód 23a jest odcięty przez zawór proporcjonalny 30, a przewód 23b jest połączony z przewodem 25, tak że olej może odpływać z komory 22 sprężyny do kanału odpływowego. Na skutek występującego wtedy spadku ciśnienia w komorze 22 sprężyny zostaje otwarty zawór płytkowy 20, dzięki czemu olej może bardzo szybko odpłynąć z kanału wysokociśnieniowego 17, jak to pokazują strzałki 41, do przestrzeni 12 pojemności buforowej i dalej, przewodem 15 o dużym przekroju poprzecznym, do kanału odpływowego. Ma to taki skutek, że tłok 5 jest dociskany przez sprężynę 8 w lewo do ogranicznika 6. Olej z przestrzeni, stanowiącej pojemność roboczą napędu 2 nastawnika, przepływa równocześnie, jak to pokazuje strzałka 42, poprzez przewód 3 do kanału wysokociśnieniowego 17, a stamtąd dalej do kanału odpływowego.

Na figurze 3 został pokazany zawór proporcjonalny 30 w stanie roboczym przy zaniku napięcia sterowniczego. W tym stanie roboczym zawór zajmuje pokazane położenie pod działaniem siły sprężyn. Przy tym zarówno zasilający przewód 23a jak i przewód 23b są zablokowane przez zawór proporcjonalny 30. Na fig. 3 został pokazany moment czasowy bezpośrednio po zaniku napięcia sterowniczego. Założono przy tym, że w tym momencie jeszcze nie zadziałał olejowy obwód bezpieczeństwa. Komora 22 sprężyny jest zasilana olejem pod ciśnieniem i to ciśnienie może zostać zredukowane przez zablokowany przewód 23b, tak, że napęd 2 nastawnika jest zablokowany w położeniu, które zajmował przed zanikiem napięcia sterowniczego. Ze względów bezpieczeństwa takie zablokowanie napędu 2 nastawnika jest niedopuszczalne, ponieważ turbina, której zawór zasilający jest regulowany przez taki napęd 2 nastawnika, nie może zostać w takiej sytuacji wyłączona. Dlatego też został przewidziany przewód 27 z przeponą 26 ciągłego działania, aby przy jej pomocy wyeliminować możliwość występowania tego rodzaju, nader

172 596 krytycznych stanów. Poprzez taką przeponę 26 odpływa w sposób ciągły niewielka ilość oleju, przy czym podczas normalnej pracy ta odpływająca ilość oleju jest nieustannie wyrównywana przez dopływający zasilającym przewodem 23b olej pod ciśnieniem.

W przypadku opisanego stanu awarii taka odpływająca ilość oleju wystarcza do tego, aby w korzystnym ściśle określonym czasie zredukować odpowiednio ciśnienie w komorze 22 sprężyny. Poprzez dławik 18, który przechodzi na wylot przez płytkę 19, zostaje równocześnie zmniejszone ciśnienie w kanale wysokociśnieniowym 17, a tym samym również i w napędzie 2 nastawnika. Przez takie zredukowanie ciśnienia napęd 2 nastawnika zostaje przestawiony bezpośrednio w definitywne położenie wyłączenia. W ten sposób pewien nieokreślony stan roboczy może zostać szybko i pewnie przezwyciężony. Z zasady w. opisanym przypadku również zadziała olejowy obwód bezpieczeństwa, co spowoduje obniżenie ciśnienia w komorze 22 sprężyny. Występuje tu zatem szczególnie korzystna redundancja urządzeń zabezpieczających.

Na figurze 4 pokazano, podobnie jak na fig. 1, zaznaczone schematycznie urządzenie sterownicze 1 dla hydraulicznego napędu 2 nastawnika o sygnale nastawczym proporcjonalnym do wielkości ciśnienia. Napęd 2 nastawnika jest połączony hydraulicznie przewodem 3 z układem 4 cylindra z tłokiem. Układ 4 cylindra z tłokiem posiada tłok 5. który uruchamiany ciśnieniem oleju, przemieszcza się pomiędzy dwoma ogranicznikami 6,7, pokonując siłę oporu sprężyny 8. Tłok 5 ślizga się w cylindrze 11, w którego korpusie wyfrezowane są trzy prowadnice 9, 10, 43, wyposażone w nie pokazane uszczelnienia. Ponadto cylinder 11 obejmuje przestrzeń 12 stanowiącą pojemność buforową. Taprzestrzeń 12 pojemności buforowej jest połączona przewodem 15 o stosunkowo dużym przekroju poprzecznym z nie pokazanym tu odpływem oleju. Przestrzeń 12 pojemności buforowej normalnie nie jest wypełniona olejem. W przestrzeni 12 pojemności buforowej jest umieszczony sygnalizator położenia 16, połączony z tłokiem 15.

Trzy prowadnice 9, 10 i 43, względnie przewidziane tam uszczelnienia, zamykają kanał wysokociśnieniowy 17 i kanał wysokociśnieniowy 45, odcinając je od siebie nawzajem i od przestrzeni 12 pojemności buforowej. Przewód 3 posiada wylot umieszczony w kanale wysokociśnieniowym 45. Olej pod ciśnieniem jest podawany poprzez otwory okrągłe 46, ukształtowane jako dławiki, przechodzące na wylot przez płytkę 47 zaworu płytkowego 44, do kanału 50 o stosunkowo dużym przekroju poprzecznym. Kanał 50 jest połączony z kanałem wysokociśnieniowym 17 Zawór płytkowy 44, umieszczony w tym przypadku wewnątrz tłoka 5, oddziela w stanie zamkniętym kanał wysokociśnieniowy 17, a wraz z nim kanał 50, od przestrzeni 12 pojemności buforowej. Sprężyna 21 dociska płytkę 47 do przylgni uszczelnienia. Płytka 47 jest tak prowadzona w zaworze płytkowym 44, że jest niemożliwe ustawienie się jej ukośnie lub jej zakleszczenie, Sprężyna 21 jest umieszczona wewnątrz tłoka 5, w wypełnionej olejem pod ciśnieniem komorze 22 sprężyny. Olej pod ciśnieniem jest doprowadzany przewodem 23a doprowadzonym do przetwornika elektrohydraulicznego 24, oraz przewodem 23b, który odprowadza olej pod ciśnieniem z przetwornika elektrohydraulicznego 24 i doprowadza ten olej do kanału wysokociśnieniowego 45. Z kanału wysokociśnieniowego 45 olej przedostaje się przez otwory 48, znajdujące się w ściance tłoka 5, do komory 22 sprężyny. Układ pompy tłoczący olej pod ciśnieniem do przewodu 23a, który zasila całe urządzenie olejem pod ciśnieniem oraz ewentualny zbiornik oleju i czujnik ciśnienia oleju - nie zostały pokazane. Przewód 25, który przy tym położeniu przetwornika elektrohydraulicznego 24 jest odcięty, prowadzi od przetwornika 24 do przestrzeni 12 pojemności buforowej.

Komora 22 sprężyny jest połączona trwale przeponą 49, która jest osadzona w dnie tłoka 5 w postaci bardzo małego otworu, z przestrzenią 12 pojemności buforowej i dalej, poprzez tą przestrzeń 12, z przewodem 25. Przepona 49 działa w przypadku awarii ruchowej tak, jak omówiona już w odniesieniu do fig. 3 przepona 26. Strzałka 38 zaznaczona na fig. 3, wskazuje kierunek przepływu oleju pod ciśnieniem, wpływającego do przewodu 23a. Strzałka 39 wskazuje kierunek przepływu oleju pod ciśnieniem, płynącego przewodem 3 i wpływającego do napędu 2 nastawnika. Strzałka 40 wskazuje kierunek przepływu oleju odpływającego przewodem 15 do odpływu.

172 596

Komora 22 sprężyny jest ponadto połączona poprzez otwory 48 i poprzez inny zawór płytkowy 28 z przewodem 29, który stanowi część składową olejowego obwodu bezpieczeństwa dla urządzenia. W przypadku spadku ciśnienia oleju w olejowym obwodzie bezpieczeństwa zawór płytkowy 28 otwiera się i panujące w komorze 22 sprężyny ciśnienie maleje, przechodząc poprzez otwory 48 do przestrzeni 12 pojemności buforowej, co powoduje, że otwiera się również zawór płytkowy 44, a w rezultacie tego napęd 2 nastawnika bardzo szybko przestawia się w położenie wyłączenia.

Jako przetwornik elektrohydrauliczny 24 został i tu zastosowany zawór proporcjonalny 30 z regulacją położenia, jak to zostało pokazane na fig. 1. Zawór proporcjonalny 30 posiada tu na przykład dwie cewki uruchamiające dla uruchamiania elektrycznego i dwie sprężyny dla uruchamiania mechanicznego tłoka zaworu oraz może on - jak to już wspomniano - przyjmować trzy położenia robocze. Szczelna krawędź zaworu proporcjonalnego 30 w położeniu roboczym zaworu, pokazanym na fig. 4, reguluje przepływ oleju pod ciśnieniem, płynącego przewodami 23a i 23b. Zawór proporcjonalny 30 jest wyposażony w sygnalizator położenia 31, którego sygnały pomiarowe położenia są przekazywane, jak to pokazuje linia działania 32, do wzmacniacza 33 celem dalszego ich przetwarzania. Wychodzące ze wzmacniac/a 33 linie działania 34 i 35 oznaczają tu przewody elektryczne, doprowadzone do cewek uruchamiających zaworu proporcjonalnego 30. Ponadto wzmacniacz 33 jest połączony, jak to pokazuje linia działania 36, z sygnalizatorem położenia 16 tłoka w układzie 4 cylindra z tłokiem, tak że również generowane i w tym przypadku sygnały pomiarowe położenia są przekazywane do wzmacniacza 33 dla dalszego ich przetwarzania.

Inna jeszcze linia działania 37 pokazuje połączenie pomiędzy wzmacniaczem 33 a nadrzędnym układem regulacyjnym urządzenia. Wzmacniacz 33 może tu zostać dobrany jako typowy wzmacniacz. Okazuje się jednak bardzo często celowym, aby w samym wzmacniaczu 33 zostały przewidziane elementy działające jako regulator, celem uzyskania dzięki temu szczególnie szybkiego przetwarzania sygnałów, a tym samym uzyskania wysokiej dynamiki urządzenia sterowniczego 1.

Na figurze 5 został pokazany zawór proporcjonalny 30 w stanie roboczym, przy nie działającym sterowaniu. W tym przypadku zasilający przewód 23a jest przerwany przez zawór proporcjonalny 30, a przewód 23b jest połączony z przewodem 25, tak że olej może wypływać z komory 22 sprężyny do odpływu. Na skutek występującego przy tym spadku ciśnienia w komorze 22 sprężyny, zawór płytkowy 44 otwiera się, tak że olej może odpływać w kanału wysokociśnieniowego 17, jak to zaznaczono strzałkami 41, poprzez kanał 50, do przestrzeni 12 pojemności buforowej i dalej, przewodem 15 do odpływu. To z kolei powoduje, że tłok 5 jest teraz dociskany przez sprężynę 8 w prawo, w kierunku ogranicznika 7. Olej przepływa równocześnie z przestrzeni stanowiącej pojemność roboczą napędu 2 nastawnika, przewodem 3, jak to pokazuje strzałka 42, do kanału wysokociśnieniowego 17, a stamtąd dalej, do odpływu, co powoduje, że napęd 2 nastawnika bardzo szybko przestawia się w położenie wyłączenia.

Rysunek zostanie teraz rozpatrzony bardziej szczegółowo dla dalszego omówienia działania urządzenia według wynalazku.

Na figurze 1 przepływ pojemnościowy oleju pod ciśnieniem jest regulowany przez przetwornik elektrohydrauliczny 24. Ten przepływ pojemnościowy jest przetwarzany w układzie 4 cylindra z tłokiem, który działa jako przetwornik, na sygnał ciśnienia. Ten sygnał ciśnienia działa w kanale wysokociśnieniowym 17 i utrzymuje tłok 5, przeciwdziałając naciskowi sprężyny 8, w pokazanym położeniu. Sygnalizator położenia 16, połączony z tłokiem 5, przekazuje sygnał pr/emleszc/enla się tłoka 5 na regulator, który porównuje ten sygnał z założoną wstępnie w układzie nadrzędnym regulacyjnym urządzenia wartością zadaną, oraz przeprowadza ewentualnie skorygowania poprzez wzmacniacz 33 i przetwornik elektrohydrauliczny 24. Każde takie skorygowanie powoduje odpowiednią zmianę natężenia przepływu pojemnościowego przez przetwornik elektrohydrauliczny 24 i zostaje przetworzone w układzie 4 cylindra z tłokiem na odpowiadające ciśnienie. Takie ciśnienie, czynne w kanale wysokociśnieniowym 17, działa na napęd 2 nastawnika względnie na kilka takich napędów 2 nastawnika i

172 596 wyznacza wielkość jego skoku. Ciśnienie to może zostać odpowiednio zwiększone, kiedy napęd 2 nastawnika powinien więcej otworzyć sterowany prze niego zawór zasilający turbinę. W tym celu zmienia się wzbudzenie cewek uruchamiających zaworu proporcjonalnego 30, tak że znajdująca się w stanie przyporu krawędź sterująca zwiększa odpowiednio wielkość przekroju poprzecznego dla przepływającego oleju.

W nadrzędnym układzie regulacyjnym urządzenia sygnały pomiarowe sygnalizatora położenia 16 są analizowane i porównywane z założonymi wstępnie wartościami zadanymi, tak że ewentualne odchylenie od tych wartości obciążone błędem zostaje natychmiast wychwycone. Określonej zmianie wielkości przekroju poprzecznego w zaworze proporcjonalnym 30 odpowiada zatem określona szybkość zmiany ciśnienia, a dalej określona prędkość przemieszczania się tłoka 5 i napędu 2 nastawnika. Układ 4 cylindra z tłokiem działa jako przetwornik. Bezpośredni pomiar położenia tłoka 5 oraz wprowadzenie takich sygnałów pomiarowych do procesu regulacyjnego, który jest sterowany przez nadrzędny układ regulacyjny urządzenia, zapobiegają przy większym stopniu pewności niestabilności w tym zakresie. Również bardziej ekonomiczne wykonanie urządzenia sterowniczego według fig. 4 wykazuje znaczne zalety opisywanego tu wykonania

FIG. 2

172 596

FIG. 3

172 596

FSG. 4

172 596

FIG. 5

172 596

FIG. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie sterownicze dla co najmniej jednego hydraulicznego napędu nastawnika o sygnale nastawczym proporcjonalnym do wielkości ciśnienia, ze wzmacniaczem sygnałów elektrycznych, z co najmniej jednym przetwornikiem elektrohydraulicznym, włączonym na wejściu hydraulicznego napędu nastawnika, oraz z hydraulicznym wzmacniaczem odpływu, włączonym pomiędzy przetwornikiem elektrohydraulicznym a napędem nastawnika, znamienne tym, że pomiędzy napędem (2) nastawnika a hydraulicznym wzmacniaczem odpływu włączony jest pośrednicząco układ (4) cylindra z tłokiem, działający jako przetwornik.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że układ (4) cylindra z tłokiem posiada co najmniej jedną cnreżvne (8) działającą na tłnk ntzw czvm tłnlr ject wwnnctżźnm z uz

   «.'χ' Oj-»* '*t \'-'Z ^>w» **** j .... J*'*-»*· » « J v»UkłŁjOli j »« sygnalizator położenia (16).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że układ (4) cylindra z tłokiem jest zespolony z pierwszym zaworem płytkowym (20,44), służącym jako wzmacniacz odpływu, tworząc wspólny zespół konstrukcyjny.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że drugi zawór płytkowy (28), który jest dobrany jako element olejowego obwodu bezpieczeństwa, zespolony jest z układem (4) cylindra i tłoka oraz z pierwszym zaworem płytkowym (2(0 44), tworząc wspólny zespół konstrukcyjny.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że zawór płytkowy (20). posiada płytkę (19) oraz działającą na nią sprężynę (21), która jest umieszczona w komorze (22) sprężyny.
6. 6. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że zawór płytkowy (44), który posiada płytkę (47) oraz działającą na nią sprężynę (21), umieszczoną w komorze (22) sprężyny, jest umieszczony wewnątrz wyposażonego w otwory (48) tłoka (5) układu (4) cylindra z tłokiem.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 5 albo 6, znamienne tym, że komora (22) sprężyny jest połączona trwale poprzez przeponę (26, 49) z odpływem oleju