PL236308B1 - Zasilacz hydrauliczny oraz sposób sterowania zasilaczem hydraulicznym - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest lotniskowy zasilacz hydrauliczny umożliwiający zasilanie instalacji hydraulicznej statku powietrznego podczas naziemnej obsługi technicznej oraz sposób sterowania takim zasilaczem hydraulicznym.

Na przestrzeni lat opracowywano różne przenośne urządzenia umożliwiające zasilanie narzędzi hydraulicznych, przy czym większość takich narzędzi hydraulicznych stanowią ciężkie elektronarzędzia, takie jak piły i wiertła do betonu oraz maszyny górnicze wymagające zasilania hydraulicznego o wysokim ciśnieniu. Przykład takiego przenośnego zasilacza hydraulicznego został opisany w opisie patentowym US 5 201 638.

Zasilacze hydrauliczne są również niezbędne do serwisowania statków powietrznych, takich jak samoloty i śmigłowce. Przykłady układów przeznaczonych do serwisowania statków powietrznych takich, które obejmują również układy zasilania hydraulicznego, zostały opisane na przykład w opisie patentowym US 6 424 891 oraz w zgłoszeniu US 2014/0007587. W stanie techniki znane są również układy do kontroli spływu cieczy hydraulicznej statku powietrznego, jak te opisane w opisie patentowym PL 187 052.

Ze względu na ich szerokie zastosowanie w obsłudze naziemnej statków powietrznych lotnictwa cywilnego i wojskowego, w szczególności do sprawdzania instalacji hydraulicznej statków powietrznych bez potrzeby uruchamiania silników, napełniania instalacji hydraulicznych statku powietrznego oraz oczyszczania cieczy hydraulicznej znajdującej się w instalacji statku powietrznego, ciągle istnieje duże zapotrzebowanie na niezawodne i łatwe w obsłudze, mobilne zasilacze hydrauliczne.

Twórcy niniejszego wynalazku opracowali zasilacz hydrauliczny do zasilania statku powietrznego podczas naziemnej obsługi technicznej zawierający co najmniej jedną linię hydrauliczną zawierającą zbiornik cieczy hydraulicznej, który to zbiornik cieczy hydraulicznej jest połączony za pomocą przewodów hydraulicznych z pompą główną zasilaną silnikiem i z przewodami zasilającymi statek powietrzny. Przy czym zbiornik cieczy hydraulicznej, zaopatrzony we wskaźnik poziomu cieczy hydraulicznej i filtr odpowietrzający, jest również podłączony do linii spływu odbierającej ciecz hydrauliczną ze statku powietrznego, a zasilacz jest zaopatrzony w układ kontroli zasilania cieczy hydraulicznej do statku powietrznego. Dzięki zastosowaniu filtra odpowietrzającego w zbiorniku, linia hydrauliczna jest linią otwartą (tj. ma kontakt z powietrzem). Zastosowanie tego typu rozwiązania wyeliminowało problemy (np. zapowietrzanie instalacji) występujące w zamkniętych liniach hydraulicznych zasilaczy znanych ze stanu techniki.

Filtr odpowietrzający jest dodatkowo wyposażony w osuszacz adsorpcyjny, który powoduje, że zasysane do instalacji powietrzne będzie pozbawione wilgoci.

Zbiornik cieczy hydraulicznej zasilacza według wynalazku jest zaopatrzony w sondę radarową poziomu cieczy hydraulicznej. Sonda radarowa umożliwia szybkie pomiary poziomu cieczy hydraulicznej, dzięki czemu możliwe jej wkomponowanie w elektroniczny układ sterowania. Możliwe jest jednakże zastąpienie sądy radarowej innym szybkim czujnikiem pomiaru poziomu cieczy hydraulicznej, na przykład czujnikiem na pod czerwień, czujnikiem laserowym lub czujnikiem ultradźwiękowym lub układem takich czujników.

W korzystnej postaci wykonania pompa główna zasilacza według wynalazku jest sterowana blokiem pompy wyposażonym w zawór przelewowy linii zasilania, rozdzielacz ciśnienia wydawania linii zasilania oraz rozdzielacz ciśnienia maksymalnego linii zasilania. Blok pompy jest również połączony z zaworem ręcznej regulacji ciśnienia linii zasilania.

Korzystnie pompa główna zasilacza według wynalazku jest połączona z blokiem wyjściowym linii zasilania, który to blok wyjściowy zawiera zawór zwrotny linii zasilania, regulator przepływu, czujnik ciśnienia linii zasilania, manometr ciśnienia wydawanego, oraz przepływomierz.

Zasilacz według wynalazku jest korzystnie zaopatrzony w blok spływowy na linii spływu (22), który zawiera sterowane zawory zwrotne linii spływowej, połączone z rozdzielaczem linii spływowej.

W korzystnej postaci wykonania zasilacz zawiera dwie równoległe, zbliżone konstrukcyjnie linie hydrauliczne. Dzięki zastosowaniu dwóch oddzielnych linii hydraulicznych możliwe jest ich niezależne lub łączne wykorzystanie.

Pompa główna linii hydraulicznej według wynalazku jest korzystnie zasilana silnikiem elektrycznym, albo silnikiem spalinowym.

PL 236 308 B1

Zasilacz według wynalazku jest w korzystnej postaci wykonania zaopatrzony na linii spływu w pompę odsysającą przyłączaną do linii spływowej przed blokiem spływowym za pomocą zaworu odcinającego pompę odsysającą. Pompa odsysająca wspomaga wypływ cieczy hydraulicznej ze statku powietrznego.

Silnik główny zasilacza według wynalazku zasila dodatkowo pompę wspomagającą połączoną z blokiem napełniania i chłodzenia.

Zasilacz według wynalazku zawiera korzystnie układ hydrauliczny zaopatrzony w zespół filtrów zawierających filtry wysokociśnieniowe linii zasilania, filtry niskociśnieniowe linii spływowej oraz filtry niskociśnieniowe linii filtracji i chłodzenia.

Układ kontroli zasilania cieczy hydraulicznej do statku powietrznego w zasilaczu według wynalazku stanowi korzystnie układ sterowania zawierający moduł konwersji sygnałów analogowych na sygnały cyfrowe, sterownik PLC oraz moduł sterownia wyjściami i wejściami dwustanowymi.

Przedmiotem wynalazku jest również sposób sterowania zasilaczem hydraulicznym według wynalazku. W sposobie tym moduł konwersji odbiera sygnały z sondy radarowej poziomu oleju, czujnika ciśnienia linii spływowej, czujnika ciśnienia linii zasilania, przepływomierza, oraz czujnika temperatury cieczy hydraulicznej, a następnie dostosowuje sygnały do mierzonych wartości, aby umożliwić ich dalszą obróbkę przez procesor cyfrowy, po czym otrzymane dane pomiarowe są konwertowane i przesyłane za pośrednictwem cyfrowej magistrali szeregowej do sterownika PLC z zaimplantowanym szybkim algorytmem predykcyjnym, przy czym przetwarzanie danych odbywa się w czasie rzeczywistym, a otrzymane dane wyjściowe są przesyłane za pośrednictwem cyfrowej magistrali szeregowej do modułu sterowania wyjściami i wejściami, a następnie konwertowane na sygnały dwustanowe do sterowania pracą silników zespołu pomp oraz zespołu zaworów elektromagnetycznych. Przez zespół pomp należy rozumieć wszystkie pompy z linii hydraulicznej zasilacza według wynalazku, a w szczególności pompy główne. Przez zespół zaworów elektromagnetycznych należy rozumieć wszystkie zawory elektromagnetyczne z linii hydraulicznej zasilacza według wynalazku.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym:

Fig. 1 przedstawia schemat jednej linii zasilacza hydraulicznego według wynalazku;

Fig. 2 przedstawia schemat bloku wyjściowego jednej linii zasilacza hydraulicznego według wynalazku;

Fig. 3 przedstawia schemat bloku pompy jednej linii zasilania zasilacza hydraulicznego według wynalazku;

Fig. 4 przedstawia schemat bloku napełniania i filtracji/chłodzenia jednej linii zasilania zasilacza hydraulicznego według wynalazku;

Fig. 5 przedstawia schemat bloku spływowego zasilacza hydraulicznego według wynalazku;

Fig. 6 przedstawia zasilacz hydrauliczny według wynalazku w obudowie w widoku perspektywicznym;

Fig. 7 przedstawia zespół napędowy jednej linii zasilacza hydraulicznego według wynalazku w widoku perspektywicznym;

Fig. 8 przedstawia zespół filtrów dwóch linii zasilacza hydraulicznego według wynalazku w widoku perspektywicznym;

Fig. 9 przedstawia zespół zbiorników dwóch linii zasilacza hydraulicznego według wynalazku w widoku perspektywicznym (a) i w widoku z góry (b);

Fig. 10 przedstawia ramę, na której montowane są elementy zasilacza hydraulicznego według wynalazku w widoku perspektywicznym (a) oraz ramę z zamontowanymi elementami zasilacza hydraulicznego według wynalazku w widoku perspektywicznym (b);

Fig. 11 przedstawia schemat ideowy systemu sterowania;

Fig. 12 przedstawia schemat algorytmu predykcyjnego;

Fig. 13 przedstawia przykładowy zrzut interfejsu użytkownika HMI.

W przykładzie realizacji zasilacz hydrauliczny według wynalazku zawiera dwie bliźniacze instalacje hydrauliczne A i B. Fig. 1 przedstawia schemat instalacji hydraulicznej, jednej z linii - linii B, której elementy są połączone przewodami hydraulicznymi 2. Każda z instalacji hydraulicznych obejmuje zbiornik cieczy hydraulicznej 1 połączony przez zawór odcinający pompy głównej 11 z pompą główną 31. Pompa główna 31, którą stanowi pompa osiowa wielotłoczkowa, napędzana jest silnikiem elektrycznym 3, gdzie moment obrotowy przenoszony jest przez sprzęgła podatne. Na wyjściu pompy głównej 31 umieszczony został bezpośrednio zawór przelewowy, stanowiący zawór bezpieczeństwa linii zasilania 4, nastawiony stale na 400 bar. Zabezpiecza on instalację zasilacza hydraulicznego przed mogącymi

PL 236 308 B1 się pojawić impulsami podwyższonego ciśnienia. Pompa 31 jest połączona z filtrem wysokociśnieniowym linii zasilania 5, który jest dalej połączony z blokiem wyjściowym 6, którego schemat został przedstawiony na Fig. 2. W bloku wyjściowym 6 znajdują się zawór zwrotny linii zasilania 61, regulator przepływu 62, czujnik ciśnienia linii zasilania 63, manometr ciśnienia wydawanego, tj. manometr linii zasilania 64, oraz przepływomierz 65. Ciśnienie z przepływomierza podawane jest bezpośrednio na przewód wydawczy do statku powietrznego. Użytkownik poprzez regulator 62 nastawia ręcznie żądany przepływ, którego wartość może odczytać na interfejsie użytkownika HMI 204, a mierzony jest on przepływomierzem 65. W trybie operacyjnym zasilacza hydraulicznego według wynalazku blok wyjścia 6 jest podłączony przewodami hydraulicznymi 2 do statku powietrznego.

Pompa główna sterowana jest przy pomocy bloku pompy 32 przedstawionym schematycznie na Fig. 3, wyposażonym w zawór przelewowy linii zasilania 321 nastawiający maksymalne ciśnienie wydawania pompy, rozdzielacz linii zasilania 322 odpowiedzialny za załączanie ciśnienia wydawania oraz rozdzielacz linii zasilania 323 pozwalający na wydawanie ciśnienia maksymalnego (400 bar). Do bloku pompy 32 podłączony jest zawór regulacji ciśnienia linii zasilania 324. Przy pomocy tego zaworu użytkownik nastawia żądane ciśnienie podczas obsługi statku powietrznego.

Do pompy głównej 31 podłączona jest szeregowo pompa wspomagająca 33, którą stanowi pompa zębata, napędzana silnikiem 3, która pompuje olej do linii filtracji/chłodzenia 25. Pompa wspomagająca 33 jest połączona ze zbiornikiem cieczy hydraulicznej 1 zaworem odcinającym pompę pomocniczą 12, a przez filtr niskociśnieniowy linii filtracji/chłodzenia 71 do bloku napełniania/chłodzenia 7, którego schemat przedstawiono na Fig. 4. Blok napełniania/chłodzenia 7 zawiera rozdzielacz bloku napełniania chłodzenia, tj. zawór rozdzielający linię filtracji/chłodzenia i linię napełniania 74, który umożliwia podawanie ciśnienia do instalacji spływowej z pominięciem linii filtracji 25, umożliwiając napełnianie instalacji hydraulicznej samolotu. Możliwe jest to jedynie w trybie napełniania statku powietrznego. Wówczas ciśnienie ograniczone jest zaworem zwrotnym linii napełniania 75 na 6 bar, a przepływ ustawiony jest na poziomie 12 dm³/min przy pomocy dławiącego zaworu zwrotnego linii napełniania 76. Blok napełniania/chłodzenia 7 jest połączony z chłodnicą olejowo powietrzną 72 napędzaną silniki em 73. Blok napełniania/chłodzenia na wejściu od strony filtru niskociśnieniowego linii filtracji/chłodzenia 71 jest wyposażony w zawór bezpieczeństwa linii napełniania 77.

W trybie operacyjnym zasilacz hydrauliczny według wynalazku jest przyłączony do statku powietrznego również przez linię spływu 22. Ze względu na fakt, że olej powracający pod ciśnieniem spływowym ze statku powietrznego może wymagać wspomagania, w linii spływu 22 umieszczony został układ pompy odsysającej obejmujący pompę odsysającą 8 napędzaną silnikiem 81. Układ pompy odsysającej jest szczególnie użyteczny, gdy statkiem powietrznym jest śmigłowiec. Pompa odsysająca 8 jest włączana do obiegu przez zawór odcinający pompę odsysająca 82. Układ pompy odsysającej jest połączony przez filtr niskociśnieniowy linii spływowej 9 z blokiem spływowym 10. Blok spływowy został schematycznie przedstawiony na Fig. 5 i obejmuje on sterowane zawory zwrotne linii spływowej 101, których otwarcie wymuszane jest zadziałaniem rozdzielacza linii spływowej 102, tj. zaworu sterującego zaworem zwrotnym linii spływowej. Zawory zwrotne linii spływowej 101 utrzymują niezmienny poziom oleju w zbiornikach hydraulicznych statku powietrznego. Otwarcie zaworu zwrotnego linii spływowej 110 powoduje spłynięcie oleju do zbiornika cieczy hydraulicznej 1 zasilacza hydraulicznego według wynalazku. Blok spływowy 10 jest ponadto wyposażony w czujnik ciśnienia linii spływowej 103 oraz rozdzielacz 104 zainstalowany został rozdzielacz stanowiący zawór wyboru zbiornika napełniania 104, który służy do przełączania zbiorników cieczy hydraulicznej 1’, 1 z linii hydraulicznej A i B, odpowiednio. Blok spływowy 10 jest również wyposażony w pompę napełniającą 105 zasilaną silnikiem pompy napełniania zbiorników 106, która umożliwia napełnianie zbiorników cieczy hydraulicznej 1, 1’. Załączenie tej pompy możliwe jest jedynie w trybie napełniania zbiorników zasilacza.

Zbiornik cieczy hydraulicznej jest wyposażony w sondę radarową poziomu cieczy hydraulicznej 14, czujnik temperatury cieczy hydraulicznej 16, wskaźnik poziomu cieczy hydraulicznej 15, określany również jako olejowskaz, który stanowi przezroczysta rurka kontrolna połączona ze zbiornikiem cieczy hydraulicznej 1, oraz filtr odpowietrzający 13, który jest ewentualnie wyposażony w osuszacz powietrza.

Sonda radarowa poziomu cieczy hydraulicznej 14 umożliwia na szybkie pomiary zmiany poziomu oleju, dzięki czemu możliwe jest pełne zautomatyzowanie sterowania zasilaczem hydrauliczny według wynalazku. Dzięki zaopatrzeniu zbiornika cieczy hydraulicznej w filtr odpowietrzający 13, linia hydrauliczna jest linią otwartą, tym samym eliminowane są problemy występujące w zamkniętych liniach hy

PL 236 308 B1 draulicznych zasilaczy znanych ze stanu techniki, takich jak zapowietrzenie instalacji. Filtr odpowietrzający jest dodatkowo wyposażony w osuszacz adsorpcyjny, który powoduje, że zasysane do instalacji powietrze będzie pozbawione wilgoci.

Wskaźnik poziomu cieczy hydraulicznej 15 umożliwia kontrolę poziomu cieczy w przypadku braku zasilania.

Linia hydrauliczna A i B są połączone przez następujące zawory: zawór łączący zbiorniki cieczy hydraulicznej 17, zawór łączący linie zasilania 23 oraz zawór łączący linie spływowe 24. Dzięki zastosowaniu dwóch oddzielnych linii hydraulicznych A i B możliwe jest ich niezależne wykorzystanie. Jest to szczególnie korzystne, gdy jedna z linii ulegnie, na przykład zanieczyszczeniu, a zasilacz hydrauliczny według wynalazku jest stosowany z zastosowaniem tylko jednej linii. Ponadto możliwe jest połączenie obu linii hydraulicznych A i B, na przykład przez połączenie zbiornika cieczy hydraulicznej 1, 1’, dzięki czemu zwiększone są możliwości operacyjne zasilacza hydraulicznego według wynalazku. W takim przypadku dwa zbiorniki cieczy hydraulicznej 1, 1’ są połączone zaworem 17, a pompy główne 31, 31 ’ pracują w trybie pompy równoległej, tłocząc olej do jednej linii.

Jak przedstawiono na Fig. 6, hydrauliczny zasilacz według wynalazku ma postać samonośnej przyczepy, w której elementy instalacji hydraulicznej, opisane powyżej, oraz elementy zasilania elektrycznego i sterowania są zamontowane na ramie podwozia 115, która stanowi konstrukcję nośną i jest wyposażona jest w podwozie 111. Ponadto zasilacz hydrauliczny jest zaopatrzony w osłony 117 mocowane do stelaża posadowionego na ramie podwozia 115.

Z jednej strony ramy podwozia 115, od strony jej krótszego boku, znajduje się dzielony hol 110 do przetaczania urządzenia. Dzięki podzieleniu holu 110 dostęp do poszczególnych elementów zasilacza hydraulicznego według wynalazku jest ułatwiony. Osłony 117 od strony holu 110 są wyposażone w osłonową roletę 112, za którą znajdują się przewody zasilające urządzenie oraz hydrauliczne węże wydawcze, umożliwiające połączenie instalacji hydraulicznej zasilacza hydraulicznego według wynalazku z instalacją hydrauliczną statku powietrznego.

W osłonie 117 prowadzonej wzdłuż dłuższego boku ramy podwozia 115, zapewniony jest w jego środkowej części dostęp do pulpitu operatora 116. Pulpit operatora jest wyposażony w interfejs użytkownika HMI 204, pozwalający na zobrazowanie procesów zachodzących w układach zasilacza hydraulicznego według wynalazku oraz na pośredni odczyt chwilowych zmian zapotrzebowania na olej hydrauliczny (wydatek) statku powietrznego. Pulpit operatora 116 jest dodatkowo wyposażony w wyłączniki i pokrętła umożliwiające obsługę urządzenia.

Wszystkie wyposażone w zamki pokrywy osłony 117 otwierają się do góry umożliwiając dostęp do poszczególnych elementów eksploatacyjnych lub obsługowych zasilacza hydraulicznego według wynalazku.

Pod osłoną 117 prowadzoną wzdłuż drugiego dłuższego ramy podwozia 115, tj. osłona 117 znajdującą się po przeciwnej stronie od pulpitu operatora 116, znajduje się blok elektryczny. Umieszczone zostały tam wszystkie bezpieczniki konieczne do eksploatacji zasilacza hydraulicznego oraz elementy „SoftStart-u”, tj. układu łagodnego rozruchu silników napędzających pompy. Rama podwozia została wyposażona we wnęki do podnoszenia 113, w postaci kształtowników, ułatwiających podnoszenie urządzenia przy pomocy wózka widłowego. Osłona 117 jest również zaopatrzona we wziernik ilości oleju w zbiorniku 114, przez który widoczny jest wskaźnik poziomu cieczy hydraulicznej 15 zbiornika cieczy hydraulicznej 1.

Na Fig. 7 przedstawiono schematycznie zespół napędowy pomp oraz pompy - główną 31 i wspomagającą 33. Pompa główna 31 napędzana jest przez elektryczny silnik 3. Moment na pompy główną 31 i wspomagającą 33 przenoszony jest poprzez bezobsługowe sprzęgła podatne. Sprzęgła umieszczone są w kołnierzu 313 bezpośrednio łączącym silnik z pompą. Moc silnika elektrycznego wynosi 55 kW, a jego znamionowa prędkość obrotowa to 1500 obr/min. Za pompą główną 31 umieszczona została pompa wspomagająca 33. Pompa wspomagająca 33 zapewnia obieg oleju hydraulicznego w instalacji chłodzenia i filtracji oraz służy do napełniania zbiorników statków powietrznych.

Bezpośrednio na pompie umieszczony został blok zaworu przelewowego linii zasilania 321 nastawiony fabrycznie na 400 bar. U dołu pompy znajduje się króciec zalewowy pompy głównej 315 z zaworem odcinającym pompę główną od zbiornika 11. Pompa główna posiada wziernik 314 umożliwiający podejrzenie kąta ustawienia tarczy bieżni. Na Fig. 7 widoczne są ponadto wyjście wysokociśnieniowe pompy głównej 316, króciec sterujący pompy głównej 312, króciec zalewowy pompy głównej 311 oraz króciec zalewowy pompy wspomagającej (pompy zębatej) 331.

PL 236 308 B1

Na Fig. 8 przedstawiono zespół wszystkich filtrów 118 wykorzystywanych w zasilaczu hydraulicznym według wynalazku. Pod przednią pokrywą osłony 117 wszystkie filtry biorące udział w przygotowaniu oleju hydraulicznego spełniającego wysokie normy jakościowe. Wyróżnić można filtry wysokociśnieniowe linii zasilania 5, 5’, filtry niskociśnieniowe linii spływowej 9, 9’, oraz filtry niskociśnieniowe linii filtracji i chłodzenia 71, 71’. Przy uruchomionej pompie głównej wybranej linii, olej hydrauliczny krąży nieustannie w obiegu filtracji i chłodzenia. Po upływie 3 min następuje przefiltrowanie pełnego zbiornika oleju, co zawsze zapewnia jego najwyższą jakość. Każdy filtr wyposażony jest w czujnik zanieczyszczenia filtra 119 z wyświetlaczem zapewniającym stopniową (0%, 75%, 100%) sygnalizację. Filtry wysyłają informację do pulpitu operatora o stopniu zanieczyszczenia filtrów. W przypadku konieczności wymiany wkładu filtrującego, wyświetlona zostanie odpowiednia informacja na interfejsie użytkownika HMI 204, a użytkownik musi potwierdzić, że się z nią zapoznał. Filtry mają odpowiednie oznaczenia z informacją, do której linii należą. W zespole znajduje się także zawór odcinający pompę odsysającą 82. Pompa ta wspomaga spływ oleju w przypadku niewystarczającego ciśnienia na spływie ze statku powietrznego. Zawór ten należy przestawić jedynie po uprzednim załączeniu trybu pracy z pompą odsysającą (zawsze dla śmigłowców i samolotów z nieciśnieniowanymi zbiornikami oleju).

Na Fig. 9a i 9b uwidocznione są zbiorniki cieczy hydraulicznej 1, 1’, linii hydraulicznej A i B. Każdy zbiornik cieczy hydraulicznej ma pojemność roboczą wynoszącą 118 dm³. Poziom oleju hydraulicznego mierzony jest automatycznie za pomocą sondy radarowej 14 i wyświetlany na interfejsie użytkownika HMI 204. W przypadku braku zasilania poziom oleju można skontrolować poprzez wskaźniki poziomu cieczy hydraulicznej 15 (olejowskazów) umieszczonych po bokach zbiorników cieczy hydraulicznej 1. Zbiorniki można połączyć ze sobą przy pomocy środkowego zaworu 17, w celu przejścia w tryb pracy równoległej lub dla wyrównania poziomu oleju w zbiornikach. Na górze zbiornika umieszczona jest pokrywa z króćcami spływowymi 18. Na górze zamontowane są również sondy radarowe 14, 14’. U dołu każdego ze zbiorników znajdują się króćce zalewowe pomp głównych 315. Po bokach zbiornika umieszczono króćce zalewowe pomp pomocniczych 331. W przedniej części u dołu znajduje się czujnik temperatury 16. W górnej części zbiornika umieszczony został filtr odpowietrzający 13, 13’ z osuszaczem sorpcyjnym.

W celu dokładniejszego zilustrowania zasilacza hydraulicznego według wynalazku na Fig. 10a przedstawiono podstawę zasilacza hydraulicznego obejmującego ramę podwozia 115, wraz z podwoziem 111 i holem dzielonym 110, a na Fig. 10b podstawę wraz zamontowanymi elementami linii hydraulicznych A i B, które stanowią kolejno zespół chłodnic 72, 72’, zespół napędowy obejmujący silniki 3, 3’ wraz z pompami, zespół filtrów 118, oraz zespół zbiorników cieczy hydraulicznej 1, 1’.

W zasilaczu hydraulicznym według wynalazku układ regulacji zapotrzebowania oleju, został zrealizowany przy użyciu szybkiej sondy radarowej poziomu oleju 14, szeregu czujników pomocniczych, a mianowicie czujnika ciśnienia linii spływowej 103, czujnika ciśnienia linii zasilania 63, przepływomierza 65, oraz czujnika temperatury cieczy hydraulicznej 15, oraz układu sterowania 200. Głównymi elementami układu sterowania jest moduł konwersji sygnałów analogowych na sygnały cyfrowe 201, sterownik PLC 203 oraz moduł sterownia wyjściami i wejściami dwustanowymi 205. Zadaniem modułu konwersji 201 jest odebranie, a następnie dostosowanie sygnałów mierzonych do wartości, aby umożliwić dalszą obróbkę przez procesor cyfrowy. Następnie otrzymane dane pomiarowe są konwertowane i przesyłane za pośrednictwem cyfrowej magistrali szeregowej 202 do sterownika PLC 203. Aby układ regulacji pracował efektywnie i spełniał wymogi współpracy z nowoczesnymi statkami powietrznymi przetwarzanie danych odbywa się w czasie rzeczywistym. Z uwagi, że układ regulacji zapotrzebowania oleju jest systemem dynamicznym w sterowniku PLC 203 zaimplantowano szybki algorytm predykcyjny. Jego główną cechą jest dostosowanie działania regulatora z wyprzedzeniem zanim nastąpią zmiany wielkości wyjściowych układu. Otrzymane dane wyjściowe przesyłane są za pośrednictwem cyfrowej magistrali szeregowej 202 do modułu sterowania wyjściami i wejściami 205. Następnie dane są przekonwertowane na sygnały dwustanowe do sterowania pracą silników zespołu pomp 206 oraz zespołu zaworów elektromagnetycznych 207. Dodatkowym czynnikiem wpływającym na pracę układu jest użytkownik, który za pośrednictwem interfejsu HMI 204 oraz innych elementów pulpitu operatora 116 może dostosować parametry pracy zasilacza hydraulicznego według wynalazku do wymagań obsługiwanego obiektu. Do modułu sterowania wyjściami i wejściami są również przekazywane sygnały z czujników zanieczyszczenia filtra 119. Na Fig. 11 i 12 przedstawiono odpowiednio, schemat blokowy układu sterowania oraz schemat blokowy algorytmu predykcyjnego. Algorytm predykcyjny wykrywa kiedy następuje spadek poziomu oleju w zbiorniku cieczy hydraulicznej (1) i przewiduje kiedy nastąpi zmiana tendencji zapotrze

PL 236 308 B1 bowania na olej. Na Fig. 13 przedstawiono przykładowy zrzut interfejsu użytkownika HMI. Na wyświetlaczu HMI są widoczne następujące dane: 301 - cyfrowe olejowskazy poszczególnych burt; 302 - ilość oleju w zbiorniku podana w dm³; 303 - wskaźniki informujące o stanach awaryjnych; 304 - obszar odczytu parametrów mierzonych przez urządzenie; 305 - zadawana ilość oleju do uzupełnienia lub odessania podczas pracy; 306 - dziennik zdarzeń.

Zasilacz hydrauliczny według wynalazku pozwala na uzyskanie niespotykanej do tej pory w tego typu urządzaniach funkcjonalności. Oprócz zasilania instalacji hydraulicznej statku powietrznego pozwala ono na:

1. kontrolę; oraz zapis w formie wykresów, zapotrzebowania na olej hydrauliczny statku powietrznego podczas jego obsługi technicznej;

2. kontrolę ciśnienia zasilania oraz zapis czynności związanych z podawaniem ciśnienia do statku powietrznego;

3. kontrolę oraz regulację; ciśnienia na spływie z samolotu, oraz możliwość przedstawienia jego zmian w formie wykresu;

4. możliwość zadania impulsowo skoku ciśnienia o określonej wartości;

5. możliwość szybkiego wyłączenia podawania ciśnienia do statku powietrznego;

6. możliwość zapisu danych w pamięci przenośnej z przeprowadzonych czynności;

7. możliwość zaprogramowania parametrów potrzebnych do obsługi danego typu bądź egzemplarza statku powietrznego;

8. możliwość zdalnej diagnostyki podzespołów zasilacza poprzez sieć bezprzewodową;

9. możliwość programowania progów zabezpieczeń w przypadku niestandardowych obsług lub testów instalacji hydraulicznej statku powietrznego. Użytkownik ma możliwość nastawy następujących parametrów, które zostaną zabezpieczone przez urządzenie: programowalna maksymalna temperatura oleju hydraulicznego, programowalne maksymalne cienienie wydawane do statku powietrznego, programowalne maksymalne cienienie spływu z instalacji statku powietrznego, programowalne progi wahania ilości oleju w zbiornikach statku powietrznego, programowalna ilość oleju do uzupełnienia w trybie napełniania zbiorników statku powietrznego, programowalna ilość oleju uzupełniana w urządzeniu podczas jego napełniania z beczek lub zbiorników;

10. możliwość wglądu w historię pracy urządzenia;

11. urządzenie posiada dziennik zdarzeń rejestrujący wszystkie parametry, co pozwala na wgląd w historię oraz diagnostykę ewentualnych usterek zasilacza lub usterek instalacji hydraulicznej statku powietrznego.

Poniżej przedstawiono oznaczenia elementów zasilacza hydraulicznego:

, 1 ’ - zbiornik cieczy hydraulicznej

- zawór odcinający pompę główną

- zawór odcinający pompę pomocniczą

- filtr odpowietrzający zbiornik (ewentualnie z osuszaczem adsorpcyjnym)

- sonda radarowa poziomu cieczy hydraulicznej

- wskaźnik poziomu cieczy hydraulicznej

- czujnik temperatury cieczy hydraulicznej

- zawór łączący zbiorniki linii A i B

- króćce spływowe

- przewody hydrauliczne

- linia zasilania

- linia spływu

- zawór łączący linie zasilania A i B

- zawór łączący linie spływowe A i B

- linia filtracji i chłodzenia

- silnik napędzający pompę 31 i pompę wspomagającą 33

- pompa główna

311 - króciec przelewowy pompy głównej

312 - króciec sterujący pompy głównej

313 - kołnierz mocujący

PL 236 308 B1

314 - wziernik kąta tarczy

315 - króciec zalewowy pompy głównej

316 - wyjście wysokociśnieniowe pompy głównej

- blok pompy

321 - zawór przelewowy linii zasilania

322 - rozdzielacz ciśnienia wydawania linii zasilania

323 - rozdzielacz ciśnienia maksymalnego linii zasilania

324 - zawór regulacji ciśnienia linii zasilania

- pompa wspomagająca (zębata)

331 - króciec zalewowy pompy pomocniczej (zębatej)

- zawór bezpieczeństwa linii zasilania

5, 5’ - filtr wysokociśnieniowy linii zasilania

- blok wyjściowy

- zawór zwrotny linii zasilania

- regulator przepływu linii zasilania

- czujnik ciśnienia linii zasilania

- manometr ciśnienia linii zasilania

- przepływomierz

- blok napełniania i chłodzenia

- filtr niskociśnieniowy linii filtracji i chłodzenia

- powietrzna chłodnica oleju hydraulicznego

- silnik napędzający chłodnicę

- zawór rozdzielający linię filtracji/chłodzenia i linię napełniania (rozdzielacz bliku bloku napełniania i chłodzenia)

- zawór zwrotny linii napełniana

- zawór dławiący linii napełniania

- zawór bezpieczeństwa linii napełniania

- pompa odsysająca

- silnik napędzający pompę odsysającą

- zawór odcinający pompę odsysającą

- filtr niskociśnieniowy linii spływowej

- blok spływowy

101 - sterowany zawór zwrotny linii spływowej

102 - rozdzielacz linii spływowej (zawór sterujący zaworem zwrotnym linii spływowej)

103 - czujnik ciśnienia linii spływowej

104 - zawór wyboru zbiornika napełniania

105 - pompa napełniająca

106 - silnik pompy napełniania zbiorników

110 - hol

111 - podwozie

112 - roleta

113 - wnęka do podnoszenia

114 - wziernik ilości oleju w zbiorniku

115 - rama podwozia

116 - pulpit operatora

117 - osłony

118 - zespół filtrów

119 - czujnik zanieczyszczenia filtra z wyświetlaczem

200 - układ sterowania zasilacza hydraulicznego

201 - moduł konwersji sygnałów analogowych na sygnały cyfrowe

202 - magistrala szeregowa cyfrowej transmisji danych

203 - sterownik PLC z zaimplementowanym algorytmem sterowania

204 - interfejs użytkownika HMI

205 - moduł sterowania wyjściami i wejściami dwustanowymi

206 - zespół pomp

207 - zespół zaworów elektromagnetycznych

PL 236 308 B1

301 - cyfrowe olejowskazy poszczególnych burt

302 - ilość oleju w zbiorniku podana w dm³

303 - wskaźniki informujące o stanach awaryjnych

304 - obszar odczytu parametrów mierzonych przez urządzenie

305 - zadawana ilość oleju do uzupełnienia lub odessania podczas pracy

306 - dziennik zdarzeń

Claims (14)

Zastrzeżenia patentowe

1. Zasilacz hydrauliczny do zasilania statku powietrznego w stanie spoczynku zawierający co najmniej jedną otwartą linię hydrauliczną zawierającą zbiornik cieczy hydraulicznej (1) zaopatrzony w filtr odpowietrzający (13), który to zbiornik cieczy hydraulicznej (1) jest połączony za pomocą przewodów hydraulicznych (2) z pompą główną (31) zasilaną silnikiem (3) i z przewodami zasilającymi (21) statek powietrzny, przy czym zbiornik cieczy hydraulicznej (1), który jest zaopatrzony we wskaźnik poziomu cieczy hydraulicznej (15), jest również podłączony do linii spływu (22) odbierającej ciecz hydrauliczną ze statku powietrznego, a zasilacz jest zaopatrzony w układ kontroli zasilania cieczy hydraulicznej do statku powietrznego, znamienny tym, że na linii spływu (22) znajduje się pompa odsysającą (8) przyłączona przez zawór odcinający pompę odsysającą (82).

2. Zasilacz według zastrz. 1, znamienny tym, że zbiornik cieczy hydraulicznej (1) jest dodatkowo zaopatrzony w sondę radarową poziomu cieczy hydraulicznej (14).

3. Zasilacz według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że pompa główna (31) jest sterowana blokiem pompy (32) wyposażonym w zawór przelewowy linii zasilania (321), rozdzielacz ciśnienia wydawania linii zasilania (322) oraz rozdzielacz ciśnienia maksymalnego linii zasilania (323), przy czym blok pompy (32) jest połączony z zaworem ręcznej regulacji ciśnienia linii zasilania (324).

4. Zasilacz według jednego spośród zastrz. 1-3, znamienny tym, że pompa główna (31) jest połączona z blokiem wyjściowym (6) linii zasilania, który to blok wyjściowy (6) zawiera zawór zwrotny linii zasilania (61), regulator przepływu (62), czujnik ciśnienia linii zasilania (63), manometr ciśnienia wydawanego (64), oraz przepływomierz (65).

5. Zasilacz według jednego spośród zastrz. 1-4, znamienny tym, że na linii spływu (22) znajduje się blok spływowy (10), który zawiera sterowane zawory zwrotne linii spływowej (101), połączone z rozdzielaczem linii spływowej (102).

6. Zasilacz według jednego spośród zastrz. 1-5, znamienny tym, że zawiera dwie linie hydrauliczne.

7. Zasilacz według jednego spośród zastrz. 1-6, znamienny tym, że zasilający pompę główną (31) silnik (3) jest silnikiem elektrycznym.

8. Zasilacz według jednego spośród zastrz. 1-6, znamienny tym, że zasilający pompę główną (31) silnik (3) jest silnikiem spalinowym.

9. Zasilacz według jednego spośród zastrz. 1-8, znamienny tym, że zawór odcinający pompę odsysającą (82) przyłączający do linii spływu (22) pompę odsysającą (8) znajduje się przed blokiem spływowym (10).

10. Zasilacz według jednego spośród zastrz. 1-9, znamienny tym, że silnik (3) zasila dodatkowo pompę wspomagającą (33) połączoną z blokiem napełniania i chłodzenia (7).

11. Zasilacz według jednego z zastrz. 1-10, znamienny tym, że układ hydrauliczny jest zaopatrzony w zespół filtrów (118), który to zespół filtrów (118) zawiera filtry wysokociśnieniowe linii zasilania (5), filtry niskociśnieniowe linii spływowej (9) oraz filtry niskociśnieniowe linii filtracji i chłodzenia (71).

12. Zasilacz według jednego spośród zastrz. 1-11, znamienny tym, że filtr odpowietrzający (13) jest zaopatrzony w osuszacz adsorpcyjny.

13. Zasilacz według jednego spośród zastrz. 1-12, znamienny tym, że układ kontroli zasilania cieczy hydraulicznej do statku powietrznego stanowi układ sterowania (200) zawierający moduł konwersji sygnałów analogowych na sygnały cyfrowe (201), sterownik PLC (203) oraz moduł sterownia wyjściami i wejściami dwustanowymi (205).

PL 236 308 Β1

14. Sposób sterowania zasilaczem określonym w dowolnym spośród zastrz. 1-13, znamienny tym, że moduł konwersji (201) odbiera sygnały z sondy radarowej poziomu oleju (14), czujnika ciśnienia linii spływowej (103), czujnika ciśnienia linii zasilania (63), przepływomierza (65), oraz czujnika temperatury cieczy hydraulicznej (15), a następnie dostosowuje sygnały do mierzonych wartości, aby umożliwić ich dalszą obróbkę przez procesor cyfrowy, po czym otrzymane dane pomiarowe są konwertowane i przesyłane za pośrednictwem cyfrowej magistrali szeregowej (202) do sterownika PLC (203) z zaimplantowanym szybkim algorytmem predykcyjnym, przy czym przetwarzanie danych odbywa się w czasie rzeczywistym, a otrzymane dane wyjściowe są przesyłane za pośrednictwem cyfrowej magistrali szeregowej (202) do modułu sterowania wyjściami i wejściami (205), a następnie konwertowane na sygnały dwustanowe do sterowania pracą silników zespołu pomp (206) oraz zespołu zaworów elektromagnetycznych (207).