PL82201B2 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 30.05,1973 Opis patentowy opublikowano: 31.12.1975 82201 KI. 42r2,13/66 MKP* G05d 13/66 Twórcawynalazku: Stanislaw Ciesielski Uprawniony z patentu tymczasowego: Wyzsza Szkola Marynarki Wojennej I im. Bohaterów Westerplatte, Gdynia (Polska) Uklad do automatycznego sterowania predkoscia obrotowa, zwlaszcza silników spalinowych Przedmiot wynalazku dotyczy ukladu do automatycznego sterowania predkos'cia obrotowa zwlaszcza silników spalinowych.Budowane obecnie uklady do automatycznego sterowania predkoscia obrotowa silników spalinowych posiadaja recznie sterowany element zadajacy, za pomoca którego zmieniana jest w sposób ciagly wartosc sygnalu nastawnego w ukladzie. Sygnal ten doprowadzony jest do elementu wykonawczego i powoduje proporcjonalne do swojej chwilowej wartosci wychylenie czlonu wyjsciowego tego elementu. Czlon ten polaczony jest z regulatorem predkosci obrotowej silnika w taki sposób, ze jego przemieszczenie zmienia napiecie wstepne sprezyn regulatora, a tym samym wartosc utrzymywanej przez regulator predkosci obrotowej.Zasadnicza wada takich ukladów jest to, ze reczne sterowanie wartoscia sygnalu nastawnego wymaga najczesciej przesuniecia odpowiedniej dzwigni i ustawienie jej na pozycji odpowiadajacej zadanej wartosci predkosci obrotowej. W przypadku wiekszej ilosci wspólpracujacych ze soba silników w duzych zespolach energetycznych, wystepuje problem synchronizacji predkosci obrotowej poszczególnych silników, który wymaga od personelu obslugujacego klopotliwego manewrowania kilkoma dzwigniami nastawnymi.Wszystkie silniki trakcyjne, a zwlaszcza silniki okretowe pracuja na ogól w pewnych zakresach predkosci obrotowej, odpowiadajacych okreslonym predkosciom ruchu, napedzanych przez n\e obiektów. Uklad sluzacy do automatycznego sterowania predkosci obrotowej tych silników powinien na okreslony sygnal spowodowac jednoczesne przejscie wszystkich silników na zadany zakres predkosci obrotowej i na tym zakresie predkosci te synchronizowac. Funkcja czlowieka obslugujacego zespól silników moglaby w takim przypadku zostac ograniczona do okreslania zakresu predkosci obrotowej, jaka maja wszystkie silniki rozwinac.Celem wynalazku jest uklad do automatycznego sterowania predkoscia obrotowa zwlaszcza silników spalinowych, posiadajacy stabilizatory cisnienia polaczone szeregowo z zaworami elektropneumatycznymi, za pomoca których ustala sie skokowo cisnienie w jednej komorze silownika pneumatycznego dwustronnego dzialania, sterujacego dzwignia regulacji predkosci obrotowej silnika. Cisnienie w drugiej komorze silownika polaczonej z przetwornikiem predkosci obrotowej na proporcjonalny sygnal pneumatyczny zmienia sie w zalez¬ nosci od obrotów silnika.2 82 201 Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykladzie rozwiazania konstrukcyjnego na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia schemat polaczen pneumatycznych, afig. 2 schemat polaczen elektrycznych. Sprezone powietrze ze zródla zasilania doprowadzone jest przez reduktor pneumatyczny 1 (fig. 1) redukujacy jego cisnienie do wartosci wymaganej dla zasilania pozostalych elementów. W celu usuniecia zanieczyszczen powietrze przetlaczane jest nastepnie przez separator 2 i filtr 3. Manometr 4 sluzy do kontrolowania cisnienia powietrza zasilajacego elementy ukladu. Z obwodu zasilania powietrze przetlaczane jest pod duzym cisnieniem do stabilizatorów cisnienia 7, 8, 9 i 10 do zaworów elektropneumatycznych 16 i 20 oraz przetwornika predkosci obrotowej walu silnika na proporcjonalna wartosc sygnalu pneumatycznego 22. W czasie pracy silnika 23 przetwornik 22 powoduje zmiane wartosci cisnienia powietrza doprowadzanego przez zawór elektropneumatycz¬ ny 20 do lewej komory tlokowej silownika pneumatycznego 17, proporcjonalnie do zmian wartosci predkosci obrotowej walu silnika 23. Stabilizatory 7, 8, 9 i 10 redukuja cisnienie powietrza do wartosci odpowiadajacych wartosciom cisnien ustalonych przez przetwornik 22 przy zakresach predkosci obrotowej, które silnik 23 ma rozwijac w czasie eksploatacji. Po uruchomieniu zaworu elektropneumatycznego 11 do prawej komory silownika 17 zaczyna doplywac ze stabilizatora 7 powietrze o cisnieniu odpowiadajacym predkosci obrotowej silnika pierwszego stopnia. Pod wplywem tego cisnienia tlok silownika 17 przemieszcza sie w kierunku na lewo powodujac stopniowe zwiekszenie napiecia sprezyn regulatora predkosci obrotowej 18. Predkosc obrotowa silnika wzrasta tak dlugo, dopóki cisnienie powietrza z przetwornika 22 doprowadzane do lewej komory silownika 17, wzrastajac proporcjonalnie do zwiekszania predkosci obrotowej silnika nie osiagnie wartosci takiej samej, jak w komorze prawej silownika 17.W celu przejscia silnika do pracy z predkoscia obrotowa drugiego stopnia w ukladzie wlaczony zostaje zawór elektropneumatyczny 12 a zamkniety zawór 11. W takim przypadku prawa komora silownika 17 zostaje polaczona ze stabilizatorem !$, 'który ustala w niej cisnienie' powietrza o takiej wartosci, która w lewej komorze silownika zostaje wytworzona przez przetworniK ll przy drugim stopniu predkosci obrotowej silnika 23. W identyczny sposób odbywa sie przejscie silnika do pracy z predkoscia obrotowa trzeciego stopnia — po polaczeniu prawej komory silownika 17 ze stabilizatorem 9 przez zawór elektropneumatyczny 13 oraz z predkoscia czwartego stopnia — po polaczeniu prawej komory silownika 17 ze stabilizatorem 10 przez zawór elektropneumatyczny 14.Zmniejszenie predkosci obrotowej silnika 23 nastepuje po uruchomieniu zaworu elektropneumatycznego laczacego prawa komore silownika 17 ze stabilizatorem cisnienia nizszego stopnia predkosci od predkosci obrotowej, która wdanej chwili silnik rozwija. Pod wplywem cisnienia doprowadzonego z przetwornika 22 do lewej komory silownika 17 jego tlok przesuwany jest w kierunku na prawo, a tym samym stopniowo zmniejszone zostaje napiecie sprezyn regulatora predkosci obrotowej 18. Proces ten bedzie trwal do czasu, w którym cisnienie z przetwornika 22 malejace wraz z malejaca wartoscia predkosci obrotowej silnika nie osiagnie wartosci cisnienia w prawej komorze silownika 17.W uzasadnionych przypadkach silniki trakcyjne musza rozwijac predkosc obrotowa maksymalnie dopusz¬ czalna. W opisanym ukladzie, wprowadzenie silnika 23 ma maksymalna predkosc obrotowa nastepuje po wlaczeniu zaworu elektropneumatycznego 16, który do prawej komory silownika 17 doprowadza powietrze o duzym cisnieniu, pod wplywem którego tlok silownika 17 przesuniety zostaje w skrajne lewe polozenie, odpowiadajace maksymalnemu napieciu sprezyn regulatora 18. W tym czasie odciety zostaje przewód laczacy w ukladzie silnik 17 z zaworami 11,12, 13 i 14.Predkosc obrotowa biegu jalowego rozwinie silnik po jednoczesnym wlaczeniu w ukladzie zaworów elektropneumatycznych 15 i 20. Po uruchomieniu zaworu 15 prawa komora silownika 17 polaczona zostaje z atmosfera, a jednoczesnie odciety zostaje przewód laczacy te komore z zaworami 11, 12, 13 i 14. Uruchomio¬ ny w tym czasie zawór 20 powoduje odciecie przewodu laczacego przetwornik 22 z lewa komora silownika 17, a jednoczesnie doprowadza do tej komory powietrze o duzym cisnieniu, pod wplywem którego tlok silownika 17 przemieszczony zostaje w kieri!;-H*u na prawo do polozenia, w którym pierscien oporowy 19 na tloczysku silownika 17 oprzp sie na zatrzasku elektromagnesu 21. Przy tym polozeniu tloka silownika 17 silnik rozwija mfni.TeaJna predkosc obrotowa na zakresie biegu jalowego. Zakres tej predkosci mozna regulowac przez zmiane polozenia pierscienia oporowego 19 na tloczysku silownika 17 lub przez zmiane polozenia elektromagnesu 21.Zatrzymanie silnika nastapi po jednoczesnym wlaczeniu zaworów 15 i 20 oraz elektromagnesu 21. W tym przypadku tlok silownika 17 przesuwajac sie na prawo nie zostanie zatrzymany w pozycji biegu jalowego przez zatrzask elektromagnesu 21. lecz przemieszczony zostanie w skrajne polozenie, przy którym calkowicie zostana odciazone sprezyny regulatora 18, a tym samym nastapi zatrzymanie silnika. Sterowany recznie zawór upustowy 5 sluzy do odpowietrzania ukladu po zakonczeniu pracy. Za pomoca manometru 16 kontrolowac mozna zredukowana przez stabilizatory 7, 8, 9 i 10 wartosc cisnienia powietrza.Schemat polaczen elektrycznych w ukladzie przedstawiono na rysunku fig. 2.82 201 3 Predkosc obrotowa na zakresie biegu jalowego rozwinie silnik po chwilowym zwarciu styków przycisku 24 w obwodzie zasilania cewki przekaznika elektromechanicznego 25. Styki 26 tego przekaznika podtrzymuja zasilanie jego cewki po zwolnieniu przycisku 24, a styki 27 wlaczaja zasilanie lampy sygnalizacyjnej 34J zaworów elektropneumatycznych 15 i 20. Jednoczesnie styki 28, 29, 30, 31 r 32 i 33 przekaznika 25 przerywaja obwody zasilania innych przekazników w ukladzie. Przejscie do predkosci obrotowej silnika na zakresie pierwszego stopnia nastepuje po chwilowym zwarciu styków przycisku 35 w obwodzie zasilania cewki przekaznika 36. Styki 28 tego przekaznika podtrzymuja zasilanie jego cewki po zwolnieniu przycisku 35 a styki 44 wlaczaja zasilanie lampy sygnalizacyjnej 45 i zaworu elektropneumatycznego 11. Jednoczesnie styki 37,39, 40, 41, 42, i 43 przekaznika 36 przerywaja obwody zasilania wszystkich pozostalych przekazników w ukladzie. Predkosc obrotowa drugiego stopnia rozwinie silnik po chwilowym zwarciu styków przycisku 46 w obwodzie zasilania cewki przekaznika 47. Styki 50 tego przekaznika podtrzymuja zasilanie jego cewki po zwolnieniu przycisku 46 a styki 55 wlaczaja zasilanie lampy sygnalizacyjnej 56 i zaworu elektropneumatycznego 12. Jednoczesnie styki 48,49, 51, 52; 53 i 54 przekaznika 47 przerywaja obwody zasilania wszystkich pozostalych przekazników w ukladzie. Predkosc obrotowa na zakresie trzeciego stopnia rozwija silnik po chwilowym zwarciu styków przyciskiT57 w obwodzie zasilania cewki przekaznika 58. Styki 62 tego przekaznika podtrzymuja zasilanie jego cewki po zwolnieniu przycisku 57, a styki 66 wlaczaja zasilanie lampy sygnalizacyjnej 67 i zaworu elektropneu¬ matycznego 13. Jednoczesnie styki 59, 60, 61, 63, 64i 65 przekaznika 58 przerywaja obwody zasilania wszystkich innych przekazników w ukladzie. Przejscie silnika do pracy z predkoscia obrotowa czwartego stopnia nastapi po chwilowym zwarciu styków przycisku 68 w obwodzie zasilania cewki przekaznika 69. Styki 74 tego przekaznika podtrzymuja zasilanie jego cewki po zwolnieniu przycisku 68 a styki 77 wlaczaja zasilanie lampy sygnalizacyjnej 78 i zaworu elektropneumatycznego 14. Jednoczesnie styki 70, 71, 72, 73 ,75 i 76 przekaznika 69 przerywaja obwody zasilania wszystkich innych przekazników w ukladzie.Maksymalna predkosc obrotowa silnik bedzie rozwijal po chwilowym zwarciu styków przycisku 79 w obwodzie zasilania cewki przekaznika 80. Styki 86 tego przekaznika podtrzymuja zasilanie jego cewki po zwolnieniu przycisku 79, a styki 88 wlaczaja zasilanie lampy sygnalizacyjnej 89 i zaworu elektropneumatycznego 16. Jednoczesnie styki 81, 82, 83, 84, 85 i 87 przekaznika 80 przerywaja obwody zasilania wszystkich innych przekazników w ukladzie. Zatrzymanie silnika nastapi po chwilowym zwarciu styków przycisku 90 w obwodzie zasilania cewki przekaznika 91.Styki 98 tego przekaznika podtrzymuja zasilanie jego cewki po zwolnieniu przycisku 90, a styki 99 wlaczaja zasilanie lampy sygnalizacyjnej 100 i elektromagnesu 21. Jednoczesnie styki 101 przekaznika 91 wlaczaja zasilanie zaworów elektropneumatycznych 15 i 20. W tym samym czasie styki 92, 93,94,95, 96 i 97 przekaznika 91 przerywaja obwody zasilania wszystkich innych przekazników w ukladzie.Jezeli kazdy z silników pracujacych w zespole elektrycznym zostanie wyposazony w uklad pneumatyczny taki jak na rysunku fig. 1, a w elektrycznej czesci ukladu (fig. 2) zawory elektropneumatyczne 11, 12, 13, 14, 15, 16 i 20 oraz elektromagnesy 21 kazdego silnika polaczone zostana ze soba równolegle, to taki uklad bedzie umozliwial jednoczesne sterowanie predkoscia obrotowa wszystkich silników w zespole, przy czym funkcja czlowieka w tym przypadku zostanie ograniczona do chwilowego nacisniecia przycisku, odpowiadajacego zadanej predkosci obrotowej.Poniewaz chwilowy wzrost predkosci obrotowej silnika wywoluje proporcjonalny wzrost cisnienia powietrza doprowadzanego z przetwornika 22 do lewej komory silownika 17, a tym samym przesuniecie jego tloka w kierunku na prawo, regulator 18 silnika zostanie w takim przypadku przesterowany na zmniejszenie predkosci. Jezeli nastapi chwilowe zmniejszenie predkosci obrotowej silnika cisnienie powietrza doprowadzonego z przetwornika 22 do lewej komory silownika 17 ulegnie propocjonalnemu zmniejszeniu i tlok silownika przesuwajac sie w kierunku na lewo przesteruje regulator 18 na zwiekszenie predkosci. Uklad umozliwia wiec nie tylko sterowanie zakresami predkosci zespolu silników, ale ponadto synchronizuje predkosc obrotowa kazdego silnika na zadanym zakresie. PL PL

Claims (9)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Uklad do automatycznego sterowania predkoscia obrotowa zwlaszcza silników spalinowych, namienny tym, ze posiada stabilizatory cisnienia (7, 8, 9 i 10) polaczone szeregowo z zaworami elektropneumatycznymi (11,12, 13 i 14).

2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze posiada równolegle polaczone ze soba przewody doprowadzajace sprezone powietrze do stabilizatorów cisnienia (7, 8, 9 i 10) a polaczone równiez równolegle ze soba przewody wyjsciowe zaworów elektropneumatycznych (11, 12, 13 i 14) polaczone sa ponadto przez elektropneumatyczny zawór upustowy (15) i polaczony z nim szeregowo zawór elektropneumatyczny (16) z jedna komora tlokowego silownika pneumatycznego (17).

3. Uklad wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze posiada przetwornik (22) predkosci obrotowej walu silnika (23) na proporcjonalna wartosc sygnalu pneumatycznego, polaczony przez zawór elektropneuma-4 82 201 tyczny (20) z druga komora silownika pneumatycznego (17), którego tloczysko polaczone jest mechanicznie z regulatorem predkosci obrotowej silnika (18) wtaki sposób, ze przesuniecia tloka silownika (17) powoduja zmiane napiecia sprezyn regulatora (18).

4. Uklad wedlug zastrz. 1—3, znamienny tym, ze posiada elektromagnes (21) jednostronnie ograniczajacy przesuniecia tloczyska silownika (17).

5. Uklad wedlug zastrz. 1-4, znamienny tym, ze posiada niestabilizowane przyciski elektryczne (24, 35, 46, 57, 68, 79, i 90), których styki polaczone sa z cewkami przekazników (25, 36, 47, 58, 69, 80 i 91) oraz równolegle ze stykami normalnie rozwartymi (26, 38, 50, 62, 74, 86 i 98) tych przekazników.

6. Uklad wedlug zastrz. 1—5, znamienny tym, ze posiada styki (26) przekaznika (25) polaczone szeregowo z polaczonymi ze soba równiez szeregowo normalnie zwartymi stykam przekazników przekazników przekazników przekazników przekazników przekazników (37, 48, (28, 49, (29, 39, (30, 40, (31, 41, 60, 61, 51, 52, 70, 71, 72. 73, 63. 81 82 83 84 85 75 76 92) 93) 94) 95) 96) 87) 87) (36, 47, 58, 69, 80 i 91), styki (38) przekaznika (36) ze stykam (25, 47, 58, 69, 80 i 91), styki (50) przekaznika (47) ze stykam (25, 36, 58, 69, 80 i 91), styki (62) przekaznika (58) ze stykam (25, 36, 47, 69, 80 i 91), styki (74) przekaznika (69) ze stykam (25, 36, 47, 58, 80 i 91), styki (86) przekaznika (80) ze stykami (32, 42, 53, 64, (25, 36, 47, 58, 69 i 91), a styki (98) przekaznika (91) ze stykami (33, 43, 54, 65, przekazników (25, 36,47, 58,69 i 80).

7. Uklad wedlug zastrz. 1—6, znamienny tym, ze ma normalnie zwarte styki (27) przekaznika (25) polaczone szeregowo z zaworem elektropneumatycznym (15) polaczonym równolegle z zaworem elektropneu- matycznym (20), styki (44) przekaznika (36) z zaworem (11), styki (55) przekaznika (47) z zaworem (12), a styki (66) przekaznika (58) z zaworem (13), styki (77) przekaznika (69) z zaworem (14), styki (88) przekaznika (80) z zaworem (16), a styki (99) z elektromagnesem (21).

8. Uklad wedlug zastrz 1-7, znamienny t y m, ze posiada styki (101) przekaznika (91) polaczone równolegle ze stykami (27) przekaznika (25).

9. Uklad wedlug zastrz. 1-8, znamienny tym, ze posiada równolegle z zaworami elektromagnetycz¬ nymi (11, 12, 13, 14, 15 i 16) oraz elektromagnesem (21) polaczone lampy sygnalizacyjne (34, 45, 56, 67, 78, 89 i 100).KI. 42r2,13/66 82 201 MKP G05d 13/66 ^W te WrL-9l R tJL ^as?— y F/p. / /?0.^ PL PL