SU1472565A1 - Электрогидравлическа система привода двухстворчатых ворот шлюза - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к управлению системами гидроавтоматики силового привода мощных механизмов и может быть использовано в гидравлических механизмах судоходных шлюзов. Цель изобретени  состоит в повышении надежности работы. Электрогидравлическа  система привода двустворчатых ворот шлюза содержит электронный пункт управлени  с двум  микропроцессорными контролерами св занными двусторонней св зью, каждый из которых имеет узел самоконтрол  его работы и два буферных регистра дл  св зи пульта с соответствующим контролером. Буферные регистры и узлы самоконтрол  позвол ют запоминать поданную команду, производить повторное автоматическое включение заданной технологической операции в случае возникновени  случайного сбо  контролера, контролировать правильность отработки запрограммированных сигналов контролером, осуществить автоматический переход на резервную микропроцессорную ЭВМ в случае случайного сбо  или неисправности основной, не прерыва  технологической операции. Наличие в электрогидравлической системе привода двустворчатых ворот шлюза двух электрогидравлических усилителей, подключенных в напорную магистраль каждого гидроцилиндра, позвол ет регулировать подачу двух насосных станций в поршневую и штоковую полости гидроцилиндров, а наличие двух предохранительных блоков надежно защищает штоки гидроцилиндров от воздействи  на них неучтенных нагрузок. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к системам гидроавтоматики поршневого привода и может быть использовано в механическом оборудовании гидросооружений.

Цель изобретения — повышение надежности работы привода.

На чертеже изображена схема электро гидравлической системы привода двустворчатых ворот шлюза.

Гидропривод двустворчатых ворот шлюза включает два силовых гидроцилиндра 1 и 2 двустороннего действия, система управления каждого из которых содержит насосную стан имеет узел самоконтроля его работы и два буферных регистра для связи пульта с соответствующим контролером. Буферные регистры и узлы самоконтроля позволяют запоминать поданную команду, производить повторное автоматическое включение заданной технологической операции в случае возникновения случайного сбоя контролера, контролировать правильность отработки запрограммированных сигналов контролером, осуществить автоматический переход на резервную микропроцессорную ЭВМ в случае случайного сбоя или неисправности основной, не прерывая технологической операции. Наличие в электрогидравлической системе привода двустворчатых ворот шлюза двух электрогидравлических усилителей, подключенных в напорную магистраль каждого гидроцилиндра, позволяет регулировать подачу двух насосных станций в поршневую и штоковую полости гидроцилиндров, а наличие двух предохранительных блоков надежно защищает штоки гидроцилиндров от воздействия на них неучтенных нагрузок. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

цию (НС) 3, управляемую с пункта 4 управления, а также предохранительный блок 5, электрогидравлический усилитель (ЭГУ) 6, включенный последовательно в напорную магистраль 8 насосной станции 3. Полость питания 7 ЭГУ соединена с напорной магистралью 8, исполнительные полости 9 и 10 ЭГУ соединены соответственно со штоковой 11 и поршневой 12 полостями гидроцилиндра, а средняя полость 13 соединена со сливом.

Насосная станция 3 включает насос 14 дожима, основной насос 15 с регулятором 16

SU .... 1472565 мощности и ЭГУ 17, идентичный ЭГУ 6. На одном валу с основным насосом 15 установлен насос 18 управления. Питание насосов 14, 15 и 18 осуществляется от бака 19. В напорной гидролинии насоса 18 управления установлен предохранительный клапан 20 и регулируемый дроссель 21, ограничивающий расход рабочей жидкости, поступающий в рабочую полость регулятора 16 мощности. К напорной гидролинии насоса 18, являющейся управляющей магистралью подключены полости 22 и 23 управления ЭГУ 6 и 17, 'а полость 24 питания ЭГУ 17 подключена гидролинией к рабочей полости регулятора 16 мощности за дросселем 21. Три другие полости ЭГУ 17 сообщены со сливом.

Электромеханические преобразователи 25 и 26 ЭГУ би 17 подключены к выходам электронных усилителей 27 и 28, входы которых подключены к выходам соответствующих преобразователей 29 и 30, которые преобразуют широтно-импульсные сигналы в непрерывные. Входы преобразователей 29 и 30 подключены к выходам широтно-импульсных модуляторов 31 пункта 4 управления.

Золотники ЭГУ 17 могут смещаться в любое крайнее положение, правое или левое (в зависимости от знаков электрических сигналов, поступающих на электромеханические преобразователи 26), так как они симметричные, работают одной из внутренних кромок наружных поршеньков, а полости, заключенные между поршеньками, соединены между собой и со сливом. При подаче электрического сигнала на электромеханический преобразователь 25, его якорь поворачивается, что вызывает смещение заслонки дифференциального управляющего элемента. Это вызывает разбаланс гидравлического моста, в результате чего появляется перепад давлений в торцах золотника. Под воздействием этого перепада золотник ЭГУ 6 перемещается на величину, пропорциональную сигналу, поступившему на электромеханический преобразователь 25.

Датчик положения каждой створки ворот состоит из двух бесконтактных сельсинов 32 и 33, валы которых механически соединены с валами цилиндрического редуктора 34, который посредством зубчатого сектора 35 и шестерни 36 связан со створками ворот 37, а створки ворот соединены шарнирно со штоками 38 гидроцилиндров 1 и 2. Трехфазные выходные обмотки сельсинов 32 и 33 подключены к общепромышленной сети через понижающий трансформатор (выходное напряжение на сельсин 20 В), а однофазные входные обмотки сельсинов 32 и 33 подключены к входу измерительного уст-ройства 39.

Пульт 40 управления пункта 4 управления через буферные регистры 41 и 42 соединен с двумя параллельно включенными самостоятельными микропроцессорными контролерами 43 и 44, соединенными между собой двусторонней связью. Контролеры 43 и 44 через шинные формирователи 45 и 46 по общей интерфейной шине электрически связаны с широтно-импульсными модуляторами 31, измерительным устройством 39 и согласующим устройством 47, выход которого подключен к пускателям электродвигателей насосов 14 и 15 каждого гидроцилиндра 1 и 2.

Блоки 31, 39 и 47 электрически включены параллельно, так как они соединены посредством общей интерфейсной шины с контролерами 43 и 44 через шинные формирователи 45 и 46. Сигналы от контролера 43 или 44 поступают через общую шину на все блоки, но воспринимаются только тем блоком, которому они адресованы (каждый блок имеет код адреса). Шинные формирователи 45 и 46 (на микросхемах типа КР580 ВА86) имеют три рабочих состояния: передача сигналов от контролера к блокам, передача сигналов от блоков к контролеру и высокоомное состояние (сопротивление), что эквивалентно физическому отсоединению шинного формирователя от электрической схемы системы. Шинный формирователь 45 или 46 переводится в высокоомное состояние при отсутствии сигнала готовности от контролера 45 или 46.

Каждый микропроцессорный контролер 43 и 44 содержит узел самоконтроля его работы, состоящий из первого одновибратора 48, второго одновибратора 49 и схемы 50 контроля, вход которой подключен к микропроцессорному контролеру 43 (44), а выход — к входу первого одновибратора 48, выход которого связан с входами соответствующего шинного формирователя 45 (46), второго одновибратора 49 и усилителя 51. Выход второго одновибратора 49 соединен с входом микропроцессорного контролера 43 (44), а выход усилителя 51 — с электронными ключами широтно-импульсных модуляторов 31, согласующего 47 и измерительного 39 .устройств.

В напорную магистраль (основного насоса 15) подключены обратный клапан 52, фильтр 53 тонкой очистки масла и предохранительный клапан 54. В напорную гидролинию насоса дожима 14 подключен обратный клапан 55.

Каждый гидроцилиндр 1 и 2 содержит предохранительный блок 5, состоящий из двух аварийно-предохранительных элементов 56 и 57, каждой из которых представляет собой два фланца и сплошную прокладку между ними, а также из двух обратных клапанов 58 и 59 и электрогидравлического распределителя 60. Обратные клапаны 58 и 59 и аварийно-предохранительные элементы 56 и 57 попарно-параллельно соединены с поршневой 12 и штоковой 11 полостями гидроцилиндра (т. е. клапан 58 и устройство 56 сообщается с полостью 11, клапан 59 и устройство 57 — с полостью 12). Электрогидравлический распределитель 60 соединяет штоковую 11 и поршневую 12 полости гидроцилиндра со сливом при включенном магните, при выключенном магните распределитель 60 разобщает полости 11 и 12.

Электрогидравлическая система привода содержит четыре реле 61—64 давления, каждое из которых гидравлически связано с соответствующей штоковой 11 или поршневой 12 полостью гидроцилиндров 1 и 2, а электрически с магнитом электрогидравлического распределителя 60, т. е. реле 61 (63) давления связано гидравлически со штоковой полостью 11 гидроцилиндра 1 (2), а реле 62 (64) давления — с поршневой 12 гидроцилиндра 1 (2).

Управление гидравлическим распределителем 60 осуществляется электромагнитом. Напряжение на электромагниты распределителей 60 подается от реле давлений 62—61, 63 и 64. Как только давление в полостях 11 и 12 гидроцилиндров 1 и 2 повысится выше настройки реле 61—64 давлений, в последних замыкаются контакты и напряжение (например, 220 В), подается на катушки электромагнитов распределителей 601 При снижении давления в полостях гидроцилиндров 1 и 2 контакты реле размыкаются и электромагниты распределителей обесточиваются. Реле 61—64 давления входят в состав аварийных блокировок.

В случае повышения давления в поршневой полости гидроцилиндра 1 (2) срабатывает реле 62 (64) давления, распределитель 60 сообщает штоковую 11 и поршневую 12 полости со сливом и между собой. Жидкость начинает вытесняться из полости 12 в бак и в трубопровод, соединяющий бак с полостью 11 через распределитель 60, а так как в полости 11 создается вакуум, то и сопротивление в этом трубопроводе меньше чем в сливном. Поэтому жидкость перетекает из полости 12 в полость 11 гидроцилиндра 1 (2), а избыток рабочей жидкости вытесняется в бак, так как объемы полостей 11 и 12 различны.

ЭГУ би 17 выпускаются в комплекте с электронными усилителями 27 и 28. Пре_г образователи 29 и 30 широтно-импульсных сигналов в непрерывные состоят из стандартных элементов — ограничителя амплитуды и фильтра.

Широтно-импульсный модулятор 31 — стандартное устройство позволяющее подавать сигналы управления, пропорциональные заданной скорости движения створок ворот, на электронные ‘ усилители 27 и 28 через устройства 29 и 30.

Датчик пути выполнен из двух стандартных бесконтактных сельсинов (например, БД—501 А). Один сельсин (32) подключен к цилиндрическому редуктору таким образом, что делает 1 оборот за полный ход затвора,' а другой (33) — 10 оборотов. Сельсин 32 определяет координату штока гидроцилиндра в первом приближе нии, а сельсин 33 уточняет координату штока на 0,1 хода створки ворот.

Измерительное устройство 39 снимает сигнал напряжения с одной из фаз трехфазной обмотки сельсиона и однофазной обмотки, замеряет фазовй сдвиг между ними, который прямо пропорционален углу поворота ротора сельсина, а соответственно, и координате штока гидроцилиндра. Результаты измерения поступают на вход микропроцессора.

Микропроцессорные контролеры — это стандартные устройства.

Пуль 40 управления состоит из ключа запуска микропроцессора и ключей выбора скоростных графиков движения створок ворот в технологических операциях.

Согласующее устройство 47 представляет собой набор оптронных тиристоров (например, ТО2—10), количество которых соответствуют количеству объектов управления.

Основные насосы 15 в комплекте с регулятором 16 мощности, насосом 18 управления, предохранительным клапаном 20 и дросселем известны.

Буферный регистр 41 (42) выполнен на триггерах, выходы которых зашунтированы большими емкостями.

Каждый шинный формирователь 46 и 45 представляет собой микросхему (типа КР580 ВА86), которая имеет входы для переключения направления передачи сигнала и перевода в высокоомное состояние, что позволяет отключать передачу сигналов при отсутствии сигнала готовности.

Электрогидравлическая система привода двустворчатых ворот шлюза работает в двух режимах, выполняя операции «Открыть ворота» и «Закрыть ворота». Рассмотрим эти операции, выполняемые каждая по единому оптимальному скоростному графику.

Выполнение операции «Открыть ворота».

На пульте 40 управления оператором включается ключ операции «Открыть», в результате чего подается сигнал на буферные регистры 41 и 42, которые запоминают поданную команду и позволяют повторно запрашивать ее при случайном сбое в работе микропроцессорных контролеров 43 и 44, по окончании технологической операции буферные регистры 41 и 42 обнуляются сигналами от микропроцессорных контролеров 43 и 44). От буферных регистров 41 и 42 сигнал подается на микропроцессорные контролеры 43 и 44, в которых записана программа этой технологической операции. Затем включается ключ «Запуск контролера». В контролерах формируются цифровые сигналы в соответствии с включенной программой. Программой предусмотрено, что один из контролеров, например, 43 является основным, а 44 — резервным.

Контролер 43 через шинный формирователь 45 через интерфейсную шину подает /

сигналы на входы модуляторов 31 обоих гидроцилиндров 1 и 2, где они преобразовываются в широтно-импульсные сигналы и поступают на электронные усилители 27 и 28 через устройства 29 и 30. С выхода усилителей 27 и 28 непрерывные сигналы управления поступают на электромеханические преобразователи 25 и 26 электрогидравлических усилителей би 17. Одновременно с выхода контролера 43 сигнал поступает на согласующее устройство 47, которое включает тиристорные пускатели электродвигателей основных насосов 15. Последние начинают разворачиваться при нулевой подаче, так как в рабочих полостях их регуляторов 16 мощности давление управления равно нулю. Это происходит за счет того, что, как только встроенные насосы управления 18 подают рабочую жидкость в полости 23 управления ЭГУ 17, золотники под воздействием электрических сигналов, поступающих на преобразователи 26, смещаются в крайнее положение и основной поток рабочей жидкости от насосов 18, проходя через дроссели 21 в регуляторы 16 мощности, сливается в бак через полости 24 питания усилителей 17. Сигнал управления, выдаваемый микропроцессорным контролером 43, непрерывно изменяется в функции времени, т. е. пропорционально запрограммированному закону перемещения створок 37 ворот и, соответственно, изменяется и положение золотников в усилителях 17. Золотники начинают прикрывать полости 24 питания ЭГУ 17, давление рабочей жидкости в регуляторах 16 мощности начинает повышаться, а расход насосов 15 увеличиваться пропорционально повышению давления жидкости в рабочих полостях регуляторов 16 мощности.

Рабочая жидкость из напорных гидролиний насосов 15 начинает поступать через обратные клапаны 52 и фильтра 53 в напорную магистраль 8 системы. Жидкость, поступив в полости 22 управления ЭГУ 6 от насосов 18 перемещает их золотники на величину, пропорциональную сигналу, поступившему на электромеханические преобразователи 25, т. е. на величину, пропорциональную начальной скорости движения створок 37, соединяя при этом полость 7 питания ЭГУ 6 через полость 9 со штоковой полостью 11 гидроцилиндров 1 и 2, а поршневую полость 12 через полости 10 и 13 ЭГУ 6 — со сливом. ЭГУ 6 в данном случае отслеживает скорость движения створок 37, а также создает подпор на сливе. .

Поступая в штоковые полости 11, рабочая жидкость приводит в движение штоки 38 гидроцилиндров 1 и 2, а следовательно, и связанные шарнирно со штоками створки 37 ворот с начальной заданной скоростью. По мере движения створок ворот микропроцессорный контролер 43, получая информацию от датчиков пути (сельсинов 32 и 33), механически связанных со штоками гидроцилиндров, сравнивает ее с заданной про8 граммой в функции от времени и корректирует выходной сигнал управления. ЭГУ 6 регулируют потоки масла в напорных и сливных магистралях гидроцилиндров 1 и 2, отслеживают скорость движения створок 37 двустворчатых ворот и создают подпор на сливе. ЭГУ 17 регулируют производительность насосов 15 для обеспечения заданного графика движения створок.

Контролер 44 работает в режиме горячего резерва. По двусторонней связи он получает постоянно от микропроцессорного контролера 43 информацию о координате графика движения створок. Получая информацию через интерфейсную шину и шинный формирователь 46 от измерительного 39 и согласующего 47 устройств, контролер 44 самостоятельно отрабатывает данную технологическую операцию аналогично контролеру 43 и готов в любой момент принять на себя функции основного контролера 43 и выдавать сигналы на исполнительные элементы.

Как только на пульте 40 управления включается ключ любой из операций в работу включаются цепи самоконтроля. Каждая схема контроля 50 получает от соответствующего ей микропроцессорного контролера 43 или 44 код теста самоконтроля и при его совпадении с заданным (что соответствует правильности работы контролеров) выдает импульс на одновибратор 48, который работает в режиме повторного запуска и выдает сигнал на усилитель 51 и второй одновибратор 49. Усилитель 51 выдает сигнал на включение электронных ключей широтно-импульсных модуляторов 31 и согласующего устройства 47. Одновибратор 49 цепи самоконтроля включается в работу в случае пропадания сигнала готовности, идущего от одновибратора 48, что говорит о том, что в контролере 43 произошел сбой. В этом случае одновибратор 48 закрывает проход сигналов через шинный формирователь 45 в направлении исполнительных элементов системы, а одновибратор 49 делает повторный запуск микропроцессорного контролера 43, допустившего случайный сбой, в этот момент контролер 43 по двусторонней связи подает сигнал контролеру 44 на продолжение технологической операции. Контролер 44 берет на себя функцию основного и выдает сигналы через шинный формирователь 46 на входы модуляторов 31 и согласующего устройства 47. Контролер 43 самовосстанавливается после повторного запуска, запрашивает информацию о ходе технологической операции по двусторонней связи от контролера 44, а также через шинный формирователь 45 от измерительного 39 и согласующего 47 устройств и начинает работать в режиме горячего резерва. Так происходит автоматический переход с одного микропроцессорного контролера на другой.

При воздействии неучтенных нагрузок на створки ворот в момент их закрытого или открытого положения используется предохранительный 5, который предохраняет гидрвцилиндр от изгиба при воздействии на створки неучтенных кратковременных нагрузок большой амплитуды, возникающих при навале судна на ворота со стороны нижнего подходного канала, а также от обратной волны. Как показывает практика эксплуатации шлюзов эти нагрузки значительно превышают устойчивость штока гидроцилиндра. Предохранители 56 и 57 являются дублирующими устройствами и должны срабатывать в случае отказа гидравлического распределителя 60 или реле давлений 61—64. Блок 5 выполнен симметрично, так как возможны навалы судна на створки ворот со стороны камеры. Таким образом, в процессе эксплуатации электрогидравлической системы привода двустворчатых ворот судоходного шлюза при сильном ветре, волне (10—30 см), протечках в системе створки ворот расходятся, датчик, установленный в створе ворот (не показан), размыкается. Ворота имеют большую парусность (их размеры: высота — 8—20 м, ширина 12—17,5 м). Створки ворот расходятся на величину 50— 100 мм, а при длительной остановке до 150 мм. Расхождение створок на эту величину не считается аварийной ситуацией, но в этом случае подать команду на наполнение камеры невозможно из-за размыкания контактов датчика, установленного в створе ворот. В целях экономии энергии (т. е. для того, чтобы не включать всю систему для полного отворения створок ворот), а также чтобы не отвлекать диспетчера от исполнения им основных функций, в систему введен насос 14 дожатия, который представляет собой насос малой производительности (например НШ—10, имеющий расход 10 л/мин и максимальное давление 16 мПа). В программе машины 44 (43) заложено включение насоса 14 дожатия в случае расхождения створок при неработающем приводе. Как только створки сходятся, датчик в створе ворот отключает насос 14 дожима. В случае повышения давления в полости 12 при работающем насосе 14 срабатывает реле 62 (64) давления, которое отключает насос 14 и одновременно включает электромагнит распределителя 60. Как только давление в полости 12 снижается ниже давления настройки реле 62 (64), блок 5 устанавливается в исходное положение.

Таким образом, блок 5 обеспечивает слив рабочей жидкости из полостей 11 и 12 гидроцилиндров 1 и 2, в которых повысилось давление вследствие воздействия нерасчетных нагрузок, и раскрытие двустворчатых ворот до прекращения воздействия нагрузок. В случае повышения давления в поршневой полости 12 гидроцилиндров 1, 2 выше давления настройки реле 62 (64) давления, реле срабатывает и, воздействуя на магнит распределителя 60, перемещает его золотник в крайнее положение, сообщив, таким образом, поршневую полость 12 со штоковой 11 гидроцилиндра 1 (2) и со сливом. Происходит перетекание жидкости из одной полости в другую, а избыток жидкости идет на слив. В случае повышения давления в штоковой полости 11 гидроцилиндра 1 (2) срабатывает реле 61 (63) давления, распределитель 60 сообщает штоковую I 1 и поршневую 12 полости со сливом. Происходит также перетекание рабочей жидкости со штоковой полости 11 в поршневую 12 полость гидроцилиндра I (2), а дефицит жидкости восполняется из бака, так как в поршневой полости 12 создается вакуум. При прекращении воздействия нагрузки на створки ворот давление в системе стабилизируется, реле давления снимает питание с магнита распределителя 60 и его золотник под воздействием пружины возвращается в нормальное закрытое положение, разобщая при этом штоковую 11 и поршневую 12 полости гидроцилиндров 1 и 2. Если по какимлибо причинам реле давления 61—64 и электрогидравлический распределитель 60 не срабатывают, то при повышении давления в штоковой полосити 11 гидроцилиндра 1 (2) рабочая жидкость срезает сплошную прокладку аварийно-предохранительного устройства 57 и сообщает эту полость со сливом. Вакуум, образованный при этом в поршневой полости 12, открывает обратный клапан 59 и обеспечивает подсос рабочей жидкости из бака для заполнения поршневой полости 12 гидроцилиндра 1 (2).

В случае повышения давления в поршневой полости 12 аварийно-предохранительное устройство 57 открывается и сообщает эту полость со сливом, рабочая жидкость идет на слив. В полости 11 образуется вакуум. Обратный клапан 58 открывается и происходит подсос рабочей жидкости из бака в штоковую полость 11 гидроцилиндра 1 (2). При срабатывании блока 5 створки ворот не болтаются, так как нагрузка действует в одном направлении. При снятии нагрузки блок Автоматически закрывается и разобщает полости 11 и 12. Если срабатывают аварийно-предохранительные устройства 56 и 57, створки также не «болтаются», так как их масса значительна (масса каждой створки 200—400 т) и 1/3 створки постоянно находится в воде, в результате чего создается дополнительное сопротивление перемещению створки. Кроме того, «болтание» створок аварийной ситуации вызвать не может, так как каждая створка имеет упоры в конечных положениях.

Толщина и материал прокладки аварийного предохранительного устройства 57 (56) выбирается в зависимости от прочностных характеристик штоков 38 гидроцилиндров 1 и 2. Реле 61—64 давления настраиваются на давление несколько ниже давления срабаты1472565

И вания аварийного предохранительного устройства 57 (56).

Операции «Закрыть ворота» осуществляется аналогично операции «Открыть ворота», но золотник ЭГУ 6 смещается в противоположную сторону так, чтобы сообщить напорную гидролинию 8 с поршневой полостью 12 гидроцилиндров 1 и 2, а сливную — со штоковой полость 11 гидроцилиндров.

После створения двустворчатых ворот, в случае воздействия на них неучтенных нагрузок, створки 37 могут разойтись. Тогда датчики, установленные в створе ворот, размыкаются и в работу включаются насосы дожима 14 до полного створения ворот.

Синхронизация движения штоков 38 гидроцилиндров 1 и 2 в технологических 'операциях обеспечивается двумя датчиками пути (каждый датчик пути содержит два сельсина 32 и 33), измерительным устройством 39 и микропроцессорным контролером 43 (44). Сельсины 32 и 33 определяют координату каждого штока 38 гидроцилиндров 1 и 2 по величине фазового сдвига. Измерительное устройство 39 измеряет величину фазового сдвига на каждом датчике пути, результаты измерения поступают в микропроцессорный контролер 43 (44), который сравнивает эти величины и выдает корректирующие сигналы управления на электромеханические преобразователи 25 и 26 ЭГУ 6 и 17 обоих гидроцилиндров, которые регулируют расход рабочей жидкости таким образом, чтобы координаты штоков 38 гидроцилиндров 1 и 2 имели одинаковую величину.

Использование изобретения позволяет увеличить пропускную способность шлюза приблизительно на 20% на счет того, что схема управления предусматривает автоматический переход на резервную ЭВМ в случае выхода из строя основной, при этом технологический цикл шлюзования не прерывается. Кроме того, повышает надежность работы электрогидравлической системы привода.

Claims (3)

1

Изобретение относитс  к системам гидроавтоматики поршневого привода и может быть использовано в механическом оборудовании гидросооружений.

Цель изобретени  - повышение надежности работы привода.

На чертеже изображена схема электро гидравлической системы привода двустворчатых ворот шлюза.

Гидропривод двустворчатых ворот шлюза включает два силовых гидроцилиндра 1 и 2 двустороннего действи , система управлени  каждого из которых содержит насосную станцию (НС) 3, управл емую с пункта 4 управлени , а также предохранительный блок 5, электрогидравлический усилитель (ЭГУ) 6, включенный последовательно в напорную магистраль 8 насосной станции 3. Полость питани  7 ЭГУ соединена с напорной магистралью 8, исполнительные полости 9 и 10 ЭГУ соединены соответственно со штоко- вой 11 и поршневой 12 полост ми гидроцилиндра , а средн   полость 13 соединена со сливом.

Насосна  станци  3 включает насос 14 дожима, основной насос 15 с регул тором 16

го

Сд

о

СД

мощности и ЭГУ 17, идентичный ЭГУ 6. На одном валу с основным насосом 15 установлен насос 18 управлени . Питание насосов 14, 15 и 18 осуществл етс  от бака 19. В напорной гидролинии насоса 18 управлени  установлен предохранительный клапан 20 и регулируемый дроссель 21, ограничивающий расход рабочей жидкости, поступающий в рабочую полость регул тора 16 мощности. К напорной гидролинии насоса 18,  вл ющейс  управл ющей магистралью подключены полости 22 и 23 управлени  ЭГУ 6 и 17, а полость 24 питани  ЭГУ 17 подключена гидролинией к рабочей полости регул тора 16 мощности за дросселем 21. Три другие полости ЭГУ 17 сообщены со сливом.

Электромеханические преобразователи 25 и 26 ЭГУ 6 и 17 подключены к выходам электронных усилителей 27 и 28, входы которых подключены к выходам соответствующих преобразователей 29 и 30, которые преобразуют щиротно-импульсные сигналы в 20 непрерывные. Входы преобразователей 29 и 30 подключены к выходам широтно-импульс- ных модул торов 31 пункта 4 управлени .

Золотники ЭГУ 17 могут смещатьс  в любое крайнее положение, правое или левое 25 (в зависимости от знаков электрических сигналов, поступающих на электромеханические преобразователи 26), так как они симметричные, работают одной из внутренних кромок наружных поршеньков, а полости, заключенные между порщеньками, соедине- зо ны между собой и со сливом. При подаче электрического сигнала на электромеханический преобразователь 25, его  корь поворачиваетс , что вызывает смещение заслонки дифференциального управл ющего элемента.

и 44 через щинные формирователи 45 и 46 по общей интерфейной щине электрически св заны с щиротно-импульсными модул торами 31, измерительным устройством 39 и согласующим устройством 47, выход которого подключен к пускател м электродвигателей насосов 14 и 15 каждого гидроцилиндра 1 и 2.

Блоки 31, 39 и 47 электрически включены параллельно, так как они соединены посредством общей интерфейсной щины с контролерами 43 и 44 через щинные формирователи 45 и 46. Сигналы от контролера 43 или 44 поступают через общую щину на все блоки, но воспринимаютс  только тем блоком, которому они адресованы (каждый блок имеет код адреса). Шинные формирователи 45 и 46 (на микросхемах типа КР580 ВА86) имеют три рабочих состо ни : передача сигналов от контролера к блокам, передача сигналов от блоков к контролеру и высокоомное состо ние (сопротивление), что эквивалентно физическому отсоединению щинного формировател  от электрической схемы системы. Шинный формирователь 45 или 46 переводитс  в высокоомное состо ние при отсутствии сигнала готовности от контролера 45 или 46.

Каждый микропроцессорный контролер 43 и 44 содержит узел самоконтрол  его работы, состо щий из первого одновибра- тора 48, второго одновибратора 49 и схемы 50 контрол , вход которой подключен к микропроцессорному контролеру 43 (44), а выход - к входу первого одно- вибратора 48, выход которого св зан с входами соответствующего щинного формировател  45 (46), второго одновибратора 49 и

Это вызывает разбаланс гидравлического 35 усилител  51. Выход второго одновибратора

40

45

моста, в результате чего по вл етс  перепад давлений в торцах золотника. Под воздействием этого перепада золотник ЭГУ 6 перемещаетс  на величину, пропорциональную сигналу, поступившему на электромеханический преобразователь 25.

Датчик положени  каждой створки ворот состоит из двух бесконтактных сельсинов 32 и 33, валы которых механически соединены с валами цилиндрического редуктора 34, который посредством зубчатого сектора 35 и шестерни 36 св зан со створками ворот 37, а створки ворот соединены шарнирно со щтоками 38 гидроцилиндров 1 и 2. Трехфазные выходные обмотки сельсинов 32 и 33 подключены к общепромышленной сети через понижающий трансформатор (выходное напр жение на сельсин 20 В), а однофазные входные обмотки сельсинов 32 и 33 подключены к входу измерительного уст-ройства 39.

Пульт 40 управлени  пункта 4 управлени  через буферные регистры 41 и 42 сое- 55 динен с двум  параллельно включенными самосто тельными микропроцессорными контролерами 43 и 44, соединенными между собой двусторонней св зью. Контролеры 43

50

49 соединён с входом микропроцессорного контролера 43 (44), а выход усилител  51 - с электронными ключами широтно-импульс- ных модул торов 31, согласующего 47 и измерительного 39 ,устройств.

В напорную магистраль (основного насоса 15) подключены обратный клапан 52, фильтр 53 тонкой очистки масла и предохранительный клапан 54. В напорную гидролинию насоса дожима 14 подключен обратный клапан 55.

Каждый гидроцилиндр 1 и 2 содержит предохранительный блок 5, состо щий из двух аварийно-предохранительных элементов 56 и 57, каждой из которых представл ет собой два фланца и сплошную прокладку между ними, а также из двух обратных клапанов 58 и 59 и электрогидравлического распределител  60. Обратные клапаны 58 и 59 и аварийно-предохранительные элементы 56 и 57 попарно-параллельно соединены с поршневой 12 и штоковой 11 полост ми гидроцилиндра (т. е. клапан 58 и устройство 56 сообщаетс  с полостью 11 клапан 59 и устройство 57 - с полостью 12). Электрогидравлический распределитель 60 соедин ет щтоковую 11 и поршневую 12

и 44 через щинные формирователи 45 и 46 по общей интерфейной щине электрически св заны с щиротно-импульсными модул торами 31, измерительным устройством 39 и согласующим устройством 47, выход которого подключен к пускател м электродвигателей насосов 14 и 15 каждого гидроцилиндра 1 и 2.

Блоки 31, 39 и 47 электрически включены параллельно, так как они соединены посредством общей интерфейсной щины с контролерами 43 и 44 через щинные формирователи 45 и 46. Сигналы от контролера 43 или 44 поступают через общую щину на все блоки, но воспринимаютс  только тем блоком, которому они адресованы (каждый блок имеет код адреса). Шинные формирователи 45 и 46 (на микросхемах типа КР580 ВА86) имеют три рабочих состо ни : передача сигналов от контролера к блокам, передача сигналов от блоков к контролеру и высокоомное состо ние (сопротивление), что эквивалентно физическому отсоединению щинного формировател  от электрической схемы системы. Шинный формирователь 45 или 46 переводитс  в высокоомное состо ние при отсутствии сигнала готовности от контролера 45 или 46.

Каждый микропроцессорный контролер 43 и 44 содержит узел самоконтрол  его работы, состо щий из первого одновибра- тора 48, второго одновибратора 49 и схемы 50 контрол , вход которой подключен к микропроцессорному контролеру 43 (44), а выход - к входу первого одно- вибратора 48, выход которого св зан с входами соответствующего щинного формировател  45 (46), второго одновибратора 49 и

усилител  51. Выход второго одновибратора

5 усилител  51. Выход второго одновибратора

0

5

5

0

49 соединён с входом микропроцессорного контролера 43 (44), а выход усилител  51 - с электронными ключами широтно-импульс- ных модул торов 31, согласующего 47 и измерительного 39 ,устройств.

В напорную магистраль (основного насоса 15) подключены обратный клапан 52, фильтр 53 тонкой очистки масла и предохранительный клапан 54. В напорную гидролинию насоса дожима 14 подключен обратный клапан 55.

Каждый гидроцилиндр 1 и 2 содержит предохранительный блок 5, состо щий из двух аварийно-предохранительных элементов 56 и 57, каждой из которых представл ет собой два фланца и сплошную прокладку между ними, а также из двух обратных клапанов 58 и 59 и электрогидравлического распределител  60. Обратные клапаны 58 и 59 и аварийно-предохранительные элементы 56 и 57 попарно-параллельно соединены с поршневой 12 и штоковой 11 полост ми гидроцилиндра (т. е. клапан 58 и устройство 56 сообщаетс  с полостью 11, клапан 59 и устройство 57 - с полостью 12). Электрогидравлический распределитель 60 соедин ет щтоковую 11 и поршневую 12

полости гидроцилиидра со сливом при включенном магните, при выключенном магните распределитель 60 разобщает полости 11 и 12.

Электрогидравлическа  система привода содержит четыре реле 61-64 давлени , каждое из которых гидравлически св зано с соответствующей штоковой 11 или поршневой 12 полостью гидроцилиндров 1 и 2, а электрически с магнитом электрогидравлического распределител  60, т. е. реле 61 (63) Ю давлени  св зано гидравлически со штоковой полостью 11 гидроцилиндра 1 (2), а реле 62 (64) давлени  - с поршневой 12 гидроцилиндра 1 (2).

Управление гидравлическим распределителем 60 осуществл етс  электромагнитом. Напр жение на электромагниты распределителей 60 подаетс  от реле давлений 62-61, 63 и 64. Как только давление в полост х 11 и 12 гидроцилиндров 1 и 2 повыситс  выше настройки реле 61-64 давлений, в последних 20 замыкаютс  контакты и напр жение (например , 220 В), подаетс  на катушки электромагнитов распределителей 60: При снижении давлени  в полост х гидроцилиндров 1 и 2 контакты реле размыкаютс  и электромагниты распределителей обесточиваютс . Реле 25 61-64 давлени  вход т в состав аварийных блокировок.

В случае повышени  давлени  в поршневой полости гидроцилиндра 1 (2) срабатывает реле 62 (64) давлени , распределитель 60 сообщает штоковую 11 и поршневую 12 полости со сливом и между собой. Жидкость начинает вытесн тьс  из полости 12 в бак и в трубопровод, соедин ющий бак с полостью 11 через распределитель 60, а так как в полости 11 создаетс  вакуум, то и

НИИ, а сельсин 33 уточн ет координату што ка на 0,1 хода створки ворот.

Измерительное устройство 39 снимае сигнал напр жени  с одной из фаз трех фазной обмотки сельсиона и однофазно обмотки, замер ет фазовн сдвиг между ни ми, который пр мо пропорционален углу по ворота ротора сельсина, а соответственно и координате штока гидроцилиндра. Резуль таты измерени  поступают на вход микро процессора.

Микропроцессорные контролеры - это стандартные устройства.

Пуль 40 управлени  состоит из ключа запуска микропроцессора и ключей выбора скоростных графиков движени  створок во рот в технологических операци х.

Согласующее устройство 47 представл ет собой набор оптронных тиристоров (напри мер, ТО2-10), количество которых соот ветствуют количеству объектов управлени  Основные насосы 15 в комплекте с регу л тором 16 мощности, насосом 18 управле ни , предохранительным клапаном 20 и дросселем известны.

Буферный регистр 41 (42) выполнен на триггерах, выходы которых зашунтированы большими емкост ми.

Каждый ш }1нный формирователь 46 и 45 представл ет собой микрос.хему (типа КР580 ВА86), котора  имеет входы дл  переключени  направлени  передачи сигнала и перевода в высокоомное состо ние, что позвол ет отключать передачу сигналов при отсутствии сигнала готовности.

Электрогидравлическа  система привода двустворчатых ворот шлюза работает в двух .,.,,, режимах, выполн   операции «Открыть восопротивление в этом трубопроводе меньше рота и «Закрыть ворота. Рассмотрим эти чем в сливном. Поэтому жидкость перете-операции, выполн емые кажда  по единому

кает из полости 12 в полость 11 гидро-оптимальному скоростному графику,

цилиндра 1 (2), а избыток рабочей жид-Выполнение операции «Открыть ворота.

кости вытесн етс  в бак, так как объемы полостей 11 и 12 различны.

ЭГУ 6 и 17 выпускаютс  в комплекте с электронными усилител ми 27 и 28. Прег образователи 29 и 30 широтно-импульсных сигналов в непрерывные состо т из Стандартных элементов - ограничител  амплитуды и фильтра.

Широтно-импульсный модул тор 31 - стандартное устройство позвол ющее подавать сигналы управлени , пропорциональные заданной скорости движени  створок ворот, на электронные усилители 27 и 28 через устройства 29 и 30.

Датчик пути выполнен из двух стандартных бесконтактных сельсинов (например , БД-501 А). Один сельсин (32) подключен к цилиндрическому редуктору таким

40

На пульте 40 управлени  оператором включаетс  ключ операции «Открыть, в результате чего подаетс  сигнал на буферные регистры 41 и 42, которые запоминают поданную команду и позвол ют повторно запрашивать ее при случайном сбое в работе микропроцессорных контролеров 43 и 44, по 45 окончании технологической операции буферные регистры 41 и 42 обнул ютс  с игна- лами от микропроцессорных контролеров 43 и 44). От буферных регистров 41 и 42 сигнал подаетс  на микропроцессорные контролеры 43 и 44, в которых записана программа этой технологической операции. Затем включаетс  ключ «Запуск контролера . В контролерах формируютс  цифровые сигналы в соответствии с включенной программой. Програ.ммой предусмотрено, что

50

образом, что делает оборот за полный один из контролеров, например, 43  вл етход затвора; а другой (33) - 10 обо- с  основным, а 44 - резервным,

ротов. Сельсин 32 определ ет координатуКонтролер 43 через шинный формироваштока гидроцилиндра в первом приближе-тель 45 через интерфейсную шину подает

НИИ, а сельсин 33 уточн ет координату штока на 0,1 хода створки ворот.

Измерительное устройство 39 снимает сигнал напр жени  с одной из фаз трехфазной обмотки сельсиона и однофазной обмотки, замер ет фазовн сдвиг между ними , который пр мо пропорционален углу поворота ротора сельсина, а соответственно, и координате штока гидроцилиндра. Результаты измерени  поступают на вход микропроцессора .

Микропроцессорные контролеры - это стандартные устройства.

Пуль 40 управлени  состоит из ключа запуска микропроцессора и ключей выбора скоростных графиков движени  створок ворот в технологических операци х.

Согласующее устройство 47 представл ет собой набор оптронных тиристоров (например , ТО2-10), количество которых соответствуют количеству объектов управлени . Основные насосы 15 в комплекте с регул тором 16 мощности, насосом 18 управлени , предохранительным клапаном 20 и дросселем известны.

Буферный регистр 41 (42) выполнен на триггерах, выходы которых зашунтированы большими емкост ми.

Каждый ш }1нный формирователь 46 и 45 представл ет собой микрос.хему (типа КР580 ВА86), котора  имеет входы дл  переключени  направлени  передачи сигнала и перевода в высокоомное состо ние, что позвол ет отключать передачу сигналов при отсутствии сигнала готовности.

Выполнение операции «Открыть ворота.

0

На пульте 40 управлени  оператором включаетс  ключ операции «Открыть, в результате чего подаетс  сигнал на буферные регистры 41 и 42, которые запоминают поданную команду и позвол ют повторно запрашивать ее при случайном сбое в работе микропроцессорных контролеров 43 и 44, по 5 окончании технологической операции буферные регистры 41 и 42 обнул ютс  с игна- лами от микропроцессорных контролеров 43 и 44). От буферных регистров 41 и 42 сигнал подаетс  на микропроцессорные контролеры 43 и 44, в которых записана программа этой технологической операции. Затем включаетс  ключ «Запуск контролера . В контролерах формируютс  цифровые сигналы в соответствии с включенной программой. Програ.ммой предусмотрено, что

0

один из контролеров, например, 43  вл ет7

10

сигналы на входы модул торов 31 обоих гидроцилиндров 1 и 2, где они преобразовываютс  в широтно-импульсные сигналы и поступают на электронные усилители 27 и 28 через устройства 29 и 30. С выхода усилителей 27 и 28 непрерывные сигналы управлени  поступают на электромеханические преобразователи 25 и 26 электрогидравлических усилителей 6 и 17. Одновременно с выхода контролера 43 сигнал поступает на согласующее устройство 47, которое включает тиристорные пускатели электродвигателей основных насосов 15. Последние начинают разворачиватьс  при нулевой подаче, так как в рабочих полост х их регул торов 16 мощности давление управле- j ни  равно нулю. Это происходит за счет того, что, как только встроенные насосы упра влени  18 подают рабочую жидкость в полости 23 управлени  ЭГУ 17, золотники под воздействием электрических сигналов, поступающих на преобразователи 26, смещаютс  в ,20 крайнее положение и основной поток рабочей жидкости от насосов 18, проход  через дроссели 21 в регул торы 16 мощности, сливаетс  в бак через полости 24 питани  усилителей 17. Сигнал управлени , выда- ваемый микропроцессорным кон-тролером 43, непрерывно измен етс  в функции времени, т. е. пропорционально запрограммированному закону перемещени  створок 37 ворот и, соответственно, измен етс  и положение золотников в усилител х 17. Золотники начинают прикрывать полости 24 питани  ЭГУ 17, давление рабочей жидкости в регул торах 16 мощности начинает повышатьс , а расход насосов 15 увеличиватьс  пропорционально повышению давлени  жидкости в рабочих полост х регул торов 16 мощности.

Рабоча  жидкость из напорных гидролиний насосов 15 начинает поступать через обратные клапаны 52 и фильтра 53 в напорную магистраль 8 системы. Жидкость, поступив в полости 22 управлени  ЭГУ 6 от насосов 18 перемещает и.х золотники на величину , пропорциональную сигналу, поступившему на электромеханические преобразователи 25, т. е. на величину, пропорциональную начальной скорости движени  створок 37, соедин   при этом полость 7 питани  ЭГУ 6 через полость 9 со штрко- вой полостью 11 гидроцилиндров 1 и 2, а поршневую полость 12 через полости 10 и 13 ЭГУ 6 - со сливом. ЭГУ 6 в данном случае отслеживает скорость движени  створок 37, а также создает подпор на сливе.

граммой в функции от времени и корректирует выходной сигнал управлени . ЭГУ 6 регулируют потоки масла в напорных и сливных магистрал х гидроцилиндров 1 и 2, отслеживают скорость движени  створок 37 двустворчатых ворот и создают подпор на сливе. ЭГУ 17 регулируют производительность насосов 15 дл  обеспечени  заданного графика движени  створок.

Контролер 44 работает в режиме гор чего резерва. По двусторонней св зи он получает посто нно от микропроцессорного контролера 43 информацию о координате графика движени  створок. Получа  информацию через интерфейсную шину и шинный формирователь 46 от измерительного 39 и согласующего 47 устройств, контролер . 44 самосто тельно отрабатывает данную технологическую операцию аналогично контролеру 43 и готов в любой момент прин ть на себ  функции основного контролера 43 и выдавать сигналы на исполнительные элементы .

Как только на пульте 40 управлени  включаетс  ключ любой из операций в работу включаютс  цепи самоконтрол . Кажда  схема контрол  50 получает от соответствующего ей микропроцессорного контролера 43 или 44 код теста самоконтрол  и при его совпадении с заданным (что соответствует правильности работы контролеров) выдает импульс на одновибратор 48, который работает в режиме повторного запуска и выдает сигнал на усилитель 51 и второй одновибратор 49. Усилитель 51 выдает сигнал на включение электронных ключей широтно-импульсных модул торов 31 и согласующего устройства 47. Одновибратор 49 цепи самоконтрол  включаетс  в работу в случае пропадани  сигнала готовности, идущего от одновибратора 48, что говорит р том, что в контролере 43 произошел сбой. В этом случае одновибратор 48 закрывает проход сигналов через шинный формирователь 45 в направлении исполнительных элементов системы, а одновибратор 49 делает повторный запуск микропроцессорного контролера 43, допустившего случайный сбой, в этот момент контролер 43 по двусторонней св зи подает сигнал контролеру 44 на про- 45 должение технологической операции. Контролер 44 берет на себ  функцию основного и выдает сигналы через шинный формирователь 46 на входы модул торов 31 и согласующего устройства 47. Контролер 43 самовосстанавливаетс  после повторного за30

35

40

П™, ,е lair™ П, рабо- 0 -„а. .а„раш„ва« „„формаиик, о ходе «хtiui , D ш.г,,.„,4r-,,,,o,..H ППРПЯ1ГИИ пп п устоооннеи св ча  жидкость приводит в движение штоки 38 гидроцилиндров 1 и 2, а следовательно, и св занные шарнирно со штоками створки 37 ворот с начальной заданной скоростью. По мере движени  створок ворот микропроцессорный контролер 43, получа  информацию от датчиков пути (сельсинов 32 и 33), механически св занных со штоками гидроцилиндров , сравнивает ее с заданной пронологической операции по двусторонней св зи от контролера 44, а также через шинный формирователь 45 от измерительного 39 и согласующего 47 устройств и начинает рабо- гг тать в режиме гор чего резерва. Так про- исходит автоматический переход с одногр микропроцессорного контролера на другой. При воздействии неучтенных нагрузок на створки ворот в момент их закрытого или

0

j 20 ,

граммой в функции от времени и корректирует выходной сигнал управлени . ЭГУ 6 регулируют потоки масла в напорных и сливных магистрал х гидроцилиндров 1 и 2, отслеживают скорость движени  створок 37 двустворчатых ворот и создают подпор на сливе. ЭГУ 17 регулируют производительность насосов 15 дл  обеспечени  заданного графика движени  створок.

Контролер 44 работает в режиме гор чего резерва. По двусторонней св зи он получает посто нно от микропроцессорного контролера 43 информацию о координате графика движени  створок. Получа  информацию через интерфейсную шину и шинный формирователь 46 от измерительного 39 и согласующего 47 устройств, контролер . 44 самосто тельно отрабатывает данную технологическую операцию аналогично контролеру 43 и готов в любой момент прин ть на себ  функции основного контролера 43 и выдавать сигналы на исполнительные элементы .

Как только на пульте 40 управлени  включаетс  ключ любой из операций в работу включаютс  цепи самоконтрол . Кажда  схема контрол  50 получает от соответствующего ей микропроцессорного контролера 43 или 44 код теста самоконтрол  и при его совпадении с заданным (что соответствует правильности работы контролеров) выдает импульс на одновибратор 48, который работает в режиме повторного запуска и выдает сигнал на усилитель 51 и второй одновибратор 49. Усилитель 51 выдает сигнал на включение электронных ключей широтно-импульсных модул торов 31 и согласующего устройства 47. Одновибратор 49 цепи самоконтрол  включаетс  в работу в случае пропадани  сигнала готовности, идущего от одновибратора 48, что говорит р том, что в контролере 43 произошел сбой. В этом случае одновибратор 48 закрывает проход сигналов через шинный формирователь 45 в направлении исполнительных элементов системы, а одновибратор 49 делает повторный запуск микропроцессорного контролера 43, допустившего случайный сбой, в этот момент контролер 43 по двусторонней св зи подает сигнал контролеру 44 на про- 45 должение технологической операции. Контролер 44 берет на себ  функцию основного и выдает сигналы через шинный формирователь 46 на входы модул торов 31 и согласующего устройства 47. Контролер 43 самовосстанавливаетс  после повторного за30

35

40

0 -„а. .а„раш„ва« „„формаиик, о ходе «х-„а . .а„раш„ва« „„формаиик, о ходе «х ,,.„,4r-,,,,o,..H ППРПЯ1ГИИ пп п устоооннеи св нологической операции по двусторонней св зи от контролера 44, а также через шинный формирователь 45 от измерительного 39 и согласующего 47 устройств и начинает рабо- тать в режиме гор чего резерва. Так про- исходит автоматический переход с одногр микропроцессорного контролера на другой. При воздействии неучтенных нагрузок на створки ворот в момент их закрытого или

открытого положени  используетс  предохранительный 5, который предохран ет гидрв- цилиндр от изгиба при воздействии на створки неучтенных кратковременных нагрузок большой амплитуды, возникающих при навале судна на ворота со стороны нижнего подходного канала, а также от обратной волны. Как показывает практика эксплуатации шлюзов эти нагрузки значительно превышают устойчивость штока гидроцилиндра . Предохранители 56 и 57  вл ютс  дублирующими устройствами и должны срабатывать в случае отказа гидравлического распределител  60 или реле давлений 61-64. Блок 5 выполнен симметрично, так как возможны навалы судна на створки ворот со стороны камеры. Таким образом, в процессе эксплуатации электрогидравлической системы привода двустворчатых ворот судоходного шлюза при сильном ветре, волне (10-30 см), протечках в системе створки ворот расход тс , датчик, установленный в створе ворот (не показан), размыкаетс . Ворота имеют большую парусность (их размеры: высота - 8-20 м, ширина 12-17,5 м). Створки ворот расход тс  на величину 50- 100 мм, а при длительной остановке до 150 мм. Расхождение створок на эту величину не считаетс  аварийной ситуацией, но в этом случае подать команду на наполнение камеры невозможно из-за размыкани  контактов датчика, установленного в створе ворот . В цел х экономии энергии (т. е. дл  того, чтобы не включать всю систему дл  полного отворени  створок ворот), а также чтобы не отвлекать диспетчера от исполнени  им основных функций, в систему введен насос 14 дожати , который представл ет собой насос малой производительности (например НШ-10, имеющий расход 10 л/мин и максимальное давление 16 мПа). В программе мащины 44 (43) заложено включение насоса 14 дожати  в случае расхождени  створок при неработающем приводе. Как только створки сход тс , датчик в створе ворот отключает насос 14 дожима. В случае повышени  давлени  в полости 12 при работающем насосе 14 срабатывает реле 62 (64) давлени , которое отключает насос 14 и одновременно включает электромагнит распределител  60. Как только давление в полости 12 снижаетс  ниже давлени  настройки реле 62 (64), блок 5 устанавливаетс  в исходное положение.

Таким образом, блок 5 обеспечивает слив рабочей жидкости из полостей II и 12 гидроцилиндров 1 и 2, в которых повысилось давление вследствие воздействи  нерасчетных нагрузок, и раскрытие двустворчатых ворот до прекращени  воздействи  нагрузок. В случае повышени  давлени  в поршневой полости 12 гидроцилиндров 1, 2 выше давлени  настройки реле 62 (64) давлени , реле срабатывает и, воздейству  на магнит распределител  60, перемещает его золотник в

5

крайнее положение, сообщив, таким образом, поршневую полость 12 со штоковой 11 гидроцилиндра 1 (2) и со сливом. Происходит перетекание жидкости из одной полости в другую, а избыток жидкости идет на слив. В случае повыщени  давлени  з штоковой полости 11 гидроцилиндра 1 (2) срабатывает реле 61 (63) давлени , распределитель 60 сообщает щтоковую 1 1 и поршневую 12 полости со сливом. Происходит также перетекание рабочей жидкости со штоковой полости И в поршневую 12 полость гидроцилиндра I (2), а дефицит жидкости восполн етс  из бака, так как в поршневой полости 12 создаетс  вакуум. При прекращении воздействи  нагрузки на створки ворот давление в системе стабилизируетс , реле давлени  снимает питание с магнита распределител  60 и его золотник под воздействием пружины возвращаетс  в нормальное закрытое положение, разобща  при этом штоковую 11 и поршневую 12 полости гидроцилиндров 1 и 2. Если по каким- либо причинам реле давлени  61-64 и электрогидравлический распределитель 60 не срабатывают, то при повышении давлени  5 в штоковой полосити 11 гидроцилиндра 1 (2) рабоча  жидкость срезает сплошную прокладку аварийно-предохранительного устройства 57 и сообщает эту полость со сливом. Вакуум, образованный при этом в поршневой полости 12, открывает обратный клапан 59 и обеспечивает подсос рабочей

0

0

жидкости из бака дл  заполнени  поршневой полости 12 гидроцилиндра 1 (2).

В случае повышени  давлени  в поршневой полости 12 аварийно-предохранительное

устройство 57 открываетс  и сообщает эту полость со сливом, рабоча  жидкость идет на слив. В полости 11 образуетс  вакуум. Обратный клапан 58 открываетс  и происходит подсос рабочей жидкости из бака в щтоковую полость 11 гидроцилиндра 1 (2).

При срабатывании блока 5 створки ворот не болтаютс , так как нагрузка дейсгвует в одном направлении. При сн тии нагрузки блок а втоматически закрываетс  и разобщает полости 11 и 12. Если срабатывают аварийно-предохранительные устройства 56 и 57, створки также не «болтаютс , так как их масса значительна (масса каждой створки 200-400 т) и 1/3 створки посто нно находитс  в воде, в результате чего создаетс  дополнительное сопротивление перемещению створки. Кроме того, «болтание створок аварийной ситуации вызвать не может , так как кажда  створка имеет упоры в конечных положени х.

Толщина и материал прокладки аварийного предохранительного устройства 57 (56) выбираетс  в зависимости от прочностных характеристик штоков 38 гидроцилиндров 1 и 2. Реле 61-64 давлени  настраиваютс  на давление несколько ниже давлени  срабаты

вани  аварийного предохранительного устройства 57 (56).

Операции «Закрыть ворота осуществл етс  аналогично операции «Открыть ворота , но золотник ЭГУ 6 смещаетс  в противоположную сторону так, чтобы сообщить напорную гидролинию 8 с порщневой полостью 12 гидроцилиндров 1 и 2, а сливную - со штоковой полость 11 гидроцилиндров .

подключены Соответственно к управл ющей и напорной магистрал м отдельной дл  каждой створки насосной станции, а также кинематически св занные со створками две пары сельсинов, св занные лини ми св зи с измерительным устройством на диспетчерском пульте управлени , отличающа с  тем, что, с целью повыщени  надежности работы привода, она снабжена подключенными к поршневым и щтоковым полост м каждого

После створени  двустворчатых ворот, 10 гидроцилиндра реле давлени , электрически св занными с предохранительными блоками каждого гидроцилиндра, пасосами дожа- ти  с обратными клапанами на выходах, установленными на насосных станци х кажв случае воздействи  на них неучтенных нагрузок, створки 37 могут разойтись. Тогда датчики, установленные в створе ворот, размыкаютс  и в работу включаютс  наки св занными с предохранительными блоками каждого гидроцилиндра, пасосами дожа- ти  с обратными клапанами на выходах, установленными на насосных станци х кажсосы дожима 14 до полного створени  во- ,, дого гидроцилиндра -и подключенными к их

Синхронизаци  движени  штоков 38 гидроцилиндров 1 и 2 в технологических операци х обеспечиваетс  двум  датчиками Ъути (каждый датчик пути содержит два

поршневым полост м, причем каждый предохранительный блок выполнен в виде двух обратных клапанов, включенных параллельно с аварийно-предохранительными элементами между порщневой и штоковой полоссельсина 32 и 33), измерительным уст- 20 т ми гидроцилиндра и сливом, а также

ройством 39 и микропроцессорным контролером 43 (44). Сельсины 32 и 33 определ ют координату каждого штока 38 гидроцилиндров 1 и 2 по величине фазового сдвига. Измерительное устройство 39 измер ет вели- чину фазового сдвига на каждом датчике пути, результаты измерени  поступают в микропроцессорный контролер 43 (44), который сравнивает эти величины и выдает корректирующие сигналы управлени  на

электрогидрораспределител ми управл емого реле давлени , имеющего два входных канала, подключенных к полост м гидроцилиндра , и два выходных канала, подключенных к сливу.

2. Система по п. 1, отличающа с  тем, что кажда  насосна  станци  выполнена в виде основного насоса и подключенного к его регул тору мощности через регулируемый дроссель дополнительного насоса с предэлектромеханические преобразователи 25 и 30 охранительным клапаном, напорной

26 ЭГУ 6 и 17 обоих гидроцилиндров,

которые регулируют расход рабочей жидкости таким образом, чтобы координаты штоков 38 гидроцилиндров 1 и 2 имели одинаковую величину.

Использование изобретени  позвол ет электромеханическим преобразователем, увеличить пропускную способность шлюза подключенным через дополнительные усили- приблизительно на 20% на счет того, что схема управлени  предусматривает автоматический переход на резервную ЭВМ в слурали с установленными на ее входе обратным клапаном, фильтром и предохранительным клапаном, управл ющей магистрали, подключенной к выходу дополнительного насоса , и электрогидравлического усилител  с

тель и преобразователь к дополнительному широтно-импульсному модул тору на диспетчерском пункте, причем три исполнительные полости дополнительного электротехнологический цикл шлюзовани  не преры- 40 гидравлического преобразовател  соединены ваетс . Кроме того, повышает надежность со сливом, полость питани  подключена к

регул тору мощности основного насоса, а полость управлени  - к управл ющей мачае выхода из стро  основной, при этом

работы электрогидравлической системы привода .

подключены Соответственно к управл ющей и напорной магистрал м отдельной дл  каждой створки насосной станции, а также кинематически св занные со створками две пары сельсинов, св занные лини ми св зи с измерительным устройством на диспетчерском пульте управлени , отличающа с  тем, что, с целью повыщени  надежности работы привода, она снабжена подключенными к поршневым и щтоковым полост м каждого

гидроцилиндра реле давлени , электрически св занными с предохранительными блоками каждого гидроцилиндра, пасосами дожа- ти  с обратными клапанами на выходах, установленными на насосных станци х кажпоршневым полост м, причем каждый предохранительный блок выполнен в виде двух обратных клапанов, включенных параллельно с аварийно-предохранительными элементами между порщневой и штоковой полосэлектрогидрораспределител ми управл емого реле давлени , имеющего два входных канала, подключенных к полост м гидроцилиндра , и два выходных канала, подключенных к сливу.

2. Система по п. 1, отличающа с  тем, что кажда  насосна  станци  выполнена в виде основного насоса и подключенного к его регул тору мощности через регулируемый дроссель дополнительного насоса с предохранительным клапаном, напорной

рали с установленными на ее входе обратным клапаном, фильтром и предохранительным клапаном, управл ющей магистрали, подключенной к выходу дополнительного насоса , и электрогидравлического усилител  с

Формула изобретени 

3. Система по п. 1, отличающа с  тем, что пульт управлени  выполнен в виде двух микропроцессорных контролеров, включенных параллельно между пультом оператора и выходной шиной интерфейса, и подклю1 . Электрогидравлическа  система привода двустворчатых ворот шлюза, включающа  гидроцилиндры привода каждой створки ворот, поршневые и щтоко-вые полости каждого из которых подключены к двум про-чейных посредством последней к двум ши- тивофазным исполнительным полост м элек- ротно-импульсным модул торам, согласующему и измерительноу устройствам, и узела контрол  работы контроллера, подключенное к последнему и состо щего из схемы контрол , первого одновибратора и усилител ,

ными модул торами на диспетчерском пункте 55 подключенного к шине интерфейса, а также управлени , средн   полость каждого элек-второго одновибратора, включенного между

трогидравлического усилител  подключена к сливу, а полости управлени  и питани 

трогидравлических усилителей каждого гидроцилиндра , электромеханические преобразователи которых через усилители и преобразователи соединены с широтно-импульсвыходом первого одновибратора и контролером , при этом первый одновибратор нодклюгистрали насосной станции.

3. Система по п. 1, отличающа с  тем, что пульт управлени  выполнен в виде двух микропроцессорных контролеров, включенных параллельно между пультом оператора и выходной шиной интерфейса, и подключейных посредством последней к двум ши- ротно-импульсным модул торам, согласующему и измерительноу устройствам, и узела контрол  работы контроллера, подключенное к последнему и состо щего из схемы контрол , первого одновибратора и усилител ,

подключенного к шине интерфейса, а также второго одновибратора, включенного между

выходом первого одновибратора и контролером , при этом первый одновибратор нодключен также к шинному формирователю, а терфейса с широтно-импульснымн модул - усилитель  вл етс  общим дл  обоих элек-торами и согласующим устройством пульта

тронных блоков и св зан через шину ин-управлени .

,2

г JL