ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ И СМАЗКИ СУДОВОГО ВИНТОРЕДУКТОРНОГО АГРЕГАТА Российский патент 1996 года по МПК B63H21/38 B63H3/08 

Изобретение относится к судостроению, в частности к гидравлическим системам винторедукторных агрегатов (ВРА) для судовых пропульсивных комплексов, преимущественно с гребными винтами регулируемого шага (ВРШ).

Известны ВРА, включающие гребной ВРШ, валопровод, редуктор с встроенным гидроцилиндром механизма изменения шага лопастей гребного винта, валом отбора мощности на генератор и вспомогательные механизмы (в том числе насосы) и с одной или несколькими муфтами для разобщения элементов ВРА между собой и с главным двигателем. Гидросистема управления и смазки ВРА обычно включает контур высокого давления для управления гидроцилиндром ВРШ, контур среднего давления для управления разобщительными муфтами, контур смазки зубчатых зацеплений, подвижных соединений и подшипников ВРА, а также два навешенных насоса насос высокого и среднего давления и насос низкого давления для раздельного питания соответствующих контуров с соответствующей арматурой, приборами и линиями управления [1] В гидросистеме любого типа имеется резервный насос с автономным электроприводом, включающийся только в случае неисправности основных насосов.

Гидросистемы с двумя насосами сложные в производстве и эксплуатации, имеют большую начальную стоимость. Кроме того, эти гидросистемы недостаточно экономичны, так как поддерживают номинальные параметры рабочей жидкости в контурах управления в период бездействия обслуживаемых механизмов (работа смазочного контура поддерживается все время работы ВРА).

Известна гидравлическая система управления и смазки судового ВРА, содержащая единый насос с приводом от последнего, гидрораспределители управления механизмами агрегата в контурах высокого и среднего давления с соответствующими линиями управления, а также предохранительные регулируемые клапаны в контурах смазки и среднего давления [2]
При работе всех управляемых механизмов системы с единым насосом менее экономичны по сравнению с системами с двумя насосами.

Однако в известных гидросистемах ВРА давление и расход рабочей жидкости в контурах управления поддерживаются на номинальном уровне независимо от функционирования управляемых механизмов агрегата, суммарная наработка которых на большинстве типов судов значительно меньше времени общей работы ВРА. Это обуславливает низкую экономичность известных гидросистем и ускоренный износ элементов арматуры.

Техническая задача изобретения заключается в максимальном снижении параметров рабочей жидкости в контурах управления в период бездействия обслуживаемых ими механизмов ВРА (например, в стояночном режиме судна при остановленном ВРШ и работающем валогенераторе).

Технический результат изобретения снижение энергопотребления гидросистемой и повышение ее надежности и долговечности.

Это достигается снабжением известной гидросистемы ВРА с одним насосом нормально открытым управляемым клапаном, установленным параллельно предохранительному регулируемому клапану контура среднего давления, и управляемым нормально открытым предохранительным клапаном, установленным между контуром высокого давления и контурами смазки и среднего давления, при этом линия управления упомянутого нормального открытого клапана сблокирована с линией управления механизмами в контуре среднего давления, а линия управления упомянутого нормально открытого предохранительного клапана сблокирована с линией управления механизмами в контуре высокого давления.

На чертеже представлена принципиальная схема гидравлической системы ВРА с частичным раскрытием кинематической связи его управляемых механизмов.

Гидравлическая система управления и смазки судового ВРА с гребным ВРШ содержит основной насос 1 с соответствующей арматурой, приводящийся от вала 2 отбора мощности редуктора 3, фильтры 4, электроуправляемые гидрораспределители 5 и 6 управления гидроцилиндром 7 механизма изменения шага лопастей ВРШ 8. Указанные элементы вместе с резервным электронасосом 9, напорными и сливными трубопроводами образуют контур высокого давления, требующий для своей работы максимальных параметров рабочей жидкости.

Ведущий вал 10 редуктора 3 соединен с валом главного двигателя 11 гидравлической разобщительной муфтой 12, для управления которой имеется электрогидрораспределитель 13 и пневмогидроаккумулятор 14. В образуемом ими контуре среднего давления имеется предохранительный регулируемый клапан 15, а также могут быть и другие механизмы, например разобщительная муфта генератора, навешенного на вал 2 отбора мощности, арматура и приборы (не показан). Контур смазки подшипников и подвижных соединений ВРА включает предохранительный регулируемый клапан 16, охладитель 17 рабочей жидкости, трубопроводы и арматуру. Между контуром высокого давления и контактами смазки и среднего давления установлен управляемый нормально открытый предохранительный клапан 18, а параллельно предохранительному регулируемому клапану 15 управляемый нормально открытый клапан 19, который может быть выполнен например, в виде электрогидрораспределителя. Линия управления клапана 19 сблокирована с линией управления электрогидрораспределителя 13, а линия управления предохранительного клапана 18 с линией управления электрогидрораспределителей 5 и 6. Сливы рабочей жидкости направляются в цистерну 20, которой является поддон редуктора 3.

При работе гидравлической системы ВРА насос 1 забирает рабочую жидкость из цистерны 20 и направляет ее через фильтры 4 и открытые управляемые предохранительный клапан 18 и клапан 19 в контур смазки, из которого, пройдя охладитель 17, она распределяется по точкам смазки ВРА под давлением, поддерживаемым предохранительным регулируемым клапаном 16 и постоянным при всех режимах работы ВРА.

Для приведения во вращение ВРШ 8 подается сигнал управления на электрогидрораспределитель 13 для включения муфты 12 на передачу крутящего момента двигателя 11 к валопроводу ВРШ и одновременно на закрытие клапана 19, после чего предохранительный регулируемый клапан 15 вступает в действие и устанавливает в контурах высокого и среднего давления (до него) параметры рабочей жидкости, номинальные для контура среднего давления.

При необходимости изменения шага лопастей ВРШ 8 при его вращении одновременно подается сигнал управления на электрогидрораспределители 5 и 6 (в зависимости от необходимой скорости перекладки лопастей) и на закрытие предохранительного клапана 18, после чего его регулирующая часть устанавливает в контуре высокого давления максимальное для гидросистемы давление, необходимое для работы гидроцилиндра 7 изменения шага лопастей, а в контуре среднего давления необходимые параметры поддерживаются клапаном 15.

По окончании перекладки лопастей ВРШ клапан 18 снова открывается, понижая параметры гидросистемы до необходимых по условиях работы механизмов, питающихся от контуров среднего давления и смазки. Для остановки вращения ВРШ разобщается муфта 12 и одновременно открывается клапан 19, устанавливая в гидросистеме минимальное давление и, соответственно, минимальный уровень энергопотребления насоса 1.

Аналогичным образом изобретение может быть применено в ВРА с гребными винтами фиксированного шага (с реверсивными редукторами) и других судовых редукторах, в том числе двухскоростных или с многодвигательным приводом, и в гидросистемах судовых пропульсивных комплексов иных типов.

Использование: в судостроении, в частности в гидросистемах судовых винто-редукторных агрегатов пропульсивных комплексов преимущественно с винтом регулируемого шага. Сущность изобретения: гидросистема управления и смазки содержит единый навешенный на агрегат насос 1, гидрораспределители механизмов агрегата и предохранительные регулируемые клапаны контуров смазки и управления. Между контурами высокого и среднего давления установлен управляемый нормально открытый предохранительный клапан 18, а параллельно предохранительному регулируемому клапану 15 контура среднего давления - управляемый нормально открытый клапан 19. Линии управления этих клапанов сблокированы с линиями управления механизмов в обслуживаемых клапанами контурах для снижения давления в последних в период бездействия управляемых механизмов. 1 ил.

ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ И СМАЗКИ СУДОВОГО ВИНТОРЕДУКТОРНОГО АГРЕГАТА, содержащая единый насос с приводом от редуктора последнего, гидрораспределители управления механизмами агрегата в контурах высокого и среднего давления и соответствующими линиями управления, а также предохранительные регулируемые клапаны контура смазки и контура среднего давления, отличающаяся тем, что она снабжена управляемым нормально открытым клапаном, установленным параллельно предохранительному регулируемому клапану контура среднего давления, и управляемым нормально открытым предохранительным клапаном, установленным между контуром высокого давления и контурами смазки и среднего давления, при этом линия управления упомянутого нормально открытого клапана сблокирована с линией управления механизмами в контуре среднего давления, а линия управления упомянутого нормально открытого предохранительного клапана сблокирована с линией управления механизмами в контуре высокого давления.