ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ШЛЮЗОМ Российский патент 2013 года по МПК G21F7/05 

Изобретение относится к области атомной энергетики, в частности к системам управления шлюзом, обеспечивающим перемещение обслуживающего персонала и грузов из негерметичной зоны в герметичную и обратно, и может быть использовано на АЭС, исследовательских реакторах, плавучих АЭС, морских судах с атомной энергетической установкой.

В общем случае шлюз представляет собой устройство, состоящее из герметичной обечайки, соединенной с герметичным ограждением реакторной установки, и двух торцевых стенок, герметично соединенных с обечайкой, на каждой из которых устанавливается герметичная дверь, при этом система управления обеспечивает открытие одной двери только тогда, когда другая дверь находится в закрытом положении, и наоборот.

Известно техническое решение по патенту RU 2348995 C1, МПК G21F 7/005 (2006.01), опубл. 10.04.2009, включающее смонтированные в корпусе шлюза две двери с поворотными створками, каждая из которых снабжена механизмом открывания и закрывания створки, выполненным в виде системы рычагов, валов и тяг, одним концом которая связана с распределительным механизмом, а другим с приводной петлей рамы. Каждая створка снабжена запирающим клиновым устройством, обеспечивающим герметизацию двери, выполненным в виде кулачка, установленного на валу редуктора и взаимодействующего клиновыми поверхностями с роликами, подвижно размещенными в держателе, закрепленном в цапфе рамы, взаимодействующей с поворотной створкой шаровыми опорами и установленной на поворотных петлях, причем нижняя из которых предусмотрена приводной.

Однако данная система управления дверями шлюза не обеспечивает достаточной надежности работы. Это объясняется тем, что при изменении внешних воздействий, например при увеличении усилий на исполнительный орган, или скорости выполнения операции требуется перепроектирование системы в целом, что требует значительного времени и ведет к удорожанию изготовления изделия. Механическая система открывания и закрывания дверей шлюза имеет значительные люфты в зубчатых соединениях, что делает ее малопригодной при динамических нагрузках, например, на морских судах с атомной энергетической установкой, где происходит крен судов. Кроме того, в известном техническом решении не предусмотрено управление системой в случае несанкционированного отключения электроэнергии.

Прототипом, являющимся наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков, служит техническое решение, описанное в заявке FR №2515854 А1 (рег. №8120682), МПК G21F 7/00, опубл. 06.05.1983, содержащее средства блокировки противоположной двери, открытия клапана выравнивания давления, разгерметизации двери и открытия двери. Техническое решение включает обечайку, закрепленную через стенку отсека и снабженную на каждом из своих концов дверцей, шарнирно установленной на раме, связанной с обечайкой. Каждая рама имеет блок управления с рукояткой для управления и блокировки дверцы. Ручки управления обоих блоков связаны друг с другом стержнем, проходящим внутри обечайки и рам. Стержень связан с обоими блоками управления таким образом, что управление открыванием одной дверцы одним из блоков может произойти только тогда, когда другой блок осуществил блокировку другой дверцы в ее закрытом положении, и наоборот.

Недостатком известного технического решения является выполнение блоков управления шлюзом механическими средствами, которыми невозможно выполнить последовательность операций открытия и закрытия дверей шлюза в автоматическом режиме работы системы. Механическая система управления не обеспечивает надежной работоспособности шлюза, так как работает в одном режиме, и при возникновении дополнительных внешних воздействий на исполнительный орган, например, динамических нагрузок в условиях крена морских судов, где установлены атомные реакторы, требует изменений конструкторских решений, то есть перепроектирования системы в целом.

Кроме того, механическая система занимает значительный объем пространства внутри шлюза, требует значительного времени для ее настройки и трудоемка в изготовлении.

Предлагаемым изобретением решается задача обеспечения надежности работы системы управления шлюзом при воздействии динамических нагрузок путем установки гидроцилиндров, последовательно срабатывающих через концевые клапаны, и позволяющие демпфировать динамические нагрузки, а также при отсутствии электропитания путем установки органов, управляемых вручную.

Для достижения указанного технического результата в гидравлической системе управления шлюзом, включающей средства блокировки противоположной двери, открытия клапана выравнивания давления, разгерметизации двери и открытия двери, согласно изобретению каждое средство выполнено в виде гидроцилиндра, шток которого механически связан со шлюзом и со штоком концевого клапана, сообщенного с напорным трубопроводом, и гидравлически связанного через дроссель с концевым клапаном, сообщенным со сливным трубопроводом, при этом трубопроводы функционально взаимозаменяемы, сообщены с атмосферой и подключены к источнику подачи сжатого воздуха через соответствующие электромагнитные клапаны, электрогидрораспределитель и гидронасос с пневмоприводом, связанные с баком с рабочей жидкостью через электромагнитный клапан, причем гидроцилиндр блокировки противоположной двери механически связан с концевым клапаном, последовательно подключенным к гидроцилиндру открытия клапана выравнивания давления, механически связанному с концевым клапаном, последовательно подключенным к гидроцилиндру разгерметизации двери, механически связанному с концевым клапаном, последовательно подключенным к гидроцилиндру открытия двери, кроме того, система дополнительно снабжена двумя органами управления ручного режима для негерметичной и герметичной зон. Каждый орган управления ручного режима включает в себя предохранительное устройство и подключенные к нему бак с рабочей жидкостью и гидравлически связанные между собой два ручных гидронасоса и два ручных электрогидрораспределителя. Органы управления ручного режима соединены через соответствующие электромагнитные клапаны с напорным и сливным трубопроводами. Напорные и сливные трубопроводы функционально взаимозаменяемы.

Отличительными признаками предлагаемой гидравлической системы от указанной выше известной, наиболее близкой к ней, является то, что каждое средство выполнено в виде гидроцилиндра, шток которого механически связан со шлюзом и со штоком концевого клапана, сообщенного с напорным трубопроводом, и гидравлически связанного через дроссель с концевым клапаном, сообщенным со сливным трубопроводом. Трубопроводы функционально взаимозаменяемы, сообщены с атмосферой и подключены к источнику подачи сжатого воздуха через соответствующие электромагнитные клапаны, электрогидрораспределитель и гидронасос с пневмоприводом, связанные с баком с рабочей жидкостью через электромагнитный клапан. Гидроцилиндр блокировки противоположной двери механически связан с концевым клапаном, последовательно подключенным к гидроцилиндру открытия клапана выравнивания давления, механически связанному с концевым клапаном, последовательно подключенным к гидроцилиндру разгерметизации двери, механически связанному с концевым клапаном, последовательно подключенным к гидроцилиндру открытия двери. Система дополнительно снабжена двумя органами управления ручного режима для негерметичной и герметичной зон. Каждый орган управления ручного режима включает в себя предохранительное устройство и подключенные к нему бак с рабочей жидкостью и гидравлически связанные между собой два ручных гидронасоса и два ручных гидрораспределителя. Органы управления ручного режима соединены с напорным и сливным трубопроводами. Напорные и сливные трубопроводы функционально взаимозаменяемы.

Благодаря наличию этих признаков обеспечивается надежность работы системы управления шлюзом при воздействии на нее динамических нагрузок и при отсутствии электропитания.

Выполнение каждого средства блокировки противоположной двери, открытия клапана выравнивания давления, разгерметизации двери и открытия двери в виде гидроцилиндра, шток которого механически связан со шлюзом и со штоком концевого клапана, сообщенного с напорным трубопроводом, и гидравлически связанного через дроссель с концевым клапаном, сообщенным со сливным трубопроводом, дает возможность регулировать величину угла открытия двери в зависимости от величины динамических нагрузок.

Благодаря тому что шток гидроцилиндра блокировки противоположной двери механически связан с концевым клапаном, последовательно подключенным к гидроцилиндру открытия клапана выравнивания давления, шток которого механически связан с концевым клапаном, последовательно подключенным к гидроцилиндру разгерметизации двери, шток которого механически связан с концевым клапаном, последовательно подключенным к гидроцилиндру открытия двери, обеспечивается возможность последовательного выполнения операций каждого средства.

Наличие концевых клапанов обеспечивает последовательность выполнения операций открытия-закрытия дверей шлюза. Концевые клапаны, механически соединенные со штоками гидроцилиндров открываются в конце хода штока гидроцилиндра и подают давление в следующий гидроцилиндр только после завершения предыдущей операции.

Наличие дросселей, связанных с гидроцилиндрами, обеспечивает регулирование скорости передвижения штоков гидроцилиндров.

Наличие электромагнитных клапанов обеспечивает автоматический режим работы, подачу рабочей жидкости в систему.

Наличие бака с рабочей жидкостью обеспечивает передачу энергии сжатого воздуха в систему в случае автоматического режима управления.

Наличие электропневмораспределителя обеспечивает подачу сжатого воздуха для вытеснения рабочей жидкости из бака в трубопроводы.

Наличие вентиля обеспечивает подачу сжатого воздуха в автоматическом режиме управления.

Наличие предохранительного устройства предохраняет от повышения давления в системе ручного режима управления в негерметичной зоне и герметичной.

Наличие баков с рабочей жидкостью в ручном режиме управления обеспечивает запитку ручных гидронасосов.

Наличие ручных гидронасосов обеспечивает подачу рабочей жидкости в систему при ручном режиме управления.

Наличие гидрораспределителей с ручным управлением обеспечивает изменения направления рабочей жидкости в трубопроводах подвода к гидроцилиндрам системы.

На чертеже представлена структурная схема заявляемой гидравлической системы управления шлюзом.

1 - гидроцилиндр блокировки противоположной двери НГЗ (негерметичной зоны);

2 - дверь ГЗ (герметичной зоны);

3 - клапан концевой НГЗ;

4 - трубопровод напорный открытия двери и сливной трубопровод закрытия двери НГЗ;

5 - дроссель НГЗ;

6 - клапан концевой НГЗ;

7 - трубопровод сливной закрытия двери и трубопровод напорный открытия двери НГЗ;

8 - гидроцилиндр открытия клапана выравнивания давления НГЗ;

9 - клапан выравнивания давления НГЗ;

10 - шлюз;

11 - дроссель НГЗ;

12 - клапан концевой НГЗ;

13 - клапан концевой НГЗ;

14 - дверь НГЗ;

15 - гидроцилиндр разгерметизации или герметизации двери НГЗ;

16 - дроссель НГЗ;

17 - клапан концевой НГЗ;

18 - клапан концевой НГЗ;

19 - гидроцилиндр открытия или закрытия двери НГЗ;

20 - дроссель НГЗ;

21 - клапан электромагнитный НЗ (нормально закрытый);

22 - клапан электромагнитный НЗ;

23 - электрогидрораспределитель;

24 - гидронасос с пневмоприводом;

25 - бак с рабочей жидкостью;

26 - вентиль для подачи сжатого воздуха;

27 - клапан электромагнитный НЗ;

28 - гидроцилиндр блокировки противоположной двери ГЗ;

29 - клапан концевой ГЗ;

30 - трубопровод напорный открытия двери и сливной трубопровод закрытия двери ГЗ;

31 - дроссель ГЗ;

32 - клапан концевой ГЗ;

33 - гидроцилиндр открытия клапана выравнивания давления ГЗ;

34 - клапан выравнивания давления ГЗ;

35 - дроссель ГЗ;

36 - клапан концевой ГЗ;

37 - клапан концевой ГЗ;

38 - гидроцилиндр разгерметизации или герметизации двери ГЗ;

39 - дроссель ГЗ;

40 - клапан концевой ГЗ;

41 - клапан концевой ГЗ;

42 - гидроцилиндр открытия или закрытия двери ГЗ;

43 - дроссель ГЗ;

44 - трубопровод сливной закрытия двери и напорный трубопровод открытия двери ГЗ;

45 - клапан электромагнитный НЗ;

46 - клапан электромагнитный НЗ;

47 - бак с рабочей жидкостью ручного режима НГЗ;

48 - ручной гидронасос ручного режима НГЗ;

49 - ручной гидронасос ручного режима НГЗ;

50 - ручной гидрораспределитель трехпозиционный ручного режима НГЗ;

51 - ручной гидрораспределитель трехпозиционный ручного режима НГЗ;

52 - предохранительное устройство НГЗ;

53 - бак с рабочей жидкостью ручного режима ГЗ;

54 - ручной гидронасос ручного режима ГЗ;

55 - ручной гидронасос ручного режима ГЗ;

56 - ручной гидрораспределитель трехпозиционный ручного режима ГЗ;

57 - ручной гидрораспределитель трехпозиционный ручного режима ГЗ;

58 - предохранительное устройство ГЗ;

59 - пульт управления, расположенный на наружном торце шлюза НГЗ;

60 - пульт управления, расположенный внутри шлюза НГЗ;

61 - пульт управления, расположенный внутри шлюза ГЗ;

62 - пульт управления, расположенный на наружном торце шлюза ГЗ.

Гидравлическая система управления шлюзом последовательно выполняет следующие операции: блокировка (защита от открытия) противоположной двери, открытие клапана выравнивания давления между внутренней полостью шлюза и внешней средой, разгерметизация двери и открытие двери.

Управление гидравлической системой может быть в автоматическом или ручном режимах и обеспечивается с пультов управления, установленных внутри шлюза и на обеих внешних торцевых стенках шлюза.

Все гидроцилиндры являются исполнительными механизмами и выполняют свои операции, воздействуя непосредственно на механические элементы шлюза, связанные с кнопками управления.

Все концевые клапаны установлены на гидроцилиндрах, механически соединены со штоками гидроцилиндров и сообщены с напорными и сливными трубопроводами и полостями гидроцилиндров.

Все элементы гидросистемы соединены трубопроводами согласно схеме.

Система содержит для негерметичной зоны (НГЗ) гидроцилиндр 1, выполняющий блокировку противоположной двери 2 и механически связанный штоком с установленным на нем концевым клапаном 3 и дверью 2. Гидроцилиндр 1 подключен к трубопроводу 4 и через дроссель 5 к концевому клапану 6, подключенному к трубопроводу 7. Концевой клапан 3 подключен к гидроцилиндру 8, выполняющему открытие клапана выравнивания давления 9 между НГЗ и внутренней полостью шлюза 10. Гидроцилиндр 8 через дроссель 11 подключен к концевому клапану 12, подключенному к трубопроводу 7, и механически связан штоком с установленными на нем концевыми клапанами 13 и 6 и дверью 14. Концевой клапан 13 подключен к гидроцилиндру 15, выполняющему разгерметизацию двери 14, и к трубопроводу 7. Гидроцилиндр 15 через дроссель 16 подключен к концевому клапану 17, подключенному к трубопроводу 7, и механически связан штоком с установленными на нем концевыми клапанами 18 и 12 и дверью 14. Концевой клапан 18 подключен к гидроцилиндру 19, выполняющему открытие двери 14. Гидроцилиндр 19 через дроссель 20 подключен к трубопроводу 7 и механически связан штоком с установленным на нем концевым клапаном 17. Концевые клапаны 3, 18 и 13 через трубопровод 4 и электромагнитный клапан 21, а концевые клапаны 17, 6 и 12 через трубопровод 7 и электромагнитный клапан 22 подключены к электрогидрораспределителю 23, связанному с гидронасосом с пневмораспределителем 24, баком с рабочей жидкостью 25 и через электромагнитный клапан 27 с вентилем 26 подачи сжатого воздуха. В качестве рабочей жидкости используется силиконовая жидкость, обладающая хорошими смазывающими свойствами, широким температурным диапазоном работы и противопожарными свойствами.

Аналогична схема для выполнения операций для герметичной зоны (ГЗ).

Гидроцилиндр 28, выполняющий блокировку противоположной двери 14, механически связан штоком с установленным на нем концевым клапаном 29 и дверью 14. Гидроцилиндр 28 подключен к трубопроводу 30 и через дроссель 31 к концевому клапану 32. Концевой клапан 29 подключен к гидроцилиндру 33, выполняющему открытие клапана выравнивания давления 34 между ГЗ и внутренней полостью шлюза 10. Гидроцилиндр 30 через дроссель 35 подключен к концевому клапану 36 и механически связан штоком с установленными на нем концевыми клапанами 37, 32 и дверью 2. Концевой клапан 37 подключен к гидроцилиндру 38, выполняющему разгерметизацию двери 2. Гидроцилиндр 38 через дроссель 39 подключен к концевому клапану 40 и механически связан штоком с установленными на нем концевыми клапанами 41 и 36 и дверью 2. Концевой клапан 41 подключен к гидроцилиндру 42, выполняющему открытие двери 2. Гидроцилиндр 42 через дроссель 43 подключен к трубопроводу 44 и механически связан штоком с установленным на нем концевым клапаном 40. Концевые клапаны 29, 37 и 41 через трубопровод 30 и электромагнитный клапан 45, а концевые клапаны 32, 36 и 40 через трубопровод 44 и электромагнитный клапан 46 подключены к электрогидрораспределителю 23, связанному с гидронасосом с пневмораспределителем 24, баком с рабочей жидкостью 25 и через электромагнитный клапан 27 с вентилем 26 подачи сжатого воздуха.

В случае отсутствия электропитания шлюза 10 или отсутствия сжатого воздуха управление гидравлической системой осуществляется в ручном режиме. Для негерметичной зоны установлен бак 47 с рабочей жидкостью, к которому подключены два ручных гидронасоса 48 и 49 и два ручных трехпозиционных гидрораспределителя 50 и 51, связанные с трубопроводом 7 и трубопроводом 4. Бак 47, два ручных гидронасоса 48 и 49 и два ручных гидрораспределителя 50 и 51 подключены к предохранительному устройству 52. Для герметичной зоны аналогично установлен бак 53 с рабочей жидкостью, к которой подключены два ручных гидронасоса 54 и 55 и два ручных трехпозиционных гидрораспределителя 56 и 57, связанные с трубопроводом 44 и трубопроводом 30. Бак 53, два ручных гидронасоса 54 и 55 и два ручных гидрораспределителя 56 и 57 подключены к предохранительному устройству 58. Трубопроводы 7 и 4 негерметичной зоны и трубопроводы 44 и 30 герметичной зоны соединены с системой ручного управления. Пульты управления системой 60 и 61 расположены внутри шлюза 10, пульты управления 59 и 62 расположены на внешних стенках шлюза 10.

Система работает следующим образом.

В нерабочем состоянии двери 14 и 2 шлюза 10 закрыты и загерметизированы. Рабочий персонал должен пройти из негерметичной зоны (НГЗ) в герметичную (ГЗ) реакторного отделения для выполнения производственных задач.

Шлюзование происходит в автоматическом режиме. Чтобы открыть дверь 14 и зайти в шлюз 10 необходимо произвести следующие операции. Нажимают кнопку «открыть», установленную на пульте управления 59 в НГЗ, открываются электромагнитные клапаны 21 и 22, клапаны 46 и 45 закрыты. Вентиль 26 открыт постоянно, электрогидрораспределитель 23 ставит положение «открыть», открываются электромагнитные клапаны 27, включаются гидронасос с пневмоприводом 24 и рабочая жидкость под давлением поступает из бака 25 через электрогидрораспределитель 23, электромагнитный клапан 21 в трубопровод 4. Далее, жидкость поступает в гидроцилиндр 1, которым блокируется дверь 2 в ГЗ.

При этом происходит слив рабочей жидкости из гидроцилиндра 1 через дроссель 5, концевой клапан 6, трубопровод 7, электромагнитный клапан 22, электрогидрораспределитель 23 в бак 25. После завершения операции по блокировке двери 2 открывается концевой клапан 3, взаимодействуя своим штоком со штоком гидроцилиндра 1. Рабочая жидкость из гидроцилиндра 1 через концевой клапан 3 поступает в гидроцилиндр 8, которым открывается клапан выравнивания давления 9 между НГЗ и внутренней полостью шлюза 10. При этом происходит слив рабочей жидкости из гидроцилиндра 8, через дроссель 11, концевой клапан 12, трубопровод 7, электромагнитный клапан 22, электрогидрораспределитель 23 в бак 25. После завершения операции по открыванию клапана выравнивания давления 9, открывается концевой клапан 13, взаимодействуя своим штоком со штоком гидроцилиндра 8, рабочая жидкость из гидроцилиндра 8 через концевой клапан 13 поступает в гидроцилиндр 15, который производит разгерметизацию двери 14. При этом происходит слив рабочей жидкости из гидроцилиндра 15 через дроссель 16, концевой клапан 17, трубопровод 7, электромагнитный клапан 22, электрогидрораспределитель 23 в бак 25. После завершения операции разгерметизации двери 14 открывается концевой клапан 18, взаимодействуя своим штоком со штоком гидроцилиндра 15, рабочая жидкость из гидроцилиндра 15 через концевой клапан 18 поступает в гидроцилиндр 19, который открывает дверь 14 шлюза 10 со стороны НГЗ. При этом происходит слив рабочей жидкости из гидроцилиндра 19 через дроссель 20, трубопровод 7, электромагнитный клапан 22, электрогидрораспределитель 23 в бак 25. Дверь 14 открыта. Персонал проходит в шлюз 10. После прохода персонала в шлюз 10 дверь 14 необходимо закрыть. Закрытие двери 14 шлюза 10 происходит в обратном порядке. При этом напорный трубопровод 4, работающий на открытие двери 14, меняет свою функцию на сливной трубопровод при закрытии двери 14, а сливной трубопровод 7, работающий на открытие двери 14, меняет свою функцию на напорный трубопровод при закрытии двери 14. Для этого производят следующие операции. Нажимают на кнопку «закрыть», установленную на пульте управления 60. Электрогидрораспределитель 23 ставят в положение «закрыть», открывается электромагнитный клапан 27, включается гидронасос с пневмоприводом 24 и рабочая жидкость под давлением из бака 25 через электрогидрораспределитель 23, электромагнитный клапан 22, по трубопроводу 7, через дроссель 20 поступает в гидроцилиндр 19, которым закрывается дверь 14, далее, последовательно срабатывают концевой клапан 17, дроссель 16, гидроцилиндр 15, которым герметизируется дверь 14, концевой клапан 12, связанный с ним дроссель 11, гидроцилиндр 8, заставляющий клапан 9 выравнивать давление между внутренней полостью шлюза 10 и внешней НГЗ, концевой клапан 6, дроссель 5, гидроцилиндр 1, которым разблокируется дверь 2 ГЗ.

Слив рабочей жидкости происходит следующим образом: из гидроцилиндра 19 через концевой клапан 18, трубопровод 4, электромагнитный клапан 21, электрогидрораспределитель 23 в бак 25; из гидроцилиндра 15 через концевой клапан 13, трубопровод 4, электромагнитный клапан 21, электрогидрораспределитель 23 в бак 25; из гидроцилиндра 8 через концевой клапан 3, трубопровод 4, электромагнитный клапан 21, электрогидрораспределитель 23 в бак 25; из гидроцилиндра 1 через трубопровод 4, электромагнитный клапан 21, электрогидрораспределитель 23 в бак 25. После выполнения проведенных операций дверь 14 надежно закрыта.

Чтобы персоналу пройти в герметичную зону через дверь 2, необходимо произвести следующие операции.

Нажимают на кнопку «открыть», установленную на пульте управления 61, открываются электромагнитные клапаны 46 и 45. Электромагнитные клапаны 21 и 22 закрыты. Электрогидрораспределитель 23 ставят в положение «открыть», открывается электромагнитный клапан 27, включается гидронасос с пневмоприводом 24 и рабочая жидкость под давлением поступает из бака 25 через электрогидрораспределитель 23, электромагнитный клапан 45 в трубопровод 30, затем в гидроцилиндр 28, которым блокируется дверь 14. При этом происходит слив рабочей жидкости из гидроцилиндра 28 через дроссель 31, концевой клапан 32, по трубопроводу 44, через электромагнитный клапан 46, электрогидрораспределитель 23 в бак 25. Гидроцилиндр 28, взаимодействуя своим штоком со штоком концевого клапана 29, открывает его. Рабочая жидкость поступает в гидроцилиндр 33, который заставляет клапан 34 выравнивать давление между полостью шлюза и ГЗ. При этом происходит слив рабочей жидкости из гидроцилиндра 33 через дроссель 35, концевой клапан 36 по трубопроводу 44 через электромагнитный клапан 46, электрогидрораспределитель 23 в бак 25. После завершения операции выравнивания давления между шлюзом 10 и ГЗ открывается концевой клапан 37, рабочая жидкость поступает в гидроцилиндр 38, который производит разгерметизацию двери 2. При этом происходит слив рабочей жидкости из гидроцилиндра 38 через дроссель 39, концевой клапан 40 по трубопроводу 44, электромагнитный клапан 46, электрогидрораспределитель 23 в бак 25. Гидроцилиндр 38, взаимодействуя своим штоком со штоком концевого клапана 41, открывает его, и рабочая жидкость поступает из концевого клапана 41 в гидроцилиндр 42, который открывает дверь 2. При этом происходит слив рабочей жидкости из гидроцилиндра 42 через дроссель 43 по трубопроводу 44, электромагнитный клапан 46, электрогидрораспределитель 23 в бак 25. Персонал из шлюза 10 проходит в ГЗ. После прохода персонала из шлюза 10 в герметичную зону реакторного отделения дверь 2 необходимо закрыть. Закрытие двери 2 происходит в обратном порядке. Напорный трубопровод 30, работающий на открытие двери 2, меняет свою функцию на сливной трубопровод при закрытии двери 2, а сливной трубопровод 44, работающий на открытие двери 2, меняет свою функцию на напорный трубопровод при закрытии двери 2. Для закрытия двери 2 проводят следующие операции. Нажимают на кнопку «закрыть», установленную на пульте управления 62, открываются электромагнитные клапаны 46 и 45, электромагнитные клапаны 21 и 22 закрыты. Электрогидрораспределитель 23 ставят в положение «закрыть», открывается электромагнитный клапан 27, включается гидронасос с пневмоприводом 24, и рабочая жидкость под давлением поступает из бака 25 через электрогидрораспределитель 23, электромагнитный клапан 46 в трубопровод 44, затем через дроссель 43 в гидроцилиндр 42, которым закрывается дверь 2. При этом происходит слив рабочей жидкости из гидроцилиндра 42 через концевой клапан 41, трубопровод 30, электромагнитный клапан 45, электрогидрораспределитель 23 в бак 25. Гидроцилиндр 42, взаимодействуя своим штоком со штоком концевого клапана 40, открывает его, рабочая жидкость через дроссель 39 поступает в гидроцилиндр 38, который герметизирует дверь 2. При этом происходит слив рабочей жидкости из гидроцилиндра 38 через концевой клапан 37, трубопровод 30, электромагнитный клапан 45, электрогидрораспределитель 23 в бак 25. Гидроцилиндр 38, своим штоком взаимодействуя со штоком концевого клапана 36, открывает его, и рабочая жидкость из гидроцилиндра 38 поступает через концевой клапан 36 и дроссель 35 в гидроцилиндр 33, который заставляет клапан 34 выравнивать давление между ГЗ и внутренней полостью шлюза 10. При этом происходит слив рабочей жидкости из гидроцилиндра 33 через концевой клапан 29, трубопровод 30, электромагнитный клапан 45, электрогидрораспределитель 23 в бак 25. Далее, гидроцилиндр 33 своим штоком взаимодействует со штоком концевого клапана 32, открывает его, и рабочая жидкость из гидроцилиндра 33 через концевой клапан 32, дроссель 31 поступает в гидроцилиндр 28. Дверь 2 закрыта. При этом слив рабочей жидкости из гидроцилиндра 28 происходит по трубопроводу 30 через электромагнитный клапан 45, электрогидрораспределитель 23 в бак 25. Для выхода персонала из ГЗ реакторного отделения в НГЗ необходимо провести последовательность операций в автоматическом режиме в обратном порядке.

Шлюзование происходит в ручном режиме управления.

Электромагнитные клапаны 46, 21, 22, 45 и 27 закрыты. Чтобы открыть дверь 14 и войти в шлюз 10 необходимо провести следующие операции. Пультом управления 59 устанавливают ручной гидрораспределитель 50, находящийся на внешней торцевой стенке шлюза 10 НГЗ, из положения «0», в положение «открыть». Ручным гидронасосом 48, находящимся на внешней торцевой стенке шлюза 10, рабочую жидкость из бака 47 через гидрораспределитель 50 подают в трубопровод 4. Последовательно срабатывают гидроцилиндр 1 блокировки противоположной двери 2, концевой клапан 3, гидроцилиндр 8 открытия клапана выравнивания давления 9, концевой клапан 13, гидроцилиндр 15 разгерметизации двери 14, концевой клапан 18, гидроцилиндр 19 открытия двери 14. Дверь 14 открыта. Слив рабочей жидкости произведен следующим образом: из гидроцилиндра 1 через дроссель 5, концевой клапан 6 в трубопровод 7; из гидроцилиндра 8 через дроссель 11, концевой клапан 12 в трубопровод 7; из гидроцилиндра 15 через дроссель 16, концевой клапан 17 в трубопровод 7; из гидроцилиндра 19 через дроссель 20 в трубопровод 7. Из трубопровода 7 рабочая жидкость поступает в бак 47 через ручной гидрораспределитель 51. Ручной гидрораспределитель 50 ставят в положение «0», персонал проходит в шлюз 10. После прохода персонала в шлюз 10 дверь 14 необходимо закрыть. Ручной гидрораспределитель 51, находящийся внутри шлюза 10, из положения «0» ставят в положение «закрыть». Ручным гидронасосом 49, находящимся внутри шлюза 10, рабочую жидкость из бака 47 через гидрораспределитель 51 подают в трубопровод 7. Последовательно срабатывают через дроссель 20 гидроцилиндр 19 закрытия двери 14, концевой клапан 17, дроссель 16, гидроцилиндр 15 герметизации двери 14, концевой клапан 12, дроссель 11, гидроцилиндр 8 открытия клапана выравнивания давления 9, концевой клапан 6, дроссель 5, гидроцилиндр 1 блокировки двери 2. Дверь 14 закрыта. Ручной гидрораспределитель 51 ставят в положение «0». Слив рабочей жидкости произведен следующим образом: из гидроцилиндра 19 через концевой клапан 18 в трубопровод 4; из гидроцилиндра 15 через концевой клапан 13 в трубопровод 4; из гидроцилиндра 8 через концевой клапан 3 в трубопровод 4; из гидроцилиндра 1 непосредственно в трубопровод 4. Из трубопровода 4 рабочая жидкость поступает в бак 47 через ручной гидрораспределитель 51. Персонал находится в шлюзе. Чтобы пройти в герметичную зону необходимо открыть дверь 2. Для этого необходимо произвести следующие операции. Устанавливают ручной гидрораспределитель 56, находящийся в шлюзе 10, из положения «0» в положение «открыть». Ручным гидронасосом 54, находящимся в шлюзе, рабочую жидкость из бака 53 через ручной гидрораспределитель 56 подают в трубопровод 30. Последовательно срабатывают гидроцилиндр 28 блокировки противоположной двери 14, концевой клапан 29, гидроцилиндр 33 открытия клапана выравнивания давления 34, концевой клапан 37, гидроцилиндр 38 разгерметизации двери 2, концевой клапан 41, гидроцилиндр 42 открытия двери 2. Дверь 2 в ГЗ открыта. Слив рабочей жидкости произведен следующим образом: из гидроцилиндра 28 через дроссель 31, концевой клапан 32 в трубопровод 44; из гидроцилиндра 33 через дроссель 35, концевой клапан 36 в трубопровод 44; из гидроцилиндра 38 через дроссель 39, концевой клапан 40, в трубопровод 44; из гидроцилиндра 42 через дроссель 43 в трубопровод 44. Из трубопровода 44 рабочая жидкость поступает в бак 53 через ручной гидрораспределитель 56. Ручной гидрораспределитель 56 ставят в положение «0», персонал прошел в герметичную зону реакторного отделения. После прохода персонала в ГЗ дверь 2 необходимо закрыть. Ручной гидрораспределитель 57, находящийся в ГЗ, из положения «0» ставят в положение «закрыть». Ручным гидронасосом 55, находящимся внутри ГЗ, рабочую жидкость из бака 53 через ручной гидрораспределитель 57 подают в трубопровод 44. Последовательно срабатывают через дроссель 43, гидроцилиндр 42 закрытия двери 2, концевой клапан 40, дроссель 39, гидроцилиндр 38 герметизации двери 2, концевой клапан 36, дроссель 35, гидроцилиндр 33 открытия клапана выравнивания давления 34, концевой клапан 32, дроссель 31, гидроцилиндр 28 блокировки противоположной двери 14. Дверь 2 закрыта. Ручной гидрораспределитель 57 ставят в положение «0». Слив рабочей жидкости произведен: из гидроцилиндра 42 через концевой клапан 41 в трубопровод 30; из гидроцилиндра 38 через концевой клапан 37 в трубопровод 30; из гидроцилиндра 33 через концевой клапан 29, в трубопровод 30; из гидроцилиндра 28 в трубопровод 30. Из трубопровода 30 рабочая жидкость поступает в бак 53 через ручной гидрораспределитель 43. Для выхода персонала из ГЗ реакторного отделения в НГЗ необходимо провести последовательность операций в ручном режиме в обратном порядке.

Таким образом, благодаря особенностям исполнения предлагаемой гидравлической системы управления шлюзом обеспечивается надежность работы системы при любых внешних воздействиях на шлюз, особенно на плавучих АЭС при различных углах наклона открываемой двери. За счет установки органов управления ручного режима обеспечивается надежность и безопасность работы всей системы в аварийных ситуациях при отсутствии электропитания сжатого воздуха. Кроме того, система компактна, легко может перенастраиваться, проста в процессе обслуживания, нетрудоемка в изготовлении и значительно дешевле. Предлагаемая гидравлическая система управления шлюзом позволяет при необходимости последовательно выполнять дополнительные операции путем установки дополнительных гидроцилиндров с концевыми клапанами, например, «подъем-опускание» откидного мостика для провоза грузовой тележки с оборудованием для АЭС через шлюз, который должен опускаться или подниматься при полностью открытой двери.

Изобретение относится к области атомной энергетики, в частности к системам управления шлюзом. Система управления шлюзом содержит средства блокировки противоположной двери, открытия клапана выравнивания давления, разгерметизации двери и открытия двери. Каждое средство выполнено в виде гидроцилиндра, штоком механически связанного со шлюзом и со штоком концевого клапана, сообщенного с напорным трубопроводом, и гидравлически связанного через дроссель с концевым клапаном, сообщенным со сливным трубопроводом. Трубопроводы функционально взаимозаменяемы, сообщены с атмосферой и подключены к источнику подачи сжатого воздуха через соответствующие электромагнитные клапаны, электрогидрораспределитель и гидронасос с пневмоприводом, связанные с баком с рабочей жидкостью через электромагнитный клапан. Гидроцилиндр блокировки противоположной двери механически связан с концевым клапаном, последовательно подключенным к гидроцилиндру открытия клапана выравнивания давления, механически связанному с концевым клапаном, последовательно подключенным к гидроцилиндру разгерметизации двери, механически связанному с концевым клапаном, последовательно подключенным к гидроцилиндру открытия двери. Система дополнительно снабжена двумя органами управления ручного режима для негерметичной и герметичной зон. Изобретение позволяет обеспечить надежность работы системы при воздействии динамических нагрузок и в случае отсутствия электропитания. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Гидравлическая система управления шлюзом, включающая средства блокировки противоположной двери, открытия клапана выравнивания давления, разгерметизации двери и открытия двери, отличающаяся тем, что каждое средство выполнено в виде гидроцилиндра, штоком механически связанного со шлюзом и со штоком концевого клапана, сообщенного с напорным трубопроводом, и гидравлически связанного через дроссель с концевым клапаном, сообщенным со сливным трубопроводом, при этом трубопроводы функционально взаимозаменяемы, сообщены с атмосферой и подключены к источнику подачи сжатого воздуха через соответствующие электромагнитные клапаны, электрогидрораспределитель и гидронасос с пневмоприводом, связанные с баком с рабочей жидкостью через электромагнитный клапан, причем гидроцилиндр блокировки противоположной двери механически связан с концевым клапаном, последовательно подключенным к гидроцилиндру открытия клапана выравнивания давления, механически связанному с концевым клапаном, последовательно подключенным к гидроцилиндру разгерметизации двери, механически связанному с концевым клапаном, последовательно подключенным к гидроцилиндру открытия двери, кроме того, система дополнительно снабжена двумя органами управления ручного режима для негерметичной и герметичной зон.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что каждый орган управления ручного режима включает в себя предохранительное устройство и подключенные к нему бак с рабочей жидкостью и гидравлически связанные между собой два ручных гидронасоса и два ручных гидрораспределителя.

3. Система по п.2, отличающаяся тем, что органы управления ручного режима соединены с напорными и сливными трубопроводами.