СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ СУДНА Российский патент 2015 года по МПК B63H21/22 

Изобретение относится к области судостроения, а более конкретно к системам управления механических многодвигательных установок, установленных на судах и других транспортных средствах.

Известны системы управления, предназначенные для управления механических установок судна, состоящих из нескольких, например из двух, главных двигателей, независимо работающих на гребные валы левого и правого бортов судна, при этом каждый из них имеет свою автономную систему управления, содержащую задающий орган, соединенный при помощи блока управления, логического элемента «ИЛИ», усилителей, электрогидравлических преобразователей с исполнительным механизмом, снабженным датчиком обратной связи, концевыми выключателями и электромагнитом аварийной остановки двигателя.

Система описана в книге Потяев В.А. Автоматика судовых газотурбинных установок. Л.: Судостроение, 1972, с. 155-159, рис. 106-110.

Эта система является наиболее близким устройством по технической сущности к заявляемому изобретению, она принята за прототип.

Все существенные признаки предлагаемого устройства совпадают с существенными признаками прототипа.

Однако известная система имеет следующие недостатки: главные двигатели механической установки судна, установленные на разных бортах, управляются автономными, не связанными между собой системами управления. Управляются эти двигатели различными операторами, в связи с чем аварию двигателя одного борта оператор, управляющий двигателем другого борта, может своевременно не заметить. В результате чего может произойти циркуляция судна, особенно при работе оставшегося работать двигателя неаварийного борта на больших режимах, который, перегрузившись, может заглохнуть и внезапно остановиться из-за срабатывания аварийной защиты, что может привести к аварийной ситуации на судне и потере им хода.

Задачей заявляемого изобретения является устранение указанного недостатка.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении безопасности и безаварийности эксплуатации судна.

Указанный технический результат, позволяющий решить поставленную задачу, заключается в том, что в системе управления механической установкой судна, содержащей автономные линии управления двигателями правого и левого бортов, каждая из которых состоит из последовательно соединенных задающего органа управления режимами работы двигателя, блока управления, логического элемента ИЛИ, трех усилителей, исполнительного механизма с рычагом управления, концевым выключателем «холостого хода», электромагнитом аварийной остановки двигателя и датчиком обратной связи, при этом между усилителями и исполнительным механизмом включены основной и вспомогательные электрогидравлические преобразователи с каналами «больше» и «меньше» с дросселями, при этом выход первого усилителя соединен с обмотками управления вспомогательных электрогидравлических преобразователей каналов «больше» и «меньше» соответственно, а выходы третьего и четвертого усилителей подключены соответственно к первой и второй обмоткам основного электрогидравлического преобразователя, ДОПОЛНИТЕЛЬНО ВКЛЮЧЕНЫ два инвертора НЕ и два логических элемента И, при этом вход первого дополнительного инвертора НЕ соединен с концевым выключателем «холостого хода» двигателя правого борта, а выход соединен с вторым входом первого дополнительного элемента И, первый вход которого соединен с электромагнитом аварийной остановки двигателя левого борта, а выход первого дополнительного элемента И соединен с четвертым входом логического элемента ИЛИ и вторым входом третьего усилителя автономной линии управления двигателя правого борта, вход второго дополнительного инвертора НЕ соединен с концевым выключателем холостого хода двигателя левого борта, а его выход соединен с вторым входом второго дополнительного логического элемента И, первый вход которого соединен с электромагнитом аварийной остановки двигателя правого борта, при этом выход второго дополнительного логического элемента И соединен с четвертым входом логического элемента ИЛИ и вторым входом третьего усилителя автономной линии системы управления двигателя левого борта.

Отличительными признаками предлагаемого устройства являются дополнительно включенные в систему два инвертора НЕ и два логических элемента И, при этом вход первого дополнительного инвертора НЕ соединен с концевым выключателем «холостого хода» двигателя правого борта, а выход соединен с вторым входом первого дополнительного элемента И, первый вход которого соединен с электромагнитом аварийной остановки двигателя левого борта, а выход первого дополнительного элемента И соединен с четвертым входом логического элемента ИЛИ и вторым входом третьего усилителя автономной линии управления двигателя правого борта, вход второго дополнительного инвертора НЕ соединен с концевым выключателем холостого хода двигателя левого борта, а его выход соединен с вторым входом второго дополнительного логического элемента И, первый вход которого соединен с электромагнитом аварийной остановки двигателя правого борта, при этом выход второго дополнительного логического элемента И соединен с четвертым входом логического элемента ИЛИ и вторым входом третьего усилителя автономной линии управления двигателя левого борта.

Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными, указанными в ограничительной части выше, уменьшается вероятность перегрузки работающего двигателя при аварийной остановке главного двигателя другого борта, что может привести работающий двигатель к внезапной аварийной остановке по срабатыванию защиты при превышении каким-либо параметром допустимого предельного значения, вследствие чего на судне может создаться аварийная ситуация по причине внезапной потери хода.

Предложенное техническое решение может найти применение при разработке и модернизации эксплуатирующихся систем управления механических установок транспортных судов.

Сущность заявляемого поясняется чертежом, где дана схема предлагаемого устройства.

Представленная на чертеже система управления механической установкой судна, содержащая автономные линии управления бортовыми двигателями правого и левого борта. Система состоит из последовательно соединенных задающих органов 1 (для правого борта) и 2 (для левого борта), блоков управления 3 и 4, логических элементов ИЛИ 5 и ИЛИ 6, первых 7 и 8, вторых 9 и 10 и третьих 11 и 12 усилителей, выходы логических элементов ИЛИ 5 и ИЛИ 6 соединены с входами первых усилителей 7 и 8, а входы вторых 9 и 10 и третьих 11 и 12 усилителей соединены с выходами соответствующих блоков управления 3 и 4, все выходы усилителей через электрогидравлические преобразователи соединены с исполнительными механизмами 13 и 14 двигателей правого и левого бортов. Исполнительные механизмы 13 и 14 связаны, в свою очередь, с рычагами управления двигателей правого и левого борта 15 и 16 и снабжены концевыми выключателями «холостого хода» 17 и 18, а также датчиками обратной связи 19 и 20, выходы которых соединены с соответствующими блоками управления 3 и 4.

Каждая линия управления двигателями правого и левого борта имеет в своем составе электрогидравлические преобразователи: основные 21 (для правого борта) и 22 (для левого борта) и по два вспомогательных 23, 24 (для правого борта) и 25, 26 (для левого борта) с дросселями 27 и 28, при этом выходы первых усилителей 7 и 8 соединены с обмотками управления вспомогательных электрогидравлических преобразователей канала «больше» 23 и 25 и канала «меньше» - 24 и 26 линий управления, а выходы третьих 9 и 10 и четвертых усилителей 11 и 12 подключены соответственно к первой и второй обмоткам основных электрогидравлических преобразователей 21 и 22; концевые выключатели «холостого хода» 17 (для правого борта) и 18 (для левого борта) через инверторы НЕ 29 и НЕ 30 соединены с вторыми входами логических элементов И 31 и И 32 соответственно, первые входы которых соединены с электромагнитами аварийной остановки двигателей 33 (правого борта) и 34 (левого борта), причем выход логического элемента И 31 соединен с четвертым входом логического элемента ИЛИ 5 и вторым входом усилителя 11 линии управления двигателя правого борта, а выход логического элемента И 32 соединен с четвертым входом логического элемента ИЛИ 6 и вторым входом усилителя 12 линии управления двигателя левого борта.

Представленное на чертеже устройство работает следующим образом.

Рассмотрим случай срабатывания аварийной защиты главного двигателя левого борта по одному из параметров. Сигнал защиты, выдаваемый на включение электромагнита аварийной остановки 34 двигателя левого борта, подается также на первый вход логического элемента И 31, на втором входе имеется сигнал единичного уровня с выхода инвертора НЕ 29, связанного с концевым выключателем «холостого хода» работающего на режиме двигателя правого борта. Логический элемент И 31 выдает сигнал на второй вход усилителя 11 и четвертый вход логического элемента ИЛИ 5, с выхода которого сигнал поступает на вход усилителя 7. Сигнал с выхода усилителя 11 идет на обмотку «Меньше» электрогидравлического преобразователя 21, а с выхода усилителя 7 - на обмотки электрогидравлических преобразователей 23 и 24. Электрогидравлические преобразователи 21, 23 и 24 откроются и жидкость, протекая по параллельным каналам через дроссели 27, обеспечит быстрое перемещение штока исполнительного механизма 13 и связанного с ним рычага управления 15 двигателя правого борта в сторону уменьшения.

За счет осуществления уменьшения подачи топлива происходит снижение режима работающего по правому борту главного двигателя, таким образом обеспечивается исключение его перегрузки. При снижении режима его работы до «холостого хода» происходит срабатывание концевого выключателя 17 холостого хода, который подает единичный сигнал на инвертор НЕ 29, связанный с ним. На выходе инвертора НЕ 29 появляется сигнал нулевого уровня, таким образом снимается сигнал единичного уровня со второго входа логического элемента И 31, вследствие чего логический элемент И 31 закрывается, на его выходе сигнал снимается и дальнейшее перемещение штока исполнительного механизма 13 двигателя правого борта прекратится.

Система работает аналогичным образом при срабатывании аварийной защиты двигателя правого борта, когда срабатывает аварийная зашита двигателя правого борта. Только в этом случае в системе осуществляется перемещение штока исполнительного механизма 14 двигателя левого борта и соответствующее снижение режима его работы до режима не ниже площадки «холостого хода».

Предлагаемое техническое решение защищает двигатели разных бортов от перегрузки при срабатывании аварийной защиты одного из бортовых двигателей, что защищает остающийся в действии работающий двигатель от перегрузки, которая может привести к срабатыванию аварийной защиты двигателя второго борта. В этом случае остановка двух двигателей главной энергетической установки судна может оставить его без хода на длительное время для устранения возникшей аварийной ситуации.

Таким образом, представленные описание и чертеж позволяют сделать заключение о том, что заявляемое устройство обладает новизной, отличаясь от прототипа такими существенными отличительными признаками, которые позволяют повысить безаварийность эксплуатации судна за счет обеспечения автоматического снижения режима работы двигателя неаварийного борта при аварии двигателя другого борта, обеспечив защиту работающего двигателя от возможной перегрузки и аварийной остановки по срабатыванию соответствующей защиты, а судно - от потери хода на длительное время, что позволяет выполнить поставленную задачу и сделать вывод о наличии изобретательского уровня и промышленной применимости.

Система управления механической установкой судна содержит две автономные линии управления двигателями правого и левого бортов соответственно. Автономная линия управления содержит задающий орган управления, блок управления, логические элементы ИЛИ, И и НЕ, три усилителя, основной и вспомогательный электрогидравлические преобразователи каналов «больше» и «меньше» соответственно, исполнительный механизм с рычагом управления, концевой выключатель холостого хода, электромагнит аварийной остановки двигателя, датчик обратной связи, соединенные определенным образом. Обеспечивается безаварийная работа двигателей судна. 1 ил.

Система управления механической установкой судна, содержащая автономные линии управления двигателями правого и левого бортов, каждая из которых состоит из последовательно соединенных задающего органа управления, блока управления, логического элемента ИЛИ, трех усилителей, исполнительного механизма с рычагом управления, концевым выключателем «холостого хода», электромагнитом аварийной остановки двигателя и датчиком обратной связи, при этом между усилителями и исполнительным механизмом включены основной и вспомогательные электрогидравлические преобразователи с каналами «больше» и «меньше» с дросселями, причем выход первого усилителя соединен с обмотками управления вспомогательных электрогидравлических преобразователей каналов «больше» и «меньше» соответственно, а выходы третьего и четвертого усилителей подключены соответственно к первой и второй обмоткам основного электрогидравлического преобразователя, отличающаяся тем, что система дополнительно снабжена двумя инверторами НЕ и двумя логическими элементами И, при этом вход первого дополнительного инвертора НЕ соединен с концевым выключателем «холостого хода» двигателя правого борта, а выход соединен с вторым входом первого дополнительного элемента И, первый вход которого соединен с электромагнитом аварийной остановки двигателя левого борта, а выход первого дополнительного элемента И соединен с четвертым входом логического элемента ИЛИ и вторым входом третьего усилителя автономной линии управления правого борта, вход второго дополнительного инвертора НЕ соединен с концевым выключателем холостого хода двигателя левого борта, а его выход соединен со вторым входом второго дополнительного логического элемента И, первый вход которого соединен с электромагнитом аварийной остановки двигателя правого борта, при этом выход второго дополнительного логического элемента И соединен с четвертым входом логического элемента ИЛИ и вторым входом третьего усилителя автономной линии управления двигателя левого борта.