Сегментный затвор с системой гидроприводов Российский патент 2024 года по МПК E02B7/42 

Изобретение относится к области гидротехнических сооружений, а именно к сегментным затворам, приводимые во вращение гидроприводом.

Известен гидропривод гидротехнического затвора SU 1574719 A1, опубл. 30.06.1990, содержащий два независимых гидроподъемника, каждый из которых включает цилиндрический редуктор, соединенный посредством тросовой передачи со штоком гидроподъемника, обратный управляемый клапан, предохранительный клапан, насосную станцию, напорная гидролиния которой оснащена обратным клапаном и фильтром, первый электромагнитный распределитель, предохранительный клапан, электрогидравлический усилитель, первая исполнительная полость которого сообщена с напорной гидролинией соответствующей насосной станции, а полости слива и питания связаны с поршневой полостью гидроподъемника, два электронных суммирующих усилителя, два датчика обратной связи, программный блок, включающий пульт управления, микропроцессорный контроллер, цифроаналоговый преобразователь и согласующее устройство, отличающийся тем, что с целью оптимизации процесса регулирования перемещения гидротехнического затвора, гидропривод снабжен двумя трехлинейными двухпозиционными сливными золотниками, двумя двухпозиционными трехлинейными вторыми электромагнитными распределителями, двумя редукционными клапанами, а программный блок оснащен измерительным устройством, двумя широтно-импульсными модуляторами, двумя преобразователями широтно-импульсных сигналов в непрерывные и дисплеем, при этом первая линия сливного золотника соединена с второй исполнительной полостью соответствующего электрогидравлического усилителя, вторая - с напорной линией соответствующей насосной станции, а третья - с первой линией соответствующего второго электромагнитного распределителя, причем в первой позиции первая линия сливного золотника сообщена с второй, а во второй позиции первая и третья линии соединены между собой, кроме того, вторая линия второго электромагнитного - распределителя связана с напорной линией соответствующей насосной станции, а третья подключена к сливному трубопроводу, при этом в первой позиции первая и третья линии соединены между собой, а во второй позиции первая линия сообщена с третьей, причем полость управления каждого электрогидравлического усилителя связана посредством соответствующий редукционных и предохранительных клапанов со сливным трубопроводом, а каждый датчик обратной связи выполнен в виде двух сельсинов, валы которых механически соединены с валом соответствующего редуктора, при этом выходы датчиков обратной связи подключены к входам измерительного устройства, выход которого связан с соответствующим входом микропроцессорного контроллера, соответствующие выходы последнего соединены с входом дисплея непосредственно, с входами каждого электронного суммирующего усилителя через последовательно связанные широтно-импульсный модулятор и преобразователь широтно-импульсных сигналов в непрерывные.

Недостатком данного технического решения является то, что выход из строя гидропривода одного из гидроподъемников гидротехнического затвора приводит к необходимости прекращения работы по маневрированию затвором, что снижает пропускную способность шлюза в целом, делает ее невозможной до восстановления работоспособности гидропривода.

Известен сдвоенный сегментный затвор SU 1198150 A, опубл. 15.12.1985, снабженные приводами верхнюю и нижнюю секции, включающие пролетные строения и ноги, соединенные с опорными горизонтальными шарнирами, закрепленными на водоводе, отличающийся тем, что с целью повышения надежности затвора при использовании его в качестве глубинного, водовод снабжен нишей, выполненной в дне водовода, и опорными бычками, расположенными в нише, при этом верхняя и нижняя секции размещены симметрично относительно оси водовода, опорные шарниры верхней секции размещены выше потолка водовода, а опорные шарниры нижней секции - ниже дна водовода на опорных бычках. Приводы секции выполнены в виде гидроцилиндров, установленных выше водовода, причем шток гидроцилиндра верхней секции соединен с ней посредством шарнира, а шток гидроцилиндра нижней секции соединен шарнирно с ползуном, взаимодействующим с вертикальными направляющими, а ползун шарнирно соединен с шатуном, второй конец которого шарнирно соединен с нижней секцией. Водовод снабжен дефлекторами, расположенными перед затвором.

Недостатком данного технического решения является то, что при выходе из строя гидропривода одной из секций сдвоенного сегментного затвора приводит к потере возможности маневрирования затвором, что снижает его надежность в целом, а также приводит к необходимости срочного проведения восстановления работоспособности гидропривода для возобновления работы затвором.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является сегментный затвор, авторское свидетельство №658211, опубл. 25.04.1979, включающий диски, связанные между собой пролетным строением, ось и гидроцилиндр, установленный на основании, отличающийся тем, что с целью упрощения эксплуатации, диски снабжены дополнительными осями, гидроцилиндр закреплен на основании шарнирно и соединен с одной из осей. Недостатком данного технического решения является то, что при выходе из строя гидропривода происходит потеря возможности работы затвором, что снижает надежность и приводит к необходимости срочного проведения восстановления гидропривода для возобновления работоспособности затвора, а неавтоматизированное маневрирование при обслуживании сегментного затвора усложняет его эксплуатацию.

Технической задачей изобретения является создание сегментного затвора с гидроприводом, обладающим повышенными надежностью и ресурсом, а также упрощение его эксплуатации.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, заключается в реализации сегментного затвора с системой гидроприводов, содержащего сегментный затвор, редуктор сегментного затвора на который подключено два аналогичных гидропривода, которые приводят во вращение сегментный затвор, причем каждый управляется прибором управления гидроприводом по командам прибора управления затвором соединенным электрическими линиями связи с приборами управления гидроприводами, последние также соединены между собой, при этом гидролинии высокого давления гидроприводов соединены между гидроприводами и в случае выхода из строя отказавший гидропривод отключается и позволяет продолжить маневрирование сегментным затвором при одном исправном гидроприводе до проведения восстановительных работ. Сущность изобретения заключается в том, что сегментный затвор с системой гидроприводов, содержит последовательно соединенные сегментный затвор, редуктор сегментного затвора, гидропривод, состоящий из прибора управления гидроприводом, приводного электродвигателя с аппаратурой пуска, электрогидравлического механизма управления и регулируемого насоса с реверсивным потоком соединенного гидролиниями высокого давления с гидродвигателем. К редуктору сегментного затвора дополнительно подключен аналогичный гидропривод. Каждый из гидроприводов снабжен кранами, к входам которых подключены гидролинии высокого давления, и разгрузочным электрогидравлическим распределителем, разъединяющим гидролинии высокого давления по сигналу прибора управления гидроприводом и соединяющим гидролинии высокого давления при снятии электропитания. Сегментный затвор управляется прибором управления затвором, соединенным электрическими линиями связи с приборами управления гидроприводами, последние также соединены между собой и с соответствующими приводным электродвигателем с аппаратурой пуска, электрогидравлическим механизмом управления, разгрузочным электрогидравлическим распределителем, установленными датчиком положения и скорости вращения сегментного затвора и датчиком перепада давления в гидролиниях высокого давления. С целью согласования механических характеристик гидроприводы соединены между собой гидромагистралями подключенными к выходам кранов, открытые при штатной работе и закрытые в случае отказа одного из гидроприводов, диагностируемый каждым прибором управления гидроприводом по показаниям датчика перепада давления и датчика положения и скорости вращения сегментного затвора.

Вместо кранов могут быть установлены быстроразъемные соединения с запорным элементом, одна из частей которого принадлежит гидроприводу, а другая гидромагистрали.

Вместо кранов в составе каждого гидропривода может быть установлен электрогидравлический распределитель, управляемый прибором управления гидроприводом.

На фиг. 1 изображена схема электрогидравлическая функциональная сегментного затвора с системой гидроприводов.

На фиг. 2 изображен вариант соединения гидроприводов гидромагистралями с установленными быстроразъемными соединениями с запорным элементом.

На фиг. 3 изображен вариант соединения гидроприводов гидромагистралями с установленными электрогидравлическими распределителям и.

Сегментный затвор с системой гидроприводов, содержит последовательно соединенные сегментный затвор 1, редуктор сегментного затвора 2, к которому подключены два аналогичных гидропривода 3, каждый из которых состоит из прибора управления гидроприводом 4, приводного электродвигателя с аппаратурой пуска 5, электрогидравлического механизма управления 6, регулируемого насоса с реверсивным потоком 7, гидродвигателя 8, кранов 9 (фиг. 1) и разгрузочного электрогидравлического распределителя 10. Гидродвигатель 8 соединен с регулируемым насосом с реверсивным потоком 7 гидролиниями высокого давления 11, которые также подключены к разгрузочному электрогидравлическому распределителю 10, который разъединяет гидролинии высокого давления 11 по сигналу прибора управления гидроприводом 4 и соединяет гидролинии высокого давления 11 при снятии электропитания. Сегментный затвор 1 управляется прибором управления затвором 12, соединенным электрическими линиями связи 13 с приборами управления гидроприводами 4, последние также соединены между собой и с соответствующими приводным электродвигателем с аппаратурой пуска 5, электрогидравлическим механизмом управления 6, разгрузочным электрогидравлическим распределителем 10, установленными датчиком положения и скорости вращения сегментного затвора 14 и датчиком перепада давления 15 в гидролиниях высокого давления 11. Гидроприводы 3 соединены между собой гидромагистралями 16, подключенными к выходам кранов 9 (фиг. 1), открытые при штатной работе и закрытые в случае отказа одного из гидроприводов 3.

Вместо кранов 9 (фиг. 1) могут быть установлены быстроразъемные соединения с запорным элементом 9 (фиг. 2), одна из частей которого принадлежит гидроприводу 3, а другая гидромагистрали 16. Вместо кранов 9 (фиг. 1) в составе каждого гидропривода 3 может быть установлен электрогидравлический распределитель 9 (фиг. 3), управляемый прибором управления гидроприводом 4.

Сегментный затвор с системой гидроприводов работает следующим образом.

С прибора управления затвором 12 подаются сигналы о начале работы гидроприводов 3, поступающие на каждый прибор управления гидроприводом 4, каждый из которых подает сигнал запуска на приводной электродвигатель с аппаратурой пуска 5, который приводит во вращение регулируемый насос с реверсивным потоком 7. Электрогидравлический механизм управления 6 настроен на нулевую подачу при отсутствии на нем сигнала управления, а разгрузочный электрогидравлический распределитель 10 соединяет гидролинии высокого давления 11, что соответствует разгруженному состоянию каждого гидропривода 3 и нулевой скорости вращения сегментного затвора 1. Краны 9 (фиг.1) находятся в открытом состоянии и соединяют гидромагистралями 16 гидроприводы 3. Для маневрирования сегментным затвором 1 прибор управления затвором 12 задает требуемые скорость вращения и угол положения сегментного затвора 1, сигналы которых поступают на каждый прибор управления гидроприводом 4. Далее каждый прибор управления гидроприводом 4 подает сигнал на разгрузочный электрогидравлический распределитель 10, который разъединяет гидролинии высокого давления 11 и сигнал на электрогидравлический механизм управления 6, который устанавливает подачу регулируемого насоса с реверсивным потоком 7 соответствующую заданной скорости и направлению вращению сегментного затвора 1, который приводится во вращение каждым гидродвигателем 8 через редуктор сегментного затвора 2. При этом каждый гидропривод 3 работает на половинную нагрузку, что характеризуется уменьшенным в два раза давлением в гидролиниях высокого давления 11, что в свою очередь способствует повышению ресурса гидроприводов 3.

При возникновении отказа одного из гидроприводов 3, прибор управления гидроприводом 4 подает соответствующий сигнал в прибор управления затвором 12, который обесточивает каждый прибор управления гидроприводом 4. Далее следует закрыть краны 9 (фиг.1), тем самым разъединить гидроприводы 3. Выявленный неисправный гидропривод 3 отключается, а маневрирование сегментным затвором 1 продолжается одним исправным гидроприводом 3. При этом гидролинии высокого давления 11 отказавшего гидропривода 3 автоматически соединяются разгрузочным электрогидравлическим распределителем 10, что не допускает блокировку гидродвигателя 8 отказавшего гидропривода 3, позволяя приводить его в движение редуктором сегментного затвора 2 без отсоединения от последнего. Прибор управления гидроприводом 4 исправного гидропривода 3 в результате прекращения информационного обмена с прибором управления 4 отказавшего гидропривода 3 переходит в режим работы сегментным затвором 1 на полные нагрузку и соответственно давление до восстановления отказавшего гидропривода 3.

Аналогичным образом происходит работа при варианте соединения гидроприводов 3 гидромагистралями 16 с установленными быстроразъемными соединениями с запорным элементом 9 (фиг. 2), при этом в штатном режиме последние соединены и разъединяются при отказе одного из гидроприводов 3.

При варианте соединения гидроприводов 3 гидромагистралями 16 с установленным электрогидравлическим распределителем 9 (фиг. 3) в составе каждого гидропривода 3, работа сегментного затвора с системой гидроприводов отличается следующим образом. При начале работы гидроприводов 3 каждый прибор управления гидроприводом 4 дополнительно подает сигнал на электрогидравлический распределитель 9 (фиг.3), который открывается и соединяет гидроприводы 3 гидромагистралями 16, а при возникновении отказа одного из гидроприводов 3, прибор управления гидроприводом 4 подает соответствующий сигнал в прибор управления затвором 12, который обесточивает каждый прибор управления гидроприводом 4, а электрогидравлический распределитель 9 (фиг. 3) закрывается и разъединяет гидроприводы 3. Выявленный неисправный гидропривод 3 отключается, а маневрирование сегментным затвором 1 продолжается одним исправным гидроприводом 3.

Настоящее изобретение обеспечивает повышение надежности сегментного затвора, увеличение ресурса работы гидроприводов сегментного затвора, а также упрощение его эксплуатации.

Изобретение относится к области гидротехнических сооружений, а именно к сегментным затворам, приводимым во вращение гидроприводом. Сегментный затвор с системой гидроприводов содержит сегментный затвор, соединенный с редуктором сегментного затвора, к которому подключены два аналогичных гидропривода, приводящие во вращение сегментный затвор. Каждый гидропривод состоит из прибора управления гидроприводом, приводного электродвигателя с аппаратурой пуска, электрогидравлического механизма управления и регулируемого насоса с реверсивным потоком, гидродвигателя, разгрузочного электрогидравлического распределителя, кранов, датчика положения и скорости вращения сегментного затвора, датчика перепада давления в гидролиниях высокого давления. Гидродвигатель соединен с регулируемым насосом с реверсивным потоком гидролиниями высокого давления, которые также подключены к входам кранов. Разгрузочный электрогидравлический распределитель разъединяет гидролинии высокого давления по сигналу прибора управления гидроприводом и соединяет их при снятии электропитания. Сегментный затвор управляется прибором управления затвором, который соединен электрическими линиями связи с приборами управления гидроприводами, последние также соединены между собой. Гидроприводы соединены между собой гидромагистралями, подключенными к выходам кранов, открытых при штатной работе и закрытых в случае отказа одного из гидроприводов. Вместо кранов могут быть установлены быстроразъемные соединения с запорным элементом, одна из частей которого принадлежит гидроприводу, а другая гидромагистрали. Вместо кранов в составе каждого гидропривода может быть установлен электрогидравлический распределитель, управляемый прибором управления гидроприводом. Изобретение обеспечивает повышение надежности сегментного затвора, увеличение ресурса работы гидроприводов сегментного затвора, а также упрощение его эксплуатации. 3 ил.

Сегментный затвор с системой гидроприводов, содержащий последовательно соединенные сегментный затвор, редуктор сегментного затвора, гидропривод, состоящий из прибора управления гидроприводом, приводного электродвигателя с аппаратурой пуска, электрогидравлического механизма управления и регулируемого насоса с реверсивным потоком, соединенного гидролиниями высокого давления с гидродвигателем, отличающийся тем, что к редуктору сегментного затвора дополнительно подключен аналогичный гидропривод, а каждый из гидроприводов снабжен кранами, или быстроразъемными соединениями с запорным элементом, или электрогидравлическим распределителем, к входам которых подключены гидролинии высокого давления, и разгрузочным электрогидравлическим распределителем, разъединяющим гидролинии высокого давления по сигналу прибора управления гидроприводом и соединяющим гидролинии высокого давления при снятии электропитания, причем управление сегментным затвором осуществляется прибором управления затвором, соединенным электрическими линиями связи с приборами управления гидроприводами, последние также соединены между собой и с соответствующими приводным электродвигателем с аппаратурой пуска, электрогидравлическим механизмом управления, разгрузочным электрогидравлическим распределителем, установленными датчиком положения и скорости вращения сегментного затвора и датчиком перепада давления в гидролиниях высокого давления, при этом гидроприводы соединены между собой гидромагистралями, подключенными к выходам кранов, или к быстроразъемным соединениям с запорным элементом, или к электрогидравлическому распределителю, управляемому прибором управления гидроприводом, открытых при штатной работе и закрытых в случае отказа одного из гидроприводов, диагностируемый каждым прибором управления гидроприводом по показаниям датчика перепада давления и датчика положения и скорости вращения сегментного затвора.