Устройство для автоматического регулирования судовым турбоагрегатом Советский патент 1984 года по МПК F01D17/26 

СХ) 4 vl

Изобретение относится к автоматическому регулированлю, в частности к устройствам регулирования судовыми турбоагрегатами.

Известно устройство для автоматического регулирования судовым турбоагрегатом, содержащее измеритель числа оборотов, регулятор скорости, выполненный в виде подпружиненного золотника, беспружинная полость которого подключена к импульсной .линии, регулирутрщие органы переднего и заднего хода и астатический золотник, торцовые полости которого подключены к измерителю числа оборотов, а управляющая полость подсоединена к регулирующим органам переднего и заднего хода fl.

Однако известное устройство не достаточно надежно, так как регулято скорости одновременно является и усилителем контроля. Кроме того, настройка устройства сложна, так как из-за наличия одной пружины усилител имеет практически нерегулируемый наклон.

Цель изобретения - повьппение надежности и упрощение настройки.

Поставленная цель достигается тем что устройство для автоматического регулирования судовым турбоагрегатом, содержащее измеритель числа оборотов, регулятор скорости, вьшолненный в виде подпружиненного золотника, беспружинная полость которого подключена к импульсной линии, регулирующие органы переднего и заднего хода и астатический золотник, торцовые полости которого подключены к измерителю числа оборотов, а управляющая полость - к регулирующим органам переднего и заднего хода, содержит регулятор скорости реверса, выполненный в виде подпружиненного золотника с управляющей полостью, беспружинная полость которого подключена к импульсной линии, а управляющая полость - к управляющей полости астатического золотника.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для автоматического регулирования и управления судовым турбоагрегатом.

Устройство содержит измеритель 1 числа оборотов, представляющий собой масляный шестеренчатый насос объемного типа, механически связанный с валом главной турбины и подающий масло в импульсную линию 2,

пусковую шайбу 3, задатчик 4 числа оборотов, выполненньш: в виде щелевого дросселя, положение которого определяет площадь сливного окна 5 импульсной линии 2, регулятор 6 скорости, выполненный в виде золотника, нижний торец которого снабжен с импульсной линией 2, а верхний подпружинен. Золотник является проточным усилителем, использующим в качестве рабочей сред подводимое масло (Р.ЦД ).

Устройство содержит также регулятор 7 скорости реверса, вьшолненный в виде золотника, нижний торец которого сообщен с импульсной линией 2, а верхний подпружинен, механизм контрпара, выполненный в виде астатического золотника 8 подачи контрпара, нижняя торцовая полость которого подключена к полости 9 измерителя 1 числа оборотов, а верхняя к полости 10 измерителя 1 числа оборотов, регулирующий клапан 11 переднего хода (ПХ) с отсечным золотником 12 и сервомотором 13, регулирующий клапан 14 заднего хода (ЗХ) с отсечным золотником 15 и сервомотором 16.

Для обеспечения импульсных связей между элементами системы автоматического регулирования регулятор 6 скорости снабжен окном 17,а регулятор 7) скорости реверса - окном 18. К этим окнам присоединены магистрали силового масла (л,) .

Регулятор 6 скорости снабжен также сливным окном 19. Для присоединения импульсной магистрали 20 к регулятору 6 скорости предназначено окно 21. Для присоединения магистрали 20 в буксе задатчика 4 выполнено окно 22. Астатический золотник 8 снабжен окнами 23 и 24. Магистраль 25, которая связывает управляющую полость А астатического золотника 8 с управляющией полостью Б регулятора 7 скорости реверса, присоединена к Окну 26 астатического золотника 8. К окну 23 присоединена магистраль 27, которая подводится в нижнюю полость отсечного золотника 12, а ее ответвление присоединено к окну задатчика 4(расположенному в его нижней части. К двум сливным окнам задатчика 4 присоединена сливная магистраль 28 с дроссельной шайбой 29.

Отсечной золотник 12 снабжен окнами 30 и 31, которые связаны соответственно с верхней и нижней полостями сервомотора 13, а отсечной золотник 15 - окнами 32 и 33, которые связаны соответственно с верхней и нижней полостями сервомотора 16. Нижняя полость отсечного, золотника 15 магистралью 34 присоединена к окну 24 астатического золотника 8, а также к окну задатчика 4, расположенному в его нижней части. Управляющая полость Б регулятора 2 скороети реверса посредством окон 18 и 33 соединяется соответственно с магистралью силового масла о сливом а окном 36 - с магистралью 25. Управляющая полость Б регулятора 6 скорости посредством окон 17 и 19, соединяется соответственно с магистралью силового масла со сливом Четыре дроссельные шайбы предназначены для создания минимального противодавления в верхних полостях регуляторов 6 и 7. Устройство работает следующим образом. В мо.мент запуска масляных насосов силовое йасло () поступает к окну 17 регулятора 6, к окну 18 регулятора 7 и через пусковую шайбу 3 и импульсную линию 2 к окну 5 задатчика 4 числа оборотов, которое в этот момент полностью закрыто. В этот момент давление импульсно го масла РИ под золотниками регул;яторов 6 и 7 максимально на статических режимах. Под действием этого давления золотник регулятора 6 занимает верхнее положение, а золотник регулятора 7 - нижнее. При этом окно 17 максимально закрыто, а окно 19, связанное со сливом, максимально открыто. Вследствие этого давление импульсного масла Р в управляющей полости В регулятора 6 минимально и оно по магистрали 20 через окна 21 и 22 передается задатчику 4 числа оборотов. В момент пуска золотник 8 занимает нижнее положение. В таком положении окно 21 полностью открыто, а окно 24 закрыто, и давление, поступившее в А из магистрали 25 через окна26 и 23,;передается в магист раль 27 и при положении золотника задатчика А числа оборотов на стоп (среднее,положение) эта магистраль связывается со сливом через магистраль 28 и шайбу 29, давление под золотниками 12 и 15 минимально, и регулирующие клапаны 11 и 14 (ПХ и ЗХ) закрыты. При выходе на нужный режим переднего хода задатчиком 4 числа оборотов открывается верхняя часть окна 5, в результате чего в импульсной линии 2 давление масла снижается, золотник регулятора 6 перемещается вниз и в магистрали 20 устанавливается более высокое давление Р,. Это давление масла через окна 21 и 22 попадает в магистраль 27 и нижнюю полость золотника 12, последний поднимается и силовое масло через окно 30 поступает в верхнюю полость сервомотора 13 регулирующего клапана 11 ПХ, а из нижней полости через окно 31 масло сливается в сливную магистраль, в результате чего регулирующий клапан 11 ПХ открывается и свежий пар поступает к главной турбине переднего хода. Вал главной турбины набирает обороты, и в полости 9 и линии 2 давление масла увеличивается, благодаря чему золотник 8 занимаетЧкрайнее верхнее положение. В результате этого золотник регулятора 6 приподнимается вверх, при этом окна 17 и 19 прикрываются и давление масла Р в полости В - в магистралях 20 и 27 и под золотником 12 уменьшается, отсечной золотник 12 опускается вниз под действием пружины и соединяет нижнюю полость сервомотора 13 регулирующего клапана 11 ПХ через окно 31 с силовым маслом, а верхнюю полость сервомотора 13 через окно 30 - со сливом. Регулирующий клапан 11 ПХ прикрывает доступ пара в турбину. В результате переходного процесса регулирующий клапан 11 ПХ занимает положение, соответствующее тому числу, оборотов главной турбины, которое установлено задатчиком числа оборотов. В это время золотник регулятора 7 скорости реверса контрпара находится в нижнем крайнем положении, так как он настроен на страгивание при более высоком давлении Р,, чем золотник регулятора 6 скорости. На установивихся режимах работы при медленной перестановке задатчика 4 на увеличение или снижение частоты вращения или быстрой на увеличение частоты вращения, а также при затяжелении гребного винта принцип работы устройгтва заключается в дистанционном заании и автоматическом поддержании чядаииого скоростного режима при по мощи всережимного регулятора скорости. При повьшеиии числа оборотов, тур бины золотник задатчика 4 числа обо ротов открывает окно 5, причем на передний ход открывается верхняя часть окна, на задний - нижняя. Под перестановкой задатчика понимается перемещение пояска золотника задатчика 4 числа оборотов относительно окна 5. При работе на установившемся режиме устройство обеспечивает поддержание заданного скоростного режима. При затяжелении гребного винта на ПХ частота вращения турбоагрегата снижается, что приводит к уменьшению производительности измерителя 1 числа оборотов - шестеренчатого насоса и к снижению давления импульсного масла в линии 2 перед окном 5 задатчика 4 числа оборотов и в торцовой полости под золотником регулятора 6 скорости. При этом золотник регулято ра 6 скорости перемещается вниз, окно 17, к которому подводится Си-: ловое масло, открывается, а окно 19, через которое осуществляется слив масла, закрывается. В результате это го давление импульсного масла между поясками золотника регулятора 6 скорости в полости В увеличивается. Указанное давление .через магистраль 20 и окно 22 в буксе задатчика 4 числа оборотов поступает под отсечной золотник 12, который,перемещаясь вверх, открывает окна 31 и 30. При этом через окно 30 в сервомотор регулирующего клапана 11 ПХ поступает масло, а через окна 31 оно сливается, что приводит к перемещению поршня сервомотора вниз, открытию клапана 11 ПХ стабилизации заданного скоростного режима. Аналогично происходит работа при перестановке задатчика 4 на увеличение скоростного режима, при этом уменьшение давления импульсного масла в линии 2 происходит за счет открытия окна 5 задатчика 4, что приводит к увеличению давления импульсного масла по отсечным золотником 12, открытию регули рующего клапана 11 ПХ и увеличению скорости режима. При медленной перестановке задатчика 4 оборотов на снижение скоростного режима, когда снижение частоты вращения происходит без существенного запаздывания от заданной частоты, давление импульсного масла в линии 2 возрастает, не достигая значения, при котором страгивается вверх золотник регулятора 7 скорости реверса. При этом золотник регулятора 6 ско- . рости перемещается вверх, что приводит к уменьшению давления импульсного масла под отсечным золотником 12 регулирзлощего клапана 11 ЛХ, закрытию клапана 11 ПХ и уменьшению частоты вращения турбоагрегата. При быстрой перестановке задатчика 4 на уменьшение скоростного режима или уменьшении нагрузки на гребном винте,.когда частота вращения увеличивается, происходит повышение: давления импульсного масла в ;-линии 2, в результате чего регулирующий клапан 11 ПХ движется на закрытие. Когда рассогласование фактической и заданной частоты вращения достигает определенной величины, давление импульсног о масла в линии 2 повышается и достигает значения, при котором страгивается вверх золотник регулятора 7 скорости реверса, что приводит к открытию окна 18, через которое подводится силовое масло, и закрытию окна 36, через которое осуществляется слив масла. В результате этого давление масла в полости Б, а следовательно, и в полости А золотника 8 повьщ1ается. При вращении на ПХ астатический золотник 8 находится в верхнем по- . ложении, так как давление в его нижней камере, соединенной через полость 9с нагнетанием измерителя 1 числа оборотов, превьш1ает давление в верхней камере, соединенной через полость 10со всасыванием измерителя 1 числа оборотов. При указанном положении астатического золотника 8 окно 24 в буксе открыто,а окно 23 закрыто.При этом давление масла из полости А золотника 8 через окно 24 поступает под отсечной золотник 15 клапана 14 ЗХ, открывая его, и пар поступает в турбину ЗХ. При этом происходит эффективное торможение турбоагрегата, что скоряет переход на заданный сниженый скоростной режим. По мере подхода к заданному реиму происходит зменьшение рассогласования между фактической и заданной астотЪй вращения, что приводит к меньшению давления импульсного маела в линии 2, перемещению вниз зо.потника регулятора 7 реверса и прекращению подачи контрпара.

Аналогично происходит работа устройства на заднем ходу.

Таким образом, введение регулятора скорости реверса позволяет повысит, надежность устройства для автоматического регулирования и управления судовым турбоагрегатом и упростить настройку за счет надежного включения в работу механизма контрпара и обеспечения независимой регулировки регуляторов скорости и скорости реверса.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СУДОВЫМ ТУРБОАГРЕГАТОМ, содержащее измеритель числа оборотов, регулятор скорости, выполненный в виде подпружиненного золотника, беспрзокинная полость которого подключена к импульсной линии, регулирующие органы переднего я заднего хода и астатический золотник, торцовые полости которого подключены к измерителю числа оборотов, а управляющая полость - к регулирующим органам переднего к заднего хода, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности и упрощения настройки, оно содержит регулятор скорости реверса, выполненный в виде подпружиненного золотника с управляющей полостью, беспружинная полость которого подключена к импульсной линии, а управляющая полость - к управляюс S щей полости астатического золотника.