Судовая электрогидравлическая рулевая машина Советский патент 1984 года по МПК B63H25/30 B63H25/12 

Изобретение (/iiHxjuixH к o6.iaeni суде строения и касается коиструи|Н)1Ч)ния н проектирован; я э;1ектр()гилрив,(.:к1-;л п левых машин.

Извест ; судовая электрО1идраз,1ическая рулевая машина, солержчшая licTCJMMHK питания, аЕПорулевой цеит| а;п,1ый пульт управления, многокамерный си.ловой исполнительный привод, силовые установки с насосами неременной производительности и датчиками давления и температуры рабочей жидкости, сообн1еи11ые гидравлическими линиями через блоки загюрно-проходных и предохранительных клапанов с камерами уномянутого силового исполнительного привода, цистерны рабочей жидкости с датчиками уровня рабочей жидкости, нусковые устройства электродвигателя, связанные с силовыми установками и с центральным пультом управления 1.

Однако такая рулевая магнина имеет недостаточную над.ежность, обусловленную малой эффективностью сигнализации, выполненной по уровню масла Б цистернах. которая опредс;1яется нроизводительностью насоса си.ювой установки и при больншх утечках в гидросистеме не обеспечивав г требуемун) скорость срабатывания.

Целью изобретения является повыпюние надежности ман)ины.

Поставленная цель доетигается тем, что судовая электрогидравлическая рулевая машина, содержащая источник нитания, авторулевой центральный нульт управления, многокамерный силовой исполнительный привод, силовые установки с насосами переменной нроизводительности и датчиками давления и температуры рабочей жидкости сообщенные гидравлическими линиями через блоки за юрно-нроходнь х и предохранительных клапанов с камерами силового исполнительного привода, цистерны рабочей жидкости с датчиками уровня рабочей жидкости, пусковые устройства электродвигателей, связанные с силовыми установками и с центральным пультом управления, снабжена щитом аварийной сигнализации, имеющим общий и два раздельных канала причем об1ций канал содержит реле времени, исполнительное реле, стаби.литрон и резистор, а каждый раздельный канал содержит реле памяти давления, реле неисправности гидросистемы, первичное реле, реле аварийного уровня, реле формирования обобщенного сигнала, сигнальную лампу датчика давления, при этом реле вре.мени зашунтировано через указанные стабилитрон и резистор и соединено с источником питания через контакты реле неисправности гидросистемы и первичного реле каждо1о из раздельных каналов, иснолнительное реле зашунтировано через контакт реле времени, ре.ле неисправности гидросистемы зашунтировапо через контакты реле аварийного уровня и пускового устройства, а также че; -;:-; контакты пускового устройства, датчика давления, реле памяти, диод и контакт испо; ;.чтел1Л1ого реле, реле формирования обобщенно о сигнала защунтировано через датчик температуры, а также через контакт реле неисправности гидросистемы, при этом реле неисправности гидросистемы образует электрическую цепь сигнализации неисправности гидросистемы в центральный пульт управления, а реле формирования обобщенного сигнала - электрическую цепь неисправности для подачи сигналов также в нульт управления.

На фиг. 1 дана принципиальная схема судовой электрогидравлической рулевой машины; на фиг. 2 - принципиальная схема щита аварийной сигнализации.

Рулевая машина содержит (фиг. 1) многокамерный силовой исполнительный привод 1, соединенный с силовыми установками 2 и 3 через блоки запорно-проходных и предохранительных клапанов 4 и 5, пусковые устройства 6 и 7, соединенные с авторулевым 8, имеющим в своем составе каналы 9 и 10, а также со щитом 11 аварийной сигнализации, имеющим в своем составе каналы 12 и 13, щит аварийной сигнализации соединен с датчиками 14 и 15 нижнего уровня и датчиками 16 и 17 аварийного уровня, установленными на цистернах 18 и 19.

Силовой исполнительный привод состоит из цилиндровых ка.мер 20-23, в которых размещены плунжеры 24 и 25, соединенные через шарниры 26 и 27 с баллером 28.

Силовые уетановки 2 и 3 имеют собственные 1-идравлические контуры, которые состоят из насосов 29 и 30 переменной производительности, соединенных с электродвигателями 3 и 32, которые в. свою очередь соединены со вспомогательными насосами 33 и 34 унравления и подпитки, в гидравлических линиях подпитки которых установлены датчики 35 и 36 давления, соединенные с каналами щита аварийной сигнализации, а в сливной гидравлической линии установлены датчики 37 и 38 температуры.

8состав силовых установок также входят исполнительные механизмы 39 и 40 каналов

9и 10 авторулевого 8, соединенные с задатчиками 41 и 42 перемещения люлек насосов переменной производительности, а так же отсечные клапаны 43---46, полости управления которых сообщены гидравлическими линиями 47 и 48 соответственно со вспомогательными насосами 33 и 34. Силовые установки сообш,ены с блоками запорно-проходных и предохранительных клапанов гидравлическими линиями 49-52, а блоки 4 и 5 содержат запорно-проходные клапаны 53-59, 60-66 н предохранительные клапаны 67--70 соответственно, при этом с силовым исполнительным приводом блоки сообщены гидравлическими линиями 71-74, а viOmjA i.ipa в,1иче.. ми 75 и 7(). Г1угкг;вь е уст; irU-fBa b и poMaiHHTfiOiT) ко гактного 1 77 и ры) содержа ми 79 If ЬО, . к;:;Л Я щита аварийной c iri:a.iii3fc тушки 77 и 7й соединс;; т телями 81 я Н2 .oв 9 го 8. Каналы 12 и 13 гдита 11 aBapHhi-; нализании сопоят из следу О 1Ил с;; вуюших элементорз: --- реле 83 и 84 11ал;ятк даеления тактами 85 88, соединенные с источ;:мка 1 питания через соответсчвующне дат-;;1ки 35 и 36 давлении, а гакже через ко;: гак ы ну и 90 нусковых устройств 6 и 7; 1 ервичнь;е pe.ie 9i и 92 с конгактами 93 96, соединенные с источником питания через соответствующие датчики 35 i; 36 давления и контакты 86 и 88 pe.ie BTi и 84 памяти дав.1ения; реле 97 и 98 аварийного уровни с контактами 99--102, соединенные с источником питания через соответствующие датчики 16 и 17 аварийного уровня; реле i03 и. 104 неисправности гидрос15Стемы с контактами 105112, соединенные с источником питания через соосвегст15ующие датчики 35 и 36 дав,тения и,, ко-ггакгы 86 и 88 реле 83 и 84 памяти давленип диоды 113 и П4, контакты 115 и 116, пспо,111ите.льное реле 117, контакты 105 и 109, ;; также через контакты 89 и 90 нусковых хстройстз 6 и 7, конт.акты 99 н 10 реле 97 i-; 9S аварийного уровня. ис полнительное реле 117, oosuee д,;я обоих каналов 12 и 13 с контак--ами 115 и 116, соединенное с источником пггания через контакт 118 реле 119 времс-ни )езистором 120 и стаби.читроно.м 121, установ.:енными в цени параллельной реле i19 времени;реле 119 времени, общее для обоих каналов 12 и 13 с контактом 118, соединенное с источником питания через контакты 93 и 106, а также через контакты 95 ,ч ilO; реле 122 и 123 фор.чирова1 ия обобщенного сигиа,та с контактами 124-127, соединенное с источником питани.я через контакты 107 и li реле 103 и 104 не;ид паиности гидросистемы, к.знтакты 124 и 126 н кнопку 128 (не показано) проверки 1 р;:1;| 45ности срабатывания рс-ле 122 и 123, датПпчи и 38 TeMtiepSTypiii масла, диодь- сигнальпые лампы 131 н 132 iUiVKi i-i: ня масла соединенные с исчочн;;;-; ;у ния черет датчики 14 и 15 ня масла; сигна;1ьн з1е 133 и 134 я-ч; го уровня масла, сосдмненнье с ncTi питания через контакты 100 ii 102 р и 98 аварийно Ч) ур(л;ня; :;; iV.iacpa x- :, ;;i..:,. ;е с источником нн ;;-7 :i 38 температ phi; i 37 и 138 отсутствия ОС хииенные с псточн;::п-акгы 94 н 96 пепчи-;. арОГ.;-рКИ НравП, ЬНОСТН СрО iir. iK.ie 122 н 123 формиронлн ; лм1ен :(яч) СИ: 11ала. :.1ект|Х Г:дранлическая ру,1евая мани)jia oracT следмонизм образом, i ;;м. ho3.i.CHCTi5Hii на вык,тк)чатель, наi , Hi Kaiia,;a 9 авторулевого 8, замы1.Н Cio K 1ггзк Ih, :ipi этом подается p;.-Ke:ii;c на ;, п скового .i г. KoT(;3OvJ через конгакт 79 o6rc;ie/) ;. нцгге а ;;а|) снгна.а: : пс;.: ..К:; 35 давлен.и. ();1ноь;)еi- :i..(.-4:; ::.,;ектродв1-гате,ть 31 си,-; -, : ;;;:UMiK:: 2. пр;; вc:l0 o; ;тc, :ьHacin; 33 1;ра;;.1ен51я и Н1;д -нгки .ам:, г Г1азв1;загь нооизводите,1ьн()сть, при :-H;ii:i iiM .тавле1 ия подпитки датчик 35 ,; вк,1К1чаегся и включает реле 83 пи. дав., которое через контакт 85 icr :а самоб,ток Оовку, а другим коптак3fi замыкает nciib первичного реле 91, п;;ч не срапотает, т, е. его :).1ектр1 чесi;c;ib оста;1ется Разомкнутой датчиком давления. ГаОочая жидкость от насо- : праз.те;1ин и :одпптки по -идрав.щ. :.}- .iiiHiii; 47 в полости .я )тсемных к,1ананов п 44, которые .- аются, блоки 3an(ipiio--Hpo:; ..ч ;: нрс1пхран;те, клапанов 4 : снловой ;;с и:;л:ите. 1ьный привод i с ч- :i 29 iiep.-.HiiO; 1;ропзводп ;е,и,н(Х н .:.;.:;; 4: . С|5С ;С1Де;;НЯ . ;bi-t-: laciCa :-.i ;ui:.o:i,. u;;i,;;;iHe от насоса ,тЗ С,н.;о. ; ;;;:; зка .: Cii П ai-;,i:iiiH;fi i.:.1;.и;;,ии .д;0-.-;1, к раоото. , С1 ::-;..КЗ 3 ht,i;%. ;/с огсечныс к, 45 и 4 pas.e. 1 ;;д|пшлимес чне ко-туры сп,и) при; ii Ci ai;oBKH. :;::;; задании угла перекладк ог 3,ia 9 -автора,те во го 8 э.тектрический снг ост иаст ;ia испо,1нительный механизм когорьч воздействует на 41 :,iOMeiiifi ,;io.ibKi- насоса 33, :ос., i.MiHHCi,. (НМЧ-; гчмвает подачу -:о;-ти 3 к,;ме: Ы си,ювого фивoд ; . -;:. -а11р;1л;ср, lipn задани); ;iope,, ;:; ::СМЛ1 оорт (по масово стрелке) ;-ч:;., /лидк.;сз, через отсечной K.ianan 44 il ;,разл; Н-ской ,1иняп 50, к, 56 i4 , гн,;ра./, линию 72 . :.... KaNiein 20. а чспсз ;; .:.::.; ;.;;.p i44K К) ч:г.;с;1ч :j2. . . : ..;.;. . , - : i 1 , . . I , i | S Г | ; г J4 . 2;, : Г. U: ,;,- . A,;i N; t ph;; L: L 4 ; OC i.

ческой линии 73, чеъе;; (51 Глкж;; п, пдрав.шческую линию 75, кланам 54, 53, через который также вьписичом:;: рабочая жидкость из камеры. 2;5 ii.iv;.-;;ром 25 по гидравлической 7 в и;;ра з,ггическу1О линию 49 к далее чср;; : ivrсечной клапан 43, поступает во BcacbittiKiщую полость насоса 29.

Поступательное движение плу: жерс:1 и 25 через шарниры 26 и 27 преобразуется во вращательное движение баллером 28. г вместе с ним руля.

Руль перекладывается на левый борт.

При задании угла перекладки от кана ла 9 авторулевого 8 на правый борт, иеаол нительный .ме.ханиз.м 39 авторулевого перемендает задатчик 41 перемещения люльки насоса 29 в противоположное положение, при этом люлька отклоняется в другую сторону и нагпетательной становится гидравлическая линия 49, в которую рабочая жидкость поступает через отсечной клапан 43.

Рабочая жидкость поступает через к,ланан 53, гидравлическую линию 7 в цилиндровую камеру 23 и через клана) 54, гидравлическую линию 75, клапан 61, идравлическую линию 73 в цилиндровую ка.адеРУ 21.

Из цилиндровой камеры 22 жидкость вытесняется плунжером 25 через i-идравлическую линию 74, к,1анан 62, гидравлическую линию 76, клапан 55, клапан 56, через который также вытесняется рабочая жидкость из камеры 20, а через 1идравлическую линию 72 - плунжером 24 в гидравлическую линию 50 и далее постунает через отсечной кланан 44 во всасывающую полость насоса 29.

Поступательное движение плунжеров 24 и 25 через шарниры 26 и 27 преобразуется во вращательное движение баллера 28., а в.месте с ним и руля.

Руль перекладывается на правый борт.

Цистерна 18 компенсирует температурные изменения рабочей жидкости и пополняет незначительные утечки из системы электрогидравл.ической рулевой машины.

Сигнализация со щита i1 аварийной сигнализации iiozuOTOB.iCHHcro к работе, из-за отсутствия сигналов с датчиков 14 нижнего уровня, датчика 35 давления, датчика 37 температуры не поступает, что свидетельствует о нор.мальной работе мацины.

При остановке силовой установки 2 о канала 9 авторулевого 8 выключателем 81 размыкается цепь питания катуц ки 77 ихекового устройства 6, которое отклю.чается и выключает электродвигатель 3 и своим контактом 79 обесточивает кана;1ы 12 и 13 щита 11 аварийной сиг1 ализации.

Одновременно закрываются отсечные клапаны 43 и 44 и силовая установка 2 отключается от блока занор1;о-про.ходнь.х и

jCri; 1Ф- -. J . гi .. |.. . - ...

Вкл1оио ;|-,г ;. ;;.;с.ил5 :тановки 3 каналов ; 3 LU, ; г пйрийной сигнализации, ;i;oKo а/бй с1;л;; Я:й установки нначч::- ;;/ ;П;г-:- ги:к)вой установки 2.

: :Qi4f4o-,:i6o повреждения 1нд: . 49----52. 71--- 74 или циЛ;-М:А;;;:Ч;.-С.::-;А KJMCD 20 2i си. при3o.,ia сраб., 1ДН1 i аварийной сигна, А за Ц/1 И .

В ,),к)сти от величины утечек рабочей жидкост ; источниками информации для разде;1е1; ;я гидросистемы яв;1яются датчики 14--17 уровня при небольших утечках рабочей жидкости и гидравлические датчики 35 и 36 давления при значительных потерях рс:б()-;ей жидкости.

Например, при работе силовой установки 2 и повреждении одной из гидравлических линий 49---52, 71-74 или камеры 20-- 23 силового тривода 1 и небольших утечках рабоч(м .кидкости происходит пониж ение уровня рабочей жидкости в цистерне 18, при этом срабатывает датчик 14 нижнего ровня, когорый своим KOjrraKTOM замыкает цепь сиг1-{а;П)И()й , 131 и на щите аваоийной сиггК.: азагдш появится сигнал «Нижний уровегь Mac:ias, но которому необходимо провест --; проверку состояния рулевой у.ашипы и -устранить причины, вызвавшие появление aioro сигнала - на.тичие утечек в гидросистеме 1ан.1ины, недостаточный уровеьь рабочей жидкости в цистерне 18. Данный имеет выход в ходовую рубку и ценгральный нульт унравления (не показано).

По этому сигналу необходимо принять срочные мерЬ по выяснению причин появления сигна.;;;; и их устранению.

При даль :ейще.м нон и жени и уровня рабочей жидкости в цистерне 18 сработает датчик 16 авзоийного уровня, который своим контактом замкнет цень р-еле 97 аварийного уровня. Г-епе 97 аварийного уровня контактом 99 3Kjno4HT цепь реле ШЗ неисправности гидросистемы и своим контактом 100 включит ламчу 133 «.Аварийный уровень Mac;iax, пр;-: тоы диод 113 исключит срабатывание Ч1;)нич;()го реле 91. Реле 103 своим конгягггом 108 разомк :ет цень «Неиспрар;г1ость Г ;Дросистем -1 п ходовую рубку.

122,

своим контактом lU/ 3 лючит оеле

когорое контактом 124 встанет на самоблоKjpoBKv, а когттяк14)г.1 125 замкнет цепь « еиснрав-гость гидрс систег. в нентральНо1Й нульт управления (ЦПУ). По зтому сигналу Н(-О.;.ОД.ИМО принять ероч1:ые меры по устра е;ипо источника нонижения уровня масла i-. шстерне 18. При наличии больп их утечек ::ьЕбато1вает датчик 35 давления, которэп; включает через ранее замкнутый при иу;;ке MaiiJHHb контакт 86 первичное ре.ле 91. 1оследнее CBOIJM контактом 93 включает oe/ie 119 времени, которое после

выдержки заданного време1 И, исключающего ложные срабатывания, контактом 118 включает исполнительное реле П7, которое через контакт 115 включает реле 103 неисправности гидросистемы. Последнее через контакт 105 самоблокируется и контактом 106 отключает реле 119 времени, отключающим исполнительное реле 117, кроме того, реле 91 контактом 94 включает лампу 137 «Нет давления подпитки, а реле- 103 контактом 108 формирует сигнал «Неисправность гидросистемы в ходовую рубку, а контактом 107 включает реле 122, которое контактом 124 встанет на самоблокировку, а контактом 125 формирует сигнал «Неисправность гидросистемы в ЦПУ.

Резистор 120 и стабилитрон 121, установленные параллельно реле времени 119, исключают возможность выхода из строя реле 119 времени при колебаниях напряжения в сети щита сигнализации.

При появлении сигнала в ходовой рубке в центральном пульте управления «Неисправность гидросистемы до появления сигнала «Нижний уровень необходимо немедленно остановить рулевую машину, и устранить негерметичность гидросистемы или отключить ее неисправную часть из работы, отключение неисправной части гидросистемы при этом производится вручную в румпельном помещении при помощи клапанов 54-57, 61-64 блоков запорно проходных и предохранительных клапанов 4 и 5, при этом клапаны 58, 59, 65 и 66 служат для подключения к системе заполнения осуujeHHH гидросистемы рулевой мащины и имитации неисправности гидросистемы.

Так например, при потере герметичности в гидравлической линии 71 выключается силовая установка 2, закрываются клапаны 61 н 62 блока 5 и открываются клапаны 57 и 62 блока 4, клапаны 65 и 66 остаются в закрытом положении, включается силовая установка 3, которая работает на камеры 1:1 и .2, р;1:ч Ь5;:Я о( номина.1ЬНО1; мощности маи;11 1ы. при этом остав.ляемая жидкость в K ix;epi5x 2 и 23 перетекает через K/ianaa 57 б.;ока 4. При потере i-ерметичности в гидрав,1)-:чеоко1{ линии 49 закрываются клапаны 53 и 56, остаются закрытыми клапаны 57-59, вык.чючается силовая установка 2, включается сп.1овая установка 3, которая работает на все четыре камеры силового привода.

При повышении температуры мас.па срабатывает датчик 37 температуры, при этом загорается сигнальная .laMiia 135 «Температура масла в норме и через диод 129 включается реле 122. которое формирует сигнал «Пеисправность гидросистемы только в ППУ. Включенная в цепи реле 122 и 123 кнопка 128 про.хназпачепа д,1я прсшерки правильности вк.почепия реле 122 и 123. Если при нажатии кнопки 128 обобщенный сигнал продолжает 1-;меть место, то это значит, что в гидросистеме есть неисправность.

Работа щита 11 аварийной сигнали.зации п его канала 13 при работе силовой установки 3 аналогична описанной работе щита при работе си.ювой установки 2, при этом отключение неисправной частя производят по виз ально-обнаруженному месту неисправности вручную перекрытием клапанов на блоках запорно-проходных и предо X р а п и т е л ь н ы X к л а п а н о в,

Coв iecтнaя работа силовых установок 2 и 3, обнаружение и изоляция поврежденного участка производится аналошчно, как и при раздельной работеТехпико-эконс1М1гчески11 эффект заключается в повышен ;- 1а.1ежност 1 рулево

М а IJ к i -i.

По расчетам вероятность безотказ гой работы рулевых с новой систе.мой сигиал зации за время рейса 1 1500 ч составляет 0.965 вероятности безотказной работы для действующих рулевы.х машин 0,92.

Я источнику питания

СУДОВАЯ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ РУЛЕВАЯ МАШИНА, содержащая источник питания, авторулевой центральный пульт управления, многока.мерньш силовой исполнительный привод, силовые установки с насосами переменной производительности и датчиками давления и температуры рабочей жидкости, сообщенные гидравлическими линиями через блоки запорно-проходны.х и предо.хранительны.х клапанов с камерами силового исполнительного привода, цистерны рабочей жидкости с датчиками уровня рабочей жидкости, пусковые устройства электродвигателей, связанные с силовыми установками и центральным пультом управления, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности рулевой мащины, она снабжена щитом аварийной сигнализации, и.меющим общий и два раздельных канала, причем общий канал содержит реле времени, iu-iu)n;i n4 ib;iiie РГ.Ч отабилитрси и резистс.). а ка/клы;. iXi.i.io/ii.Hbiii канал содержит ptvic пал.лп; .lati/iOHiiH. pe.ic неисправности rn.incriicTOMbi. первич ; tieле, реле аварийного роння, ре.ю ijiopMiipoвания обобщенного сигнала, сигп.ч-ibnVK) лампу датчика длв.лення, при этом реле н|1смени защунтирован ;;ерсз указанные ст; 1билитрон и резистор и соеinneno с источником питания через контакты реле ности гидросистемы и первичного реле каж дого из раздельных кана.юв, HciKXiiiirre.ibное реле зашунтировано через контакт реле времени, реле неисправности гидросистемы зашунтировано через контакты pe.ie аварийного уровня и пускового устройства, а также через контакты пускового устройства, датчика давления, реле памяти, Д1:од и кон«3 такт испо,111итсльного реле. pe,ie цчмтмирова(Л ния обобщенного сигнала зашунтирсм апо через .татчик температуры, а также через контакт реле неисправности inpociicieMbi, при этом реле неисправности 1идросистемы образует электрическую цепь сщпализапии неисправности гидросистемы в центральный пульт управления, а реле формирования обобщенного сигнала - э.1екгрическую цепь неисправности для подачи сигналов также в пульт управления. со со 00 о:

L.

83

L

I

12

«f

(90

/J