Электрогидравлическая рулевая машина Советский патент 1984 года по МПК B63H25/30 

Изобретение относится к судостроению, в частности к электрогидравлическим рулевым машинам. Известна электрогидравлическая рулевая машина, содержащая силовой исполнительный привод многокамерной конструкции, силовые установки с насосами переменной производительности и датчиками давления рабочей жидкости, соединенные гидравлическими линиями с камерами силового исполнительного привода, а также цистерны рабочей жидкости, соединенные с силовыми установками и имеющие датчики уровня рабочей жидкости, пусковые блоки электродвигателей силовых установок, щиты питания, устройство . разделения гидросистемы, систему управления с исполнительными механи мами и датчиком обратной связи 1. Недостатком известной рулевой машины является пониженная надежность , обусловленная отсутствием устройства, исключающего частное -Сбрасывание предохранительных срабатывание предохранительных клапанов силовых установок и силового исполнительного привода и возможные При этом случай пикового заброса давления при работе на разделенной 1-идросистеме в режим следящего и простого видов управления. Цель изобретения - повышение надежности рулевой машины. Для достижения поставленной цели электрогидравлическая рулевая машина, содержащая силовой исполнительный привод многокамерной конструкции, силовые установки с насосами переменной производительности и датчиками давления рабочей жидкости, соединенные гидравлическими линиями с камерами силового исполнительного привода, а также цистерны рабочей жидкости, соединенные с силовыми установками и имеющие датчики уровня рабочей жидкости, пусковые блоки электродвигателей силовых установок щиты питания, ус-ройство разделения гидросистемы, систему управления с исполнительными механизмами и датчиком обратной связи, снабжена блоком автоматического отключения силового исполнительного привода, электрически соединенного с упомянутыми датчиками давления рабочей жидкости силовых установок, системой управления исполнительными механизмами, датчиком обратной связи и устройством раз деления гидросистемы. На чертеже показана принципиальная схема электрогидравлической рулевой машины. Электрогидравлическая рулевая машина содержит силовой исполнительный привод 1, гидравлически соединенный с силовыми установками, 2 и 3 через блоки запорно-предохрапительных клапанов 4 и 5, при этом силовые уст ановки соединены с цистернами 6 и 7, в которые помещены датчики аварийного 8, 9 и датчики предельного уровня 10, 11 рабочей жидкости, электромагнитные клапаны 12 и 13, гидравлически соединенные с клапанами кольцевания 14 и 15 и силовыми установками и электрически соединенные с устройством разделения гидросистемы 16, соединенным с пусковыми блоками 17 и 18 электродвигателей силовых установок, системой управления 19, блоком 20 автоматического отключения силового исполнительного привода, при этом пусковые блоки 17 и 18 соответственно электрически соединены со щитами питания 21 и 2.2. Силовой исполнительный привод состоит из четырех цилиндрических камер 23-26, в которых размещены плунжеры 27 и 28, соединенные через шарниры 29 и 30 с румпелем 31, а также датчика обратной связи 32, шарнирно соединенного с румпелем. Силовые установки 2 и 3 имеют собственные гидравлические контуры, которые состоят из насосов переменной . производительности 33 и 34, кинематически соединенных с электродвигателями 35 и 36, а также со вспомогательными насосами управления и подпитки 37 и 38. Насосы переменной производительности соединены с исполнительными механизмами 39 и 40 системы управления через задатчики 41 и 42 перемещения люлек насосов. В гидравлической, линии подпитки вспомогательных насосов установлены датчики давления 43 и 44, электрически соединенные с устройством разделения гидросистемы. На силовых гидравлических линиях установлены датчики давления 45 и 46.Гидравлический выход от насосов переменной производительности силовых установок осуществляется через отсечные клапаны и 47-50,полости управления которых соединены гидравли ческими линиями 51 и 52 соответственно со вспомогательными насосами 37 и 38. Между гидравлическими линиями силовых установок установлены предохранительные клапаны 53-56. Силовые установки соединены с блоками запорнр-предохранительных клапанов гидравлическими линиями 57-60, блоки соединены с камерами силового исполнительного привода гидравлическими линиями 61-64, а между собой гидравлическими линиями 65-70. Вспомогательные насосы 37 и 38 соединены с электромагнитными клапанами 12 и 13 гидравлическими линиями 71 и 72, при этом электромагнитные клапаны соединены с клапанами кольцеванйяЬидравлическими линиями 73 и 74.

Электрогидравлическая рулевая машина работает следующим образом.

Пр,и запуске, например, силовой установки 2 от пускового блока 18, запитанного .от щита питания 22, запускается электродвигатель 35 и получают питание датчики уровня 10 и 11, система управления 19, устройство разделения гидросистемы 16, датчики давления 43 и 45,блок 20 автоматического отключения силового исполнительного привода, датчик обратной связи 32.

Силовой исполнительный привод 1 находится в среднем положении (в диаметральной плоскости судна), силовая установка 2 включена и работает в холостом режиме, при этом давлением от насоса управления и под питки 37 по гидравли хеской линии 51 открываются отсечные клапаны 47 и 48. .

При задании угла перекладки руля системы управления 19, напримбр, на левый борт (по часовой стрелке) исполнительный механизм 39 воздействует на задатчик 41 перемещения люльки насоса 33, последняя, отклоняясь, обеспечивает подачу рабочей жидкости от насоса 33 через отсечной клапан 48 по гидравлическим линиям 58, 62, 65, 66, 67, 64 через блоки запорно-предохранительных клапанов 4 и 5 и.клапаны кольцевания 14 и 15 в цилиндрические 24 и 26. И камер 23 и 25 рабочая жидкость вытесняется по гидравлическим линиям 57, 61, 63, 68, 69, 70 через блоки запорно-предохранительнЫх клапанов , 4 и 5 и -клапаны, кольцевания 14 и 15

Давление рабочей жидкости воздействует на плунжеры 27 и 28, которые перемещаясь через шарниры 29 и 30, передают усилие на румпель 31, заставляя его. поворачиваться по часовой стрелке, а вместе с ним и руль (не показан). Угол положения руЛя фиксируется датчиком обратной связи 32, который имеет концевые электрические ограничители, исключающие перекладку руля на угол свыше величны при давлении в гидросистеме, не превышающем, предельного значения (давления настройки предохранительных клапанов 53-56 силовых установок и предохранительных клапанов блоков 4 и 5).

При задании-угла перекладки на правый борт (против часовой стрелки) система управления 19 воздействует на исполнительный механизм 39, который --через датчик 41 перемещает люльку насоса 33 в другое положение, при этом нагнетательной становится гидравлическая линия 57, а всасывающей - гидравлическая линия-58 силовой установки 2, под давлением оказываются рабочие камеры 23 и 25, а со всасыванием (сливом) соединены

рабочие камеры 24 и 26. Руль перекладывается против часовой стрелки. Работа силового-исполнительного привода от силовой установки 3 аналогична работе от силовой установки 5 2.

В случае какого-либо повреждения гидравлических линий или камер силового исполнительного привода гидравлический привод автоматически

Q разделяется на две двухкамерные гидравлические системы.

При работе силовой установки 2 и повреждения одной из гидравлических линий.57-70 или одной из камер 23 26 происходит понижение уровня рабочей жидкости в цистерне 6 и возможно падение давления на датчике давления 43, установленного в гидравлической линии подпитки силовой установки 2. При срабатывании датчи0 ка уровня 8.или датчика давления 43 поступает соответствующий сигнал в устройство разделения гидросистемы. 16, кЬторое подает команду н.а включение электромагнитного клапана 12,

5 который, перемещаясь, содиняет через гидравлические линии 71 и 73 полость .управления клапана 14 с насосом управления и подпитки 37. Клапан кольцевания 14 срабатывает, кольцуя ка0 меры 23 и 24, при этом одновременно в работу вступает силовая установка 3, работающая на закольцованные камеры. Рабочие камеры 25 и 26 остаются в работе. При работе на двух

5 камерах давление в одной из них может подняться до предельной величины, фиксируемой датчиками давления 45 при этом в зависимости от полярности сигнала с датчика обратной связи, определяемой., направлением перекладки, блоком 20 автоматического от-ключёния силового исполнительного привода прервется электрическая цепь исполнительного механизма 39 от системы управления 19. Исполни5 тельный механизм 39 займет среднее положение, при этом среднее (нейтральное) положение займет задатчик 41 перемещения люльки насоса 33 и руль остановится. Возможность пово0 рота руляв сторону, обеспечивающую уменьшение давления при этом сохраняется. Задание на угол, больший величины.настройки предельного давления в силовом исполнительном

5 приводе, окажется невозможным.

Поиск неисправности в гидросистеме продолжается в следующем порядке. Если уровень в цистерне 6 продолжает понижаться или же давление, регистрируемое датчиком давления 43, не восстанавливается, то, следовательно, потеря негерметичности произошла в гидросистеме привода, кото:рая осталась незакольцованной, и при отсутствии давления на датчике

5 давления 43 силовой установки 2 и

наличии давления на датчике давле ния 44 вновЬ включенной силовой ycfawosKJi 3 или же понижение уровня в цистерне 6 до датчика предельного уровня 10 подается команда на отключение силовой установки 2 и электромагнитного клалана 12, отключение которого обеспечивает через устройство разделения гидросистемы 16 . включение электромагнитного клапана 13, блок 20 автоматического отключения} силового исполнительного привода остается в работе, обеспечи.вая ограничение угла перекладки по давлению в гидросистеме. .

Если неге1(етичность осталась со стороны закольцованной чистки гидрО привода, то в этом случае либо не будетдавления на датчике давления 44, на датчике давления 43 оно восстановится, либо уровень рабочей жидкосм в цистерне 7 начнет йонижаться.„

По сигналу с датчика 44 или датчика 11 силовая установка 3 отключится, в работе останется клапан кольцевания 14, электромагнитный клапан 12, блок 20 а1втоматического отключения силового исполнительного привода. Обнаружение и изоляция

/поврежденного уч.астка гидравлического привода руля при начальном управлении от силовой установки 3 осуществляется аналогично. Разделение гидросистемы привода может быть осуществлено не только при аварийном состоянии гидросистемы,.но и при ее нор лальном состоянии с целью увеличения скорости перекладки руля, а следовательно, улучшения, ее эксплу-.

0 атационных характеристик, что особенно важно при ходе судна по курсу.

Отсутствие ограничения по углу перекладки в зависимости от давления в силовом исполнительном привоS де может вызвать частное срабатывание предохранительных клапанов 5356, силовых установок 2 и 3, а также предохранительных клапанов, установленных на блоках 4 и 5.

Предложенное техническое решение обеспечивает ограничение угла перекладки по давлению в силовом исполнительном приводе .как при раздельной, так и совместной работе силовых установок.

Технико-экономический эффект заключается в повышении надежности (2-2,5%).

«- j -t-. j

ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ РУЛЕ-. ВАЯ МАШИНА, содержащая силовой исполнительный привод многокамерной конструкции, силовые установки с насосами переменной производительности и датчиками давления рабочей жидкости, соединенные гидравлическими линиями с камерами силового исполнительного привода, а также цистерны рабочей жидкости, соединенные с силрвыми установками и имеющие датчики уровня рабочей жидкости, пусковые блоки электродвигателей силовых установок, щиты питания,.устройство разделения гидросистемы, систему управления с исполнительными механизмами и датчиком обратной связи, о т л и ч ающая с я тем, что, с целью повБкиения надежности, она снабжена блоком автоматического отключения силового исполнитеАного привода, электрически соединенного с упомянутыми датчиками давления рабочей жидкости силовых установок, системой jуправления, исполнительными механиз1мами, датчиком обратной связи и уст- § ройСтвсж разделения гидросистемы. О)