Следящий гидропривод для затворов гидротехнических сооружений Советский патент 1984 года по МПК G05D7/06 

Изобретение относится к гидроав матике. Известен гидравлический следящий привод, содержащий распределитель со струйной трубкой, соединенный с каналом управления, и силовой гидро цилиндр 13. Этот привод может использоваться только при высоком давлении рабочей среды. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является следящий гидропривод, содержащий входной узел с двумя переменными дросселями - сопло-заслонка, включенными по дифференциальной схеме, заслонки дросселей соединены меяоду собой и с датчиком входного сигнала перемещения, а сопла, вьшолненны в корпусе, подключены к каналу пита НИН, и выходной силовой узел 2. Данный привод неработоспособен при низконапорной, подаче жидкости, например при подаче ее с напором, не превышающим несколько сантиметров водяного столба. Невозможно при менение приводов этого типа для управления движением жидкостей в мелиоративных водораспределительных системах. Цель изобретения - расширение области применения гидропривода. Указанная цель достигается тем, что в следящем гидроприводе для затворов гидротехнических сооружени содержащем входной узел с двумя переменными дроссел5 ми сопло-заслонка , включенными по дифференциальной схеме, причем заслонки переменн дросселей соединены между собой и с датчиком входного сигнала перемещения , а, сопла, выполненные в кор пусе , подключены к каналу питания, и выходной силовой узел, связанный с исполнительным органом, во входно узле установлены две камеры, расположенные под соплами и соединенные .с отводными каналами, а выходно силовой узел выполнен в виде поворотного рычаг с опорой в середине, на концах которого установлены сосу ды с отверстиями в днищах, причем над сосудами расположены выходные отверстия отводных каналов. Причем в выходной силовой узел введен противовес, жестко закрепленный на рычаге под опорой, а корпус входного узла кинематически связан с рычагом выходного силового узла. Кроме того, в него введены узел фиксации положения исполнительного органа затвора и узел управления, причем узел фиксации вьтолнен в виде поворотного рычага с опорой в середине, на одном плече которого закреплен груз, а на другом сосуд с отверстием в днище, и жестко соединенного с рычагом стопорного элемента, рабочая прижимная . плоскость которого расположена против исполнительного органа затвора, а узел управления вьтолнен в виде двух сосудов с отверстиями в днищах, подвешенных на тросе, расположенной на роликах, в средней части троса закреплена заслонка, размещенная между питающим каналом и приемным каналом, выход которо;:о расположен над сосудом узла фиксации, а над сосудами узла управления расположены выходы дополнительных отводных каналов, сообщенных с сосудами входного узла. На фиг. 1 представлена схема гидропривода; на фиг. 2 - схема гидропривода с противовесом на рычаге выходного узла, на фиг. 3 вариант выполнения исполнительного органа в виде сегментного затвора j нэ фиг. 4 - схема гидропривода с узлом фиксации; на фиг. 5 - вариант выполнения гидропривода с демпферами. Следящий гидропривод (см. фиг.1) содержит входной узел 1 и выходной силовой узел 2. Входной узел 1 состоит из двух переменных дросселей сопло-заслонка , включенных по дифференциальной схеме, при которой уменьшение сопротивления одного дросселя увеличивает сопротивление другого дросселя, Согша 3 и 4, вьшолненные в корпусе 5, подключены к каналу питания 6. Заслонки 7, 8 соединены между собой и с датчиком 9 входного сигнала перемещения. Под соплами 3 г 4 установлены камеры 10,11 в виде сосудов соединенные с отводными каналами 12 и 13. Выходной силовой узел 2 выполнен в виде поворотного рычага 14 с опорой 15 э середине, на концах которого установлены сосуды 6, 17 с отверстиями 18., 19, в днищах. Над сосудами 3 16, 17 расположены выходные отверстия отводных каналов 12, 13. Рычаг 14 связан с исполнительным органом 20 затвора тросом 21. На фиг. 2 пред ставлена схема гидропривода, который снабжен противовесом 22, жестко закрепленным на рычаге 14 под опорой 15. При этом корпус 5 связ.ан с рычагом 14 посредством оси 23, размещенной в прорези 24. На тросе 21 может быть закреплен противовес 25 (показан пунктиром), масса которого составляет часть мас сы исполнительного органа 20. Канал питания 6 (фиг. 1 и 2) сое динен с руслом, в котором движется жидкость, расходом которой управляют, это не обязательно, питание может быть и независимым. На фиг. 3 показана возможность соединения троса 21 с исполнительны органом, вьшолненньм в виде сегмента 26, который может быть снабжен противовесом 27. Привод (фиг. 4)содержит узел 28 фиксации положения исполнительного органа 20 и узел управления 29. Узел фиксации 28 вьтолнен в виде поворотного рычага 30 с опорой в се редине, на одном плече которого зак реплен груз 31, а на другом - сосуд 32 с отверстием 33 в днище. Рьгчаг 30 жестко соединен с рычагом 34 стопорного элемента, рабочая прижимная плоскость 35 которого расположена против исполнительного органа 20. Узел управления 29 выполнен в ви де двух сосудов 36 и.37 с отверстия ми 38, 39 в днищах, подвешенных на тросе 40, расположенном на роликах. В средней части троса 40 закреплена заслонка 41, размещенная между питающим 42 и приемньв4 43 каналами. Выход канала 43 расположен над сосу дом 32, а над сосудами 36, 37 расположены выходы дополнительных отводных каналов 44, 45, сообщенных, с сосудами 10,11, При обычных условиях работы следящий гидропривод обеспечивает плав ное изменение положения исполнитель ного устройства. Однако при повыщенном трении в затворе для обеспечения более плавного его перемещения в процессе перестановки может быть целесообразной установка демп.фера, который уожет быть гидравли614ческим или воздушным. Демпфер (фиг. 5), выполнен в виде двух камер 46и 47 с дросселями 48, 49, в мембранах 50, 51. Может использоваться и один, соединенный с рычагом усилителя двухкамерный демпфер. При использовании сегментного исполнительного органа привод может быть вьтолнен с угловыми перемещениями элементов входного и выходного узлов. Падропривод работает следующим образом. Рычаг 14 (фиг. 1) может находиться в одном из крайних положений. Предположим, что открыто сопло 3 и закрыто сопло 4. Для работы устройства не требуется, чтобы полностью прекращался проток жидкости через одно из сопл. Это связано с тем, что лри заполнении одного из сосудов 16 или 17 допустим такой проток жидкости через второй сосуд, при котором не происходит его заполнения. В этом случае сосуд вода проходит через сосуд 10 в сосуд 16 и заполняет его у под действием веса з&полненного сосуда 16 левый конец рычага 14 опускается и поднимает исполнительный орган 20. При изменении сигнала от датчика 9 открывается сопло 4 и закрывается сопло 3. В этом случае запсшняется сосуд 17, левый конец рычага поднимается и закрывает затвор : исполнительным органом 20. Таким образом, гидропривод, изображенный на фиг. 2, является двухпозиционньм. В п)едлагаемс 1 следящем гидроприводе (фиг. 2), может производиться установка привода как в крайние, так и в любые из промежуточных положений. Он имеет следукиций принцип дей- . ствия. При первоначальном, исходном каж-. дый раз, положении датчика 9 привод находится в состоянии равновесия, При последующем изменении датчиком 9 положения заслонок 7, 8 изменяют-, ся количества жидкости, поступающей в сосуды 10 и 11 и, соответственно, в сосуды 16 и 17. При этом noBopiчивается рычаг 14 и перемещаются связанные с ним исполнительный орган 20 и корпус 5. Перемещение корпуса 5 приводит к тому, что смёща5

ются сопла 3, 4 и устанавливается проходное сечение дросселей, при котором устройство приходит к новому положению равновесия. Это оказывается возможньм благодаря наличию в сосудах 16 и 17 отверстий 18, 19 в днищах, через которые жидкость вытекает из сосудов наружу каря- . ду с ее притоком к сосудам по каналам 12, 13.

Для рассмотренных схем привода чайе всего не возникает необходимост ти в дополнительной стабилизации равновэсных положейий исполнительного устройства. Однако в некоторых случаях она необходима, чтобы исполнительное устройство удерживалось в установленном положении и при отключении питания по каналу 6.

Стабилизация положения исполнительного органа 20 осуществляется в приводе, схема которого представле242616

на на фиг. 4. Он работает аналогично приводу, показанному на фиг. 2.

Однако исполнительное устройство может приводиться здесь в движение

5 только при наличии сигнала рассогласования , формируемого при изменении, состояния датчика 9. В отсутствие же такого сигнала исполнительный орган 20 неподвижен благодаря ,

10 что через стопорный элемент на него действует сила, создаваемая грузом 31.

В состоянии равновесия расход, жидкости в сосуды 36, 37 одинаков,

t5 и заслонка 41 перекрьтает канал 43. Вода в сосуд 32 не постзплает, и плоскость 35 прижимается к органу 20.

В переходном режиме жидкость из канала 42 подается в сосуд 32, ры20 чаг 30 поворачивается так, что плоскость 35 отходит от исполнительного органа 20, что обеспечивает возможность его перемещения.

1. СЛЕДЯЩИЙ ГИДРОПРИВОД :ДЛЯ ЗАТЮРОВ ГВДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ, содержащий входной узел с двумя,переменными дросселями сопло-заслонка, включенными по дифференциальной схеме, причем заслонки переменных дросселей соединены между собой и с датчиком входного сигнала перемещения, а сопла, выполненные в корпусе, подключены к каналу питания, и выходной силовой узел, связанный с исполнительным органом, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, во входном узле установлены две камеры, расположенные под соплами и соединенные с отводными каналами, а выходной силовой узел вьшолнен в виде поворотного рычага с опорой в середине, на концах которого установлены сосуды с отверстиями в днищах, причем над сосудами расположены выходные отверстия отводных каналов. 2.Гидропривод по п. 1, отличающийся тем, что в выходной силовой узел введен противовес, жестко закрепленный на рычаге под опорой, а корпус входного узла кинематически связан, с рычагом выходного силового узла. 3.Гидропривод по пп. 1 и 2, отличающийся. тем, мто в него введены узел фиксации положения исполнительного органа затвора и узел управления, причем узел фиксации вьшолнен в виде поворотного рычага с опорой в середине, на одном плече которого закреплен груз, а на другом - сосуд с отверстием в днище , и жестко соединенного с рычагом стопорного элемента, рабочая прижимная плоскость которого расположена против исполнительного органа ( затвора, а узел управления выполнен в виде двух сосудов с отверстиями в днищах, подвешенных на тросе, расположенном на роликах, в средней части троса закреплена заслонка, размещенная между питающим каналом и приемным каналом, выход которого расположен над сосудом узла фиксации, а над сосудами узла управления расположены выходы дополнительных отводных каналов, сообщенных с сосудами входного узла.

18

15

- I

15 /4

19 17

Фиг.1

J61в23 24

X Л

j 15 П t9 /7

Фиг. г

fe j

f////f/7t

Фаг A

//////// /////77////////

////////////////77//

Фиг. 5