Гидропривод гидротехнического затвора Советский патент 1986 года по МПК F15B11/12 F15B11/22 

Изобретение относится к области гидроавтоматики и может быть использовано в подъемных механизмах судоходных шлюзов.

Целью изобретения является повышение точности синхронизации гидроцилиндров.

На чертеже изображена схема гидронри- вода гидротехнического затвора.

Гидропривод содержит систему управления с программным блоком 1, пультом 2 и сельсином-приемником 3, а также двух- контурную гидросистему, контуры которой включают гидроцилиндры 4 и 5 со штоками 6 и 7 соответственно, шарнирно соединенными с затвором 8, и насосные станции 9 и 10. Станция 9 соединена со штоковой полостью 11 гидроцилиндра 4 через управляемый обратный клапан 12, а с вой полостью 13 -- через последовательно соединенные двухпозиционный золотник 14 с электрогидравлическим управлением и дросселирующий командный золотник 15. Для управления клапаном 12 и золотником 14 служат распределители 16 и 17 с электромагнитным управлением. Золотник 15 соединен со своим электроприводом, выполненным в виде регулируемого электродвигателя 18 через червяк (не обозначен) червячного редуктора 19, колесо которого (не обозначено) связано электромагнитной муфтой 20 с соелт,иненными между собой сельсином- датчиком 21 и одной из шестерен (не изображена) цилиндрического ре.ауктора 22, другая шестерня которого (не изображена) соединена механической тросовой передачей 23 со штоком 6.

Станция 10 соединена со штоковой полостью 24 гидроцилиндра 5 через управляемый обратный клапан 25, а с поршневой полостью 26 - через последовательно соединенные двухпозиционный золотник 27 с электрогидравлическим управлением и дрос- селируюпдий командный золотник 28. Х1ля управления клапаном 25 и золотником 27 служат распределители 29 и 30 с электромагнитным управлением. Золотник 28 соединен со своим электроприводом, выполненным в виде регулируемого электродвигате. 31 через червяк (не изображен) червячного редуктора 32, колесо которого (не изображен) связано электромагнитной муфтой 33 с соединенными между собой сельсином-датчиком 34 и одной из шестерен (не изображена) цилиндрического редуктора 35, другая шестерня которого (не изображена) соединена механческой тросовой передачей 36 со штоком 7.

Датчик 37 пути затвора 8 соединен, например, с сельсином-датчиком 21. Сельсин- приемник 3 выполнен с контактными кольцами (не изображены), включенными по дифференциальной схеме, и связан электрическими цепями (не изображены) с сельсинами-датчиками 21 и 34, а валом - с подвижным элементом (не изображены) регулируемого потенциометра 38, выход которого

соединен с электродвигателями 18 и 31, которые соединены с червяками редукторов 19 и 32 через зубчатые передачи 39 и 40 соответственно. Полости 13 и 26 соединены с баком 41. Насосные станции 9 и 10 имеют приводные электродвигатели (не изображены). Для управления распределителями 16, 17, 29 и 30 служат электромагниты (не изображены. Распределители 16 и 29 соединены с полостями 11 и 24 и с управляющими полостями (не изображены) клапанов 12 и 25.

Гидропривод гидротехнического затвора работает следующим образом.

Для подъема затвора 8 в заданном положении по сигналу с пульта 2 подается питание на электродвигатели насосных станций 9 и 10, электромагниты распределителей 17 и 30 и электромагнитые муфты 20 и 33. Рабочая жидкость от насосных станций 9 и 10 поступает через золотники 14 и 27 и открытые командные золотники 15 и 28 в поршневые полости 13 и 26, а из них - в бак 41.

С выдержкой времени 2-3 с подается питание на регу.;1ируемые электродвигатели 18 и 3 от программного блока 1. Двигатели 18 и 31 приводят во вращение посредством механических передач 39 и 40 червяки редукторов 19 и 32 с частотой, пропорциональной заданной скорости затвора 8. Червяки редукторов 19 и 32, «вворачиваясь в зубья неподвижных колес, сдвигаются в продольном направлении и прикрывают командные золотники 15 и 28. Слив рабочей жидкости через золотники 15 и 28 уменьшается и жидкость через клапаны 12 и 25 поступает в штоковые полости 11 и 24, приводя в движение затвор 8. Колеса редусоров 19 и 32 па- чнут вращаться посредством редукторов 22 и 35, связанных со штоками 6 и 7. Если скорость затвора 8 соответствует скорости врацдении электродвигателей 18 и 31, командные золотники 15 и 28 находятся в определенном положении, при этом в редукторах 19 и 32 происходит обкатка зубьев колес и червяков. При изменении скорости затвора 8 по отношению к заданной червяки редукторов 19 и 32 перемещаются вдоль продольных осей, изменяя по;1ожение командных золотников 15 и 28. Если скорость затвора 8 станет меньше заданной, скорости вращения колес редукторов 19 и 32 также уменьшатся и червяки пере.местятся на прикрытие золотников 15 и 28. Если скорость затвора 8 увеличится по отношению к заданной, соответственно увеличится число оборотов и колес червячных редукторов 19 и 32, которые переместят червяки на открытие золотников 15 и 28. Скорость затвора 8 понизится.

При прохождении затвором 8 определенного отрезка нути (в зависимости от запрограммированного) программный блок 1 по сигналу датчика 37 пути изменит выходной си1 нал напряжения, изменив тем самым частоту вращения электродвигателей

18 и 31, что вызовет изменение скорости движения затвора 8.

При достижении затвором 8 конечного положения «Закрыто одновременно снимается напряжение с электродвигателей станций 9 и 10, электромагнитов распределителей 17 и 30, электромагнитных муфт 20 и 33 и электродвигателей 18 и 31. Клапаны 12 и 25 под действием давления рабочей жидкости в штоковых полостях 11 и 24 закрываются командные золотники 15 и 28 открываются, смещая червяки в продольном направлении, так как колеса редукторов 19 и 32 отключаются муфтами 20 и 33 от цилиндрических редукторов 22 и 35. Золотники 14 и 27 закрываются. Схема приходит в исходное положение. Затвор 8 удерживается в конечном положении на масляных подушках в штоковых полостях 11 и 24 гидроцилиндров 4 и 5.

Для опускания затвора 8 подается питание на электромагниты распределителей 12, 16, 25 и 29, электродвигатели 18 и 31 и электро.магнитные муфты 20 и 33.

Рабочая жидкость, находяш,аяся под давлением в штоковых полостях 11 и 24, через распределители 16 и 29 поступает в управляющие полости обратных клапанов 12 и 25, которые открываются. Золотники 14 и 27 открываются распределителями 17 и 30. Рабочая жидкость из штоковых полостей 11 и 24 под действием веса затвора 8 перетекает в поршневые полости 13 и 26, проходя через клапаны 12 и 25, золотники 14 и 27 и командные золотники 15 и 28, которые регулируют расход рабочей жидкости в соответствии с заданным пультом 2 скоростным графиком. Так как при опускании затвора 8 увеличивающийся объем в поршневых полостях 13 и 26 больше, чем объем рабочей жидкости, вытесняемый из штоковых полостей 11 и 24 за счет объема, занимаемого штоками 6 и 7, то для полного заполнения поршневых полостей 13 и 26 в них за счет разряжения производится подсос рабочей жидкости из бака 4.

Скорость затвора 8 задается частотой вра- ш,ения червяков-редукторов 19 и 32, приводимых во вращение электродвигателями 18 и 31. Если с - .орость опускания затвора 8 станет меньше заданной (например, увеличение вязкости рабочей жидкости при понижении температуры наружного воздуха, уменьшение веса затвора 8 по мере погружения его в Воду и т.д.), соответственно уменьшится частота вращения колес редукторов 19 и 32 и червяки, «выворачиваясь из колес, переместятся в продольном направлении, приоткроют командные золотники 15 и 28, увеличив слив рабочей жидкости из штоковых полостей 11 и 24, увеличив тем самым скорость опускания затвора 8. При увеличении скорости затвора 8 по отношению к заданной .колеса червячных редукторов 19 и 32 переместят вдоль продольной оси червяки, уменьшив слив рабочей жидкости через

золотники 15 и 28, в результате скорость затвора 8 уменьшится. Если скорость затвора 8 соответствует заданной, в червячных редукторах 19 и 32 происходит холос- J тая обкатка зубьев и червяки находятся в неподвижном состоянии относительно продольной оси, неподвижны и командные золотники 15 и 28. При достижении затвором 8 конечного положегП1Я снимается питание с электромагнитов распределителей 16, 17,

0 29 и 30, с муфт 20 и 33 и с электродвигателей 18 и 31. Распределители 16, 17, 29 и 30 при включенных электромагнитах сообщают управляющие полости клапанов 12 и 25 и золотников 14 и 27 со сливом, в результате клапаны 12 и 25 и золотники 14 и 27 за5 крываются. Электромагнитные муфты 20 и 33 отключают редукторы 19 и 32 от редукторов 22 и 35, при этом командные золот- 1П1ки 15 и 28 под действием пружин открываются, переменная червяки редукторов 19 и 32

Q в крайнее положение. Схема приходит в исходное положение. Затвор 8 удерживается в заданном положении на масляных подушках в штоковых полостях 11 и 24 гидроцилиндров 4 и 5

Для удержания затвора 8 в горизонталь5 ном положении во всех технологических операциях с допустимым перекосом 50 мм служат сельсины 2 и 34, которые образуют систему измерения перекоса затвора 8. Сельсины-датчики 21 и 34, связанные с редукторами 22 и 35, контролируют положение штоков 6 I 7. В результате этого угол поворота вала сельсина-приемника 3 оказывается пропорциональным рассогласованию угловых положений сельсинов-датчиков 21 и 34 и, следовательно, разности координат положений штоков 6 и 7, которая определяет перекос затвора 8. Измеренная таким образом величина перекоса затвора 8 преобразуется в сигнал управления с помощью потенциометра 38, подвижный элемент которого связан с валом сельсина-приемника 3.

0 При отсутствии перекоса затвора 8 вал сельсина-приемника 3 потенциометра 38 находится в нейтральном положении, в результате чего на выходе потенциометра 38 сигнал отсутствует. При появлении перекоса затвора 8 вал сельсина-приемника 3 поворачивается

5 из нейтрального положения на соответствующий угол, смещая ри этом подвижный элемент потенциометра 38. На выходе потенциометра 38 возникает сигнал, пропорциональный разности положений щтоков 6 и 7. Этот сигнал подается на вход управления

электродвигателя 18, где суммируется с сигналом, поступающим от программного блока 1. В результате этого корректируется частота вращения электродвигателя 18. Соответственно изменяется скорость движения штока 6,

С связанного с Э1им электродвигателем, в результате чего и происходит выравнивание положения штоков 6 и 7 и устранение перекоса затвора 8. Чтобы обеспечить бесперекосную работу гидротехнического затвора во

0

всех режимах и исключить накапливание ошибки по перекосу, достаточно корректировать скорость одного из штоков гидропривода.

Использование предлагаемого изобретения в подъемных механизмах судоходных

шлюзов позволит повысить точность синхронизации гидроцилиндров при автоматическом управлении скоростью затвора и тем самым исключить возможность перекоса при движении затворов увеличить пропускную способность шлюза.

/о

38